CN116148027A - 样本制备仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及样本前处理技术领域，尤其是涉及一种样本制备仪。包括：自动进样模块、转移模块、试剂位模块、反应杯模块和涡旋混匀模块；自动进样模块能够推动试管架，实现试管架水平移动，对样本进行戴帽检测、条码扫描、摇匀混匀和样本穿刺，最后将试管架推送到出料仓；转移模块设置有用于对样本试管穿刺取样及移液的取样针，用于对试剂移液的试剂针，能够抓取物品并转移的抓手，以及能够加注溶液的加注针；试剂位模块用于对试剂制冷保存；反应杯模块用于放置反应杯；涡旋混匀模块的偏心机构通过偏心运动对反应杯内液体涡旋混匀。本发明提供的样本制备仪可以完成各种不同的样本制备，实现了全自动化的样本前处理过程。

Description

样本制备仪

技术领域

本发明涉及样本前处理技术领域，尤其是涉及一种样本制备仪。

背景技术

样本制备仪是对样本上机测试前进行前处理的仪器，通过对样本的前处理后能使样本可以在测量仪器上进行检测分析。通常样本需要人工手动处理，经过人工手动加样、加试剂、摇匀、混匀等复杂的处理过程。随着检测需求的快速增长，对样本前处理需求也大增，如果继续人工手动样本制备，会占用大量的人力成本且出错率增大，也无法保证样本处理的一致性，对操作人员也有一定的安全隐患。因此需要能对样本进行前处理的全自动化的样本制备仪，从而替代手动操作和防止生物污染，完成各种不同的样本制备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种样本制备仪，以缓解现有技术中存在的人工手动样本制备占用大量的人力成本且出错率增大，无法保证样本处理的一致性，对操作人员有一定安全隐患的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

一种样本制备仪，包括：自动进样模块、转移模块、试剂位模块、反应杯模块和涡旋混匀模块；

所述自动进样模块包括进给机构、拨动机构、摇臂机构和出样机构，所述进给机构用于推动试管架到达进料仓的指定位置，所述拨动机构具有拨动件，所述拨动件伸入试管架的凹槽以实现试管架水平移动，所述摇臂机构用于对试管架内样本试管的取出、摇匀和放入，所述出样机构用于在检测完成后将试管架推送到出料仓；

所述转移模块包括沿X、Y、Z方向移动的X轴组件、Y轴组件和Z轴组件，所述Z轴组件包括相互独立的Z1轴、Z2轴和Z3轴，所述Z1轴设置有用于对样本试管穿刺取样及移液的取样针，所述Z2轴设置有用于对试剂移液的试剂针，所述Z3轴设置有能够抓取物品的抓手，所述Z轴组件还固定设置有能够加注溶液的加注针；

所述试剂位模块包括试剂托盘和制冷腔室，所述试剂托盘和所述制冷腔室通过导向结构定位，所述试剂位模块用于对试剂制冷保存；

所述反应杯模块包括反应杯架，所述反应杯架用于放置反应杯；

所述涡旋混匀模块包括偏心机构，所述偏心机构通过偏心运动以对反应杯内液体涡旋混匀。

更进一步的，

所述自动进样模块还包括信号连接的传感装置、扫码装置和光耦装置，所述传感装置包括光电传感器，所述光电传感器用于对样本试管是否带帽进行检测，所述扫码装置包括扫码器，所述扫码器用于将每个待检测的样本试管信息扫描上传，所述光耦装置包括计数光耦，所述计数光耦用于对试管架水平移动的位置进行判断并计数。

更进一步的，

所述自动进样模块还包括采样装置，所述采样装置与所述摇臂机构连接，所述采样装置包括压片，所述压片用于限制采样时样本试管的位置。

更进一步的，

所述Z轴组件包括Z轴固定部，所述加注针安装于所述Z轴固定部的底部，所述Z1轴、所述Z2轴和所述Z3轴均与所述Z轴固定部连接。

更进一步的，

所述Z轴固定部安装有丝杆步进电机，所述Z1轴通过所述丝杆步进电机驱动沿Z方向往复运动。

更进一步的，

所述Z轴固定部安装有第一同步带和第一步进电机，所述第一步进电机驱动所述第一同步带沿Z方向运动，所述Z2轴和所述Z3轴分别通过第一固定块和第二固定块安装于所述第一同步带相对的两侧，所述Z2轴、所述Z3轴沿Z方向往复错位运动。

