专利名称：用于抓握及保持诊断盒的装置的制作方法
技术领域：
本发明整体涉及一种用于抓握盒形制品、尤其是用于对作为自动诊断分析仪的一部分的试剂盒或样本盒进行获取、保持并实现试剂盒或样本盒的移动的装置。
背景技术：
尤其是在患者样本及相关联试剂在多个位置之间的搬送及移动方面，临床诊断分析仪不断变得越来越精密。大量日趋复杂的取放式运送工具已演变成能够对患者样本容器进行二维移动、且在某些情况下进行三维移动的机器人系统。然而，当这些容器并非是简单的测试管时，例如当这些容器是如在美国专利No. 5，780, 248号中所示的用于凝集反应的用箔密封的盒时，用于对这些容器进行物理获取及保持的装置的演变则并未有特别的进步，所述美国专利以引用方式全文并入本文中。此外，此种患者样本容器的获取依赖于少数几种基本机构。由凸轮驱动的机器能提供最平稳的运动以及对加速及减速的控制。由凸轮驱动的机器能以高的循环速率运行，然而其个头大、重且不适用于空间有限的应用。液压/气动驱动式机器则更为紧凑且更易于使用，但是由于其通常使用液压/气动压力抵靠硬的阻挡件来驱动各元件，因而其会造成冲击(这在搬送装有全血成分的盒时特别重要)并导致低循环速率的机器产生噪声。由伺服马达/步进马达驱动的机器通常较慢、成本可能更高，但操作更为灵活。美国专利No. 5，681，530涉及一种用于流体分析器械的运送系统，所述运送系统包括盒抓握器及输送器，所述美国专利以引用方式全文并入本文中。关于患者样本容器的获取，现有机构往往是专用于特定的测试管且由于具有许多部件而在机械上很复杂。除了由于运动功能有限而使对放错位置的患者样本容器进行获取及保持的能力非常有限外，这些单元的制造成本高昂且常常具有降低的可靠性。此外，大多数机构会对患者样本容器施加显著的惯性力，这是非常不可取的且有可能导致改变样本的物理特性。对这些系统中的多个系统的说明如下美国专利No. 4，002, 247，其名称为“用于拾取、传送、翻转及放置部件的机器(Machine for picking up, transferring,turning and placing parts) ”；美国专利 No. 4，411，576,其名称为“取放机构(Pick andplace mechanism) ”;美国专利No. 4, 975, 018,其名称为“用于传送物体的线性单元(Linearunit for transferring objects) ” ；美国专利No. 5，249，663,其名称为“用于装载工件的装置(Apparatus to loadworkpieces) ” ；美国专利No. 5，333，720,其名称为“用于操纵工件的装置(Apparatus to manipulate workpieces) ” ；美国专利 No. 5，467，864,其名称为“用于操纵工件的双用途装置(Dual purpose apparatus to manipulateworkpieces) ” ；美国专利No. 5, 564, 888,其名称为“取放机器(Pick andplace machine) ”；美国专利No. 6，264，419，其名称为“机械手臂(Robotarm) ”；美国专利No. 6，293，750，其名称为“用于在自动分析器械内运送容器及物体的机器人以及用于检修机器人的检修工 具(Robotics fortransporting containers and objects within an automatedanalytical instrument andservice tool for servicing robotics)”；美国专利No. 6，374，982，其名称为“用于在自动分析器械内运送容器及物体的机器人以及用于检修机器人的检修工具(Robotics for transporting containers and obj ects within anautomatedanalytical instrument and service tool for servicing robotics)，，；美国专利No. 6, 843, 357,其名称为“用于样品传送的双轴机器人(Two-axis robot forspecimentransfer)”；美国专利No. 6，889，119，其名称为“用于装载实验室器械的机器人装置(Robotic device for loading laboratory instruments) ”；美国专利 No. 7，131，361,其名称为“工件传送装置(Workpiece-transferdevice) ”;美国专利No. 7, 448, 294,其名称为“机器人装置(Roboticdevices) ” ；美国专利No. 7，563，067，其名称为“机器人(Robot) ” ；PCT专利公布No. W02008067847，其名称为“具有自动定位补偿的容器传送装置(Containertransfer apparatus with automatic positioningcompensation)，，；以及美国专利公布No. 2010/0150688,其名称为“工件传送系统(Workpiece transfer system)”。上述现有技术参考文献均未公开一种如下的装置所述装置能够在有限的空间中工作、具有最小数目的部件、能够在明显错位的情况下获取盒中的患者样本、并使装置的运动具有有助于获取及保持非测试管形状的患者样本容器的特性。
