一种咽拭子棉签头自动剪断收集系统

技术领域

本发明涉及咽拭子棉签头收集技术领域，具体地说是一种结构简单、使用方便、收集效率高、收集效果好的咽拭子棉签头自动剪断收集系统。

背景技术

核酸检测进程中，需有效防止病毒传播，节省人力物力，因此，急需一种可以代替人工进行核酸检测的设备。

现有的核酸检测方法为采用咽拭子标本进行检验，咽拭子标本就是用医用的棉签，从人体的咽部蘸取少量分泌物，采取的样本就是咽拭子标本，为了保证整个过程的无菌性，在采样之后需要经过棉签回收机构将棉签头回收，回收后进行棉签的棉签头掰断至于试管内，现有的自动化设备无法实现掰断功能。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便、收集效率高、收集效果好的咽拭子棉签头自动剪断收集系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种咽拭子棉签头自动剪断收集系统，设有机架，其特征在于机架上设有棉签夹取移送单元、试管输送开盖单元和棉签头剪断单元，所述的棉签夹取移送单元设在试管输送开盖单元侧面，棉签头剪断单元设在试管输送开盖单元上方，棉签夹取移送单元的夹取端夹取棉签，棉签夹取移送单元将夹取的棉签移动至试管输送开盖单元的试管口上方，棉签头剪断单元动作将棉签头剪切后落入试管输送开盖单元中的试管内，完成检测流程。

本发明所述的棉签夹取移送单元包括棉签输送组件和棉签夹取回收组件，所述的棉签输送组件为能实现带动棉签夹取回收组件移动的装置，棉签输送组件固定在机架上，所述的棉签夹取回收组件包括定位座、卸料杆、电动推杆，所述的定位座固定在棉签输送组件上，电动推杆的阀体固定在定位座上，定位座上设有通孔，通孔内设有卸料杆，卸料杆穿出通孔后端与电动推杆的拉杆连接，通过电动推杆带动卸料杆将去掉棉签头的棉签杆退出。

本发明所述的定位座的通孔前端设为喇叭状，辅助棉签杆的插入。

本发明所述的定位座的前端连接导向板，导向板上设有喇叭孔，喇叭孔的缩口端与定位座的通孔端部过渡连接，增大喇叭孔的扩口，进一步辅助棉签杆的插入。

本发明所述的棉签输送组件包括直线导轨、丝杠、丝母、驱动块、驱动电机，所述的驱动块经直线导轨与机架连接，驱动块上固定丝母，丝母套在丝杠上，丝杠与驱动电机的输出轴连接，丝杠的两端分别经轴承与支撑架连接，支撑架固定在机架上，驱动块与定位座固定连接，通过驱动电机带动丝杠旋转，进而带动丝母在丝杠上前后移动，最终实现驱动块带动定位座移动，实现棉签的移动。

本发明所述的定位座的前侧下端设有与通孔连通的驱动槽，所述的驱动槽下方设有棉签旋转组件，所述的棉签旋转组件包括驱动器、摩擦盘，所述的摩擦电机固定在定位座上，摩擦电机的输出轴与摩擦盘连接，摩擦盘的外缘伸进驱动槽内并与通孔内的棉签摩擦接触，通过驱动器带动摩擦盘旋转，进而带动棉签棒转动，因此棉签棒旋转的过程进入剪刀内可以实现棉签头与棉签棒的脱离。

本发明所述的试管输送开盖单元包括试管上料组件和开盖组件，所述的试管上料组件包括试管固定架、试管驱动器，试管驱动器固定在机架上，试管驱动器与试管固定架连接，试管驱动器驱动试管固定架移动，试管固定架上设有多个试管安放工位，其中一个试管安放工位的上方设有开盖组件，所述的开盖组件包括旋转驱动器、升降驱动器、开盖定位板、开盖器，所述的升降驱动器固定在机架上，升降驱动器与开盖定位板连接，开盖定位板上连接旋转驱动器，旋转驱动器的输出轴与开盖器连接，开盖器与试管盖连接后经旋转驱动器旋转实现开盖或闭盖，并通过升降驱动器带动试管盖的上移或下降。

