专利名称：用于操纵试样管支架的方法和实验室系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对试验实验室环境中的试样管支架的操纵，且
更具体地涉及用于在将这种试样管存储在存储室中的背景下操纵试 样管支架的实验室装置。更具体地讲，本发明涉及自动化的管识别系统。
背景技术：
在患者试样被检查且提交给各种试管内诊断试验的实验室 (诸如，例如临床实验室)中，包含试样(例如血液、尿等)的试管必须以 大量且谨慎但仍然高效的方式操纵。多年以来，已经在这种背景下使 用过具有对应的系统和装置的自动化的程序。操纵这些试样管的期间的一个方面涉及^皮放置在存储室 中的管，该存储室可为例如冷藏装置。出于高效操纵的目的，并不单 独地操纵管，而是将其放置在所谓的支架中。通常，管放置在特殊的 存储支架中，该存储支架然后放置在存储室(诸如存储装置中的搁架) 中一段预定的时间。在这个时间范围期间，可能需要通过支架操纵装 置取回支架，(例如)以便响应于进一步分析的请求而提供试样管(包含 在该支架上)，并且随后将该支架放回存储器中。文献EP 1 441 026公开了一种具有带受控的气候条件的储 藏拒和用以将试样存储在其内部的环形保持器的存储系统。自动输送 系统通过用以在试样保持器内装栽和卸载试样的机构来移动试样。装 载/卸载机构和/或试样保持器绕中心轴线旋转。试样通过可伸缩机构 而在组件的顶部上插入及移除，该可伸缩机构具有通过上盖处的锁件 而在升降车处进行相对竖直运动的传送导引件和竖直升降柱。
美国专利6,129,428公开了 一种物体存储装置，其为传送带， 且其将物体保持在物体运送装置中。它们仅部分地位于物体存储装置
的结构上，且可被提起。存储台具有类似传送带的物体存储装置和具 有用于保持物体运送装置的元件的输送装置，该输送装置使物体运送 装置平行于和垂直于类似传送带的物体存储装置的轴线运动。气候试 验柜具有窗和在气候试验拒内部的存储台，该存储台由物体存储装置 和输送装置组成，输送装置在物体存储装置和窗附近之间来回地一次 输送物体运送装置其中之一。美国专利6,478,524公开了 一种用于物体的存储布置和存储 容器，其中该存储布置具有存储装置和用于物体的短期接收的传输装 置，该存储装置具有包舍没置在彼此的顶部上的若干存储空间的至少 一个存储轴。存储布置另外还具有带有物体运送装置的输送装置，且 具有用于使物体运送装置在传输装置和存储空间之间进行移位的竖 直移位装置、水平旋转装置和水平移位装置。物体相对于垂直线始终 采用相同的角度，其中物体的基底表面优选水平地定向。存储容器由 存储根和一体的存储布置组成。存储拒具有锁窗开口，该锁窗开口的 尺寸对应于物体的尺寸。传输装置位于存储拒的外面。
发明内容
根据本发明，用于操纵实验室试样管支架的实验室系统包 括具有用于存储多个存储支架的多个搁架的存储区；用于处理来自 存储支架的试样管的处理单元；以及用于将存储支架装载到存储区 中、用于从存储区中取回存储支架以及用于在给定存储时间已过去之 后将存储支架送到处理单元的机器人传送系统。根据一个优选实施 例，运送系统包括用于与待运送的存储支架联接的联接元件，当联接元件联"l秦在其上时，该联接元件将推/拉力传递到存储支架上。运送系 统进一步包括用于承载待运送的存储支架的平台，该平台与高度调节 装置可操作地连接。在将存储支架从存储位置(例如存储装置中的搁架 上)拉到平台上的情况下，高度调节装置使平台下降到略微低于从其上
拉出支架的存储位置的高度。在将存储支架从平台推到存储位置(例如 推到存储装置中的搁架上)的情况下，高度调节装置使平台升高到略微 高于存储支架被推入其中的存储位置的高度。因此，根据本发明，存储操纵器平台的高度取决于操纵存 储支架所沿着的方向而调节，从而允许适当地插入和收回/取回存储支 架。本发明进一步提供了一种用以在预定的存储时限期满之后 操纵实验室试样管支架的实验室系统。根据一个优选的实施例，处理 单元包括具有定位在废物容器上方的支架停放位置的倾斜才莫块。倾斜 模块设计成以便在其通过运送系统而装载有支架时倾转支架停放位 置，从而使得包含在支架中的试样管落入下面的废物容器中。根据本发明，包含待处理的试样管的支架^i文置在倾斜模 块中。在支架停放位置倾转之后，试样管由于重力而从支架上落下， 并且落入下面的废物容器中。这允许对管进行自动化的处理，从而确 保没有管落在废物容器旁边。偏转器或挡板可设置在倾斜模块和废物 容器之间，以将下落的试样导入废物容器中。在支架已经倒空之后， 支架被带回常规(非倾斜的)位置，且被运送系统取回。在收回期间， 传感器可检测是否有任何管遗留在支架上。由运送系统对于倾斜的模 块而执行的传输/取回机制可以与对于存储位置而执行的机制相同或 相似。根据描述和附图，另外的特征和实施例将变得显而易见。
