CN114907964B - 取样系统及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种取样系统及取样方法，上述的取样系统包括：开关盖模块，用于打开或关闭取样管；发酵模块，用于提供取样样品；保存模块，用于取样后的样品的保存；转运模块，用于在开关盖模块、发酵模块、保存模块之间进行转运取样管；控制中心，与开关盖模块、发酵模块、转运模块及保存模块电性连接，用于控制转运模块、开关盖模块、发酵模块及保存模块。本发明提供的取样系统及取样方法，全过程中均不需要利用人工操作，实现了自动化取样，极大节省了人力成本和时间，提高了样品的取样以及生产效率。

Description

取样系统及取样方法

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术领域，尤其涉及一种取样系统及取样方法。

背景技术

随着生物发酵的发展，发酵过程常常需要多次取样，来检测发酵过程参数指标，便于监控实验进程。现有技术往往采用人工取样，人工取样全流程操作包括：试管取盖、试管转移、取样、试管封盖等，整个过程每一环节均需投入人力，耗费大量的人力成本及时间成本，而且人工操作的取样进度不一致，标准化程度低，还会导致取样不及时，从而使得发酵液取样的效率低下。

发明内容

本发明提供一种取样系统及取样方法，用以解决现有技术中发酵液取样效率低下的问题。

第一方面，本发明提供一种取样系统，包括：

开关盖模块，用于打开或关闭取样管；

发酵模块，用于提供取样样品；

保存模块，用于取样后的样品的保存；

转运模块，用于在所述开关盖模块、所述发酵模块、所述保存模块之间进行转运所述取样管；

控制中心，与所述开关盖模块、所述发酵模块、所述转运模块及所述保存模块电性连接，用于控制所述转运模块、所述开关盖模块、所述发酵模块以及所述保存模块。

根据本发明提供的取样系统，所述控制中心用于控制所述转运模块将所述开关盖模块准备好的取样管转运至所述发酵模块处进行取样，待从所述发酵模块取出样品后，转移所述取样后的取样管到所述开关盖模块执行关盖操作，最后转运关闭后的所述取样管至所述保存模块进行保存。

根据本发明提供的取样系统，所述发酵模块集成多个发酵罐；所述发酵罐设置有取样泵；所述控制中心控制所述取样泵取出所述发酵罐中样品，并由所述转运模块进行转运。

根据本发明提供的取样系统，所述转运模块包括底座、导轨、机械模组、机械臂及机械手；

所述导轨设于所述底座上，划分为取样分区、开关盖分区、保存分区，所述机械模组可滑动地安装于所述导轨上，可控制的在各分区之间滑动；所述机械臂设于所述机械模组上，所述机械手与所述机械臂连接，所述机械手用于夹持所述取样管和所述试管载架，以对所述取样管和所述试管载架在各分区之间进行转运，包括将取出后的样品转运至所述开关盖模块及所述保存模块。

根据本发明提供的取样系统，所述开关盖模块将取样后的试管关盖密封后，由所述保存模块进行保存；所述保存模块包括：冷藏柜、冷柜试管载架存放底座及冷藏柜开门机构；所述冷藏柜开门机构包含自动感应式开关以及手动式开关。

根据本发明提供的取样系统，所述开关盖模块包括第一放置台及开关盖机构，所述第一放置台用于放置取样管，所述开关盖机构用于开关所述取样管；

所述开关盖模块还包括第二放置台，所述第二放置台用于放置所述取样管的管盖。

根据本发明提供的取样系统，所述开关盖机构包括：移动组件及夹持组件；

所述移动组件与所述夹持组件连接，所述移动组件用于带动所述夹持组件在三维方向移动；所述夹持组件用于夹持所述取样管，并打开或关闭所述取样管的管盖。

根据本发明提供的取样系统，所述移动组件包括：第一滑台、第二滑台及升降台；

所述第二滑台与所述第一滑台连接，所述升降台与所述第二滑台连接；所述第一滑台用于带动所述夹持组件沿Y轴移动，所述第二滑台用于带动所述夹持组件沿X轴移动，所述升降台用于带动所述夹持组件沿Z轴移动；

