一种实验室流水线的样本载入载出系统的制作方法

1.本发明涉及医学实验室设备领域，尤其涉及一种实验室流水线的样本载入载出系统。


背景技术：

2.随着现代医学检验水平的提升，人们对精准医学检验越来越重视，导致医院检验样本量越来越大，传统的单台检测仪器不能满足医疗机构的需求，通过连接各类医疗分析仪器及前后样本处理的实验室流水线则越来越受到人们的欢迎。
3.目前，实验室流水线采用架式传输或单样本托传输方式实现样本的传输。对于单样本托传输流水线，样本载入系统或载出系统无错误样本管理区或错误区设置在传输轨道上，处理错误样本时，需要设备暂停运行，人工从传输模块取出样本进行处理，操作麻烦，导致样本传输效率较低。
4.因此，如何合理布置实验室流水线的样本载入载出系统以方便处理错误样本和提高样本传输效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种实验室流水线的样本载入载出系统，用于优化空间布置，便于处理错误样本，提高样本传输效率和空间利用率。
6.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
7.一种实验室流水线的样本载入载出系统，包括样本托传输轨道模块和样本管载入载出模块，所述样本托传输轨道模块包括主轨道以及与所述主轨道并列连通的至少一条辅助轨道，所述主轨道上布置有分料检测位，所述辅助轨道上沿传输方向依次布置有辅助检测位和进样扫描位，所述辅助轨道的输入端与所述主轨道的连接处位于所述分料检测位的下游并且设置有用于改变样本托的传输方向的换向机构，所述样本管载入载出模块包括进出样区和错误区。
8.优选地，所述辅助轨道的位于所述进样扫描位的下游的部分为错误样本托轨道，所述错误样本托轨道的一侧通过连接轨道与所述主轨道连通，所述错误样本托轨道与所述连接轨道的连接处设置有所述换向机构。
9.优选地，所述错误样本托轨道设有错误样本托暂存位。
10.优选地，所述分料检测位设有样本托位置传感器和样本托信息读取器，所述辅助检测位设有所述样本托位置传感器、所述样本托信息读取器和样本管位置传感器，所述进样扫描位设有所述样本托位置传感器、所述样本托信息读取器以及样本管信息读取器。
11.优选地，所述主轨道上设有位于所述辅助轨道的输入端和输出端之间的主轨道缓存位，所述主轨道缓存位设有样本托位置传感器。
12.优选地，所述进样扫描位设置有样本托旋转装置。
13.优选地，所述样本托旋转装置包括用于与所述样本托的周向外壁滚动接触并且沿
所述样本托的周向依次排布的至少一个主动轮和至少一个从动轮，所述样本托旋转装置还包括用于驱动所述主动轮转动的旋转驱动装置以及用于改变所述主动轮和/或所述从动轮相对所述辅助轨道的位置的移动驱动装置。
14.优选地，所述错误区包括错误样本区和人工处理区。
15.优选地，所述进出样区设有至少一个用于放置样本托盘的托盘放置位，所述托盘放置位设有样本托盘信息检测装置。
16.优选地，所述换向机构包括用于限制所述样本托通行的阻挡臂以及用于驱动所述阻挡臂在相邻两轨道之间变换位置的换向驱动部件。
17.优选地，所述辅助轨道平行布置于所述主轨道的一侧并且与所述主轨道的传输方向一致。
18.优选地，所述主轨道设置有位于所述辅助轨道的输出端的下游的样本托放行位置检测装置；
19.和/或，所述辅助轨道设置有位于所述辅助检测位的上游的辅助轨道缓存满料位置检测装置；
20.和/或，所述辅助轨道设置有位于所述辅助检测位与所述进样扫描位之间的扫描位缓存满料位置检测装置。
21.优选地，所述主轨道上设有位于所述辅助轨道的输入端和输出端之间的主轨道缓存位以及位于所述辅助轨道的输入端与所述主轨道缓存位之间的主轨道缓存满料位置检测装置。
22.优选地，所述样本托传输轨道模块还包括设置于所述主轨道的一侧并且传输方向相反的返回轨道，所述样本托传输轨道模块还包括位于所述主轨道下方的用于传输空样本托的空托返回轨道。
23.优选地，上述实验室流水线的样本载入载出系统还包括用于在所述样本托传输轨道模块与所述样本管载入载出模块之间转移样本管的样本管转移模块。
