一种多层样品调度系统及调度方法与流程

本发明属于样品调度的技术领域，特别是涉及到一种多层样品调度系统及调度方法。

背景技术：

目前，大型ivd诊断设备（体外诊断设备）的样本调度机构主要有双轨插值式、三轨顺序式和三轨插值式，操作人员将样本放到特定的装载区，调度机构将自动地转移样本至分析部进行加样，待抽样完成后，再将样本转移到回收区。

其中，双轨插值式样本调度机构，不能实现急诊样本插队即时检测，可放置样本量有限，体验感差；三轨顺序式样本调度机构，尺寸较大，结构复杂，成本高；三轨插值式样本调度机构，与双轨插值式一样，存在可放置样本量有限和体验感差的的问题。

双轨的样本转移方式，当检测急诊样本时，需先将正在排队的样本转移到回收区，再转移急诊样本去加样，浪费了出结果时间，不能实现急诊样本插队即时检测；插值式的样本装载方式都为单层设计，样本加载量有限，且待检测样本、已检测的待确认样本和可回收样本都放置在单一的样本装载区，导致装载区较为混乱，体验感差。顺序式样本装载，结构方案较为复杂，尺寸较大，成本高。

技术实现要素：

本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供一种多层样品调度系统及调度方法。

本发明采用以下技术方案：样品装载区，用于装载待检测样品和/或已检测样品；

轨道输送区，设于所述样品装载区的对立面；用于进样品和/或出样品；

调度机构，设于样品装载区与轨道输送区之间；所述调度机构在同一平面上做二维运动，用于实现样品在样品装载区和轨道输送区之间的调度；所述平面与轨道输送区所在面为平行面；