所述夹持组件包括平行夹爪和旋转夹爪；

所述平行夹爪和所述旋转夹爪均连接于所述移动组件朝向所述第一放置台的一侧，其中，所述平行夹爪用于夹持所述取样管的管体；所述旋转夹爪用于夹持所述取样管的管盖。

根据本发明提供的取样系统，所述取样系统还包括试管载架，所述试管载架设于所述第一放置台上，所述试管载架用于放置所述取样管。

根据本发明提供的取样系统，所述控制中心包括上位机及下位机，根据所述上位机发出的命令，所述下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制所述开关盖机构、所述机械模组、所述机械臂及所述机械手、所述发酵罐、所述冷藏柜相互协作完成自动取样。

第二方面，本发明提供一种基于上述第一方面任一项所述的取样系统的取样方法，包括：

获取取样指令后，所述开关盖模块开始对所述取样管进行开盖操作；

所述控制中心控制所述转运模块将所述开关盖模块准备好的取样管转运至所述发酵模块处进行取样；

所述控制中心控制所述转运模块将所述取样后的取样管转运至所述开关盖模块执行关盖操作；

所述控制中心控制所述转运模块将关闭后的所述取样管转运至所述保存模块进行保存。

本发明提供的取样系统，包括开关盖模块、发酵模块、保存模块、转运模块及控制中心，在控制中心的控制作用下，转运模块将开关盖模块准备好的开盖的取样管转运至发酵模块处进行取样，待从发酵模块取出样品后，转移取样后的取样管到开关盖模块执行关盖操作，最后转运关闭后的取样管至保存模块进行保存，这一过程中，一方面，在发酵模块处进行取样之前，开关盖模块能够将取样管进行开盖，开盖后，通过转运模块将取样管转移至发酵模块处进行取样；另一方面，在取样结束后，通过转运模块将取样后的取样管转移开关盖模块处，对取样管进行关盖，以完成发酵样品的整个取样过程，在取样后，通过转运模块将关闭后的取样管转运至保存模块进行保存。综上，相较于现有技术，本发明提供的取样系统全过程中均不需要利用人工进行操作，能够实现自动化取样，有效提高了样品的取样效率。

进一步地，本发明提供的取样方法，由于其是基于如上所述的取样系统实现的，因此，同样具有如上所述的相同优势。

本发明提供的取样系统和取样方法具有如下技术效果：

1、从取样试管的准备、开关盖以及自动标记，到取样、取样后样品转移，以及样品存储，整个自动化过程，完全不需要人工操作，极大节省了人力成本和时间，提高了生产效率。

2、控制中心通过上位机控制集成后的发酵罐模块，结合机械臂模块、冷藏模块、开关盖模块，可以适用于大批量或分批量发酵过程，本发明的自动化取样控制系统也是为了在大批量发酵的情况下，人工取样无法做到同时取样，取样不及时等问题，解决人工取样的不及时、取样量不一致等过程的问题。

3、控制中心的兼容性高，提供了丰富的编程接口，可方便与第三方信息化、数字化系统进行集成。

4、本发明提供的取样系统通过统一开发的设备控制协议，柔性更高，便于对现有的设备模块中的设备进行替换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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例，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是本发明实施例提供的控制中心与各模块的控制关系示意图；

图2是本发明实施例提供的取样系统的结构示意图之一；

图3是本发明实施例提供的取样系统的结构示意图之二

图4是本发明实施例提供的发酵模块的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的转运模块的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的保存模块的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的开关盖模块的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的取样方法的流程图；

附图标记：

1：开关盖模块；11:移动组件；111：第一滑台；112：第二滑台；113：升降台；12：夹持组件；121：平行夹爪；122：旋转夹爪；13:第一放置台；14：第二放置台；15：备件区；16：取样管；

2：发酵模块；21：发酵罐；22：取样泵；23：取样管座；24：横移模组；

3：转运模块；31：底座；32：导轨；33：机械臂；34：机械手；

4：保存模块；41：冷柜试管载架存放底座；42：冷藏柜开门机构；

5：控制中心；

6：试管载架。

具体实施方式

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别，不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中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作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。

