一种样本输送系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及智慧医疗物流领域，尤其涉及一种样本输送系统及其控制方法。


背景技术：

2.随着智慧医院的建设，医院采用各种各样的装备完成物料的输送，其中典型有中型厢式物流、气动物流传输、医院物流机器人以及垃圾被服真空管道回收等。特别的，气动物流传输大多采用真空或者压缩空气，并利用传输瓶为载体，实现小型医疗用品自动传输的目的，满足医院紧急物品快速传输和敏感物物品的安全传输的需求。气动的典型结构，一般包括空压机、发送接收站、方向转换器、支路、接受工作站和传输瓶等。这种气动结构，多采用直径160mm管道，能够实现传输瓶的双向传输，有较为复杂的管路控制和调度，尤其需要传输瓶来回传送，降低了物品的传输时效。
3.例如，在人们就医过程中，血液采样化验检测是一个比较普遍的行为。但是，血液样本传输是一种典型的单向传输过程，由血液采集中心到血液检测化验中心。目前医院大多数血液样本的传输，采用人工、输送线或者传输瓶载体的气动传输。人工传输的方式有两种，由采样本人或者专职人员拿到血液化验中心。输送线传输，是采用工业化输送线能够对血液样本完成传送，但是前期施工较大且距离越远相应的成本越大，同时过程带有一定的噪音。专职人员输送，多在血液采集不密集且数量低的场合，但是重复性和运送过程的不确定性，并不适合当下智慧医院建设理念。


技术实现要素：

4.本发明针对上述现有的问题的一个或多个，提出一种样本输送系统及其控制方法。
5.根据本发明的一个方面，提供一种样本输送系统，包括样本输入装置、样本输出装置、连通所述样本输入装置和所述样本输出装置的管道以及向所述管道中输出气流的气动源单元；样本进入所述样本输入装置之后，在气流的作用下沿着所述管道从所述样本输入装置输送到所述样本输出装置；其中，所述样本输送系统还包括：
6.运动检测单元，设置于所述管道上，用于检测所述样本在所述管道中的运动数据；
7.控制单元，与所述运动检测单元连接，用于接收所述运动数据，基于所述运动数据生成减速控制指令；
8.减速单元，设置于所述运动检测单元和所述样本输出装置之间的所述管道上，与所述控制单元连接，用于根据所述减速控制指令对通过它的所述样本进行减速控制，以使得所述样本以预设速度到达所述样本输出装置。
9.优选地，所述减速单元包括至少两个减速装置；所述至少两个减速装置先后设置于所述运动检测单元和所述样本输出装置之间的所述管道上，分别与所述控制单元连接；
10.所述控制单元将所述减速控制指令发送到所述至少两个减速装置中的部分或者全部，以控制部分或者全部减速装置对通过它的所述样本进行减速控制。
11.优选地，所述至少两个减速装置中的至少一者包括：
12.真空发生器，设置在所述管道上，用于降低流经它的气流的速度；
13.所述减速单元还包括：
14.空压机，用于产生高压气流；以及
15.输气管，用于连通所述真空发生器和所述空压机，以使所述高压气流从所述空压机输送到所述真空发生器；
16.所述减速控制指令包括第一启动指令和第二启动指令，所述控制单元将所述第一启动指令发送到所述空压机，以使所述空压机工作并产生高压气流；所述控制单元将所述第二启动指令发送到相应数量和/或位于相应位置的真空发生器，以使相应数量和/或位于相应位置的真空发生器工作并降低流经它的气流的速度。
17.另一优选地，所述至少两个减速装置中的至少一者包括：
18.多个设置于所述管道上的通孔；以及
19.调节装置，与所述控制单元连接，用于根据所述减速控制指令打开或者关闭多个所述通孔中的部分或者全部通孔，和/或调节多个所述通孔中的部分或者全部通孔的大小。
20.优选地，所述样本输入装置包括：
21.接收机构，用于接收样本；
22.完整性检测装置，用于对所述接收机构接收的样本进行完整性检测；
23.计数装置，用于计算所述接收机构接收的样本的数量；
24.转置机构，用于将通过完整性检测的样本转移到所述样本输入装置的出口处。
