用于将药瓶从第一工位转移到第二工位的设备的制作方法

本发明涉及处理药瓶的领域，尤其涉及将药瓶从储存它们的第一工位输送到第二位置的领域，所述第二位置通常在适于处理这种药瓶的装置内。本发明特别适用于将用于气相色谱或液相色谱的药瓶从存储站转移到用于对这种药瓶的内容物取样的工位。

背景技术：

已知的药瓶具有不同的尺寸。最大的药瓶通常具有放置在药瓶上部的金属元件。因此，用于移动这种药瓶的设备是已知的，所述设备具有设置有磁性元件的传送臂，所述磁性元件的尺寸通常与相应药瓶的上部的尺寸相当。

然而，提供具有金属或铁磁元件的最小药瓶并不常见，因为它们的尺寸小。因此，相应的传送臂具有适于抓取药瓶的可移动夹持元件。

因此，有适于移动大药瓶的设备和适于移动小药瓶的设备。

此外，在本领域中已知的是，同一设备具有可更换的端部，从而能够选择性地处理大药瓶和小药瓶。尽管允许处理两种类型的药瓶，但是这种解决方案需要更换设备的某一部件，因此增加了设备的复杂性和成本。

因此，本发明的目的是解决上述现有技术中的问题。

本发明的一个具体目的是提供一种可以处理不同尺寸的药瓶的设备。

技术实现要素：

本发明的这些和其它目的通过根据所附权利要求中的一个或多个的设备来解决。

根据本发明的一个方面，一种用于将药瓶从第一工位转移到第二工位的设备包含活动臂，所述活动臂具备至少两个，优选地至少三个夹持元件，所述夹持元件又具备至少布置在夹持元件的自由端处的磁体。夹持元件可至少在第一和第二位置之间以受控的方式在彼此之间移动。在第一位置具有夹持元件的自由端作为顶点的多边形的面积相对于第二位置较小。优选地，每个夹持元件可相对于另一个夹持元件移动。无论如何，提供了这样的实施例，其中只有部分夹持元件可相对于夹持元件被限制到的主体移动。

因此，本发明的设备能够处理不同类型的药瓶。大药瓶可通过将磁体与药瓶的相应磁性元件耦合而升高。作为替代，可以通过将夹持元件与药瓶机械地联接来升高药瓶，其中第一部分围绕第二部分紧固。

优选地，至少部分夹持元件，甚至更优选地全部夹持元件具有从设备的相同表面测量的相同长度。

根据一个可能的方面，夹持元件具有基本上直线的纵向轴线，并且夹持元件的轴线基本上彼此平行。

根据本发明的一个方面，夹持元件的第一和第二位置是稳定位置。优选地，它们是机械稳定的，即，所述设备具有例如在齿轮、弹簧、形状联接器等之间选择的机械元件，这些机械元件适于将夹持元件交替地保持在第一和第二位置。因此，为了在第一和第二位置之间移动夹持元件，必须施加适于克服这种机械元件的阻力的力。这种力通常由电动机提供。

根据本发明的一个方面，夹持元件被限制在适于移动它们的凸轮上。优选地，电动机因此驱动这种凸轮的运动，这又引起夹持元件的运动。根据一个优选方面，这种凸轮具有可旋转体，所述可旋转体具备用于容纳夹持元件的狭槽。凸轮的旋转使得夹持元件在相应的狭槽内运动。