本实施例设计的设备，不限于以下设备及型号，本领域中，可实现本方案的具有相同功能的设备均可以：

开关盖设备及自研冷藏柜：自定制研发或者市购；

发酵罐：自定制研发或者自研发；

机械臂模组：自定制研发；

机械臂：UR5e、UR(优傲机器人)，市购；

机械臂夹爪：PGE-50，市购。

下面结合图1至图8描述本发明实施例的取样系统及取样方法。

第一方面，如图1所示，本发明实施例提供的取样系统，包括：

开关盖模块1，用于打开或关闭取样管。

发酵模块2，用于提供取样样品。

保存模块4，用于取样后的样品的保存。

转运模块3，用于在开关盖模块1、发酵模块2、保存模块4之间进行转运取样管16及取样后的取样管16。

控制中心5，与开关盖模块1、发酵模块2、转运模块3及保存模块4电性连接，用于控制开关盖模块1、发酵模块2、控制转运模块3以及保存模块4。

其中，所述开关盖模块1具体还包括取样管的准备，在本实施例中，取样管被贴上标签，以便实验过程对样品进行标记；多个取样管被放置在管架上，以便本发明的取样系统的批量执行操作。

其中，上述的控制中心5用于控制转运模块3将开关盖模块1准备好的取样管16转运至发酵模块2处进行取样，待从发酵模块2取出样品后，转移取样后的取样管16到开关盖模块1执行关盖操作，最后转运关闭后的取样管16至保存模块4进行保存。

在本实施例中，控制中心5提供了丰富的编程接口，可方便与第三方信息化、数字化系统进行集成，包括但不限于LIMS/ELN或者其他数字化系统。即，本发明中的取样系统可以与其他系统实现高兼容性，因此，兼容本发明取样系统的智能化装置及系统都应当在本发明的保护范围内。

具体地，如图1所示，在控制中心5的作用下，将开关盖模块1、发酵模块2、转运装置3及保存模块4等设备集成到一起并相互协作完成自动取样的任务。

在实际操作中，操作人员可以依据实际发酵时长等因素，设置发酵批次，并通过控制中心5设置整个发酵取样中所需要的时间和对应取样量，还能通过控制中心5实时检测发酵模块2的运行状态，判断其状态是否有误，在有误的境况下，及时对其进行调整。

为了实现精确取样，开关盖模块1的开盖时长、转运模块3搬运取样管16的时长均可以作为取样前的准备时长。

在发酵完成进行取样时，如图2和图3所示，控制中心5可以控制转运模块3，将取样管16由开关盖模块1转移至发酵模块2处进行取样，发酵模块2能够将发酵液输送至取样管16中。

控制中心5首先控制发酵模块2中的取样泵22内遗留的样品排到废液管中，并控制发酵模块2将取样管移动到发酵罐21的出液口下，采集预先设置的样本体积，以保障取样的顺利完成。

在从发酵模块2处取样完成后，控制中心5控制转运模块3将取样管16由发酵模块2处取出，转移至开关盖模块1进行关盖处理。

在上述过程中，控制中心能够实时根据各个装置的执行状态控制各个装置的动作，例如，在出现异常的情况，对对应装置进行暂停，提供人为介入，对其进行校正，以保证整个取样流程的顺利完成。

以本发明实施例的一个示例进行介绍：

发酵模块2包括多个取样罐，实现多个取样管16的同时取样；开关盖模块1与发酵模块2沿一条直线布置，可以设置在发酵模块2的左侧，也可以如图1所示设置在发酵模块2的右侧，转运模块3沿发酵模块2和开关盖模块1的直线延伸方向设置，即，转运模块3能够在发酵区和开关盖区之间移动。

上述示例仅为举例，在实际操作中，可以将发酵模块2和开关盖装置1设置在转运模块3的两侧，对于发酵模块2、开关盖装置1和转运模块3的具体设置位置不作限定，能够使转运模块3在发酵模块2和开关盖装置1之间实现取样管16的转运的实施方式均可适用于本发明实施例。

本发明实施例提供的取样系统包括：开关盖装置1、发酵模块2、保存模块4、转运模块3及控制中心5，在控制中心5的控制作用下，转运模块3将开关盖模块1准备好的开盖的取样管16转运至发酵模块2处进行取样，待从发酵模块2取出样品后，转移取样后的取样管16到开关盖模块1执行关盖操作，最后转运关闭后的取样管至保存模块4进行保存，这一过程中，一方面，在发酵模块2处进行取样之前，开关盖模块能够取样管16进行开盖，开盖后，通过转运模块3将取样管16转移至发酵模块2处进行取样，另一方面，在取样结束后，通过转运模块3将取样后的取样管16转移至开关盖模块1处，对取样管16进行关盖，以完成发酵液的整个取样过程，在取样后，通过转运模块3将关闭后的取样管转运至保存模块4进行保存。综上，相较于现有技术，本发明实施例提供的取样系统全过程中均不需要利用人工进行操作，实现了自动化取样，有效提高了发酵样品的取样效率，而且大大节约了人力成本。