将理解的是，在不偏离本公开的范围的前提下，以上所提 到的特征和下文描述的那些不^5l可以以所指定的组合方式使用，而且 可以以其它组合方式或独立地使用。本发明的公开还覆盖了操作所公开的装置和系统的相应的方法，而且本描述还覆盖了具有程序编码工 具的计算机程序，该程序编码工具适用于在计算机程序于计算机或控 制单元上运行时执行本发明的方法。要求保护计算机程序本身以及存 储在计算机可读的介质上的计算机程序。通过作为实例的实施例在附图中示意性地说明了各种实施 方式，且参照附图在下文中详细地阐述了各种实施方式。应当理解， 本描述不以任何方式限制本公开的范围，且其仅是优选实施例的说 明。
附图简述
图1显示了包括本发明的实验室系统的实验室设备单元的透视图。
图2显示了本发明的实验室系统的主支架操纵器区域的俯视图， 在此处对进入的主支架进行操纵。
图3显示了根据本发明的再分类台的俯视图。
图4显示了图3的再分类台的存储支架贮存(docking)元件的顶部 透视图。
图5显示了用于操纵存储支架的机器人传送系统的第一透视图。 图6显示了图5的用于操纵存储支架的机器人传送系统的第二透 视图。
图7显示了与存储支架接合的图5的用于操纵存储支架的机器人 传送系统的钩的放大细节。
图8显示了存储支架的透视图。
图9显示了图8的存储支架的放大细节。
图IO是在本发明的存储搁架上的存储支架的透视图。
图11是在两个搁架之间的存储支架的另一个透视图。
图12是本发明的处理单元和图5的机器人传送系统的透^l俯视图。
图13A至13C显示了在后续操作步骤中的图12的处理单元的鼓 筒的正视图。
图14显示了本发明的处理单元的另一个实施例。
具体实施例方式现在将详细地参照某些实施例，其实例在附图中有所说 明。在任何可能的情况下，相同的参考标号在整个附图中用于表示相 同的或类似的部分。图i显示了包括本发明的实验室系统的实验室设备单元io 的透视图。这个实验室设备单元io可为形成整体实验室分析器系统
的一部分的所谓存储取回模块(SRM)。存储取回模块包括支架操纵器 区12(在图1的描绘的左手边)和冷藏区或存储区14(在图1的描绘的 右手边)。在两个区12、 14之间存在装载/卸载接口(未示出)，支架通 过该装载/卸载接口从支架操纵器区12传送到存储区14中以及传送回 来(在取回的情况下)。这个装载/卸载接口可设计成类似门等。存储区14可包括冷藏室16。在本发明的背景下的存储区为 能够将多个试样管优选存储在存储支架中的各种大小的机拒。存储区 可具有适当的调温单元，以将冷藏室内的用于管的环境温度保持在低 于室温，可能低于18。C，且可能低于10。C在存储区14内，存储区14包括用于存储大量试样管支架 的多个搁架。根椐本发明，装载在存储区中的试样管支架为所谓的存 储支架。这意味着包含在履行本发明的几何标准的主支架(即各种类型 的进入支架)中的所有管都从其相应的主支架中取出，并且在被装栽到 存储区14中之前，在适当的存储支架中被再分类。存储区可以足够 大，以使一个或两个人能够通过门(未示出)进入存储区14的里面。在 门打开的情况下，安全开关电路确保所有运动的系统(如机器人臂或其 它传送或运送系统)静止下来，例如静止在中立位置或原位置上。虽然主支架是具有相当标准的几何形状的单排支架，并且因此设计成以便 在多种不同的实验室系统中被操纵，但是副支架特别是存储支架为多