更进一步的，

所述导向结构包括设置于所述制冷腔室内壁的导向柱和设置于所述试剂托盘侧壁的导向槽，所述导向柱伸入所述导向槽。

更进一步的，

所述反应杯模块设置有定位柱，所述反应杯架设置有定位槽，所述定位柱与所述定位槽配合以防止所述反应杯架的放置方向错误，所述反应杯架内部设置有接近开关，用于检测反应杯是否放入到位。

更进一步的，

所述涡旋混匀模块还包括步进电机和光耦检测组件，所述步进电机的输出轴连接于所述偏心机构，所述步进电机转动带动所述偏心机构做偏心转动，所述偏心机构具有用于放置反应杯的容纳腔，所述光耦检测组件设置于所述偏心机构，所述光耦检测组件与所述步进电机信号连接。

更进一步的，

还包括清洗池模块，所述清洗池模块用于清洗所述取样针和所述试剂针以及排出废液。

本发明实施例至少带来了以下有益效果：

由于本发明提供了一种样本制备仪，包括：自动进样模块、转移模块、试剂位模块、反应杯模块和涡旋混匀模块；所述自动进样器模块包括进给机构、拨动机构、摇臂机构和出样机构，所述进给机构用于推动试管架到达进料仓的指定位置，所述拨动机构具有拨动件，所述拨动件伸入试管架的凹槽以实现试管架水平移动，所述摇臂机构用于对试管架内样本试管的取出、摇匀和放入，所述出样机构用于在检测完成后将试管架推送到出料仓；所述转移模块包括沿X、Y、Z方向移动的X轴组件、Y轴组件和Z轴组件，所述Z轴组件包括相互独立的Z1轴、Z2轴和Z3轴，所述Z1轴设置有用于对样本试管穿刺取样及移液的取样针，所述Z2轴设置有用于对试剂移液的试剂针，所述Z3轴设置有能够抓取物品的抓手，所述Z轴组件还固定设置有能够加注溶液的加注针；所述试剂位模块包括试剂托盘和制冷腔室，所述试剂托盘和所述制冷腔室通过导向结构定位，所述试剂位模块用于对试剂制冷保存；所述反应杯模块包括反应杯架，所述反应杯架用于放置反应杯；所述涡旋混匀模块包括偏心机构，所述偏心机构通过偏心运动以对反应杯内液体涡旋混匀。

自动进样模块能够实现样本的自动进样功能，进样过程中能实现样本自动转移、样本试管是否带帽检测、样本条码扫描、样本自动摇匀，并支持样本的穿刺取血功能。转移模块具有X、Y、Z1、Z2和Z3五个轴向运动，通过试剂针、取样针、加注针和抓手的设置，分别实现对试剂的液位感应及移液、对样本试管的穿刺取样及移液、添加溶液以及对反应杯的抓取检测并转移。试剂位模块能够实现对试剂的制冷保存，导向结构使得试剂托盘能够快速准确放置入制冷腔室内。反应杯模块能够实现反应杯的放置，涡旋混匀模块通过偏心机构的偏心运动实现了对反应杯内液体的涡旋混匀。

进行样本制备时，进给机构推动试管架到达进料仓的指定位置，拨动机构通过拨动件实现试管架的水平移动，摇臂机构对试管架内样本试管取出并摇匀后，转移模块的取样针通过X、Y、Z三个方向的运动对样本试管穿刺取样并移液至反应杯，摇臂机构再将样本试管放入试管架，出样机构将完成取样的试管架推送到出料仓。转移模块的试剂针通过X、Y、Z三个方向的运动移动至试剂托盘处对试剂吸取并移液至反应杯，转移模块的加注针向反应杯内加注溶液，接着转移模块的抓手抓取反应杯并通过X、Y、Z三个方向的运动将反应杯放入反应杯架放置，一段时间后再将反应杯转移到涡旋混匀模块的偏心机构，偏心机构通过偏心运动对反应杯内液体涡旋混匀，完成样本的全自动制备。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的样本制备仪的示意图；

