本發(fā)明涉及一種醫(yī)療設(shè)備及其設(shè)備的實現(xiàn)方法，尤其涉及的是一種樣本檢測離心適配器的改進和設(shè)備實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)實驗室內(nèi)的自動化程度越來越高，越來越多的手工操作正在被自動化設(shè)備取代，工作人員的任務(wù)從簡單重復(fù)的體力勞動變成了卓有成效的腦力勞動，醫(yī)學(xué)樣本的處理速度越來越快、準確度也越來越高。

醫(yī)學(xué)樣本在被進行分析之前通常需要進行離心分離處理：分離血液樣本中的血球和血清，以支持不同項目的測試。離心機是一個可以進行離心分離的裝置。離心適配器是能夠接收多個樣本管的托盤，多個離心適配器安裝在離心機中可以完成離心處理。在將離心適配器從緩存區(qū)轉(zhuǎn)運至離心機時，通常會設(shè)計一種帶有夾持機構(gòu)的三維機械手進行抓取，請參見現(xiàn)有技術(shù)：申請日為2012年11月7日，公開日為2014年10月15日，中國專利號為CN201280066155.4一案中的離心機系統(tǒng)和工作流程，但該機構(gòu)存在行程長、實現(xiàn)難度大、成本高、加減速較低等問題。

在上述貝克曼的實施方式中，一個行程遍及適配器緩存區(qū)和離心機放入位的XYZ三軸機械手被設(shè)計出來，用于配合離心適配器的轉(zhuǎn)運。但由于離心適配器只放在固定的位置，因此所有離心適配器的抓取動作均需要該機械手進行操作抓取，所以該機械手XY方向的覆蓋范圍要廣，其設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本較貴、加速度無法達到較高的程度，對于中小型離心機而言也沒有優(yōu)勢。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種改進的用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置及方法，用來解決現(xiàn)有技術(shù)中機械手行程長、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置，其設(shè)置用于對離心機之適配器的裝載或卸載，所述適配器用于裝載多個樣本管；并包括至少一輸入軌道，用于運輸樣本管；其中，所述裝置包括一用于承托多個適配器的轉(zhuǎn)運盤；并在所述轉(zhuǎn)運盤和所述輸入軌道之間設(shè)置有一用于轉(zhuǎn)運所述樣本管的第一機械手；在所述轉(zhuǎn)運盤與所述離心機之間設(shè)置有一用于轉(zhuǎn)運所述適配器的第二機械手。

所述的用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置，其中，所述適配器在所述轉(zhuǎn)運盤上設(shè)置為環(huán)繞設(shè)置，并設(shè)置具有樣本管放入位和適配器轉(zhuǎn)運位，所述樣本管放入位對應(yīng)用于所述第一機械手的裝載，所述適配器轉(zhuǎn)運位對應(yīng)用于所述第二機械手的裝載。

所述的用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置，其中，所述適配器設(shè)置為多個。

所述的用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置，其中，所述輸入軌道與所述轉(zhuǎn)運盤之間還設(shè)置有至少一緩存軌道，用于所述第一機械手裝載樣本管后樣本座的緩存。

所述的用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置，其中，所述緩存軌道設(shè)置為多個。

所述的用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置，其中，所述第一機械手設(shè)置包括三個相互垂直軸向的驅(qū)動，即XYZ軸方向，并在工作端部設(shè)置有第一抓取夾具。

所述的用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置，其中，所述第二機械手包括兩個相互垂直軸向的驅(qū)動，即YZ軸方向，并在工作端部設(shè)置有第二抓取夾具。

所述的用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置，其中，所述轉(zhuǎn)運盤的底部還設(shè)置有驅(qū)動所述轉(zhuǎn)運盤轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)換電機，與所述轉(zhuǎn)換電機轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置的主動帶輪，以及與所述轉(zhuǎn)運盤同軸設(shè)置的從動帶輪，所述主動帶輪與從動帶輪之間通過同步帶傳動連接。

所述的用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置，其中，所述轉(zhuǎn)運盤上還設(shè)置有用于傳感轉(zhuǎn)動角度的角度傳感器。

一種實現(xiàn)所述裝置的離心適配器轉(zhuǎn)運方法，其包括以下步驟：

A、通過第一機械手將待離心處理的樣本管抓取裝載到所述轉(zhuǎn)運盤的相應(yīng)適配器上；

B、在所述適配器上放置足夠數(shù)量的樣本管后，控制所述轉(zhuǎn)運盤轉(zhuǎn)動，將所述適配器移動到適配器轉(zhuǎn)運位；

C、所述第二機械手將該適配器抓取并裝載到離心機中，進行離心處理；

離心處理完畢后，依照上述程序?qū)颖竟苓M行反向卸載。

本發(fā)明所提供的一種用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置及方法，由于采用了回轉(zhuǎn)的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置替代固定方式，大大縮減了適配器轉(zhuǎn)運機構(gòu)的工作行程，降低了適配器轉(zhuǎn)運機構(gòu)的復(fù)雜程度，并提高了適配器轉(zhuǎn)運機構(gòu)的響應(yīng)速度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置及方法較佳實施例中與離心模塊相關(guān)的結(jié)構(gòu)正面示意圖。