排支架(例如具有十个以上位置(例如13至14个位置)的三排)。因此， 副支架更加稳定(特别是对于存储目的而言)，并且更不可能倾转。另外，存储区14包括处理单元18。处理单元18通过将存 储区14与处理单元18隔开的壁中的内部开口(未示出)与存储区14连 接。通过这个开口，可通过处理单元18自动地处理其有效期(即搁架 寿命)已经过去的试样管。支架操纵器区12具有由具有窗的若千外壁构成的壳体，从 而使得操作人员可直接视觉观察支架操纵器的运行。支架操纵器区12 在外壁其中之一中包括开口 20，主支架可通过该开口 20插入存储取 回才莫块10中。开口 20通往主支架操纵器区域210(参见图2)，主支架 操纵器区域210包括至少一个机器人臂220(其可在图1的描绘中通过 窗其中之一看到)。开口 20可通过滑动门或可伸缩门(未示出)来关闭。支架操纵器区12进一步包括抽屉22、 24，通过该抽屉22、 24可从存储取回模块10中取出倒空的主支架和/或包含具有误差标记 的试样管的主支架，以A/或包含至少 一个取回的试样管的支架。另夕卜，支架操纵器区12包括具有用于管盖的供应箱28的 压盖台26。图2显示了本发明的实验室系统的主支架操纵器区域210 的俯视图。主支架操纵器区域210包括图1的支架操纵器区12内的 平台212。其进一步包括第一机器人臂220，该第一机器人臂220可 基本上安装在平台212的中心，或者至少安装在这样的位置处-该第 一机器人臂220从该位置至少可达到主支架操纵器区域210内的所有 地方。可出于这个目的使用任何已知的适当的机器人，诸如，例如具 有四个轴线和四个自由度的SCARA机器人。机器人臂220在其端部处包括设计成以便牢固地夹住待操纵的支架的夹紧器222。在平台212上，提供了运送器214，以用于将包含试样管(例
析单元250。另外，在平台212上提供了多个对准元件230。对准元件 230设计成以便在与机器人臂220的夹紧器222的定向相对应的合乎 需要的对准或定向上使主支架PR保持就位。为了在每个操纵步骤中 确保主支架PR的适当定向(从而使得总是可以清楚地识别试样管位 置)，主支架可不通过开口 20直接引导到运送器214上，而是纟皮机器 人臂220的夹紧器2221^，然后祐Jt置在运送器214上。为此，提 供了用于进入的支架的接收位置(未示出)，然后机器人臂将进入的支 架从该接收位置提起，以便将其放置在运送器214上。运送器214将主支架运送到图像分析单元250中，在此处 关于试样管的几何参数对主支架中的试样管进行分析。各个试样管的 确定的几何参数与预定的几何标准进行比较，并且识别试样管是否与 系统相符。待分析的几何参数其中之一为试样管上的盖子的存在性， 待分析的其它参数为例如管的直径和高度。在发现试样管没有盖子的情况下，在进行任何其它进一步 处理之前，整个主支架被送往压盖台26。为此，第一机器人臂220将 主支架放置在运送器240上，运送器240将主支架和其试样管运送到 压盖台26中，以对被识别为没有盖子的试样管进行重新压盖。在对 试样管成功压盖之后，主支架^C带回常规处理中，如以下更加详细地 阐述。或者，根据具体情况，主支架可被传送回图像分析单元250中， 以便确定所有的试样管现在都带有盖子且适于进一步处理。图3显示了根据本发明的再分类台310的俯^L图。再分类 台310也是支架操纵器区12的一部分，且其定位在图2的主支架操 纵器区域210的附近。例如，再分类台310在图2的描绘中可定位在 主支架操纵器区域210的左手边，如由图2中的参考标号310所标示。
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再分类台310包括设计成以便接收多个存储支架SR的存储 支架贮存元件312。存储支架贮存元件312基本上具有基本矩形板的 形式，该矩形板具有适于适当地接收相应的存储支架SR(同样cf.图 4)的许多凹部314(图中显示的实施例中有五个凹部)。再分类台310进一步包括第二机器人臂320，该第二机器人 臂320以使附连到第二机器人臂320上的夹紧器322可能能够达到再 分类台310内的任何部位的方式定位在存储支架贮存元件312的后 面。第二机器人臂320与上述主支架操纵器区域210的第一机器人臂 220的类型相似或相同，但是第二机器人臂320设有不同的夹紧器 322,即试样管夹紧器，而主支架操纵器区域210的第一机器人臂220 则设有主支架夹紧器222。另外，再分类台310包括主支架贮存元件340，该主支架贮 存元件340位于非常接近主支架操纵器区域210的位置处，以便可由 主支架操纵器区域210的第一机器人臂220容易地达到，以便对其装 载主支架。在图3的说明中，具有参考标号14和210的箭头分别表 明再分类台310的定向，即主支架贮存元件340和再分类台310的第 二机器人臂320的后侧朝向主支架操纵器区域210定向，而存储支架 贮存元件312和第二机器人臂320的前侧朝向冷藏区或存储区14而 定向。在运行时，包含试样管S的主支架PR通过运送器214运 送到图像分析单元250中，在该图像分析单元250中关于给定的预定 几何参数对试样管S进行分析，以便确定试样管是与系统相符的还是 与系统不相符的。在这个分析之后，主支架PR通过主支架操纵器区 域210的第一机器人臂220被传送到主支架贮存元件340(假定发现主 支架中的所有试样管都带有盖子；否则将如以上所描述首先进行重新 压盖程序，然后根据具体情况进行另一次图像分析)。
