实验室样品分配系统和实验室自动化系统的制作方法

本发明涉及一种实验室样品分配系统和一种实验室自动化系统。

背景技术：

已知的实验室样品分配系统通常被用在实验室自动化系统中，以便在不同的实验室站之间分配包含在样品容器中的样品。

文献EP 2 589 966 A1中示出了一种典型的实验室样品分配系统。这样的实验室样品分配系统提供了高通量和可靠的操作。该系统使用单线圈来驱动表面上的样品容器载体。虽然单线圈具有能够将物体例如按照棋盘图案来精确地定位在该线圈之上的优点，但该技术会导致尺寸、重量和组装的工作增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供有成本效益并且易于组装的实验室样品分配系统和实验室自动化系统。

本发明通过根据权利要求1的实验室样品分配系统和根据权利要求8的实验室自动化系统来解决该目的。

实验室样品分配系统包括若干个样品容器载体，其中，该样品容器载体各自包括至少一个磁致激活装置，并且其中，该样品容器载体适于承载至少一个样品容器。

实验室样品分配系统包括运输平面，其中，该运输平面适于支撑样品容器载体。

所述样品容器通常被设计为由玻璃或透明塑料制成的管，并且通常在上端处具有开口。样品容器能够被用于包含、储存和运输例如血液样品或化学样品之类的样品。所述运输平面也能够被表示为运输表面。运输平面支撑样品容器载体，这也能够被表示为承载样品容器载体。

每个样品容器载体中的至少一个磁致激活装置可以是永磁体。替代性地或附加地，也能够使用电磁体和/或任何软磁材料。样品容器载体通常适于在运输平面上沿两个维度移动。

实验室样品分配系统包括若干个（例如，1至1000个）驱动模块或栅网元件（grid element）。

各个驱动模块包括若干个（1至1000个）第一线形电导体或轨道，其中，在操作模式中，第一导体被固定地布置在运输平面之下，其中，第一导体各自在第一方向上延伸。第一导体彼此平行地布置。

各个驱动模块还包括若干个（1至1000个）第二线形导体或轨道，其中，在操作模式中，第二导体被固定地布置在运输平面之下，其中，第二导体各自在第二方向上延伸，该第二方向不同于第一方向，并且其中，第二导体彼此平行地布置。

例如，所述导体可以被规则地布置成彼此以给定的距离隔开，所述给定的距离例如为1mm至50mm。

实验室样品分配系统和/或相应的驱动模块还包括驱动装置，其中，该驱动装置被电连接到每个驱动模块的第一导体和第二导体中的每一个。该电连接可以按照并联的方式进行，即，驱动装置可以具有用于每个导体的相对应的驱动端子。替代性地，所述电连接可以按照及时的顺序或多路复用的方式进行，使得必要的驱动端子的数量减少。

驱动装置适于对第一导体和/或第二导体中的一个或多个的选择施加驱动电流和/或驱动电压，使得在由该驱动电流和/或驱动电压驱动的一个或多个选择的导体中引起导体电流。该导体电流对一个或多个样品容器载体产生磁驱动力，使得样品容器载体在运输平面上沿分立的运输路径移动。可以借助于驱动装置来选择性地驱动导体，使得引起期望的磁力，所述磁力沿x方向、y方向和/或z方向定向。

第一方向可以垂直于第二方向。

第一导体可以被布置在第一层或平面中，其中，该第一层或平面平行于运输平面。第二导体可以被布置在第二层或平面中，其中，该第二层或平面平行于运输平面。该第一层和第二层可以叠置。

第一导体可以被实施为印刷电路板的第一层上的印刷电路板轨道，并且第二导体可以被实施为该印刷电路板或另一印刷电路板的第二层上的印刷电路板轨道。

样品容器载体可以相应地包括多个磁致激活装置或永磁体，例如四个、六个或八个，其中，每个磁致激活装置包括一维Halbach阵列。Halbach阵列的几何/磁性结构可适于导体的几何结构（之间的距离）。关于Halbach阵列，请参考相应的技术文献。

实验室样品分配系统可以包括位置检测装置，其中，所述位置检测装置适于测量一个或多个导体中的电流，并且响应于测得的电流来检测在所述一个或多个导体之上的样品容器载体的存在。

驱动模块可以在第一和/或第二方向上彼此相邻地布置，以形成更大的实体。

实验室自动化系统包括若干个预分析、分析和/或后分析实验室站，以及上述适于在这些实验室站之间分配样品容器载体和/或样品容器的实验室样品分配系统。

实验室站可以与实验室样品分配系统相邻布置。预分析站可适于执行样品、样品容器和/或样品容器载体的任何类型的预处理。分析站可适于使用样品或该样品的一部分以及试剂来产生测量信号，所述测量信号指示是否存在分析物，并且如果存在，则指示其浓度。后分析站可适于执行样品、样品容器和/或样品容器载体的任何类型的后处理。所述预分析站、分析站和/或后分析站可包括脱盖站、重加盖站、等分站、离心站、归档站、移液站、分拣站、管类型识别站、样品质量确定站、附加缓冲站、液位检测站以及密封/脱封站中的至少一个。

本发明可将多层印刷电路板用于样品容器载体的平面或空间移动控制。本发明允许利用具有导体轨道的驱动模块的运动控制。

为了检测物体在驱动模块之上的位置，可以应用传感器。还可以测量由嵌入到样品容器载体中的磁致激活装置感生的电流。

驱动装置同时控制样品容器载体的移动。

为了产生更大的表面并且控制样品容器载体在那些表面上的运动，多个驱动模块可以像瓦片一样彼此相邻地放置，并且样品容器载体可以从一个驱动模块移交到下一个驱动模块。为了实现跨越驱动模块的边界的协调移动，多个控制单元可以彼此通信。

