新冠病毒核酸检测标本密封袋拆包装置及方法与流程

1.本发明属于医疗器械领域，具体是一种新冠病毒核酸检测标本密封袋拆包装置及方法。


背景技术：

2.对于出现新冠肺炎确诊病例/无症状感染者的地区，需要完成大规模核酸采样及检测工 作，每个检测点或者方舱车每天需要检测的标本量约几千或1万多管，甚至更多的数万管标 本量。通常，采集人员将标本放入到试管中，然后再将采样完毕后的试管放入到密封袋中， 再经表面消毒后放置转运箱内。由于标本管数的基数过大，分装标本密封袋的数量也随之增 多，当转运的标本送到相应检测点或者方舱车时，拆包组工作人员在对装有试管的密封袋拆 包时，需要按班次投入大量的人力负责计算每个转运箱的管数，然后把密封袋人工拆开并摆 放标本在96孔位试管架上等。因标本量非常多容易计算错误，多算或少算试管数情况常有发 生，即跟转运箱登记的试管数有出入，另外需要人工拆开每一个标本的密封袋，非常费时费 力，各种数量登记及核对都给拆包工作人员增加了许多工作负担，导致影响工作效率及后期 检测速度等。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种新冠病毒核酸检测标本密封袋拆包装置及方法， 用于对装有试管的标本密封袋进行拆包工作及计算标本试管数，可大大减轻工作人员的工作 负担，提高工作效率。
4.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
5.首先，本发明公开了一种新冠病毒核酸检测标本密封袋拆包装置，包括投放装置、滚筒 组件、传送带、夹紧装置、切割装置、吹风装置、收集装置、plc控制器和检测单元；其中， 投放装置设置在滚筒组件的上方，用于放入标本密封袋，并使标本密封袋滑落至滚筒组件中； 滚筒组件的下端设置有掉落口，用于单个掉落标本密封袋；传送带设置在滚筒组件的掉落口 的下方，用于传送掉落的标本密封袋；夹紧装置设置在传送带传送方向的末端，用于接收从 传送带掉落的标本密封袋，并将标本密封袋中的试管以及试管下方的袋体夹紧；切割装置设 置在夹紧装置的旁侧，用于切割试管下方的袋体；收集装置设有两个，均设置在夹紧装置的 下方，其中一个收集装置用于收集试管，另一个收集装置用于收集标本密封袋；吹风装置设 置在夹紧装置与收集装置之间，用于将标本密封袋吹入到收集标本密封袋的收集装置中；检 测单元包括若干个与plc控制器电连接的红外线传感器，若干个红外线传感器分别设置在滚 筒组件掉落口处、传送带的输送方向的末端、夹紧装置的旁侧以及接收试管的收集装置的上 方，用于检测标本密封袋或者试管是否经过，并向plc控制器发送检测信号；plc控制器分 别与滚筒组件、传送带、夹紧装置、吹风装置和切割装置电连接，用于根据检测单元的检测 信号控制滚筒组件、传送带、夹紧装置和切割装置的启停，并在接收到接收试管的收集装置 上方的红外线传感器的检测信号后，对试管数量计数。
6.进一步地，所述投放装置包括投放漏斗以及连接在滚筒组件与投放漏斗之间的管道。
7.更进一步地，所述滚筒组件包括滚筒、驱动电机和搅拌桨；所述滚筒设置在投放漏斗的 下方以及传送带的上方，其上端设置有用于接收管道滑落的标本密封袋的接收口；滚筒的筒 壁上设有掉落口，掉落口可单独通过一个标本密封袋；滚筒内设置有搅拌桨，驱动电机设置 在滚筒的旁侧，其转轴与搅拌桨的中心连接，用于带动搅拌桨在滚筒内转动。