24.本发明提供的实验室流水线的样本载入载出系统，包括样本托传输轨道模块和样本管载入载出模块，所述样本托传输轨道模块包括主轨道以及与所述主轨道并列连通的至少一条辅助轨道，所述主轨道上布置有分料检测位，所述辅助轨道上沿传输方向依次布置有辅助检测位和进样扫描位，所述辅助轨道的输入端与所述主轨道的连接处位于所述分料检测位的下游并且设置有用于改变样本托的传输方向的换向机构，所述样本管载入载出模块包括进出样区和错误区。
25.本发明提供的样本载入载出系统的工作原理如下：
26.在样本载入模式中，主轨道的分料检测位对主轨道上传输的各个样本托进行检测，系统根据分料检测位的检测信息判断每个样本托是否需要样本载入。当样本托不需要样本载入时，分料检测位直接放行该样本托并利用主轨道将该样本托输送至下一单元；当样本托需要样本载入时，利用换向机构将样本托输送至辅助轨道，辅助检测位检测到该样本托上没有样本管，即样本托空载时，则将进出样区的样本管转移到该空样本托上，然后，辅助检测位放行该样本托并输送至进样扫描位，进样扫描位将扫描到的样本管的信息与样本托的信息绑定并上传，再放行该样本托，即完成了一次样本管的载入。
27.在样本载出模式中，分料检测位对主轨道上传输的各个样本托进行检测，系统根
据分料检测位的检测信息判断每个样本托是否需要样本载出。当样本托不需要样本载出时，分料检测位直接放行该样本托并利用主轨道将该样本托输送至下一单元；当样本托需要样本载出时，利用换向机构将样本托输送至辅助轨道，辅助检测位检测到该样本托上有样本管时，则将样本管转移至进出样区，然后，辅助检测位放行该样本托并输送至进样扫描位，进样扫描位将该样本托放行并通过主轨道输送至下一单元，这样就完成了一次样本管的载出。
28.在复测载入模式中，当已经放入进出样区的样本管需要再次进入线体进行检测分析时，可以将样本管放入到进样扫描位的空样本托上，进样扫描位将扫描到的样本管信息与样本托信息进行绑定和上传，然后将该承载有样本管的样本托放行并通过主轨道进入下一单元，完成一次样本管的复测载入。
29.在处理错误样本模式中，当空样本托在辅助检测位正常载入样本管(或复测样本管)之后，在进样扫描位扫描读取样本管信息时，如果无法扫描到信息或扫描到的信息与实验项目不符时，则系统判定该样本管为错误信息样本管，此时，可将该错误信息样本管转移到错误区中，便于人工处理，人工处理之后的样本管再按照上述样本载入模式(或复测载入模式)进行操作，从而实现正常样本载入(或正常的复测载入)。如果样本托传输到主轨道的分料检测位时，分料检测位无法读取样本托信息或读取到的样本托信息错误，则通过换向机构将该样本托输送至辅助轨道，同时，还可以通过系统进行提示，以便于人工及时处理该错误信息样本托。其中，样本管载入载出模块的错误区还可以作为加急样本管的进样区，便于进行少量加急样本管的载入处理。
30.在样本载入载出一体模式中，系统可以将样本管载入载出模块的进出样区划分为进样区和出样区，进样区用于放置载有样本管的样本托盘，出样区用于放置空载的样本托盘。在该模式中，当样本托输送至辅助检测位时，若辅助检测位检测到空样本托，则可将进样区的样本管转移至空样本托上，并使进样扫描位对样本管信息和样本托信息绑定上传，从而实现样本管载入。若辅助检测位检测到载有样本管的样本托，则系统将样本托信息与样本管信息解绑后，可将该样本管转移至出样区的样本托盘上，辅助检测位放行该空样本托，完成一次样本管载出。空样本托缓存在辅助检测位与进样扫描位之间，此时若需要样本管载入，则只需将进样区的样本管转移放置到该空样本托上，然后，进样扫描位再将扫描到的样本管信息和样本托信息绑定并上传，再将该样本托通过主轨道输送至下一单元，完成一次样本管载入。
31.本发明具有以下有益效果：
32.1)本方案提供的样本载入载出系统可以作为实验室流水线的样本载入单元或样本载出单元，也可以作为样本载入载出一体化单元，既可满足大型医疗机构高通量、高容量处理的要求，也适合小型医疗机构空间紧凑、低成本的要求；
33.2)本方案中的样本托传输轨道模块的主轨道和辅助轨道并列连通，可以保证多个单元并机使用时，样本托的调度不受样本管转移模块的影响，实现样本管的快速进样或快速出样，避免主轨道频繁停顿，减少设备等待时间，进而提升整个系统的设备通量，提高运行效率；