样品容器载体从一个驱动模块到另一个驱动模块的移交可以通过预期样品容器载体在整个运输平面上所采用的运输路径来执行。利用这种预期，驱动装置能够通过使那些其他样品容器载体从该运输路径移开，或者通过选择不穿过其他样品容器载体的路径或位置的运输路径，来确保该运输路径清除其他样品容器载体。此外，还可以将这些样品容器载体的速度和路径考虑在内，以允许以彼此具有预定的相对距离的方式来引导样品容器载体，使得可以避免碰撞，同时选择对于快速或另外有利的运输而言的最佳路径。

从一个驱动模块到另一个驱动模块的移交通过以使得可以维持样品容器载体的速度的方式激活第二驱动模块上的一个或多个导体来执行。速度使用位置感测设备来测量，并且为样品容器载体在两个或更多个这样的位置传感器之间行进的距离定时。在一个实施例中，导体本身可以通过测量引入到导体中的电流而被用作定位传感器。

利用这样计算的样品容器载体的速度，可以对第二驱动模块上的导体的激活进行定时，使得驱动模块之间的移交保持平滑，并且可以避免不期望的加速或减速。

在移交不成功的情况下，即，如果在预测的时间没有在第二驱动模块上感测到样品容器载体，则需要进行错误处理。这样的错误处理可以包括停用第二驱动模块，尝试将样品容器载体拉回到第一驱动模块上，直到在那里检测到，尝试将样品容器载体引到任何相邻的驱动模块，直到在那里检测到，应用第二或第三位置传感器以在非期望的位置找到样品容器载体，将安装到可移动物体上的检测器驱动到期望位置附近，直到找到样品容器载体，或触发警报以请求人为干预进入到系统中，以便找到并且重新定位丢失的样品容器载体。

以如下方式来驱动样品容器载体，即：使得它们有可能一次跨越超过两个驱动模块。为了控制这种移动，如上所述的移交和错误处理可以跨越所有受影响的驱动模块。因此，利用这样的实现，可以采用在轨道或导体的分辨率中描述的移动路径，而不仅是在驱动模块的更粗糙的分辨率中。还可以移动自身大于驱动模块中的一个的样品容器载体。

实验室样品分配系统可以被布置成引起样品容器载体的平面或空间移动。

根据如上所述的控制系统中的样品容器载体的移动的方法，可以通过基于以下因素中的一个或多个动态地决定导体的驱动，来实现样品容器载体的提升、保持和移动，即：功率消耗、由于在样品容器载体上或利用样品容器载体执行的操作而导致的位置的机械稳定性的需要、期望的移动速度、多个样品容器载体的期望的移动并行度、期望的正加速度、期望的负加速度等。

关于接近驱动模块的边界的样品容器载体的瓦片信息（tile information）可以被传输到驱动模块，从而从驱动模块接收关于接收样品容器载体的准备状态的信息，并且以如下方式给驱动模块供能，即：将恒定的驱动力施加于样品容器载体上。

在驱动模块之间通信的信息可以包括以下各项中的一个或多个，即：速度、当前位置、移动目标坐标等。

附图说明

现在将参照示意性地描绘了本发明的实施例的附图来详细地描述本发明。详细来说：

图1示出了包括根据本发明的实验室样品分配系统的实验室自动化系统；

图2更详细地示出了图1的实验室自动化系统的样品容器载体；

图3更详细地部分示出了图1的实验室自动化系统的驱动模块。

具体实施方式

图1示出了实验室自动化系统300，其包括若干个预分析、分析和/或后分析实验室站310，以及适于在这些实验室站310之间分配样品容器载体110和/或样品容器130的实验室样品分配系统100。不言而喻的是，实验室自动化系统300中可以包括多于所描绘的实验室站310。

现在参照图2，样品容器载体110各自包括四个磁致激活装置，这四个磁致激活装置形式为具有不同定向的四个一维Halbach阵列120，如图所描绘的。

实验室样品分配系统100还包括运输平面140，其中，该运输平面140适于支撑样品容器载体110。

实验室样品分配系统100还包括若干个驱动模块150，其具有矩形的形状并且被定位成在运输平面140之下彼此直接相邻。运输平面140覆盖所述若干个驱动模块150的布置。

驱动模块150包括若干个第一线形电导体或轨道160，其中，该第一导体160被固定地布置在运输平面140之下。第一导体160在第一方向x上延伸。第一导体160彼此平行地布置。

驱动模块150包括若干个第二线形电导体或轨道170，其中，该第二导体170被固定地布置在运输平面140之下。第二导体170在垂直于第一方向x的第二方向y上延伸。第二导体170彼此平行地布置。

实验室样品分配系统100还包括电驱动装置180，其中，该驱动装置180被电连接到每个驱动模块150的第一导体160和第二导体170中的每一个。驱动装置180适于对第一导体160和第二导体170中的一个或多个施加驱动电流和/或驱动电压，使得在由该驱动电流和/或驱动电压驱动的一个或多个导体160、170中引起导体电流，其中，该导体电流选择性地引起对一个或多个样品容器载体110的驱动力，使得样品容器载体110在运输平面140上沿分立的运输路径移动。响应于样品容器载体110的位置和样品容器载体110的期望运输路径来选择被驱动的导体160、170，使得相对应的期望的磁驱动力被施加于每个样品容器载体110。

参照图3，第一导体160被布置为印刷电路板210的第一层190上的印刷电路板轨道，并且第二导体160被布置为印刷电路板210的第二层200上的印刷电路板轨道。

形成在印刷电路板210上的导体160、170可以在印刷电路板210的边缘处电接触，其中，电线可以被电连接到导体160、170，该电线电连接到驱动装置180。