25.优选地，所述样本输出装置包括：
26.缓冲机构，用于接收以预设速度达到的所述样本，并对所述样本进行缓冲直到所述样本静止。
27.优选地，所述运动检测单元包括速度传感器，用于检测通过它的所述样本的速度，并将检测到的所述样本的速度发送到所述控制单元；所述控制单元基于所述样本的速度生成所述减速控制指令；或者
28.所述运动检测单元包括至少两个位置传感器，所述至少两个位置传感器沿着所述样本的传输方向依次设置于所述管道上，并在检测到所述样本通过其相应位置时，将所述样本的位置数据以及相应的检测时间发送给所述控制单元；
29.所述控制单元基于所述至少两个位置传感器发送的位置数据以及相应的检测时间，计算所述样本的速度，并基于所述样本的速度生成所述减速控制指令。
30.进一步优选地，所述控制单元还用于基于所述样本的速度生成气流调整指令，并将所述气流调整指令发送到所述气动源单元，以控制所述气动源单元改变向所述管道输出气流的流量。
31.第二方面，本发明还提供一种样本输送控制方法，应用于上述的样本传输系统，所述方法包括：
32.获取样本在所述样本传输系统中的运动数据；
33.基于所述运动数据确定所述至少两个减速装置中需要被控制的减速装置；
34.基于所述运动数据生成减速控制指令，并将所述减速控制指令发送到需要被控制的减速装置，以控制相应的减速装置对通过它的所述样本进行减速控制。
35.优选地，所述至少两个减速装置中的至少一者包括：真空发生器，设置在所述管道上，用于降低流经它的气流的速度；所述减速单元还包括：空压机，用于产生高压气流；以及，输气管，用于连通所述真空发生器和所述空压机，以使所述高压气流从所述空压机输送到所述真空发生器；
36.所述基于所述运动数据确定所述至少两个减速装置中需要被控制的减速装置，包括：
37.基于所述运动数据确定所述至少两个减速装置中需要被控制的减速装置的数量和/或位置；
38.所述基于所述运动数据生成减速控制指令，并将所述减速控制指令发送到需要被控制的减速装置，以控制相应的减速装置对通过它的所述样本进行减速控制，包括：
39.基于所述运动数据生成第一启动指令和第二启动指令；
40.将所述第一启动指令发送到所述空压机，以使所述空压机工作并产生高压气流；
41.将所述第二启动指令发送到相应数量和/或位于相应位置的真空发生器，以使相应数量和/或位于相应位置的真空发生器工作并降低流经它的气流的速度；
42.或者，所述至少两个减速装置中的至少一者包括多个设置于所述管道上的通孔，以及用于打开或者关闭多个所述通孔中的部分或者全部、和/或调节多个所述通孔中的部分或者全部通孔的大小的调节装置；
43.所述基于所述运动数据确定所述至少两个减速装置中需要被控制的减速装置，包括：
44.基于所述运动数据确定多个通孔中需要被打开或者关闭、和/或调整大小的通孔的数量；
45.所述基于所述运动数据生成减速控制指令，并将所述减速控制指令发送到需要被控制的减速装置，以控制相应的减速装置对通过它的所述样本进行减速控制，包括：
46.基于所述运动数据生成所述减速控制指令，并输出所述调节装置，以通过所述调节装置打开或者关闭相应数量的通孔，和/或调整相应数量的通孔的大小；
47.所述方法还包括：
48.基于所述运动数据生成气流调整指令，并将所述气流调整指令发送到所述气动源单元，以控制所述气动源单元改变向所述管道输出气流的流量；其中，所述运动数据包括样本的速度或者样本的位置数据以及位置数据的检测时间。
49.本发明的有益效果是：
50.对样本采用前端发送、管路连接和后端接收的单向传送，并根据样本在系统中的运动数据对样本进行相应的减速控制，使样本以预设速度到达样本输出装置，实现了安全、可靠地传输样本。
附图说明
51.图1为本发明的样本输送系统第一实施例的结构示意图；
52.图2为本发明的样本传输系统的控制方法第一实施例的流程图；
53.图3为本发明的样本传输系统的控制方法第二实施例的流程图。
