一种试管条码的自动扫描设备及方法

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一种试管条码的自动扫描设备及方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及医用体外诊断设备领域，更具体的说，涉及一种试管条码的自动扫描设备及方法。\n背景技术\n[0002] 条形码技术是把计算机所需的数据用一种条形码来表示,然后将条形码数据转换成计算机可以自动阅读的数据。随着检验仪器现代化、自动化程度的提高，多数检验仪器具备了条形码阅读能力。条形码作为标本的唯一标识，应用于标本的整个分析过程，规范了工作流程，方便医生和病人获取相关信息。在医学检验信息网络系统中应用条形码技术,可提高医疗管理水平,优化检验及管理流程,提高工作效率,最大限度地减少医疗差错,同时还保护了患者的隐私，也一定程度上增加社会和经济效益。\n[0003] 现在在批量的样本检测分析试验中，为了便于识别和统计，通常会在试管上贴上条形码，然后由扫描装置对试管上条码进行扫描，成功读取条码信息后，才可进入到后续的检测分析作业。对于试管条码扫描的方法主要为人工方式扫描和机械扫描，人工方式扫描工作量大、效率低，且容易漏统计或错统计，而以前的机械扫描，由于仍然需要人工操作摆放试管，如果试管上条码的位置没有与扫描装置位置对应，则无法读取试管条码信息。现有技术中也有可将试管旋转从而确保条码能被扫描到的装置，如图1所示的一种试管条码扫描用旋转装置，该装置通过电机驱动安装在固定板56上的主夹持臂53和副夹持臂54，使主夹持臂53上的滚轮与副夹持臂54上的滚轮夹持试管51的下端外表面，固定板56上设置有感应主旋转臂51的光电开关。工作时，电机驱动主旋转臂53和副旋转臂54，使其夹持试管51或者放开试管51，当夹持试管51时，光电开关感应到主旋转臂53向内侧旋转，从而接通驱动滚轮转动的电机，滚轮带动试管51旋转，从而进行试管条码的扫描，但是无法批量进行自动扫描试管条码。\n发明内容\n[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能批量完成自动扫描试管条码的设备及方法\n[0005] 本发明的一种技术方案：一种试管条码的自动扫描设备，包括用于扫描所述试管条码的扫描装置、用于拾取试管并将所述试管旋转的转管装置、与所述转管装置连接并驱动所述转管装置在所述设备的主体上垂直运动的第一驱动装置、与所述转管装置连接并驱动所述转管装置在所述设备的主体上水平运动的第二驱动装置，所述转管装置包括拾取试管上部的管夹、驱动管夹旋转的转管驱动和使试管脱离管夹的脱管机构。\n[0006] 进一步的，所述管夹为具有弹性的圆筒，管夹一端连接转管驱动，另一端端口的孔径比试管的孔径大且端口向内延伸孔径逐渐变小，管夹中间的孔径和试管孔径一样大或比试管孔径小。\n[0007] 管夹有弹性，端口的孔径比试管的孔径大且端口向内延伸孔径逐渐变小，可以很好的引导管夹套入试管，管夹中间的孔径和试管孔径一样大或比试管孔径小，管夹中间的孔径比试管孔径小并可以很好的夹紧试管，管夹拾取试管只需夹紧试管上端，试管架无需特制，使用范围广。\n[0008] 进一步的，所述管夹的管壁设有开槽。\n[0009] 管壁设有开槽能使套入试管的管壁面积更多，增强管夹对试管的夹持，不易中途掉落。\n[0010] 进一步的，所述脱管机构包括与设备主体连接的脱管电机、与脱管电机固定连接的脱管件，所述脱管件直径比试管直径大。\n[0011] 脱管件的直径比试管口直径大，只需脱管电机驱动脱管件向试管移动就能使试管从管夹中脱离，简单方便易操作，不易对试管造成损伤。