1.本发明涉及样本采样过程中的无人智能控制技术领域，具体的说，是涉及一种智能化无人采集样本系统及设备。
背景技术：2.样本取样是医学领域不可或缺的作业内容。
3.目前，现有技术及其研究主要专注机械手臂类操作喉咙取样方面或者是检测工作人员作业的工作环境的改善（核酸亭之类），还没有一种全面解决目前核算检测过程中的无人化、智能化和低成本方案。
技术实现要素：4.为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种智能化无人采集样本系统及设备，解决了核算检测过程中医护人员的工作劳动和感染风险，同时实现低成本。
5.本发明技术方案如下所述：一种智能化无人采集样本系统及设备，包括：信息获取和校对模块，用于获取被采样人员的身份信息，并通过人脸识别技术或者虹膜技术判断被采样人员与其身份信息是否一致；样本采集模块，用于通过机械手臂配合柔性采样头，在视觉机器人的指导下完成样本的采集工作，并将采集到的样本送到指定的样本器皿中密封；消毒模块，用于根据实际需要及时对机械手臂相应的部件和区域进行消毒；物料标识和控制模块，用于按照要求分类标识以及对样本器皿进行标识，并自动对被采样人员的信息与该样本器皿进行保存和匹配；监测和分析模块，用于实时监测和分析设备内部和设备周边的环境；通信和服务器模块，用于通过无线通信的方式将设备获取的数据传递到服务器。
6.根据上述方案的本发明，所述信息获取和校对模块通过有效核酸检测码、身份证、二维码、微信码或者支付宝条码获取被采样人员的身份信息。
7.根据上述方案的本发明，当机械手臂完成一次采样任务后，所述消毒模块自动对机械手臂相应的部件和区域进行消毒。
8.根据上述方案的本发明，所述监测和分析模块用于实时监测和分析被采样人员在采样过程中的异常行为。
9.进一步的，若所述监测和分析模块监测到被采样人员在采样过程中有异常行为，则该次采样结果无效。
10.根据上述方案的本发明，所述监测和分析模块用于实时检测和分析排队采样人群的拥挤程度，并向所述服务器传递相应的数据。
11.根据上述方案的本发明，所述监测和分析模块用于实时检测和分析设备运行状态和外力破坏情况。
12.根据上述方案的本发明，所述通信和服务器模块通过移动通信、wifi通信、蓝牙通信或基站通信的方式将设备获取的数据传递到服务器。
13.根据上述方案的本发明，还包括物料补充和控制模块，用于机械手臂完成消毒后，自动将采样用物料输送到机械手臂附近。
14.根据上述方案的本发明，还包括无人驾驶系统，用于采用汽车无人驾驶技术，按照计划远程控制设备的移动。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明实现了智能化无人全天候采集检测样本，降低了医疗工作人员的劳动强度，保护医疗工作人员的身体健康，增强了工作效率，节约了人力成本，并能实现远程实时监控、智能分析和各采样点合理调配采样设备，减少大规模采样人群的拥堵，减少被采样人员的交叉感染风险；同时，还可以借助智能分析和无人驾驶的技术，做到智能化无人全局调度，实现区域内核酸采样时局部地区的拥堵，减少被采样人员的交叉感染风险。
附图说明
16.图1为本发明的原理框架图。
具体实施方式
17.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
18.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。
19.请参阅图1，本发明实施例提供了一种智能化无人采集样本系统及设备，包括信息获取和校对模块、样本采集模块、消毒模块、物料补充和控制模块、物料标识和控制模块、监测和分析模块、及通信和服务器模块，通信和服务器模块分别与信息获取和校对模块、样本采集模块、消毒模块、物料补充和控制模块、物料标识和控制模块、监测和分析模块连接。
20.信息获取和校对模块用于通过有效核酸检测码、身份证、二维码、微信码、支付宝条码或者其它有效码获取被采样人员的身份信息，并通过人脸识别技术(或者虹膜技术等其它识别技术)判断被采样人员与其身份信息是否一致，从而保证被采样人员与获取到的身份信息的真实一致性。