进一步地，如图4所示，发酵模块2集成多个发酵罐21；发酵罐21设置有取样泵22；控制中心5控制取样泵22取出发酵罐21中样品，并由转运模块3进行转运。

具体地，发酵模块2将多个发酵罐21进行集成，发酵罐21的数量具体非限制性的如为12个、24个，在发酵罐21上设置取样泵22，控制中心5通过控制取样泵22来控制发酵模块2的样品输出，在取样泵22的出液口的下方设有取样管座23和横移模组24，横移模组24能够带动取样管座23和取样管16移动，以将取样管16对准出液口，将发酵罐21中的样品取出至取样管16中，在取样结束后，控制中心5控制转运模块3对装有样品的取样管16进行转运，以待后续进行关盖操作。

在可选的实施例中，转运模块3包括底座31、导轨32、机械模组、机械臂33及机械手34。

导轨32设于底座31上，划分为取样分区、开关盖分区、保存分区，机械模组可滑动地安装于导轨32上，机械臂33设于机械模组上，机械手34与机械臂33连接，机械手34用于夹持取样管16，以对取样管16在各分区之间进行转运。

具体地，如图5所示，转运模块3由底座31、导轨32、机械模组、机械臂33和机械手34组成。其中，导轨32设置在底座31上，机械臂33能够沿导轨32的延伸方向移动，机械手34设置在机械臂33的端部。

需要说明的是：关于机械臂33和机械手34的具体设置是为本领域的常规设置，此处不作具体介绍，能够实现机械手34的自由抓取的机械臂33和机械手34均可以适用于本发明实施例。

导轨32设于底座31上，划分为取样分区、开关盖分区、保存分区，机械模组可滑动地安装于导轨32上，可控制的在各分区之间滑动；机械臂33设于机械模组上，机械手34与机械臂33连接，机械手34用于夹持取样管16和试管载架6，以对取样管16和试管载架6在各分区之间进行转运，包括将取出后的样品转运至开关盖模块1及保存模块4。机械模组配合移动至相应功能分区的具体位置后，机械臂33和机械手34再进行相应动作，在机械模组的作用下，控制中心5控制机械臂33和机械手34在不同功能模组实现不同功能，机械臂33在开关盖模块1、保存模块4、发酵模块2、导轨33、试管载架6、底座31等之间转移取样管16。

在可选的实施例中，如图6所示，保存模块4包括：冷藏柜、冷柜试管载架存放底座41及冷藏柜开门机构42；冷藏柜开门机构包含自动感应式开关以及手动式开关。

具体地，自动向冷藏柜中放置试管载架6的流程包括：

获取存储指令；

当获取存储指令时，冷藏柜开门机构42自动打开冷藏柜柜门(例如，可以设置两个柜门，如1号门或者2号门)；

机械臂33将关好盖的取样管16与承载取样管的试管载架6一并放入冷藏柜内的冷柜试管载架存放底座41上；

冷藏柜开门机构42自动关闭冷藏柜柜门。

此外，冷柜上还设置有手动按钮，可以由人工手动取出载架。

上述的保存模块4也可以为其他实验设备，能够对样品进行储存的设备均可以适用于本发明实施例。

在可选的实施例中，取样系统还包括试管载架6，试管载架6设于第一放置台13上，试管载架6用于放置取样管16。

具体地，为了方便多个取样管16的整体转移，例如，将批量的取样管16转移至第一放置台13以等待取盖、将取样关盖后的多个取样管16批量转移至存储设置杯中，如图2所示，取样系统中可以对应设置试管载架6，试管载架6的数量可根据实际需要设置为多个，多个试管载架6在第一放置台13上呈阵列布置。

设置试管载架6还能对取样管16起到一定的支撑作用，进一步防止取样管16在开关盖的过程中倾倒。

上述的转运模块3的机械手34在本发明实施例中的功能主要体现在以下四方面：

第一、在开盖前，将盛放有取样管16的试管载架6抓取转移至第一放置台13上，以待开关盖模块1对取样管16进行开盖操作；

第二、在开盖后，需要进行取样时，可以将取样管16逐一抓取放置于发酵模块2的取样管16座处，也可以如图3所示，将试管载架6抓取至转运模块3的放置台上，使试管载架6跟随机械臂33在导轨32方向移动，以将取样管16放置于远距离的发酵模块2中；