再分类台310的第二机器人臂320通过随后利用其管夹紧器322将包含在主支架PR中的试样管S M，来开始卸载包含在主支架PR中 的试样管S。管夹紧器322^^单个试样管S,并且使其朝存储支架 贮存元件312运动。在到那里的途中，试样管S经过条形码阅读器(未 示出)，该条形码阅读器以这样的方式定位在第二机器人臂320的前 面即第二机器人臂320可使试样管S在其到存储支架SR的途中沿 着条形码阅读器的光径运动，同时使试样管緩慢地旋转，从而使得施 用于试样管的外表面上的条形码可由条形码阅读器阅读。由于实验室设备单元10的所有电子元件，即机器人臂及其 相应的控制单元、图像分析单元、条形码阅读器等，都连接到具有数 据库的中央CPU上，所以第二机器人臂320 "知道"主支架中的哪个 将被卸载的试样管是与系统相符的，并且由此将其卸载。因此，仅之 前被分类为与系统相符的试样管将在再分类区310中被卸载，而被分 类为与系统不相符的试样管将保持在主支架中。通过再分类区310的条形码阅读器，系统复核由管夹紧器 322保持的试样管是否是与系统相符的，并且获取再分类所需要的数 据，例如试样管的直径和/或试样管的搁架寿命。这些参数可以是用于 再分类的两个主要参数。因此，在存储支架贮存元件312上提供了多 个存储支架SR，该多个存储支架SR具有各种直径的开口，以接收来 自第二机器人臂320的试样管。这意味着具有给定直径的所有试样管 被相应地放在适当的存储支架中，以及仅具有相同搁架寿命的试样管 ^i丈在相同的存储支架中。其它分类标准(诸如，例如管高度)当然也 是可行的。如可从图3和4两者中看到的，存储支架SR并非彼此平行 地定位，而是沿着圆形区段定位，并且指向通往冷藏区或存储区14(即 两个区12、 14之间的装载/卸载接口)的门(未示出)。当存储支架准备 好^皮传送到存储区14的冷藏室16中时，门打开，且定位在冷藏室16 内的(第三)机器人传送系统(cf.图5和6)延伸通过门开口 ，并且"R^ 相应的存储支架以便将其传送到冷藏室中。各个存储支架SR的前表面90包括竖直槽口 92，在竖直槽口 92的下端处提供了基本水平的圆 形开口 94(cf.图7至9)。第三机器人传送系统可通过以适当的互补元 件(例如具有适当尺寸的钩526)接合在圆形开口 94中来与存储支架联 接，并且可将存储支架拉到第三机器人传送系统的平台上。在存储支 架SR的前表面90上的竖直槽口 92的旁边的是被指定来接收条形码 标签的区域91。如可从图4中看到的，存储支架贮存元件312设有用于接 收存储支架的多个凹部，该凹部具有T形槽口截面，存储支架SR可 在该T形槽口截面中与沿着该支架SR的侧面98的下边缘提供的相应 的伸出部96滑动地接合。另外，存储支架贮存元件312在各个凹部 314的前面设有定向和邻接元件316，以有利于将机器人传送系统定 位在存储支架的前面。参看图5和6，本发明的机器人传送系统510包括具有基本 竖直的伸出部的托架元件512，托架元件512可通过适当的电动机沿 着竖直杆514在纵向导引槽516中运动。托架元件512承载平台518，该平台518可通过电动机520 和带传动器522自托架元件512向前突出。托架元件512进一步包括 套件524,套件524滑动地定位在平台518上，且在其前面处设有用 于与存储支架SR的相应的水平开口 94接合的钩状元件526。机器人传送系统510进一步包括条形码阅读器530，条形码 阅读器530以这样的方式定位即当托架元件512和平台518定位在 存储支架前面时，条形码阅读器可阅读施用于存储支架SR的条形码 表面91上的条形码标签。所以，条形码阅读器530可如图6所示以 微小的角度附连到托架元件上。另外，机器人传送系统510包括轨条540，竖直杆514通过 滑板542滑动地附连在该轨条540的底侧上，该滑板542能够沿轨条 540的导引槽运动。轨条540可附连到冷藏室16的天花板上，从而使 得机器人传送系统510可在上面运动，这样做的优点是使沿着搁架之间的过道的冷藏室地板保持没有任何导杆或轨道。冷藏室可设有适当 的传感器，从而当人进入冷藏室时，机器人传送系统静止下来，或者 首先运动到中立位置或原位置，例如在与门相对的过道端处，然后其 在该位置静止下来。传感器可连接到门(例如安全开关电路)上，以及/ 或连^:到地板区域上(例如光垒、任何其它光敏继电器、感测地板上的
