一种磁棒套卸载回收装置及磁棒套回收控制方法 |
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| 申请号 | CN202311677798.9 | 申请日 | 2023-12-07 | 公开(公告)号 | CN117732833A | 公开(公告)日 | 2024-03-22 |
| 申请人 | 西安天隆科技有限公司; | 发明人 | 王国进; 赵武军; 玉智泰; 申卫东; 龚大江; 李政; 苗保刚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及废弃耗材的集中自动化回收处理技术领域，具体涉及医疗器械中涉及 磁珠 提取等磁 力 处理场景中的磁棒套卸载回收装置及磁棒套回收控制方法。其技术方案为：一种磁棒套卸载回收装置，包括 基板 ，基板上安装有升降驱动模 块 ，升降驱动模块的输出端连接有磁棒套摄取模块，磁棒套摄取模块上配置有至少两个能结合磁棒套的摄取单元；基板上还安装有组合驱动机构，组合驱动机构的输出端设置有组合结构，组合结构上设置有接液盘和用于卸载磁棒套的卸载部。本发明提供了一种既能够保证系统的提取效率还能降低系统内污染 风 险的磁棒套卸载回收装置及磁棒套回收控制方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种磁棒套卸载回收装置，其特征在于，包括基板，基板上安装有升降驱动模块，升降驱动模块的输出端连接有磁棒套摄取模块，磁棒套摄取模块上配置有至少两个能结合磁棒套的摄取单元；基板上还安装有组合驱动机构，组合驱动机构的输出端设置有组合结构，组合结构上设置有接液盘和用于卸载磁棒套的卸载部。 |
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| 说明书全文 | 一种磁棒套卸载回收装置及磁棒套回收控制方法技术领域背景技术[0002] 在医学检测中往往需要处理离体样本，执行体外诊断检测来获得低污染高可靠性检测结果，这些样本可以被执行生化技术分析，光谱技术分析或者扩增技术分析等等，以完成对生物样本中所含的目标成分进行定量或定性分析，这其中为了实现样本进结果出的高效化分析，越来越多的公司探索设计流水化的自动化分析系统，其能够执行大量样本的连续化分析操作，在操作过程中为了高效且污染小地执行样本的不同处理过程，需要配套使用多种不同类型耗材，而使用完成的耗材需要自动化地执行回收处理。 [0003] 目前不同厂家设计的流水线方案设计中较为成熟的耗材包含移液耗材、提取深孔板耗材的处理方案等，日本授权发明专利JP7221997B2就公开了一种移液耗材的供应及回收处理装置，其在竖直面内设计了多层结构，最下层可以堆叠地供应移液耗材，中间层配置有转移机构，其能从最下层摄取供应的移液耗材并带动其运动至中间层，移液器被配置为能在中间层插接连接移液耗材，完成使用后可以集中处理或者送回原位，使用完后的耗材架能被输送至最上层进行存储，完成移液耗材的添加以及后续处理；美国发明专利US8357538B2公开的方案中设计了凸出设备本体之外回收部，设备中涉及磁珠控制采用壁面间接方式，因此直接接触样本液的耗材比较少，其配置了夹爪转移机构来配合地执行固体类耗材的回收，但是集中化处理存在交叉污染风险；中国专利CN213384850U和CN215852271U保护了一种针对目前应用广泛地96孔位的深孔板进行塑封的设备，可以适用于完成使用的深孔板耗材来降低污染发生的可能性，也可用于批量化生产预封装的提取试剂盒；美国发明专利EP1684909B1授权的方案设计了一种阵列型排布的提取耗材，这种耗材为整板的结构设计，这种设计磁棒套很难完成旋转运动，可能造成提取产率较低等问题，另外配合自动化设备应用场景中，需要另行设计相应的卸载和转移机构；US7927495B2授权的方案为条状磁棒套耗材，这种设计转用至流水化设备中可以与其他处理单元公用夹爪来执行磁棒套的转移回收，相对而言更适于流水化应用场景，但是这种磁棒套结构也很难执行磁棒套的旋转或者震荡旋转复合运动进而保证提取效率，而提取效率的提升对于流水化批量检测的准确性至关重要，不充分的提取可能导致执行大批量样本提取操作后再扩增检测获得假阴性的问题。 [0004] 从现有技术分析对于批量化处理回收移液耗材、深孔板提取耗材均有设计，但是对于磁棒套的回收处理很少公开，然而磁棒套的回收处理与移液耗材的回收处理一样具有非常大的必要性，在核酸提取纯化过程中，磁棒套作为直接接触样本的耗材，不及时处理将导致严重的污染风险，并且放置在深孔板耗材内的磁棒套将使后续深孔板耗材无法执行封膜回收。 [0005] 因此设计一种能够执行分散磁棒套回收的方案，既能够保证系统的提取效率还能降低系统内污染风险，对于流水化大样本量处理系统是非常急迫的需求。 发明内容[0006] 为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种既能够保证系统的提取效率还能降低系统内污染风险的磁棒套卸载回收装置及磁棒套回收控制方法。 [0007] 本发明所采用的技术方案为： [0008] 一种磁棒套卸载回收装置，包括基板，基板上安装有升降驱动模块，升降驱动模块的输出端连接有磁棒套摄取模块，磁棒套摄取模块上配置有至少两个能结合磁棒套的摄取单元；基板上还安装有组合驱动机构，组合驱动机构的输出端设置有组合结构，组合结构上设置有接液盘和用于卸载磁棒套的卸载部。 [0010] 作为本发明的优选方案，所述基板上设置有升降滑轨，升降连接块上配置有嵌合槽，升降连接块通过嵌合槽与升降滑轨嵌合连接。 [0011] 作为本发明的优选方案，所述基板上安装有传感单元，升降连接块上连接有与传感单元配合的感应块。 [0012] 作为本发明的优选方案，所述摄取单元包括从下到上依次设置的径缩端、过度段、结合部和预留段，结合部与磁棒套的卡合部卡合。 [0013] 作为本发明的优选方案，所述基板的底部连接有装配壳，组合结构配置于装配壳内；所述组合驱动机构包括安装于装配壳上的组合驱动电机，组合驱动电机的输出轴连接有驱动齿轮，组合结构上设置有齿条，驱动齿轮与齿条啮合。 [0014] 作为本发明的优选方案，所述卸载部位于组合结构的边缘处，卸载部设置有至少两个卸载凹槽。 [0015] 作为本发明的优选方案，还包含转移模块，转移模块包括转移支架，转移支架上安装有转移驱动电机，转移驱动电机的输出轴连接有转移驱动轮，转移支架上还安装有转移从动轮，转移驱动轮和转移从动轮之间传动连接有转移传动带，转移传动带上配置有转移连接块，转移支架上设置有转移滑轨，转移连接块嵌合连接于转移滑轨上，转移连接块与基板固定。 [0016] 一种磁棒套回收控制方法，包含磁棒套摄取步骤，至少两个摄取单元被升降驱动模块驱动下降结合磁棒套，结合磁棒套后的摄取单元被驱动上升，达到预设高度后执行接液步骤，所述组合结构被驱动使所述接液盘承接于所述磁棒套正下方，转移机构能在保持摄取单元连接的磁棒套与所述接液盘相对位置基本不变的条件下驱动磁棒套位置变化来执行转移步骤，磁棒套卸载步骤，所述磁棒套卸载部能被驱动插入所述摄取单元与磁棒套结合部位处执行卸载操作。 [0017] 作为本发明的优选方案，所述磁棒套卸载步骤中还包含升降驱动模块驱动所述磁棒套摄取模块在竖直面内抬升高度子步骤，使插入结合部位处的磁棒套卸载部卸载连接的磁棒套。 [0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果包括： [0019] 1、本发明通过设计摄取模块配置有N个能结合磁棒套的摄取单元，通过升降驱动模块的驱动，能够对于单独的磁棒套批量化摄取，保留了独立磁棒套能够执行复杂复合运动的优势，并设计了一种集合了接液与磁棒套卸载双重功能的组合结构，能够低成本且高效小污染地执行磁棒套卸载回收操作，摄取单元可拆卸地连接于摄取模块内能实现快速更换检修。 [0020] 2、升降驱动机构包含升降电机输出通过传动丝杆与滑轨滑块配合实现摄取单元的升降操作设计简单，并结合传感单元能够准确高效地控制摄取模块执行磁棒套的摄取过程，传感单元的信号也能作为接液操作的参照指令使得整个系统的控制更简单，接液盘具有预设深度和不小于磁棒套最大直径的宽度特征，保证了接液步骤能被低污染风险地执行，摄取单元按照深孔板耗材的孔间距匹配设置摄取单元中心间距，并在摄取单元包含径缩端、过度段、结合部和预留段，使得整个摄取结合过程简单高效也无需额外动力驱动。 [0022] 图1和图2是本发明提供的磁棒套卸载回收装置不同状态结构图； [0023] 图3是本发明提供的组合结构与相应的驱动结构图； [0024] 图4是本发明提供的被转移回收的磁棒套耗材结构图； [0025] 图5是本发明提供的包含转移机构驱动回收装置结构图； [0026] 图6和图7是本发明提供的回收装置结合磁棒套并驱动接液盘执行承接图； [0027] 图8和图9是本发明提供的回收装置在回收部的回收口卸载磁棒套过程图； [0028] 图10是本发明提供的利用回收装置执行的磁棒套回收控制方法。 具体实施方式[0029] 为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明的方案进行详细说明。 [0030] 有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。 [0031] 应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。 [0032] 流水化样本处理系统由于其具备的高效且自动化程度高等优势，已经成为了越来越多公司开发的重点，这种系统或者设备人工参与较少，结果检测主观影响度更小，集成了传统的多个物理分隔下不同功能区执行的全流程检验系统，这种设计需要对于各种类型耗材执行及时的回收处理以防止因暴露时间较长导致污染风险，在以核酸定量或定性的流水化系统中核酸提取效率影响着检测结果的准确性，而复杂的旋转加震荡搅拌能最充分地提取核酸片段，这种提取方式中磁棒套200又要求为独立的磁棒套单元，这也使磁棒套200的回收处理具有了较高的难度，因此本发明针对这种独立的磁棒套单元设计了一种低污染风险的磁棒套卸载回收装置。 [0033] 图1和图2是本发明提供的磁棒套卸载回收装置不同状态结构图，装置包含磁棒套摄取模块10，磁棒套摄取模块10配置有N个能结合磁棒套200的摄取单元101。此处示意为8个并列的摄取单元101，能实现一次性转移深孔板耗材内一行已使用完的磁棒套200。每两个摄取单元101之间间距为预设间距，可以匹配常用的96孔板的提取耗材孔间距配置。摄取单元101配置为可拆卸地与摄取模块基座相连接，如此能够低成本且快速地更换损坏的摄取单元101。 [0034] 摄取单元101包含径缩端1011、过度段1012、结合部1013和预留段，其中径缩端1011配置为锥形或其他缩径回转体结构，如此能引导摄取单元顺利插入磁棒套200内，并且这种径缩结构设计还能实现自动扶正使得摄取过程更安全可靠。过渡段1012配合径缩端 1011能与磁棒套200的过渡锥台可靠贴合连接。此处结合部1013可以配置为具有预设深度的环槽结构以可靠结合磁棒套200耗材。预留段可以配置为过度段1012长度的5倍以上，如此一方面能使摄取单元能在各种极限状态下摄取不同位置的磁棒套200，另一方面也能减少磁棒套200可能对于摄取模块其他部分污染风险。任相邻两个摄取单元101间距相同或相近，如此能无碰撞且可靠一致地执行磁棒套200的转移。 [0035] 此处摄取模块基座与升降连接块120相连接，升降连接块120通过配置的螺纹孔与升降驱动模块20的螺杆202连接，而螺杆202与升降驱动电机201输出轴连接。升降驱动电机201与基板固定连接，螺杆202可利用轴承两端约束可转动地配置于基板上。