自动临床分析器系统和方法与流程

本申请要求2016年7月21日提交的美国临时申请序号62/365,314的权益，该美国临时申请通过引用整体地结合于本文中。

本发明总体上涉及用于实验室环境中的实验室自动化系统和临床化学分析器系统，并且更具体而言，涉及临床分析器中的用于操纵、存储、运输和测试用于体外诊断的患者样品的系统和方法。

背景技术：

体外诊断（ivd）允许实验室基于对患者流体样品进行的测定（assay）来帮助疾病的诊断。ivd包括与患者诊断和治疗相关的各种类型的分析测试和测定，其可以通过分析取自患者的体液或脓肿的液体样品来进行。这些测定通常利用自动化临床化学分析器（analyzers）来进行，容纳有患者样品的例如管或小瓶之类的流体容器被装载到该分析器上。该分析器从小瓶中提取液体样品，并将样品与特殊反应比色皿或管（通常称为反应容器）中的各种试剂混合。在一些常规的系统中，模块化方法被用于分析器。实验室自动化系统可以使样品在一个样品处理模块和另一个模块之间穿梭。模块可以包括一个或多个站，包括样品操纵站和分析器模块/测试站（例如，可以专用于某些类型的测定的单元），或者另外可以为较大的分析器提供测试服务，该较大的分析器可包括免疫测定（ia）和临床化学（cc）站。一些传统的ivd自动化轨道系统包括设计成将样品从一个完全独立的模块输送到另一个独立模块的系统。这允许专门在两个不同的站/模块中进行不同类型的测试，或允许连结两个冗余的站以增加可获得的样品吞吐量。然而，这些实验室自动化系统通常是多站分析器中的瓶颈。相对而言，传统的实验室自动化系统缺乏用以允许样品在站之间独立移动的较大程度的智能或自主性。

在示例性的现有技术系统中，非常类似于传送带的基于摩擦的轨道使有时称为盘座（puck）或容器架的单独的承载机构在不同的站之间穿梭。样品可以存储在诸如试管的样品容器中，其例如由操作者或机器人臂放入到盘座中，用于沿轨道在分析器中的站之间输送。然而，这种摩擦轨道只能一次沿一个方向移动，并且该轨道上的任何样品将以相同的速度沿相同的方向移动。当样品需要离开摩擦轨道时，可以使用门控选通/开关切换措施来将单个盘座移动到分支路径中。这种设置的缺点在于必须使用单一化（singulation）来控制任何给定盘座在每个门和开关处的方向。例如，如果两个盘座在彼此附近，并且只有一个盘座应被重定向到分支路径中，则变得难以控制开关，以使得仅一个盘座移动到分支路径中，并确保从摩擦轨道拉出适当的盘座。这在许多现有技术系统中产生了如下需求，即：使盘座停在门处，使得可以在轨道上的每个决策点处一次一个地释放和切换各个盘座。

在基于摩擦轨道的系统中使用单一化的另一种方式是使盘座停在门处，并允许条形码读取器读取样品管上的条形码。因为条形码读取器相对于使盘座在轨道之间切换所需的时间量而言较慢，所以扫描将硬性单一化（hardsingulation）引入到轨道上的流中，并且在做出了切换决定时使所有附近的盘座停止。在做出了决定之后，可以进一步使用单一化来确保仅仅让已扫描的盘座继续行进，这是通过使用物理阻塞以在切换已扫描的盘座时防止已扫描的盘座后面的盘座继续行进。

美国专利号6,202,829示出了一种示例性现有技术的摩擦轨道系统，其包括被致动的机械导流门，该导流门可用于引导盘座从主轨道离开并来到拉出轨道上。如其中所解释的，导流过程可能需要多个机械门来单一化和分离各个盘座，从而多次停止每个盘座并允许每个盘座旋转，使得可以在做出导流决定之前读取条形码。这样的系统增加了延迟，并且实际上确保了在每次在导流门被添加到摩擦轨道时，该门增加另一运输瓶颈。这样的系统导致每个导流门处的自然排队，从而进一步增加了每个样品在摩擦轨道上花费的时间量。

摩擦轨道通常也是缓慢移动的。由于盘座中的所有样品一起移动，因此这些盘座通常会相互碰撞，并且轨道以相同的速度围绕弯道和直道移动。此外，通过盘座撞击例如导流臂或停止点之类的静止物体而发生停止、单一化和切换。结果，摩擦轨道通常以相对低的速度移动，以防止容纳在盘座中的开放流体样品容器中的流体飞溅并溢出到实验室设备或自动化轨道上。对于大型实验室系统，摩擦轨道可能需要几分钟将一个样品盘座从房间的一端输送到房间的另一端。这增加了总体延迟，并且可能由于增加的行程时间而增加运输量，这可减少插入到分析器和自动化系统中的批次中的样品的周转时间或平均吞吐量。因此，需要一种系统，其允许样品和样品载体在自动化系统内更快速地移动。

通过让操作者（例如，实验室技术人员）将样品管的托盘放入到输入区域中来操作分析器中的传统实验室自动化系统。这些管通常具有放置在它们的一侧上的包括条形码和可选的人类可读标识的竖直贴纸，其允许系统验证样品的身份并相应地处理每个样品。这些托盘通常是允许操作者手动运送若干个样品（例如，通常为大约50个样品）的阵列。因为托盘中的所有样品不一定都以相同的方式处理，所以通过操作者的手动操作或通过系统中的机器人臂从托盘中移除样品。然后，这些样品管被放入到已经存在或放入到自动化系统轨道中的载体（例如，塑料盘座）中。由于传统的塑料盘座和用于将患者样品从托盘移动到盘座的样品操纵机器人的性质，通常对可以使用的患者样品管的类型存在限制。例如，临床分析器可能要求患者样品到达具有一致尺寸（例如，构成管的玻璃或塑料的一致的高度和直径）的单一类型的患者样品管中。特别是在患者样品的来源（例如，接收来自多种临床位置的患者样品的诊断实验室）存在变化的情况下，使用一致的患者样品管尺寸可能是不期望的。

用于操纵输入样品托盘的自动化过程可能相对较慢，这是因为必须确定每个样品的身份以识别该样品是否是stat样品。stat样品需要立即优先权，并且可以由自动化系统以不同方式操纵，这通常是通过将容纳stat样品的盘座之前的样品盘座的任何物理队列清除，从而允许stat样品自由地移动到其目的地。此外，如果正在使用多种患者样品管尺寸，则机器人臂的末端执行器在不知道管的尺寸的情况下接合管时必须小心，这依赖于所观察到的压力来确定它何时已适当地接合管，很像在黑暗中感觉周围。因此，在现有技术中关于可允许使用多种患者样品管尺寸的样品操纵输入存在缺陷。

传统的基于摩擦的自动化轨道也可能遭受缺乏冗余的影响。在典型的构造中，摩擦轨道是栓接到若干模块上的独立部件，所述模块通常包括单个电源、控制器等。如果这些部件中的任何一个发生故障，则整个自动化系统将停机，直至它被修好。轨道设计通常也遭受如下影响，即：缺乏紧凑性以及缺乏可访问的路径，以到达自动化轨道中的点之间，而不采用与系统的每个其他样品相同的主路线。每种情况都可能造成输送堵塞，降低吞吐量，并增加系统中的总体延迟和周转时间。此外，由于样品花费过多的时间量置于摩擦轨道上，因此样品可能由于长等待时间而在被输入进来与在样品上发生测试之间开始劣化。此外，传统的栓接式自动化轨道需要每个站从自动化轨道物理地移除样品，以便与该患者样品相互作用。这增加了系统的机械复杂性和总体延迟。

技术实现要素：

一些实施例可以通过使用以下任何构思来解决现有技术缺点中的一个或多个。在一个实施例中，一种用于体外诊断（ivd）环境中的分析器系统包括：样品操纵器模块，其被构造成经由位于人类操作者能够访问的所述样品操纵器模块的前部处的一个或多个抽屉来接受保持多个患者样品管的多个托盘；以及一个或多个分析器模块，其构造成使用至少一个移液器从所述多个患者样品中的每一个抽吸患者样品的一部分，并且执行对该患者样品的临床化学特性和免疫测定特性中的至少一个的临床分析。所述分析器系统还包括：多个样品载体，其被构造成接受所述多个患者样品中的至少一个，每个载体在其基部中具有磁体；以及自动化轨道，其包括形成多个分支的多个轨道部段，每个轨道部段具有包括多个同步控制的磁性线圈的表面。所述自动化轨道被构造成经由所述同步控制的磁性线圈来移动所述多个样品载体中的所述多个患者样品管，以沿所述多个轨道部段推进所述多个样品载体。所述自动化轨道被构造成经由所述样品操纵器模块中的机器人臂从所述样品操纵器模块接收所述多个患者样品管中的每一个，并且将每个患者样品管移动到所述一个或多个分析器模块的所述至少一个移液器能够访问的所述自动化轨道上的第一位置，以有助于抽吸所述患者样品的所述部分。

根据一些实施例的一个方面，所述样品操纵器模块包括多个摄像机，当所述抽屉被人类操作者关闭时，所述多个摄像机记录所述抽屉中的样品管的俯视图像。根据一些实施例的另一方面，所述分析器包括所述自动化轨道上的具有多个摄像机的站，该多个摄像机观察所述多个样品载体中的每一个，以在患者样品管已经被放入到所述载体中之后表征所述载体和所述多个患者样品管中的至少一个。根据一些实施例的另一方面，所述多个轨道部段从所述一个或多个分析器模块中的一个接收主功率，并且从所述一个或多个分析器模块中的相邻一个接收备用功率。根据一些实施例的另一方面，所述样品操纵器模块包括冷藏存储器，所述冷藏存储器被构造成存储控制和校准物流体数天。根据一些实施例的另一方面，所述分析器还包括多个试剂载体，所述多个试剂载体被构造成接受试剂盒并且经由所述自动化轨道将所述试剂盒输送到所述一个或多个分析器模块能够访问的第二位置。

根据一些实施例的一个方面，所述自动化轨道被构造成使得所述多个轨道部段形成在所述一个或多个分析器模块的周边上的外部回路，以及绕过所述外部回路的在所述一个或多个分析器模块内部的多个旁路轨道部段。所述至少一个移液器能够访问的所述自动化轨道上的所述第一位置处于所述旁路轨道部段中的至少一个上。根据一些实施例的另一方面，所述一个或多个分析器模块中的每一个由所述旁路轨道部段中的一个来服务，并且该旁路轨道部段被构造成暂时地保持所述多个样品载体的子集，以供所述至少一个移液器随机访问。根据一些实施例的另一方面，所述旁路轨道部段中的每一个上的所述多个样品载体的所述子集的移动和随机访问响应于所述一个或多个分析器模块的处理器而被控制。根据一些实施例的另一方面，所述外部回路是所述样品操纵器模块能够访问的，并且所述多个轨道部段形成旁路轨道部段，所述旁路轨道部段被构造成允许样品载体围绕所述一个或多个分析器模块的周边行进，而不返回到所述样品操纵器模块。