图2为本发明实施例提供的自动进样模块的示意图；

图3为本发明实施例提供的自动进样模块的俯视图；

图4为本发明实施例提供的转移模块的整体示意图；

图5为本发明实施例提供的转移模块的局部示意图一；

图6为本发明实施例提供的转移模块的局部示意图二；

图7为本发明实施例提供的试剂位模块的示意图；

图8为本发明实施例提供的试剂位模块中制冷腔室的示意图；

图9为本发明实施例提供的试剂位模块中试剂托盘的示意图；

图10为本发明实施例提供的反应杯模块的示意图；

图11为本发明实施例提供的涡旋混匀模块的示意图。

图标：

100-自动进样模块；110-进给机构；111-进料仓；112-到位检测微动开关；120-拨动机构；130-摇臂机构；140-出样机构；141-出料仓；142-满位微动开关；150-扫码器；160-计数光耦；170-压片；180-试管架；190-光电传感器；200-转移模块；210-X轴组件；211-第二步进电机；212-第二同步带；220-Y轴组件；221-第三步进电机；222-第三同步带；230-Z轴组件；231-Z1轴；2311-丝杆步进电机；232-Z2轴；233-Z3轴；240-取样针；250-试剂针；260-抓手；270-加注针；280-第一同步带；281-第一步进电机；290-第一固定块；291-第二固定块；300-试剂位模块；310-试剂托盘；311-导向槽；320-制冷腔室；321-导向柱；400-反应杯模块；410-反应杯架；411-定位槽；420-定位柱；500-涡旋混匀模块；510-偏心机构；520-步进电机；530-光耦检测组件；600-清洗池模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步的定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

实施例一

现有的样本前处理需要人工手动处理，经过人工手动加样、加试剂、摇匀、混匀等复杂的处理过程。人工手动样本制备，会占用大量的人力成本且出错率增大，也无法保证样本处理的一致性，对操作人员也有一定的安全隐患。因此需要能对样本进行前处理的全自动化的样本制备仪，从而替代手动操作和防止生物污染，完成各种不同的样本制备。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种样本制备仪，请参见图1，包括：自动进样模块100、转移模块200、试剂位模块300、反应杯模块400和涡旋混匀模块500；自动进样模块100包括进给机构110、拨动机构120、摇臂机构130和出样机构140，进给机构110用于推动试管架180到达进料仓111的指定位置，拨动机构120具有拨动件，拨动件伸入试管架180的凹槽以实现试管架180水平移动，摇臂机构130用于对试管架180内样本试管的取出、摇匀和放入，出样机构140用于在检测完成后将试管架180推送到出料仓141；转移模块200包括沿X、Y、Z方向移动的X轴组件210、Y轴组件220和Z轴组件230，Z轴组件230包括相互独立的Z1轴231、Z2轴232和Z3轴233，Z1轴231设置有用于对样本试管穿刺取样及移液的取样针240，Z2轴232设置有用于对试剂移液的试剂针250，Z3轴233设置有能够抓取物品的抓手260，Z轴组件230还固定设置有能够加注溶液的加注针270；试剂位模块300包括试剂托盘310和制冷腔室320，试剂托盘310和制冷腔室320通过导向结构定位，试剂位模块300用于对试剂制冷保存；反应杯模块400包括反应杯架410，反应杯架410用于放置反应杯；涡旋混匀模块500包括偏心机构510，偏心机构510通过偏心运动以对反应杯内液体涡旋混匀。

自动进样模块100能够实现样本的自动进样功能，进样过程中能实现样本自动转移、样本试管是否带帽检测、样本条码扫描、样本自动摇匀，并支持样本的穿刺取血功能。转移模块200具有X、Y、Z1、Z2和Z3五个轴向运动，通过试剂针250、取样针240、加注针270和抓手260的设置，分别实现对试剂的液位感应及移液、对样本试管的穿刺取样及移液、添加溶液以及对反应杯的抓取检测并转移。试剂位模块300能够实现对试剂的制冷保存，导向结构使得试剂托盘310能够快速准确放置入制冷腔室320内。反应杯模块400能够实现反应杯的放置，涡旋混匀模块500通过偏心机构510的偏心运动实现了对反应杯内液体的涡旋混匀。