\n[0012] 进一步的，所述扫描装置包括扫描试管条码的扫描枪和驱动扫描枪旋转的旋转驱动装置。\n[0013] 驱动转管装置水平运动的第二驱动装置，配合可以驱动扫描枪旋转的旋转驱动装置，如此可以把试管移动到更靠近设备主体的地方然后旋转相应角度后对准试管的扫描枪扫描试管上的条码，如此远离扫描枪处的试管也能方便的重新扫描条码。\n[0014] 进一步的，设备还包括与所述扫描装置连接并驱动所述扫描装置在所述设备的主体上垂直运动的第三驱动装置、与所述扫描装置连接并驱动所述扫描装置在所述设备的主体上水平运动的第四驱动装置。\n[0015] 扫描装置也能水平和垂直运动，配合能水平和垂直运动的转管装置，扫描试管的位置范围大大增大，不但能满足单通道流水线式试管旋转扫描，还能满足在水平方向行程内多通道的试管旋转扫描，并且只需一套扫描装置即可实现，节约成本，结构紧凑，节约空间，方便操作。\n[0016] 进一步的，所述扫描装置包括用于检测试管是否存在的检测单元和判断是否扫描到试管条码的判断单元。\n[0017] 在扫描条码前先用检测单元检测试管是否存在，试管架有时没有装满试管或中途别人拿走了部分试管，在自动扫描时可以很好的判断出来进而不会影响自动测试，而且可以把没有扫描出来的试管找出来。\n[0018] 进一步的，所述扫描装置、转管装置、第一驱动装置和第二驱动装置至少一个还包括测量距离的测位装置和根据测位装置测得的数据控制对应装置运动的定位单元。\n[0019] 在进行水平和垂直运动时，有了测位装置和定位单元就能准确的设置行进距离，可以精确的使扫描枪对准试管，方便扫描枪扫描试管条码，尤其是把试管返回试管架进行脱管操作时，要比拾取的时候高一点，试管底部与试管架之间预留一点间隙，脱管机构操作时不会让试管底部与试管架持续用力从而使试管损坏。\n[0020] 本发明的另一种技术方案：一种试管条码的自动扫描的方法，包括以下步骤：\n[0021] S1：检测单元检测目标试管；如果检测到试管则扫描装置扫描试管；\n[0022] S2：如果未扫描出条码，则转管装置通过管夹拾取所述目标试管的上部，水平、垂直移动目标试管进入待扫描位置，将所述目标试管旋转供所述扫描装置扫描所述目标试管上的条码，扫描到试管条码后脱管装置使试管返回原先位置。\n[0023] 首先检测试管是否存在，如不存在则直接跳过，节约了很多工作，提高了效率，如果试管存在但没扫描出条码则拾取试管进行水平运动、垂直运动移动目标试管进入待扫描位置，再旋转运动试管方便扫描装置进行重新扫描直到扫描到条码再把试管返回试管架用脱管机构使试管脱离试管架。如此就能自动完成连续扫描多个试管条码的工作，适用流水线方式操作，转管装置拾取试管只需夹紧试管上端，试管架无需特制，使用范围广，使用方便。\n[0024] 进一步的，步骤S2包括：\n[0025] S2-1：第一驱动装置驱动转管装置垂直运动带动管夹往试管方向移动，直至管夹套入试管并夹紧试管；\n[0026] S2-2：第一驱动装置和第二驱动装置驱动试管进入待扫描位置；\n[0027] S2-3：扫描装置旋转扫描枪对准试管，转管装置驱动试管旋转；\n[0028] S2-4：扫描装置扫描试管直至扫描到试管条码后停止旋转试管；\n[0029] S2-5：第一驱动装置和第二驱动装置驱动试管返回试管架，第一驱动装置使试管底部不与试管架接触；\n[0030] S2-6：脱管机构驱动直径比试管大的脱管件向试管移动直至试管脱离管夹。