病毒自助检测设备及方法与流程

1.本发明涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种病毒自助检测设备及方法。


背景技术：

2.一旦出现疫情，最好的筛查方式组织大量的医护人员进行核酸检测，导致医护人员面临着巨大的压力。
3.因此，如何更加高效地进行检测，降低医护人员工作强度，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：

4.有鉴于此，本发明的目的是提供一种病毒自助检测设备，能够更加高效地进行检测，降低医护人员工作强度。本发明的另一目的是提供一种应用上述病毒自助检测设备的病毒自助检测方法，能够更加高效地进行检测，降低医护人员工作强度。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种病毒自助检测设备，包括设备区和检测区；
7.所述设备区设置送出检测模块、剪拭子模块、关盖模块、试剂检验模块和输送模块；
8.所述送出检测模块用于将试管从所述检测区传输至所述剪拭子模块；
9.所述剪拭子模块用于剪去其上试管中拭子上多余的拭子杆；
10.所述关盖模块用于将瓶盖盖在试管上；
11.所述试剂检验模块用于检验试管中的试剂；
12.所述输送模块用于将试管从所述剪拭子模块传输至所述关盖模块，以及用于将试管从所述关盖模块传输至所述试剂检验模块。
13.优选地，所述设备区还设置物料盒模块、开盖模块和拭子夹取模块；
14.所述物料盒模块存放试管和拭子；
15.所述拭子夹取模块用于将所述物料盒模块中的拭子传输至所述送出检测模块；
16.所述开盖模块用于将其上试管的瓶盖取下；
17.所述输送模块用于将试管从所述物料盒模块传输至所述开盖模块、以及用于将试管从所述开盖模块传输至所述送出检测模块；
18.所述送出检测模块用于将其上试管、拭子传输至所述检测区。
19.优选地，所述设备区包括不重叠的洁净区和污染区，所述剪拭子模块、所述关盖模块、所述试剂检验模块设于所述污染区，所述物料盒模块、所述开盖模块、所述拭子夹取模块设于所述洁净区；所述洁净区采用紫外灯消毒，所述污染区采用喷雾消毒。
20.优选地，所述输送模块为xy轴横移模块，所述xy轴横移模块包括y轴直线模组、连接于所述y轴直线模组的输出端的x轴直线模组和连接于所述x轴直线模组的输出端的试管夹取机械手；所述y 轴直线模组沿y向进行传输，所述x轴直线模组沿x向进行传输，所述x向
垂直于所述y向；所述洁净区和所述污染区沿着所述x向依次设置。
21.优选地，所述设备区还设置瓶盖输送模块，所述瓶盖输送模块设于所述开盖模块和所述关盖模块之间，以将所述开盖模块取下的瓶盖传输至所述关盖模块。
22.优选地，所述检测区设置操作台、显示屏和检测区监控摄像头；
23.所述检测区监控摄像头的拍摄范围覆盖所述检测区；
24.所述送出检测模块用于将其上试管、拭子传输至所述检测区的所述操作台，以及用于将试管从所述检测区的所述操作台传输回所述设备区。
25.优选地，还包括检测监管平台，所述检测监管平台包括信息登记系统和报告发送系统；
26.所述检测区还设置身份读取装置；
27.所述信息登记系统用于接收所述身份读取装置读取的待检测对象信息；
28.所述报告发送系统用于输出与所述待检测对象信息关联后的所述试剂检验模块的检测结果。
29.一种病毒自助检测方法，应用如上病毒自助检测设备；
30.所述病毒自助检测方法包括：
31.当接收到开始核酸检测指令后，控制所述送出检测模块由所述设备区向所述检测区送出拭子和试管；
32.在满足设定取回条件后，控制所述送出检测模块将所述检测区的试管取回所述设备区，并控制所述试剂检验模块检验试管中的试剂；
33.输出所述试剂检验模块的检测结果。
34.优选地，所述控制所述送出检测模块由所述设备区向所述检测区送出拭子和试管，包括：
35.控制所述拭子夹取模块夹取所述物料盒模块的拭子并移动至所述送出检测模块；
36.控制所述输送模块夹取所述物料盒模块的试管至所述开盖模块；
37.控制所述开盖模块打开其上试管的瓶盖；
38.控制所述输送模块将所述开盖模块上开盖后的试管移动至所述送出检测模块；
