基于物联传感技术的智能操作台的制作方法

文档序号:14976358发布日期:2018-07-20 19:15阅读:129来源:国知局

本申请涉及一种用于试剂配制的智能装置,尤其是用于体外诊断试剂配制的操作台。



背景技术:

体外诊断试剂是指可单独使用或与配套仪器组合使用,用于对人体或动物样本进行体外检测的试剂、试剂盒、校准品、质控品等。体外诊断试剂品种繁多,各型号试剂的批次生产量、生产工艺相差很大,比如血球试剂生产量大、工艺相对简单,可进行规模化智能化生产。而生产量小且工艺复杂的“精密型”试剂,如化学发光试剂、校准品、质控品等必须由手工操作完成。传统的手工操作比较离散,各生产步骤较独立,生产过程连续性不强,对于产品批间稳定性、生产效率的提高都有很大难度。另外传统手工操作的过程数据完全手工记录,生产过程完全人工操作,劳动强度大并且也容易出错。



技术实现要素:

本申请提供一种基于物联传感技术的智能操作台。

本申请提供的智能操作台,包括:

架体,所述架体包括支撑架和操作平台;

主机,所述主机用于存储、收集和处理数据,所述主机具有用于与显示装置和输入装置连接的接口,以显示当前或全部操作步骤的内容;

以及器具架,所述器具架具有至少一个器具安装位,所述器具安装位上装有与主机连接的检测单元,所述检测单元用于检测其对应器具安装位上是否存在器具,并将检测结果发送至主机,由主机判断器具是否取用正确。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,还包括显示装置和输入装置,所述显示装置与主机连接,用于显示所述主机发出的当前或全部操作步骤的内容;所述输入装置与主机连接,用于向主机输入指令。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,所述器具安装位一一对应有用于注明所放器具的身份信息,当所述主机发出取用第一器具的指令且接收到某一器具安装位内器具被取走的信号后,所述主机将被取走器具的器具安装位所对应的身份信息与当前需要取用的所述第一器具进行比对,判断被取走的器具是否是第一器具。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,如被取走器具的器具安装位所对应的身份信息与所述第一器具对应的身份信息不一致,则所述主机发出器具使用错误的提醒信号;如被取走器具的器具安装位所对应的身份信息与所述第一器具对应的身份信息一致,则继续下一步骤。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,当需要取用第一器具时,所述主机控制显示装置显示第一器具的身份信息和/或第一器具在器具架上对应的器具安装位的位置信息。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,当所述检测单元检测到器具放回器具安装位时,所述检测单元发送器具放回信号至主机,所述主机将对应器具安装位的状态进行更新。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,所述检测单元为感应传感器和/或压力传感器。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,还包括扫描装置,所述扫描装置与主机连接,用于扫描器具和/或物料的身份信息,并将扫描结果发送至主机,所述主机将扫描的身份信息与当前配制步骤中所需器具和/或物料的身份信息进行比对,判断器具和/或物料是否使用正确。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,当所述主机发出取用某一器具或某一物料指令并接收到扫描装置反馈的扫描信息后,所述主机将扫描信息与存储在主机中的所述某一器具或所述某一物料的身份信息进行比对;如身份信息比对不一致,则发出器具使用错误或物料错误的提醒信号;如身份信息比对一致,则继续下一步骤。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,所述扫描装置为可识别二维码和/或条形码的扫描仪。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,还包括称重装置,所述称重装置与主机连接,并将称重结果发送至主机;当所述主机发出称重指令并接收到反馈的称重结果后,将称重结果与当前称重指令中的重量进行比对,判断称重是否正确;

和/或,还包括搅拌装置,所述搅拌装置安装在操作平台上。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,还包括测试仪器,所述测试仪器能够与主机建立通讯连接,当所述测试仪器接收到测试指令后对试剂进行测试,并将测试结果发送至主机。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,所述操作平台包括扫描区、配制区和称量区,所述扫描区放置有扫描装置,所述配制区放置有搅拌装置,所述称量区放置有称重装置,所述扫描区、配制区和称量区中至少一个区域对应设置有提示单元,用于提示当前操作所在区域和/或对应区域内设备的非正常使用状态。