34.3)本方案的样本管载入载出模块设置有错误区，便于人工对错误样本管进行处理，还可以作为加急样本管的加急载入通道，提高样本传输效率和空间利用率。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本发明具体实施例中的样本载入载出系统的整体结构示意图；
37.图2为本发明具体实施例中的第一种样本托传输轨道模块和样本管载入载出模块的俯视结构示意图；
38.图3为本发明具体实施例中的第一种样本托传输轨道模块的结构示意图；
39.图4为本发明具体实施例中的第二种样本托传输轨道模块和样本管载入载出模块的俯视结构示意图；
40.图5为本发明具体实施例中的第二种样本托传输轨道模块的结构示意图。
41.图1至图5中的各项附图标记的含义如下：
42.1-样本管转移模块、2-返回轨道、3-主轨道、4-辅助轨道、5-空托返回轨道、6-错误区、7-样本管载入载出模块、8-分料检测位、9-第一换向机构、10-主轨道缓存满料位置检测装置、11-辅助检测位、12-样本管信息读取器、13-进样扫描位、14-主轨道缓存位、15-样本托放行位置检测装置、16-样本托旋转装置、17-扫描位缓存满料位置检测装置、18-人工处理区、19-进出样区、20-错误样本区、21-辅助轨道缓存满料位置检测装置、22-错误样本托轨道、23-第二换向机构、24-错误样本托暂存位。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.请参照图1至图5，图1为本发明具体实施例中的样本载入载出系统的整体结构示意图；图2为本发明具体实施例中的第一种样本托传输轨道模块和样本管载入载出模块的俯视结构示意图；图3为本发明具体实施例中的第一种样本托传输轨道模块的结构示意图；图4为本发明具体实施例中的第二种样本托传输轨道模块和样本管载入载出模块的俯视结构示意图；图5为本发明具体实施例中的第二种样本托传输轨道模块的结构示意图。
45.本发明提供了一种实验室流水线的样本载入载出系统，包括样本托传输轨道模块和样本管载入载出模块7，样本托传输轨道模块包括主轨道3以及与主轨道3并列连通的至少一条辅助轨道4，主轨道3上布置有分料检测位8，辅助轨道4上沿传输方向依次布置有辅助检测位11和进样扫描位13，辅助轨道4的输入端与主轨道3的连接处位于分料检测位8的下游并且设置有用于改变样本托的传输方向的换向机构(如图2至图5所示的第一换向机构9)，样本管载入载出模块7包括进出样区19和错误区6。其中，主轨道3用于传输空载样本托或载有样本管的样本托。
46.优选地，样本托传输轨道模块还包括用于返回样本托的返回轨道2以及用于传输空样本托的空托返回轨道5，如图1所示，返回轨道2设置于主轨道3的一侧并且与主轨道3的
传输方向相反，空托返回轨道5位于主轨道3和返回轨道2的下方。
47.需要说明的是，本发明中的辅助轨道4可以设计为沿直线方向延伸，也可以设计为沿曲线方向延伸，优选地，如图2和图4所示，本方案中的辅助轨道4的主体为直轨道，辅助轨道4平行布置于主轨道3的一侧并且与主轨道3的传输方向一致。
48.需要说明的是，辅助轨道4的输入端可通过一段连接轨道与主轨道3连通，用于供主轨道3上的样本托转移至辅助轨道4；辅助轨道4的输出端也可通过另一段连接轨道与主轨道3连通，用于供辅助轨道4上的样本托转移至主轨道3。优选地，如图4和图5所示，辅助轨道4的位于进样扫描位13的下游的部分为错误样本托轨道22，错误样本托轨道22的一侧通过连接轨道与主轨道3连通，错误样本托轨道22与连接轨道的连接处设置有换向机构(第二换向机构23)。
49.优选地，错误样本托轨道22设有错误样本托暂存位24。
50.优选地，上述实验室流水线的样本载入载出系统还包括用于在样本托传输轨道模块与样本管载入载出模块7之间转移样本管的样本管转移模块1。样本管转移模块1具有包括若干机械抓手的机械臂，将样本管在样本托传输轨道模块与样本管载入载出模块7的样本托之间进行转移。
51.优选地，分料检测位8设有样本托位置传感器和样本托信息读取器，辅助检测位11设有样本托位置传感器、样本托信息读取器和样本管位置传感器，进样扫描位13设有样本托位置传感器、样本托信息读取器以及样本管信息读取器12。