8.更进一步地，所述夹紧装置包括过渡板、固定板、第一夹板、第二夹板、第三夹板、第 一气缸、第二气缸和第三气缸；所述过渡板设置在传送带末端的下方，第一夹板设置在过渡 板的下方，固定板相对过渡板和第一夹板设置，第一夹板与固定板的板面用于夹持试管；第 一气缸设置在第一夹板远离固定板的一侧，第一气缸的活塞杆的端部与第一夹板的板面固定 连接；第二夹板和第三夹板分别设置在第一夹板和固定板的下方，第二夹板和第三夹板的板 面用于夹持试管下端的标本密封袋；第二气缸和第三气缸分别设置在第二夹板和第三夹板的 侧边，第二气缸的活塞杆与第二夹板的板面连接，第三气缸的活塞杆与第三夹板的板面连接， 第二气缸和第三气缸用于推动第二夹板和第三夹板作相向运动。
9.更进一步地，所述切割组件包括伺服电机、联轴器、丝杆、丝杆螺母、刀具、滑块和滑 轨；所述伺服电机安装在第三夹板靠外的旁侧，且位于第三夹板的其中一端，丝杆的一端通 过联轴器与伺服电机的转轴连接，另一端位于第三夹板的另一端；丝杆螺母安装在丝杆的杆 身上，转动丝杆可使丝杆螺母在丝杆上做直线运动；滑块设置在丝杆螺母靠近第三夹板的侧 边，滑轨设置在第三夹板与丝杆之间，滑块嵌入滑轨，并可在滑轨上滑动；刀具设置在滑块 上，第二夹板和第三夹板的板面上端设置用于穿过刀具端部的直线孔，滑轨的长度和直线孔 的长度均等于丝杆的长度，刀具的端部由第三夹板的直线孔穿入第二夹板的直线孔。
10.更进一步地，所述收集装置包括第一收集篮和第二收集篮，吹风装置包括吹风机；第一 收集篮设置在第二夹板和第三夹板的正下方，用于收集掉落的试管；第二收集篮设置在第一 收集篮的旁侧；吹风机设置在第一收集篮和第二夹板之间，且吹风口正对第二收集篮的进物 口，用于将掉落的标本密封袋吹入第二收集篮中。
11.更进一步地，所述第一收集篮的上方架设有导向架，导向架包括多块“v”字形的导向板， 导向板开口朝下设置，两块相邻的导向板之间具有穿过试管的间隙。
12.更进一步地，所述plc控制器包括plc控制器、第一红外线传感器、第二红外线传感器、 第三红外线传感器和第四红外传感器；所述plc控制器分别与第一红外线传感器、第二红外 线传感器、第三红外线传感器、第四红外传感器、驱动电机、传送带、第一气缸、第二气缸、 第三气缸、吹风机和伺服电机电连接；第一红外线传感器设置在滚筒掉落口的下方且位于传 送带的旁侧；第二红外线传感器设置在传送带的末端；第三红外线传感器设置在第一夹板与 固定板的末端的中间；第四红外线传感器设置在相邻导向板之间的间隙。
13.更进一步地，该拆包装置还包括支撑架、箱盖、显示屏和操作按钮；所述滚筒组件、传 送带、夹紧装置、切割装置和吹风装置均设置在支撑架上，箱盖罩设在支撑架外；所述滚筒 的一侧开口，其开口贴近于箱盖的侧壁，箱盖的侧壁对应滚筒开口设有通孔，通孔上设置有 密封滚筒开口的筒盖；筒盖上设置有与管道连接的投放口；显示屏、操作按钮和plc控制器 均设置在箱盖的侧壁上，显示屏和操作按钮分别与plc控制器电连接。
14.其次，在上述装置的基础上，本发明还公开了一种新冠病毒核酸检测标本密封袋拆包方 法，包括如下步骤：
15.1)将有密封袋标本从投放漏斗中放入，并沿着管道滑入滚筒中；
16.2)按下操作按钮，接通电源，并启动驱动电机、传送带和吹风机，驱动电机带动搅拌桨 转动；
17.3)搅拌桨搅拌滚筒内的标本密封袋，使标本密封袋从掉落口掉落；
18.4)第一红外线传感器检测到标本米密封袋掉落，向plc控制器发送检测信号，plc控制 器控制驱动电机暂停工作；
19.5)传送带传送掉落的标本密封袋，标本密封袋脱离第一红外线传感器的检测范围，plc 控制器控制驱动电机继续工作；