具体实施方式
54.下面结合附图对申请技术方案作进一步详细说明。
55.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
56.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
57.图1为本发明的样本输送系统第一实施例的结构示意图，如图1所示，在本实施例中，样本输送系统100包括样本输入装置10、样本输出装置20、管道30、气动源单元40、运动检测单元50、控制单元60和减速单元70。
58.其中，样本输入装置10用于接收样本80。具体的，样本输入装置10包括入口、接收机构和出口(图中未示出)。接收机构(例如支架)可以容纳一个或者多个样本80，通过入口可以将样本80放于接收机构上。出口通过管道30与样本输出装置20连通。在一些实施例中，样本输入装置10还可以包括转置机构，用于将接收机构上的样本80转移到出口处。
59.样本80以血液样本为例，通常采集到的血液被装在直径12-19mm、长度75-150mm的圆柱形密封容器中形成血液样本。此时，样本输入装置10安装在门诊血液采集中心或者住院处的血液采集中心。门诊或者住院部血液采样中心的医务人员，对患者进行信息核实之后进行血液采样。在血液采样完成后，工作人员把血液样本按照要求放置到样本输入装置10中。
60.样本输出装置20包括入口、接收结构和出口(图中未示出)。接收机构可以容纳一个或者多个样本80，其入口连接管道30，样本80通过入口进入样本输出装置20并最终停留在接收机构上，可以通过出口将样本80取出。以血液样本为例，样本输出装置20安装在血液检测化验中心。在本发明的其他实施例中，样本输出装置20还可以包括缓冲机构(图中未示出)，缓冲机构用于接收以预设速度达到的样本80，并对样本80进行缓冲直到样本80静止到达接收机构。
61.管道30是指满足系统应用场景标准下的管材，用于连通样本输入装置10和样本输出装置20。在医院场景标准下的管材可以是特氟龙管等。为了满足各种场景下的连通需求，管道30的形状可以是各种各样的，例如，无障碍时使用圆柱形管道，在拐角处使用按照一定角度弯折的管道。又如，为了形成多条路径，可以使用具有多个入口和出口的管材。管道30根据应用场景的需要，可以又多个形状相同或者不相同子管件组成。以血液样本为例，根据血液样本的尺寸规格，管道30采用市面上6分管道(内径20mm)，适用于医院大多数血液样本传送。在系统的前后端部分采用特氟龙管道，易于观察血液状态，在系统的中间位置使用的管道可以采用pvc管材。
62.气动源单元40设置于靠近样本输入装置10一侧，用于向管道30中输出气流，是整套系统中为样本提供动力的关键部分。气动源单元40输出气流的流量以及大气压根据需要传输的样本而定，是的样本以预定范围内的速度在管道30中传输，保证样本传输的安全。以
运输血液样本为例，气动源单元40提供流量大约500l/min、大气压0.55-0.65mpa且清洁干燥的气流，如此，血液样本能够以3-5m/s的速度在管道30中传输，从而有效防止血液样本因为传输过程中发生振荡和旋转，引起血液中成分发生变化。
63.在本实施例中，气动源单元40包括高压机41(例如，螺杆式高压机)、输气管道42和气力输送器43。空压机41用于压缩空气产生高压气体，经由输气管道42进入到气力输送器43。气力输送器43设置于靠近样本输入装置10的出口处的管道30上，高压气体在气力输送器43中向输送方向喷射，管道30内形成高速的气流。由于管道30内气流作用，将在管道30的入口(即样本输入装置10的出口处)产生负压，将样本80从样本输入装置10吸入管道30里。