重量的步踏传感器(step sensor)等)。机器人传送系统510的竖直杆514通过旋转式接头544附 连到滑板542上，该旋转式接头544使杆514能够与托架元件512 — 起进行完整的旋转运动。图IO和11显示了在搁架IIO上的存储位置上的存储支架 SR的透视图。各个搁架IIO包括多个T形销112，该多个T形销112 在搁架110上对齐，以便形成用于存储支架SR的接收隔室。两个销 212之间的沿搁架110的纵向方向上的距离可大约等于存储支架SR 在其包括纵向伸出部96的底侧处的宽度。在装载方向上，应该有至 少两个销112,以便在存储支架SR滑到搁架上时，对存储支架SR提 供适当的引导。可在存储支架的大约一半长度处和/或搁架的后側处提 供销112(分别cf.图10和11)。销112的T形形状确保了存储支架SR 在搁架上的装配位置，因为纵向伸出部96定位在T形销的头部的下 方，可以说是在T形销的头部下面包围(支架)，并且由此支架仅可沿 一个方向运动。另外，搁架110可包括在图10中表明的升高的保持元件 114。保持元件114优选地位于各个搁架110的后面区域中，且其设 计成以便装配在存储支架SR的相应的凹部116的下面。升高的保持 元件114可通过冲压搁架的金属板或任何其它适当的方法形成。虽然 通过将保持元件固定(例如胶接、螺紋连接、焊接)在搁板上而使保持 元件形成于搁架上是可行的，但是由于稳固性原因，将保持元件与搁 架制成一件应该是有利的。存储支架SR的底侧处的凹部116可具有 凹陷形式，以更好地与升高的保持元件114配合。保持元件114具有用以将完全地插入的存储支架保持在其存储位置上的功能，从而防止 存储支架例如緩慢地运动远离存储位置，并且防止存储支架由于例如 系统运行期间的振动而引起的可能的跌落。当然也可在存储支架贮存
元件312的凹部314中提供这种升高的保持元件114。平台518优选地与托架元件512—起与高度调节装置连接。 就在存储支架被拉到平台上之前，高度调节装置相对于将从其上拉出 存储支架的搁架的高度略微降低平台，以便避免存储支架在被从搁架 拉到平台上时可能在平台518的前边缘处卡住。在将存储支架从平台 推到搁架上的情况下，高度调节装置由于相同的原因(即以便避免在被 推到搁架的前边缘上时平台可能会由其前边缘卡住)而相对于搁架的 高度略微升高平台。在初始运行阶段中，控制机器人传送系统510的CPU的程 序运行自教导例程。这个自教导例程通过传感器阅读沿着搁架的标记 (例如应用于各个相应的顶部搁架存储支架端部位置和底部搁架存储 支架端部位置上，且具有每个搁架有多少个存储位置以及存储区的一 个搁架壁包括多少个搁架(即搁架行数)的信息)来工作。自教导例程允 许机器人传送系统510通过这样的方式来对自身进行测定，即使机 器人传送系统510运动到顶部搁架或底部搁架两者中任何一个的第一 存储支架端部位置，然后沿着搁架水平地运动，直到其识别了相应的 相对的存储支架端部位置为止，这都是通过测量两个存储支架端部位 置之间的距离进行的。然后，机器人传送系统510竖直地运动到相应 的相对的底部搁架或顶部搁架，直到其再次通过测量两个存储支架端 部位置之间的距离而识别了第三存储支架端部位置为止。然后，机器 人传送系统510沿着搁架再次水平地运动到第四存储支架端部位置， 还是测量这两个存储支架端部位置之间的距离。为了使其完整，机器 人传送系统510可以可选地再次竖直地运动到初始的存储支架端部位 置，以获得第四个测得的距离。当然，运动的顺序是不受约束的，机 器人传送系统510也可在水平地运动之前首先竖直地运动。所描述的自教导例程可基于例如四个标记来完成，即每个存储支架端部位置一 个标记。然后通过计算单个存储位置之间的距离来实现测定，单个 存储位置之间的距离通过用水平存储支架端部位置之间的距离除以 存储支架位置的个数，和通过用竖直存储支架端部位置之间的距离除 以搁架的个数，以及通过存储四个存储支架端部位置的绝对坐标来计 算。