圖2是本發(fā)明所述裝置及方法較佳實施例中的第一機械手結(jié)構(gòu)示意圖，該第一機械手具有XYZ三個獨立可移動的方向。

圖3是本發(fā)明所述裝置及方法較佳實施例中的第二機械手結(jié)構(gòu)示意圖，該第二機械手具有水平和豎直兩個獨立可移動的方向。

圖4a和圖4b是本發(fā)明所述裝置及方法中可進行連續(xù)回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)運盤不同角度結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明裝置及方法的相關(guān)工作流程框圖。

圖中，1.返回軌道，2.輸入軌道，3.緩存軌道，4.第二機械手，5.適配器放入位，6.離心機，7.適配器轉(zhuǎn)運位，8.適配器，9.轉(zhuǎn)運盤，10.樣本管放入位，11.第一機械手，12.樣本管返回位，13.樣本管抓取位，14.條碼掃描機構(gòu)，15.初始單元，16.后續(xù)處理單元，17.第一機械手的X軸驅(qū)動，18. 第一機械手的Y軸驅(qū)動，19. 第一機械手的Z軸驅(qū)動，20.第一抓取夾具，21. 第二機械手的Y軸驅(qū)動，22. 第二機械手的Z軸驅(qū)動，23.第二抓取夾具，24.主動帶輪，25.適配器轉(zhuǎn)換電機，26.同步帶，27.從動帶輪。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的較佳實施例加以詳細說明。

本發(fā)明所提供的一種用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置及方法，如圖1所示，其所采用的核心技術(shù)方案是：將適配器緩存區(qū)由固定式更改成可回轉(zhuǎn)式，即設(shè)計一個回轉(zhuǎn)機構(gòu)帶動緩存區(qū)進行回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，這樣的好處是緩沖結(jié)構(gòu)更為簡單，且提高了處理效率；適配器抓取機械手即第二機械手由具有XYZ三個自由度運動方向的機械手更改為只具有YZ兩個自由度的機械手即可；回轉(zhuǎn)機構(gòu)負責(zé)適配器的回轉(zhuǎn)進給，適配器抓取機械手只在回轉(zhuǎn)機構(gòu)的一個預(yù)定固定位置和離心機之間進行轉(zhuǎn)運即可。

本發(fā)明的所述用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置及方法大大縮減了適配器轉(zhuǎn)運機構(gòu)的工作行程，降低了適配器轉(zhuǎn)運機構(gòu)的復(fù)雜程度，并提高了適配器轉(zhuǎn)運機構(gòu)的響應(yīng)速度。

在本發(fā)明較佳實施例中，容納樣本的容器稱之為樣本管，可由玻璃或者塑料制成，具有底部封閉頂部開口的特征；承載單個或多個樣本管并一起運動的部件稱之為樣本座，其通常能使樣本管保持垂直位置，并在轉(zhuǎn)運和運輸途中保持穩(wěn)定性；能夠承載多個樣本管并可放入離心機進行離心處理的桶狀結(jié)構(gòu)被稱之為適配器，其可被機械手進行轉(zhuǎn)移。在本發(fā)明所述用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置及方法中，所述適配器可以設(shè)置在一轉(zhuǎn)運裝置上進行緩沖和等候，以便最終轉(zhuǎn)運到離心機中進行離心處理。

如圖1所示，顯示了本發(fā)明所述用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置及方法中離心模塊的詳細機構(gòu)布局圖，其中包含返回軌道1、輸入軌道2、緩存軌道3、第一機械手11、轉(zhuǎn)運盤9、第二機械手4以及離心機6。其中的輸入軌道2是從初始單元15接收待檢測處理的樣本管，返回軌道1用來從后續(xù)處理單元16接收返回的樣本管或樣本座，并傳送回初始單元15。

本發(fā)明所改進的位置僅在離心機單元的樣本管轉(zhuǎn)運緩存結(jié)構(gòu)，其中尤其是設(shè)計采用了轉(zhuǎn)運盤9的結(jié)構(gòu)來放置一組組樣本管的適配器，通過在轉(zhuǎn)運盤9與緩存軌道3之間的第一機械手11進行樣本管裝載或卸載，通過在轉(zhuǎn)運盤9與離心機6之間的第二機械手4進行適配器的轉(zhuǎn)載或卸載，從而實現(xiàn)了大量緩存和節(jié)省適配器的裝載時間，加快了離心檢測的效率。