发明内容
本发明的目的是解决或至少改善上述现有技术的缺陷。本发明的一个方面涉及一种用于抓握盒形制品的装置。所述装置包括支撑壳体；线性致动器，其可相对于所述支撑件沿X轴运动；一组钳口，用于抓握所述盒形制品，每一钳口均具有近端及远端，所述远端适于抓握所述盒形制品；活动的节点，位于每一钳口的所述近端，用于将每一钳口连接至所述线性致动器；相对于所述支撑件固定的节点，位于每一钳口的所述近端与所述远端之间，用于将所述钳口中的每一钳口连接至所述支撑件，其中所述固定的节点间接地位于所述钳口上并通过联接及位于所述钳口上的活动的节点而连接至所述钳口 ；且其中所述线性致动器的运动会使所述活动的节点在X轴及y轴上运动，从而使所述钳口围绕所述固定的节点旋转，进而使所述钳口张开及闭合。本发明的另一方面涉及一种用于抓握盒形制品的装置。所述装置包括支撑壳体；线性致动器，其可相对于所述支撑件沿X轴运动；一组钳口，用于抓握所述盒形制品，每一钳口均具有近端及远端，所述远端适于抓握所述盒形制品；活动的节点，位于每一钳口的所述近端，用于将每一钳口连接至所述线性致动器；相对于所述支撑件固定的节点，位于每一钳口的所述近端与所述远端之间，用于将所述钳口中的每一钳口连接至所述支撑件，其中所述固定的节点直接地位于所述钳口上；驱动联接，在其中心处连接至所述线性致动器，所述驱动联接在所述中心的两侧中的每一侧上具有细长狭槽，所述活动的节点是滑动接合于所述狭槽中，其中所述线性致动器的运动会使所述驱动联接运动，由此使所述活动的节点在垂直于滑动运动的方向上进行线性运动，从而使所述钳口围绕所述固定的节点旋转，进而使所述钳口张开及闭合；一组配准销，其在所述钳口中每一钳口的所述远端附近附接至所述壳体的底部，并被定位成能够在已获取到所述盒形制品时被所述盒形制品贴靠；依顺性区块，位于所述壳体的上端；以及，弹簧，置于所述依顺性区块之下，能够使所述壳体轻微地倾斜，其中由所述配准销对所述盒的获取进行引导，并由所述依顺性区块及弹簧对所述盒形制品的运动进行引导，从而允许所述装置相对于所述盒形制品出现可能的错位。本发明的再一方面涉及一种用于抓握盒形制品的方法。所述方法包括提供支撑壳体；提供线性致动器，所述线性致动器可相对于所述支撑件沿X轴运动；提供一组钳口，用于抓握所述盒形制品，每一钳口均具有近端及远端，所述远端适于抓握所述盒形制品；提供活动的节点，所述活动的节点位于每一钳口的所述近端，用于将每一钳口连接至所述线性致动器；提供相对于所述支撑件固定的节点，所述固定的节点位于每一钳口的所述近端与所述远端之间，用于将所述钳口中的每一钳口连接至所述支撑件，其中所述固定的节点间接地位于所述钳口上并通过联接及位于所述钳口上的活动的节点而连接至所述钳口 ；将所述壳体定位成位于所要抓握的所述盒形制品上方；移动所述线性致动器，由此使所述活动的节点沿X轴及y轴运动，从而使所述钳口围绕所述固定的节点旋转，进而使所述钳口闭合并获取所述盒形制品。本发明的又一方面涉及一种用于抓握盒形制品的方法。所述方法包括提供支撑壳体；提供线性致动器，所述线性致动器可相对于所述支撑件沿X轴运动；提供一组钳口，用于抓握所述盒形制品，每一钳口均具有近端及远端，所述远端适于抓握所述盒形制品；提供活动的节点，所述活动的节点位于每一钳口的所述近端，用于将每一钳口连接至所述线性致动器；提供相对于所述支撑件固定的节点，所述固定的节点位于每一钳口的所述近端与所述远端之间，用于将所述钳口中的每一钳口连接至所述支撑件，其中所述固定的节点直接地位于所述钳口上；提供驱动联接，所述驱动联接在其中心处连接至所述线性致动器，所述驱动联接在所述中心的两侧中的每一侧上具有细长狭槽，所述活动的节点是滑动接合于所述狭槽中；提供一组配准销，所述配准销在所述钳口中的每一钳口的所述远端附近附接至所述壳体的底部，并被定位成能够在已获取到所述盒形制品时被所述盒形制品贴靠；在所述壳体的上端提供依顺性区块以及在所述依顺性区块之下提供弹簧，从而使所述壳体能够偏转；将所述壳体定位成位于所要抓握的所述盒形制品的上方；使所述线性致动器运动，由此使所述驱动联接运动，使得所述活动的节点在垂直于滑动运动的方向上进行线性运动，从而使所述钳口围绕所述固定的节点旋转，进而使所述钳口闭合并获取所述盒形制品；其中由所述配准销对所述盒的获取进行引导，并由所述依顺性区块及弹簧对所述盒形制品的运动进行引导，从而允许所述装置相对于所述盒形制品出现可能的错位。