第三、在取样结束后，可以将取样管16逐一抓取放置于第一放置台13上，也可以将取样管16抓取，放置于位于转运模块3的放置台上的试管载架6上，使各个位置的取样管16均能得到抓取，然后将装有已取样的取样管16的试管载架6放置在第一放置台13上，以待开关盖模块1对取样管16进行关盖操作；

第四、取样系统还包括保存模块4，保存模块4用于对取样后的取样管16进行储存，在需要对取样后的取样进行储存时，抓取取样管16或者装有取样管16的试管载架6，将其转移至保存模块4中。

在可选的实施例中，开关盖模块1包括第一放置台13及开关盖机构，第一放置台13用于放置取样管16，开关盖机构用于开关取样管16；开关盖模块1还包括第二放置台14，第二放置台14用于放置取样管16的管盖。

具体地，如图7所示，在开关盖模块1处设置有第一放置台13，以用于将取样管16进行放置，以方便开关盖机构对其进行开盖和关盖操作。

同时，为了方便取下的取样管16管盖的放置，开关盖模块1中还设置有第二放置台14，第二放置台14的设置位置不作具体限定，可以如图7所示，设置在第一放置台13上，也可以设置在第一放置台13的一侧，将其设置在移动组件11的移动范围内，方便移动组件11放置和抓取管盖即可。

进一步地，为了提高操作的便捷性，第二放置台14的台面可以略高于第一放置台13的台面。

在可选的实施例中，开关盖机构包括：移动组件11及夹持组件12。

移动组件11与夹持组件12连接，移动组件11用于带动夹持组件12在三维方向移动；夹持组件12用于夹持取样管16，并打开或关闭取样管16的管盖。

具体地，如图7所示，开关盖机构由移动组件11和夹持组件12组成，其中移动组件11能够带动夹持组件12在XYZ三维方向移动，以使夹持组件12能够需要抓取的取样管16的位置进行对应，实现取样管16的精准夹取。

在可选的实施例中，移动组件11包括：第一滑台111、第二滑台112及升降台113。

第二滑台112与第一滑台111连接，升降台113与第二滑台112连接；第一滑台111用于带动夹持组件12沿Y轴移动，第二滑台112用于带动夹持组件12沿X轴移动，升降台113用于带动夹持组件12沿Z轴移动。

具体地，移动组件11由第一滑台111、第二滑台112和升降台113三部分组成，第一滑台111和第二滑台112围绕第一放置台13设置，且第一滑台111与第一滑台111垂直设置，如图7所示，以一个具体的示例进行介绍：第一滑台111沿Y轴方向设置，第二滑台112在水平面上垂直设置在第一滑台111上，第二滑台112沿X轴方向设置，第一滑台111能够带动第二滑台112沿Y轴方向进行直线往复运动，进一步，升降台113在竖直方向垂直于第二滑台112设置，在第二滑台112沿X轴方向移动时，升降台113能够跟随第二滑台112沿X轴方向移动。

如图7所示，夹持组件12设置在升降台113上，可以设置在升降台113的底部，也可以设置在升降台113的中部，在上述的第一滑台111和第二滑台112的作用下，夹持组件12能够根据实际需要实现在X轴和Y轴上的移动，同时，升降台113自身能够实现升降功能，即，其能够带动夹持组件12在Z轴实现直线往复运动，以实现对取样管16的夹持，和对取样管16的管盖的开盖和关盖。

在此过程中，可以采用扫描器识别取样管16上的条码，识别完成之后，Z轴下降，平行夹爪121夹紧取样管16，旋转夹爪122旋取样管16的管盖，将管盖旋下，以实现开盖；关盖的操作与之相反。

在开关盖模块1中还可以设置备件区15，用于取样管16的备选，当第一放置台13上的取样管16不符合要求时(比如没有条码等情况)，转运模块3可以自动前往备件区15自动选择备选取样管16。

进一步地，夹持组件12包括平行夹爪121和旋转夹爪122。

平行夹爪121和旋转夹爪122均连接于移动组件11朝向第一放置台13的一侧，两个均能够跟随移动组件11在三维方向移动，其中，平行夹爪121设置在夹持组件12的底部，用于夹持取样管16的管体；旋转夹爪122设置在平行夹爪121的对应上部区域，其用于夹持取样管16的管盖，并且能够旋转，在旋转力的作用下，打开或者关闭取样管16的管盖。

