自动分析装置以及方法
【专利摘要】自动且在短时间内实现利用了使用至少一个旋转驱动轴的水平驱动机构的分注探针的定位。使用具有以下组成部分的自动分析装置，分注探针；作为分注探针的水平移动机构具有至少一个旋转驱动轴的分注探针驱动机构；对位时分注探针所接触的部分形成为圆形状的定位部件；检测分注探针与定位部件的接触的接触检测机构；以及控制部。控制部只驱动控制一个驱动轴，使分注探针接触到定位部件的圆形状的部分，接下来，只驱动控制之前已经进行了驱动的轴以外的一个驱动轴，使分注探针接触到定位部件的圆形状的部分。之后，控制部基于检测出接触的各点的位置信息等来计算出定位分注探针的所希望的位置的中心点的位置信息。
【专利说明】自动分析装置以及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有分注驱动机构的自动分析装置。
【背景技术】
[0002]以往，存在提供了能够将试样探针或者试剂探针高精度地定位的自动分析装置(参照专利文献I)的文献。专利文献I记载了在自动分析装置中设置检测出探针向固体或者液体接近或者接触的检测部。另外，在该文献中记载了将具有能够进行反应容器的中心位置的检测的中心位置检测部的夹具安装到反应容器。并且，在该文献记载了通过用检测部检测移动中的探针是否接近了或者接触了夹具的中心位置检测部，来将探针定位在反应容器的中心的技术。
[0003]另外，提供了驱动探针的前端而与定位槽的侧壁点接触，检测该接触，从而定位探针的前端的探针驱动装置(参照专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2009 - 300152号公报
[0007]专利文献2:日本专利第3996851号说明书
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]专利文献I记载了在具备包含旋转驱动轴的二维水平移动机构的分注驱动机构中，将探针自动地定位到停止位置的方法。然而，该方法中，依次确认有可能成为停止位置的地方是否为反应容器的中心位置。因此，用于确认的工序数变多。
[0010]另外，专利文献2记载了在具备只有直线驱动轴的二维水平移动机构的探针驱动装置中，使探针的前端自动地定位的方法。然而，该方法中，沿着各直线驱动轴来驱动探针并检测与圆筒型的定位槽的侧壁的接触点，将其中间点作为各驱动轴方向的中心点。因而，无法适用于包含旋转驱动的分注驱动机构的探针的定位。
[0011]本发明的目的在于提供在具备包含至少一个旋转驱动轴的二维水平移动机构的分注驱动机构中，能够将探针自动并且短时间内定位的自动分析装置。
[0012]用于解决课题的方法
[0013]作为用于解决前述的课题的一个例子，本发明具有以下的构成。
[0014](I)分注探针，其分注规定量的试样或者试剂
[0015](2)分注驱动机构，其具有使分注探针沿水平方向二维移动的两个以上的驱动轴(但是，该驱动轴中的至少一个是旋转驱动轴)
[0016](3)定位部件，其能够设置或者配置于分注探针的吸引位置、排出位置以及清洗位置的至少任一位置(对位时上述分注探针接触的部分的形状为以对位位置为中心的圆形状)[0017](4)接触检测机构，其检测出分注探针与定位部件接触
[0018](5)控制部，其只驱动控制分注探针驱动机构的两个以上的驱动轴中的一个，使分注探针接触到定位部件的圆形状的部分，接下来，只对之前已经进行了驱动控制的驱动轴以外的一个驱动轴进行驱动控制，使分注探针接触到定位部件的圆形状的部分，基于检测出接触的各点的位置信息、或者检测出接触的各点的位置信息及使分注探针移动时的轨迹信息，计算出分注探针的吸引位置、排出位置以及清洗位置的至少任一一个的中心点的位置信息
[0019]发明的效果
[0020]根据本发明，在自动分析装置搭载用于二维移动的两个以上的驱动轴中至少一个为旋转驱动轴的分注驱动机构的情况下，也能够以与以往相比少的工序数并且短的时间内，将分注探针的位置自动地定位到规定位置。