本发明所述的开盖组件下方的试管安放工位侧面的机架上设有卡接板，所述的卡接板设为弹性，卡接板卡在试管安放工位处的试管侧面，并与试管侧壁接触，通过卡接板将移动过来的试管进行卡住，增大摩擦力，避免试管在开盖过程中试管旋转，进而辅助开盖过程的顺利。

本发明所述的试管固定架包括主动齿轮、从动齿轮、链条、试管安放架，所述的主动齿轮和从动齿轮上套在链条的内侧，链条的外侧并列安装试管安放架，试管按放架上设有试管盛放孔，试管盛放孔内放置试管，主动齿轮与试管驱动器连接，通过试管驱动器带动主动齿轮旋转，进而带动链条转动，将链条外侧的试管安放架移动至开盖工位处。

本发明所述的试管安放架的外侧面设有与卡接板位置对应的摩擦孔，卡接板通过摩擦孔伸进试管安放架内与试管外壁摩擦接触。

本发明所述的试管固定架设为固定圆盘，所述的固定圆盘的板面的边缘圆周方向上设有试管盛放孔，试管盛放孔内放置试管，固定圆盘与试管驱动器连接，试管驱动器带动固定圆盘旋转，将固定圆盘上的试管移动至开盖工位处。

本发明所述的固定圆盘的外侧面设有与卡接板位置对应的摩擦孔，卡接板通过摩擦孔伸进固定圆盘内与试管外壁摩擦接触。

本发明所述的试管驱动器包括推进棘轮、推进棘爪、电动推杆，所述的推进棘轮设在主动齿轮或固定圆盘的下方并与主动齿轮或固定圆盘固定连接，推进棘轮侧面与推进棘爪啮合，推进棘爪与电动推杆的输出端连接，电动推杆固定在机架上，电动推杆带动推进棘爪推动推进棘轮旋转，进而实现主动齿轮或固定圆盘的旋转。

本发明所述的推进棘轮上的相邻的单个棘齿之间的距离为一个试管工位，每推动一个棘齿后棘轮旋转的距离为一个试管移动至开盖组件下方的距离，增大试管移动工位的稳定性。

本发明所述的试管固定架中的从动齿轮设置多个，多个从动齿轮呈S型安装在机架上，S型安装的从动齿轮将链条呈S型分布，进而增大了试管的数量。

本发明所述的棉签头剪断单元包括切断剪刀、驱动器和拉动翻转件，所述的切断剪刀包括剪刀上刃和剪刀下刃，剪刀上刃和剪刀下刃的后端内侧经绞轴相铰接，所述的剪刀上刃和剪刀下刃的后端外侧分别经能使剪刀上刃和剪刀下刃分别翻转的拉动翻转件与驱动器连接，驱动器固定在机架上，驱动器带动拉动翻转件前后移动实现剪刀上刃和剪刀下刃的翻转。

本发明所述的拉动翻转件包括上连杆、下连杆和连接杆，所述的上连杆的两端分别与剪刀上刃和连接杆的上端相铰接，下连杆的两端分别与剪刀下刃和连接杆的下端相铰接，所述的连接杆与带动连接杆前后移动的驱动器输出端相连接，通过上连杆、下连杆和连接杆实现拉动翻转件带动剪刀上刃和剪刀下刃的翻转。