根据一些实施例的一个方面，至少一个轨道部段是外部实验室自动化系统能够访问的。根据一些实施例的另一方面，所述多个样品载体中的每一个包括具有两个位置的样品管保持器，并且所述样品操纵器模块被构造成在从所述样品管保持器移除所述多个患者样品中的第二个之前，将所述多个患者样品中的第一个放入到所述样品管保持器中。

在一个实施例中，一种用于分析患者样品的方法包括以下步骤：在样品操纵器模块处经由位于人类操作者能够访问的所述样品操纵器模块的前部处的一个或多个抽屉来接收保持多个患者样品管的多个托盘；以及提供自动化轨道，其使用处于所述自动化轨道的表面中的线圈来推进多个样品载体，所述多个样品载体在每个样品载体的基部中具有磁体。步骤还包括：经由所述自动化轨道将所述多个载体中的第一载体定位在所述样品操纵器模块的机器人臂能够访问的所述自动化轨道上的第一位置处；使用所述机器人臂从所述多个托盘移除第一样品；以及将所述第一样品放在所述第一载体中。步骤还包括：经由所述自动化轨道将所述第一载体定位在移液器能够访问的第二位置处，所述移液器由一组一个或多个分析器模块中的第一分析器模块控制；以及在经由所述自动化轨道使所述样品停止在所述第二位置处时，使用所述移液器抽吸所述样品的一部分。此外，步骤还包括：由所述第一分析器模块执行对所述患者样品的临床化学特性和免疫测定特性中的至少一个的临床分析。

附图说明

图1是用于与一些实施例一起使用的示例性样品操纵模块的俯视图；

图2是用于与一些实施例一起使用的示例性样品操纵模块的透视图；

图3是用于与一些实施例一起使用的示例性载体的一系列示意性的自顶向下的状态；

图4是用于与一些实施例一起使用的示例性集成的模块化自动化轨道系统的示意图；

图5是用于与一些实施例一起使用的示例性集成的模块化自动化轨道系统的示意图；

图6是用于与一些实施例一起使用的示例性集成的模块化自动化轨道系统的示意图；

图7是用于与一些实施例一起使用的样品操纵模块的示例性使用的示意图；

图8是用于与一些实施例一起使用的示例性样品操纵器和器皿移动器的系统示意图；

图9是示出了器皿移动器和分析器模块之间的示例性相互作用的流程图；

图10a是用于与一些实施例一起使用的示例性冷却系统的透视图；

图10b是用于与一些实施例一起使用的示例性冷却系统的透视图；

图10c是用于与一些实施例一起使用的示例性冷却系统的门组件的侧视图；

图10d是用于与一些实施例一起使用的示例性冷却系统的管和覆盖件组件的透视图；

图11是用于与样品操纵器的示例性实施例一起使用的示例性机器人臂的透视图；

图12是用于与样品操纵器的示例性实施例一起使用的示例性机器人臂末端执行器组件的透视图；

图13是用于与样品操纵器的示例性实施例一起使用的示例性机器人臂传感器组件的透视图；

图14是用于与一些实施例一起使用的示例性自动化轨道系统的透视图；

图15是用于与一些实施例一起使用的示例性自动化轨道系统的透视图；

图16是用于与一些实施例一起使用的示例性自动化轨道系统的剖视图；

图17是用于与一些实施例一起使用的示例性自动化轨道系统的俯视图；

图18是用于与一些实施例一起使用的示例性自动化轨道系统和逻辑子部件的俯视图；

图19是用于与一些实施例一起使用的示例性自动化轨道系统和逻辑子部件的俯视图；

图20是用于与一些实施例一起使用的示例性自动化轨道部段的俯视图；

图21是用于与一些实施例一起使用的示例性自动化轨道部段的电气系统示意图；

图22是用于与一些实施例一起使用的示例性器皿移动器系统的电气系统示意图；

图23是用于与一些实施例一起使用的示例性患者样品管载体的透视图；

图24是用于与一些实施例一起使用的示例性患者样品管载体的侧视图；

图25是用于与一些实施例一起使用的示例性患者样品管载体的俯视图；

图26是用于与一些实施例一起使用的示例性患者样品管载体的俯视图；

图27是用于与一些实施例一起使用的示例性患者样品管载体的俯视图；

图28是用于与一些实施例一起使用的示例性分析器模块的系统示意图；

图29是用于与一些实施例一起使用的示例性分析器模块的机电系统的俯视图；

图30是用于与一些实施例一起使用的示例性试剂载体的透视图；以及

图31是用于与一些实施例一起使用的示例性分析器模块的机电系统的俯视图。

具体实施方式

实施例的概述和系统架构

用于与临床分析器一起使用的自动化系统或者具有自动化系统的集成临床分析器可包括以下任何实施例。实施例可以利用包括自动临床化学（cc）分析器模块和自动免疫测定（ia）分析器模块的模块化系统，该模块化系统具有样品装载能力，以输送患者样品往返（一个或多个）分析器模块，在所述分析器模块处执行体外诊断测定分析。所述系统可以是在所述模块的多种构造中可扩展的，从而允许范围从较小的量到非常大的量/百万级细分市场（每年500,000到超过5百万次测试）的客户每年的吞吐量需求。

一些实验室选择使用实验室自动化系统（las）将它们所有的各种分析器连结在一起。las理想地提供集中装载和卸载样品的地方，并且可以自动地分配这些样品，以便在每个所连接的分析器处进行处理。分配路径中还可以包括各种类型的预分析和后分析装置，例如离心机、去帽器、重新加帽器和等分器。这些装置可以是自动化系统可访问的，或者可以是独立装置，该独立装置需要操作者手动地从自动化系统中移除样品管用于预处理和后处理。在一些实施例中，本文所描述的自动化系统还可以连接现有的实验室自动化系统，从而允许实施例在现有的实验室设备上扩展，或与未被设计成与本文所述的自动化系统连接的模块连接。

所述自动化系统可以被描述为管理样品的处理的过程控制管理器（pcm）。这包括提供：用于样品进入和离开系统的输入和输出；样品在等待处理时的临时存储；为了在附接到pcm的各种分析器处进行处理而进行的样品调度；对样品遍及自动化轨道的移动（包括到达和离开自动化轨道）的促进；以及在一些实施例中，对自动化系统的维护。用于与实施例一起使用的示例性pcm包括以下主模块和子系统：

样品操纵器（sh），其包括子系统，该子系统可包括：控制存储器；机器人；抓持器；模块管理器pc；样品输入/输出（i/o）；抽屉视觉系统（dvs）。sh充当样品源/汇。sh是pcm系统可能获取样品的三种方式中主要的一种。另外两种方法是实验室自动化系统（las）和直接连接（手动）方法。sh为用户提供了将常规样品、stat样品和控制/校准物小瓶装载到系统上和从系统中卸载的手段。在sh内，机器人子系统负责使这些管在其他子系统和模块之间移动，包括样品i/o（抽屉托盘）、控制存储器和器皿移动器。

器皿移动器（vm），其包括子系统，所述子系统可包括：样品盘座/载体；器皿移动器管理器；轨道结构；线圈板（cb）；轨道安装件；主板（mb）；以及（一个或多个）高级别节点控制器。一些实施例利用具有集成模块化平台的分析器系统，该集成模块化平台允许在分析模块之间共享材料。材料可包括用于同一类型的分析模块的患者样品或试剂。从客户的角度看，集成系统的实施例可以提供精简化、高效化的样品流。这可以通过用于样品装载和卸载的单个位置来实现，这提供了可靠和快速的样品分配系统。器皿移动器子系统处理这种材料分配。在正常情况下，实验室技术人员从来不直接操作器皿移动器轨道。器皿移动器管理移动样品或试剂的自动化轨道上的载体，每个载体具有专用类型的保持器。例如，管保持器具有两个位置（有时称为a和b），并且在正常操作下，仅它们中的一个具有样品管（图3）。在一些实施例中，试剂载体可以处理来自免疫测定（ia）模块和临床化学（cc）模块二者的试剂。

公用设施中心，其包括子系统，该子系统可包括：器皿移动器故障切换电源；中央计算机系统；用于内部通信的网络交换机；替代轨道电源；样品操纵器电源。

在这些模块中，主要的物理模块包括样品操纵器和器皿移动器。公用设施中心主要包括中央计算机系统中的电子子系统。公用设施中心负责硬件部件的状态，样品操纵器和器皿移动器的维护操作（包括电源故障切换）以及内部通信基础设施。

除了各个分析器模块之外，在这些主模块内还有三个附加的子系统值得在系统的概要中额外提及。

控制存储器-控制和校准物存储器是冷藏模块，其设计成冷却质量控制（qc）材料，而同时最小化qc材料的蒸发和曝光。在一些实施例中，控制存储器模块位于样品操纵器中，并且通常可称为冷藏存储器。当从样品操纵器的前部观察时，该模块位于样品装载区域后方和管表征站前方。样品操纵器机器人臂可以访问控制存储器。通常，用户无法直接访问控制存储器模块（除非在系统故障的情况下，在这种情况下无法利用样品操纵器机器人从模块中移除qc材料）。所述控制存储器模块通常被设计成存储控制和校准物小瓶。小瓶/管装入到导热管基座子组件（例如，具有凹部以接收管的导热板）中，其使用附接到冷藏存储子组件的热电装置来冷却。控制访问门组件允许样品操纵器机器人访问qc材料。覆盖件可以进一步隔离该模块并提供光障。为了进一步防止蒸发，所述子组件可以具有位于每个qc管上方的一组可移动蒸发覆盖件。

在一些实施例中，控制和校准物存储器位于样品操纵器模块的后部中心。控制和校准物管可以按与样品管相同的方式装入样品抽屉中。通常，无法从仪器的前部访问所述子系统。系统轨道和管表征站在自动化轨道附近在后侧上与系统接界。在一些实施例中，控制和校准物存储器占据样品操纵器的宽度并且位于主部件台板上。在一些实施例中，两个销位于部件台板上，该两个销允许通过螺钉来固定控制存储器。在该台板之下，三个热电装置（ted）冷却所述子系统。在一些实施例中，控制存储器下方的区域经受冷凝，该冷凝可建立在模块的外侧上或者来自冷凝通道，该冷凝通道有助于从模块的内部去除冷凝。相应地可以使用缓解措施，例如不具有电子装置以及添加滴盘等。在一些实施例中，位于ted下方数英寸的滴盘收集来自模块内部的冷凝物，并允许从ted排出的空气吹过任何冷凝物并帮助使其蒸发。

dvs-抽屉视觉系统（dvs）是模块化子系统，在一些实施例中，其可以包括用于每个抽屉的完全独立的一组电子装置。当操作者关闭每个抽屉时，dvs使用全局快门和极短的曝光时间（例如，大约100μs的闪光灯）来捕捉管托盘的图像。抽屉编码器系统被用于在对应于托盘中的每一排的精确位置处触发摄像机（并且在一些实施例中，在每个托盘的前部和后部处的附加图像，以为每一排提供倾斜的摄像机角度）。因为每排管将会出现在相邻排的多个图像中，所以dvs可以对托盘中的物体执行立体（或三维视觉）图像分析。每个相邻的图像提供每排管的不同的角视点和透视图。可以关于专利申请号pct/us2015/035092来理解dvs的一些概念的附加解释，该专利申请通过引用整体地结合于本文中。