64.运动检测单元50设置于管道30上，用于检测样本80在管道30中的运动数据。参见图1，在本实施例中，运动检测单元50包括一个或者多个速度传感器51，一个或者多个速度传感器51设置在气力输送器43和减速单元70之间的管道30上，用于对管道30中传输的样本80的速度进行检测，并将检测到的样本的速度信息发送到控制单元60。参见图1，在其他实施例中，运动检测单元50包括至少两个位置传感器52，至少两个位置传感器沿着样本80的传输方向依次设置于气力输送器43和减速单元70之间的管道30上，用于在检测到样本80通过其相应位置时，将样本80的位置数据以及相应的检测时间发送给控制单元60。
65.控制单元60可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。控制单元60与运动检测单元50和减速单元70连接，用于根据接收到的运动数据生成减速控制指令，并将减速控制指令输出减速单元70，从而控制减速单元70对通过它的样本80进行减速控制。具体的，控制单元60基于样本80的速度生成减速控制指令。在其他实施例中，控制单元60基于至少两个位置传感器发送的位置数据以及相应的检测时间，计算样本80的速度，并基于样本80的速度生成减速控制指令。
66.减速单元70设置于运动检测单元50和样本输出装置20之间的管道30上，用于根据减速控制指令，对通过它的样本80进行减速控制，从而使得减速后的样本80以预设速度到达样本输出装置20。减速单元70包括一个或者多个减速装置，当减速单元70包括多个减速装置时，多个减速装置先后设置于运动检测单元50和样本输出装置20之间的管道30上，且分别与控制单元60连接，控制单元60根据接收到的运动数据确定多个减速装置中需要被控制的减速装置，将生成的减速控制指令发送到需要被控制的减速装置，从而控制相应的减速装置对样本进行减速。
67.参见图1，在本实施例中，减速装置包括真空发生器71，真空发生器71设置在管道30上，用于降低流经它的气流的速度。此时，减速单元70还包括空压机72和输气管73，空压机72用于产生高压气流(可以产生与空压机41同样的高压气流，也可以不同)，输气管73用于连通真空发生器71和空压机72，以使空压机72产生的高压气流从空压机72输送到真空发生器71。控制单元60根据接收到的运动数据生成减速控制指令，减速控制指令包括第一启动指令和第二启动指令。控制单元60将第一启动指令发送到空压机72，以使空压机72工作并产生高压气流。控制单元60将第二启动指令发送到真空发生器71，以使真空发生器71工
作并降低流经它的气流的速度(真空发生器71的工作原理为现有技术，在此不再赘述)，从而对传输的样本80进行减速。
68.当减速单元70包括多个真空发生器71时，多个真空发生器71先后设置于运动检测单元50和样本输出装置20之间的管道30上，且分别与控制单元60连接。控制单元60根据接收到的运动数据确定多个真空发生器71中需要被控制的真空发生器71。具体的，控制单元60可以根据样本80的运动数据和样本80达到样本输出装置20时需要达到的预设速度，确定样本80的减速方案，即需要被控制的真空发生器71的数量和/或位置，从而将第二启动指令发送到相应数量和/或位于相应位置的真空发生器71，使其工作，逐步排出管道30中的空气，使得管道30中的气流速度下降到一定数值范围内，从而达到对样本80的逐级减速直至达到预设速度。如此，样本80可以以一个平缓的预设速度到达样本输出装置20。
69.在本发明的其他实施例中，减速装置包括多个设置于管道30上的通孔以及通孔的调节装置(图中未示出)。调节装置与控制单元60连接，用于根据减速控制指令打开或者关闭多个通孔中的部分或者全部通孔，和/或调节多个通孔中的部分或者全部通孔的大小，从而实现对样本80的减速控制，使得样本80以一个平缓的预设速度到达样本输出装置20。
70.在本发明的其他实施例中，减速单元70包括多个减速装置和空压机72和输气管73，其中部分减速装置包括真空发生器71，另一部分减速装置包括多个通孔和调节装置。通过对两种减速装置的配合使用，能够更好的适应应用环境的减速需要。