其中，所述样品装载区包括：

若干层样本位，用于分别放置装载有待检测样品和/或已检测样品的样品架。即调度机构是在所述平面上做横向和纵向运动。

在进一步的实施例中，所述样本位包括：

承载板；

放置板，设于所述承载板上；

多个隔板，等距离竖向固定于所述放置板；相邻隔板之间均设有触发组件，样品架放置在所述放置板后，触发触发组件，触发组件开启对应的指示灯。

通过采用上述技术方案：每层样本位的两隔板之间均设有检测有无样本的触发组件和对应的指示灯，能实现精确定位，快速调度的目的。

在进一步的实施例中，所述调度机构包括：

升降板，所述升降板的一侧固定有垂直板；

过渡板，垂直固定于所述垂直板的顶端；

曲柄组件，设于所述升降板上；

调度钩板，传动连接于所述曲柄组件；所述曲柄组件用于驱动调度钩板在z轴向上的移动；

还包括：与所述调度钩板相适配的卡勾，固定于所述样品架的前后两侧；所述调度钩板将样品架从样本位上转移至过渡板上，并将过渡板上的样品架输送至轨道输送区。

通过采用上述技术方案：调度钩板在曲柄组件的作用下，通过拉-推-顶完成样品架在样品装载区、调度机构与轨道输送区之间的平稳的过度。

在进一步的实施例中，定义样品装载区和轨道输送区之间的走向为x轴向，则

所述调度机构还包括：

x轴向组件，设于所述升降板上；与所述曲柄组件传动连接，实现曲柄组件和调度钩板在x轴向的往返运动；

z轴向组件，传动连接于升降板，实现升降板在z轴向上的往返；

y轴向组件，设于样品装载区和轨道输送区之间；所述y轴向组件与z轴向组件传动连接。

通过采用上述机构，z轴向组件用于实现调度钩板对不同层的样本位上的样品架的勾取；y轴向组件则用于实现调度钩板在同一层面上的不同位置处的样品架的勾取。

在进一步的实施例中，还包括：

挡止组件，设于每层样本位的下方；

其中，所述挡止组件包括：

连接框，固定于所述样本位的下方；

若干个柱体，活动穿插于所述连接框的底面；每两个隔板之间对应设有一个柱体；

u型架，两端固定于所述柱体；所述连接框位于所述u型架内；

挡板，固定于所述u型架的顶端；所述挡板对样品架起到阻碍的作用；

压板，固定于所述u型架的底端；所述压板受到向下的压力后，u型架在柱体上向下移动，挡板下移；

回弹件，设于u型架的顶端与连接框的底端之间。

通过采用上述技术方案：任一样本位都有单独的弹性阻挡机构，能实现任一样本位单独控制开闭状态，提高样本架放置的可靠性。避免样本架放置不到位，甚至推过预期位置。

在进一步的实施例中，所述调度机构还包括：

压块组件，用于给压板提供向下的压力。

通过采用上述技术方案：一个压块组件便能实现所有的挡止组件的解锁，解锁装置只采用一个动力源，完成阻挡机构的解锁动作。且与调度钩板保持同步，成本低，可靠性高；

在进一步的实施例中，所述触发组件包括：

多个容纳腔，开设于所述放置板上；相邻两隔板之间对应一个容纳腔；

若干个弹片，对应设于所述容纳腔内；所述弹片的一端固定于承载板的底面，另一端依次穿过承载板、放置板、容纳腔、放置板和承载板位于承载板的下方；

微动开关，设于弹片另一端的下方；弹片处于正常状态时，弹片的另一端与微动开关不接触，弹片受外力压迫式，弹片变形弹片的另一端触发微动开关。

在进一步的实施例中，所述隔板的两侧面设置有导向筋，所述导向筋位于外侧的端部高于位于内侧的端部。

通过采用上述技术方案：放置样本架和取出样本架采用导向筋进行导向，避免样本架放置不到位，甚至推过预期位置。

使用如上所述的多层样品调度系统的调度方法，具体包括以下步骤：

步骤一、送样检测；

步骤二、取样；

其中，所述步骤一具体包括以下流程：

步骤101、将装载有待检测样品的样品架放置在同一层样本位上，放置时在导向筋的作用下样品架滑落至相邻两隔板内；

步骤102、触发组件在样品架重力的作用下被，触发微动开关，微动开关开启指示灯，对应的指示灯被点亮；同时挡板避免样本架在样本位上推过预定位置；

步骤103、调度机构中的调度钩板在y轴向组件和z轴向组件的作用下，转移到样品架的下方，并勾取样品架上靠近调度机构处的卡勾；

步骤104、压块组件给与挡止组件中的压板向下的作用力，挡板下移至放置板的下方；

步骤105、调度钩板在x轴向组件的作用下，将样品架被拖出转移至过渡板上；

步骤106、压块组件对挡止组件中的压板向下的作用力消失，档板在回弹件的作用下上移；

步骤107、x轴向组件持续作用，将样品架从过渡板通过拉-推-顶送至轨道输送区。

在进一步的实施例中，所述步骤二具体包括以下流程：

步骤201、已检测样品位于轨道输送区上，调度机构中的调度钩板在x轴向组件的作用下，结合曲柄组件，调度钩板勾取此时样品架上于调度钩板相靠近的卡勾，并在x轴向组件的作用下从轨道输送区返回至过渡板上，持续推送达到过渡板靠近样品装载区的一端；

步骤202、y轴向组件和z轴向组件将调度钩板移动到样本位的回收层中的指定位置处；

步骤203、压块组件给与挡止组件中的压板向下的作用力，挡板下移至放置板的下方；

步骤204、调度钩板将已检测的样品架推送至放置板上；

步骤205、压块组件对挡止组件中的压板向下的作用力消失，档板在回弹件的作用下上移；

步骤206、触发组件在样品架重力的作用下被，触发微动开关，微动开关开启指示灯，对应的指示灯再次被点亮。

本发明的有益效果：本发明设置有多层样本位，待检测样品位于同一层，同样的已检测样品（待回收）位于另外一层，使得样本装载区和回收区分离，大大提高了操作体验感，可同时放置数量颇多的样品，整齐归类；采用二维运动的调度机构连接样本装载区和轨道进样区，结构简单，占用面积小。