在一些实施例中，用于每个抽屉的dvs摄像机可以被集成到定制的图像捕捉板中，该定制的图像捕捉板负责使利用抽屉运动而捕捉到的图像同步。可以创建所得到的图像在局部内存中的缓冲（如果抽屉未被顺利地关闭则盖写所得到的图像在局部存储器中的缓冲），并且该缓冲可以被传输到外部计算机用于离线分析。这允许以比人类操作者关闭抽屉时的快速速率慢得多的速率进行分析。由于短暂的曝光时间，在一些实施例中，dvs利用定制的照明板来减少高强度光的短脉冲（例如，照明板可以被直接安装到图像捕捉板，并在每个摄像机镜头周围提供一圈led，以最大限度地减少阴影）。这两个板连同安装到消除板的丙烯酸或玻璃的透明保护片一起形成dvs光学堆叠件。

tcs-管表征站（tcs）是集成的子系统，其使用多个摄像机（优选为三个摄像机）来提供对器皿移动器轨道上的物体的360度成像。即，该tcs可被用于表征（例如，由sh机器人臂）放入到载体中的样品管。由tcs生成的光学表征信息可被（在分析器系统的中央计算机处操作的）中央规划软件用于识别每个器皿，从而建立监管链，并确定每个样品所需的处理任务，并且由此确定每个样品载体所需的处理任务。例如，样品管的光学分析可以揭示每个样品管的条形码信息，该条形码信息唯一地识别样品管的内容物。管特性也可以被提供给预分析和分析器模块，以提高效率和可靠性。例如，可以传送与管相对于载体的标称定向位置的任何偏差，以优化从样品管的移液。此外，样品管和载体相对于标称值的行为的统计分析可被用于帮助器皿移动器和样品操纵器模块二者的校准过程。

tcs还可以具有分类或模式匹配的特性，以便确保可以识别各种各样的样品器皿。在一些实施例中，tcs可将每个管分类为特定类型的标准管。在一些实施例中，可以以光学方式进行物理测量来识别管的精确物理尺寸，以应对每种管类型的标称值之外的尺寸。可以传送的示例性特性包括高度、帽的存在、相对于竖直的定向、不对称性等。

样品操纵系统和器皿移动器系统

样品操纵器模块负责对操作者/实验室技术人员的主接口。样品操纵器模块通过样品输入/输出（i/o）区域来接受样品管。该样品i/o区域可包括被动抽屉系统，其能够存储介于360个和440个之间的样品管，这取决于样品托盘的构造。例如，示例性系统接受15个位置和55个位置的样品托盘，该样品托盘可以被放置在四个槽中的一个中。在操作者插入抽屉期间，抽屉视觉系统（dvs）将会获取托盘中所有排的图像。（可与一些实施例一起使用的示例性dvs在专利申请pct/us2014/027217和pct/us2015/035092中进一步详细地解释，上述专利申请通过引用整体地结合于本文中。）来自dvs的这些图像被传输到样品操纵器的模块管理处理器，在那里与机器人的操作并行地对它们进行分析，以提供关于管所在位置的信息，确定它们是否具有帽或管顶样品杯，识别每个样品管的尺寸，并且更新关于管的中心的信息，以提高拾取/放置的准确性和精度。

示例性样品操纵器包括基于线性伺服马达技术的三轴线性龙门机器人，该机器人负责患者样品、质量控制材料、试剂校准物材料的输送，并且在一些实施例中负责试剂盒的输送。样品操纵器机器人包含以伺服马达方式使用的基于步进马达的线性致动器，以对样品管施加恒定的力，以便从抽屉空间中的55或15个位置的样品托盘中提取它们，并且将它们移动到位于器皿移动器上的样品盘座/载体（如本文所使用的，该术语是可互换的，因为术语“盘座”是“载体”的传统术语）。人类操作者直接将样品装载和卸载到55或15个位置的托盘中，并且随后，将它们放入到机器人可访问的手动抽屉中。

一旦样品被装载到器皿移动器上的样品载体中，它就被呈现给管表征站（tcs）用于获取一组图像，从而允许确定多种特性。这将使得能够实现以任何定向读取条形码标签的能力，并提供对样品管的三维透视图，以便获取其关键特性（高度、宽度、帽的存在、杯的存在、管倾斜、管中心）。一旦获得条形码并确定了所有相关的物理特性，样品盘座就将基于中央规划处理器和软件的决定被引导到适当的分析器，在那里，一旦它进入适当的进程中队列，它就将被移交给分析器。一旦完成，样品就将回到受器皿移动器控制的状态，并且被引导到下一个分析器以待处理，或者如果所有工作完成，则被引导到样品操纵器。只要在系统上可获得未处理的样品或重复处理（反射、重新运行或自动稀释）的任何命令，该循环就将重复进行。

tcs由三个条形码读取器和一个图像分析摄像机组成，它们在外部触发时获取一组图像，以确定关于每个样品管和载体的以下信息：样品载体id（二维条形码）；样品id（一维条形码）；样品管高度（mm）；样品管宽度（mm）；样品帽的存在（真/假）；样品杯的存在（真/假）；相对于理论中心的样品管中心线（mm）。在一些实施例中，tcs从三个摄像机获取载体中的管的图像。

然后，利用该信息，样品管被成功地转移至器皿移动器，用于分配到所需的分析器。示例性器皿移动器是基于线性同步马达的传送器系统，其主要责任是将需要抽吸的样品（患者、qc或校准物）输送到由软件规划部件所指示的分析器。在完成样品的所有工作指令后，载体返回到样品操纵器，在那里，机器人将样品管从载体移回到托盘或冷藏控制存储室（取决于样品类型）。

样品操纵器抽屉系统包含称为抽屉视觉系统（dvs）的模块。该子系统在操作者关闭样品抽屉时是激活的，其中，它为装载到样品操纵器中的所有托盘的每一排获取图像。然后，这些图像从dvs传输到样品操纵器模块管理器pc，在那里，对它们进行处理以提供以下信息：样品管的存在（真/假）；样品管帽的存在（真/假）；样品杯的存在（真/假）；样品管高度（mm）；以及样品管与中心的偏置（mm）。

基于从dvs输出的信息，样品操纵器机器人样品管坐标将被更新，以最小化在样品管的拾取操作期间发生堵塞状况的可能性。一旦抽屉被完全插入并且样品操纵机器人具有从dvs获取的图像解码得到的信息，机器人就将开始进行从抽屉到样品拾取位置的样品处理，在该样品拾取位置，它将把样品放入到样品载体上的开口槽中。然后，机器人将向左或向右移动，并取回返回的样品（在稳态操作中），该样品将会被放回到样品托盘中以便输出给操作者。

在一些实施例中，在样品操纵器空间内存在用于长期存储用于系统中的质量控制（qc）和校准物材料的冷藏空间。qc和校准物材料可被用于间歇地校准和验证临床分析器内的某些仪器的质量控制。通常，该材料必须被冷藏至均匀的温度，以验证校准的有效性。由于校准在系统中间歇地进行，因此将qc和校准物材料存储在样品操纵机器人可访问的冷藏室中是有帮助的。qc和校准物材料可被存储在容纳材料的各个样品管中，从而允许这些管通过与患者样品相同的器皿移动器机构来输送。控制存储器模块维持4℃至8℃的环境，存储在该环境内的样品管中具有<4℃的梯度（梯度仅适用于存储时间足够长以达到稳态的管）。一旦从管表征站（tcs）接收到信息，则将被确认为用于长期存储的任何管放入到该模块中。

冷藏控制存储器模块是容纳在样品操纵器空间内的子组件，其主要功能是为容纳质量控制材料（qc）或校准物材料的多达60个样品管提供冷藏空间。一旦被tcs确认，这些样品管就将被存储在该隔室中持续长达7天或由其使用说明书（ifu）所指定的长度，以较短者为准。

图1示出了可用于一些实施例的示例性样品操纵器10的俯视图。在该图内，样品操纵器10被定向成使得前部（即，操作者与之交互的面）处于页面的底部，而自动化轨道的后部位于页面的顶部。样品操纵器10包括处于机器人/轨道接口处的管表征站12。当管被放置在轨道14上的载体上时，管表征站12表征管和载体。这允许确定关于放置在每个载体中的管的身份以及每个管的物理状况（例如，管的尺寸、液位、是否存在管顶杯等）的信息。控制/校准物存储区域14定位成与管表征站12相邻。这允许轨道附近的控制和校准物流体的长期冷藏存储，从而允许这些流体被容易地放入到轨道上的载体中，以便移动到分析器中的相关位置。存储器16的位置还允许输入/输出抽屉18被放置在样品操纵器10的前部。在该示例中，存在可以单独地打开和拉出的四个相邻的抽屉18。

机器人臂20可以在两个维度上移动，以拾取抽屉18中的任何管并且移动这些管往返存储器16和轨道14上的载体。机器人臂20可以通过如下方式来定位：将龙门架从样品操纵器10的前部移动到后部，同时滑架沿该龙门架一侧到另一侧移动。然后，可相对的末端执行器可以竖直移动，从而向下伸出以拾取管，从而当它们被适当地定位以接合管时闭合末端执行器。

为了帮助机器人臂20成功地接合每个管，抽屉视觉系统22在抽屉的开口处放置在抽屉上方。这允许在托盘移动经过抽屉视觉系统时以俯视托盘中的管的状态拍摄一系列图像。通过使一系列摄像机闪光，可以在缓冲中捕捉多个图像，其中每个管出现在多个图像中。然后，可以分析这些图像，以确定每个管的物理特性。例如，可以确定每个管的直径和高度。类似地，可以快速地确定每个样品的加帽或未加帽状态。此外，还可以确定管顶杯（放置在管的顶部上的小型塑料井，以允许管以较大的样品深度输送小得多的体积，从而允许更容易地进行抽吸）的存在与否。类似地，可以通过这些图像来确定任何帽的特性。这可以包括帽上的特定颜色标记，以将给定的样品识别为更高优先级（stat）样品。

模块管理器pc可以利用该信息来安排将样品从抽屉18中的每个托盘移动到轨道14上的载体中。模块管理器pc还可以指示机器人臂20如何与每个管相互作用，包括在接合之前识别末端执行器的适当高度，以及在接合末端执行器时使用的适当的力或距离，以适应管的多种直径。

在一些实施例中，在确定样品具有需要冷藏的流体类型的情况下，或者在由于处理该样品时的延迟而导致调度算法确定需要冷藏的情况下，机器人臂20可以将该样品从抽屉18（或者如果已经在轨道上，则从轨道14上的载体）移动到冷藏存储器16中的临时存储器中。在一些实施例中，冷藏存储器16仅用于控制和校准物存储。在一些实施例中，确定是否将样品存储在冷藏存储器16中取决于存储器16内的可用空间（即，未被控制和校准物占用的空间），从而允许视情况对空间进行动态分配以便于混合使用。