\n[0031] 当有未扫描到条码的试管需要重新扫描，试管底部与试管架接触，如果直接旋转试管可能造成试管破裂，本发明可以把试管垂直向上运动使试管底部与试管架分离甚至整个试管都脱离试管架，然后再旋转试管就不会对试管造成损害，\n[0032] 本发明由于设备包括能拾取试管上部并驱动试管旋转的转管装置，以及驱动转管装置垂直运动的第一驱动装置和水平运动的第二驱动装置，可以实现对试管条码扫描的流水线式操作，试管管口高出试管架，试管进给时就不再局限于单通道的流水线操作，而是可以至少两排试管同时进给，试管两侧各设有一组扫描装置，先用一组扫描装置扫描一排试管，试管条码如果全部扫描出来则进行下一步操作，如果有没有扫描出条码的试管则通过设备的第一驱动装置、第二驱动装置和转管装置配合拾取未扫描出条码的目标试管并将目标试管移动到扫描装置可以扫描试管条码的位置，然后低速旋转试管360度就能保证扫描装置扫描到试管条码，而不用管试管是否放置标准，转管装置工作的同时另一组扫描装置扫描另一排试管，两排试管交替进行。与扫描装置配合的进料装置可以至少两排试管进给，提高了工作效率，本设备设计简洁，结构紧凑，外形小巧，节约空间。\n附图说明\n[0033] 图1是现有试管条码扫描装置结构示意图；\n[0034] 图2是本发明实施例试管条码的自动扫描设备整体结构示意图；\n[0035] 图3是本发明实施例试管条码的自动扫描设备Z向支架结构示意图一；\n[0036] 图4是本发明实施例试管条码的自动扫描设备Z向支架结构示意图二\n[0037] 图5是本发明实施例试管条码的自动扫描设备扫描装置结构示意图；\n[0038] 图6是图5中条码枪盒内部结构示意图；\n[0039] 图7是本发明实施例试管条码的自动扫描设备转管装置结构示意图；\n[0040] 图8是图7通过管夹中心线的剖视图；\n[0041] 图9是本发明实施例试管条码的自动扫描设备取出试管过程路线示意图；\n[0042] 图10是本发明实施例试管条码的自动扫描设备条码扫描过程示意图；\n[0043] 图11是本发明实施例试管条码的自动扫描设备中放回试管过程路线示意图；\n[0044] 图12是图11正面剖面图；\n[0045] 图13是图12局部放大图，脱管过程示意图；\n[0046] 图14是图13复位示意图；\n[0047] 图15是本发明实施例试管条码的自动扫描方法的流程图一；\n[0048] 图16是本发明实施例试管条码的自动扫描方法的流程图二。\n[0049] 其中：1、扫描装置；2、转管装置；3、Y向支架；4、Z向支架；10、条码枪安装架；11、条码枪驱动电机；12、旋转电机座；13、条码枪盒；14、条码枪定位盘；15、条码枪测位装置；16、条码枪转轴；17、检测单元；18、判断单元；21、贯通电机；22、转管测位装置；23、光耦支架；\n24、脱管电机；25、转管电机架；26、转管轴承盖；27、管架；28、空心轴电机；29、脱管件；31、Y向驱动电机；32、光轴导轨；33、Y向测位装置；34、Y向复位挡片；35、Y向滑块；40、Z向支架主体；41、Z向驱动电机；42、定位单元；43、Z向测位装置；44、Z向复位挡片；45、电机安装架；46、升降导轨座；47、Z向光轴导轨；48、Z向滑块；49、皮带压片。\n具体实施方式\n[0050] 一种试管条码的自动扫描设备，包括用于扫描所述试管条码的扫描装置、用于拾取试管并将所述试管旋转的转管装置、与所述转管装置连接并驱动所述转管装置在所述设备的主体上垂直运动的第一驱动装置、与所述转管装置连接并驱动所述转管装置在所述设备的主体上水平运动的第二驱动装置，所述转管装置包括拾取试管上部的管夹、驱动管夹旋转的转管驱动和使试管脱离管夹的脱管机构。