CN210109126U - 一种耗材监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耗材监控装置，用于分子诊断提取/纯化设备，Y向滑轨与X轴组件滑动连接并可在X方向上移动；Y向滑块与Y向滑轨滑动连接并可在Y方向上移动；Y向驱动部与Y向滑块相连，用于驱动Y向滑块在Y方向上移动。拍照模块设于Y向滑块上，用于拍摄分子诊断提取/纯化设备的耗材区域。可升降机械手设于Y向滑块上，可升降机械手可在Z方向上延伸和收缩，用于从外部耗材库取料并添加至相应的耗材区域。X轴组件、Y向滑轨、Y向滑块、Y向驱动部和可升降机械手均与控制器电连接。控制器与拍照模块电连接，用于接收拍照模块输出的图像信息并对图像信息进行处理，根据处理的信息对可升降机械手发出是否补充耗材的指令。

Description

一种耗材监控装置

技术领域

本实用新型属于分子诊断检验设备领域，尤其涉及一种耗材监控装置。

背景技术

分子诊断是指应用分子生物学方法检测患者体内遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术。分子诊断是预测诊断的主要方法，既可以进行个体遗传病的诊断，也可以进行产前诊断。分子诊断主要是指编码与疾病相关的各种结构蛋白、酶、抗原抗体、免疫活性分子基因的检测。

分子诊断检测，涉及到样本的自动化提取/纯化过程，样本的提取/纯化的方法多种多样，可涉及生物、化学、物理等各种方法，这些方法都是由各种复杂的步骤来完成，每个提取/纯化步骤中均需要耗材，在自动化提取/纯化设备中，预置的耗材在设备运行过程中逐渐减少，通常是通过人工观察和预估后重新填装，这种方式会增加人力成本和误差，需操作人员不断观察，也容易造成因预估不准耗材用完设备暂停工作，或重新填装次数过多造成开启设备封闭门过多引起的污染风险增加和设备暂停运行效率降低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种耗材监控装置，以提高设备自动化使用效率和降低人工成本。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：

本实用新型的一种耗材监控装置，用于分子诊断提取/纯化设备，包括X轴组件、Y向滑轨、Y向滑块、Y向驱动部、拍照模块、可升降机械手、控制器；

所述Y向滑轨与所述X轴组件滑动连接并可在X方向上移动；

所述Y向滑块与所述Y向滑轨滑动连接并可在Y方向上移动；

所述Y向驱动部与所述Y向滑块相连，用于驱动所述Y向滑块在Y方向上移动；

所述拍照模块设于所述Y向滑块上，用于拍摄所述分子诊断提取/纯化设备的耗材区域；

所述可升降机械手设于所述Y向滑块上，所述可升降机械手可在Z方向上升降，用于从外部耗材库取料并添加至相应的耗材区域；

所述X轴组件、所述Y向滑轨、所述Y向滑块、所述Y向驱动部和所述可升降机械手均与所述控制器电连接；

所述控制器与所述拍照模块电连接，用于接收所述拍照模块输出的图像信息并对所述图像信息进行处理，根据处理的信息对所述X轴组件、Y向驱动部和所述可升降机械手发出是否移动和是否补充耗材的指令。

本实用新型的耗材监控装置，所述X轴组件包括X向滑轨、X向滑块和X向驱动部；所述X向滑块与所述X向滑轨滑动连接；所述X向驱动部与所述X向滑块相连，并驱动所述X向滑块在X方向上移动。

本实用新型的耗材监控装置，所述可升降机械手包括Z向滑轨、Z向滑块、Z向驱动部；所述Z向滑轨与所述Y向滑块相连；所述Z向滑块与所述Z向滑轨滑动连接；所述Z向驱动部与所述Z向滑块相连，并驱动所述Z向滑块在Z方向上移动。

本实用新型的耗材监控装置，所述拍照模块包括摄像头组件和数据传输线；所述数据传输线的第一端与所述摄像头组件电连接，所述数据传输线的第二端与所述控制器电连接。

本实用新型的耗材监控装置，所述控制器为STM32F101单片机。

本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本实用新型一实施例通过设置X轴组件、Y向滑轨、Y向滑块、拍照模块、可升降机械手、耗材区域、控制器，X轴组件设于分子诊断提取/纯化设备的耗材区域上方，Y向滑轨与X轴组件滑动连接，Y向滑块与Y向滑轨滑动连接，拍照模块设于Y向滑块上，用于拍摄所述耗材区域；通过拍照模块对耗材区域进行图像采集并传输至控制器进行图像的处理和分析，判断耗材区域内是否还有耗材，若无耗材则控制可升降机械手从外部耗材库提取耗材并添加至相应的区域内，通过这种基于图像处理的自动化控制，提高了设备自动化使用效率以及降低了人工成本。