另一传感器可用于检查药瓶在第一工位中的存在。

此外，所述设备可以包含用于检查被限制到这些夹持元件上的药瓶的存在的传感器。

此外，所述设备可包含用于检查夹持元件位置的传感器。

根据本发明的另一个方面，可以使用传感器来检查垂直保持的药瓶。

根据本发明的一个方面，在第二位置，在夹持元件的端部处具有顶点的多边形具有在100和400mm²之间，更优选地在130和350mm²之间的面积。

根据本发明的一个方面，在第一位置，在端部具有顶点的多边形的面积是第二位置的多边形的面积的0.2到0.7倍。

根据一个优选方面，在夹持元件的第一和第二位置，多边形基本上是正方形。第二位置的正方形的面积优选地在170和250mm²之间。

优选地，在第一位置或第二位置，这种多边形具有长度基本相等的边。

本发明的一个方面进一步涉及一种用于通过根据以上讨论的这些方面中的一个或多个方面的设备在第一工位与第二工位之间移动药瓶的方法，所述方法包含以下步骤：

i.将活动臂移动到第一工位处的药瓶的旁边；

ii.布置夹持元件，以便从第一工位收集药瓶；

iii.将药瓶从第一工位移动到第二工位；

iv.在第二工位释放药瓶。

如以上所讨论的，在步骤ii中，如果药瓶的尺寸大于预定值，则这些夹持元件磁性地耦合到药瓶的对应铁磁元件上；如果药瓶的尺寸小于预定值，则将夹持元件放置在第一位置，在药瓶周围，从而实现夹持元件和药瓶之间的机械联接。

附图说明

现在将参考附图，讨论本发明的示范性和非限制性实施例，其中：

-图1是根据本发明的可能实施例的臂的一部分的分解透视图；

-图2是图1的元件的组装形式的透视图；

-图2a是图2中所示的部分截面图；

-图3是示出根据本发明的设备的臂与小药瓶之间的联接的示意图；

-图4是示出图3的臂与具备铁磁元件的大药瓶的联接的示意图；

-图5是从图2的臂的底部观察的平面图；

-图6a是从图5的臂的凸轮的底部观察的简化平面图，其中夹持元件布置在第一位置，在所述第一位置，夹持元件之间的距离最小；

-图6b是从图5的臂的凸轮的底部观察的简化平面图，其中夹持元件处于第二位置，在所述第二位置，夹持元件之间的距离最大；

-图7是图1的臂的透视图，其与根据本发明的可能实施例的用于移动设备的装置联接；

-图7a是图7的臂的透视图，该臂被布置在根据本发明的一个实施例的设备的药瓶存放处；

-图8至14是通过根据本发明的一个实施例的设备来移动药瓶的步骤的示意性系列视图。

具体实施方式

用于将药瓶200从第一工位301转移到第二工位302的设备100包含具备夹持元件2a、2b、2c、2d的活动臂1。

特别地，在第一工位301，设备100包含药瓶200的存放处101，通常包含一个或多个托盘102。托盘102，或者更一般地说，存放处101，具备多个壳体101a，每个壳体适于容纳一个药瓶200。

活动臂1以已知的方式安装在图7中详细示出并且在图8至14中示意性示出的移动装置50上，这在本领域中是已知的并且因此不详细讨论。移动装置50适于移动、平移和/或旋转活动臂1，以便至少在第一工位301和第二工位302处交替地移动它。通常，移动装置50具有适于驱动活动臂1运动的电动机和控制单元。在可选实施例中，电动机和/或控制单元可以布置在活动臂1上。换句话说，活动臂1可以联接到移动装置，使得活动臂1的运动由臂本身驱动。

通常，活动臂1具有图1、2和5中详细示出的端部1a，以及图7中示出以及图8至14中示意性示出的连接元件1b、1c、1d，其适于允许端部1a相对于移动装置50运动。例如，在所示的实施例中，示出了彼此串联铰接的两个元件1b、1c。第一元件1b铰接到相对于移动元件50可平移地限制的游标1d。所示的实施例仅是示范性的，因为臂1和/或移动装置50可以配备有在数量和/或类型上允许相对于移动装置50移动末端部分1a的不同元件。

通常，活动臂1优选地限制在移动装置50上，以便能够至少沿垂直方向平移，并进而绕垂直轴线旋转。在设备100的使用状态下考虑“垂直”方向。

活动臂1(下文中也称为“臂1”)通常具有主体10，夹持元件2a至2d安装在所述主体上。在所示的实施例中，主体10包含适于通过致动销3间接地移动夹持元件2a至2d的电动机m，如下面更好地讨论的。