在本发明的一个优选的实施例中，所述装置具有甚至在存在适度错位的情况下也可精确地获取并牢固地保持诊断盒的能力。本发明的再一优选的实施例使所述抓握装置的所述获取钳口进行同时的二维运动，以在沿向上的垂直方向提供运动的同时使钳口间的距离减小，从而使用最小的空间。本发明的又一优选的实施例提供一种具有最小数目的部件的装置，因而使所述装置在具有高可靠性的同时制造成本低廉。在另一优选的实施例中，所述装置是由齿轮、齿条及机械联接的组合而构成，这会实现优于凸轮、气动驱动装置、液压驱动装置的平稳运动，并特别擅长于不干扰敏感患者样本的物理特性。在一个优选的实施例中，本发明包含弹簧支承的垂直驱动运动，从而使所述装置在盒获取操作期间可容忍明显程度的盒位置错放及/或抓握器错位。机械部件的获取所述盒的运动使得所述样本的物理状态不受干扰，且在最小的空间中进行对盒进行获取的机械动作。在另一优选的实施例中，本发明包含侯肯(Hoeken)联接。
在又一优选的实施例中，本发明使患者样本容器对照一组配准销进行配准，从而使光学传感器或其他反馈能够指示已可靠地获取到患者样本容器。根据下文对实施例的详细描述，本专利申请的其他目的、特征和优点对于本领域技术人员而言将显而易见。
图1是根据本发明优选实施例的配置I的抓握及保持装置处于张开位置时的示意性前视图。所述装置(也称为盒抓握器单元)容纳于壳体102内，壳体102容纳有线性致动器，例如连接到导螺杆105或被配置成导螺杆105的电动伺服马达104。伺服马达104具有轴，所述轴被配置成旋入齿条螺母103中的导螺杆105，或者作为另外一种选择，通过旋转耦合而连接到导螺杆。扇形齿轮联接106可旋转地附接至壳体102，并被配置成侯肯联接107，侯肯联接107包含一组钳口 109。所述一组钳口 109的附接至扇形齿轮联接106的端部被标记为近端，而所述一组钳口 109的用于抓握诊断盒110的端部则被标记为远端。盒110的向上运动受一组配准销108限制。依顺性区块100(例如弹性体区块)及弹簧101允许盒抓握器单元以一定的错位程度对盒进行获取及放置。光学传感器111感测是否存在被牢固压抵于配准销108上的盒110。图2是根据本发明优选实施例的配置I的抓握及保持装置(也称为盒抓握器单元)在闭合位置的示意性前视图。所述装置容纳于壳体102内，壳体102容纳有线性致动器，例如连接到或被配置成导螺杆105的电动伺服马达104。伺服马达104具有轴，所述轴被配置成旋入齿条螺母103中的导螺杆105，或者作为另外一种选择，通过旋转耦合而连接到导螺杆。扇形齿轮联接106可旋转地附接至壳体102，并被配置成侯肯联接107，侯肯联接107包含一组钳口 109。盒110的向上运动受一组配准销108限制。依顺性区块100及弹簧101允许盒抓握器单元以一定的错位程度对物体进行获取及放置。光学传感器111感测是否存在被牢固压抵于配准销108上的盒110。图3是根据本发明优选实施例的配置2的抓握及保持装置(也称为盒抓握器单元)在张开位置的示意性前视图。所述装置容纳于壳体102中，壳体102容纳有线性致动器，例如连接到导螺杆或被配置成导螺杆的电动伺服马达104。伺服马达104具有轴301，轴301被配置成旋入驱动连杆300中的导螺杆，或者作为另外一种选择，通过旋转耦合而连接到导螺杆。设置有一组钳口 302，其中所述一组钳口 302的附接至驱动连杆300的上端被标记为近端，而所述一组钳口 302的用于抓握诊断盒的下端则被标记为远端。所述一组钳口 302附接至驱动连杆300，以使钳口 302的近端能够在驱动连杆300内水平地滑动。盒110的向上运动受一组配准销108限制。依顺性区块100及弹簧101允许盒抓握器单元以一定的错位程度对物体进行获取及放置。光学传感器111感测是否存在被牢固压抵于配准销108上的盒110。图4是根据本发明优选实施例的配置2的抓握及保持装置(也称为盒抓握器单元)在闭合位置的示意性前视图。所述装置容纳于壳体102内，壳体102容纳有线性致动器，例如连接到导螺杆或被配置成导螺杆的电动伺服马达104。伺服马达104具有轴301，轴301被配置成旋入驱动连杆300中的导螺杆，或者作为另外一种选择，通过旋转耦合而连接到导螺杆。一组钳口 302附接至驱动连杆300，以使钳口 302的近端能够在驱动连杆300内水平地滑动。盒110的向上运动受一组配准销108限制。依顺性区块100及弹簧101允许盒抓握器单元以一定的错位程度对物体进行获取及放置。光学传感器111感测是否存在被牢固压抵于配准销108上的盒110。图5是配置I中的联接的细部的示意图。被配置成导螺杆105的马达轴被旋入齿条螺母103内。围绕接头(被标记为节点Al)旋转的扇形齿轮联接500接合至齿条螺母103内，使得一组钳口 501响应于导螺杆105的旋转而通过节点BI及B2处的主接头以及节点A2处的副接头进行移动，其中节点A2与连杆臂502相关联。所述一组钳口 501的远端的运动由箭头503表示。由节点Al及A2表示的接头是以可旋转方式销接的连杆对壳体的联接，而由节点BI及B2表示的接头是以连杆对连杆方式销接的。