进行样本制备时，进给机构110推动试管架180到达进料仓111的指定位置，拨动机构120通过拨动件实现试管架180的水平移动，摇臂机构130对试管架180内样本试管取出并摇匀后，转移模块200的取样针240通过X、Y、Z三个方向的运动对样本试管穿刺取样并移液至反应杯，摇臂机构130再将样本试管放入试管架180，出样机构140将完成取样的试管架180推送到出料仓141。转移模块200的试剂针250通过X、Y、Z三个方向的运动移动至试剂托盘310处对试剂吸取并移液至反应杯，转移模块200的加注针270向反应杯内加注溶液，接着转移模块200的抓手260抓取反应杯并通过X、Y、Z三个方向的运动将反应杯放入反应杯架410放置，一段时间后再将反应杯转移到涡旋混匀模块500的偏心机构510，偏心机构510通过偏心运动对反应杯内液体涡旋混匀，完成样本的全自动制备。

摇臂机构130可以完成三个方向的动作，即垂直方向的升降，水平方向的往返动作，以及样本试管的摇匀动作。垂直方向通过混合式旋转步进电机提供动力，丝杆传动，直线导轨进行导向，光电开关进行零位矫正。水平方向使用同步带传动，步进电机进行驱动，直线导轨进行导向，光电开关进行零位确认。样本试管摇匀使用减速电机驱动，光电开关进行零位确认。摇臂机构130的理论定位精度可达微米级，符合使用需求。

本实施例的可选方式中，自动进样模块100还包括信号连接的传感装置、扫码装置和光耦装置，传感装置包括光电传感器190，光电传感器190用于对样本试管是否带帽进行检测，扫码装置包括扫码器150，扫码器150用于将每个待检测的样本试管信息扫描上传，光耦装置包括计数光耦160，计数光耦160用于对试管架180水平移动的位置进行判断并计数。

具体请参见图2和图3，进给机构110推动试管架180到达进料仓111的指定位置后，试管架180会与到位检测微动开关112接触，到位检测微动开关112接收信号后进给机构110复位。光电传感器190能够对样本试管是否带帽进行检测，扫码器150能够将每个待检测的样本试管信息扫描上传，计数光耦160能够对试管架180水平移动的位置进行判断并计数。

进一步的，自动进样模块100还包括采样装置，采样装置与摇臂机构130连接，采样装置包括压片170，压片170用于限制采样时样本试管的位置。

采样装置设置于采样位，通过压片170的设置使得采集样本后，样本试管被压片170限制仍留在原位。当检测到样本试管架180上的样本试管已经全部采样完之后，出样机构140的电机转动相应角度，推动样本试管架180转动至出料仓141的指定位置，待出料仓141满后，满位微动开关142接收到信号后上传提示。

自动进样模块100实现了自动进样功能，具有一键式自动进样及样本管理功能。

关于转移模块200的结构，详细说明如下：

请参见图4，X轴组件210、Y轴组件220和Z轴组件230互相配合实现了转移模块200空间内三维方向的运动。Z轴组件230包括Z1轴231、Z2轴232和Z3轴233，Z1轴231底部设置有取样针240，Z2轴232底部设置有试剂针250，Z3轴233设置有抓手260，Z1轴231、Z2轴232和Z3轴233均沿Z方向往复运动，Z轴组件230还固定设置有加注针270。取样针240具有穿刺取样及移液功能，试剂针250具有液位检测、防碰撞和试剂移液功能，抓手260具有取放物品和抓空检测功能，加注针270具有加注溶液功能，从而一个转移模块200在竖直方向能够完成四组移动机构的功能，结构简单，在有限的空间里实现了多种转移功能，提高了空间的利用效率。此外，取样针240、试剂针250和抓手260在运行过程中均具有最大行程，且不会在运行中互相干涉，省去了各结构之间错位运行的时间，提高了工作时间利用率。

本实施例的可选方式中，Z轴组件230包括Z轴固定部，加注针270安装于Z轴固定部的底部，Z1轴231、Z2轴232和Z3轴233均与Z轴固定部连接。

请参见图5，由于加注针270安装于Z轴固定部的底部，因此加注针270无法沿Z方向上下移动。Z1轴231、Z2轴232和Z3轴233均安装在Z轴固定部上，均可以实现沿Z方向的上下移动。