主体10直接地或更优选地间接地限制到移动装置50。在所示的实施例中，主体10被限制到板4，该板又以已知的方式(未详细示出)被限制到移动装置50。

根据一个可能的实施例，主体10和板4之间的有限平移是可能的。这种平移发生在纵向方向上，即平行于板和夹持元件2a至2d的轴线a，如下面更好地讨论的。通常，这种平移发生在臂1在其垂直运动中遇到药瓶200或另一障碍物时。因此，设备100可以通过特殊的传感器来检测主体10和板4之间的相对平移，所述传感器例如安装在板4上的光学传感器，其被主体10的运动阻挡，或者其被配置成评估插入在主体10和板4之间的弹簧8的伸展或压缩。由于这种运动是由臂1遇到的障碍物引起的，所以设备100通常被配置成当检测到主体10和板4之间的平移时停止臂1的运动。

如上所述，臂1具有可在彼此之间移动的至少两个夹持元件2a、2b、2c、2d。夹持元件2a至2d通常在其端部被限制到主体10，从而从主体突出。根据一个可能的方面，夹持元件2a至2d的至少一部分具有相同的长度。优选地，所有夹持元件2a至2d具有相等的长度。

一个实施例可以例如提供形状像钳子或以类似方式提供两个夹持元件。然而，夹持元件2a至2d优选地具有基本上直线的纵向轴线a，如在所示实施例中。特别地，根据一个优选方面，夹持元件2a至2d具有基本上棱柱形或圆柱形的形状。因此优选的是提供具有至少三个夹持元件2a至2d的臂1，以便确保它们与药瓶200之间的良好联接。根据图中所示的实施例，臂1具有四个夹持元件2a至2d。

夹持元件2a至2d的至少一部分在其自由端具有磁体5，所述磁体与限制到主体10的磁体相对。磁体5优选地为永磁体，即使不排除为夹持元件提供电磁体的可能性。优选地，所有夹持元件2a至2d具有磁体5。可以通过适当地定向磁体的磁场来调节磁体5的磁力。特别地，最大磁力可通过以交替的方式(即磁极彼此反向)定向磁体来实现。例如，在可能的实施例中，第一夹持元件具有磁性北极面向容器200的磁体，而不同夹持元件具有磁性南极面向药瓶200的磁体。

夹持元件2a至2d可在彼此之间移动，以便改变图6a和6b中所示的多边形p的面积，并且将元件本身的端部作为顶点。多边形p通过连接夹持元件2a至2d的自由端的几何质心来描绘。跟踪多边形p以便防止多边形p的边之间的交叉。

因此，夹持元件2a至2d可在图6a所示的至少一个第一位置和图6b所示的第二位置之间移动。因此，第二位置与多边形p的最大面积一致，而第一位置p与多边形p的最小面积一致。

因此，多边形p在夹持元件2a至2d的第一位置的面积小于当夹持元件2a至2d在第二位置时形成的多边形p的面积。本领域已知的各种方法可用于移动夹持元件2a至2d。根据本发明，用于移动夹持元件2a至2d的可能系统提供适于移动夹持元件2a至2d的凸轮6。

特别地，根据一个优选的方面，凸轮6是可旋转地安装在主体10上的圆柱形元件，并且具有狭槽6a至6d，这些狭槽被各个夹持元件2a至2d穿过。狭槽6a至6d具有基本上圆形的形状，即形状像圆弧。然而，狭槽6a至6d彼此不同心。这样，当凸轮6从第一位置旋转到第二位置时，或反之亦然，夹持元件2a至2d在相应狭槽6a至6d的相对端之间移动。由于狭槽6a至6d不是同心的，因此，当夹持元件2a至2d沿狭槽6a至6d移动时，各个夹持元件2a至2d之间的距离改变。换句话说，当凸轮6旋转时，在夹持元件2a至2d处具有顶点的多边形p的面积改变，从而限定上述第一和第二位置。

通常，在第二位置，夹持元件2a至2d与狭槽6a至6d的相应端部接触，这因此确定了夹持元件2a至2d相对于凸轮6的限制止挡。在第一位置，夹持元件2a至2d更靠近狭槽6a至6d的相应端部，然而并不到达端部，因为在这种情况下，夹持元件2a至2d的限制止挡通过它们与药瓶200(通常是与药瓶的帽201)的接触来确定。