图6是配置2中的联接的细部的示意图。被配置成导螺杆301的马达轴被旋入驱动用横杆滑块300内。一组钳口 302的上端接合至驱动用横杆滑块300内，使得所述一组钳口 302的近端响应于导螺杆301的旋转而在驱动用横杆滑块300内水平地左右滑动。所述一组钳口 302的远端的运动是圆形运动，并由箭头600指示。由节点D表示的接头是以可旋转方式销接的连杆对壳体的联接，而由节点C表示的接头是以连杆对横杆滑块方式销接的(以便允许进行水平的左右运动)。图7是侯肯联接耦合器曲线的图式。连杆臂701的远端的运动由虚线曲线700表示。连杆臂701的近端在由节点BI表示的接头处连接至扇形齿轮连杆703。扇形齿轮连杆703在由节点Al表示的接头处可旋转地附接至壳体102。连接连杆702在由节点B2表示的接头处附接至连杆臂701，并在由节点A2表示的接头处可旋转地附接至壳体，其是侯肯联接的第三元件。扇形齿轮连杆703的旋转会使连杆臂701的远端运动。由节点Al及A2表示的接头是以可旋转方式销接的连杆对壳体的联接，而由节点BI及B2表示的接头是以连杆对连杆方式销接的。图8是如图5及图6所示的一组钳口 109的左侧元件的细部的示意图。此元件的轮廓显示于前视图中，且 在此元件的侧视图中，显示处于所述一组钳口 109的末端部分中的渐缩凹口 800。
具体实施例方式尽管是参照在下文中所述及在附图中所示的优选实施例来阐述本发明，然而本发明仅受下文权利要求书的范围的限定。本文所述装置及方法能在临床诊断分析仪中实现对诊断盒的快速且牢固的获取，以便在分析仪内进行后续运动或自分析仪移除。已知的诊断分析仪的实例包括例如VitiOSlgl ECi免疫诊断分析仪或Vitros 3600免疫诊断分析仪等免疫诊断分析仪，或者例如Vitros^ 5,1 FS或vitros 56GG等临床化学分析仪，其均由临床诊断公司(Ortho-Clinical Diagnostics, Inc)出售。代表性的系统公开于例如美国公开专利申请No. 2003/0026733及在2005年3月28日提交的美国专利申请No. 11/091，283中，这两者均以引用方式全文并入本文中。其他实例包括在血型检定操作中所用的血液免疫血液学分析仪(例如在美国专利No. 5，681，530及No. 5，594，808中所公开者)、以及供血者筛选装置(例如由临床诊断公司(Ortho-Clinical Diagnostics, Inc.)以 OrthoSummit System 所出售者)如本文所用，所有此种分析仪均被统称为“诊断分析仪”。所述装置的有益效果可包括能够在盒的位置存在微小的放置不当或错位时获取诊断盒、能够在向患者样本传递最小的力的条件下获取所述盒、能够在最小的空间中获取所述盒、获取机构能够具有最小数目的部件并因而具有高的可靠性、且能够通过可选的反馈传感器来记录对盒的获取及发出关于所述获取的信号。为了大致理解本发明所公开的技术，可参考附图。在附图中，使用相同的附图标记来表示相同的元件。在描述本发明所公开的技术时，使用了以下术语。术语“壳体”在本文中是指用于附接各种其他结构元件的支撑结构、框架、笼、机罩、包壳、或基板，其提供一定的刚性，以使盒抓握器装置能够被使用并作为一个单元而移动。术语“连杆”在本文中是指包含至少两个节点的刚性体，所述至少两个节点是用于附接至其他连杆或支撑件的点。“二元连杆”具有两个节点；“三元连杆”具有三个节点，依此类推。“节点”在本文中是指连杆上的可附接其他连杆以形成接头的位置。“接头”在本文中是指两个或更多个连杆(在其节点处)之间的连接，其允许在相连的连杆之间存在一定的运动或潜在运动。接头可以是允许具有一定运动自由度的“旋转销接头”的形式、或者是也允许具有一定运动自由度的“平移滑块接头”的形式、等等(参见罗伯特L.诺顿(Robert L. Norton)的“机器设计(Design of Machinery) ”第3版,麦格劳-希尔图书公司(McGraw-Hill Book Company), 2003年,其以引用方式并入本文中)。术语“导螺杆”在本文中是指被设计用于将旋转运动变换成线性运动的机构。这是通过螺纹杆的旋转来实现，所述螺纹杆已插入于螺母中，从而当螺纹杆旋转时，螺母被移动规定的线性距离(取决于杆中的螺纹的节距)。术语“齿条螺母”在本文中是指具有内螺纹的导螺杆螺母，其旋入至导螺杆中并保持于固定的取向，从而使导螺杆的旋转在齿条螺母中产生线性运动。此外，齿条螺母的至少一侧具有齿条结构，所述齿条结构接合圆形的小齿轮或齿轮，从而使齿条螺母的线性运动引起小齿轮或齿轮的旋转运动。本发明的一个方面涉及一种用于抓握盒形制品的装置，例如用于获取并保持诊断盒110、同时在非常有限的空间中工作的抓握装置。图1及图2显示盒抓握器单元的配置