附图说明

图1为本发明的一种多层样品调度系统的结构示意图。

图2为本发明中的样品装载区的剖视图。

图3为本发明中的弹片的结构示意图。

图4为本发明中的调度机构的结构示意图。

图5为本发明中的调度机构的局部结构示意图。

图6为本调度机构中的曲柄组件和调度钩板的结构示意图。

图7为本发明中的样品装载区和调度机构的结构示意图。

图8为送样检测时样品架与调度钩板之间的流程图。

图9为取样时样品架与调度钩板之间的流程图。

图1至图9中的各标注为：样品装载区1、调度机构2、x轴向组件3、y轴向组件4、z轴向组件5、样品架101、承载板102、放置板103、隔板104、容纳腔105、弹片106、微动开关107、导向筋108、升降板201、过渡板202、曲柄组件203、调度钩板204、卡勾205、连接框206、柱体207、u型架208、挡板209、压板210、回弹件211、压块212、安装板301、驱动电机302、第一凸轮303、连接板304、腰型槽305、滑块306、固定部601、弧形部602、接触部603。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施例对本发明做进一步的描述。

发明人认为现有的体外诊断设备包括双轨插值式、三轨顺序式和三轨插值式，其中，双轨插值式样本调度机构虽然尺寸小、结构简单、调度程序简单、成本低，但是非真正意义上连续进样，急诊需排队；三轨顺序式样本调度机构虽然结构复杂适中、调度程序简单、提篮式连续进样、急诊插队，但是尺寸偏大、成本略高；三轨插值式样本调度机构虽然尺寸适中、美观、连续进样、急诊插队，但是结构复杂、调度程序复杂。

针对现有技术存在问题，发明人致力于克服结构、程序复杂度、打造一种多层样品调度系统及调度方法，包括：样品装载区1、调度机构2、x轴向组件3、y轴向组件4、z轴向组件5、样品架101、承载板102、放置板103、隔板104、容纳腔105、弹片106、微动开关107、导向筋108、升降板201、过渡板202、曲柄组件203、调度钩板204、卡勾205、连接框206、柱体207、u型架208、挡板209、压板210、回弹件211、压块212、安装板301、驱动电机302、第一凸轮303、连接板304、腰型槽305、滑块306、固定部601、弧形部602、接触部603。

具体的，如图1所示，一种多层样品调度系统包括：样品装载区1，轨道输送区和调度机构2。先定义样品装载区1为前侧，则轨道输送区位于后侧，所述轨道输送区与检测区相连，在本实施例中，所述样品装载区1用于装载待检测样品和/或已检测样品；所述轨道输送区用于将待检测的样品输送至检测区，同时也用于将检测好的样品从检测区输送到调度机构2上。所述调度机构2设在样品装载区1与轨道输送区之间，所述调度机构2为在某一平面上做二维运动，用于实现样品在样品装载区1和轨道输送区之间的调度，该平面与样品装载区的前侧面相互平行，即实现该平面上的横向及纵向运动。

在本实施例中，为了解决现有技术中的插值式的样本装载方式都为单层设计，样本加载量有限，且待检测样本、已检测的待确认样本和可回收样本都放置在单一的样本装载区，导致装载区较为混乱，体验感差。故所述样本位为多层，包括待检测层和回收层，待检测样品位于同一层，同样的已检测样品（待回收）位于另外一层。在本实施例中，所述样本位为双层，其中一层用于放置待检测样品，另外一层则用于放置已检测样品（待回收）。样本装载区和回收区分离，大大提高了操作体验感，可同时放置数量颇多的样品，整齐归类。

在进一步的实施例中，为了减少样品相互之间的干扰，所述样品位具体包括以下结构：

承载板102，所述承载板102上设置有放置板103，所述放置板103上等距离的设有竖向的隔板104，相邻两隔板104之间的空档则是用于放置样品架101。对应每个空档上都设置有指示灯，是为了便于掌握相邻两隔板104之间的样品架101的放置情况。因此在每个空档上都设置有触发组件，所述触发组件在受外力之后能够开启对应的指示灯，即指示灯亮意味着该空档上放置有样品架101需要处理。