所述初始單元15和后續(xù)處理單元16是實驗室自動化系統(tǒng)的組成部分，其組成可以有多種多樣的設(shè)計，比如樣本輸入單元、去蓋單元等等。所述輸入軌道2接收來自初始單元15的帶檢測處理樣本，并通過條碼掃描機構(gòu)14進行掃描后輸入系統(tǒng)數(shù)據(jù)，判斷樣本是否需要進行離心處理。所述返回軌道1接收來自后續(xù)單元16的不帶樣本管的樣本座，樣本座是用來承載樣本管隨軌道一起運動的。

所述緩存軌道3緩存一定數(shù)量的樣本座，用于接收離心處理完的樣本管，因為部分樣本管是在離心處理中，需要在緩存軌道3上緩存樣本座，針對緩存的樣本管數(shù)量不同，所述緩存軌道3可以設(shè)置平行的多條，以便有足夠的位置緩存所有的樣本座；較佳的設(shè)置方式是設(shè)置緩存軌道3為并行的三條。

設(shè)置一第一機械手11負責(zé)將需要離心處理的樣本管從輸入軌道2上的樣本管抓取位上抓取至轉(zhuǎn)運盤9上的樣本管放入位10中，或，在樣本管經(jīng)過離心處理后，將樣本管從轉(zhuǎn)運盤9抓取至緩存軌道3上的樣本管返回位12上。相比于現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)運過程，本發(fā)明的第一機械手11的轉(zhuǎn)運過程更為簡單，僅控制在緩存軌道與轉(zhuǎn)運盤之間的轉(zhuǎn)運。

如圖2所示示出了第一機械手11的基本結(jié)構(gòu)，它是一種可以進行XYZ三個方向獨立運動的直角坐標(biāo)式機器人，其中，X軸17驅(qū)動X方向的運動，實現(xiàn)樣本管在樣本管放入位10、樣本管返回位12和樣本管抓取位13之間的轉(zhuǎn)移，從圖1中可以看出其行程較長，較其他兩軸長；Y軸18驅(qū)動Y方向上的運動，實現(xiàn)在適配器8的Y方向上轉(zhuǎn)移樣本管，其行程只要求覆蓋適配器的寬度即可，因此行程較短；Z軸19驅(qū)動Z方向上的運動，實現(xiàn)將樣本管提升或放下的動作；第一抓取夾具20實現(xiàn)樣本管的夾緊或張開，在合適位置時受控抓取或者放開。以上運動的驅(qū)動方式均可以是電動或者氣動，例如通過氣缸，絲桿液壓等驅(qū)動方式實現(xiàn)，在此不再贅述。為實現(xiàn)對保持垂直的樣本管的夾持，所述第一抓取夾具20采用三爪結(jié)構(gòu)。

如圖3所示是第二機械手4的基本結(jié)構(gòu)，它是一種可以進行YZ兩個方向獨立運動的直角坐標(biāo)式機器人，其中，Y軸21可用來實現(xiàn)適配器8在離心機6的適配器放入位5和轉(zhuǎn)運盤9的適配器轉(zhuǎn)運位7之間進行轉(zhuǎn)移，從圖1中可以看出其行程略短，只需能夠足以實現(xiàn)轉(zhuǎn)移距離即可；Z軸22實現(xiàn)適配器8的提升和放下動作；第二抓取夾具23實現(xiàn)適配器8的夾取或松開，以在合適位置進行適配器8整體的裝載或卸載，裝載和卸載的動作可以設(shè)置為往返行程中的一側(cè)單程行程，例如在向轉(zhuǎn)運盤9移動過程中，第二抓取夾具23夾持已經(jīng)離心處理完畢的樣本管適配器，而回程向離心機6移動時夾持等待離心處理的樣本管適配器，而在轉(zhuǎn)運盤9上所述第二抓取夾具23先將處理完畢的樣本管適配器卸載到轉(zhuǎn)運盤9的相應(yīng)位置，然后等候轉(zhuǎn)運盤9的轉(zhuǎn)動，將下一個需要離心處理的樣本管適配器轉(zhuǎn)到相應(yīng)轉(zhuǎn)運位7，該第二抓取夾具23將下一個適配器進行裝載。第二機械手YZ軸以上運動的驅(qū)動方式均可以是電動或者氣動，例如通過氣缸，絲桿液壓等驅(qū)動方式實現(xiàn)，在此不再贅述。為實現(xiàn)對適配器的抓取，所述第二抓取夾具23采用兩爪結(jié)構(gòu)。