71.在本发明的其他实施例中，控制单元60还可以与气动源单元40连接，还用于根据样本80的运动数据生成气流调整指令，并将气流调整指令发送到气动源单元40，以控制气动源单元40改变向管道30输出气流的流量，从而使得样本80在达到减速单元70之前的速度控制在一定范围内，从而保证了样本80传输的安全。具体的，控制单元60根据接收到的样本80的速度生成气流调整指令并输出高压机41，使得高压机41相应调整产生的气流的流量和/或压强。
72.在本发明的其他实施例中，样本输入装置10还包括完整性检测装置和计数装置，完整性检测装置用于对接收机构接收的样本80进行完整性检测，计数装置用于计算接收机构接收的样本80的数量。样本输入装置10还可以包括显示装置，用于显示样本的完整性检测结果以及样本的数量。或者系统还可以包括与控制单元60连接的显示装置，控制单元60分别与完整性检测装置和计数装置连接，接收完整性检测结果以及样本的数量并通过显示装置显示。样本80被放入到接收机构之后，由完整性检测装置对其进行完整性检测。优选地，完整性检测装置可以包括摄像头、主控器和提示装置，通过摄像头采集样本80的图像并输出主控器，主控器对图像进行识别，从而判断样本80是否符合预设的完整性要求(例如，样本的容器盖子是否扣好，样品是否发生泄漏等等)，对于满足完整性要求的样品80将被转置机构转移到出口处，从而进入管道30，当发现存在未满足完整性要求的样品80时，主控器控制提示装置通过语音提示和/或显示提示信息，未满足完整性要求的样品80将无法进入管道30进行传输。计数装置可以与完整性检测装置复用摄像头、主控器和提示装置，也可以单独配置，主控器根据摄像头采集到的图像信息识别样本80的数量，并通过提示装置听过语音播报和/或显示。通过设置完整性检测装置和计数装置，在传输样本之前对样本的完整性进行判断，对数量进行统计，增加了系统的智能化程度。
73.本发明的样本传输系统对样本采用前端发送、管路连接和后端接收的单向传送方
式，且使用负压式吸入样本，因此在前端不需要较多密封性机构，使得整体施工量以及施工难度小。另外，根据样本在系统中的运动数据，在后端实现血液样本的减速控制，使样本以一个平缓的预设速度到达样本输出装置，提高了样本传输的效率和易用性，减少了样本传输过程中的耗时、繁琐程度，有效避免了传输过程中可能造成的样本损坏。
74.图2为本发明的样本传输系统的控制方法第一实施例的流程图，控制方法通过软件程序实现，应用于本发明的样本传输系统中，当被样本传输系统的控制单元执行时，实现以下步骤：
75.s1：获取样本在样本传输系统中的运动数据；
76.s2：基于运动数据确定至少两个减速装置中需要被控制的减速装置；
77.s3：基于运动数据生成减速控制指令，并将减速控制指令发送到需要被控制的减速装置，以控制相应的减速装置对通过它的样本进行减速控制。
78.在本实施例的步骤s1中，接收由系统的运动检测单元50检测到的样本的运动数据。参见图1，在本实施例中，运动检测单元50包括一个或者多个速度传感器51，运动数据包括一个或者多个速度传感器51检测到的样本80的速度。在其他实施例中，运动检测单元50包括至少两个位置传感器52时，运动数据包括至少两个位置传感器52检测到的样本的位置数据以及相应的检测时间。
79.在本实施例的步骤s2中，根据接收到的一个或者多个速度传感器51检测到的样本80的速度信息，确定至少两个减速装置中需要被控制的减速装置。具体的，减速单元70包括至少两个减速装置、空压机72和输气管73，至少两个减速装置中的至少一者包括真空发生器71，输气管73连通真空发生器71和空压机72。在步骤s2中，根据样本80的速度信息确定多个真空发生器71中需要被控制的真空发生器71。优选地，根据样本80的运动数据和样本80达到样本输出装置20时所需的预设速度，确定样本80的减速方案，即需要被控制的真空发生器71的数量和/或位置。例如，根据样本80的运动数据和样本80达到样本输出装置20时所需的预设速度，计算需要降低的速度值，从系统中的多个真空发生器71中选择出相应数量和/或位于相应位置的真空发生器71，控制它们工作，逐级、阶梯式的完成计算出的降速值。