在这些数据的基础上，机器人传送系统510可用其内部坐标系统 找到每个搁架存储位置。当必须存储或取回存储支架SR时，也相对 于图4所示的存储支架贮存元件312执行类似的自教导例程，其中邻 接元件316具有(作为)位于各个凹部314的前面的标记的功能。图12显示了处理单元18的示意性透视图，处理单元18是 存储区14的一部分，其位于冷藏室16的外面，但邻近冷藏室16。冷 藏室16和处理单元18被分隔壁610(在图12中仅显示了分隔壁610 的一部分)隔开，该分隔壁610设有足够大以使满载的存储支架通过的 门开口 612。处理单元18包括倾斜;溪块620,该倾斜才莫块620可对准门 开口 612而固定地附连到分隔壁610上。可例如通过具有适当尺寸的 螺钉和螺母(cf.图12)来完成附连。在倾斜模块620的下面，提供了废 物容器640。倾斜模块包括存储支架停放位置622。支架停放位置622 可为具有导引元件的平台，该导引元件具有T形或L形截面，以在存 储支架SR在倾斜模块620中倾转时将存储支架SR保持就位。导引元 件可为由升高的侧边缘形成的导引槽，当存储支架SR在停放位置中 滑动时，导引元件包围存储支架的下边缘，从而使得沿存储支架的纵 向边缘提供的突出伸出部96与平台622的升高的边缘导引槽接合。 或者，作为导引槽的替代，平台622可包括上文结合存储区14的搁 架110所描述的T形导销112来作为导引元件。在可绕中心轴线626旋转的鼓筒624内提供了支架停放位 置622。
在运行时，借助冷藏室16的机器人传送系统510，将存储 支架SR通过冷藏室16和处理单元18之间的分隔壁610中的门开口 612推入支架停;改位置622上的鼓筒624中。 一旦存储支架SR就位， 且门开口 612关闭，鼓筒624就绕旋转轴线626旋转，例如沿如图13A、 13B和13C所示的逆时针方向旋转，从而佳:得通过上述导引槽而在支 架停放位置622上保持就位的存储支架模块倾转，且包含在其中的试 样管S由于重力而落入在倾斜模块620的下方提供的废物容器640中。作为倾斜模块620的备选方案，冷藏室16的机器人传送系 统510可适于(未示出)延伸通过冷藏室16和处理单元18之间的分隔 壁610中的门开口 612，并且适于绕旋转轴线旋转，从而使得存储支 架模块保持就位，且包含在其中的试样管S由于重力而落入在下面提 供的废物容器640中。因此，本发明的方法包括以下步骤借助机器人传送系统 (510)使存储支架(SR)通过门装载到存储区(14)中； 一旦需要或在某个 时间段(例如搁架寿命)已经过去之后，就借助机器人传送系统(510)通 过门将存储支架(SR)从存储区(14)中取回，在某个时间段已经过去的 情况下，通过机器人传送系统(510)将存储支架(SR)送到处理单元(18) 中，并且通过处理单元(18)处理试样管。如可从图13A至13C中看到的，支架停放位置622相对于 旋转轴线626偏心地定位，这使得存储支架SR本身不旋转而是倾斜， 从而使得使存储支架SR翻转的过程平稳，使得试样管滑离存储支架， 而不是从存储支架上落下。由于鼓筒624内的两个侧壁628的存在而 使这个效果得到了加强，两个侧壁628在存储支架SR的侧壁98的附 近延伸，并超过管S的高度。结果，试样管S以受控的方式从鼓筒624 中落下，或者更进一步是滑离鼓筒624，从而排除或至少减小了试样 管掉出废物容器640的可能性。图14显示了处理单元的一个备选实施例。这个实施例包括 两个更小的废物容器642。倾斜;漠块620与图13所示的实施例相比保持不变(仅支架停放位置622以镜像倒转的方式位于旋转轴线626的另 一侧上)。在倾斜模块620下面、鼓筒624和两个废物容器642之间 提供了偏转器650。偏转器650具有基本三角形形式的截面(这使其成 为具有两个向下倾斜的偏转板652的某种双偏转器)，且偏转器650定 位成使其中垂面竖直地处于彼此接触的两个容器642的相邻边缘的上 方。三角形偏转器650定位成使得当鼓筒624绕任一方向旋转时，从 存储支架SR中落下或滑离存储支架SR的试样管S首先沿侧壁628 滑动，且然后沿偏转器650的两个斜板652中的任何一个滑到相应的 废物容器642中，因为三角形截面朝废物容器的上开口倾斜。