20.6)标本密封袋从传送带的末端掉落至第一夹板与固定板之间，第一夹板和固定板的下端 夹持试管部分，试管下端的袋体位于第二夹板与第三夹板之间，同时，第二红外线传感器检 测到标本密封袋经过，向plc控制器发送检测信号，plc控制器控制驱动电机和传送带停止 工作；
21.7)第三红外线传感器检测到位于第一夹板与固定板之间的标本密封袋，向plc控制器发 送检测信号，plc控制器控制第二气缸和第三气缸推动第二夹板和第三夹板朝标本密封袋的 一侧作相向运动，并将试管下端的袋体夹紧；同时，plc控制器控制伺服电机工作，伺服电 机带动丝杆转动，刀具由直线孔的一端向另一端运动，并切割试管下端的袋体；
22.8)刀具切割袋体后，plc控制器控制伺服电机暂停工作，plc控制器控制第一气缸、第 二气缸和第三气缸向远离标本密封袋的一侧运动，试管下端的袋体、试管和试管上端的袋体 依次掉落，下端的袋体和上端的袋体经过吹风机后被吹入第二收集篮，试管掉落至导向架， 由导向架掉落至第一收集篮；
23.9)试管脱离第三红外线传感器的检测范围后，第三红外线传感器向plc控制器发送信号， plc控制器控制驱动电机和传送带工作以及第一气缸复位，并返回至步骤3)；同时，第四红 外线传感器检测到试管经过导向板之间的间隙后，向plc控制器发送检测信号，plc控制器 计数，并在显示屏上显示。
24.本发明的有益效果是：
25.本发明提供的一种新冠病毒核酸检测标本密封袋拆包装置及方法，将待拆包的装有试管 的标本密封袋从投放装置放入到滚筒组件中，在滚筒组件、传送带、夹紧装置、切割装置、 吹风装置、收集装置、plc控制器和检测单元等部件的配合使用下，可以实现对装有试管的 标本密封袋完成拆包及计算核对试管数的工作，从而减轻拆包组工作人员的工作负担。
附图说明
26.图1是本发明的结构示意图。
27.图2是图1省略箱盖后的结构示意图。
28.图3是本发明的投放装置和滚筒组件的结构示意图。
29.图4是本发明的夹紧装置和切割装置的结构示意图。
30.图5是本发明的收集装置和吹风装置的结构示意图。
31.图6是本发明的原理框图。
32.图7是图1的后视图。
33.图中标号为：1、支撑架；11、安装板；12、放置板；2、箱盖；21、通孔；31、投放漏 斗；32、管道；41、滚筒；42、驱动电机；43、搅拌桨；431、钢圈；432、十字架；433、搅 拌杆；44、掉落口；45、筒盖；5、传送带；61、过渡板；62、固定板；63、第一夹板；64、 第二夹板；65、第三夹板；66、第一气缸；67、第二气缸；68、第三气缸；69、直线孔；71、 伺服电机；72、联轴器；73、丝杆；74、丝杆螺母；75、刀具；76、滑块；77、滑轨；81、 第一收集篮；811、导向架；812、导向板；813、滚轮；82、第二收集篮；821、进物口；822、 抽屉；83、把手；91、吹风机；10、plc控制器；20、第一红外线传感器；30、第二红外线 传感器；40、第三红外线传感器；50、第四红外线传感器；60、显示屏；70、操作按钮。
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明进行说明，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明， 并不用于限定本发明，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的 技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。
35.如图1至图7所示，本实施例的新冠病毒核酸检测标本密封袋拆包装置，包括支撑架1、 箱盖2、投放装置、滚筒组件、传送带5、夹紧装置、切割装置、吹风装置、收集装置和plc 控制器10。