[0021]通过以下的实施方式的说明，上述以外的课题、构成以及效果将变得更加清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是表示方式例的自动分析装置的整体构成的图。
[0023]图2是表示分注驱动机构的构成例的图。
[0024]图3A是表示定位部件的剖面构造例的图。
[0025]图3B是表示定位部件的上表面构造的图。
[0026]图4是说明分注驱动机构具有两个旋转驱动轴的情况下的利用多个接触点的定位处理的流程图。
[0027]图5A是说明分注驱动机构具有两个旋转驱动轴的情况下的利用多个接触点的定位处理的工序的图。
[0028]图5B是说明分注驱动机构具有两个旋转驱动轴的情况下的利用多个接触点的定位处理的工序的图。
[0029]图5C是说明分注驱动机构具有两个旋转驱动轴的情况下的利用多个接触点的定位处理的工序的图。
[0030]图是说明分注驱动机构具有两个旋转驱动轴的情况下的利用多个接触点的定位处理的工序的图。
[0031]图5E是说明分注驱动机构具有两个旋转驱动轴的情况下的利用多个接触点的定位处理的工序的图。
[0032]图6是说明分注驱动机构具有直线驱动轴和旋转驱动轴的情况下的利用多个接触点的定位处理的流程图。
[0033]图7A是说明分注驱动机构具有直线驱动轴和旋转驱动轴的情况下的利用多个接触点的定位处理的工序的图。
[0034]图7B是说明分注驱动机构具有直线驱动轴和旋转驱动轴的情况下的利用多个接触点的定位处理的工序的图。
[0035]图7C是说明分注驱动机构具有直线驱动轴和旋转驱动轴的情况下的利用多个接触点的定位处理的工序的图。
[0036]图7D是说明分注驱动机构具有直线驱动轴和旋转驱动轴的情况下的利用多个接触点的定位处理的工序的图。
[0037]图8是说明根据多个接触点和分注探针的移动轨迹的定位处理的流程图。
[0038]图9A是说明根据多个接触点和分注探针的移动轨迹的定位处理的工序的图。
[0039]图9B是说明根据多个接触点和分注探针的移动轨迹的定位处理的工序的图。
[0040]图9C是说明根据多个接触点和分注探针的移动轨迹的定位处理的工序的图。
[0041]图9D是说明根据多个接触点和分注探针的移动轨迹的定位处理的工序的图。
[0042]图1OA是说明根据多个接触点和分注探针的移动轨迹的定位处理的工序的图。
[0043]图1OB是说明根据多个接触点和分注探针的移动轨迹的定位处理的工序的图。
[0044]图1OC是说明根据多个接触点和分注探针的移动轨迹的定位处理的工序的图。
[0045]图1OD是说明根据多个接触点和分注探针的移动轨迹的定位处理的工序的图。
[0046]图1OE是说明根据多个接触点和分注探针的移动轨迹的定位处理的工序的图。
[0047]图1OF是说明根据多个接触点和分注探针的移动轨迹的定位处理的工序的图。
[0048]图1lA是说明对于多处的停止位置的定位处理的工序的图。
[0049]图1lB是说明对于多处的停止位置的定位处理的工序的图。
[0050]图1lC是说明对于多处的停止位置的定位处理的工序的图。
[0051]图1lD是说明对于多处的停止位置的定位处理的工序的图。
[0052]图1lE是说明对于多处的停止位置的定位处理的工序的图。
【具体实施方式】
[0053]以下，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。应予说明，本发明的实施方式不限于后述的方式例，在其技术思想的范围内，能够进行各种变形。
[0054][方式例I]
[0055]本实施例中，说明分注驱动机构具备两个旋转驱动轴的情况下，通过多个接触点的检测来进行分注探针的定位的例子。