为了保证摄取模块能与基板更小阻力且高精度相对运动，基板上配置有升降滑轨204，摄取模块基座连接有升降滑块203。基板上还配置有传感单元205，摄取模块基座还连接有感应块121。升降驱动电机201的顺时针或逆时针的旋转运动可以被转化为驱动提取模块上升或下降的直线运动，感应块121和传感单元205配合可以进行极限位置限定，也可以作为控制运动校正基准。 [0036] 本实施例中基板还连接有装配壳，装配壳内配置可以伸出装配壳外不同距离的组合结构31，通过固定在装配壳上的组合驱动电机301改变组合结构31的位置，此处在两幅图中展示了装配壳内的组合结构31被驱动伸出壳体外不同距离。 [0037] 图3是本发明提供的组合结构与相应的驱动结构图，组合驱动电机301固定连接在装配壳上，此处其倒扣地装配在与装配壳相连接的安装架上。组合驱动电机301的输出轴穿过安装架后连接有驱动齿轮302，驱动齿轮302啮合地与齿条303传动连接，齿条303固定连接于组合结构31上。当组合驱动电机301输出驱动时齿条轮齿组啮合传动能使连接的伸出装配壳外不同距离，或者缩向装配壳内。 [0038] 此处组合结构31包含边缘处的卸载部311，卸载部311包含多个并列布置的卸载凹槽3111。此处卸载凹槽3111配置为半圆形结构，且其直径略大于摄取单元101预留段直径，此处可以为1.05‑1.2倍的关系。如此能使卸载凹槽3111能顺利插入摄取单元与磁棒套结合部位处，并且能可靠地抵接被连接的磁棒套200边缘进而执行磁棒套200的卸载操作.卸载凹槽3111的数量也配置为8个，并且相邻两卸载凹槽3111中心间距与相邻摄取单元101的中心间距相同或相近。在组合结构31靠近中心处配置有接液盘312，此处接液盘312具有不小于磁棒套200的最大直径D，如图4所示的宽度特征。当然接液盘312宽度可以布置为1.2D‑2.5D范围内的尺寸，过小的尺寸对于细微倾斜状态结合的磁棒套存在无法完全覆盖的问题造成滴液污染风险，而过大的尺寸则存在占据空间过大造成浪费和避让困难等问题。接液盘312可以具有不小于2mm的预设深度，过小的接液盘312的深度存在液体滴落后飞溅出接液盘312，造成污染风险的问题。当然为了避免浪费和加工便捷深度最优不超过1cm。在组合结构的两侧还开设有限位槽313，装配壳内部可以配置有多个限位销钉，用于限定组合结构伸出壳体的最远距离和缩回壳体的极限位置。另一方面固定位置的限位销钉配合组合驱动电机301的电流或者电压参数变化，可以作为位置参考和校准，如此也能省却位置传感器。 当然为了精确控制可以在装配壳内也配置位置传感器，另外限位槽和销钉的配合也能约束组合结构的运动方向，使得组合结构能被更小阻力且精确地驱动。 [0039] 图4为本发明提供的被转移回收的磁棒套耗材结构图，磁棒套200包含封闭的提取端和开放的接口端，此处磁棒套200均为单独个体而非连接形成的连管或者阵列型，能够满足旋转和震荡复合类型的提取需求。接口端被开槽2002分割为3个部分，如此能使接口端具有弹性化特征进而满足利用不同过盈量可靠连接磁棒套200的效果。在每个被分隔开的部分上还配置有卡合部2001，并利用三点结合的稳定特征能使卡合部2001可靠且无晃动基本无偏斜地与摄取单元101连接。此处卡合部2001为凸起结构，可以为舌型凸起，使用状态下凸起的卡合部2001可以嵌合地结合在环槽型结合部1013的不同位置，进而使磁棒套200连接于所述摄取单元101上。 [0040] 图5是本发明提供的包含转移机构驱动回收装置结构图，为了配合回收装置在多种场景中执行磁棒套的卸载回收操作，本实施例匹配性设计了转移机构，其包含转移驱动电机401固定在转移支架上，电机输出轴连接转移驱动带轮402，通过缠绕的转移传动皮带403与转移传动带轮406形成带轮传动结构，转移传动皮带403通过连接块405与回收装置固定连接。