在一些实施例中，冷藏存储器16包括热电控制板，其具有构造成接收样品管的凹部阵列。例如，该板可以是已被加工成具有一系列圆柱形凹部的铝块或钢块，该圆柱形凹部的尺寸设定成保持样品管。然后，该铝块或钢块可以被耦接到例如珀耳帖（peltier）装置之类的热电冷却器（tec）以及热电偶/热传感器，以控制铝板的温度，并且由此，控制被保持在该板中的样品管中所存储的流体的温度。同时，可由马达打开的隔热盖被放置在存储区域的顶部上。这允许不受限制地将样品管放入到冷藏板中并且从冷藏板中移除样品管，但冷藏存储器的容积通常是隔离和封闭的，这很像冰箱的方式。在一些实施例中，通过放置可由机器人臂20放置和移除的松配合的盖，可以保护冷藏存储器16中的管免受蒸发的影响。

图2是样品操纵器10的透视图。在该示例中，轨道14与抽屉18的前面大致平行，而冷藏存储器16是抽屉18和轨道14之间的大型物体。同时，机器人臂20在支撑件上移动，充分高于抽屉18和冷藏存储器16的高度。管表征站12和dvs22未在图2中示出，以允许更好地理解样品操纵器10的内部。

在一些实施例中，抽屉可以被指定用于软件中的特定任务。例如，控制样品操纵器10的处理器可以被构造成将四个抽屉中的任何一个识别为样品输入、样品输出或样品输入/输出。通过将特定抽屉指定为专用于输入或输出，样品可以被装载在一个位置以开始一个批次，并且在样品完成时从另一个位置移除。一旦输出托盘在装满后被移除，然后软件就可以将相应的抽屉指定为输入线路，从而允许操作者用具有另外的样品的新托盘来替换撤回的托盘以进行测试。

在一些实施例中，抽屉还可以被构造成接受试剂器皿中的试剂。软件可以识别哪个抽屉或抽屉的哪个部分被指定用于接收新鲜试剂。这可以有助于将试剂自动地递送到轨道14（以及连接到其的任何轨道部段）可访问的分析器模块，从而允许操作者将样品试剂递送到一个用于自动递送的位置，以重新填充分析器中的试剂，从而大大减少实验室中的人工开销。

图3图示了机器人臂20如何与轨道14上的载体中的样品管相互作用。在一些实施例中，利用了双位置载体，从而允许通过机器人臂的放置和拾取运动。为了说明这种相互作用，图3示出了载体26的三种状态。载体26包括两个槽：一个槽，其承载现有的样品管，该现有的样品管在由器皿移动器系统移动之后已经被处理，并且现在准备好从轨道移除并由样品操纵器放入到托盘或冷藏存储器中；以及另一个槽，其当载体到达轨道14上的适于与机器人臂20相互作用的位置处时最初是空的。该初始状态以状态27示出，其中，现有的管位于最后部的槽（左侧的槽）中，并且最前部的槽（右侧的槽）是空的，等待从输入区域放置样品以开始处理该样品管。机器人臂20从输入/输出区域中的托盘拾取下一个安排的样品，并沿三轴龙门架移动，以将管放置就位，以便插入最右边的槽中。在状态28下，机器人臂降低新的样品管并将新的样品管放入到最右边的槽中用于处理。在这种状态下，两个槽被已处理的样品和尚待处理的样品占据。为了移除已处理的样品，机器人臂可以保持静止，并且载体可以向右移动其长度的一半，或者机器人臂可以移动较短的距离到最左边的样品。在状态29下，机器人臂移除最左边的样品，并开始将它输送到样品操纵器中的存储器，例如将该样品放入到指定用于输出的托盘中。最右边的待处理样品保留，并且随后，载体可以被器皿移动器系统输送到其目的地。同时，当已处理的样品填充输出托盘时，可以警告操作者托盘已准备好移除，并且操作者可以移除该托盘。

通过利用放置和拾取载体26，可以大大减少移除现有的处理后样品和插入新的处理前样品所需的整体传输（如将关于图7来解释的）。例如，如果载体中仅存在单个槽，则机器人臂20将需要移动到轨道14和载体上方的位置，以移除该处理后样品。然后，机器人臂20将需要穿过整个样品操纵器向回移动，以将该处理后样品放入到合适的托盘中。然后，机器人臂20将需要移动到输入托盘中的一个上方的位置，以移除下一个处理前的样品用于分析。然后，机器人臂20将提升该样品管，向回移动穿过整个样品操纵器至轨道14和载体的槽，降低该处理前的样品并将该处理前的样品存放到载体的槽中。同时，载体在轨道上闲置。通过利用双位置载体，机器人臂的吞吐量可以有效地加倍，并且载体在轨道14上闲置的时间量可大大减少。例如，在任何等待位置和用于与机器人臂相互作用的位置之间的传输时间与机器人臂移动到托盘，存放处理后样品，拾取处理前的样品以及移回到轨道14上方的位置所需的时间在同一数量级的情况下，载体在轨道14上的闲置时间可变得微不足道。应当注意的是，下一次载体返回时，将发生占用槽的相反顺序，其中载体到达以便与最右边的槽中的管进行放置和拾取相互作用。

图4图示了pcm的器皿移动器部件，其将样品从输入区域移动到分析器模块，帮助操纵分析器内的那些样品，并使处理样品返回到样品操纵器的输出区域。多模块分析器系统30包括多个互连的模块。在该示例中，系统30包括多个样品操纵器10。通过利用多个样品操纵器，更多的样品托盘可以被放入到系统中，从而允许在轮次（shift）开头时开始更大的批次。此外，这还允许将多至两倍的样品放置到轨道上以及从轨道中取出。这意味着，对于具有可以并行操作的多个分析器模块的较大的系统，输入/输出吞吐量可以与并行分析器的分析吞吐量相匹配。例如，如果分析器模块每小时可处理500个样品，并且使用三个分析器模块，则供给这些模块的输入/输出需求可高达每小时1500个样品。在一些实施例中，单个样品操纵器可能无法处理该需求，从而需要添加多个样品操纵器，以跟上分析器模块的输入/输出需求。

此外，在一些实施例中，样品操纵器中的一个可以被设置成用作输入，而另一个样品操纵器可以被设置为输出。通过使用模块化方法，可以使用单个样品操纵器10，但是对于较大的系统，可以使用两个或更多个样品操纵器。

在示例性系统30中，利用了两个分析器模块。分析器模块32是免疫测定分析器。分析器模块34是临床化学分析器。这两个分析器模块执行不同的分析，从而测试患者样品的不同特性。

轨道14是多分支轨道，其形成器皿移动器系统的核心。如可以看到的，轨道14包括与样品操纵器10以及分析器模块32和34一体提供的分支和长度。各个分支的功能将参照图5和图6来解释。除了由这些模块所提供的轨道区段之外，另外的模块38、40和42提供了短的专用轨道部段，这些专用轨道部段可以栓接到由其他模块提供的轨道部分。轨道模块36、38、40和42提供了动力驱动的轨道区段，而没有与样品操纵器模块或分析器模块相关的附加硬件。虽然模块10、32和34可以是从实验室地板延伸到轨道14的高度及以上的完整机柜，但是轨道区段模块36、38、40和42可以是从其他模块的机柜延伸的栓接式区段，而不需要地板长度支撑。图4中的每个模块可以利用调平硬件以模块化的方式栓接在一起，使得相邻模块之间的每个轨道区段形成供载体经过器皿移动器系统的实际上无缝的轨道。

在示例性系统30中，可以看到，分析器模块32的轨道的部段44可能需要从分析器模块34的相应部段改变。在一些实施例中，分析器模块的轨道区段当它们从工厂运送时与分析器模块34中所示的构造呈相同的构造。这允许多个分析器串联放置，从而简单地将它们各自的轨道区段栓接在一起以形成长链。在一些实施例中，在样品操纵器模块与分析器模块的后部轨道区段之间存在偏置的情况下，如系统30中所示，可能需要s形弯曲部，以允许载体从分析器模块的后部轨道部段移动到样品操纵器模块的后部轨道部段。在该示例中，该s形弯曲部通过栓接在轨道部段42和区域44中的改变的轨道区段上来提供。因此，应当理解的是，分析器模块内的轨道区段虽然与那些模块是一体的，但是在安装时可以被广泛地修改，从而允许分析器模块内的轨道区段的多种构造。然而，应当理解的是，这些轨道区段仍然与那些分析器模块是非常完整的一体。在一些实施例中，分析器模块32和34的后部与样品操纵器10的后部齐平，从而完全消除了改变轨道区段44和部段42的需要。

轨道区段38和40是u形的轨道区段，其提供前部轨道区段和后部轨道区段之间的返回部，从而允许运输围绕轨道14移动，而不经过样品操纵器或分析器模块内的内部弦区段。这允许轨道14形成外部回路，其中，主要的运输沿分析器模块的周边移动。同时，内部轨道部段绕过主回路，从而在每个分析器模块的两侧之间（从前到后）提供直接路径，该直接路径作为用于局部运输的路线。这些弦区段也可以被称为内部区段/轨道部段、旁路区段/轨道部段，或者在某些情况下，称为局部轨道部段。这些弦区段绕过外部回路，以提供到移液器的通路。这允许与每个样品操纵器或分析器模块相关的小型物理队列利用那些内部弦区段，而不会阻挡轨道14的整体流动。

专用轨道区段模块36有助于轨道14内的样品返回和分支，以允许pcm的中央计算机系统以灵活的方式来引导运输。外部轨道部分为样品提供了从样品操纵器模块10移动到分析器模块32的轨道部段的方式，并且反之亦然。同时，轨道区段模块36的内弦提供了分支，由此样品可以从分析器32移动到分析器34（以逆时针方式），而不移动到样品操纵器模块10中。这有助于对单个样品管的多次测试，从而允许样品管在分析器模块之间自由移动，而不管它们如何布置在系统30的右手侧上。这在样品如何要求在分析器模块内的测试方面给予pcm调度软件灵活性，而不会增加与样品操纵相关的轨道区段上的运输量。轨道区段36通过在部段36（以及一些实施例中的部段42）内提供分支回路，而在源和汇（例如，样品操纵器模块10）以及处理器（例如，分析器模块32和34）之间提供了边界。该回路允许样品载体在源、汇和处理器之间移动，包括允许样品循环而不返回到源和汇。

图4中未示出的是包括系统仪器管理器软件部件的中央计算机。仪器管理器软件合并来自较低级别模块的信息，以将该信息呈现给操作者，所述较低级别模块例如是样品操纵器10以及分析器模块32和34。仪器管理器经由系统内的网络（例如，内部以太网）从其他模块接收信息。可以在模块和中央计算机之间异步地请求和提供信息。该中央计算机还可以在lis和器皿移动器系统之间工作，以调度样品及其在系统内的移动。该中央计算机还可以在器皿移动器系统和各个模块之间工作，以便一旦样品到达某一位置处就移交样品的控制并且启动样品的测试。

