加液混匀取样前处理一体机及其实现方法
【专利摘要】本发明公开了一种加液混匀取样前处理一体机，包括固定支架，设置于固定支架上部的加液混匀机构，设置于固定支架下部且位置与加液混匀机构对应的夹管取样机构，与加液混匀机构联动并用于对夹管取样机构卡位的锁管机构，以及设置于固定支架中部并与加液混匀机构和夹管取样机构的位置均匹配的采集管定位件。本发明还提供了其实现方法，通过上述结构和方法，本发明实现了向密封样本采集管内添加液体、混匀标本并从其内提前液体标本一系列前处理工序，能够保证样本采集管在整个过程完全密闭，有效避免了样本在处理过程中受到生化污染，而且可完全自动化完成，成本相对低廉，具有广泛的市场应用前景，适合推广应用。
【专利说明】加液混匀取样前处理一体机及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医学检验设备领域，具体地讲，是涉及一种加液混匀取样前处理一体机及其实现方法。
【背景技术】
[0002]随着现代化技术的飞速发展，自动化设备在医学检验行业得到了广泛应用。原因在于使用自动化设备能代替绝大部分繁琐的人工操作，结果准确一致性好避免人为误差，避免生化污染，速度更快效率更高。然而在当今医学检验设备中仍然有很多不尽人意的地方，比如结构复杂、工序繁琐、测试标本开放等等。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术中的缺陷，本发明提供一种加液混匀取样前处理一体机。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
加液混匀取样前处理一体机，包括固定支架，设置于固定支架上部的加液混匀机构，设置于固定支架下部且位置与加液混匀机构对应的夹管取样机构，与加液混匀机构联动并用于对夹管取样机构卡位的锁管机构，以及设置于固定支架中部并与加液混匀机构和夹管取样机构的位置均匹配的采集管定位件。
[0005]进一步地，所述加液混匀机构包括与固定支架上部连接且其螺杆端朝下的第一螺杆直线电机，通过第一丝杆螺母与第一螺杆直线电机连接的第一支架，与固定支架连接且呈上下方向导向的第一导轨，使第一支架在第一螺杆直线电机的控制下沿第一导轨导向方向运动的第一滑块组件，以及设置于第一支架上并与采集管定位件位置匹配的加液混匀针组，其中，锁管机构与第一支架联动。
[0006]为了更好地实现加液混匀功能，所述加液混匀针组包括均与第一支架连接并朝向采集管定位件的加液打气针和排气针，其中，加液打气针的针尖端的水平位置低于排气针的针尖端水平位置。
[0007]更进一步地，所述夹管取样机构包括位于加液混匀机构下方并与固定支架连接且其螺杆端朝下的第二螺杆直线电机，与固定支架连接且呈上下方向导向的第二导轨，受第二螺杆直线电机控制沿第二导轨导向方向运动的取样装置，以及位于第二螺杆直线电机和取样装置之间受取样装置驱动并可沿第二导轨导向方向运动的用于与采集管定位件配合夹紧采集管的夹管装置，其中，夹管装置还受锁管机构卡位。
[0008]更进一步地，所述取样装置包括通过第二丝杆螺母与第二螺杆直线电机连接的第三支架，使第三支架在第二螺杆直线电机的控制下沿第二导轨导向方向运动的第三滑块组件，设置于第三支架上并与采集管定位件位置匹配的取样针，以及与第三支架连接用于驱动夹管装置的驱动装置。
[0009]并且，所述驱动装置包括与第三支架固定连接并套于第二螺杆直线电机的螺杆上且穿过夹管装置的套筒，套于套筒上的套筒压簧，以及设置于套筒远离第三支架一端的套筒限位件，其中，套筒压簧与套筒限位件配合驱动夹管装置并对其进行限位。
[0010]再进一步地，所述夹管装置包括受套筒压簧与套筒限位件配合驱动的第二支架，使第二支架在驱动力作用下沿第二导轨导向方向运动的第二滑块组件，以及设置于第二滑块组件上并受锁管机构卡位的卡件。
[0011]具体来说，所述锁管机构包括上端与加液混匀机构联动且下端具有锁管坡口的联动臂，设置于固定支架上的一端对夹管装置卡位且另一端与锁管坡口匹配的锁管销，以及套于锁管销用于恢复其位置的锁管压簧。