52.优选地，主轨道3上设有位于辅助轨道4的输入端和输出端之间的主轨道缓存位14，主轨道缓存位14设有样本托位置传感器。
53.需要说明的是，上述样本托位置传感器用于检测样本托的位置，样本托信息读取器用于读取识别样本托信息，样本管位置传感器用于检测样本管的位置，样本管信息读取器用于读取识别样本管信息。样本托位置传感器和样本管位置传感器可采用例如红外位置传感器或超声位置传感器等位置传感器，样本托信息读取器和样本管信息读取器12可采用例如rfid读取器或视觉扫描装置等信息读取装置。另外，上述分料检测位8、辅助检测位11、进样扫描位13以及主轨道缓存位14均设置有样本托挡停装置，用于实现对传输中的样本托进行阻拦定位和放行管理，当多个样本托连续传输时，利用样本托挡停装置的间断开启和关闭，可实现样本托的间隔放行功能。
54.优选地，进样扫描位13设置有样本托旋转装置16。样本托旋转装置16用于在样本托被挡停之后，对样本托压紧旋转，以便于样本管信息读取器进行扫描或信息读取。
55.优选地，样本托旋转装置16包括用于与样本托的周向外壁滚动接触并且沿样本托的周向依次排布的至少一个主动轮和至少一个从动轮，样本托旋转装置16还包括用于驱动主动轮转动的旋转驱动装置以及用于改变主动轮和/或从动轮相对辅助轨道4的位置的移动驱动装置。当样本托被挡停之后，样本托旋转装置16通过移动驱动装置将主动轮和从动轮相互靠近，从而夹紧样本托，然后，启动旋转驱动装置控制主动轮转动，从而实现利用主动轮和从动轮夹持样本托一同转动，完成对样本托的旋转操作。样本托旋转到位后，利用样本托信息读取器读取样本托信息或利用样本管信息读取器读取样本管信息。进一步优选地，样本托旋转装置16包括至少两个主动轮和至少一个从动轮，利用三个轮对样本托进行夹持，可以进一步提高样本托的旋转过程中的稳定性，从而提高系统运行可靠性。
56.优选地，进出样区19设有至少一个用于放置样本托盘的托盘放置位，托盘放置位设有样本托盘信息检测装置。具体的，进出样区19可以包括多个抽拉的移动平台，每个移动平台上可以设置一个或多个托盘放置位，即，能够承载一个或多个样本托盘。样本托盘信息检测装置用于识别读取样本托盘的编码信息，托盘放置位还可以设置有用于检测有无托盘放置的托盘位置传感器。
57.优选地，错误区6包括错误样本区20和人工处理区18。错误样本区20可用于放置样本信息异常的样本管，人工处理区18可用于放置人工处理后的样本管或加急的样本管。另外，错误样本托轨道22上的错误样本托暂存位24用于暂存错误样本托。
58.优选地，换向机构包括用于限制样本托通行的阻挡臂以及用于驱动阻挡臂在相邻两轨道之间变换位置的换向驱动部件。换向驱动部件驱动阻挡臂在相邻两轨道之间来回摆动，从而改变样本托的传输方向。
59.优选地，主轨道3设置有位于辅助轨道4的输出端的下游的样本托放行位置检测装置15；
60.和/或，辅助轨道4设置有位于辅助检测位11的上游的辅助轨道缓存满料位置检测装置21；
61.和/或，辅助轨道4设置有位于辅助检测位11与进样扫描位13之间的扫描位缓存满料位置检测装置17。
62.其中，样本托放行位置检测装置15用于检测下游轨道是否具有足够空间容纳样本托，即，下游的样本托是否累积到预设距离，当下游轨道具有足够空间时，样本托放行位置检测装置15会触发相应的样本托挡停装置放行样本托。辅助轨道缓存满料位置检测装置21则用于检测辅助检测位11上游的辅助轨道4是否有足够空间容纳样本托，扫描位缓存满料位置检测装置17则用于检测辅助检测位11和进样扫描位13之间的辅助轨道4是否有足够空间容纳样本托。上述各个位置检测装置均可采用超声位置传感器或红外超声传感器等位置传感器。
63.优选地，主轨道3上设有位于辅助轨道4的输入端和输出端之间的主轨道缓存位14以及位于辅助轨道4的输入端与主轨道缓存位14之间的主轨道缓存满料位置检测装置10。
64.本发明提供的样本载入载出系统的工作原理如下：