[0056]图1表示自动分析装置的整体构成例。自动分析装置由如下部分构成:收纳试样的试样杯100、配置了多个试样杯100的试样架101、收纳试剂的试剂瓶102、配置了多个试剂瓶102的试剂盘103、使试样和试剂混合而生成反应液的隔室104、配置了多个隔室104的隔室盘105、能够将一定量的试样从试样杯100内移动到隔室104内的试样分注机构106、能够将一定量的试剂从试剂瓶102内移动到隔室104内的试剂分注机构107、使试样和试剂在隔室104内搅拌而混合的搅拌单元108、向隔室104内的反应液照射光，接受得到的光的测定单元109、清洗隔室104的清洗单元110、控制装置各部分的控制部111、存储各种数据的数据储存部112、能够从外部向数据储存部112输入所需的数据的输入部113、根据在测定单元109中得到的光量计算出吸光度的测定部114、根据吸光度推断成分量的解析部115、能够显示数据并输出到外部的输出部116。
[0057]此外，试剂盘103以及隔室盘105都是盘形状，以旋转轴为中心被旋转驱动。此外，试剂盘103和隔室104分别排列在试剂盘103以及隔室盘105的外周位置。
[0058]试样的成分量的分析以如下的顺序进行。首先，利用试样分注机构106将试样杯100内的一定量的试样分注到隔室104内。接下来，利用试剂分注机构107将试剂瓶102内的一定量的试剂分注到隔室104内。接着，利用搅拌单元108对隔室104内的试样和试剂进行搅拌而生成反应液。如果需要，则使用试剂分注机构107将多种试剂追加分注到隔室104内。在进行这些分注时，通过试样架101的搬运、试剂盘103和隔室盘105的旋转，而使试样杯100、试剂瓶102、隔室104移动到规定的位置。若反应结束，则利用清洗单元110来清洗隔室104内部，接着进行下一个分析。反应液的吸光度利用测定单元109和测定部114来测定，并作为吸光度数据存储于数据储存部112。在解析部115中，基于标准曲线数据以及朗伯比尔定律对存储的吸光度数据进行解析。通过该解析，能够分析出包含于试样的成分量。各部分的控制及分析所需的数据从输入部113输入至数据储存部112。各种数据、解析结果通过输出部116显示以及/或者输出。
[0059]图2表示本方式例中使用的分注驱动机构的构成例。该方式例的情况下，在能够上下驱动的轴121的上端位置，以能够在XY面内旋转的方式安装有Θ I臂122的一端部。另外，Θ 2臂123的一端部以能够在XY面内旋转的方式安装于Θ I臂122的作为自由端的前端位置。另外，在Θ 2臂123的作为自由端的前端位置以沿Z轴方向的下方延长的方式安装有分注探针124。
[0060]另外，分注探针124和注射器125通过管126连接。管126从轴121的台座通过轴121、Θ I臂122、Θ 2臂123，连接于分注探针124的一端侧。在注射器125中以能够移动的方式安装有用于改变其内部容积的柱塞127。根据柱塞127的移动位置，从分注探针124的前端进行试样或者试剂的吸引或者排出。另外，在分注探针124连接有静电容量方式的液面检测器128，能够检测出分注探针124与试样、试剂或者金属接触。
[0061]图3A以及图3B表示定位部件129的构造例。图3A表示定位部件129和安装了该定位部件129的隔室104的剖面构造，图3B表示定位部件129的俯视图。定位部件129是能够装卸于隔室104的开口部分的夹具。定位部件129中的安装于隔室104的部分的形状只要是能够安装于隔室104的形状就可任意选择。该方式例的情况下，在安装状态的定位部件129的上端侧设置有圆筒构造130。这里，圆筒构造130以其中心轴与定位时的目标点一致的方式形成。
[0062]这里，以能够装卸的夹具为例进行了说明，但例如在试剂盘103的设置试剂瓶102的地方预先形成相同的构造，也能够实现本说明书中提出的定位处理。
[0063]定位部件129为金属制。因此，能够通过液面检测器128来检测与分注探针124的接触。本方式例的情况下，检测出分注探针124与圆筒构造130的内侧面的接触，根据其位置信息来进行分注探针124的定位。因此，优选圆筒构造130的大小为，即使有加工误差、组装误差，在分注探针124移动到最初的基准位置时一定位于其圆筒的内部。
[0064]此外，本方式例的情况下，以利用了静电容量方式的接触检测为例进行了说明，但也可以是利用预先将定位部件129和分注探针124连接到导通检测器(未图示)，检测接触所引起的电导通的方法来检测两个部件的接触。