[0012]基于上述设备结构，本发明还提供了该加液混匀取样前处理一体机的实现方法，包括如下步骤:
(1)设定初始位置，第一螺杆直线电机使加液混匀机构保持于固定支架上部，加液混匀针组位于采集管定位件上方，锁管机构处于松开状态；第二螺杆直线电机使夹管取样机构保持于固定支架下部，夹管装置与采集管定位件保持一段大于采集管长度的距离，驱动装置处于松开状态；
(2)夹管，将内装样本且密封的采集管安装于采集管定位件上，第二螺杆直线电机动作带动取样装置向上运动，并由驱动装置推动夹管装置向上运动直至触到采集管；然后第二螺杆直线电机继续动作使取样装置继续向上运动，并由驱动装置的套筒压簧产生作用力压紧采集管实现夹管；
(3)锁管，第一螺杆直线电机动作带动加液混匀机构向下运动，使联动臂同时向下运动，锁管坡口推动锁管销一端使锁管销另一端对夹管装置进行卡位实现锁管，此时锁管压簧处于压缩状态；
(4)加液，第一螺杆直线电机继续动作带动加液混匀机构继续向下运动，使加液混匀针组刺破采集管上部的胶塞并伸入采集管内，然后由加液打气针向采集管内加液，由排气针进去排气，保持采集管内压强稳定；
(5)混匀，通过加液打气针向采集管内持续打气，排气针进行排气，利用气体在液体内翻滚实现混匀；
(6)退针，第一螺杆直线电机反向动作带动加液混匀机构向上运动回复其初始位置，力口液混匀针组脱离采集管，联动臂回复其初始位置，锁管机构在锁管压簧的弹性作用力下复位解除锁管；
(7)取样，第二螺杆直线电机继续动作使取样装置继续向上运动，克服套筒压簧的弹力使取样针刺破采集管下部的胶塞并伸入采集管内进行取样；
(8)退针，第二螺杆直线电机反向动作带动取样装置向下运动，套筒压簧的作用力使夹管装置保持夹紧采集管，取样针脱离采集管；取样装置继续向下运动回复其初始位置，并由套筒限位件带动夹管装置回复初始位置，此时采集管松开。
[0013]为了方便操作，所述步骤(4 )中，采集管内的加液量保持加液打气针的针尖端位于液面下方，排气针的针尖端位于液面上方。
[0014]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
本发明专为对特制的密封样本采集管进行加液混匀取样一系列全自动前处理工序所设计，仅利用了简单的机械部件即实现了向密封样本采集管内添加液体、混匀标本并从其内提前液体标本一系列前处理工序，能够保证样本采集管在整个过程完全密闭，有效避免了样本在处理过程中受到生化污染，而且可完全自动化完成，具有突出的实质性特点和显著的进步，并且本发明构思巧妙，结构简单，成本相对低廉，且安全可靠，具有广泛的市场应用前景，适合推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明初始位置的结构示意图。
[0016]图2为本发明夹管状态的结构示意图。
[0017]图3为本发明锁管状态的结构示意图。
[0018]图4为本发明取样状态的结构示意图。
[0019]上述附图中，附图标记对应的部件名称如下:
1-固定支架，2-采集管定位件，6-采集管；
31-第一螺杆直线电机，32-第一支架，33-第一丝杆螺母，34-第一导轨，35-第一滑块组件，36-加液打气针，37-排气针；
41-第二螺杆直线电机，42-第二导轨，431-第二丝杆螺母，432-第三支架，433-第三滑块组件，434-取样针，435-套筒，436-套筒压簧，437-套筒限位件，441-第二支架，442-第二滑块组件，443-卡件，444-取样针导筒；
51-联动臂，52-锁管坡口，53-锁管销，54-锁管压簧。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