进一步的，Z轴固定部安装有丝杆步进电机2311，Z1轴231通过丝杆步进电机2311驱动沿Z方向往复运动。

Z1轴231通过丝杆步进电机2311进行驱动，取样针240搭载在Z1轴针架上，取样针240随Z1轴231沿Z方向同步上下移动，Z1轴231两端能够进行光耦检测。

进一步的，Z轴固定部安装有第一同步带280和第一步进电机281，第一步进电机281驱动第一同步带280沿Z方向运动，Z2轴232和Z3轴233分别通过第一固定块290和第二固定块291安装于第一同步带280相对的两侧，Z2轴232、Z3轴233沿Z方向往复错位运动。

请参见图6，Z2轴232和Z3轴233共同通过第一步进电机281驱动第一同步带280运动，由于Z2轴232和Z3轴233分别通过第一固定块290和第二固定块291固定在第一同步带280相对的两侧，因而Z2轴232和Z3轴233在Z方向做错位往复运动，错位上下工作。即当Z2轴232沿Z方向上升时，Z3轴233沿Z方向同步下降，且升降高度相等；当Z2轴232沿Z方向下降时，Z3轴233沿Z方向同步上升，且升降高度相等。试剂针250搭载在Z2轴针架上，试剂针250随Z2轴232沿Z方向同步上下移动，试剂针250和第一固定块290之间还连接有弹簧轴，能够实现试剂针250的防碰撞功能。抓手260配有手指随Z3轴233沿Z方向同步上下移动，能够抓取反应杯等物品后转移。

本实施例的可选方式中，X轴组件210包括间隔设置的X1轴和X2轴，X1轴和X2轴之间连接有Y轴组件220。X1轴包括第二步进电机211和第二同步带212，第二步进电机211驱动第二同步带212沿X方向运动，Y轴组件220一端连接于第二同步带212，Y轴组件220另一端通过滑块结构连接于X2轴的导轨。X轴组件210采用龙门式结构，增强了整体的结构稳定性，使得整体结构简洁。

本实施例的可选方式中，Y轴组件220包括第三步进电机221和第三同步带222，第三步进电机221驱动第三同步带222沿Y方向运动。Y轴组件220两端固定在X轴组件210的横梁上，通过第三步进电机221驱动第三同步带222运动，实现了Y轴组件220沿Y方向的运动。

转移模块200将多种功能集合在一起，省去了大量移液器枪头，无移液耗材，在有限的空间里实现多功能，提高空间的利用效率。同时减轻了控制结构负担，实现一臂多能，避免交叉污染，每个功能都有最大的行程，各功能之间不会在运行中互相干涉，省去了错位运行的时间，提高了工作时间利用率。

关于试剂位模块300的结构，详细说明如下：

请参见图7，试剂托盘310和制冷腔室320之间通过导向结构连接定位，制冷腔室320内壁设置有导向柱321，试剂托盘310侧壁设置有导向槽311，当试剂托盘310放置于制冷腔室320时，制冷腔室320内壁的导向柱321与试剂托盘310侧壁的导向槽311相互配合，实现试剂托盘310的准确放置。试剂托盘310便于使用后试剂管的存放，操作简便。在使用试剂托盘310取放试剂管时，试剂托盘310在放置入制冷腔室320时能够快速准确放置到位，便于试剂的取出及管理。试剂位模块300还具有散热结构，能够迅速完成散热。

请参见图8，导向柱321设置于制冷腔室320一侧的内壁，且沿制冷腔室320的高度方向设置，朝向制冷腔室320内部的方向凸出。导向柱321与导向槽311的嵌入配合，能够实现试剂托盘310的准确放置。

进一步的，请参见图9，试剂托盘310自上而下包括第一试剂盘、第二试剂盘和底盘，导向槽311设置于第二试剂盘和底盘，第一试剂盘和第二试剂盘对应设置有多个大小不一的试剂管孔。

第一试剂盘和第二试剂盘对应设置有多个大小不一的试剂管孔，能够便于多种不同规格的试剂管***放置，第一试剂盘和第二试剂盘上的试剂管孔能够对试剂管的放置起到限位作用。导向槽311设置于第二试剂盘和底盘，能够在试剂托盘310自上而下放入制冷腔室320时与导向柱321配合起到导向定位作用。