连接块405还配置有滑槽结构，最终与转移支架上配置的转移滑轨404滑动连接，使本发明的回收装置运行自由度得以拓展。 [0041] 图6和图7是本发明提供的回收装置结合磁棒套并驱动接液盘执行承接图，配合提取模块完成提取的深孔板耗材可被传递至预设的卸载位置，转移机构40能够驱动回收装置运动并调整到适宜的位置。此时回收装置内的升降驱动电机201通过驱动丝杆202带动摄取模块10降低高度，使8个摄取单元下降结合完成使用的磁棒套200。下降过程中相邻摄取单元101中心距由于与提取耗材300相邻孔位中心距匹配设计，8个摄取单元能依靠向下的驱动力撑开分隔开的接口端，进而实现卡合部与结合部的卡接结合，完成连接后升降驱动电机能驱动摄取模块上升。此处传感单元205可以控制摄取模块上升的设定距离，同时传感单元205的信号也可以作为组合结构的驱动指令。图7中组合结构可被驱动使接液盘312运动至磁棒套200正下方，如此直接接触液体的磁棒套200滴液造成污染的可能性将被减小甚至消除，转移机构40能在保持摄取单元连接的磁棒套200与接液盘312相对位置基本不变的条件下驱动磁棒套200位置变化来执行转移步骤，磁棒套200在此过程中将被移位至耗材回收部400的正上方。 [0042] 图8和图9是本发明提供的回收装置在回收部的回收口卸载磁棒套过程图，磁棒套200被转移至设定位置后，组合结构31能被驱动向装配壳内收缩。此处可以通过缩回极限销钉限位，完成缩回后图8中磁棒套200被升降驱动模块20驱动下降。此处为了降低污染风险并保证磁棒套200能被准确地回收，磁棒套200至少部分降低至回收部400回收口之下，之后组合结构31被驱动伸出装配壳。此处伸出距离小于接液盘312被驱动接液的距离，使卸载部 311的卸载凹槽3111插入摄取单元与磁棒套200的结合部位处，卸载凹槽3111的边缘最优地与摄取单元存在间隙。此间隙最优在0.05mm‑0.3mm之间，保证卸载凹槽3111与摄取单元101之间不会因为加工误差而相互碰撞或者存在过大卸载阻力，也能保证卸载凹槽3111能够在升降驱动模块20驱动摄取模块上升过程中可靠地抵接在磁棒套200的边缘。图9示意了组合结构被驱动正确插入后升降驱动模块20抬升磁棒套摄取模块10，卸载凹槽3111边缘可接触磁棒套200的边缘，并随着抬升的继续，卸载凹槽3111能对磁棒套200边缘施加更大的卸载力，随着抬升的继续，磁棒套200将被从摄取单元101上剥离至耗材回收部400内完成磁棒套 200的卸载回收。 [0043] 图10是本发明提供的利用回收装置执行的磁棒套回收控制方法，该方法可包含磁棒套摄取步骤，之前公开的回收装置中的N个摄取单元101被升降驱动模块20驱动下降结合磁棒套200，利用向下驱动压紧作用使摄取单元101的结合部与磁棒套200的卡合部结合，实现两者可靠无晃动的连接结合。结合磁棒套200后的摄取单元101被驱动上升至预设高度.此处预设高度可以为传感单元205配合感应块121而限定的位置。而这种信号也可以作为接液步骤的触发信号。在接液步骤中组合结构31被驱动使接液盘312承接于所述磁棒套200正下方。转移步骤，转移机构能在保持摄取单元101连接的磁棒套200与接液盘312相对位置基本不变的条件下驱动磁棒套200位置变化。磁棒套200卸载步骤，卸载部311能被驱动插入摄取单元101与磁棒套200的结合部位处执行卸载操作。此处卸载部311能被驱动使所述卸载凹槽3111与摄取单元101之间间隙范围为0.05mm‑0.3mm。还包含升降驱动模块20驱动所述磁棒套摄取模块10在竖直面内抬升高度子步骤，使插入结合部位处的卸载部311卸载连接的磁棒套200。 [0044] 以上内容是结合具体的优选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，都应当视为属于本发明的保护范围。 |
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