在本实施例中，所述触发组件包括：容纳腔105，所述容纳腔105的个数为多个，分别开设在相邻的相隔板104之间。每个容纳腔105对应设有一个弹片106，每个弹片106对应设有一个微动开关107，所述微动开关107设于承载板102的下方。弹片106处于正常状态时，弹片106的另一端与微动开关107不接触，弹片106受外力压迫式，弹片106变形导致弹片106的另一端触发微动开关107。

在进一步的实施例中，所述弹片106的结构具体如下：包括固定部601、弧形部602和接触部603，所述固定部601、弧形部602和接触部603为一体成型。所述弹片106的安装方式如下：所述固定部601固定在承载板102的底面，所述接触部603依次承载板102、放置板103、容纳腔105、放置板103和承载板102最后位于承载板102的下方，同时所述弧形部602位于所述容纳腔105内且部分高于所述容纳腔105；所述接触部603为悬空状态，当样本位放置有样本架时，样本架压住弹片106，通过弹片106的变形接触部603触发开关，并驱动指示灯亮灯，提醒来处理对应位置处的样品。

在进一步的实施例中，所述弹片106的材料选用sus3013/4h，屈服强度930mpa，抗拉强度1210mpa；通过仿真分析，避免了零件使用过程中的应力集中，使用过程中的最大应力为260mpa，选低于屈服强度，且经过应力寿命曲线评估，寿命超过千万次。

在本实施例中，定义样品装载区1和轨道输送区之间的走向为x轴向，则所述调度机构2包括：设于样品装载区1与轨道输送区之间的y轴向组件4，所述y轴向组件4上传动连接有z轴向组件5，所述z轴向组件5上传动连接有升降板201，所述升降板201设有x轴向组件3，所述x轴向组件3上传动连接有曲柄组件203，所述曲柄组件203上传动连接有调度钩板204。所述曲柄组件203用于驱动调度钩板204在z轴向上的移动；用于勾取样品架101。

为了保证样品架101脱离放置架后，样品架101能够平稳的转移到轨道输送区，故在所述升降板201的一侧固定有垂直板，所述垂直板的顶端固定有过渡板202，所述过渡板202与所述垂直板之间的夹角为90°，所述过渡板202的宽度小于升降板201的宽度即保证了调度钩板204能够在过渡板202的一侧作用于样品架101。

为了能够与调度钩板204相适配，所述样品架101的前后两侧均设有卡勾205。所述调度钩板204将样品架101从样本位上转移至过渡板202上，并将过渡板202上的样品架101输送至轨道输送区。

在本实施例中，所述x轴向组件3、y轴向组件4和z轴向组件5可以选用螺纹螺杆传动、齿轮齿条传动或者带轮传动等。

所述曲柄组件203具体包括：传动连接于所述x轴向组件3的安装板301，所述安装板301上安装有驱动电机302，所述驱动电机302的输出轴上传动连接有第一凸轮303。还包括，竖向固定在所述安装板301上的导轨，所述导轨上过盈配合有滑块306，所述滑块306上固定有连接板304，所述连接板304上开设有腰型槽305，同时所述调度钩板204固定于所述滑块306。其中，所述第一凸轮303的边缘处活动卡接于所述腰型槽305。当第一凸轮303与腰型槽305的连接处位于最低处时，所述调度钩板204位于最低端；相反的，当第二凸轮与腰型槽305的连接处位于最高处时，所述调度钩板204位于最高端。