附图说明

图1为本实用新型的耗材监控装置的示意图；

图2为本实用新型的耗材监控装置的耗材区域示意图；

图3为本实用新型的耗材监控装置的拍照模块示意图；

图4为本实用新型的耗材监控装置的第一耗材区示意图；

图5为本实用新型的耗材监控装置的另一示意图；

图6为本实用新型的耗材监控装置的工作流程图。

附图标记说明：1：拍照模块；2：Y向滑块；3：Y向滑轨；4：可升降机械手；5：耗材区域；501：第一耗材区；502：第二耗材区；503：第三耗材区；504：第四耗材区；505：第五耗材区；6：X向滑块；7：X向滑轨；8：X向驱动部；9：Z向滑块；10：Z向滑轨；11：Z向驱动部。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种耗材监控装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。

实施例1

参看图1、图3和图4，在一个实施例中，一种耗材监控装置，用于分子诊断提取/纯化设备，包括X轴组件、Y向滑轨3、Y向滑块2、Y向驱动部、拍照模块1、可升降机械手4、耗材区域5、控制器。Y向滑轨3与X轴组件滑动连接并可在X方向上移动；Y向滑块2与Y向滑轨3滑动连接并可在Y方向上移动；Y向驱动部与Y向滑块2相连，用于驱动Y向滑块2在Y方向上移动。拍照模块1设于Y向滑块2上，用于拍摄分子诊断提取/纯化设备的耗材区域。可升降机械手4设于Y向滑块2上，可升降机械手4可在Z方向上延伸和收缩，用于从外部耗材库取料并添加至相应的耗材区域。X轴组件、Y向滑轨3、Y向滑块2、Y向驱动部和可升降机械手4均与控制器电连接。控制器与拍照模块1电连接，用于接收拍照模块1输出的图像信息并对图像信息进行处理，根据处理的信息对可升降机械手1发出是否补充耗材的指令。通过设置X轴组件、Y向滑轨3、Y向滑块2、Y向驱动部、拍照模块1、可升降机械手4、耗材区域5、控制器，X轴组件设于分子诊断提取/纯化设备的耗材区域上方，Y向滑轨3与X轴组件滑动连接，Y向滑块2与Y向滑轨3滑动连接，拍照模块1设于Y向滑块2上，用于拍摄耗材区域；通过拍照模块1对耗材区域5进行图像采集并传输至控制器进行图像的处理和分析，判断耗材区域5内是否还有耗材，若无耗材则控制可升降机械手4从外部耗材库提取耗材并添加至相应的区域内，通过这种基于图像处理的自动化控制，提高了设备自动化使用效率以及降低了人工成本。

进一步地，X轴组件包括X向滑轨7、X向滑块6和X向驱动部8。X向滑块6设于X向滑轨7上。X向驱动部8与X向滑块6相连，并驱动X向滑块6在X方向上移动。由X向滑轨7、X向滑块6、Y向滑轨和Y向滑块构成的平面可移动区域使得拍照模块可覆盖整个耗材区域。

优选地，可升降机械手4包括Z向滑轨10、Z向滑块9、Z向驱动部11。Z向滑轨10与Y向滑块2相连。Z向滑块9设于Z向滑轨10上。Z向驱动部11与Z向滑块9相连，并驱动Z向滑块9在Z方向上移动。

可升降机械手4还包括吸头，用于吸取所需耗材。

进一步地，拍照模块1包括摄像头组件和数据传输线。数据传输线的X向端与摄像头组件电连接，数据传输线的Y向端与控制器电连接。

进一步地，参看图2和图4，耗材区域5包括第一耗材区501、第二耗材区502、第三耗材区503、第四耗材区504、第五耗材区505。第一耗材区501、第二耗材区502、第三耗材区503、第四耗材区504、第五耗材区505均设于耗材区域5上，分别用于放置所需的耗材。拍照模块1在视角范围对耗材区域5拍照，因视角范围有限，以及耗材规格和耗材区域5大小不同，所以按照视角范围和耗材规格将耗材区分成若干拍摄区域，保证每个区域都在视角范围。耗材区域5的大小与仪器体积、样本测试量有关，而耗材放置形状区域与仪器空间利用率和使用效率相关，不同的设备结构会存在耗材区域5不同的形状。每个样本所做项目提纯需要的同规格耗材数量是固定的。