[0065]另外，如图3A以及3B所示，也可以在圆筒构造130的中心部形成凹部131。凹部131作为具有比分注探针124的外径大的内径的定位确认用夹具来使用。例如也可以在后述的定位处理后，在作为目标点计算出的位置上使分注探针124下降，通过检测分注探针124是否插入到凹部131，而能够确认分注探针124是否被准确地定位。
[0066]接下来，使用图4以及图5A?图5E，对本方式例的定位方法进行说明。S卩，对搭载了具有两个旋转驱动轴的水平移动机构的分注驱动机构的定位方法进行说明。这里，图4是表示本方式例的定位处理方法的概要的流程图。图5A?图5E表示定位处理过程中的Θ I臂122、Θ 2臂123以及圆筒构造130的位置关系。控制部111执行定位处理。
[0067]图5A表示以下的说明中使用的坐标系和各臂的初始位置以及尺寸。如图所示，将Θ I臂122的旋转轴作为坐标原点，将起始位置(初始位置)的Θ I臂122的轴方向作为X轴。此外，将与X轴正交的轴方向作为Y轴。此外，将Θ I臂122的臂长作为I1，将Θ 2臂123的臂长作为12。
[0068]移动分注探针124之后的各臂的角度能够根据驱动前的Θ I臂122以及Θ 2臂123的初始角度、给予相对于该初始角度的移动量(旋转量)的各移动脉冲数及移动角分辨率来求出。另外，如图5B所示，分注探针124的移动后的坐标位置(X，y)能够根据各臂的长度和各臂的角度来求出。以下的工序中也相同，能够求出移动后的分注探针124的位置坐标。控制部111执行该坐标位置的计算。
[0069]首先，如图5B所示，使分注探针124从初始位置移动至规定的基准点P(处理200)。这里，基准点P是没有部件的制造时的加工误差、组装误差的情况的停止位置。该分注探针124的水平移动通过Θ1臂122以及Θ 2臂123的XY面内的旋转驱动来实现。若分注探针124被定位于基准点P的坐标位置，则控制部111使轴121下降。下降量是下降结束后，使分注探针124在XY面内移动时，其前端部分能够与定位部件129的圆筒构造130的内侧面接触的高度为止。
[0070]本来，期望基准点P与应定位的目标点Q —致。然而，有时应定位的目标点Q由于加工误差、组装误差而与基准点P不一致。此时，需要重新设定分注驱动机构的定位，以使基准点P和目标点Q —致。
[0071]因此，如图5C所示，仅对Θ 2臂123在XY面内进行左右旋转驱动，使分注探针124与定位部件129的圆筒构造130的内表面接触。图中位于左侧的接触点作为点A，位于右侧的接触点作为点B。而且，每当检测出接触，计算点A及B的坐标(xa，ya)以及(xb，yb)(处理 201,202)。
[0072]此外，通过确认与点A的接触，控制部111能够确认定位部件129已被安装以及液面检测器128正常动作。无法确认与点A的接触的情况下，控制部111不执行以下的动作，而停止定位动作。此时，优选通过输出部116向操作者报告定位动作被中止。
[0073]若这样检测出点A以及B的坐标，则仅再次驱动Θ 2臂123，使分注探针124返回到基准点P的位置(处理203)。该处理并不是必须的处理，但通过根据作为初始位置的基准点P计算出接下来检测的点C的坐标，能够提高点C的坐标的计算精度。
[0074]若分注探针124返回基准点P,则如图所示,这次仅旋转驱动Θ I臂122,移动到分注探针124与定位部件129的圆筒构造130的内表面接触的位置。该情况下，能够移动的方向为两个。该方式例的情况下，向与点A及点B所在的方向相反的方向，即以远离点A及B的方式驱动分注探针124。此时，将检测出接触的点作为点C (处理204)。与点A以及B的情况相同，控制部111计算出点C的坐标(X。，y。)。
[0075]通过这些接触点(点A?点C)的检测，在控制部111中计算出各点的坐标(xa，ya)?(Xc；，y。)。这些点A?点c是圆周上(更准确地说,是从定位部件129的内壁向内侧相距分注探针124的半径)的点。因此，相当于定位部件129的内壁面的圆周上的圆的中心即目标点Q的坐标能够根据这三点通过计算而计算出来(处理205)。该目标点Q给出应定位分注探针114的坐标位置。