\n[0051] 本发明由于设备包括能拾取试管上部并驱动试管旋转的转管装置，以及驱动转管装置垂直运动的第一驱动装置和水平运动的第二驱动装置，可以实现对试管条码扫描的流水线式操作，试管管口高出试管架，试管进给时就不再局限于单通道的流水线操作，而是可以至少两排试管同时进给，试管两侧各设有一组扫描装置，先用一组扫描装置扫描一排试管，试管条码如果全部扫描出来则进行下一步操作，如果有没有扫描出条码的试管则通过设备的第一驱动装置、第二驱动装置和转管装置配合拾取未扫描出条码的目标试管并将目标试管移动到扫描装置可以扫描试管条码的位置，然后低速旋转试管360度就能保证扫描装置扫描到试管条码，而不用管试管是否放置标准，转管装置工作的同时另一组扫描装置扫描另一排试管，两排试管交替进行。与扫描装置配合的进料装置可以至少两排试管进给，提高了工作效率，本设备设计简洁，结构紧凑，外形小巧，节约空间。\n[0052] 下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。\n[0053] 实施例一\n[0054] 如图2所示，一种试管条码的自动扫描设备，包括扫描装置1、转管装置2、设备主体，设备主体包括驱动转管装置2垂直方向即Z向运动的第一驱动装置、驱动转管装置2水平方向运动即Y向运动的第二驱动装置。\n[0055] 如图2、图3、图4所示，第一驱动装置包括安装在设备主体上的Z向支架4，其包括Z向支架主体40，Z向驱动电机41，电机轴上安装的定位单元42如编码器，Z向测位装置43，Z向复位挡片44，电机安装架45，升降导轨座46，Z向光轴导轨47，内含直线轴承的Z向滑块48，皮带压片49，以及同步带轮，同步带等标准件。\n[0056] 由Z向支架的Z向支架主体40、升降导轨座46、Z向光轴导轨47、内含直线轴承的Z向滑块48组成了Z方向的进给通道，升降导轨座46安装在设备的主体上，其两端侧面分别电机安装架45，外侧安装Z向驱动电机41于电机安装架45上，Z向驱动电机41的电机轴上安装同步带轮及同步带，然后用皮带压片49将同步带压紧在Z向滑块48上。Z向复位挡片44固接在Z向滑块48上，Z向测位装置43固接在Z向支架主体40上并与Z向复位挡片44交叠。\n[0057] 第二驱动装置包括安装在设备主体上Y向支架3，其包括Y向驱动电机31，轴导轨\n32，Y向测位装置33，和其他安装板和结构型材。第二驱动装置还包括固接在Z向支架4的Z向支架主体40上的Y向复位挡片34、安装在Z向支架4的内含直线轴承的Y向滑块35。轴导轨32设置在设备主体上，其两端侧面分别电机安装架，外侧安装Y向驱动电机31于电机安装架上，Y向驱动电机31的电机轴上安装同步带轮及同步带，然后用皮带压片将同步带压紧在Y向滑块34上。Y向测位装置33固接在Z向支架的Z向支架主体40上，并与Y向复位挡片34在同一水平面。\n[0058] 如图7、图8所示，转管装置2固定在Z向滑块48上，转管装置包括贯通电机21、转管测位装置22、光耦支架23、脱管电机架24、转管电机架25、转管轴承盖26、管架27、空心轴电机28、脱管件29。\n[0059] 脱管电机架24和转管电机架25都安装在Z向滑块48上，脱管电机架24设置在转管电机架25上方。\n[0060] 空心轴电机28安装在转管电机架25上，管夹27的头部与空心轴电机28主轴用顶丝相连，管夹27与转管电机架25轴承装配。管夹27入口需光滑不阻碍，且有导向槽，管夹端口孔径比试管大，端口向管夹内部延伸孔径逐渐变小形成导向槽，管夹中间孔径略小于试管口径，管夹27采用高弹性的弹簧钢，且孔壁开多槽。这样管夹27压入时，可通过自身弹性，将试管胀紧。\n[0061] 贯通电机21安装在脱管电机架24上，贯通电机21的丝杆穿过空心轴电机28、管架\n27，与脱管件29如脱管顶块固接。