39.控制所述送出检测模块将其上试管和拭子送至所述检测区。
40.优选地，所述控制所述送出检测模块将所述检测区的试管取回所述设备区，包括：
41.控制所述送出检测模块将所述检测区的试管移至所述剪拭子模块；
42.控制所述剪拭子模块剪去其上试管中的拭子上多余的拭子杆；
43.控制所述输送模块将试管从所述剪拭子模块传输至所述关盖模块；
44.控制所述关盖模块将瓶盖盖在试管上；
45.控制所述输送模块将试管从所述关盖模块移至所述试剂检验模块。
46.本发明提供的病毒自助检测设备，包括设备区和检测区。设备区设置送出检测模块、剪拭子模块、关盖模块、试剂检验模块和输送模块。送出检测模块用于将试管从检测区传输至剪拭子模块。剪拭子模块用于剪去其上试管中拭子上多余的拭子杆。关盖模块用于将瓶盖盖在试管上。试剂检验模块用于检验试管中的试剂。输送模块用于将试管从剪拭子模块传输至关盖模块，以及用于将试管从关盖模块传输至试剂检验模块。
47.在拭子获取核酸、放入试管后，进行拭子杆的处理、试剂的封盖直至试剂检测，使
得上述过程可以自动化进行，可以更加高效地进行病毒检测，降低医护人员工作强度。
附图说明
48.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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
49.图1为本发明所提供病毒自助检测设备的设备区示意图；
50.图2为本发明所提供病毒自助检测设备的检测区示意图；
51.图3为本发明所提供病毒自助检测设备的xy轴横移模块示意图；
52.图4为本发明所提供病毒自助检测设备的拭子夹取模块示意图；
53.图5为本发明所提供病毒自助检测设备的开盖模块示意图；
54.图6为本发明所提供病毒自助检测设备的送出检测模块示意图；
55.图7为本发明所提供病毒自助检测设备的剪拭子模块示意图；
56.图8为本发明所提供病毒自助检测设备的瓶盖输送模块示意图；
57.图9为本发明所提供病毒自助检测设备的关盖模块示意图；
58.图10为本发明所提供病毒自助检测设备的试剂检验模块示意图；
59.图11为本发明所提供病毒自助检测设备的设备平面布局图；
60.图12为本发明所提供病毒自助检测方法的总控流程图；
61.图13为本发明所提供病毒自助检测方法的送出拭子和试管部分的分控流程图；
62.图14为本发明所提供病毒自助检测方法的取回拭子和试管并进行检测部分的分控流程图。
63.附图标记：
64.xy轴横移模块1，物料盒模块2，拭子夹取模块3，开盖模块4，送出检测模块5，剪拭子模块6，瓶盖输送模块7，关盖模块8，试剂检验模块9，废弃桶10，操作台11，显示屏12，座椅13，检测区监控摄像头14，x轴直线模组15，y轴直线模组16，试管夹取机械手 17，夹取机构18，拭子送出机构19，开盖装置20，开盖推送机构21，平台送出机构22，拭子试管托架23，电动剪刀24，剪拭子推送机构 25，瓶盖升降机构26，瓶盖运输机构27，关盖装置28，关盖推送机构，试剂运送平台30，滴试剂结构31，试剂静置消毒结构32，拍照摄像头33，设备区34，检测区35。
具体实施方式
65.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。
66.本发明的核心是提供一种病毒自助检测设备，能够更加高效地进行检测，降低医护人员工作强度。本发明的另一核心是提供一种应用上述病毒自助检测设备的病毒自助检测方法，能够更加高效地进行检测，降低医护人员工作强度。
67.本发明所提供病毒自助检测设备的具体实施例一，请参考图1至图11，包括设备区34和检测区35。设备区34设置送出检测模块5、剪拭子模块6、关盖模块8、试剂检验模块9和输送模块。
68.送出检测模块5用于将试管从检测区35传输至剪拭子模块6。具体地，送出检测模块5包括平台送出机构22和连接于平台送出机构 22的拭子试管托架23，拭子试管托架23上设置试管放置处和拭子放置处。试管放置在试管放置处，平台送出机构22将承载有取样后的拭子的试管从检测区35取回设备区34。