作为所述智能操作台的进一步可选方案,所述操作平台还包括检测区,所述检测区放置有测试仪器。

本申请的有益效果是:

本申请提供的智能操作台包括架体,主机以及器具架。该主机收集和处理数据,其具有用于与显示装置和输入装置连接的接口。通过该接口可以将当前或全部配制步骤的内容在显示装置上显示,并且配制者可以通过输入装置向主机输入指令。该器具架具有至少一个器具安装位,器具安装位上装有与主机连接的检测单元,检测单元用于检测其对应器具安装位上是否存在器具,并将检测结果发送至主机,而且在选取器具时,根据检测单元的检测结果,主机可以判断当前器具是否取用正确。根据预先录入的计量效期,主机可判断器具是否在计量有效期内,进而避免器具的错误选取。而且该主机可将试剂配制步骤依次在显示装置上进行显示,配制者可按照主机的提示进行操作,降低了配制者的操作难度,保证配制过程零失误。

附图说明

图1为本申请智能操作台一种实施例的结构示意图;

图2为图1所示实施例侧面示意图;

图3为本申请器具架一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现,并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解,其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而,本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略,或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中,一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外,本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说,易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此,附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途,并不暗示要求按照一定的顺序,除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。

实施例:

本实施例提供一种基于物联传感技术的智能操作台。

请参考图1和2,该智能操作台包括架体10,主机20,显示装置30,输入装置40以及器具架50。

该架体10包括操作平台11和支撑架12。主机20收集和处理数据,该显示装置30与主机20连接,主机20控制显示装置30发出对应试剂的配制步骤以及提示信息,该输入装置40与主机20连接,用于向主机20输入指令。

该主机20可将试剂配制步骤依次在显示装置30上进行显示,配制者可按照主机20的提示进行操作,降低了配制者的操作难度,避免了操作失误,提高了配制者的工作效率。

其中,请参考图1,显示装置30可以为显示屏,显示器由可旋转支撑柱及可变形支撑杆固定在操作平台11的台面上,可根据操作员需要任意调整角度,既方便使用又减少了操作平台11台面的占用面积。显示器根据试剂配制工艺实时显示各步骤操作过程,其中,可以是显示全部步骤,也可以是只显示当前步骤,或者两者兼顾。该显示装置30还能显示配制过程中采集的称量、扫描等信息。

输入装置40可以为键盘、触控屏、手写屏等输入设备。图1中输入装置40收纳在操作平台11的下方,未展示出来,在使用时,可从操作平台11下方抽出。

此外,该显示装置30和输入装置40也可以作为本操作台的一种外接设备,即本操作台本身不包括显示装置30和输入装置40,该主机20具有与显示装置30和输入装置40进行连接的接口,通过该接口可以将主机20与外接的显示装置30和输入装置40信号连接。

操作台上的检测设备、配制设备与手工配制系统集成,配制过程由系统提示执行。操作台为不锈钢材质,目的是避免操作台自身不会产生或吸附粉尘,保证配制环境的洁净度。显示器可以与操作台采用同样的不锈钢材质进行全封闭处理,不会在显示器外及显示器内积累粉尘粒子,易于清洁,为生产区域保持洁净环境。

支撑架12底部各四角设置有万向轮121和脚杯122,脚杯122具有螺纹升降结构可调节升降。需要移动时,将脚杯122升高,万向轮121与地面接触,可使整个架体10自由移动。移动到适当位置后,下降脚杯122,使万向轮121离开地面,将架体10固定。

此外,请参考图1和3,器具架50采用了物联网技术,该器具架50具有至少一个器具安装位52,器具安装位52多是与器具外形匹配的凹槽。器具安装位52上装有与主机20连接的检测单元53,检测单元53用于检测其对应器具安装位52上是否存在器具,并将检测结果发送至主机20。在选取器具时,根据检测单元53的检测结果,主机20可以判断当前器具是否取用正确。而且主机还能根据预先录入的计量效期,判断当前器具是否在计量有效期内,进而避免器具的错误选取,杜绝因器具选择错误而导致的配制失败的问题。