进一步的，导向槽311包括第一导向槽和第二导向槽，第一导向槽设置于第二试剂盘的侧壁，第二导向槽设置于底盘的侧壁，第一导向槽朝向第二试剂盘内部凸出设置，第二导向槽朝向底盘内部凸出设置。第一导向槽和第二导向槽均设置在试剂托盘310一侧的侧壁上，且第一导向槽朝向第二试剂盘内部凸出设置，第二导向槽朝向底盘内部凸出设置，从而第一导向槽和第二导向槽能够与导向柱321实现嵌入配合，使得试剂托盘310在放置入制冷腔室320时能够快速准确放置到位，防止方向放置错误。

试剂位模块300能够提供制冷恒温环境，在设定的制冷温度范围内存放试剂，不论样本制备仪开关机都可实现制冷工作，关机后试剂位模块300可以通过实体开关按键单独控制，试剂无需取出仍能实现对试剂的冷藏。试剂位模块300独立设计可取出的试剂托盘310，试剂托盘310放入制冷腔室320具有定位和防错功能，既能方便的取放也能防止错放。试剂位模块300还具有排出冷凝水的功能，即排出制冷腔室320内空气遇冷而冷凝的水。

关于反应杯模块400的结构，进一步说明如下：

请参见图10，反应杯模块400设置有定位柱420，反应杯架410设置有定位槽411，定位柱420与定位槽411配合以防止反应杯架410的放置方向错误。反应杯架410内部设置有接近开关，能够检测反应杯是否放入到位。

样本制备仪搭载了两个反应杯模块400，两个反应杯模块400可以交替使用，保证循环的样本制备流程，可以不中断样本制备过程。反应杯模块400具备定位功能，能防止错放反应杯架410，反应杯模块400还具备到位检测功能，能检测到是否放入了反应杯架410。

关于涡旋混匀模块500的结构，进一步说明如下：

请参见图11，涡旋混匀模块500还包括步进电机520和光耦检测组件530，步进电机520的输出轴连接于偏心机构510，步进电机520转动带动偏心机构510做偏心转动，偏心机构510具有用于放置反应杯的容纳腔，光耦检测组件530设置于偏心机构510，光耦检测组件530与步进电机520信号连接。

步进电机520通过转动带动偏心机构510做偏心转动，偏心机构510的偏心转动使得反应杯做偏心转动从而产生液面涡旋。光耦检测组件530与步进电机520信号连接，能够精确控制步进电机520转动的角度和位置，从而准确控制反应杯的位置，混匀结束后停止的位置也可以控制，能够准确停止在设定好的位置，便于抓取和移液。光耦检测组件530对步进电机520转速的控制能够控制液面涡旋的高度，产生稳定的涡旋混匀液面且液面高度可控。此外，涡旋混匀模块500由于使用步进电机520驱动，使用寿命长，能有效解决现有涡旋混匀仪使用直流电机驱动寿命短容易损坏的问题。

涡旋混匀模块500能够对反应杯内的液体进行涡旋混匀，涡旋混匀幅度可控且稳定，反应杯停止的位置也能准确控制。

本实施例的可选方式中，样本制备仪还包括清洗池模块600，清洗池模块600用于清洗取样针240和试剂针250以及排出废液。

此外，样本制备仪还包括机架模块，机架模块是样本制备仪整体支撑和安装的平台，承载其它各个模块的结构支撑。机架模块采用整体钣金结构框架，既能做结构支撑又能做外部面板，简化了结构安装。

还需要说明的是，样本制备仪还包括控制模块，控制模块能够对所有部件提供控制和/或操作，以实现样本前处理过程的自动化。

本申请提供了一种具备自动进样、样本自动扫码、样本带帽检测、样本自动混匀、穿刺取样、试剂制冷存放、样本转移、试剂转移、涡旋混匀、清洗池、反应杯存放等功能的全自动的样本制备仪。各功能模块可以组合使用，通过组合可以完成各种不同的样本制备，拓展了仪器功能的适用性。同时实现了全自动化的样本前处理过程，流水线方式完成样本制备，大大提高了制备效率，保证了样本制备结果的一致性，减少了测试误差，代替人为手工处理，避免了样本对人体的生化危害，提高生物安全性。