69.剪拭子模块6用于剪去其上试管中拭子上多余的拭子杆，多余的拭子杆具体指的是拭子杆向上伸出试管的部分。具体地，剪拭子模块 6包括剪拭子推送机构25和连接于剪拭子推送机构25的电动剪刀24，还包括废弃试子桶。剪拭子推送机构具体为水平推送机构。
70.关盖模块8用于将瓶盖盖在试管上。具体地，关盖模块8包括关盖推送机构29和连接于关盖推送机构29的关盖装置28，关盖推送机构29具体为竖直推送机构。关盖装置28与关盖推送机构29相互配合，将瓶盖拧至剪拭子模块6传输到关盖模块8的试管上。
71.试剂检验模块9用于检验试管中的试剂。具体地，试剂检验模块 9包括试剂运送平台30、滴试剂结构31、试剂静置消毒结构32、拍照摄像头33、废弃试剂捅和废弃试管桶。试管中设有试剂，滴试剂结构 31下方放置试剂检测件，经关盖模块8拧紧瓶盖的试管移动到滴试剂结构31处，滴试剂结构31夹紧试管后充分摇晃，缓慢将试管倾斜，瓶盖上开设瓶盖小口，试管内溶液由瓶盖小口滴至试剂检测件上，用过的试管丢弃在废弃试管桶内进行喷雾消毒，使用过的试剂检测件被推送到试剂静置消毒结构32上，静置十分钟，拍照摄像头拍照识别试剂检测件上试剂反应后，使用过的试剂检测件进入高温消毒部分，充分消毒后丢弃在废弃试剂捅。
72.输送模块用于将试管从剪拭子模块6传输至关盖模块8，以及用于将试管从关盖模块8传输至试剂检验模块9。
73.该病毒自助检测设备可应用于新型冠状病毒的核酸检测。在检测区35，采用拭子伸入口腔取样，然后将拭子放入试管中，之后，送出检测模块5将装有拭子的试管从检测区35传输至剪拭子模块6，剪拭子模块6将试管中拭子的拭子杆伸出于试管的部分剪断，之后，输送模块将试管传输至关盖模块8，关盖模块8将瓶盖盖在试管上，之后，输送模块将试管传输至检测模块进行试剂检验模块9。当然，在其他实施例中，也可以用于其他病毒的检测。
74.本实施例中，在拭子获取核酸、放入试管后，进行拭子杆的处理、试剂的封盖直至试剂检测，使得上述过程可以自动化进行，可以更加高效地进行病毒检测，降低医护人员工作强度。
75.进一步地，设备区34还设置物料盒模块2、开盖模块4和拭子夹取模块3。
76.物料盒模块2存放试管和拭子。具体地，物料盒模块2包括试管盒、试剂盒和拭子盒。试管盒与试剂盒上下布置，试管竖直放置在试管盒内，试剂检测件水平放置在试剂盒内，试剂检测件从试剂盒内每次传送出一张，拭子水平放置在拭子盒内。另外，每次检测前，通过试剂运送平台30将试剂盒中的试剂检测件运送到滴试剂结构31下方。
77.拭子夹取模块3用于将物料盒模块2中的拭子传输至送出检测模块5。具体地，拭子夹取模块3包括拭子送出机构19和连接于拭子送出机构19的夹取机构18。夹取机构18可将拭子从拭子盒内夹出，后由拭子送出机构19将夹取机构18推送到指定位置后，将拭子摆放
到送出检测模块5的拭子放置处。
78.开盖模块4用于将其上试管的瓶盖取下。具体地，开盖模块4包括开盖推送机构21和连接于开盖推送机构21的开盖装置20，开盖推送机构21具体为水平推送机构。试管经过输送模块运送到开盖模块4 的开盖位置，开盖推送机构21将开盖装置20推送到试管盖处将试管上的瓶盖打开。
79.另外，输送模块还用于将试管从物料盒模块2传输至开盖模块4、以及用于将试管从开盖模块4传输至送出检测模块5。送出检测模块5 还用于将其上从物料盒模块2获取的洁净的试管、拭子传输至检测区 35。
80.基于以上设置，洁净的试管和拭子朝向检测区35传送的过程也可以实现自动化。具体地，拭子夹取模块3从物料盒模块2取拭子，送出检测模块5将试管从物料盒模块2传送到开盖模块4，开盖模块4 打开试管的瓶盖，送出检测模块5将拭子和开盖的试管传送到检测区 35，供待检人员进行检测。
81.进一步地，设备区34包括不重叠的洁净区和污染区，洁净区与污染区设备之间没有交集，可以有效防止交叉感染。洁净区为正压舱，污染区为负压仓。剪拭子模块6、关盖模块8、试剂检验模块9设于污染区，物料盒模块2、开盖模块4、拭子夹取模块3设于洁净区。洁净区采用紫外灯消毒，污染区采用喷雾消毒。通过两种不同的消毒方式以满足消毒需求。此外，设备区34内配备设备区监控摄像头，可全程监控设备运行。