21.样本采集模块用于通过机械手臂配合柔性采样头，在视觉机器人的指导下完成样本的采集工作，并将采集到的样本送到指定的样本器皿中密封。在本实施例中，机械手臂为复杂机器人，采样时，由机械手臂将提取介质（如棉棒）送至口腔部合适位置，机械手臂的前端有个小型的柔性机械采样头，该柔性机械采样头在视觉机器人的协助下，完成喉部取样
工作。
22.消毒模块用于根据实际需要及时对机械手臂相应的部件和区域进行消毒。在本实施例中，当机械手臂完成一次采样任务后，消毒模块自动对机械手臂相应的部件和区域进行消毒，从而防止机械手臂受污染后导致被取样人员交叉感染。
23.物料补充和控制模块用于机械手臂完成消毒后，自动将采样用物料输送到机械手臂附近，以便机械手臂获取下次采样用物料，为下次采样做好准备。
24.物料标识和控制模块用于按照要求分类标识以及对样本器皿进行标识，并自动对被采样人员的信息与该样本器皿进行保存和匹配，保准所取及所需，所存即有效，所标识物料准确无误。
25.监测和分析模块用于实时监测和分析设备内部和设备周边的环境，具体体现在三个方面：1、监测和分析模块实时监测和分析被采样人员在采样过程中的异常行为，如被采样人员人脸识别后与周围的人员进行替换等等，确保被采样人员从扫码开始到样本采集完成这个过程中无异常；如若监测和分析模块监测到被采样人员在采样过程中有异常行为，则该次采样结果无效，保证采样结果的真实有效性。
26.2、监测和分析模块用于实时检测和分析排队采样人群的拥挤程度，并向服务器传递相应的数据，便于服务器智能分析和智能调度。对出现排队人员拥堵的，经过服务器智能分析和调度，从拥挤处调剂设备到繁忙处，减少取样队伍排长队拥堵情况，减少交叉感染机遇。
27.3、监测和分析模块用于实时检测和分析设备运行状态和外力破坏情况，从而及时发现设备的异常运行状态，以及防止对设备出现外力破坏的情况发生。
28.通信和服务器模块用于通过无线通信的方式将设备获取的数据传递到服务器。在本实施例中，通信和服务器模块可通过移动通信、wifi通信、蓝牙通信或基站通信等等方式将设备获取的数据传递到服务器，一方面供服务器分析和处理，另一方面供检测机构和政府主管机构实时获取相关信息。
29.在本实施例中，智能化无人采集样本系统及设备还可以配备无人驾驶系统，无人驾驶系统采用汽车无人驾驶技术，按照计划远程控制设备的移动，从而做成全自动智能行驶和智能化采样，做到智能化无人全局调度，实现区域内核酸采样时局部地区的拥堵，减少被采样人员的交叉感染风险。当然，在其他实施例中，也可以配备人员操作移动方式，在人员辅助下移动设备；或者做成固定式设备，放置于指定地点。
30.本发明具体作业过程为：1、信息获取和校对：被采样人员使用有效核酸检测码、身份证、二维码、微信码、支付宝码或者其它有效码，在设备指定位置扫码，设备获取该被采样人员的身份信息，然后通过人脸识别技术判断被采样人员与其身份信息是否一致。
31.2、样本采样提取：在被采样人员确认无误后，该被采样人员到达指定位置并按照要求完成指定动作后，机械手臂开始采样，提取样本。该机械手臂为复杂机器人，采样时，由机械手臂将提取介质（如棉棒）送至口腔部合适位置，机械手臂的前端有个小型的柔性机械采样头，该柔性机械采样头在视觉机器人的协助下，完成喉部取样工作。
32.3、样品封装保存：机械手臂将采集到的样本送到指定的样本器皿密封保存，同时
对该密封的样本器皿进行标识，系统自动对被采样人员的信息与该样本器皿进行保存和匹配。
33.4、消毒：械手臂完成一次采样任务后，消毒模块自动对机械手臂相应的部件和区域进行消毒，防止机械手臂受污染后导致被取样人员交叉感染。
34.5、物料补充和控制：机械手臂完成消毒后，自动将采样用物料输送到机械手臂附近，机械手臂获取下次采样用物料，为下次采样做好准备。