36.其中，支撑架1上设置有多块安装板11和放置板12，用于支撑和放置投放装置、滚筒 组件、传送带5、夹紧装置、切割装置、吹风装置和收集装置。箱盖2用于罩在支撑架1上， 起到一定的防护作用。
37.投放装置设置在滚筒组件的上方，用于放入标本密封袋，并使标本密封袋滑落至滚筒组 件中。具体的，投放装置包括投放漏斗31以及连接在滚筒组件与投放漏斗31之间的管道32。
38.滚筒组件的下端设置有掉落口44，用于单个掉落标本密封袋。具体的，滚筒组件包括滚 筒41、驱动电机42和搅拌桨43。滚筒41设置在投放漏斗31的下方以及传送带5的上方， 滚筒41的一侧开口，其开口贴近于箱盖2的侧壁，箱盖2的侧壁对应滚筒41开口设有通孔 21，通孔21上设置有密封滚筒41开口的筒盖45，筒盖45的一端边沿与箱盖2的通孔21的 边沿铰接，另一端边沿与通孔21的边沿通过锁扣结构可拆卸的连接。筒盖45上方设置有与 管道32连接的接收口。滚筒41的下端筒壁设有掉落口44，掉落口44可单独通过一个标本 密封袋。搅拌桨43设置在滚筒41内，搅拌桨43包括钢圈431、十字架432和搅拌杆433， 钢圈431设置在滚筒41封口的一侧，十字架432设置在钢圈431的中心，其四个端部均与钢 圈431的内边连接，搅拌杆433设有若干根，搅拌杆433的端部与钢圈431的侧边固定连接， 另一端向滚筒41开口的一侧延伸。驱动电机42设置在滚筒41的旁侧，其转轴与十字架432 的中心连接，用于带动搅拌杆433在滚筒41内转动，避免标本密封袋堆积在滚筒41的掉落 口44处，使标本密封袋更加顺利的掉落。
39.传送带5设置在滚筒组件的掉落口44的下方，用于传送掉落的标本密封袋。本实施例的 传送带5为生活中常见的一种用于搬运物体的工具，它传送物体的方向为从左往右。传送带 5的传输速度较慢，在突然停止时，不会使得传送带5上的密封标本袋发生位移。
40.夹紧装置设置在传送带5传送方向的末端，用于接收从传送带5掉落的标本密封袋，并 将密封袋中的试管以及试管下方的袋体夹紧。具体的，夹紧装置包括过渡板61、固定板62、 第一夹板63、第二夹板64、第三夹板65、第一气缸66、第二气缸67和第三气缸68。过渡 板61设置在传送带5末端的下方，第一夹板63设置在过渡板61的下方，固定板62相对过 渡板61和第一夹板63设置，第一夹板63与固定板62之间的板面用于夹持试管。过渡板61 的作用是将标本密封袋顺利地引入到第一夹板63与固定板62之间。第一气缸66、第二气缸 67和第三气缸68均为生活中常见的气缸，它主要包括缸体、活塞和活塞杆，其中活塞杆的 一端伸出在缸体外，并可沿缸体的轴向作直线反复运动。第一气缸66设置在第一夹板63远 离固定板62的一侧，即背对固定板62的一侧，第一气缸66的活塞杆的端部与第一夹板63 的板面固定连接。第二夹板64和第三夹板65分别设置在第一夹板63和固定板62的下方， 第二夹板64和第三夹板65之间的板面用于夹持试管下端的标本密封袋。第二气缸67和第三 气缸68分别设置在第二夹板64和第三夹板65的侧边，第二气缸67的活塞杆与第二夹板64 的板面连接，第三气缸68的活塞杆与第三夹板65的板面连接，第二气缸67和第三气缸68 用于推动第二夹板64和第三夹板65作相向运动，该相向运动指的是同时向靠近第二夹板64 和第三夹板65之间的中间位置运动，或者同时向远离第二夹板64和第三夹板65之间的中间 位置运动。初始状态下，第一夹板63与固定板62之间的间隙不能通过试管，但可以通过试 管下方的袋体部分，且第二夹板64与第三夹板65之间未处于夹紧状态。