I。该单元可通过臂(未示出)而附接至例如诊断分析仪等系统，所述臂连接至依顺性区块100。通过升降所述臂，可使盒抓握器单元进行z轴运动。所述臂还提供沿X轴及y轴方向的运动，以恰当地放置盒110。也可使用其他用于将单元固定至分析仪并为单元提供运动的适宜机构。盒抓握器单元在被降下时可能不与所获取的盒的顶部完全成直角，且依顺性区块100与弹簧101相配合能使盒抓握器单元以轻微的倾斜度发生倾斜或轻微地转向，从而使盒的顶部轻微地接触两个配准销108。因此，所述机构能够适应盒110与盒抓握器单元底部之间所存在的一定程度的错位。由配置I表示的盒抓握器单元包括一组钳口 109，所述一组钳口 109在闭合时能减小钳口间的间隙、同时提供垂直运动。确切的运动轮廓取决于侯肯联接107的机械构造，此将在下文中结合图7进行更全面说明。以上述方式工作的一组钳口 109在初始时向下及朝所获取的盒110向内移动，随后提供在垂直方向503上的提升。最后，所述垂直运动使诊断盒110的顶部被牢固地推抵于配准销108上。这些配准销108可由例如橡胶或软的柔性聚合物等柔顺材料制成，所述橡胶或软的柔性聚合物在接触诊断盒110时发生变形。配准销108的变形在诊断盒110与钳口 109之间提供张力，从而确保紧紧且牢固地抓握于盒110上。此外，切割于所述一组钳口 109的臂中的渐缩凹口 800趋于使盒在所述一组钳口 109中居中，从而额外地允许一定程度的错位。光学传感器111感测盒110在恰当位置上的存在，以便发送获取信号来结束电动势的施加。作为另外一种选择，配准销的变形可使压力施加至微动开关或应变仪类传感器上，从而能够发送关于诊断盒110已被获取并保持于恰当位置的信号。应注意，使用侯肯联接107能使用极小的空间来实现所述一组钳口 109的运动，但代价是存在一定的机械复杂性。图1是被标记为配置I的抓握装置(也称为盒抓握器单元)的优选实施例的示意性前视图。配置I的各种元件位于壳体102内，壳体102的特征是具有依顺性区块100及弹簧101，以允许在盒抓握器单元下降时在配准销108与盒110的顶部边缘之间存在轻微的位置错位。伺服马达104附接至壳体102的上部，伺服马达104具有被构造成导螺杆105的轴。作为另外一种选择，伺服马达104的轴可通过几个众所周知的机构(包括旋转耦合)连接至单独的导螺杆。导螺杆105被旋入齿条螺母103中，齿条螺母103在左侧及右侧上均具有齿条。扇形齿轮连杆106以齿条-齿轮构形接合至齿条螺母103中，并构成侯肯联接107的基本元件。在工作中，对伺服马达104施加电动势会使得轴正向旋转，然后转动导螺杆105，从而使齿条螺母103沿向下的方向线性运动。齿条螺母103的此种向下的运动使扇形齿轮连杆106以逆时针方式旋转，进而使侯肯联接107运动，从而产生同时向下及向内的运动以及随后是所述一组钳口 109的远端的向上运动503。所述一组钳口 109的远端接触诊断盒110，使所述盒居中至渐缩凹口 800中，并使其轻微地向上运动，从而使盒的顶部被压靠于配准销108上。光学传感器111感测盒110在恰当位置上的存在，以便发送获取信号来结束电动势的施加。作为另外一种选择，配准销的压缩使微动开关或应变仪类传感器跳开，或者作为另外一种选择，在伺服马达上达到一超过特定阈值的负载，且在这两种情形中，均发送获取信号来结束电动势的施加。此时，盒110已被获取到，并被牢固地保持以便由临床诊断分析仪进一步移动。图2显示配置I处于闭合位置，其中诊断盒110处于完全被获取及保持的位置。本发明的另一方面涉及一种抓握装置，其具有最小数目的部件并因此制造成本较为低廉、具有高的可靠性以及具有精密的运动。参见图3及图4，配置2所表示的盒抓握器单元包括一组钳口 302，所述一组钳口 302在闭合的同时会减小钳口间的远端间隙并同时提供垂直运动。然而，不同于配置I的侯肯联接，所述一组钳口 302的每一侧均在其中部附近的单一点处以可旋转方式销接至壳体102。这仅使所述一组钳口 302的远端能够以圆形运动而向内合拢。以上述方式工作的一组钳口 302的远端向内朝所获取的盒110运动，使盒110居中于渐缩凹口 800中，并在垂直方向上提供提升。包括联接在内的有限数目的部件(三个)使得机构具有比配置I高的精密度，这是因为制造及安装中的错误会被乘以机构的构件数目(参见罗伯特L.诺顿(Robert L. Norton)的“机器设计(Design ofMachinery) ”,第 3 版,麦格劳-希尔图书公司(McGraw-Hill Book Company), 2003 年,其以引用方式并入本文中)。最后，所述垂直运动使诊断盒110的顶部被牢固地压抵于配准销108上。以类似于配置I的方式，由光学传感器111感测盒110在恰当位置上的存在，以便发送获取信号来结束电动势的施加。作为另外一种选择，配准销的压缩使微动开关或应变仪类传感器跳开，或者作为另外一种选择，在伺服马达上达到一超过特定阈值的负载，从而发送获取信号来结束电动势的施加。此时，盒110已被获取到，并被牢固地保持以便由临床诊断分析仪进一步移动。图3是配置2所表示的抓握装置(也称为盒抓握器单元)的优选实施例的示意性前视图。