[0021]如图1至图4所示，该加液混匀取样前处理一体机，包括固定支架1，设置于固定支架上部的加液混匀机构，设置于固定支架下部且位置与加液混匀机构对应的夹管取样机构，与加液混匀机构联动并用于对夹管取样机构卡位的锁管机构，以及设置于固定支架中部并与加液混匀机构和夹管取样机构的位置均匹配的采集管定位件2。采集管通常由采集管定位件下方进行定位固定。固定支架上有两个呈上下分布的横向固定件，并且相互之间由纵向连接固定件进行连接固定，加液混匀机构安装在靠上的横向固定件上，而夹管取样机构和采集管定位件安装在靠下的横向固定件上。对于各机构的具体结构如下:
加液混匀机构，主要用于对密封的内装有样本的采集管6进行加液和混匀处理工序，并且驱动锁管机构动作，具体包括与固定支架上部的横向固定件连接且其螺杆端朝下的第一螺杆直线电机31，通过第一丝杆螺母33与第一螺杆直线电机连接的第一支架32，与固定支架的纵向连接固定件连接且呈上下方向导向的第一导轨34，使第一支架在第一螺杆直线电机的控制下沿第一导轨导向方向运动的第一滑块组件35，以及设置于第一支架上并与采集管定位件位置匹配的加液混匀针组，其中，锁管机构与第一支架联动。为了更好地实现加液混匀功能，所述加液混匀针组包括均与第一支架连接并朝向采集管定位件的加液打气针36和排气针37，其中，加液打气针的针尖端的水平位置低于排气针的针尖端水平位置。在采集管定位件上部通常设有便于加液混匀针组插入并对其导向的通孔，而加液混匀针组的针尖端通常不脱离该导向的通孔，以保证穿刺的精准度。
[0022]夹管取样机构，主要用于在处理过程中夹紧采集管和进行取样工序，具体包括位于加液混匀机构下方并与固定支架的靠下横向固定件连接且其螺杆端朝下的第二螺杆直线电机41，与固定支架的纵向连接固定件连接且呈上下方向导向的第二导轨42，受第二螺杆直线电机控制沿第二导轨导向方向运动的取样装置，以及位于第二螺杆直线电机和取样装置之间受取样装置驱动并可沿第二导轨导向方向运动的用于与采集管定位件配合夹紧采集管的夹管装置，其中，夹管装置还受锁管机构卡位。对于该机构中各装置的具体结构如下:
取样装置，主要用于在加液混匀处理进行取样工序和对夹管装置传递夹管驱动作用力，具体包括通过第二丝杆螺母431与第二螺杆直线电机连接的第三支架432，使第三支架在第二螺杆直线电机的控制下沿第二导轨导向方向运动的第三滑块组件433，设置于第三支架上并与采集管定位件位置匹配的取样针434，以及与第三支架连接用于驱动夹管装置的驱动装置。
[0023]驱动装置，主要用于传递驱动作用力并保持取样装置和夹管装置的联动位置，具体包括与第三支架固定连接并套于第二螺杆直线电机的螺杆上且穿过夹管装置中第二支架的套筒435，套于套筒上的套筒压簧436，以及设置于套筒远离第三支架一端的套筒限位件437，其中，套筒压簧与套筒限位件配合驱动夹管装置的第二支架并对其进行限位。
[0024]夹管装置，主要用于配合固定支架的横向固定件和采集管定位件对采集管进行夹紧，便于各工序处理的稳定，具体包括受套筒压簧与套筒限位件配合驱动的第二支架441，使第二支架在驱动力作用下沿第二导轨导向方向运动的第二滑块组件442，以及设置于第二滑块组件上并受锁管机构的锁管销卡位的卡件443。通常来讲，取样针要对采集管进行取样会穿过第二支架，为了使取样针动作稳定，在第二支架上取样针穿过的位置还设有取样针导筒444，使取样针的针尖端通常不脱离该导筒，以保证穿刺的精准度。
[0025]锁管机构，主要用于对夹管装置进行卡位锁紧，提高夹管的稳定性，具体包括上端与加液混匀机构中第一支架联动且下端具有锁管坡口 52的联动臂51，设置于固定支架的纵向连接固定件上的一端对夹管装置的卡件进行卡位且另一端与锁管坡口匹配的锁管销53，以及套于锁管销用于恢复其位置的锁管压簧54。
[0026]另外，基于上述设备结构，本发明还包含其他需要保证设备正常运行或自动化运行的部件，如控制系统、外壳等，可采用现有技术中已公开的相对应部件，属于本领域技术人员能够直接获知的内容，本实施例中不再赘述。
[0027]该加液混匀取样前处理一体机的实现方法，如下:
(1)设定初始位置，第一螺杆直线电机使加液混匀机构保持于固定支架上部，加液混匀针组位于采集管定位件上方，锁管机构处于松开状态；第二螺杆直线电机使夹管取样机构保持于固定支架下部，夹管装置与采集管定位件保持一段大于采集管长度的距离，驱动装置处于松开状态；
(2)夹管，将内装样本且密封的采集管安装于采集管定位件上，第二螺杆直线电机动作带动取样装置向上运动，并由驱动装置推动夹管装置向上运动直至触到采集管；然后第二螺杆直线电机继续动作使取样装置继续向上运动，并由驱动装置的套筒压簧产生作用力压紧采集管实现夹管； (3)锁管，第一螺杆直线电机动作带动加液混匀机构向下运动，使联动臂同时向下运动，锁管坡口推动锁管销一端使锁管销另一端对夹管装置进行卡位实现锁管，此时锁管压簧处于压缩状态；
(4)加液，第一螺杆直线电机继续动作带动加液混匀机构继续向下运动，使加液混匀针组刺破采集管上部的胶塞并伸入采集管内，然后由加液打气针向采集管内加液，由排气针进去排气，保持采集管内压强稳定；同时，采集管内的加液量保持加液打气针的针尖端位于液面下方，排气针的针尖端位于液面上方；
(5)混匀，通过加液打气针向采集管内持续打气，排气针进行排气，利用气体在液体内翻滚实现混匀；
(6)退针，第一螺杆直线电机反向动作带动加液混匀机构向上运动回复其初始位置，力口液混匀针组脱离采集管，联动臂回复其初始位置，锁管机构在锁管压簧的弹性作用力下复位解除锁管；
(7)取样，第二螺杆直线电机继续动作使取样装置继续向上运动，克服套筒压簧的弹力使取样针刺破采集管下部的胶塞并伸入采集管内进行取样；
(8)退针，第二螺杆直线电机反向动作带动取样装置向下运动，套筒压簧的作用力使夹管装置保持夹紧采集管，取样针脱离采集管；取样装置继续向下运动回复其初始位置，并由套筒限位件带动夹管装置回复初始位置，此时采集管松开。
[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0029]按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一致的，也应当在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.加液混匀取样前处理一体机，其特征在于，包括固定支架(I)，设置于固定支架(I)上部的加液混匀机构，设置于固定支架(I)下部且位置与加液混匀机构对应的夹管取样机构，与加液混匀机构联动并用于对夹管取样机构卡位的锁管机构，以及设置于固定支架(I)中部并与加液混匀机构和夹管取样机构的位置均匹配的采集管定位件(2)。
2.根据权利要求1所述的加液混匀取样前处理一体机，其特征在于，所述加液混匀机构包括与固定支架(I)上部连接且其螺杆端朝下的第一螺杆直线电机(31 )，通过第一丝杆螺母(33)与第一螺杆直线电机(31)连接的第一支架(32)，与固定支架(I)连接且呈上下方向导向的第一导轨(34)，使第一支架(32)在第一螺杆直线电机(31)的控制下沿第一导轨(34)导向方向运动的第一滑块组件(35)，以及设置于第一支架(32)上并与采集管定位件(2)位置匹配的加液混匀针组，其中，锁管机构与第一支架(32)联动。
3.根据权利要求2所述的加液混匀取样前处理一体机，其特征在于，所述加液混匀针组包括均与第一支架(32)连接并朝向采集管定位件(2)的加液打气针(36)和排气针(37)，其中，加液打气针(36)的针尖端的水平位置低于排气针(37)的针尖端水平位置。
4.根据权利要求f3任一项所述的加液混匀取样前处理一体机，其特征在于，所述夹管取样机构包括位于加液混匀机构下方并与固定支架(I)连接且其螺杆端朝下的第二螺杆直线电机(41)，与固定支架(I)连接且呈上下方向导向的第二导轨(42)，受第二螺杆直线电机(41)控制沿第二导轨(42)导向方向运动的取样装置，以及位于第二螺杆直线电机(41)和取样装置之间受取样装置驱动并可沿第二导轨(42)导向方向运动的用于与采集管定位件(2 )配合夹紧采集管的夹管装置，其中，夹管装置还受锁管机构卡位。