具体地,在判断器具是否选择错误时,可以使器具安装位52一一对应有用于注明所放器具的身份信息,所说的一一对应是指预先在主机20内存储了器具安装位52的位置信息(例如编号)以及其所放器具的身份信息,即每个器具安装位52唯一对应了一种器具。该身份信息用于反映目标对象的类型、性质等,其包括目标对象的名称、编号或其他相关信息等。可以理解为当主机20接收到某个器具安装位52上检测单元53反馈的取走器具的信号后,即可获知该器具安装位52被取走的是什么器具。

其中,器具安装位52的位置信息以及其所放器具的身份信息可以预先通过输入装置进行自行设定,以便于器具安装位52在不同的配制过程中可用于存放不同的器具。

当主机20发出取用第一器具的指令并接收到某一器具安装位52内器具被取走的信息后,主机20将被取走器具的器具安装位52所对应的身份信息与当前需要取用的第一器具进行比对,判断被取走的器具是否是第一器具。

如被取走器具的器具安装位52所对应的身份信息与第一器具对应的身份信息不一致,则发出器具使用错误的提醒信号;如被取走器具的器具安装位52所对应的身份信息与第一器具对应的身份信息一致,则继续下一步骤。

器具使用错误的提醒信号可展示在显示装置30上,也可通过其他形式进行提醒,如声、光提示单元。

请参考图3,该器具架50的前端可以根据需要为移液器、量筒、烧杯、洗瓶等器具设置器具安装位52,该检测单元53为感应传感器。每一个器具安装位52都配置有器具感应传感器,例如红外传感器等,能够感应器具存在状态。此外,检测单元53也可能是压力传感器等其他检测装置。

配制过程中,主机20发出取用第一器具指令,例如可以是提示第一器具的名称和/或第一器具在器具架50上对应的器具安装位52。该第一器具可能为任一种器具。

当检测单元53检测到器具放回器具安装位52时,发送器具放回信号至主机20,主机20将对应器具安装位52的状态进行更新,如由“无器具”更新为“有器具”,反之,则可以将状态由“有器具”更新为“无器具”。当器具拿取或放回时给予信号反馈,该功能可避免试剂配制过程中器具的错误使用。

请参考图1和3,该器具架50固定在操作平台11的台面上,其材质是与操作平台11相同的不锈钢材质。器具架50的顶部可设置耗材放置腔51,用于放置耗材。此外,在器具架50的底部还可留出空间54,用于安装移动抽屉,该移动抽屉也可以用来放置耗材,例如移液器吸头、一次性吸管等耗材,充分利用了器具架50空间。

请参考图1和2,还包括控制柜110,该控制柜110位于操作平台11的台面下方,主机20(例如工业主机)、电源120、通讯模块130等置于控制柜110内,主机20上设有通讯接口、电源接口输入装置接口和显示装置接口,控制柜110内的主机20通过通讯接口与通讯模块130连接,并可通过通讯模块130与操作平台11上的各设备交互,主机20用于指导体外诊断试剂配制操作,保证配制过程的一致性及连续性。

进一步地,操作平台11的台面可按功能分为三个功能区,图1中从左到右依次为扫描区、检测区、配制区和称量区。该扫描区放置有扫描装置60等设备,称量区放置有称重装置70等设备,检测区放置有测试仪器80等设备,配制区放置有搅拌装置90等用于配制的设备,该扫描区、检测区、配制区和称量区种至少一个区域对应设置有提示单元160,用于提示当前操作所在区域以及对应区域内设备的正常和/或非正常使用状态。

提示单元160可以为光提示单元,如信号灯,当信号灯灭时,表示当前操作不在该信号灯对应的区域。当信号灯亮时,表示当前操作需要在信号灯对应的操作区域内进行或当前要使用到的仪器或工具在该区域。此外,该信号灯还可以至少有两种颜色显示(如白色和红色),当信号灯显示第一种颜色(如白色)代表当前对应区域内的设备正常,可以使用。当信号灯显示第二种颜色(如红色)代表信号灯所对应区域的设备故障。