配置2的各种元件位于壳体102内，壳体102的特征是具有依顺性区块100及弹簧101，以允许在初始的向下运动期间在抓握器装置与盒的位置之间存在位置错位，从而以类似于配置I的方式来获取所述盒。伺服马达104附接至壳体102的上部，伺服马达104具有被构造成导螺杆301的轴。作为另外一种选择，伺服马达104的轴可通过几个众所周知的机构(包括旋转耦合)连接至导螺杆。导螺杆301被旋入至驱动连杆300内，所述一组钳口 302的近端部分已以被称为平移滑块接头的配置而被销接至驱动连杆300，从而能够实现水平方向的滑动运动。所述一组钳口 302已在大约中间长度处以可旋转方式销接至壳体102，且仅能进行圆形运动。在工作中，对伺服马达104施加电动势会使轴进行正向旋转并随后转动导螺杆301，从而使驱动连杆300沿向上的方向进行线性运动。这会使所述一组钳口 302的近端通过平移滑块接头而向外运动。所述一组钳口 302的远端接着以圆形运动方式向内运动。所述一组钳口 302的远端接触诊断盒110并使其轻微地向外运动，从而使盒的顶部被压抵于配准销108上。以类似于配置I的方式，由光学传感器111感测盒110在恰当位置上的存在，以便发送获取信号来结束电动势的施加。作为另外一种选择，配准销的压缩使微动开关或应变仪类传感器跳开，或者作为另外一种选择，在伺服马达上达到一超过阈值的负载，使得发送获取信号来结束电动势的施加。此时，盒110已被获取到，并被牢固地保持以便在临床诊断分析仪内进一步移动。应注意，在使用与只能进行圆形运动的一组钳口 302相耦合的驱动连杆300时，需要具有相对于配置I而言更大的操作空间，但会得到成本更低、可靠性更高的更简单的机构。图4显示配置2处于闭合位置，其中诊断盒110处于完全被获取及保持的位置。图5显示配置I的进一步细节。此处，显示被配置成导螺杆105的轴旋入至齿条螺母103内，其中被以可旋转方式连接至由节点Al及壳体102所形成的接头的扇形齿轮连杆500接合至齿条螺母103的齿条(未示出)内。如前面所述，伺服马达104的轴可简单地连接至导螺杆。具体而言，侯肯联接107的元件被详细列示为(I)扇形齿轮连杆500，其以可旋转方式连接至由节点Al及壳体102所形成的接头，(2)臂连杆(或所述一组钳口的一半)501，其具有两个接头，其中第一接头是由连接扇形齿轮连杆500与臂连杆501的节点BI形成，第二接头是由连接连接连杆502与臂连杆501的节点B2形成，以及(3)连接连杆502，其具有两个接头，其中第一接头是由连接臂连杆501与连接连杆502的节点B2形成，第二接头是由可旋转地将连接连杆502连接至壳体102的节点A2形成。重要的是，应注意，侯肯联接107的各元件的接头分两种类型(I)被标记为Al或A2的类型将连杆可旋转地销接至壳体102，以及(2)被标记为BI或B2的类型将一个连杆可旋转地销接至另一连杆。因此，被可旋转地销接至壳体102的扇形齿轮连杆500及连接连杆502只能围绕其连接点以圆形方式旋转。然而，臂连杆501可自由运动，以使臂连杆501的远端(或者作为另外一种选择，所述一组钳口 501的一个组件的远端)进行侯肯运动503。图6显示配置2的进一步细节。此处，被配置成导螺杆301的伺服马达轴旋入至驱动连杆300中。如前面所述，伺服马达104的轴可简单地连接至导螺杆。具体而言，应注意，该机构仅由三个机械部件构成。臂连杆302的近端(或所述一组钳口的一半)通过由节点C形成的平移滑块接头而连接至驱动连杆300，且臂连杆302通过由节点D形成的接头而可旋转地连接至壳体102。此外，重要的是应注意，上述接头分两种类型(I)被标记为D的类型，其将连杆可旋转地销接至壳体102，以及(2)被标记为C的类型，其将一个连杆销接至另一连杆以使连接可在一个维度上自由滑动。因此，响应于驱动连杆300的向上或向下运动，臂连杆302只能围绕由节点D形成的接头旋转，其中由节点C形成的与臂连杆302的平移滑块接头能够沿水平方向单维地滑动。图7显示侯肯联接耦合器曲线的示意图。侯肯曲线700是通过对连接至臂连杆701及连接连杆702的扇形齿轮连杆703进行旋转而由臂连杆701的远端(或者作为另外一种选择，对于本发明而言，由钳口的其中一个元件的远端)描画。这些连杆之间的连接分两种类型；一种是Al或A2类型的连接，其中连杆元件可旋转地销接至壳体102，另一种则是BI或B2类型的连接，其中一个连杆连接至另一连杆。应注意，在本发明中，仅利用侯肯曲线的最左部分。图8显示所述一组钳口 109的所述一个元件的细节。应注意，在侧视图中，存在被切割于钳口的远端内的凹口 800。此凹口 800轻微地渐缩，以便在所述一组钳口 109闭合时，比盒110的壁厚大的凹口 800具有在盒得到保持的同时使盒的位置居中的趋势。在一个尤其优选的实施例中，根据本发明的装置尤其适用于对响应于免疫凝集反应而形成的凝集物进行检测及量化的系统(即免疫血液学血液分析仪)。