图5和图6示出了在图4中所示的系统的正常操作期间的附加细节。图5示出了系统30的样品操纵器部分，而图6示出了系统30的分析器模块部分。在示例性系统30中，器皿移动器系统内的运动通常以逆时针方式完成，如图5和图6中的箭头所示。示例性载体（示出为正方形）经过各轨道区段。应当理解的是，为清楚起见，图4-6中的轨道区段以符号形式示出。关于这些轨道区段的构造的进一步的细节参照图14-16来解释。在大多数实施例中，轨道区段包括对载体以及竖直的壁进行支撑的平坦表面，以及帮助载体沿轨道表面在适当的线性方向上移动的导轨。在一些实施例中，轨道区段模块40中的载体46可以使用轨道区段模块40来绕过各个样品操纵模块的队列（例如，当运送stat样品时）。在一些实施例中，轨道区段模块40也可以是操作者可访问的，从而允许将带有需要手动交互的样品（例如，在系统中的某点处已导致错误的样品）的载体呈现给操作者，以便移除或检查。这允许轨道区段模块40充当用于操作者的维护端口。在一些实施例中，轨道部段模块40还可以提供到实验室自动化系统（las）的通路。

一些实验室选择使用las系统将各种分析器系统连结在一起。las提供集中装载和卸载样品的地方，并且在该示例中，允许样品操纵器10所操纵的样品访问外部自动化系统，该外部自动化系统允许由旧式系统来操纵这些样品。例如，许多实施例的轨道系统可能无法访问较旧的分析器模块。例如，全血分析模块可能已经存在于未直接连接到本文所论述的轨道区段的实验室中。通过将机器人臂（其可以由las提供）连接到轨道区段模块40，样品可以从部段40移除并放置到存在于实验室中的现有的自动化系统中。然后，那些样品可以被移动到连接到las的全血分析器模块。在这样的实施例中，轨道部段40是患者样品管的源或汇。

载体47停止在用于样品操纵模块10中的机器人臂的相互作用点处。载体47可以暂停，以便与样品操纵器机器人臂进行放置和拾取相互作用，并且随后，通过用于样品操纵器模块10的tcs赋予载体47新的样品管。在一些实施例中，单个tcs可以被安装在最右边的样品操纵器10中，以降低安装多个tcs系统的总成本。同时，小型物理队列48和49包含正在等待与样品操纵器模块中的样品操纵机器人相互作用的样品载体。队列48和49中的载体可以具有低优先级的样品，其已经完成，从而等待样品操纵器机器人臂的释放循环（freecycle）来卸载容纳在每个载体中的样品。这释放了轨道14的外部回路，以操纵更高优先级的样品，而不需要清除队列48和49。此外，在系统已完成对大多数或所有待处理样品的分析并且正在等待插入另外的样品托盘的情况下，不主动输送用于测试的样品的载体可被存储在队列48和49中，从而允许那些载体闲置，而不在轨道14的其他区段上产生运输量。在以下共同受让的申请中描述了tcs的示例性实施例，这些申请通过引用被整体地结合，即：pct/us2014/021572；pct/us2016/018062；pct/us2017/014777；pct/us2017/014778；pct/us2017/014767；pct/us2017/014772；pct/us2017/014773；pct/us2017/014774；以及pct/us2017/014775。

在一些实施例中，用于样品操纵器模块10的输出队列50可被用于临时保持准备好用于分析的样品载体。当系统认为在轨道的分析器部分中已存在太多样品载体时，可以使用这样的队列。然后，可以在队列50中对样品进行门控选通，直到分析器32和34内的空间空出来为止。

同时，轨道区段模块36内的样品51可以利用模块36来绕过自动化轨道的样品操纵器部段，以返回以进行分析器内的进一步测试。

如图6中所示，分析器部段内的样品载体可利用轨道的几何形状来高效地与分析器模块32和34相互作用。分析器32具有在载体52附近的移液站。当样品移动到载体52的位置时，用于ia分析器模块32的移液器可以抽吸样品部分以便进行测试。同时，模块32的内部轨道区段可以充当物理队列53。用于分析器的这些内部轨道部段可以是双向的。因此，物理队列53可以朝向分析器模块32的前部或后部移动。这通过如下方式允许队列53充当独立的随机访问队列：将适当的载体移动到移液位置，而不清除围绕轨道的整个队列（例如，如果需要访问队列中间的样品，则可以将样品移动到位置52的后部）。在一些实施例中，每个分析器模块内的局部处理器处理每个分析器模块的内部轨道区段中的物理队列内的排队。例如，分析器模块32内的处理器可以控制队列53的轨道区段，以按需访问该队列内的任何载体。同时，为整个pcm系统管理轨道14上的运输状况的全局处理器可以负责将样品载体添加到每个局部队列以及从其移除载体。因此，从器皿移动器全局处理器的角度来看，分析器内的每个队列是先进先出（fifo）队列，而每个分析器模块队列内的局部轨道管理器可以是随机访问。

与队列53一样，分析器模块32中的队列54允许cc分析器模块34到局部双向轨道到容纳在其中的任何样品的随机访问。样品载体56被放置在分析器模块34的局部移液器的相互作用点处。样品载体58到达以从外部轨道区段加入队列54。此时，对样品载体58的位置的详细管理的控制可以从全局器皿移动器管理器处理器移交给控制内部轨道区段的分析器模块34内的局部处理器。类似地，样品载体60已完成其与分析器模块34的相互作用（例如，分析器模块34已完成从所运送的样品管的抽吸），并且局部轨道使载体60返回到轨道14的主回路。样品62处于返回轨道区段模块38上。该轨道区段可被用于绕过局部分析器轨道区段的样品。例如，如果由于某种原因需要清除轨道，或者如果局部队列已满，则该路径可被用于将样品载体有效地以保持模式放置。

在一些实施例中，载体可以不仅仅是运送患者样品管。载体64是构造成经过轨道14并将试剂运送到分析器而不是患者样品管的载体。在一些实施例中，分析器模块34和保持试剂的载体之间的接口可以存在于载体64的位置处。在该位置处，在一些模块中，机器人臂或其他适当的运动系统可以捕获试剂器皿（例如，试剂楔），从而从载体中移除该试剂，并将该试剂楔放入到分析器内的局部试剂存储器中。例如，免疫测定分析器模块34可能需要通常不存储在分析器内的特定试剂，或者可能需要重新填充试剂。在一些实施例中，操作者可将适当的试剂插入到样品操纵模块中，用于将试剂自动递送至适当的分析器模块。用于经由自动化轨道将试剂递送到局部分析器模块的示例性逻辑和系统可以关于共同受让的美国专利号9,645,159和专利申请pct/us2014/011007来理解，上述专利整体地结合于本文中。

在一些实施例中，容纳从冷藏存储器16取出的控制和校准物的管可以被放入到停止在载体64的位置处的载体中，从而允许分析器模块在轨道上的与患者样品的位置不同的位置对控制和校准物进行取样。在其他实施例中，控制和校准物被放置到队列53和54中，用于以与患者样品的方式类似的方式与分析器模块相互作用。

在一些实施例中，样品操纵器和器皿移动器是异步的装置，其必须在单一位置处协调它们的相互作用。如此，器皿移动器没有任何限定的循环时间；它是纯粹的事件驱动系统，其将响应命令以将载体带到样品操纵器，或者一旦已获取tcs图像，就将载体移动到退出队列。在一些实施例中，tcs也是异步装置，当被触发时，其将在它被触发后1.00秒释放载体，以便移动。对来自tcs的结果的分析和报告将在图像采集完成后至多1.00秒内进行。这种时机的把握可以基于所获取的图像的精确特性和处理图像的算法而波动，但是优选地，将不会长于某个预定的时间极限，例如1.00秒。

在一些实施例中，样品操纵器被设计成在持续时间不长于7.20秒的整个循环上操作。但是，由于管在样品i/o区域内的位置不同，因此实际循环时间可能不同。图7示出了在单次移动内发生的示例性移动。

图7示出了在放置和拾取运动期间机器人臂20的示例性路径。在位置a处，机器人臂下降以从抽屉1取回待处理的样品。然后，机器人臂在轨道14上移动到位置b，以将管存放到等待的载体中。如果等待的载体具有准备好返回到抽屉3的处理后样品，则机器人臂20移动到位置c。在位置c处，机器人臂20下降并拾取已完成的等待的样品管。然后，机器人臂移动到位置d，在那里，抽屉3中存在开口槽。然后，机器人臂20将样品存放在该等待槽中，从而完成运动。然后，机器人臂20将为待处理的下一个样品移动到抽屉1中的下一个位置。机器人臂所完成的整个巡回应当花费不长于样品载体的总循环时间。例如，在一些实施例中，循环时间可以是7.2秒，从而允许每个样品操纵器每小时处理500个样品。

dvs和控制存储室在机器人循环时间内同时操作，并且因此，不能被其他模块观察到。在一些实施例中，dvs在被请求时将图像传输到样品操纵器模块管理器pc，在那里，图像能够以每个图像大约150毫秒被解码。控制存储室分配有1.00秒用于打开和关闭门。将管移入或移出该室所需的其余活动不会落入到7.20循环边界中。

图8是样品操纵器10和器皿移动器68之间的相互作用的系统示意图。器皿移动器68表示如下系统，该系统管理硬件在轨道内的移动，以使样品载体在分析器和样品操纵器之间和之中移动。器皿移动器68由器皿移动器管理器70来控制。器皿移动器管理器70负责与分析器系统的中央计算系统相互作用，以使分析器系统传送样品存在于自动化轨道上并且接收关于这些样品的适当目的地和调度的信息。连同自动化轨道部段一起，样品载体47和tcs12也是器皿移动器的一部分。当样品载体47到达样品操纵器10附近的适当位置时，机器人20与样品载体47相互作用，以移除已完成的样品管，并将新的样品管添加到样品载体47以便进行处理。

样品载体47随tcs12移动就位，从而引发接近触发（proximitytrigger）。该触发可以是载体47、tcs12上的物理开关、tcs12上的光学开关或电传感器或者用于检测样品载体47是否存在于tcs12处的任何其他合适的装置之间的无线通信。从其与样品载体47的相互作用，tcs12识别载体中的样品管的id（例如，通过用摄像机和tcs12中的一个来扫描条形码），并确定管和载体的物理特性。然后，这些特性通过tcs12分配给样品载体47。然后，样品id被传送到中央计算系统，用于该样品的调度。一旦中央计算系统具有样品80，它就可以基于实验室信息系统（lis）中的信息来确定适当的测试安排。一旦确定了测试安排，就可以通过中央计算机来确定和计算针对该样品和载体的路由目的地（以及在一些实施例中，针对该样品和载体的安排）。