进一步地，以第一耗材区501为例，将每个耗材的图像用网格分割，每个虚线表示的网格中只有一个耗材，判断网格内是否有耗材并累加有耗材的网格数即可计算出耗材数。

进一步地，控制器为STM32F101单片机。

下面以一个具体的耗材添加过程讲一下本实施例的耗材监控装置的操作过程。首先控制器控制X向驱动部8驱动X向滑块6带动Y向滑轨3在X方向上移动到与第一耗材区相对应的位置，控制器再控制Y向驱动部驱动Y向滑块2带动拍照模块1移动至第一耗材区501上方。移动完成后，控制器控制拍照模块1拍照，并将图像信息传至控制器进行灰度处理和分析是否有耗材，若有耗材则控制拍照模块1至下一耗材区；若无耗材，则控制Y向驱动器带动Y向滑块2和其上的可升降机械手4移动至与外部耗材库相对应的位置，控制器再控制X向驱动部8驱动X向滑块6，使可升降机械手4移动至外部耗材库上方，移动完成后，控制器控制Z向驱动部11驱动Z向滑块9移动，进行取料操作后，控制器控制Z向驱动部11和Y向驱动部原路返回，到达原位置后，控制器控制Z向驱动部11驱动Z向滑块9移动，进行填料操作。上述操作完成后，控制器控制拍照模块1至下一耗材区重复上述操作。

实施例2

参看图6，一种耗材监控方法，用于实施例1中的用于分子诊断提取/纯化设备的耗材监控装置，步骤如下：

S1：基于图像处理技术，根据无耗材图像和有耗材图像建立数学模型。拍摄耗材分布区域范围的基准图像即无耗材时的图像作为标准参考数据，在布置了耗材后，因耗材分布孔位发生了视觉变化，拍摄所得图像也会发生变化，计算机通过对图像灰度的比较处理不仅可以判读是否有耗材，而且可以通过分区识别计算出有多少数量，并通过每个样本所做项目需要的耗材量计算出能够满足的样本数。使用图像处理技术，首先将拍摄到的无耗材图像和有耗材图像分别建立数学模型，将图像分割为网格状，每个网格包含一只耗材，根据网格的灰度变化提取信息，对图像内容进行比对和识别，判读是否有耗材。进一步地可以构造一系列已知耗材的图像模型，把要识别的对象与各个图像模型进行匹配和比较，判断此区域是否有耗材。

S2：移动拍照模块1至第一耗材区501。

S3：拍摄图像并传输至控制器并对图像进行处理分析与第一耗材区501无耗材基准图像比较灰度变化比较判断有无耗材，再与有耗材基准图像比较灰度变化，若有变化则调整整体灰度，使周边灰度与基准灰度一致后重新比较判断是否有耗材，若有耗材则计数。

S4：若无耗材则不计数，且移动可升降机械手4对耗材进行补充。相同规格耗材计数累加，不同规格耗材分别计数，这样可以计算不同规格耗材的各自数量，每个样本项目所需不同规格耗材数量是固定的，因此根据预置的样本数和耗材数可以计算出耗材数是否能够满足样本数。

S5：移动拍照模块1至下一耗材区。

S6：重复步骤S3至步骤S5。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种耗材监控装置，用于分子诊断提取/纯化设备，其特征在于，包括X轴组件、Y向滑轨、Y向滑块、Y向驱动部、拍照模块、可升降机械手、控制器；

所述Y向滑轨与所述X轴组件滑动连接并可在X方向上移动；

所述Y向滑块与所述Y向滑轨滑动连接并可在Y方向上移动；

所述Y向驱动部与所述Y向滑块相连，用于驱动所述Y向滑块在Y方向上移动；

所述拍照模块设于所述Y向滑块上，用于拍摄所述分子诊断提取/纯化设备的耗材区域；

所述可升降机械手设于所述Y向滑块上，所述可升降机械手可在Z方向上升降，用于从外部耗材库取料并添加至相应的耗材区域；

所述X轴组件、所述Y向滑轨、所述Y向滑块、所述Y向驱动部和所述可升降机械手均与所述控制器电连接；

所述控制器与所述拍照模块电连接，用于接收所述拍照模块输出的图像信息并对所述图像信息进行处理，根据处理的信息对所述X轴组件、Y向驱动部和所述可升降机械手发出是否移动和是否补充耗材的指令。

2.按照权利要求1所述的耗材监控装置，其特征在于，所述X轴组件包括X向滑轨、X向滑块和X向驱动部；所述X向滑块与所述X向滑轨滑动连接；所述X向驱动部与所述X向滑块相连，并驱动所述X向滑块在X方向上移动。

3.按照权利要求1所述的耗材监控装置，其特征在于，所述可升降机械手包括Z向滑轨、Z向滑块、Z向驱动部；所述Z向滑轨与所述Y向滑块相连；所述Z向滑块与所述Z向滑轨滑动连接；所述Z向驱动部与所述Z向滑块相连，并驱动所述Z向滑块在Z方向上移动。

4.按照权利要求1所述的耗材监控装置，其特征在于，所述拍照模块包括摄像头组件和数据传输线；所述数据传输线的第一端与所述摄像头组件电连接，所述数据传输线的第二端与所述控制器电连接。

5.按照权利要求1所述的耗材监控装置，其特征在于，所述控制器为STM32F101单片机。

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