82.进一步地，输送模块为xy轴横移模块1，xy轴横移模块1包括 y轴直线模组16、连接于y轴直线模组16的输出端的x轴直线模组 15和连接于x轴直线模组15的输出端的试管夹取机械手17。y轴直线模组16沿y向进行传输，x轴直线模组15沿x向进行传输，x向垂直于y向。洁净区和污染区沿着x向依次设置。
83.在使用时，y轴直线模组16可带动x轴直线模组15与试管夹取机械手17沿着y向进行直线运动，x轴直线模组15可带动试管夹取机械手17沿着x向进行直线运动，三者互相配合可以完成试管在各个位置的取放。
84.进一步地，设备区34还设置瓶盖输送模块7，瓶盖输送模块7设于开盖模块4和关盖模块8之间，以将开盖模块4取下的瓶盖传输至关盖模块8。具体地，瓶盖输送模块7包括瓶盖升降机构26和连接于瓶盖升降机构26顶端的瓶盖运输机构27，通过瓶盖升降机构26的升降，瓶盖运输机构27的两端可分别对接开盖模块4和关盖模块8，使得开盖模块4拧下来的瓶盖经瓶盖运输机构27由洁净区传送至污染区的关盖模块8，实现对瓶盖的充分利用。
85.进一步地，检测区35为开放空间。检测区35设置操作台11、显示屏12和检测区监控摄像头14。
86.显示屏12可播放拭子取样操作指导流程，以供待检测人员自助进行取核酸操作。
87.送出检测模块5用于将其上试管、拭子传输至检测区35的操作台11，以及用于将试管从检测区35的操作台11传输回设备区34。在从物料盒模块2取到试管和拭子后，打开瓶盖的试管被放置在平台送出机构22的试管放置处，拭子被放置在平台送出机构22的拭子放置处，试管连同拭子一起被送出检测模块5送出到操作台11指定位置。操作台11供使用者拿取拭子、试管。取样后，送出检测模块5再将试管送回设备区34。
88.检测区监控摄像头14的拍摄范围覆盖检测区35。检测区监控摄像头14可以实时采集待检测人员的操作过程，确保待检测人员操作规范，具体可以在检测区35设置喇叭，待检
测人员操作不规则时，通过喇叭提醒待检测人员。当然，在其他实施例中，也可以不设置显示屏 12和检测区监控摄像头14，通过检测区35的医护人员进行检测操作。
89.检测区35还设置座椅13和消毒洗手液。待检测人员可坐下操作，使待检测人员在操作过程中处于一个比较舒服的姿势，同时便于监控。消毒洗手液可避免待检测人员有交叉感染。
90.本实施例中，通过以上检测区35中各装置的设置，可以进一步实现检测区35检测操作的自动化。
91.进一步地，病毒自助检测设备还包括检测监管平台，检测监管平台包括信息登记系统和报告发送系统。检测区35还设置身份读取装置。信息登记系统用于接收身份读取装置读取的待检测对象信息。报告发送系统用于输出与待检测对象信息关联后的试剂检验模块9的检测结果，使得待检测人员可以及时获取检测结果。
92.具体地，身份读取装置可以通过身认证读取和/或人脸对比方式进行身份的识别。此外，检测区35还设置收费模块，具体可以通过扫码付费，在付费后，启动身份读取装置进行身份识别，也可以取消收费模块，直接启动身份读取装置。
93.此外，检测监管平台还包括采集监控后台和检测判定系统，采集监控后台可接收检测区监控摄像头和设备区监控摄像头的监控结果，而检测判定系统与试剂检验模块9连接，用于分析试剂检验模块9的检测结果。
94.进一步地，本实施例中的运动部分装置，具体可以采用步进电机、直流电机、气缸、气动手指来实现拭子及试管的移动和操控。采用步进电机控制能实现步进电机的加速和减速曲线，目标速度可调整，并且包含精准步长控制与计算；采用直流电机控制，直流电机速度可调并且断电后仍可保存，正反转切换时会自动保护，防止切换过快导致烧芯片；采用气缸控制，速度可调，并且掉电后不会发生移动；采用气动手指控制，力度可调，并且掉电后不会发生夹取试管脱落情况。
95.本实施例提供的病毒自助检测设备，使用过程如下：来访群众可以刷身份证后可根据语音、图像、动画的操作指导自助完成鼻咽拭子的自助采集，待检测人员将取样完的拭子插入试管的溶液中，xy轴横移模块1将带有拭子的试管运送到剪拭子模块6，剪拭子推送机构 25将电动剪刀24推送到带有拭子的试管处将拭子多余部分剪断，多余部分由剪刀头丢入废弃桶内，在废弃桶10内进行喷雾消毒。由试剂盒出来的试剂检测件经试剂运送平台30运送到滴试剂结构31下方，经关盖模块8重新拧紧瓶盖的试管移动到滴试剂结构31处，滴试剂结构31夹紧试管后充分摇晃，缓慢将试管倾斜，试管内溶液由瓶盖小口处滴至试剂上，用过的试管丢弃在废弃桶内进行喷雾消毒，使用过的试剂检测件被推送到试剂静置消毒结构32上，静置十分钟，摄像头拍照识别试剂反应后，使用过的试剂检测件进入高温消毒部分，充分消毒后丢弃在废弃桶，废弃桶内再进行一次喷雾消毒。至此整个检测过程完成，使用者具体可以在十五分钟收到检测结果短信通知。