本发明所述的剪刀上刃外端的铰接点与剪刀上刃内端的铰接点连线与剪刀上刃内端铰接点所在的水平线之间的夹角大于90度，保证剪刀上刃翻转角度大于90度。

本发明所述的剪刀下刃外端的铰接点与剪刀下刃内端的铰接点连线与剪刀下刃内端铰接点所在的水平线之间的夹角大于90度，保证剪刀下刃翻转角度大于90度。

本发明所述的上连杆和下连杆分别为朝向外侧弯曲的弧形状，便于维护。

本发明所述剪刀上刃的刀刃处设有剪切限位槽，剪切限位槽的槽底呈尖状，通过剪切限位槽限制棉签头的剪切位置，并防止棉签头剪切弹起。

本发明所述的剪刀上刃的侧面设有伸出剪切上刃下断面的按压板，所述的通过按压板将棉签头初步按压，保证棉签头准确落入试管内。

本发明所述的剪刀上刃和剪刀下刃上分别设有加热板，加热板经导线与电源连接，通过加热板辅助剪刀快速剪切。

本发明所述的加热板外侧设有隔热护罩，隔热护罩罩在加热板的外侧，避免加热板热量散失，对试管内的培养液产生影响。

本发明由于采用上述结构，具有结构简单、使用方便、收集效率高、收集效果好等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的棉签夹取移送单元的结构示意图。

图3是图2中定位座和导向板的透视图。

图4是本发明中棉签旋转组件与定位座连接关系图。

图5是本发明的试管输送开盖单元的结构示意图。

图6是图5中俯视角度立体图。

图7是本发明试管输送开盖单元中固定圆盘式的试管固定架的结构示意图。

图8是本发明的棉签头剪断单元的结构示意图。

图9是图8中剪刀上刃和剪刀下刃张开结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如附图所示，一种咽拭子棉签头自动剪断收集系统，设有机架，其特征在于机架上设有棉签夹取移送单元1、试管输送开盖单元和棉签头剪断单元2，所述的棉签夹取移送单元1设在试管输送开盖单元侧面，棉签头剪断单元2设在试管输送开盖单元上方，棉签夹取移送单元1的夹取端夹取棉签，棉签夹取移送单元1将夹取的棉签移动至试管输送开盖单元的试管口上方，棉签头剪断单元2动作将棉签头剪切后落入试管输送开盖单元中的试管内，完成检测流程。

进一步，所述的棉签夹取移送单元1包括棉签输送组件和棉签夹取回收组件，所述的棉签输送组件为能实现带动棉签夹取回收组件移动的装置，棉签输送组件固定在机架上，所述的棉签夹取回收组件包括定位座102、卸料杆103、第一电动推杆104，所述的定位座102固定在棉签输送组件上，第一电动推杆104的阀体固定在定位座102上，定位座102上设有通孔105，通孔105内设有卸料杆103，卸料杆103穿出通孔105后端与第一电动推杆104的拉杆连接，通过第一电动推杆104带动卸料杆103将去掉棉签头的棉签杆退出。

进一步，所述的定位座102的通孔105前端设为喇叭状，辅助棉签杆的插入。

进一步，所述的定位座102的前端连接导向板106，导向板106上设有喇叭孔112，喇叭孔112的缩口端与定位座102的通孔105端部过渡连接，增大喇叭孔112的扩口，进一步辅助棉签杆的插入。

进一步，所述的棉签输送组件包括直线导轨107、第一丝杠108、第一丝母、驱动块109、输送电机110，所述的驱动块109经直线导轨107与机架连接（图中驱动块109经直线导轨107与支撑架101连接，支撑架101与机架连接），驱动块109上固定第一丝母，第一丝母套在第一丝杠108上，第一丝杠108与输送电机110的输出轴连接，第一丝杠108的两端分别经轴承与支撑架101连接，支撑架101固定在机架上，驱动块109与定位座102固定连接，通过输送电机110带动第一丝杠108旋转，进而带动第一丝母在第一丝杠108上前后移动，最终实现驱动块109带动定位座102移动，实现棉签的移动。

进一步，所述的定位座102的前侧下端设有与通孔105连通的驱动槽113，所述的驱动槽113下方设有棉签旋转组件，所述的棉签旋转组件包括摩擦电机114、摩擦盘115，所述的摩擦电机114固定在定位座102上，摩擦电机114的输出轴与摩擦盘115连接，摩擦盘115的外缘伸进驱动槽113内并与通孔105内的棉签摩擦接触，通过摩擦电机114带动摩擦盘115旋转，进而带动棉签棒转动，棉签棒旋转的过程可以辅助剪刀快速实现棉签头与棉签棒的脱离。