此外,当某一区域内的设备异常使用时,例如当前操作所需要的设备并非为该区域的设备,却错误的使用了该区域的设备时,对此还可以使该区域对应的信号灯显示某一颜色进行提示,例如可以是前述的红色或第三种颜色。

除了以区域为单位进行提示外,还可以使扫描装置60、称重装置70、测试仪器80和搅拌装置90分别配置有专门的提示单元,例如上述的信号灯,用来提示当前设备使用状态,使用状态包括正常使用状态和/或非正常使用状态,非正常使用状态可以是出现故障或被错误的使用。

请参考图1,本实施例扫描区包括扫描装置60。该扫描装置60与主机20连接,用于扫描器具和/或物料的身份信息,并将扫描结果发送至主机20,主机20将扫描的身份信息与当前配制步骤中所需器具和/或物料的身份信息进行比对,判断器具和/或物料是否使用正确。

该扫描装置60可以为可识别二维码和/或条形码的扫描仪。当主机20发出取用某一器具步骤或某一物料步骤,并接收到扫描装置60反馈的扫描信息后,将扫描信息与某一器具的信息或某一物料的身份信息进行比对;如身份信息比对不一致,则发出器具使用错误或物料错误的提醒信号;如身份信息比对一致,则继续下一步骤。

请参考图1,以条码扫描仪为例,其位于扫描区,物料称量前用来扫描物料条码和器具条码,以确认所用物料是否正确和所用器具是否正确。

请参考图1,称量区设置有称重装置70,该称重装置70与主机20连接,并将称重结果发送至主机20。

当主机20发出称重指令,并接收到反馈的称重结果后,将称重结果与称重指令中的重量进行比对,判断称重是否正确。指令中可以给出一个准确的重量值或者给出一个称重范围,如称重的重量与指令中的重量不等或不在给出的称重范围内,可以进行提示,直至称重重量符合要求。

请参考图1,称重装置70被嵌入操作台面内,称重装置70与操作平台11处于同一水平面,以方便物品的称量及清理。称重装置70与主机20连接,自动采集并上传称量数据。称重装置70前侧设有操作面板,该操作面板上设有开关、去皮、确认等按钮。

请参考图1,检测区内设置有对试剂进行测试的测试仪器80,该测试仪器80与主机20能够建立通讯连接,当测试仪器接收到测试指令后,对试剂进行测试,并将测试结果发送至主机20。测试仪器80可以是ph计、电导率仪、分光光度计、渗透压仪等,测试仪器80通过通讯模块130将测试数据自动上传到主机20。同时,主机20还可以对所有测试仪器80的计量有效期进行管理。

请参考图1,配制区内设置有搅拌装置90。搅拌装置90安装在操作平台11上,本实施例以磁力搅拌器为例,其可以是一个也可以是多个。搅拌器90与操作平台11的台面处于同一水平面,以方便容器的转移及搅拌。根据需要,磁力搅拌器位置可安装顶置式搅拌器90,使搅拌器主体上置,搅拌轴向下伸出,以满足不同搅拌模式的需求。

当然,在其他实施例中,对于称重装置70、测试仪器80、搅拌装置90和可以选择任意个数,并与操作平台11固定为一体。

在其他实施例中,也可以不设置检测区,在操作平台11完成配制过程后,是在外部的测试仪器上完成检测测试。

进一步地,请参考图1,在操作平台11上还可以放置有置物台150,其位于称重装置70的右上方,是与操作平台11相同的不锈钢材质,可放置液体物料、纯化水等,称量时方便及时补充物料或纯化水。置物台150可自由拆卸和左右移动,极大程度利用了操作台的空间。

同时,还可配以辅助推车140,其可以为相同的两台,分别位于操作台两侧,辅助推车140与操作平台11材质相同,均为不锈钢材质,分为上下两层,上层有扶手,下层连接四个轮子。辅助推车140可放置备用设备、物料、器具等。