在第一和/或第二位置，多边形p优选地具有长度基本上彼此相等或以任何方式长度差可忽略的(例如小于15％)边。

通常，当臂1必须收集大药瓶200时，夹持元件2a至2d定位成使得磁体5布置在药瓶200的一个或多个铁磁元件205处。例如，如果铁磁元件205占据药瓶200上的大表面，则夹持元件2a至2d可以被布置在第一位置和第二位置两者处，因为在这两种情况下磁体5可以被布置在铁磁元件205处。如果铁磁元件205改为具有特定布置，则夹持元件2a至2d布置在确保药瓶200与夹持元件2a至2d之间的更好联接的位置。

因此，总体上，夹持元件2a至2d被布置在确保夹持元件2a至2d的磁体5与药瓶200的一个或多个铁磁元件205之间更大协作的位置。

如果药瓶200具有很小的尺寸并且通常没有铁磁元件，则夹持元件2a至2d最初布置在第二位置，从而能够围绕药瓶200布置。接着，将夹持元件2a至2d带到第一位置，以便拧紧并与药瓶200接触，抓住它。

根据本发明的一个方面，在第二位置，在夹持元件2a至2d的端部处由顶点描绘的多边形p具有在100和400mm²之间，更优选地在130和350mm²之间的面积。

多边形p在第一位置的面积优选地为多边形在第二位置的面积的0.2至0.7倍。

如上所述，在本发明的优选实施例中，设备100具有四个夹持元件2a至2d。在这样的实施例中，在第二位置，多边形p的面积优选地在170和250mm²之间。

根据一个可能的方面，第一和第二位置之间的至少一个，优选地至少第一位置是稳定的。在优选实施例中，例如图中所示的实施例，两个位置都是稳定的。

设备100优选地具有机械元件7以将夹持元件2a至2d交替地稳定地保持在第一位置和第二位置。特别参照所示的实施例，这样的机械元件7被配置成以便将凸轮6交替地保持在确定夹持元件2a至2d的第一和第二位置的位置处。

在所示的实施例中，机械元件包含作用在凸轮6上的弹簧7。弹簧7布置成以便当夹持元件2a至2d处于第一位置或第二位置时，弹簧7阻碍它们离开位置本身的位移。换句话说，为了将夹持元件2a至2d从第一位置移动到第二位置，必须克服弹簧7的阻力。以相同的方式，为了将夹持元件2a至2d从第二位置移动到第一位置，必须克服弹簧7的阻力。因此，夹持元件2a至2d的第一和第二位置是稳定的位置。

特别地，根据可能的解决方案，例如图2a所示的解决方案，凸轮6被限制到通常由相应的电动机m移动的轴9。轴9可以是限制在致动销3上的轴，或者与图中所示类似，轴9可以与致动销3重合。

另一可旋转元件9a被限制到轴9，使得轴9的旋转引起凸轮6和可旋转元件9a两者的旋转。弹簧7被限制到可旋转元件9a，使得可旋转元件9a的旋转使弹簧7变形。因此，弹簧7被限制到与轴9间隔开的可旋转元件9a，使得可旋转元件的旋转引起弹簧7的端部的平移，或者无论如何引起被限制到可旋转元件9a的弹簧7的点的平移。

因此，通常，弹簧7定位成使得当夹持元件2a至2d处于第一或第二位置时，轴9的旋转引起可旋转元件9a的运动和弹簧7的与这种运动相反的变形。例如，在夹持元件2a至2d的第一和第二位置处，弹簧7可基本上处于静止状态，或以拉长状态预装载。在这种情况下，轴9的旋转引起可旋转元件9a的旋转，从而引起弹簧7的可能的额外延伸。由于弹簧7处于平衡状态，或在拉长状态下被预装载，弹簧7抵抗这种拉长并在可旋转元件9a上施加力，在没有其它力作用在其上的情况下，该力将趋向于使可旋转元件9a回到初始状态，即趋向于使轴9旋转，从而使夹持元件2a至2d回到起始位置，即，取决于情况，第一或第二位置。