最后应说明的是：实施例一仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例一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：其依然可以对前述实施例一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实施例一技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种样本制备仪，其特征在于，包括：自动进样模块、转移模块、试剂位模块、反应杯模块和涡旋混匀模块；

所述自动进样模块包括进给机构、拨动机构、摇臂机构和出样机构，所述进给机构用于推动试管架到达进料仓的指定位置，所述拨动机构具有拨动件，所述拨动件伸入试管架的凹槽以实现试管架水平移动，所述摇臂机构用于对试管架内样本试管的取出、摇匀和放入，所述出样机构用于在检测完成后将试管架推送到出料仓；

所述转移模块包括沿X、Y、Z方向移动的X轴组件、Y轴组件和Z轴组件，所述Z轴组件包括相互独立的Z1轴、Z2轴和Z3轴，所述Z1轴设置有用于对样本试管穿刺取样及移液的取样针，所述Z2轴设置有用于对试剂移液的试剂针，所述Z3轴设置有能够抓取物品的抓手，所述Z轴组件还固定设置有能够加注溶液的加注针；

所述试剂位模块包括试剂托盘和制冷腔室，所述试剂托盘和所述制冷腔室通过导向结构定位，所述试剂位模块用于对试剂制冷保存；

所述反应杯模块包括反应杯架，所述反应杯架用于放置反应杯；

所述涡旋混匀模块包括偏心机构，所述偏心机构通过偏心运动以对反应杯内液体涡旋混匀。

2.根据权利要求1所述的样本制备仪，其特征在于，

所述自动进样模块还包括信号连接的传感装置、扫码装置和光耦装置，所述传感装置包括光电传感器，所述光电传感器用于对样本试管是否带帽进行检测，所述扫码装置包括扫码器，所述扫码器用于将每个待检测的样本试管信息扫描上传，所述光耦装置包括计数光耦，所述计数光耦用于对试管架水平移动的位置进行判断并计数。

3.根据权利要求2所述的样本制备仪，其特征在于，

所述自动进样模块还包括采样装置，所述采样装置与所述摇臂机构连接，所述采样装置包括压片，所述压片用于限制采样时样本试管的位置。

4.根据权利要求1所述的样本制备仪，其特征在于，

所述Z轴组件包括Z轴固定部，所述加注针安装于所述Z轴固定部的底部，所述Z1轴、所述Z2轴和所述Z3轴均与所述Z轴固定部连接。

5.根据权利要求4所述的样本制备仪，其特征在于，

所述Z轴固定部安装有丝杆步进电机，所述Z1轴通过所述丝杆步进电机驱动沿Z方向往复运动。

6.根据权利要求5所述的样本制备仪，其特征在于，

所述Z轴固定部安装有第一同步带和第一步进电机，所述第一步进电机驱动所述第一同步带沿Z方向运动，所述Z2轴和所述Z3轴分别通过第一固定块和第二固定块安装于所述第一同步带相对的两侧，所述Z2轴、所述Z3轴沿Z方向往复错位运动。

7.根据权利要求1所述的样本制备仪，其特征在于，

所述导向结构包括设置于所述制冷腔室内壁的导向柱和设置于所述试剂托盘侧壁的导向槽，所述导向柱伸入所述导向槽。

8.根据权利要求1所述的样本制备仪，其特征在于，

所述反应杯模块设置有定位柱，所述反应杯架设置有定位槽，所述定位柱与所述定位槽配合以防止所述反应杯架的放置方向错误，所述反应杯架内部设置有接近开关，用于检测反应杯是否放入到位。

9.根据权利要求1所述的样本制备仪，其特征在于，

所述涡旋混匀模块还包括步进电机和光耦检测组件，所述步进电机的输出轴连接于所述偏心机构，所述步进电机转动带动所述偏心机构做偏心转动，所述偏心机构具有用于放置反应杯的容纳腔，所述光耦检测组件设置于所述偏心机构，所述光耦检测组件与所述步进电机信号连接。

10.根据权利要求1所述的样本制备仪，其特征在于，

还包括清洗池模块，所述清洗池模块用于清洗所述取样针和所述试剂针以及排出废液。

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