进一步，所述的试管输送开盖单元包括试管上料组件3和开盖组件4，所述的试管上料组件3包括试管固定架、试管驱动器，试管驱动器固定在机架上（图中试管驱动器固定在底座201上，底座201固定在机架上），试管驱动器与试管固定架连接，试管驱动器驱动试管固定架移动，试管固定架上设有多个试管安放工位，其中一个试管安放工位的上方设有开盖组件4，所述的开盖组件4包括旋转驱动器202、升降驱动器203、开盖定位板204、开盖器205，所述的升降驱动器203固定在机架上（为了避免结构之间的遮挡，图中未示出机架位置），升降驱动器203与开盖定位板204连接，开盖定位板204上连接旋转驱动器202，旋转驱动器202的输出轴与开盖器205连接，开盖器205与试管盖连接后经旋转驱动器202旋转实现开盖或闭盖，并通过升降驱动器203带动试管盖的上移或下降。

进一步，所述的开盖组件4下方的试管安放工位侧面的机架上设有卡接板206（图中显示卡接板206与底座201连接，底座201固定在机架上），所述的卡接板206设为弹性，卡接板206卡在试管安放工位处的试管侧面，并与试管侧壁接触，通过卡接板206将移动过来的试管进行卡住，增大摩擦力，避免试管在开盖过程中试管旋转，进而辅助开盖过程的顺利。

进一步，所述的试管固定架包括主动齿轮207、从动齿轮208、链条209、试管安放架210，所述的主动齿轮207和从动齿轮208上套在链条209的内侧，链条209的外侧并列安装试管安放架210，试管按放架上设有试管盛放孔211，试管盛放孔211内放置试管，主动齿轮207与试管驱动器连接，通过试管驱动器带动主动齿轮207旋转，进而带动链条209转动，将链条209外侧的试管安放架210移动至开盖工位处，所述的主动齿轮207和从动齿轮208分别经铰轴固定在底座201上，底座201与机架固定。

进一步，所述的试管安放架210的外侧面设有与卡接板206位置对应的摩擦孔212，卡接板206通过摩擦孔212伸进试管安放架210内与试管外壁摩擦接触。

进一步，所述的试管固定架设为固定圆盘213，所述的固定圆盘213的板面的边缘圆周方向上设有试管盛放孔211，试管盛放孔211内放置试管，固定圆盘213与试管驱动器连接，试管驱动器带动固定圆盘213旋转，将固定圆盘213上的试管移动至开盖工位处，固定圆盘213经铰轴固定机架上。

进一步，所述的固定圆盘213的外侧面设有与卡接板206位置对应的摩擦孔212，卡接板206通过摩擦孔212伸进固定圆盘213内与试管外壁摩擦接触。

进一步，所述的试管驱动器包括推进棘轮214、推进棘爪215、第二电动推杆216，所述的推进棘轮214设在主动齿轮207或固定圆盘213的下方并与主动齿轮207或固定圆盘213固定连接，推进棘轮214侧面与推进棘爪215啮合，推进棘爪215与第二电动推杆216的输出端连接，第二电动推杆216固定在机架上（图中固定在底座201上，底座201与机架连接），第二电动推杆216带动推进棘爪215推动推进棘轮214旋转，进而实现主动齿轮207或固定圆盘213的旋转。

进一步，所述的推进棘轮214上的相邻的单个棘齿之间的距离为一个试管工位，每推动一个棘齿后棘轮旋转的距离为一个试管移动至开盖组件4下方的距离，增大试管移动工位的稳定性。