双偏转 器650因此防止试样管S落入两个废物容器642之间，或者碰撞到位 于鼓筒624下方的废物容器642的边缘，这可能会使试样管S回弹并 且落到废物容器旁边。另外，可提供传感器(未示出)以便检测废物容器何时是满的 以及应该更换。这个传感器可连接到倾斜^^莫块的控制单元或CPU(未 示出)上，以便中断倾斜模块的运行，直到废物容器被倒空或更换，以 便防止试样管溢出及试样溅出。还可提供另外的传感器，以检查鼓筒 624的运行(例如旋转角度、接收位置等)是否正确。在处理之后，倒空的存储支架通过机器人传送系统510从 处理单元18中取出。在收回期间，位于机器人传送系统510上的传 感器528可检测是否有任何管遗留在存储支架SR中。如果情况是这 样的话，则检测到非相符状态，且在进行进一步处理之前将存储支架 SR(例如)输送到(例如)存储区14的上搁架110其中之一上的停放位 置，在该停放位置上在高度上分配了更多空间。相同的或另外的传感 器也可具有高度传感器的功能，例如，用以检查在对存储支架进行存 储的操作期间管的高度不超过例如由冷藏室16的两个搁架之间的距 离给定的某个阈值。或者，存储支架^皮输送到再分类区310的存储支 架贮存元件312。这里，保留在存储支架中的试样管(S)^皮再分类到不同的支架，例如废物支架(WR)，其优选包括更大直径的开口，通常大 于由系统操纵的任何管的直径，例如2-3cm的直径或更大。然后，废 物支架(WR)由机器人传送系统510输送到处理单元18,且重复处理 程序。如果必要，所有过程可重复多次。通常，在废物支架(WR)中使 用更大直径的开口会减小这种情况发生的风险。因此，本发明的方法包括以下步骤通过传感器528感测 在处理之后试样管(S)是否还遗留在存储支架(SR)中，以及如果是的 话，则将存储支架(SR)输送到停^:位置，以l或将遗留的试样管(S) 再分类到废物支架(WR),且重复处理程序。
权利要求
1.一种操纵实验室试样管支架的实验室系统，其包括-具有用于存储多个存储支架(SR)的多个搁架(110)的存储区(14)，-用于处理来自所述存储支架(SR)的试样管的处理单元(18)；-用于将存储支架(SR)装载到所述存储区(14)中、用于从所述存储区(14)中取回存储支架(SR)以及用于在给定的存储时间已过去之后将存储支架送到所述处理单元(18)的机器人传送系统(510)。
2. 根据权利要求1所迷的实验室系统，其特征在于，所述机器 人传送系统(510)包括用于与待运送的所述存储支架(SR)联接的联接 元件(526)，当联接到所述存储支架(SR)上时所述联接元件(526)将推/ 拉力传递到所述存储支架(SR)上；以及用于承载待运送的所述存储支 架(SR)的平台(518)，其中所述平台(518)与高度调节装置连接，在将存 储支架(SR)拉到所述平台(518)上的情况下，所述高度调节装置使所述 平台(518)相对于搁架高度略微下降，且在从所述平台(518)上推动存储 支架(SR)的情况下，所述高度调节装置使所述平台相对于所述搁架高 度略微升高。
3. 根据权利要求2所述的实验室系统，其特征在于，所述联接 元件(526)是用于与存储支架(SR)的相应的开口(94)接合的L形钩。
4. 根据前述权利要求中任一项权利要求所述的实验室系统，其 特征在于，各个搁架(110)包括多个T形销(112)，所述多个T形销(U2) 在所述搁架(110)上对齐，以便形成用于存储支架(SR)的接收隔室，且 在所述存储支架(SR)滑到所述搁架(110)上时为所述存储支架(SR)提供 适当引导。
5. 根据前述权利要求中任一项权利要求所述的实验室系统，其 特征在于，所述存储区(14)搁架(110)包括这样的搁架该搁架包括了 用于将完全插入的存储支架(SR)保持在其存储位置上的多个升高的保 持元件(114)。
6. 根椐前述权利要求中任一项权利要求所述的实验室系统，其 特征在于，所述处理单元(18)包括具有定位在废物容器(640, 642)上方 的支架停放位置(622)的倾斜才莫块(620)，所迷倾斜冲莫块(620)设计成以 便使由所述机器人传送系统(510)装载到所述支架停放位置(622)上的 存储支架(SR)倾转，从而使得包含在所述存储支架(SR)中的所述试样 管(S)落入下面的所述废物容器(640, 642)中。