5.根据权利要求4所述的加液混匀取样前处理一体机，其特征在于，所述取样装置包括通过第二丝杆螺母(431)与第二螺杆直线电机(41)连接的第三支架(432)，使第三支架(432)在第二螺杆直线电机(41)的控制下沿第二导轨(42)导向方向运动的第三滑块组件 (433)，设置于第三支架(432)上并与采集管定位件(2)位置匹配的取样针(434)，以及与第三支架(432)连接用于驱动夹管装置的驱动装置。
6.根据权利要求5所述的加液混匀取样前处理一体机，其特征在于，所述驱动装置包括与第三支架(432)固定连接并套于第二螺杆直线电机(41)的螺杆上且穿过夹管装置的套筒(435)，套于套筒上的套筒压簧(436)，以及设置于套筒远离第三支架(432) —端的套筒限位件(437)，其中，套筒压簧(436)与套筒限位件(437)配合驱动夹管装置并对其进行限位。
7.根据权利要求6所述的加液混匀取样前处理一体机，其特征在于，所述夹管装置包括受套筒压簧(436)与套筒限位件(437)配合驱动的第二支架(441)，使第二支架(441)在驱动力作用下沿第二导轨(42)导向方向运动的第二滑块组件(442)，以及设置于第二滑块组件(442)上并受锁管机构卡位的卡件(443)。
8.根据权利要求5?7任一项所述的加液混匀取样前处理一体机，其特征在于，所述锁管机构包括上端与加液混匀机构联动且下端具有锁管坡口(52)的联动臂(51)，设置于固定支架(I)上的一端对夹管装置卡位且另一端与锁管坡口(52)匹配的锁管销(53)，以及套于锁管销(53)用于恢复其位置的锁管压簧(54)。
9.如权利要求f8任一项所述的加液混匀取样前处理一体机的实现方法，其特征在于，包括如下步骤:(1)设定初始位置，第一螺杆直线电机使加液混匀机构保持于固定支架上部，加液混匀针组位于采集管定位件上方，锁管机构处于松开状态；第二螺杆直线电机使夹管取样机构保持于固定支架下部，夹管装置与采集管定位件保持一段大于采集管长度的距离，驱动装置处于松开状态； (2)夹管，将内装样本且密封的采集管安装于采集管定位件上，第二螺杆直线电机动作带动取样装置向上运动，并由驱动装置推动夹管装置向上运动直至触到采集管；然后第二螺杆直线电机继续动作使取样装置继续向上运动，并由驱动装置的套筒压簧产生作用力压紧采集管实现夹管； (3)锁管，第一螺杆直线电机动作带动加液混匀机构向下运动，使联动臂同时向下运动，锁管坡口推动锁管销一端使锁管销另一端对夹管装置进行卡位实现锁管，此时锁管压簧处于压缩状态； (4)加液，第一螺杆直线电机继续动作带动加液混匀机构继续向下运动，使加液混匀针组刺破采集管上部的胶塞并伸入采集管内，然后由加液打气针向采集管内加液，由排气针进去排气，保持采集管内压强稳定； (5)混匀，通过加液打气针向采集管内持续打气，排气针进行排气，利用气体在液体内翻滚实现混匀； (6)退针，第一螺杆直线电机反向动作带动加液混匀机构向上运动回复其初始位置，力口液混匀针组脱离采集 管，联动臂回复其初始位置，锁管机构在锁管压簧的弹性作用力下复位解除锁管； (7)取样，第二螺杆直线电机继续动作使取样装置继续向上运动，克服套筒压簧的弹力使取样针刺破采集管下部的胶塞并伸入采集管内进行取样； (8)退针，第二螺杆直线电机反向动作带动取样装置向下运动，套筒压簧的作用力使夹管装置保持夹紧采集管，取样针脱离采集管；取样装置继续向下运动回复其初始位置，并由套筒限位件带动夹管装置回复初始位置，此时采集管松开。
10.根据权利要求9所述的加液混匀取样前处理一体机的实现方法，其特征在于，所述步骤(4)中，采集管内的加液量保持加液打气针的针尖端位于液面下方，排气针的针尖端位于液面上方。
【文档编号】G01N1/00GK103439138SQ201310416170
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】徐建 申请人:四川沃文特生物技术有限公司