本实施例的调度机构2的工作原理如下：

y轴向组件4将z轴向组件5、x轴向组件3、曲柄组件203及调度钩板204转移到与亮的指示灯的位于同一竖直面上，随后z轴向组件5将x轴向组件3、曲柄组件203及调度钩板204转移至与亮的指示灯位于同一水平面上，即通过y轴向组件4与z轴向组件5的调节使调度钩板204与指示灯亮的对应的样品架101相对应。x轴向组件3将曲柄组件203和调度钩板204调节至与样品装载区1相靠近，且使得调度钩板204的前端位于样品架101末端处的卡勾205的下方，调节曲柄组件203，调度钩板204上移并与卡勾205相互卡接。随后调节x轴向组件3，将曲柄组件203及调度钩板204往后移动，即调度钩板204勾住末端处的卡勾205将样品架101往过渡板202上拉，持续移动直至调度钩板204的末端与过渡板202的末端相齐平，此时的样品架101位于过渡板202的中间位置处。曲柄组件203控制调度钩板204下移与卡勾205脱离，同时x轴向组件3控制曲柄组件203和调度钩板204向前移动，直至调度钩板204整个位于样品架101的下方，通过曲柄组件203控制调度钩板204上移，使得调度钩板204卡接于样品架101底部的连接框206，x轴向组件3开始工作，控制样品架101继续后移；当样品架101的末端与过渡板202的末端相齐平时，曲柄组件203控制调度钩板204下移与卡勾205脱离，同时x轴向组件3控制曲柄组件203和调度钩板204向前移动，直至调度钩板204的末端与样品架101前端相抵，x轴向组件3开始工作，控制样品架101继续后移直至推送到轨道输送区上。

反之，将样品架101从轨道输送区转移到样品装载区1。

在进一步的实施例中，插值式样本调度机构2，当样本架放到样本位后，需要有可靠的阻挡机构，防止样本架推过预期样本位，否则将可能导致仪器受损。因此所述多层样品调度系统还包括：挡止组件，设于每层样本位的下方。具体的，所述挡止组件包括：连接框206、柱体207、u型架208、挡板209和压板210。其中，所述连接框206固定安装在样本位的下方，所述柱体207的数量与所述容纳腔105的数量一致，活动穿插于所述连接框206的底面；所述u型架208的两端与所述柱体207的顶部和底部固定连接，所述u型架208的顶端位于连接框206的内部，底端位于连接框206的下方。

所述挡板209则是用于阻止样品架101后移的作用，故所述挡板209固定在所述u型架208的顶端。为了不影响对样品架101后续的转移工作，在必要时需要将挡板209下压，因此在进一步的实施例中，所述压板210固定在u型架208的底端，所述压板210用于承受外力。在外力的作用下，压板210下移，与之固定的u型架208和挡板209下移。

当样品架101被转移后，为了能够正常阻止后序的样品架101持续后移，因此挡板209需要能够及时回弹到原位，故所述挡止组件还包括回弹件211，所述回弹件211设于u型架208的顶端与连接框206的底端之间。在本实施例中，所述回弹件211选用压缩弹簧。

当压板210受外力后，压缩弹簧处于压缩状态，实现解锁；当外力消失后，压缩弹簧回弹因压缩弹簧的底部时固定的，故压缩弹簧推动u型架208向上回弹，即挡板209回弹。

在本实施例中，挡止组件是设于机架内部，因此手动解锁挡止组件是很不现实的。如果采用联动解锁，但是该解锁方式结构复杂，装配及维护困难，且解锁结构占用样本位正下方空间；同时不能单独控制而是集体解锁，多个样本位就需要一个动力源,太多动力源导致了成本高，系统可靠性差，且多个个样本位保持同一个开闭状态，不能实现任一样本位单独控制开闭状态，当某一样本架正被取走，相邻样本位的阻挡机构将处于解锁状态，此时在该位置放置样本架，存在将样本架推过预期位置的风险，同样由于占用太多样本架正下方空间，无法实现多层样本位的扩展设计。

故在进一步的实施例中，所述调度机构2还包括压块212组件，所述压块212组件是用于给压板210提供向下的压力。在本实施例中，所述压块212组件设于所述升降板201的下方，与调度钩板204保持同步，即当调度钩板204需要对某件样品架101进行转移时，压块212组件能够提前将对应样品架101处的挡止组件解锁，不影响其他的样品架101处的挡止组件。

在进一步的实施例中，所述止挡组件包括：固定在所述升降板201上的旋转电机，所述旋转电机的输出轴上传动连接有第二凸轮，所述旋转电机的对立面固定有安装板301，所述安装板301上横向固定有导轨，所述导轨上过盈配合有滑块306，所述滑块306上固定有压块212，所述压块212上开设有腰型槽305，所述第二凸轮的边缘处活动卡接于所述腰型槽305。通过连接处位于腰型槽305的不同位置处实现压块212与压板210之间的距离的调节，在z轴向组件5的协调下，实现对压板210的近距离下压。