在此种系统中，凝胶或玻璃小珠颗粒被容纳于小的柱(称为微柱)内。将例如ant1-lgG等试剂在微柱中分配于稀释剂中，并将测试用红色血液样本置于柱上方的反应室中。然后，对柱进行离心处理，所述柱通常是在透明盒中形成的大量柱中的一个。由根据本发明的盒抓握器搬送所述盒。这些系统阐述于美国专利No. 5，681，530，No. 5，905，808及No. 5，911，000中，这些美国专利均以引用方式全文并入本文中。在柱凝集技术(CAT)中使用的一种典型的盒阐述于上面所述的No. 5，780，248中。在此种系统中，将存储于存储单元中的盒110移动至处于所述单元中的开口之下的分配状态。附接至活动的臂的盒抓握器单元在所述方向上移动存储单元，直至重叠于欲从存储单元中取出的盒110上方为止。然后，抓握器单元接触如上所述的盒，接着由抓握器单元钳口 109以钳夹方式接合所述盒。然后，将盒110提升出存储单元外并可使盒110经过相邻的条形码读出器，条形码读出器将确定关于盒的恰当取向的信息、确定所需盒已从存储单元中取出、确定所述盒尚未达到其过期日期、以及确定关于所述盒的序列号及批号的其他信息，然后可将所有这些信息传送至计算机的存储器并存储于存储器中。然后，盒抓握器单元将盒110运送至恒温箱。此时，由穿孔器穿过覆盖于盒上的箔而穿出一个或多个小孔。然后，可将血液及试剂分配至盒110中，接着可对盒110进行温育。然后，抓握器单元将盒运送至旋转的离心机；例如首先以55g经过两分钟并以199g经过三分钟，以使每一相应的凹槽中的血液样本与试剂适当地混合。在完成离心动作后，抓握器构件接合经过离心的盒并将其传送至读取站。在完成读取后，将盒处理掉。上述适合于由计算机进行计算机程序控制，这对于本领域技术人员而言是熟知的。对本领域技术人员显而易见的是，可对本发明的方法和处理过程作出各种修改和变更。因而，拟由本发明涵盖这些修改和变更，只要这些修改和变更落入后附的权利要求书及其等同物的范围即可。
以上援引的所有出版物的公开内容以引用方式明确地全文并入本文中，犹如它们各自以引用方式并入一般。
权利要求
1.一种用于抓握盒形制品的装置，包括支撑壳体；线性致动器，其可相对于所述支撑件沿X轴运动；一组钳口，用于抓握所述盒形制品，每一钳口均具有近端及远端，所述远端适于抓握所述盒形制品；活动的节点，位于每一钳口的所述近端，用于将每一钳口连接至所述线性致动器；相对于所述支撑件固定的节点，位于每一钳口的所述近端与所述远端之间，用于将所述钳口中的每一钳口连接至所述支撑件，其中所述固定的节点间接地位于所述钳口上并通过联接及位于所述钳口上的活动的节点而连接至所述钳口 ；以及其中所述线性致动器的运动会使所述活动的节点在X轴及I轴上运动，从而使所述钳口围绕所述固定的节点旋转，进而使所述钳口张开及闭合。
2.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括扇形齿轮联接，具有带齿侧及远离所述带齿侧延伸的联接，所述联接的与所述扇形齿轮联接相对的端部连接至所述活动的节点；以及位于所述线性致动器上的齿条，其中所述扇形齿轮联接的齿与所述齿条的齿相接合，且其中所述齿条的运动会使所述扇形齿轮联接旋转，由此使所述联接运动，进而通过所述活动的节点使所述钳口运动。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述线性致动器包括马达及由所述马达驱动的可旋转的导螺杆。
4.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括一组配准销，依顺性区块，以及弹黃，其中由所述配准销对所述盒的获取进行引导，并由所述依顺性区块及所述弹簧对所述盒形制品的运动进行引导，从而允许所述装置相对于所述盒形制品存在可能的错位。
5.根据权利要求4所述的装置，进一步，其中所述一组配准销在所述钳口中每一钳口的所述远端附近附接至所述壳体的底部，且被定位成当所述盒形制品已被获取时，能够被所述盒形制品贴靠，其中所述依顺性区块位于所述壳体的上端且所述弹簧置于所述依顺性区块之下，从而使所述壳体能够偏转。
6.一种用于抓握盒形制品的装置，所述装置包括支撑壳体；线性致动器，其可相对于所述支撑件沿X轴运动；一组钳口，用于抓握所述盒形制品，每一钳口均具有近端及远端，所述远端适于抓握所述盒形制品；活动的节点，位于每一钳口的所述近端，用于将每一钳口连接至所述线性致动器；相对于所述支撑件固定的节点，位于每一钳口的所述近端与所述远端之间，用于将所述钳口中的每一钳口连接至所述支撑件，其中所述固定的节点直接地位于所述钳口上；驱动联接，在其中心处连接至所述线性致动器，所述驱动联接在所述中心的两侧中的每一侧上具有细长狭槽，所述活动的节点是滑动接合于所述狭槽中，其中所述线性致动器的运动会使所述驱动联接运动，由此使所述活动的节点在垂直于滑动运动的方向上进行线性运动，从而使所述钳口围绕所述固定的节点旋转，进而使所述钳口张开及闭合；一组配准销，其在所述钳口中每一钳口的所述远端附近附接至所述壳体的底部，并被定位成能够在已获取到所述盒形制品时被所述盒形制品贴靠；依顺性区块，位于所述壳体的上端；以及弹簧，置于所述依顺性区块之下，能够使所述壳体轻微地倾斜，其中由所述配准销对所述盒的获取进行引导，并由所述依顺性区块及所述弹簧对所述盒形制品的运动进行引导，从而允许所述装置相对于所述盒形制品出现可能的错位。