光耦支架23固定在贯通电机21外侧，转管测位装置22安装在光耦支架23上，进而固定在脱管电机架24上。\n[0062] 这样就可以驱动转管装置2的管夹27拾取试管，并且驱动试管垂直运动和旋转运动，扫描装置1扫描不到条码可以把试管拾取升高离开试管架，然后旋转相应的角度然后再放回试管架，然后再重新扫描试管读取条码，如果还没读取到条码则再升高旋转相应角度再放回试管架读取条码直到读取到条码为止，扫描装置可以固定设置在转管装置下方或者固定在试管另一侧就能实现连续自动扫描试管条码的功能。扫描装置包括两个扫描枪，一个扫描枪设置在转管装置下方，一个设置在试管的另一侧，这样就能实现双通道扫描了，一个扫描枪扫描一排试管，整排扫描后再驱动转管装置拾取未扫描出条码的试管重新扫描，此时另一个扫描枪扫描另一排试管，两排试管交替扫描拾取。\n[0063] 还可以通过进料装置来实现重新扫描，进料装置驱动整排试管给扫描装置1扫描，如果有未扫描出条码的试管，则进料装置驱动未扫描出条码的目标试管放置在转管装置2能拾取试管的位置。扫描装置包括三个扫描枪，两个扫描枪分别设置在试管两侧，还有一个扫描枪专门用于扫描前面两个扫描枪未扫描出条码的试管，第一驱动装置、第二驱动装置和转管装置2驱动管夹27拾取目标试管移动至第三个扫描枪能扫描目标试管的位置。\n[0064] 测位装置和定位装置配合使用，测位装置如原点光电开关可以很好的测量各装置的位置，定位单元根据测位装置测得的数据控制对应的驱动装置运行进而控制试管的行进方向和距离，从而精确控制整个设备运动过程，测位装置和Y向复位挡片、Z向复位挡片配合能精确的控制转管装置回到初始位置。测位装置和定位装置也可以仅配合单个驱动装置使用。\n[0065] 实施例二\n[0066] 在实施例一的基础上，设备设有与第一驱动装置和第二驱动装置类似的驱动扫描装置垂直运动的第三驱动装置和水平运动的第四驱动装置。第一驱动装置和第三驱动装置上的Z向滑块48上根据需求设计不同的载体，根据负载选用合适的电机，扫描装置1，转管装置2均为Z向支架4上的载体机构。\n[0067] 如图2、图5和图6所示，扫描装置1包括条码枪安装架10、条码枪驱动电机11如行星减速步进电机、旋转电机座12、条码枪盒13、条码枪定位盘14、条码枪测位装置15，所述条码枪盒包括条码枪转轴16、检测试管的检测单元17如光电传感器、判断是否扫描到试管条码的判断单元18如条码模块。条码枪安装架10安装在Z向滑块48上，另一端与旋转电机座12相连，旋转电机座12上安装条码枪驱动电机11，在条码枪盒13里安装光电传感器17，条码模块\n18。通过条码枪转轴16与条码枪驱动电11主轴用顶丝相连，条码枪转轴16上用顶丝固定条码枪定位盘14，条码枪测位装置15，安装在旋转电机座12上。\n[0068] 扫描装置1和转管装置2都可以水平运动、垂直运动以及旋转运动，可以很方便的调节扫描装置1和转管装置2，具备较强的扫描的能力。与试管条码的自动扫描设备配合的进料装置可以放置多排试管，进料装置可以驱动任意一排试管行进到扫描装置能扫描到的位置，然后调节扫描装置的位置逐排扫描试管，全部扫描后进料装置再把未扫描到条码的目标试管行进到转管装置能拾取的位置，转管装置拾取、移动和旋转目标试管，扫描装置也移动到能扫描该目标试管的位置重新扫描。所有测位装置和定位装置配合使用，测位装置如原点光电开关可以很好的测量各装置的位置，定位单元根据测位装置测得的数据控制对应的驱动装置运行进而控制试管的行进方向和距离，控制扫描枪的位置和方向，从而精确控制整个设备运动过程，测位装置和Y向复位挡片、Z向复位挡片配合能精确的控制扫描装置和转管装置回到初始位置。测位装置和定位装置也可以仅配合单个驱动装置使用。