41.切割装置设置在夹紧装置的旁侧，用于切割试管下方的袋体。具体的，切割装置包括伺 服电机71、联轴器72、丝杆73、丝杆螺母74、刀具75、滑块76和滑轨77。伺服电机71安 装在第三夹板65靠外的旁侧，且位于第三夹板65的其中一端，丝杆73的一端通过联轴器 72与伺服电机71的转轴连接，另一端位于第三夹板65的另一端。丝杆螺母74安装在丝杆 73的杆身上，转动丝杆73可使丝杆螺母74在丝杆73上做直线运动。滑块76设置在丝杆螺 母74靠近第三夹板65的侧边，滑轨77设置在第三夹板65与丝杆73之间，滑块76嵌入滑 轨77，并可在滑轨77上滑动。刀具75设置在滑块76上，第二夹板64和第三夹板65的板 面上端设置用于穿过刀具75端部的直线孔69，滑轨77的长度和直线孔69的长度均等于丝 杆73的长度，刀具75的端部由第三夹板65的直线孔69穿入第二夹板64的直线孔69。刀 具75可以选用锋利的刀片，刀具75的初始状态是位于直线孔69的某一端，并且设定刀具 75由直线孔69的一端移动至另一端时为伺服电机71工作一个周期。当刀具75切割试管下 端的袋体后，切割后的袋体将一分为二，试管可由切割口掉落。
42.收集装置设有两个，均设置在夹紧装置的下方，其中一个收集装置用于收集试管，另一 个收集装置用于收集标本密封袋。具体的，收集装置包括第一收集篮81和第二收集篮82， 第一收集篮81设置在第二夹板64和第三夹板65的正下方，用于收集掉落的试管。第二收集 篮82设置在第一收集篮81的旁侧。第二收集篮82靠近第一收集篮81的侧边设有进物口821， 进物口821的对侧设置有通风口。第一收集篮81的上方架设有导向架811，导向架811包括 多块“v”字形的导向板812，导向板812开口朝下设置，两块相邻的导向板812之间具有穿 过试管的间隙。第一收集篮81和第二收集篮82的侧壁均设有把手83，而且第一收集篮81 的下端设有滚轮813，第二收集篮82上设置有抽屉822，抽屉822用于装收被切割后的标本 密封袋。
43.吹风装置设置在夹紧装置与收集装置之间，用于将标本密封袋吹入到收集标本密
封袋的 收集装置中。具体的，吹风装置为吹风机91，它设置在第一收集篮81和第二夹板64之间， 且吹风口正对第二收集篮82的进物口821，用于将掉落的标本密封袋吹入第二收集篮82中， 吹风机91吹出的风可以吹动标本密封袋，但是不能吹动试管。
44.plc控制器分别与滚筒组件、传送带5、夹紧装置、切割装置和吹风装置电连接，用于控 制滚筒组件、传送带5、夹紧装置、吹风装置和切割装置的启停。
45.检测单元包括第一红外线传感器20、第二红外线传感器30、第三红外线传感器40和第 四红外传感器50。本实施例中的红外线传感器均选用有源红外线传感器，它包括发光二极管 和接收器，当物体经过或者靠近传感器时，发光二极管的发射的红外线将从物体反射到接收 器，并被接收器检测，检测信号可发送至plc控制器10进行处理。plc控制器10分别与第 一红外线传感器20、第二红外线传感器30、第三红外线传感器40、第四红外传感器50、驱 动电机42、传送带5、第一气缸66、第二气缸67、第三气缸68、吹风机91和伺服电机71 电连接。plc控制器10内设置有相应的控制程序。第一红外线传感器20设置在滚筒41的掉 落口44的下方且位于传送带5的旁侧，它的作用是用于检测是否有标本密封袋从掉落口44 掉落，并向plc控制器10发送相应的检测信号。第二红外线传感器20设置在传送带5的末 端，用于检测是否有标本密封袋经过，并向plc控制器10发送相应的检测信号。第三红外线 传感器40设置在第一夹板63与固定板62的末端的中间，用于检测第一夹板63与固定板62 之间是否有试管，并向plc控制器10发送相应的检测信号。第四红外线传感器50设有若干 个，分别设置在相邻导向板812之间的间隙，用于检测是否有试管经过相邻导向板812之间 的间隙，并向plc控制器10发送相应的检测信号。