压块212组件安装在升降板201上，由一个电机实现压块212的水平移动，降板可以竖直运动，压块212时，先驱动压块212水平运动伸出升降板201，直到挡片上方，借助升降板201的竖直运动，将挡片往下压，完成挡止组件的解锁动作，此时可将样本架拖出样本位。

每个样本位均设有阻挡挡片，需要拉走某个样本位的样本架，只单独解锁该位置的阻挡挡片，其余样本位的阻挡挡片均为阻挡状态，避免了其余样本位样本架推过预期位置的风险。

压块212由电机控制水平移动，无需解锁时，压块212移动到升降板201内部，升降板201竖直运动不与下层样本架干涉，能实现多层样本位的扩展设计。

所述隔板104的两侧面设置有导向筋108，所述导向筋108位于外侧的端部高于位于内侧的端部。放置样本架和取出样本架采用导向筋108进行导向，辅助放置样本架放到预期位置，并方便可靠的取出。

在进一步的实施例中，上述多层样品调度系统的调度方法具体包括以下步骤：步骤一、送样检测；步骤二、取样。

其中所述送样检测的具体流程如下：步骤101、将装载有待检测样品的样品架放置在同一层样本位上，放置时在导向筋的作用下样品架滑落至相邻两隔板内：样品架先接触导向筋，贴着导向筋此时导向筋的位于外侧的端部与样品架之间预留有4-5mm的预留空间，避免推入不畅，同样避免样品架被取出时出现抽出不畅；

步骤102、触发组件在样品架重力的作用下被，触发微动开关，微动开关开启指示灯，对应的指示灯被点亮；同时挡板避免样本架在样本位上推过预定位置；提醒来处理对应位置处的样品。

步骤103、调度机构中的调度钩板在y轴向组件和z轴向组件的作用下，转移到样品架的下方，并勾取样品架上靠近调度机构处的卡勾；

步骤104、压块组件给与挡止组件中的压板向下的作用力，挡板下移至放置板的下方；

步骤105、调度钩板在x轴向组件的作用下，将样品架被拖出转移至过渡板上；

步骤106、压块组件对挡止组件中的压板向下的作用力消失，档板在回弹件的作用下上移；

步骤107、x轴向组件持续作用，将样品架从过渡板通过拉-推-顶送至轨道输送区。

所述步骤二具体包括以下流程：

步骤201、已检测样品位于轨道输送区上，调度机构中的调度钩板在x轴向组件的作用下，结合曲柄组件，调度钩板勾取此时样品架上于调度钩板相靠近的卡勾，并在x轴向组件的作用下从轨道输送区返回至过渡板上，持续推送达到过渡板靠近样品装载区的一端；

步骤202、y轴向组件和z轴向组件将调度钩板移动到样本位的回收层中的指定位置处；

步骤203、压块组件给与挡止组件中的压板向下的作用力，挡板下移至放置板的下方；

步骤204、调度钩板将已检测的样品架推送至放置板上；

步骤205、压块组件对挡止组件中的压板向下的作用力消失，档板在回弹件的作用下上移；

步骤206、触发组件在样品架重力的作用下被，触发微动开关，微动开关开启指示灯，对应的指示灯再次被点亮。

本发明设置有多层样本位，待检测样品位于同一层，同样的已检测样品（待回收）位于另外一层，使得样本装载区和回收区分离，大大提高了操作体验感，可同时放置数量颇多的样品，整齐归类；采用二维运动的调度机构连接样本装载区和轨道进样区，结构简单，占用面积小。

解锁装置只采用一个动力源，完成阻挡机构的解锁动作，成本低，可靠性高；任一样本位都有单独的阻挡，单独控制开闭状态，提高样本架放置可靠性；该机构不占用样本位正下方空间，能实现双层样本位的扩展设计。