7. 根据权利要求6所述的实验室系统，其特征在于，所述支架 停力丈位置(622)包括导引元件，所述导引元件具有T形或L形截面，以 在所述存储支架(SR)在所述倾斜模块(620)中倾转时将所述存储支架 (SR)保持就位。
8. 根据权利要求6至7中任一项权利要求所述的实验室系统， 其特征在于，偏转器(650)定位在所述倾斜;f莫块(620)和所述废物容器 (640, 642)之间，以将下落的试样管(S)引入所述废物容器(640, 642)中。
9. 根据前述权利要求中任一项权利要求所述的实验室系统，其 特征在于，所述实验室系统进一步包括使所述机器人传送系统(510) 能够测定自身的自教导系统，所述自教导系统包括在沿着所述搁架 (UO)的限定位置处的标记。
10. 根据前迷权利要求中任一项权利要求所述的实验室系统，其 特征在于，所述机器人传送系统(510)包括用于感测存储支架(SR)中的 试样管(S)的存在性和/或高度的传感器(528)。
11. 一种操作实验室系统的存储区(14)的方法，所述存储区(14) 包括用于存储多个存储支架(SR)的多个搁架(l 10)，以及用于将存储支 架(SR)通过门而装载到所述存储区(14)中和从所述存储区(14)中取回 存储支架(SR)的机器人传送系统(510)，所述方法包括以下初始操作的 步骤-所述机器人传送系统(510)运动到顶部搁架或底部搁架其中之 -所述机器人传送系统(510)运动到所述顶部搁架或所述底部搁架的第 一端，并且借助传感器识别限定了第 一存储支架端部位置的第一标记；-所述机器人传送系统(510)沿着所述顶部搁架或所述底部搁架朝 相对的搁架端部运动，并且通过借助传感器测量所述第一存储支架端 部位置和第二存储支架端部位置之间的距离来识别限定了所述第二 存储支架端部位置的第二标记；-所述机器人传送系统(510)竖直地运动到所述顶部搁架或所述底 部搁架的相应的另一个，直到其通过借助传感器测量所述第二存储支 架端部位置和第三存储支架端部位置之间的距离来识别限定了所述 第三存储支架端部位置的第三标记；-所述机器人传送系统(510)沿着所述搁架朝所述相对的搁架端部 运动，并且通过借助传感器测量所述第三存储支架端部位置和第四存 储支架端部位置之间的距离来识别限定了所述第四存储支架端部位 置的第四标记；-在所述机器人传送系统(510)的CPU中，通过用水平存储支架端 部位置之间的距离除以存储支架位置的数量以及通过用竖直存储支 架端部位置之间的距离除以搁架的数量，来计算单独的存储位置之间 的3巨离；以及-存储所述四个存储支架端部位置的绝对坐标。
12. —种操纵实验室系统中的实验室试样管支架的方法，所述实 验室系统包括-具有用于存储多个存储支架(SR)的多个搁架(l 10)的存储区(14);-处理单元(18);-机器人传送系统(510);所述方法包括以下步骤a) 借助所述机器人传送系统(5 IO)将存储支架(SR)通过门而装载到 所述存储区(14)中；b) 在需要时，借助所述机器人传送系统(510)通过门从所述存储区(14)中取回存储支架(SR);c) 在给定的时间已经过去之后，借助所述机器人传送系统(510)将 存储支架(SR)送到所述处理单元(18)中；d) 通过所述处理单元(l 8)处理试样管。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法进一 步包括以下步骤e) 借助传感器(528)感测在处理之后是否还有试样管(S)遗留在所 述存储支架(SR)中，且如果是肯定的话，f) 将所述存储支架(SR)输送到停放位置和/或将所述遗留的试样管 (S)再分类到不同的存储支架(SR)，并且重复步骤c)和d)。
全文摘要
公开了一种用于操纵试样管支架的方法和实验室系统。该实验室系统包括具有用于存储多个存储支架(SR)的多个搁架(110)的存储区(14)；用于处理来自存储支架(SR)的试样管的处理单元(18)；用于将存储支架(SR)装载到存储区(14)中、用于从存储区(14)中取回存储支架(SR)以及用于在给定的存储时间已经过去之后将存储支架送到处理单元(18)的机器人传送系统(510)。
文档编号B01L9/06GK101632949SQ200910164939
公开日2010年1月27日 申请日期2009年7月24日 优先权日2008年7月25日
发明者B·科克, M·卢斯滕伯格, M·库曼 申请人:霍夫曼-拉罗奇有限公司