80.在其他实施例中，减速单元70包括至少两个减速装置，至少两个减速装置中的至少一者包括多个设置于管道30上的通孔，以及用于打开或者关闭多个通孔中的部分或者全部通孔、和/或调节多个通孔中的部分或者全部通孔的大小的调节装置。此时，在步骤s2中，基于样本的速度信息确定多个通孔中需要被打开或者关闭、和/或调整大小的通孔的数量。
81.在本实施例的步骤s3中，基于接收到的样本的速度信息生成减速控制指令，减速控制指令包括第一启动指令和第二启动指令，将第一启动指令发送到空压机72，以使空压机72工作并产生高压气流。将第二启动指令发送到相应数量和/或位于相应位置的真空发生器71，以使相应数量和/或位于相应位置的真空发生器71工作，逐步排出管道30中的空气，使得管道30中的气流速度下降到一定数值范围内，从而达到对样本80的逐级减速直至达到预设速度。如此，样本80可以以一个平缓的预设速度到达样本输出装置20。
82.在其他实施例的步骤s3中，基于接收到的样本的速度信息生成减速控制指令，将减速控制指令发送到调节装置，通过调节装置打开或者关闭多个通孔中的部分或者全部通孔、和/或调节多个通孔中的部分或者全部通孔的大小，从而实现对样本80的减速控制，使得样本80以一个平缓的预设速度到达样本输出装置20。
83.在另一个实施例中，减速单元70包括多个减速装置和空压机72和输气管73，其中部分减速装置包括真空发生器71，另一部分减速装置包括多个通孔和调节装置。此时，在步骤s2中，根据样本80的速度信息确定多个真空发生器71中需要被控制的真空发生器71以及确定多个通孔中需要被打开或者关闭和/或调整大小的通孔的数量。在步骤s3中，根据样本80的速度信息生成减速控制指令，减速控制指令包括第一启动指令、第二启动指令和调节指令，将第一启动指令发送到空压机72，以使空压机72工作并产生高压气流。将第二启动指令发送到相应数量和/或位于相应位置的真空发生器71，以使相应数量和/或位于相应位置的真空发生器71工作，逐步排出管道30中的空气。将调节指令发送到调节装置，通过调节装置打开或者关闭多个通孔中的部分或者全部通孔和/或调节多个通孔中的部分或者全部通孔的大小。通过对两种减速装置的配合使用，能够更好的适应应用环境的减速需要。
84.图3为本发明的样本传输系统的控制方法第二实施例的流程图，如图3所示，本实施例与第一实施例或者其他实施例的区别在于，控制方法还包括：
85.s4：基于运动数据生成气流调整指令，并将气流调整指令发送到气动源单元40，以控制气动源单元40改变向管道30输出气流的流量；
86.在本实施例中，根据样本的运动数据生成气流调整指令，并将气流调整指令发送到气动源单元的高压机，使得高压机相应调整产生的气流的流量和/或压强。
87.在本发明的其他实施例中，系统的样本输入装置还包括完整性检测装置和计数装置，完整性检测装置用于对接收机构接收的样本进行完整性检测，计数装置用于计算接收机构接收的样本的数量。此时，控制方法还可以包括：
88.获取并展示样本的完整性检测结果和样本数量；
89.当完整性检测结果包含未通过时进行提示。
90.其中，可以通过显示屏显示完整性检测结果和样本数量，或者通过语音播报完整性检测结果和样本数量。
91.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，且针对同一保护主体的不同实施例中的不同技术特征可以任意组合；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
92.以上所述的仅是本发明的一些实施方式，各实施例中的技术特征可以任意组合。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。