进一步，所述的试管固定架中的从动齿轮208设置多个，多个从动齿轮208呈S型安装在机架上，S型安装的从动齿轮208将链条209呈S型分布，进而增大了试管的数量。

进一步，所述的棉签头剪断单元2包括切断剪刀、剪切驱动器303和拉动翻转件，所述的切断剪刀包括剪刀上刃301和剪刀下刃302，剪刀上刃301和剪刀下刃302的后端内侧经绞轴相铰接，所述的剪刀上刃301和剪刀下刃302的后端外侧分别经能使剪刀上刃301和剪刀下刃302分别翻转的拉动翻转件与剪切驱动器303连接，剪切驱动器303固定在机架上（图中显示剪切驱动器303经支撑连接板310固定在底座201上，底座201与机架连接），剪切驱动器303带动拉动翻转件前后移动实现剪刀上刃301和剪刀下刃302的翻转，剪切上刃和剪切下刃后端内侧铰轴固定在机架上。

图1中显示的棉签剪切单元中的剪切剪刀为现有剪刀，通过交叉布置的剪刀上刃301和剪刀下刃302，剪刀上刃301和剪刀下刃302交叉点经铰轴连接，剪刀上刃301和剪刀下刃302的后端经上连杆304和下连杆305与连接杆306相铰接，上连杆304和下连杆305的前端分别与剪刀上刃301和剪刀下刃302的后端相铰接，连接杆306与带动连接杆306前后移动的剪切驱动器303输出端相连接，通过上连杆304、下连杆305和连接杆306实现拉动翻转件带动剪刀上刃301和剪刀下刃302的剪切。

上述剪刀可以实现棉签的剪切过程，剪刀布置有可能遮挡试管的旋转，闭合之后才能进行试管的移位，闭合试管移位之后打开，再对经过的棉签进行剪切。

进一步，所述的拉动翻转件包括上连杆304、下连杆305和连接杆306，所述的上连杆304的两端分别与剪刀上刃301和连接杆306的上端相铰接，下连杆305的两端分别与剪刀下刃302和连接杆306的下端相铰接，所述的连接杆306与带动连接杆306前后移动的剪切驱动器303输出端相连接，通过上连杆304、下连杆305和连接杆306实现拉动翻转件带动剪刀上刃301和剪刀下刃302的翻转。

上述剪刀也可以实现棉签的剪切过程，剪刀布置不会遮挡试管的旋转，在切割之后迅速打开，打开后试管移位，移位之后棉签移动至试管后上方，瞬间进行尖端即可。

进一步，所述的剪刀上刃301外端的铰接点与剪刀上刃301内端的铰接点连线与剪刀上刃301内端铰接点所在的水平线之间的夹角大于90度，保证剪刀上刃301翻转角度大于90度。

进一步，所述的剪刀下刃302外端的铰接点与剪刀下刃302内端的铰接点连线与剪刀下刃302内端铰接点所在的水平线之间的夹角大于90度，保证剪刀下刃302翻转角度大于90度。

进一步，所述的上连杆304和下连杆305分别为朝向外侧弯曲的弧形状，便于维护。

进一步，所述剪刀上刃301的刀刃处设有剪切限位槽307，剪切限位槽307的槽底呈尖状，通过剪切限位槽307限制棉签头的剪切位置，并防止棉签头剪切弹起。

进一步，所述的剪刀上刃301的侧面设有伸出剪切上刃下断面的按压板，所述的通过按压板将棉签头初步按压，保证棉签头准确落入试管内。

进一步，所述的剪刀上刃301和剪刀下刃302上分别设有加热板308，加热板308经导线与电源连接，通过加热板308辅助剪刀快速剪切。

进一步，所述的加热板308外侧设有隔热护罩309，隔热护罩309罩在加热板308的外侧，避免加热板308热量散失，对试管内的培养液产生影响。

剪刀上述所述的剪切驱动器303为剪切电机，剪切电机的输出轴上连接第二丝杠，所述的第二丝杠上套有第二丝母，第二丝母固定在连接杆306上，通过驱动电机的正转和反转带动连接杆306的前后移动，所述的连接杆306可经导向杆进行只能前后移动、不能旋转的限位，这与现有技术相同，此不赘述，上述加热板可以对剪刀上刃和剪刀下刃进行加热消毒，保证剪切过程的无菌。