在实际操作中，平行夹爪121和旋转夹爪122先在X轴和Y轴方向移动找到对应取样管16的具体位置，再在Z轴方向上移动，使平行夹爪121能够夹持在取样管16的管体上，即，旋转夹爪122夹持在取样管16的管盖，平行夹爪121抓紧取样管16，旋转夹爪122通过旋转实现取样管16的管盖的开闭。

进一步地，控制中心5包括上位机及下位机，根据上位机发出的命令，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制开关盖机构、机械模组、机械臂33及机械手34、发酵罐21、冷藏柜相互协作完成自动取样。

第二方面，本发明实施例提供一种基于上述第一方面的取样系统的取样方法，如图8所示，该取样方法包括：

步骤S1:获取取样指令后，开关盖模块1开始对取样管16进行开盖操作。

步骤S2:控制中心5控制转运模块3将开关盖模块1准备好的取样管16转运至发酵模块2处进行取样。

步骤S3:控制中心5控制转运模块3将取样后的取样管16转运至开关盖模块1执行关盖操作。

步骤S4:控制中心5控制转运模块3将关闭后的取样管16转运至保存模块4进行保存。

具体地，本发明实施例提供的取样方法包括以下操作：

步骤S1，在获取取样指令后，开关盖模块1将位于第一放置台13的带盖取样管16依次开盖，旋下管盖放置在第二放置台14，需要说明的是：其中的无盖取样管16放置在原试管载架上，不需要进行操作。

其中，带盖取样管16可以先放置在试管载架6上，并将放满取样管16的试管载架6放置到第一放置台13上。

步骤S2，控制中心5控制转运模块3将已开盖的取样管16转运至发酵模块2处进行取样。即，在获取转移取样管16的指令后，通过转运模块3的机械手34抓取位于第一放置台13上的取样管16，直接转移至发酵模块2处的取样管座23上；或，通过转运模块3的机械手34抓取位于第一放置台13上的试管载架6，将其转移至机械臂33侧的放置台上，试管载架6跟随机械臂33移动至所需的位置处，再通过机械手34抓取试管载架6中的取样管16转移至发酵模块2中的取样管座23上；

在发酵罐21发酵过程中，且取样管16均放置于各个管座上，通过控制中心5控制发酵模块2的取样泵22，实现多个发酵罐21集成的同时取样，其具体的取样过程为先排除废液、再进行有效取样。

步骤S3，取样完成后，在控制中心5的作用下使转运模块3再次执行转运操作：通过转运模块3将取样后的取样管16转移至第一放置台13上，其操作流程与上述步骤S2中的转运过程正好相反，此处不再赘述；

在将取样管16转运结束后，开关盖模块1将位于第二放置台14上管盖再依次转移至位于第一放置台13的取样管16处，并旋紧管盖，完成取样管16的关盖操作。

步骤S4，在开关盖组件对已取样的取样管16进行关盖处理之后，控制中心5再次控制转运模块3，通过转运模块3将取样管16逐一或者装有取样管16的试管载架6转移至保存模块4中进行储存。至此，整个取样系统的自动化取样操作完成，整个过程均不需要人工的参与，各步骤在控制中心5的作用下相互衔接。

待需要检测样品时，将盛有样品的取样管16或者试管载架6从冷藏柜内取出，即可以进行其他实验操作。

需要说明的是，在实际操作过程中，可以分别单独执行上述步骤，也可以组合执行，例如，当样品不需要存储在冷藏柜时，可以只完成前面3个步骤即可。或，当这次取样时均为无盖取样管、不需要开盖的，则不需要进行开盖处理，或，当这次取样时不需要关盖，取样后直接转移至检测模块下，则不需要进行关盖处理。

当然，上述取样过程还存在容错机制，控制中心生成执行指令，当指令执行成功后才可执行下一个执行，如果某个指令失败，则需要人为介入处理所产生的错误，才可进行下一步指令的操作。

以上所描述的模块实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的，本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种取样系统，其特征在于，包括：

开关盖模块，用于打开或关闭取样管；

发酵模块，用于提供取样样品；

保存模块，用于取样后的样品的保存；

转运模块，用于在所述开关盖模块、所述发酵模块、所述保存模块之间进行转运所述取样管；

控制中心，与所述开关盖模块、所述发酵模块、所述转运模块及所述保存模块电性连接，用于控制所述转运模块、所述开关盖模块、所述发酵模块以及所述保存模块；

所述控制中心用于控制所述转运模块将所述开关盖模块准备好的取样管转运至所述发酵模块处进行取样，待从所述发酵模块取出样品后，转移所述取样后的取样管到所述开关盖模块执行关盖操作，最后转运关闭后的所述取样管至所述保存模块进行保存；