\n[0069] 实施例三\n[0070] 如图15所示，一种扫描试管条码的方法，采用实施例一或实施例二的设备，包括以下步骤：\n[0071] S1：检测单元检测目标试管；如果检测到试管则扫描装置扫描试管；\n[0072] S2：如果未扫描出条码，则转管装置通过管夹拾取所述目标试管的上部，水平、垂直移动目标试管进入待扫描位置，将所述目标试管旋转供所述扫描装置扫描所述目标试管上的条码，扫描到试管条码后脱管装置使试管返回原先位置。\n[0073] 扫描试管条码前需要的准备工作：试管架准备进入检测通道前，由Y向驱动电机31通过同步带传动，拖动扫描装置1所在的Z向支架4，从Y方向进给至系统设定的扫描检测距离，该距离通过Y向驱动电机31上的定位单元进行精确控制，复位通过Z向支架上的Y向测位装置33控制，再由Z向驱动电机41，通过同步带传动，拖动扫描装置1Z方向进给至试管条码扫描的设定高度，试管架从X方向进给。\n[0074] 依次将试管架的各个试管进行检测和扫描之后，此时将出现两种情况：\n[0075] 第一，检测到试管存在，对应的该试管全部都扫描出条码。\n[0076] 此时，试管架可直接进入采样阶段。条码枪关闭，扫描装置1从Z方向复位，Z方向复位由Z向复位挡片44和Z向测位装置43控制复位，带动扫描装置1的Z向支架4从Y向复位，Y向复位由Y向复位挡片34和Y向测位装置33控制复位。\n[0077] 第二，检测到试管存在，但对应的部分试管没有扫描出条码。则进行步骤S2，如图\n16所示，其步骤具体包括：\n[0078] S2-1：第一驱动装置驱动转管装置垂直运动带动管夹往试管方向移动，直至管夹套入试管并夹紧试管；试管架上没有扫描出条码的试管将退回至转管装置2管夹27的Y方向位置，由Y向驱动电机31通过同步带传动，拖动转管装置2所在的Z向支架4，从Y方向进给至管夹27处于该试管的正上方，如图11、图12所示，此时试管口的轴线应该与管夹27轴线同轴，由驱动电机41驱动，通过同步带传动，拖动转管装置1Z方向进给，直到管夹27压进试管口一定深度，可使管夹回退时能夹起试管取出；\n[0079] S2-2：第一驱动装置和第二驱动装置驱动试管进入待扫描位置；\n[0080] S2-3：扫描装置旋转扫描枪对准试管，转管装置驱动试管旋转；如图9、图10所示，由条码枪驱动电机11驱动条码枪转轴16，进而带动条码枪盒13，顺时针旋转90°，条码枪此时应正对着待扫描试管，由空心轴电机28驱动管夹27带动试管低速旋转，使条码枪可在试管表面360°进行扫描；\n[0081] S2-4：扫描装置扫描试管直至扫描到试管条码后停止旋转试管；\n[0082] S2-5：第一驱动装置和第二驱动装置驱动试管返回试管架，第一驱动装置使试管底部不与试管架接触；扫描后的试管按原路返回到原试管插槽上方，由驱动电机41驱动管夹27Z方向下移，该段下移进给的距离应比第一次夹取试管的距离短，确保有足够的空间以便推出夹紧的试管；\n[0083] S2-6：脱管机构驱动直径比试管口大的脱管件向试管移动直至试管脱离管夹。驱动脱管机构使试管脱离管夹，当管夹27带着试管下移至接近试管架插槽底部时，如图13所示，由贯通电机21驱动丝杆下移，丝杆与脱管件29固接，因此可通过脱管件29将试管推出管夹27，如图14所示，推出试管后，由转管测位装置22控制丝杆复位。\n[0084] 未扫描到条码的试管，则试管依次退回至管夹27下方，重复S2-1到S2-6的步骤进行重新扫描。待全部扫描完成后，试管架进入采样阶段。扫描装置1和转管装置2复位到初始位置。\n[0085] 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。