7.一种用于抓握诊断盒的装置，所述装置包括壳体，伺服马达，由所述马达驱动的可旋转的导螺杆，齿条螺母，扇形齿轮联接，以及一组钳口，其中对所述伺服马达施加电动势会使所述导螺杆沿第一方向旋转，由此使所述齿条螺母沿第一方向进行线性运动，从而引起所述扇形齿轮联接在相反方向上进行旋转运动而使所述一组钳口向内旋转至预定点，进而使所述诊断盒被所述钳口抓握住。
8.根据权利要求7所述的装置，其中在抓握住所述盒时，所述一组钳口向上缩回至所述壳体内。
9.一种用于抓握盒形制品的方法，所述方法包括提供支撑壳体；提供线性致动器，所述线性致动器可相对于所述支撑件沿X轴运动；提供一组钳口，用于抓握所述盒形制品，每一钳口均具有近端及远端，所述远端适于抓握所述盒形制品；提供活动的节点，所述活动的节点位于每一钳口的所述近端，用于将每一钳口连接至所述线性致动器；提供相对于所述支撑件固定的节点，所述固定的节点位于每一钳口的所述近端与所述远端之间，用于将所述钳口中的每一钳口连接至所述支撑件，其中所述固定的节点间接地位于所述钳口上并通过联接及位于所述钳口上的活动的节点而连接至所述钳口 ；将所述壳体定位成位于所要抓握的所述盒形制品上方；移动所述线性致动器，由此使所述活动的节点沿X轴及I轴运动，从而使所述钳口围绕所述固定的节点旋转，进而使所述钳口闭合并获取所述盒形制品。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括扇形齿轮联接，具有带齿侧及远离所述带齿侧延伸的联接，所述联接的与所述扇形齿轮联接相对的端部连接至所述活动的节点；以及位于所述线性致动器上的齿条，其中所述扇形齿轮联接的齿与所述齿条的齿相接合，且其中所述齿条的运动会使所述扇形齿轮联接旋转，由此使所述联接运动，进而通过所述活动的节点使所述钳口运动。
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括提供一组配准销，其在所述钳口中每一钳口的所述远端附近附接至所述壳体的底部，并被定位成能够在已获取到所述盒形制品时被所述盒形制品贴靠，提供依顺性区块及弹簧，所述依顺性区块位于所述壳体的上端，所述弹簧置于所述依顺性区块之下，从而能够使所述壳体轻微地倾斜，其中由所述配准销对所述盒的获取进行引导，并由所述依顺性区块及所述弹簧对所述盒形制品的运动进行引导，从而允许所述装置相对于所述盒形制品出现可能的错位。
12.一种用于抓握盒形制品的方法，所述方法包括提供支撑壳体；提供线性致动器，所述线性致动器可相对于所述支撑件沿X轴运动；提供一组钳口，用于抓握所述盒形制品，每一钳口均具有近端及远端，所述远端适于抓握所述盒形制品；提供活动的节点，所述活动的节点位于每一钳口的所述近端，用于将每一钳口连接至所述线性致动器；提供相对于所述支撑件固定的节点，所述固定的节点位于每一钳口的所述近端与所述远端之间，用于将所述钳口中的每一钳口连接至所述支撑件，其中所述固定的节点直接地位于所述钳口上；提供驱动联接，所述驱动联接在其中心处连接至所述线性致动器，所述驱动联接在所述中心的两侧中的每一侧上具有细长狭槽，所述活动的节点是滑动接合于所述狭槽中，提供一组配准销，所述配准销在所述钳口中的每一钳口的所述远端附近附接至所述壳体的底部，并被定位成能够在已获取到所述盒形制品时被所述盒形制品贴靠，在所述壳体的上端提供依顺性区块以及在所述依顺性区块之下提供弹簧，从而使所述壳体能够偏转，将所述壳体定位成位于所要抓握的所述盒形制品的上方；使所述线性致动器运动，由此使所述驱动联接运动，使得所述活动的节点在垂直于滑动运动的方向上进行线性运动，从而使所述钳口围绕所述固定的节点旋转，进而使所述钳口闭合并获取所述盒形制品；其中由所述配准销对所述盒的获取进行引导，并由所述依顺性区块及所述弹簧对所述盒形制品的运动进行引导，从而允许所述装置相对于所述盒形制品出现可能的错位。
全文摘要
本发明整体涉及一种用于获取、保持盒形制品(例如试剂盒或样本盒，其可以是自动诊断分析仪的一部分)并实现所述盒形制品的运动的装置，从而使所述装置可容忍在获取操作期间出现明显程度的盒位置不当及/或错位。本发明能使获取抓握器钳口进行同时的二维运动，从而在提供沿向上垂直方向的运动的同时使钳口间的距离减小，同时钳口运动足够平稳以便不干扰样本的物理状态。
文档编号B25J15/08GK103042531SQ20121038352
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者R.S.琼斯, L.J.维勒 申请人:奥索临床诊断有限公司