65.在样本载入模式中，主轨道3的分料检测位对主轨道3上传输的各个样本托进行检测，系统根据分料检测位8的检测信息判断每个样本托是否需要样本载入。当样本托不需要样本载入时，分料检测位8直接放行该样本托并利用主轨道3将该样本托输送至下一单元；当样本托需要样本载入时，利用第一换向机构9将样本托输送至辅助轨道4，辅助检测位11检测到该样本托上没有样本管，即样本托空载时，则将进出样区19的样本管转移到该空样本托上，然后，辅助检测位11放行该样本托并输送至进样扫描位13，进样扫描位13将扫描到的样本管的信息与样本托的信息绑定并上传，再放行该样本托，即完成了一次样本管的载入。
66.在样本载出模式中，分料检测位8对主轨道3上传输的各个样本托进行检测，系统根据分料检测位8的检测信息判断每个样本托是否需要样本载出。当样本托不需要样本载出时，分料检测位8直接放行该样本托并利用主轨道3将该样本托输送至下一单元；当样本托需要样本载出时，利用第一换向机构9将样本托输送至辅助轨道4，辅助检测位11检测到
该样本托上有样本管时，则将样本管与样本托进行解绑后并将样本管转移至进出样区19，然后，辅助检测位11放行该样本托并输送至进样扫描位13，进样扫描位13将该样本托放行并通过主轨道3输送至下一单元，这样就完成了一次样本管的载出。
67.在复测载入模式中，当已经放入进出样区19的样本管需要再次进入线体进行检测分析时，可以将样本管放入到进样扫描位13的空样本托上，进样扫描位13将扫描到的样本管信息与样本托信息进行绑定和上传，然后将该承载有样本管的样本托放行并通过主轨道3进入下一单元，完成一次样本管的复测载入。
68.在处理错误样本模式中，当空样本托在辅助检测位11正常载入样本管(或复测样本管)之后，在进样扫描位13扫描读取样本管信息时，如果无法扫描到信息或扫描到的信息与实验项目不符时，则系统判定该样本管为错误信息样本管，此时，样本转移模块1将该错误信息样本管转移到错误区6中，便于人工处理，人工处理之后的样本管再按照上述样本载入模式(或复测载入模式)进行操作，从而实现正常样本载入(或正常的复测载入)。如果样本托传输到主轨道3的分料检测位8时，分料检测位8无法读取样本托信息或读取到的样本托信息错误，则通过第一换向机构9将该样本托输送至辅助轨道4，经过辅助检测位11及进样扫描位13仍无法读取样本托信息或读取到的样本托信息错误，则通过旋转第二换向机构23，将错误的样本托传输至错误样本托轨道22，并暂存在错误样本托暂存位24，同时，还可以通过系统进行提示，以便于人工及时处理该错误信息样本托。其中，样本管载入载出模块的错误区6还可以作为加急样本管的进样区，便于进行少量加急样本管的载入处理。
69.在样本载入载出一体模式中，系统可以将样本管载入载出模块的进出样区划分为进样区和出样区，进样区用于放置载有样本管的样本托盘，出样区用于放置空载的样本托盘。在该模式中，当样本托输送至辅助检测位11时，若辅助检测位11检测到空样本托，则可将进样区的样本管转移至空样本托上，并使进样扫描位13对样本管信息和样本托信息绑定上传，从而实现样本管载入。若辅助检测位11检测到载有样本管的样本托，则系统将样本托信息与样本管信息解绑后，可将该样本管转移至出样区的样本托盘上，辅助检测位11放行该空样本托，完成一次样本管载出。空样本托缓存在辅助检测位11与进样扫描位13之间，此时若需要样本管载入，则只需将进样区的样本管转移放置到该空样本托上，然后，进样扫描位13再将扫描到的样本管信息和样本托信息绑定并上传，再将该样本托通过主轨道3输送至下一单元，完成一次样本管载入。
70.本发明具有以下有益效果：
71.1)本方案提供的样本载入载出系统可以作为实验室流水线的样本载入单元或样本载出单元，也可以作为样本载入载出一体化单元，既可满足大型医疗机构高通量、高容量处理的要求，也适合小型医疗机构空间紧凑、低成本的要求；
72.2)本方案中的样本托传输轨道模块的主轨道3和辅助轨道4并列连通，可以保证多个单元并机使用时，样本托的调度不受样本管转移模块的影响，实现样本管的快速进样或快速出样，避免主轨道3频繁停顿，减少设备等待时间，进而提升整个系统的设备通量，提高运行效率；
73.3)本方案的样本管载入载出模块设置有错误区6，便于人工对错误样本管进行处理，还可以作为加急样本管的加急载入通道，提高样本传输效率和空间利用率。
74.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。