这允许实施其中弹簧7为夹持元件2a至2d限定稳定位置(所述第一和第二位置)的实施例。实际上，如果夹持元件处于这样的位置，则轴9的旋转引起弹簧7的变形，从而抵抗这样的运动。

类似地，在可选实施例中，弹簧7可以布置成使得在夹持元件2a至2d的第一和第二位置处，弹簧7处于平衡或压缩装载的状态，并且轴9远离夹持元件2a至2d的第一或第二位置的运动引起弹簧7的可能的进一步压缩。

弹簧7只是用于上述目的的一种可能的机械元件。通常，机械元件7被配置成抵抗夹持元件2a至2d远离第一和第二位置的运动。

通常，如前所述，臂1具有适于允许夹持元件2a至2d运动的电动机m。因此，电动机m能够克服由机械元件7提供的阻力，从而允许夹持元件2a至2d在第一和第二位置之间移动。因此，启动电动机m以朝向第一或第二位置移动夹持元件2a至2d，但不启动以将它们保持在这样的位置。换言之，活动臂1被配置成使得，由于机械元件7的存在，夹持元件2a至2d可稳定地保持在第一位置或第二位置，而不必操作电动机m。这明显地具有优点，因为其降低了设备100的能量消耗，并且避免了电动机m过热，特别是在设备的电源中断的情况下，夹持元件2a至2d保持在第一或第二位置。因此，同样在电气故障的情况下，可能被限制到夹持元件2a至2d的药瓶200不从其脱离。

可以有一个或多个传感器s存在于设备100上。第一传感器s可以例如用于检查被限制到夹持元件2a至2d的药瓶200的存在。相同的传感器s也可用于检查在第一或第二工位处存在药瓶。作为替代，可以使用两个不同的传感器来执行上述功能。

这种传感器例如可以是接近度传感器。在附图所示的实施例中，它们是光学传感器。

传感器s还可用于检查夹持元件2a至2d的位置。例如，在光学传感器的情况下，传感器s可以检测夹持元件何时进入由位于传感器自身处的顶点绘制的锥体，锥体限定传感器自身的检测区域，如图3中示意性示出的。作为替代，适当的传感器可以专用于这种目的。

类似地，相同的传感器s或另一传感器可用于确定存在于第一工位301处的药瓶的类型，或活动臂1必须移动的药瓶的类型。

根据一个优选实施例，传感器s是能够检测或估计存放处101的部分101b，通常是相应托盘的部分101b的至少一个尺寸的传感器。

例如，前述传感器s可以在臂1的下降过程中检测与部分101b的接触，从而确定或以任何方式估计相应部分101b的高度。

根据一个可能的实施例，每种类型的存放处101，通常是每个托盘102，具有相对于其他存放处定位在不同高度的部分101b。这样，由于传感器s，有可能识别存在于第一工位301处的托盘的类型或存放处101的任何方式。

根据一个方面，每个托盘102可以容纳单一类型的药瓶。因此，通过检测托盘或存放处的类型，设备100识别它必须移动哪种类型的药瓶200。无论如何，实施例中每个托盘102可容纳不同数量，通常是有限数量的药瓶200。在这种情况下，药瓶200的类型的识别可以提供评估药瓶200的高度的进一步的步骤，即评估药瓶200从相应的壳体101a突出的程度。同样，这样的操作可以例如借助于传感器s，通过评估活动臂1的新的下降点来执行，该新的下降点通常在已经碰到存放处101的部分101b之后至少部分地升高，它碰到相应的药瓶200。

参考图8至14，臂1最初移动到布置在第一工位301处的药瓶200处。根据药瓶200的类型，夹持元件2a至2d布置在所需位置，药瓶的类型例如可由设备100的传感器之一检测或由用户传送到设备100。

例如，在一个可能的实施例中，活动臂1可以处理容量为2ml、10ml和20ml的药瓶200。药瓶具有不同的尺寸，其中有不同的高度，例如分别为33mm、48mm和78mm。