一旦tcs12完成了对单独的载体47所保持的管的表征，器皿移动器管理器就可以从中央计算机请求目的地信息。一旦它接收到目的地，器皿移动器管理器70就可以基于轨道上的当前运输量和其他样品载体的路由信息来确定用以发送样品载体47的适当路径以及用于到达该目的地的立即安排。器皿移动器管理器70维护自动化轨道上的每个载体的状态模型，包括目的地信息、路径信息、适当情况下的调度信息等。然后，器皿移动管理器70将用以到达下一个目的地的路径分配给样品载体47。然后，器皿移动器管理器70促进该载体移动到适当的目的地。在到达该目的地时，器皿移动器管理器70向中央计算系统发送样品已成功到达目的地的确认。这允许中央计算系统确定在操纵该样品中的下一个适当步骤。

在分析器维护内部路径（例如，在外部轨道之间穿过每个分析器的弦）上的移动和调度控制的实施例中，中央计算系统可以确定该样品载体的下一个目的地，但该样品载体何时将被释放给器皿移动器68的确切时机将由每个分析器模块来确定。当样品到达分析器模块时，器皿移动器管理器70在载体被放入到分析器模块的内部轨道部段中时可以将该样品载体的控制移交给局部分析器模块。然后，该分析器模块管理其自己的物理队列，从而允许它（基于从中央计算机系统接收的信息）确定每个样品的测试和完成的适当安排。在分析器模块中的测试完成时，分析器模块随后将使样品载体经由分析器模块的内部轨道移回到外部轨道上，并将控制转回给器皿移动器管理器70。一旦器皿移动器管理器70再次接收到对载体的控制，它随后就可以从中央计算机系统请求该载体的下一个目的地。

如图8中所示，tcs12给样品载体47分配特性，并且器皿移动器管理器70给样品载体47分配路径信息。在一些实施例中，样品载体可以包括板载可寻址内存，其可以局部地存储该信息并使用信息来到达其目的地。在这样的实施例中，样品载体47可以将该信息传送到每个轨道部段处理器并传送到局部分析器模块。分析器模块可以使用这些特性使样品载体相对于抽吸移液器适当地移动就位，以抽吸样品部分用于测试。通过了解管的高度、管的宽度、管的定向、管顶杯的存在等，该信息还可以在与样品相互作用时引导移液器。路径信息可以被控制每个局部轨道部段的处理器用来适当地引导样品载体47。

在其他实施例中，分配给样品载体47的特性和路径不直接传送到样品载体47，而是直接地或经由中央计算系统传送到系统的适当处理器。例如，特性将被传送到目的地分析器模块。路径信息可以被器皿移动器管理器用来指示每个局部轨道部段如何操纵样品载体47，包括适当的加速度、速度、分支等。由此，器皿移动器管理器70可以表现得像交通管理员，从而指示自动化系统内的各种开关和线性马达，以适当地引导样品载体47。

出于理解与器皿移动器68的相互作用的目的，样品操纵器10具有四个主要的逻辑部件。托盘70被插入到抽屉18中，以装载和卸载患者样品管。当托盘72被插入到抽屉中并且抽屉被关闭时，托盘或抽屉上的编码器将托盘72的运动传送到dvs22。这允许dvs22在每排样品管被插入到抽屉中时抓拍一张或多张照片。这允许dvs22维持与抽屉中的每个位置相对应的图像的可盖写的缓冲。这允许每排托盘72中的每个管的多个角度的图像。然后，dvs22利用该信息来确定托盘72中的每个管的物理特性。例如，dvs22可以确定管顶杯的存在、每个管的直径、托盘72中的每个管的每个管位置的高度、托盘72中的空槽的位置等。在一些实施例中，dvs22不会尝试寻找和读取托盘72中的管上的条形码。通常，dvs22所拍摄的图像是从每排托盘72上方拍摄的，从而使得能够获得每个管的俯视图，以及在拍摄相邻排的照片时能够获得每个管的倾斜视图。

dvs可以是模块化子系统，其针对每个抽屉具有完全独立的一组电子装置，包括在操作者快速关闭抽屉时（例如，以低于1.0m/s的速度）捕捉管托盘的图像的图像传感器。由于抽屉可能以不可预测的方式移动，因此dvs必须在短时间内反复激活闪光灯。以极高的速率触发闪光灯可以解决这个难题；但是，它将需要使用非常昂贵的高帧率摄像机（即，图像捕捉装置）和计算密集型的视频处理技术，以便以非常高的速度（例如，60hz）检测闪光。不能使用较低的速度（例如，13hz），这是因为它们可能会引起偏头痛，并且甚至会引发癫痫发作。关于该示例性特征的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,295中找到，该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

因此，一个实施例提供了可用于照亮目标以便进行图像捕捉的技术的组合。例如，一个实施例可以使用覆盖件来遮蔽来自操作者的特定视线。一个实施例还可以利用一个或多个反射表面（例如，镜子）来遮蔽操作者，同时仍然还使得能够实现观察能力。另一实施例可以尝试最小化闪光的绝对亮度（例如，用非反射性的无光泽风格的修饰来覆盖或涂覆反射表面）。另一个实施例将闪光相对于任何局部环境/背景光的感知对比度最小化。在一个实施例中，闪光灯可以与操作者期望引起光学干扰的特定事件同步。

然后，这些特性被传送给机器人20，从而允许机器人在选择用于放置到样品载体47中的样品管时利用这些特性来适当地接合样品管。例如，高度和直径特性可用于调整机器人末端执行器的下降高度、末端执行器闭合以接合样品的程度以及样品管的中心的位置，而没有对样品管造成损伤的错位。机器人20通过移除和放置样品管与托盘72相互作用。类似地，机器人20通过移除和放置质量控制和校准管来与冷藏控制存储器16相互作用。类似地，从控制存储器16、托盘72取出或放入到控制存储器16、托盘72中的那些管被机器人20放入到样品载体47中以及从样品载体47中取出。

图8还示出了如何可以使用冗余功率来帮助器皿移动器68的模块化设计。因为自动化轨道被用于使样品在样品操纵器10和分析器模块之间移动，所以自动化轨道在正常操作期间不发生故障是很重要的。由于自动化轨道由轨道区段构成，因此单个轨道区段的故障可使整个自动化轨道陷入停顿，从而削弱了分析器接收另外的样品的能力。实验室处理大量的患者样品，并且最大限度地减少分析器系统的停机时间是非常重要的。可以克服轨道区段的故障的一种方式是通过利用冗余功率系统。这将作为故障点的轨道区段的功率系统移除。如在图8中的示例中可以看到的，器皿移动器功率模块74向器皿移动器68的系统提供功率。可以存在多个器皿移动器功率模块74，其向轨道区段的一些部分、多组轨道区段或其子集提供功率。在该示例中，单个器皿移动器功率模块74为tcs12所在的局部轨道区段供能。为了防止器皿移动器68在器皿移动器功率系统74发生故障时失效，器皿移动器68具有在这种故障的情况下从相邻的样品操纵器功率模块76接收功率的能力。样品操纵器功率模块76向样品操纵器10提供功率。样品操纵器功率模块76的尺寸可以被适当地设定，以具有足够的经常性供应电流（overheadcurrent），从而根据需要至少在临时的意义上为相邻的轨道部段供能。器皿移动器68内的功率控制器可以检测器皿移动器功率模块74的电源故障，并自动切换到样品操纵器功率模块76作为电源。

该功率控制器可以警告中央计算机系统以向操作者指出错误。因为这不会自动停止自动化系统，所以可以操纵当前批次的样品，并且可以安排维护时间以解决器皿移动器功率模块74的故障。此外，在一些实施例中，功率模块74是可热插拔的。例如，如果发生故障，则实验室可以具有可交换以代替功率模块74的备用功率模块。同时，样品操纵器功率模块76可以在故障之后和热插拔过程完成之前提供功率。这实际上可以消除由于器皿移动器68中的功率系统故障导致的停机时间。同时，样品操纵器功率模块76可以用更昂贵、更强健的部件来构建，而因为冗余地防止故障的能力，器皿移动器功率模块74可以由更便宜、不那么强健的部件构成。

此外，因为通常存在更多的轨道区段，并且因为整个器皿移动器系统68是可扩展和可定制的，所以预期的是系统中将存在许多器皿移动器功率模块74。结果，可能可行的是，降低器皿移动器功率模块74的成本，同时防止由于系统的软故障切换所导致的停机时间。

类似于器皿移动器功率模块74可发生故障并且局部功率控制器可从样品操纵器模块76接收功率的方式，如果相邻的器皿移动器功率模块发生故障，则器皿移动器功率模块还可以向相邻的轨道部段提供冗余的故障切换功率。以这种方式，当另外的轨道部段被添加到系统时，功率控制器可以以菊花链来链接相邻的功率模块以便于冗余故障切换，以防止由于功率模块故障导致的轨道部段的停机时间。

器皿移动器系统

器皿移动器子系统具有如下责任：从源/汇（例如，样品操纵器或las接口）接收样品或试剂，并将它提供给分析模块用于处理。这通常包括用于移动样品载体的磁性轨道、那些样品载体、任何试剂载体（在一些实施例中，其可以是样品载体）、用于轨道的控制系统以及轨道和样品操纵模块或分析器模块之间的任何接口。操作者通常不访问器皿移动器。器皿移动器还使器皿返回到源/汇以便从系统移除。如本文所用的，样品操纵器10可以被描述为用于样品、校准物和控制物（或对照物）的源/汇。在一些实施例中，还可以经由样品操纵器10来装载试剂，从而允许该样品操纵器充当试剂源/汇。通过提供样品到所连接的分析模块的随机访问，器皿移动器有助于总系统吞吐量。

以下是器皿移动器系统的示例性功能和责任的列表。

样品器皿移动

•与样品源/汇握手以接受样品管

•识别样品和管的特性

•存储和提供器皿移动器的当前样品库存

•执行来自规划器的路由指令

•为每个分析模块维护样品移液队列

•与分析模块握手以允许随机访问移液

•与样品源/汇握手以卸载样品管。

试剂器皿移动

•与试剂源/汇握手以接受试剂包

•与分析模块握手以卸载试剂包

•与分析模块握手以接受试剂包

•与试剂源/汇握手以卸载试剂包。

在一些实施例中，试剂可以经由器皿移动器系统的轨道系统自动地装载到分析器模块中。在样品操纵器10的替代实施例中，试剂包可被装载到抽屉中。例如，某些抽屉将被指定为试剂抽屉，而其他抽屉则被指定为样品抽屉。

样品源/汇是具有如下责任的子系统：从外部源（例如，操作者或las轨道）接收样品管，并将它们提供给器皿移动器，并且反之亦然。除了样品操纵器10之外，在一些实施例中，还可以存在样品源/汇的其他实施方式，以满足特定的客户需求。一些变体可以是（但不限于）具有更小或更大容量、更高或更低吞吐量或扩展的工作流特征的子系统。通常，源/汇符合例如样品操纵器10之类的样品源/汇的基本接口。通常，实施例包含最少一个样品源/汇以被认为是完整的。在一些实施例中，多达三个源/汇可以被附接到器皿移动器系统。这允许并行的输入和输出能力，从而提高整个系统的吞吐量。