圖4a和圖4b所示示出了轉(zhuǎn)運盤9的基本結(jié)構(gòu)，電機25驅(qū)動主動帶輪24、同步帶26以及從動帶輪27實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的連續(xù)和受控運轉(zhuǎn)，通過位置傳感器實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的角度控制，以確定轉(zhuǎn)運盤9的各適配器是否轉(zhuǎn)到了恰當(dāng)位置。其傳動方式也可以采用其他的方式，例如齒輪傳動或者其他的回轉(zhuǎn)傳動方式。

在本發(fā)明所述用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置及方法中，適配器8的轉(zhuǎn)運是通過轉(zhuǎn)運盤9和第二機械手4共同完成的，多個適配器8放置在具有回轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)運盤9上，圍繞中心環(huán)繞分布，可以設(shè)置為多個，較佳的是設(shè)置為5個至6個，由此構(gòu)成適配器緩存區(qū)；在每一適配器8上設(shè)置有多個樣本管，根據(jù)樣本管的型態(tài)可以設(shè)置放置數(shù)量，如圖4a和圖4b所示，至少為10個。

所述第二機械手4設(shè)置在轉(zhuǎn)運盤9和離心機6之間，其工位分別包括離心機的適配器放入位5和適配器轉(zhuǎn)運位7，因此可以通過更加高效合理的控制方法使得適配器緩存區(qū)上的適配器被轉(zhuǎn)移到離心機中，而非以往案例中所采用的三維機械手直接從固定的適配器緩沖區(qū)即緩沖軌道3上抓取，然后一一放置到離心機的適配器上，由于現(xiàn)有技術(shù)方式有較長的行程，并且往往只能單程工作，往或返的程序中不能工作，因為浪費了工作時間，工作效率不高。

從本發(fā)明所述用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置及方法上述結(jié)構(gòu)來看，轉(zhuǎn)運盤9是較為簡單的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，其設(shè)計簡單，制造成本低廉，而第二機械手4只需要具有兩個自由度即可，結(jié)構(gòu)也較簡單，且行程短，同時匹配適配器一組組傳遞樣本管的方式，以及在適配器傳遞過程中充分利用往返行程都工作，提高了工作效率。因此其速度相應(yīng)也比長行程機械手要快，制造成本相對而言也較低。

如圖5為本發(fā)明所述用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運方法較佳實施例的處理流程，其中，在操作步驟1001中，當(dāng)輸入軌道上的傳感器檢測到有試管到來時，通過條碼掃描機構(gòu)14對該試管進行條碼掃描，輸入和記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)；在操作步驟1002中，若該試管需要進行離心處理，第一機械手11將其抓取至轉(zhuǎn)運盤9上的樣本管放入位10，該樣本管放入位10處在某一適配器上，沒有樣本管的樣本座則被推入進緩存軌道3中等待離心處理后樣本管的回放；若不需要離心則放行。在操作步驟1003中，當(dāng)樣本管放入位10上的適配器被放滿時，轉(zhuǎn)運盤9將該適配器8轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)進到一定的角度，以便裝載另外的適配器，當(dāng)裝滿樣本管的適配器8數(shù)量達到離心機6的工作數(shù)量時，轉(zhuǎn)運盤9將其轉(zhuǎn)到適配器轉(zhuǎn)運位7，以等待第二機械手的操作。在操作步驟1004中，第二機械手4將適配器轉(zhuǎn)運位7上的適配器8抓取至離心機6上的適配器放入位5中；在操作步驟1005中，離心機6進行離心處理；在操作步驟1006中，當(dāng)離心機6對樣本完成離心處理后，第二機械手4將放置有離心處理后樣本管的適配器8依次從離心機6中取出并放置到轉(zhuǎn)運盤9的適配器轉(zhuǎn)運位7上，轉(zhuǎn)運盤9轉(zhuǎn)進一定的角度以配合第二機械手4的抓取放開動作；在操作步驟1007中，轉(zhuǎn)運盤9將適配器8依次轉(zhuǎn)到樣本管放入位10上；在操作步驟1008中，第一機械手11將適配器8上的樣本管依此放入樣本管返回位12上，然后樣本管隨樣本座一起被運輸?shù)胶罄m(xù)處理單元16中進行下一步處理。

在各軌道之間，包括但不限于返回軌道1、輸入軌道2和緩存軌道3，可以設(shè)置轉(zhuǎn)接軌道，在不需要轉(zhuǎn)運到工作單元中時，樣本座可以攜帶樣本管進行移動，從而到達相應(yīng)的工位。

本發(fā)明所述用于醫(yī)學(xué)樣本檢測的離心適配器轉(zhuǎn)運裝置及方法是針對醫(yī)學(xué)樣本檢測中轉(zhuǎn)運過程機構(gòu)的改進，其提高了處理的效率和速度，并且方便了離心處理過程中樣本管的排隊；當(dāng)然，在相應(yīng)修改其他處理單元的情況下，例如離心機，也可以應(yīng)用于其他檢測程序單元的改進。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。