所述发酵模块集成多个发酵罐；所述发酵罐设置有取样泵，所述取样泵的出液口的下方设有取样管座和横移模组，所述横移模组能够带动所述取样管座和所述取样管移动；所述控制中心控制所述取样泵取出所述发酵罐中样品，并由所述转运模块进行转运；所述控制中心控制所述发酵模块的取样泵，实现多个发酵罐集成的同时取样；

所述开关盖模块还用于将带盖的所述取样管依次开盖，在将所述取样管转运结束后，将管盖再依次转移至所述取样管处，并旋紧所述管盖；

所述转运模块包括底座、放置台、导轨、机械模组、机械臂及机械手。

2.根据权利要求1所述的取样系统，其特征在于，所述控制中心控制所述取样泵取出所述发酵罐中样品，还包括：所述控制中心首先控制所述发酵模块将取样泵内遗留的样品排到废液管中，并控制所述发酵模块将所述取样管移动到发酵罐的出液口下，以取出所述发酵罐中样品。

3.根据权利要求2所述的取样系统，其特征在于，所述横移模组带动所述取样管座和所述取样管移动，以将所述取样管对准所述出液口，将所述发酵罐中的样品取出至所述取样管中，在取样结束后，所述控制中心控制所述转运模块对装有样品的所述取样管进行转运。

4.根据权利要求3所述的取样系统，其特征在于，所述导轨设于所述底座上，划分为取样分区、开关盖分区、保存分区，所述机械模组可滑动地安装于所述导轨上，可控制的在各分区之间滑动；所述机械臂设于所述机械模组上，所述机械手与所述机械臂连接，所述机械手用于夹持所述取样管和试管载架，以对所述取样管和试管载架在各分区之间进行转运，包括将取出后的样品转运至所述开关盖模块及所述保存模块。

5.根据权利要求4所述的取样系统，其特征在于，所述开关盖模块将取样后的试管关盖密封后，由所述保存模块进行保存；所述保存模块包括：冷藏柜、冷柜试管载架存放底座及冷藏柜开门机构；所述冷藏柜开门机构包含自动感应式开关以及手动式开关。

6.根据权利要求5所述的取样系统，其特征在于，所述开关盖模块包括第一放置台及开关盖机构，所述第一放置台用于放置取样管，所述开关盖机构用于开关所述取样管；

所述开关盖模块还包括第二放置台，所述第二放置台用于放置所述取样管的管盖。

7.根据权利要求6所述的取样系统，其特征在于，所述开关盖机构包括：移动组件及夹持组件；

所述移动组件与所述夹持组件连接，所述移动组件用于带动所述夹持组件在三维方向移动；所述夹持组件用于夹持所述取样管，并打开或关闭所述取样管的管盖。

8.根据权利要求7所述的取样系统，其特征在于，所述移动组件包括：第一滑台、第二滑台及升降台；

所述第二滑台与所述第一滑台连接，所述升降台与所述第二滑台连接；所述第一滑台用于带动所述夹持组件沿Y轴移动，所述第二滑台用于带动所述夹持组件沿X轴移动，所述升降台用于带动所述夹持组件沿Z轴移动；

所述夹持组件包括平行夹爪和旋转夹爪；

所述平行夹爪和所述旋转夹爪均连接于所述移动组件朝向所述第一放置台的一侧，其中，所述平行夹爪用于夹持所述取样管的管体；所述旋转夹爪用于夹持所述取样管的管盖。

9.根据权利要求7或8所述的取样系统，其特征在于，所述取样系统还包括试管载架，所述试管载架设于所述第一放置台上，所述试管载架用于放置所述取样管。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的取样系统的取样方法，其特征在于，包括：

获取取样指令后，所述开关盖模块开始对所述取样管进行开盖操作；

所述控制中心控制所述转运模块将所述开关盖模块准备好的取样管转运至所述发酵模块处进行取样；

所述控制中心控制所述转运模块将所述取样后的取样管转运至所述开关盖模块执行关盖操作；

所述控制中心控制所述转运模块将关闭后的所述取样管转运至所述保存模块进行保存。

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