以下是分析器系统中的源/汇的示例性功能和责任。

•允许操作者将样品装载到分析器系统上

•允许操作者从分析器系统卸载样品

•选择将要被移动到器皿移动器的样品

•处理对将要被移动至器皿移动器的预先识别的样品的请求

•将样品移动至器皿移动器

•当被请求时从器皿移动器中移除样品

•存储和提供当前样品库存

•将样品从las装载到分析器系统中

•从分析器系统将样品卸载到las。

如图4中所示，器皿移动器系统包括多个轨道部段，该多个轨道部段可以被连接以形成单个轨道，以将样品（以及在一些实施例中，将试剂）从源/汇输送到各种分析器模块。在一些实施例中，该轨道由不锈钢通道构成，该不锈钢通道包括壁中的导轨和平坦的底板。载体可包括低摩擦材料，例如处于每个载体的底部上的超高分子量（uhmw）聚乙烯、特氟隆或其他合适的材料。该底部材料允许载体沿平坦的轨道滑动，被壁中的导轨引导。在轨道的金属表面下方，一系列磁性线圈形成线性同步马达（lsm）。同时，每个载体中的多个稀土磁体通过与这些线圈的变化同步地移动载体来响应那些线圈的变化。示例性实施例使用由magnemotion公司生产的多个板上的适当尺寸的lsm线圈。这些线性同步马达的基本操作可以关于转让给magnemotion公司的美国专利号8,967,051来理解。

器皿移动器系统包括软件和硬件部件二者。除了各个轨道部段和用于那些轨道部段的局部控制器之外，用于器皿移动器系统的硬件还包括计算机，该计算机包括具有内存的处理器、外围电路、磁盘驱动器、网络接口等。器皿移动器计算机与用于整个分析器仪器的中央计算机中的仪器管理器一起工作，以调度和促进样品的移动。在一些实施例中，中央计算机和器皿移动器计算机之间的通信通过内部以太网/ip骨干网进行。系统30中的每个模块经由以太网连接来连接，从而允许中央计算机与每个模块通信，包括作为一个整体的器皿移动器系统。在一些实施例中，器皿移动器计算机可以嵌入例如图4中的轨道部段36之类的轨道部段部件中的一个中。

器皿移动器软件可以从样品操纵机器人中的载体接收输入，以维护轨道系统中所有相互作用的状态模型。例如，当样品操纵机器人将新的样品放置在载体中时，该载体或机器人可以将样品和载体之间的新关联通知给器皿移动器软件。然后，器皿移动器软件可以经由以太网连接通知中央计算机中的系统仪器管理器软件。这允许用于仪器30的中央计算机维护系统中所有样品的状态模型，从而将样品与具有对该样品的控制的当前模块相关联，以及维护将要对样品执行的任务的安排。一旦样品的条形码被管表征站读取，关于样品和载体关系的附加状态信息就可以从管表征站被传送到器皿移动器软件，从而允许状态模型进行更新。该信息也可以被传送到中央计算机。随着样品从分析器模块移动，测试，移动到另一个分析器模块，测试，返回到样品操纵模块，并从系统中移除，由器皿移动器和中央计算机维护的状态模型可以在沿该过程的每个点处更新。

每个源/汇还与分析器系统的中央计算机中的系统仪器管理器软件交互。随着样品被从托盘中移除，放置到局部轨道部段上的载体中并且返回，通过以太网连接进行通信，每个源/汇（例如，样品操纵器）识别它何时接收到样品托盘以及它可能具有的任何身份信息和状态信息。此外，关于所操纵的样品数量、剩余的样品数量等的统计信息也可以由源/汇来维护并传送给系统仪器管理器。当样品到达每个源/汇时，用于该模块的处理器可以从系统仪器管理器请求用于每个样品的独有标识符。即使在读取条形码之前，该独有标识符也可被用于跟踪该单独的样品管。一旦该样品管已被管表征站读取其条形码，中央计算机中的系统仪器管理器中的软件就可以形成样品的身份与该管的独有标识符之间的关联。

驻留在中央计算机内的还有在软件中运行的规划子系统。该规划器被委派以如下主要任务：利用关于系统和内部业务角色的信息来选择系统内的各个分析模块，并识别将会对该样品的工作指令内的每个样品执行每个测试的那些分析模块。利用该信息，规划器将指示器皿移动器将样品移动到针对该特定分析模块的样品队列。当该分析模块完成从样品抽吸时，器皿移动器随后将会在被该分析模块释放时请求该样品的下一个目的地。来自中央计算机的规划器的该目的地可以是：另一个分析模块（如果需要进行更多测试）；或者样品源/汇，其允许从器皿移动器移除该样品。在一些实施例中，器皿移动器软件和规划器驻留在不同的处理器上，并且经由仪器内的网络来交换信息。在一些实施例中，器皿移动器软件和规划器在单个处理器上操作，从而允许经由处理器间的通信或内存来进行通信。

中央处理器从lis接收针对单独的样品的工作指令。lis可以维护针对那一天要在实验室中处理的所有样品的所有工作指令的数据库。规划器软件部件可以在轮次开头时或者按需将从lis接收的那些工作指令与各个样品相关联。当器皿移动器识别自动化轨道上的患者样品的具体身份时，器皿移动器软件与规划器通信，以识别针对该样品的任务安排和目的地。将该样品的身份与工作指令进行比较，以识别要对该样品执行的适当的工作指令和任务的顺序。然后，规划器软件模块检查系统中每个分析模块的状态，以识别适当的分析模块来接收该样品并执行工作指令的每个测试。在多个分析模块可以执行相同测试的情况下，规划器软件中的调度逻辑可以对这些分析模块进行负载平衡，以确保最大的吞吐量，同时最大限度地减少各个分析器模块的各个队列的延迟。

一旦规划器模块已经计算出用于这些测试的目的地的安排，目的地的顺序的基本路径就可以被发送给器皿移动器。然后，器皿移动器在其本地控制下操作，以将每个样品移动到每个分析器模块，从而每当样品到达其目的地时就通知规划器。然后，规划模块可以维护每个样品的和针对系统的状态模型。在一些实施例中，器皿移动器仅维护针对每个样品的下一个目的地的模型。因此，一旦样品被输送到每个分析器模块，就通知规划器模块。该样品的控制被移交给局部分析器模块。局部分析器将其局部轨道部段控制为随机访问队列。一旦该局部分析器模块已经完成了对样品的测试，该分析器模块就可以将状态的变化传送给器皿移动器或传送给中央计算机规划器模块。控制可以被移交给器皿移动器。然后，局部分析器将样品从局部轨道部段中移出到器皿可访问的轨道部段的一部分上。然后，当运输状况允许时，器皿移动器将样品载体移动到外部轨道部段上。然后，器皿移动器与规划器模块通信，以识别该载体的下一个目的地。当从规划器模块接收到该目的地时，器皿移动器随后维持对该载体的低级别控制并且相应地引导运输，直到该载体到达该目的地，此时中央规划器模块得到通知，并且控制被移交给适当的局部模块。

一旦对局部分析模块而言样品上的所有测试均已完成，规划器模块就通知器皿移动器将该载体移动到针对适当的源/汇的输出队列。器皿移动器接收目的地命令并将该样品载体移动到针对源/汇（例如，样品操纵器10）的任何队列的物理位置，并通知规划器模块确认控制已被移交给指定的源/汇。

中央控制器的规划器模块还与样品源/汇模块通信。这允许规划器模块了解何时样品被接收，何时它们被移动到局部载体上并移交给器皿移动器，从器皿移动器被接收，并且放置到源/汇模块内的输出槽或存储槽中。这允许每个槽之间的软件关联，并且样品的身份使得更容易对该样品执行另外的后续测试，因为其存储位置是已知的。

如上面所解释的，器皿移动器和样品源/汇模块在源/汇的机器人臂可访问的局部轨道部段（例如，轨道部段14，在那里示出了样品载体47）的点处彼此相互作用。器皿移动器负责将载体移动到机器人臂可访问的预定位置处，而机器人臂负责成功地与放置在正确位置的载体相互作用。这确保了样品在源/汇和器皿移动器模块之间的适当移交。

在一些实施例中，器皿移动器和分析模块在一般的两组点处彼此相互作用。第一组点是各个样品管被器皿移动器提供给分析模块用于相互作用处的位置。在一些实施例中，该位置与载体52和56的位置是近似或相同的。在一些实施例中，器皿移动器模块维持对用作每个分析模块的队列的各个轨道部段弦的低级别控制。器皿移动器应每个分析模块的请求操作这些部段，以充当随机访问队列。以这种方式，每个分析模块的处理器仅需要具有它可以访问的样品的队列模型，而由器皿移动器的控制器来执行将每个样品移动到每个队列的头部处或每个队列的访问点处的位置所需的各个步骤。这允许器皿移动器软件专长于使用磁性轨道来移动样品，而分析模块中的软件可以专门用于利用如何在物理缓冲中移动样品的基本模型来进行测试。

在一些实施例中，器皿移动器与每个分析模块相互作用的第二组点处于图6中的试剂载体64的位置处。在这些实施例中，载体可以在外部轨道上的给定位置处提供试剂包，从而允许器皿移动器将试剂带到每个分析模块。

分析模块和器皿移动器协调它们的活动，以便移动和访问样品管，使得系统为共享队列中的每个样品提供随机访问。通过维持随机访问，分析模块可以利用它们自己的内部调度算法来维持较高的标称吞吐量，并且因此提高整体时间效率。

在一些实施例中，每个分析模块可以维护该局部分析器模块可以在某一设定时间之后访问的所有样品的在软件中的逻辑队列。例如，在图6中所示的示例中，ia分析器模块32可以维护包括不仅仅样品53的样品的逻辑队列。例如，样品60、62和51可以是在分析器模块32中的软件中维护的随机访问队列的一部分。通过在每个样品被需要之前一个循环（或更多）请求该样品，器皿移动器能够以恰好及时的方式供应它可以访问的任何样品，使得逻辑队列中的样品不需要处于分析器模块32的内弦的物理队列中。在一些实施例中，器皿移动器可以足够快地操作轨道部段，使得分析器模块32的逻辑队列还可以包括样品54和56。也就是说，只要在分析器模块34和分析器模块32之间没有调度冲突，器皿移动器就可以根据需要向分析器模块32提供适当的样品，从而大大扩展针对每个分析器模块的可用队列的逻辑大小。在某些实施例中可以如何使用逻辑队列来代替传统物理队列的附加的示例可以关于美国专利申请公开号2015/0118756来理解。

图9示出了示例性实施例中的用于在器皿移动器系统和局部分析器模块之间移交样品的示例性软件流程80，其中局部分析器模块在软件中维护样品的逻辑队列，但依靠器皿移动器系统来进行样品管在轨道上的载体中的实际定位，所述轨道包括通向该分析器模块的局部内部轨道。因此，器皿移动器系统将会负责将患者样品物理地移动到用于与移液器相互作用的位置，该移液器被局部分析器用于执行样品抽吸。在步骤82处，器皿移动器系统将具有已知样品id的样品移动到分析器模块处的适当位置。在步骤84处，器皿移动器控制器通知局部分析器存在可用于该分析器的队列的新样品。在步骤86处，局部分析器将该样品id添加到针对随机访问队列的逻辑架构。在步骤88处，局部分析器模块选择其逻辑队列内的下一个样品，以执行抽吸。该下一个样品可以是随机访问队列内的任何样品，包括刚刚到达的样品。该步骤使用局部调度算法来完成，该局部调度算法包含由分析器模块本地的处理器执行的软件指令。这允许局部分析器模块在管理其局部队列时具有自主权。