本实施例可将试剂配制全过程操作整合到操作平台11上完成,在手工配制系统的提示下实现精密型试剂的高效率连续性生产。其适用范围广,能够实现精密试剂的配制。而且配制系统与生产工艺完美结合,实现生产全程可视化指导。称重、测试、取器具等数据自动采集,节约生产时间。本操作台运用了物联网的思想,由主机对各部件进行整体控制,并对配制步骤进行判别,从而减少甚至杜绝了生产过程中的错误操作。

进一步地,本操作台将生产工艺标准化,辅助产品研发,缩短产品开发周期。同时能够减少生产使用面积,节省操作空间。

根据本实施例所提供的操作台,以下提供几种试剂配制方法步骤。

第一种配制方法:

生产前准备:按照显示装置30的提示,进行生产前防护。

器具拿取:按照显示装置30上的提示,从器具架50上拿取烧杯,正确拿取器具后,自动触发进入下一步动作。自动触发具体地来说,通过器具架50上传感器的数据传输,系统对拿取的器具的正确性及计量有效期进行判断,判断正确会执行下一步动作,判断错误会提示重新拿取器具。

加水:将已拿取的配制烧杯放到称重装置70上,去皮,根据系统提示的加水量,称取生产用纯化水。

称量:用辅助推车140按提示将相应物料推到操作平台11旁,按照显示装置30上系统提示扫描对应固体物料条码,然后在称重装置70上称重,系统会自动记录称量记录。

搅拌:将配制烧杯放置在磁力搅拌器90上,加入干净的转子,开启搅拌器90开关,调节转速启动搅拌。

投料:按配制步骤中提示的物料投递顺序,将完成称重的物料依次投进配制烧杯中,并按系统提示的方法进行涮洗。

检测:物料充分溶解后,按工艺要求使用ph计对配制的试剂进行ph检测,ph计检测结果直接上传至系统。检测结果合格后,配制完成。

第二种配制方法:

生产前准备:按照显示装置30上的提示,进行生产前防护。

器具拿取:按照显示装置30上的提示,从器具架50上拿取烧杯,正确拿取器具后,提示进入下一步动作。

称料:按照显示装置30上系统提示扫描所需物料条码,根据提示在称重装置70上依次精确称量固体物料和液体物料,系统自动上传称量数据。

预溶:将所称固体物料和液体物料转移至同一个干净烧杯中,烧杯进行密封、避光处理,然后放到磁力搅拌器90上,按系统提示设置搅拌参数,开启搅拌进行预溶。

溶解:按配制提示称量液体物料2,将预溶试剂转移至干净的配制桶中,使用液体物料2将预溶烧杯中残留试剂冲洗至配制桶。调节顶置搅拌器90参数,使用顶置搅拌器90进行搅拌。

检测:溶解完成后,取少量试剂在分光光度计上进行吸光度值检测,根据检测结果对试剂浓度进行调整,检测结果自动上传至系统。

过滤:检测合格后,配制进入过滤步骤,按过滤提示执行试剂过滤,过滤完成后即完成所有配制动作。

第三种配制方法:

生产前准备:按照显示装置30上的提示,进行生产前防护。

器具拿取:按照显示装置30上的提示,从器具架50上拿取烧杯、移液器,正确拿取器具后,提示进入下一步动作。

中间试剂准备:

a液配制:按试剂配方的要求用移液器向烧杯a中依次加入液体物料,开启搅拌。

b液配制:按试剂配方的要求称量固体物料,加入烧杯b,并用移液器取液体物料加入烧杯b,开启搅拌。

半成品试剂配制:将中间试剂a液加入到中间试剂b液中,持续搅拌。

超声:用超声专用塑料烧杯称取半成品试剂,按配制系统提示设置超声强度和超声时间,在冰浴条件下于超声仪中进行超声,超声完成后继续搅拌。此处超声处理的目的是将半成品试剂打散,以便后续操作。

检测:按照提示取超声后的样本,进行吸光度值检测,检测结果直接上传至系统。结果合格后,配制完成。

对于工艺相对简单的试剂调配,在本发明的基础上,可将相对独立的设备更换为自动化设备,并与系统集成实现调配过程的完全自动化,即能够实现自动加水、自动称重、自动投料、自动搅拌、自动检测等过程。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换。

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