35.6、智能监控和分析：系统在运行过程中，监测和分析模块实时监测设备内部和设备周边的环境，并综合分析，具体体现在三个方面：实时监测和分析被采样人员在采样过程中的异常，确保被采样人员从扫码开始到样本提取完成这个过程中无异常；2、对排队采样人群的拥挤程度实时监控和分析并向服务器传递数据，便于服务器智能分析和智能调度；3、实时监控设备运行状态和设备周边情况，防止对设备出现外力破坏情况。
36.7、数据通信和智能分析：通过无线通信的方式将设备获取的数据传递到服务器，便于后期对设备运行状况监控调度；对出现排队人员拥堵的，经过服务器智能分析和调度，从拥挤处调剂设备到繁忙处，减少取样队伍排长队拥堵情况，减少交叉感染机遇。
37.8、智能化无人全局调度：无人驾驶系统采用汽车无人驾驶技术，按照计划远程控制设备的移动，实现区域内核酸采样时局部地区的拥堵，减少被采样人员的交叉感染风险。
38.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
39.上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
技术特征：1.一种智能化无人采集样本系统及设备，其特征在于，包括：信息获取和校对模块，用于获取被采样人员的身份信息，并通过人脸识别技术或者虹膜技术判断被采样人员与其身份信息是否一致；样本采集模块，用于通过机械手臂配合柔性采样头，在视觉机器人的指导下完成样本的采集工作，并将采集到的样本送到指定的样本器皿中密封；消毒模块，用于根据实际需要及时对机械手臂相应的部件和区域进行消毒；物料标识和控制模块，用于按照要求分类标识以及对样本器皿进行标识，并自动对被采样人员的信息与该样本器皿进行保存和匹配；监测和分析模块，用于实时监测和分析设备内部和设备周边的环境；通信和服务器模块，用于通过无线通信的方式将设备获取的数据传递到服务器。2.根据权利要求1所述的智能化无人采集样本系统及设备，其特征在于，所述信息获取和校对模块通过有效核酸检测码、身份证、二维码、微信码或者支付宝条码获取被采样人员的身份信息。3.根据权利要求1所述的智能化无人采集样本系统及设备，其特征在于，当机械手臂完成一次采样任务后，所述消毒模块自动对机械手臂相应的部件和区域进行消毒。4.根据权利要求1所述的智能化无人采集样本系统及设备，其特征在于，所述监测和分析模块用于实时监测和分析被采样人员在采样过程中的异常行为。5.根据权利要求4所述的智能化无人采集样本系统及设备，其特征在于，若所述监测和分析模块监测到被采样人员在采样过程中有异常行为，则该次采样结果无效。6.根据权利要求1所述的智能化无人采集样本系统及设备，其特征在于，所述监测和分析模块用于实时检测和分析排队采样人群的拥挤程度，并向所述服务器传递相应的数据。7.根据权利要求1所述的智能化无人采集样本系统及设备，其特征在于，所述监测和分析模块用于实时检测和分析设备运行状态和外力破坏情况。8.根据权利要求1所述的可移动式智能化无人采集样本方法及设备，其特征在于，所述通信和服务器模块通过移动通信、wifi通信、蓝牙通信或基站通信的方式将设备获取的数据传递到服务器。9.根据权利要求1所述的智能化无人采集样本系统及设备，其特征在于，还包括物料补充和控制模块，用于机械手臂完成消毒后，自动将采样用物料输送到机械手臂附近。10.根据权利要求1所述的智能化无人采集样本系统及设备，其特征在于，还包括无人驾驶系统，用于采用汽车无人驾驶技术，按照计划远程控制设备的移动。
技术总结本发明公开了一种智能化无人采集样本系统及设备，包括信息获取和校对模块、样本采集模块、消毒模块、物料标识和控制模块、监测和分析模块及通信和服务器模块。本发明实现了智能化无人全天候采集检测样本，降低了医疗工作人员的劳动强度，保护医疗工作人员的身体健康，增强了工作效率，节约了人力成本，并能实现远程实时监控、智能分析和各采样点合理调配采样设备，减少大规模采样人群的拥堵，减少被采样人员的交叉感染风险。人员的交叉感染风险。人员的交叉感染风险。
技术研发人员：艾新好
受保护的技术使用者：艾新好
技术研发日：2022.06.13
技术公布日：2022/11/1