使用过程：

首先，试管上料组件3和开盖组件4工作，将试管放置在试管盛放孔211内，试管驱动器带动主动齿轮207或固定圆盘213旋转，或者第二电动推杆216推动推进棘爪215，推进棘爪215带动推进棘轮214旋转，最终将试管盛放孔211内的试管移动至开盖组件4下方的工位处，此时试管的外壁与卡接板206挤压接触，增大了试管外壁与卡接板206之间的摩擦力，然后开盖组件4中的升降驱动器203带动开盖器205下移至试管盖位置并与试管盖连接，再启动旋转驱动器202带动开盖器205的旋转，在旋转的同同时升降驱动器203带动试管盖上移，实现了开盖过程，

检测人员采样结束后，将棉签的后端插入定位座102的通孔105内，由于通孔105内设有卸料杆103的作用，因此，插入棉签不能再插入停止，插入后，启动输送电机110，带动驱动块109移动，将棉签移动至试管上料组件3中试管开口上方和开盖组件4打开的试管盖的下方，

此时，剪刀在剪切驱动器的驱动下拉动连接杆306，连接杆306分别通过第一连杆朝向前侧推动剪刀上刃301、第二连杆朝向前侧推动剪刀下刃302，打开加热板308，剪刀上刃301和剪刀下刃302闭合，剪刀在热量和剪切力同时作用下进行切割，切割瞬间驱动电机反转，驱动电机带动连接杆306后移，进而连接杆306分别带动第一连杆超向后侧拉动剪刀上刃301、第二连杆朝向后侧拉动剪刀下刃302，这时剪刀上刃301和剪刀下刃302张开大于90度，给试管上料工序腾出上料空间，下一个试管经过剪刀移动至暂停工位上，进行下一个棉签头的剪切，整个过程可以降低棉签头与试管口之间的距离，又能避让试管自动上料，

剪切完成带棉签的棉签头落入试管后，再打开升降驱动器203，将试管盖下移至试管口处，再继续下移的同时打开旋转驱动器202，旋转驱动器202方向旋转，进而将试管盖安装在试管上，最终实现了试管盖关闭，由于试管上料组件3可以实现试管的连续上料，因此可以在一个试管内的棉签头数量达到后，相邻的另一个试管转至棉签头下落的上方位置，进行下一个试管的棉签头收集，

在将棉签头剪切的同时可通过摩擦电机114带动摩擦盘115旋转，进而带动棉签棒转动，棉签棒旋转的过程可以辅助剪切过程实现棉签头与棉签棒的脱离，然后输送电机110再带动驱动块109移动，将带有棉签杆的驱动块109移动至卸料工位处，然后启动第一电动推杆104，第一电动推杆104的拉杆带动卸料杆103移动，卸料杆103将棉签杆顶出，进而实现卸料过程，整个过程能实现自动化，稳定性高、回收效果好、回收效率高，本发明由于采用上述结构，具有结构简单、稳定性高、回收效果好、实现自动卸料等优点。

上述所述的通孔105可设为直孔，导向板106上设为喇叭孔112，试管自动上料工装的试管暂停工位侧面的机架上安装在剪刀，为了将棉签头至于试管的试管口的上方位置，剪切后直接落入试管口内，

上述所述的试管驱动器可以为驱动电机，驱动电机直接带动主动齿轮207或固定圆盘213旋转，上述所述的旋转驱动器202为能实现开盖器205旋转的驱动结构，升降驱动器203为能实现开盖定位板204升降的驱动结构，为现有技术，次不赘述，同时开盖器205与现有开盖器205相同，能实现与试管盖的固定连接的结构，其也可以为套筒，直接套在试管盖的外壁上，套筒的内部上设有增大摩擦力的凸起，通过套筒与试管盖之间的摩擦力实现套筒带动试管盖的旋转，图1为了显示位置关系，开盖组件4没有显示出于机架连接，其实际可通过固定板连接在机架上。