46.plc控制器10设置在箱盖2的侧壁上，且箱盖2的侧壁还设置有显示屏60和操作按钮 70，显示屏60和操作按钮70分别与plc控制器10电连接。操作按钮70主要用于接通电源 和关闭电源，并使驱动电机42、传送带5、吹风机91、第一气缸66、第二气缸67、第三气 缸68、吹风机91和伺服电机71得到工作电压。
47.在上述装置的基础上，该拆包装置的拆包方法，包括如下步骤：
48.1)将标本密封袋从投放漏斗31中放入，并沿着管道32滑入滚筒41中；
49.2)按下操作按钮70，接通电源，并启动驱动电机42、传送带5和吹风机91，驱动电机 42带动搅拌桨43转动；
50.3)搅拌桨43搅拌滚筒41内的标本密封袋，使标本密封袋从掉落口44掉落；
51.4)第一红外线传感器20检测到标本密封袋掉落，向plc控制器10发送检测信号，plc 控制器10控制驱动电机42暂停工作；
52.5)传送带5传送掉落的标本密封袋，标本密封袋5脱离第一红外线传感器20的检测范 围，plc控制器10控制驱动电机42继续工作；
53.6)标本密封袋从传送带5的末端掉落至第一夹板63与固定板62之间，第一夹板63和 固定板62的下端夹持试管部分，试管下端的袋体位于第二夹板64与第三夹板65之间，同时， 第二红外线传感器30检测到标本密封袋经过，向plc控制器10发送检测信号，plc控制器 10控制驱动电机42和传送带5停止工作；
54.7)第三红外线传感器40检测到位于第一夹板63与固定板62之间的标本密封袋，向plc 控制器10发送检测信号，plc控制器10控制第二气缸67和第三气缸68推动第二夹板64和 第三夹板65朝标本密封袋的一侧作相向运动，并将试管下端的袋体夹紧；同时，plc控制
器 10控制伺服电机71工作，伺服电机71带动丝杆73转动，刀具75由直线孔69的一端向另 一端运动，并切割试管下方的袋体；
55.8)刀具75切割袋体后，plc控制器10控制伺服电机71暂停工作，plc控制器10控制 第一气缸66、第二气缸67和第三气缸68向远离标本密封袋的一侧运动，试管下方的袋体、 试管和试管上端的袋体依次掉落，下端的袋体和上端的袋体经过吹风机91后被吹入第二收集 篮82，试管掉落至导向架811，再经导向架811掉落至第一收集篮81；
56.9)试管脱离第三红外线传感器40的检测范围后，第三红外线传感器40向plc控制器 10发送信号，plc控制器10控制驱动电机42和传送带5工作以及第一气缸66复位，并返回 至步骤3)；同时，第四红外线传感器50检测到试管经过导向板812之间的间隙后，向plc 控制器10发送检测信号，plc控制器10计数，每当有一个试管掉落时，数量加一，并在显 示屏60上显示。
57.综上所述，本发明提供的一种新冠病毒核酸检测标本密封袋拆包装置及方法，将待拆包 的装有试管的标本密封袋从投放装置放入到滚筒组件中，在滚筒组件、传送带5、夹紧装置、 切割装置、吹风装置、收集装置和plc控制器10等部件的配合使用下，可以实现对装有试管 的标本密封袋完成拆包及计算试管数的工作，从而减轻拆包组工作人员的工作负担，大大提 高工作效率。