96.本实施例提供的病毒自助检测设备，采用自助设备的工作方式，全程无需医护人员指导操作，大大减轻了医护人员的工作负担，设备可全天候24小时不间断待机工作，群众可全天候24小时进行自助检测，可以大大缩短范围内全员核酸检测的时间，迅速完成对重点人群的筛查，大大减轻了医护工作人员的负担，减少了医护人员接触危险源的风险。另外，设备区34采用封闭结构，防止设备与环境之间的相互污染，且设备占地面积小、安装移
动方便、使用便捷，多模块之间协同配合，众多电动元件的合理运用，完成了精细度较高的核酸检测过程。
97.除了上述病毒自助检测设备，本发明还提供了一种病毒自助检测方法，病毒自助检测方法具体可以为以上任一实施例中提供的病毒自助检测设备。
98.病毒自助检测方法包括以下步骤，请参考图12至图14：
99.s1：当接收到开始核酸检测指令后，控制送出检测模块5由设备区34向检测区35送出拭子和试管。
100.其中，开始核酸检测指令具体可以人工输入。
101.其中，在空闲状态时，未接收到开始核酸检测指令时，会主动检测设备有无发生异常，如果有，主动进入错误界面，以提高设备运行可靠性。
102.s2：在满足设定取回条件后，控制送出检测模块5将检测区35 的试管取回设备区34，并控制试剂检验模块9检验试管中的试剂。其中，设定取回条件具体可以为设备运行设定时间后，或者通过人工输入。
103.s3：输出试剂检验模块9的检测结果。
104.其中，输出检测结果具体可以为纸质的报告，还可以自动上传网络，可网络查询结果。
105.另外，在输出试剂检验模块9的检测结果后，结束依次核酸检测，进入空闲状态，可实现多用户顺序检测。
106.进一步地，步骤s2中，控制送出检测模块5由设备区34向检测区35送出拭子和试管，具体包括以下步骤：
107.s21：控制拭子夹取模块3夹取物料盒模块2的拭子并移动至送出检测模块5。
108.s22：控制输送模块夹取物料盒模块2的试管至开盖模块4。s22 与s21可同时开始。
109.s23：控制开盖模块4打开其上试管的瓶盖。
110.s24：控制输送模块将开盖模块4上开盖后的试管移动至送出检测模块5。
111.s25：控制送出检测模块5将其上试管和拭子送至检测区35。
112.本实施例中，通过模块间的相互配合，可自动实现将拭子和试管从设备物料盒模块2取出送到检测区35。
113.进一步地，步骤s3中，控制送出检测模块5将检测区35的试管取回设备区34，包括：
114.s31：控制送出检测模块5将检测区35的试管移至剪拭子模块6。
115.s32：控制剪拭子模块6剪去其上试管中的拭子上多余的拭子杆。
116.s33：控制输送模块将试管从剪拭子模块6传输至关盖模块8。
117.s34：控制关盖模块8将瓶盖盖在试管上。
118.s35：控制输送模块将试管从关盖模块8移至试剂检验模块9。
119.本实施例中，通过模块间的相互配合，可实现将拭子和试管从检测区35取回并进行检测的自动化。
120.需要说明的是，当元件被称为“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
121.术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
122.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
123.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
124.以上对本发明所提供的病毒自助检测设备及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。