[0076]如图5E所示，通过从点A~C中将任意的两点选取两组，求出其垂直平分线的交点从而能够计算出目标点Q的坐标。垂直平分线的式子能够由下式提供。
[0077][式I]
[0078]
【权利要求】
1.一种自动分析装置，具有: 分注探针，其分注规定量的试样或者试剂； 分注探针驱动机构，其具有使上述分注探针沿水平方向二维移动的两个以上的驱动轴，并且，该驱动轴中的至少一个是旋转驱动轴； 定位部件，其能够设置或者配置于上述分注探针的吸引位置、排出位置以及清洗位置中的至少任一位置，且对位时上述分注探针所接触的部分形成为圆形状； 接触检测机构，其检测出上述分注探针已与上述定位部件接触；以及控制部，其只对上述分注探针驱动机构的两个以上的驱动轴的一个进行驱动控制，使上述分注探针接触到上述定位部件的圆形状的部分，接下来，只对上述已进行了驱动控制的驱动轴以外的一个驱动轴进行驱动控制，使上述分注探针接触到上述定位部件的圆形状的部分，基于检测出上述接触的各点的位置信息，或者，检测出上述接触的各点的位置信息及使上述分注探针移动时的轨迹信息，计算出上述分注探针的吸引位置、排出位置以及清洗位置的至少任一一个的中心点的位置信息。
2.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于， 上述定位部件具有能够装卸于上述分注探针的吸引位置、排出位置以及清洗位置的至少任一一个的位置的形状部分。
3.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于， 上述接触检测机构是静电容量检测机构或者电导通检测机构。
4.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于， η处的停止位置的相互的相对位置误差小到能够忽略的情况下，上述控制部计算出相对于上述停止位置中的两点的中心点的位置信息，通过算术运算来求出相对于其他η — 2点的中心点的位置信息，其中n≥3。
5.一种自动分析方法，是在具有如下构成部分的自动分析装置中执行的自动分析方法，该自动分析装置具有: 分注探针，其分注规定量的试样或者试剂； 分注探针驱动机构，其具有使上述分注探针沿水平方向二维移动的两个以上的驱动轴，并且，该驱动轴中的至少一个是旋转驱动轴； 定位部件，其能够设置或者配置于上述分注探针的吸引位置、排出位置以及清洗位置中的至少任一位置，且对位时上述分注探针所接触的部分形成为圆形状； 接触检测机构，其检测出上述分注探针已与上述定位部件接触；以及 控制部，其控制上述分注探针驱动机构以及上述接触检测机构， 上述控制部执行: 只对上述分注探针驱动机构的两个以上的驱动轴中的一个进行驱动控制，使上述分注探针接触到上述定位部件的圆形状的部分的第I处理； 上述第I处理之后，只对上述已进行了驱动控制的驱动轴以外的一个驱动轴进行驱动控制，使上述分注探针接触到上述定位部件的圆形状的部分的第2处理；以及 基于检测出上述接触的各点的位置信息，或者，检测出上述接触的各点的位置信息及使上述分注探针移动时的轨迹信息，计算出上述分注探针的吸引位置、排出位置以及清洗位置的至少任一一个的中心点的位置信息的第3处理。
6.根据权利要求5所述的自动分析方法，其特征在于， η处的停止位置的相互的相对位置误差小到能够忽略的情况下，上述控制部计算出相对于上述停止位置中两点的中心点的位置信息，通过算术运算来求出相对于其他η — 2点的中心点的位置信息，其中 η > 3。
【文档编号】G01N35/10GK103547928SQ201280023931
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年5月15日 优先权日:2011年5月16日
【发明者】平野匡章, 中村和弘 申请人:株式会社日立高新技术