2ml药瓶由臂1机械抓取，而10ml和20ml药瓶由臂1磁性提升。

设备100处理两种类型的托盘102。第一托盘仅容纳2ml药瓶，而第二托盘可容纳10ml和20ml药瓶。两个托盘具有布置在不同高度的部分101b。

在第一步骤中，活动臂1因此下降以检测部分101b的高度，从而区分存在于第一工位301处的托盘102的类型。

只要检测到第一托盘，即用于2ml药瓶的托盘，就操作夹持元件2a至2d以便机械地抓取药瓶200。

只要检测到第二托盘，即用于10或20ml药瓶的托盘，夹持元件可布置在用于磁性提升药瓶的最佳位置。这种最佳位置可以根据药瓶的类型而不同，即10ml药瓶的位置可以不同于20ml药瓶的位置。因此，必须检测哪种药瓶容纳在相应的托盘中。

这种操作借助于传感器s，通过检测药瓶本身的高度来执行。特别地，在与托盘接触之后，臂，通常在已经再次升高之后，被带到药瓶200处并朝向其降低，直到药瓶200和臂1之间发生接触。这种接触由传感器s检测，使得设备100能够估计药瓶200的高度，从而估计药瓶的类型。

如所讨论的，对部分101b和药瓶200的高度的检测优选地通过检测夹持元件2a至2d与这些东西的接触来执行。

与表面的接触确定夹持元件2a至2d相对于主体10的垂直位移，其可由相应的传感器s例如光学传感器进行检测。

应当注意，由于药瓶的尺寸仅以示范性形式报告，因此本设备100可以处理不同类型和尺寸的药瓶。

应当注意，在可选实施例中，操作者可以向设备100提供与要处理的药瓶200的类型相关的信息。

通常，臂1的行为根据药瓶200的类型而变化。

例如，在图8至14所示的情况下，药瓶200是小的。因此，臂1靠近药瓶200，并且夹持元件2a至2d布置在第二位置。当夹持元件2a至2d围绕药瓶200布置时，如图9和10所示，可以将它们移动到第一位置，从而抓住药瓶200，通常通过拧紧其帽201。

优选地，在该步骤期间，电动机m启动以克服机械装置7的阻力，从而将夹持元件2a至2d从第二位置带到第一位置。然后，由于机械元件7足以保持夹持元件2a至2d与药瓶200接触，所以电动机m被停用。特别地，优选地启动电动机m以使凸轮6旋转，从而导致夹持元件2a至2d沿着相应的狭槽6a至6d从第二位置移动到第一位置。

尽管图8至14示出了小药瓶200的位移，但是相同的设备100可用于收集和移动较大的药瓶，只要其具备铁磁元件205。实际上，在这种情况下，同一臂1的夹持元件2a至2d布置在允许夹持元件2a至2d的磁体5与药瓶200的铁磁元件205之间的更好磁耦合的位置。当臂1更靠近药瓶200时，磁体5与铁磁元件205之间的吸引力导致药瓶200和夹持元件2a至2d之间的耦合，如图4和图7所示。

一旦药瓶200通过机械或磁耦合被限制到臂1，臂1就从移动装置50移动，使得药瓶200从第一工位301输送到第二工位302。通常，在该步骤期间，药瓶200从第一工位301升起，平移，降低在第二工位302，如图11至14示意性示出的。

然后，药瓶200从夹持元件2a至2d脱离。通常，如果药瓶200被夹持元件2a至2d抓取，如图8至14示意性示出的，则夹持元件从第一位置移动到第二位置，从而释放药瓶200。优选地，启动电动机m以执行这种操作。

如果药瓶200被磁性地限制到夹持元件2a至2d，则例如可以将药瓶至少部分地插入第二工位302的相应座中，并使夹持元件2a至2d平移(通常水平地)，使得药瓶200由第二工位302保持。

药瓶200优选通过移动它的所有步骤保持在垂直状态。此外，设备100优选地被配置成从第一工位301收集以基本竖直的方式布置的药瓶200，并在第二工位302以基本竖直的状态释放药瓶200。