在步骤90处，局部分析器模块处理器基于选择和步骤88来请求用于抽吸的下一个样品。然后，局部分析器模块将所请求的样品id传送给器皿移动器。在步骤92处，器皿移动器使用局部轨道区段将所请求的样品移动到局部分析器模块的移液器站处的适当位置。一旦该步骤完成，在步骤94处，器皿移动器就通知局部分析器模块其请求已被满足，并且样品准备好进行抽吸。在步骤96处，局部分析器模块将样品抽吸移液器移动就位，以从所请求的样品管中抽吸样品。在步骤98处，抽吸由移液器来执行，并且由局部分析器模块中的处理器来确定是否已从样品抽吸足够的体积，或者是否它必须再次请求样品（例如，要求样品停留额外的抽吸循环）。例如，如果确定可能立即或在不久的将来需要额外体积的样品流体，则该样品可以被维持在该分析器模块的逻辑队列中，但是在移液器的位置处可能不会立即需要该样品，从而释放移液器以与另外的样品相互作用。

在步骤100处，如果已抽吸足够的体积，则局部分析器模块控制器将通知器皿移动器系统可从队列中释放样品。在接收到释放的通知时，在步骤102处，通过更新其状态和内存，器皿移动器系统可以注意到已从逻辑队列释放样品。在步骤104处，可以通知分析器系统内的另外的模块样品准备好被释放。例如，在步骤106处，器皿移动器可以通知分析器模块它接收到请求并且应当从逻辑队列释放样品。在接收到该通知时，局部分析器模块完成从其逻辑队列释放该患者样品，从而将它从表示样品队列的内存结构中移除。在步骤108处，器皿移动器确定从局部轨道区段上的物理队列中移除样品在物理上是否可行。例如，在以逆时针运输模式操作的系统中，如果被释放的样品不是局部轨道区段上的最逆时针（counterclockwise-most）的样品，则释放该样品需要将任何介于中间的样品清除到主轨道上，以围绕器皿移动器系统向回循环，从而被放回到局部队列中，处于物理队列的尾部处。在一些实施例中，即使主轨道回路以逆时针方式操作，如果主轨道回路上存在足够的自由空间，则局部轨道区段也能够将最顺时针（clockwise-most）的样品移动到主轨道回路上。这类似于如下情况：在道路上向前行驶之前，将车从私人车道中倒出到该道路上。

如果在物理上不可能立即从局部队列中移除样品，则在步骤110处，器皿移动器确定它是否可以安全地置乱（shuffle）局部轨道区段物理队列，使得在具有待释放样品的载体和出口轨道区段之间的任何样品载体都将会被清除到主轨道上，使得被释放的样品可以离开。该决定可以基于局部运输状态，例如是否有足够的时间以将样品释放到主轨道区段上，或者这样做是否需要从物理队列中清除附近的样品，而该附近的样品将会在过短的时间内被需要以致于无法实现这样的清除。如果局部队列清除程序是可行的，则在步骤112处，器皿移动器将适当的介于中间的样品以及待释放的样品移动到主轨道区段上。然后，那些介于中间的样品将围绕主轨道回路行进并返回到局部分析器模块中的物理队列的尾部。然后，被释放的样品将能够移动到其下一个目的地。一旦样品被释放，在步骤114处，分析器系统的中央计算系统内的规划器模块被器皿移动器通知该样品准备好移动到其下一个目的地。然后，规划器模块将与器皿移动器相互作用，以确定下一个目的地，并物理地将该样品移动到该目的地。

软件接口

除了上面论述的概念之外，软件参数可以用于存储关于分析器系统内的样品、载体和系统的状态的数据。这些参数还可用于传送关于这些对象的状态的信息。以下是根据一些实施例的在分析器系统的操作期间可以存储和在软件模块之间传递的数据的一些示例。

以下是一示例性消息，由此器皿移动器告知分析器模块已使新的样品对于局部随机访问样品队列而言是可用的。这样的消息包括以下信息：

•样品id：这是唯一地标识分析器系统内的样品的标识符。该参数是与工作指令或待移液的测试的联系。

•主/副管标志：该参数向分析器模块标识样品是与血液样品一起使用的主管（例如，它容纳红血球（rbc））还是副管（例如，不容纳rbc）。

•管类型：该参数向分析器模块标识所支持的管的哪种分类与样品相关联。

•管顶样品杯标志：该参数向分析器模块标识样品管是否在样品管上承载有支持的管顶杯。

分析器模块可以向器皿移动器传送请求，以便将下一个样品放置在分析器模块的移液器的物理位置处。它可以包含样品id作为参量。

另一个器皿移动器到分析器的消息是“通知样品状况良好”消息，由此器皿移动器指示分析器模块样品处于待移液的位置。在一些实施例中，分析器模块可以访问多个移液位置。因此，在那些实施例中，样品id和已经放置该样品的位置的id在“通知样品状况良好”消息中作为参量传递。

当分析器模块已完成处理样品时，分析器模块可以向器皿移动器发送“通知从队列中释放样品”消息。该消息表明该分析器模块不再需要该样品。它包括样品id作为参数。

类似地，当器皿移动器已成功地从分析器模块的局部队列中释放所请求的样品时，器皿移动器可以用包含了样品id的“通知样品被释放”消息来回应。应当注意的是，前面的消息是关于图9中的软件流程来说明的。

冷藏存储器

用于控制和校准物的冷藏存储器为样品管中的控制和校准物提供数天的长期存储。这通过在样品操纵器模块中的冷藏存储器中提供冷藏湿度/蒸发器控制的环境来实现。在一些实施例中，通过为每个管提供具有蒸发覆盖件的封闭冷藏环境，控制和校准物可以在没有实质性劣化或蒸发损失的情况下存储至少14天。

图10a是示例性控制存储器模块120的分解透视图。控制存储器模块120的主要部件是管访问门组件116，该管访问门组件116覆盖管和蒸发覆盖件基部组件117，该管和蒸发覆盖件基部组件117被容纳在基部组件118中，该基部组件118形成冷室。管访问门组件116提供密封的门以容纳控制和校准物管。管和蒸发覆盖件基部组件117包括不锈钢基板，其具有多个凹部，以接收控制和校准物管并提供散热器以冷却这些管。此外，尺寸设定成接合管基部组件的各个蒸发覆盖件被放置在每个管上方。这些覆盖件的尺寸设定成不与管形成直接接触，以避免交叉污染。冷室的基部组件118包括壳体，该壳体具有隔热壁和用于热电冷却器（tec）的安装位置，该热电冷却器与基部组件117的不锈钢基部热接触。

图10b示出了用于与示例性控制存储器模块一起使用的示例性冷却模块120。在该实施例中，三个热电装置（ted）负责冷却用于存储控制和校准物的冷藏存储器。每个热电装置是这样的组件，其包括热垫、一个或多个珀耳帖模块、散热翅片以及从这些翅片移除热的风扇。包括每个ted和散热器硬件的模块在图10b中被标识为ted模块122。冷却由于珀耳帖效应而发生，其通过如下方式起作用：使电荷经过两个不同导体的接合处，从而产生热侧和冷侧。通过在ted冷表面和冷板安装表面之间夹持石墨热垫来热连接被冷却的表面。热侧被连接到一系列翅片，这一系列翅片允许空气吹送并移除热。一系列热敏电阻124可以遍及冷板的底部放置。例如，三个可以直接安装到用于ted的安装块，并且两个另外的热敏电阻可以靠近系统的端部定位，用于提供附加的测量能力。然后，控制模块可以利用来自每个热敏电阻124的热输入来提供控制以激活ted122。可以应用本领域中已知的各种热调谐方法。在一些实施例中，电位积分微分（potentialintegraldifferential，pid）控制器被用于控制每个ted122。在一些实施例中，热敏电阻值的局部平均值可被用于为每个单独的ted提供单独的控制。在一些实施例中，所有热敏电阻的平均值可被用于一致地控制所有ted。其他示例性控制方法包括使用比例控制器、比例积分控制器以及简单阈值热电偶方法。

在示例性实施例中，使用比例积分（pi）调谐。积分pi控制器通常被用于温度控制，尤其是用在具有大的时间约束的系统上。该示例中用于调谐控制存储器模块的系数的方法是由johng.ziegler和nathanielb.nichols开发的终极灵敏性方法（ultimatesensitivitymethod）。以下解释该方法中的示例性步骤。第一步是设置ki=0。ki是控制器的积分系数。以小的kp开始，并且等待直到响应稳定。kp是控制器的比例系数。设定点以小量变化，直到响应开始振荡。如果响应中没有振荡，则将kp增加到2倍并重复。该方法继续，直到在响应信号中见到振荡。在示例性冷藏控制存储器模块中的调谐过程的该步骤期间，按如下顺序使用kp的值：kp=300、400和350。350被发现是适当的增益ku，从而导致93秒的温度振荡期。这导致用于pi控制器的以下等式：kp=350/2.2=160；ki=1.55/1.2=1.3（93秒=1.55分钟）。该方法的最后一步是测试和确认。

在示例性实施例中，以kp=160，ki=1.3和kd=0来操作控制存储调谐过程，导致以0.427℃/分钟冷却，开始17℃的环境温度。在三个ted完全接通且直流电流为8.5a的情况下，模块在达到稳态之后并且在pi控制下保持稳定。当以处于17℃的环境温度下的模块开始时，示例性控制存储器模块在34.5分钟内达到稳态。稳态可定义为将温度维持在4℃的设定点温度的1%以内。在示例性实施例中，下冲（undershoot）为0.25℃（6.25%），并且在越过设定点之后达到稳态的稳定时间为6.5分钟。在冷却速率为0.427℃/分钟且稳定时间为6.5分钟的情况下，所计算出来的模块达到4℃的设定点将需要的时间将是(30℃-4℃)/(.427℃/分钟)+6.5分钟=67.3分钟。在示例性实施例中，对于系统的操作范围，最大环境温度是30℃。使用相同的公式，对于35℃的环境温度，冷却时间将是79分钟。在示例性实施例中，35℃是在样品操纵器模块的覆盖件下方的所估计的最大温度，该样品操纵器模块容纳冷藏控制存储器模块。

在一些实施例中，管访问门组件116包括以滑动方式打开的两个门。在一些实施例中，一个或多个马达可以提供门的致动。一些实施例，例如剖视图10c中所示的实施例，提供了被动机构，其允许样品操纵机器人20提供门的致动。管访问门组件116包括两个门。这些门中的一个包括销125。销125以刚性方式机械地耦接到门中的一个，并且被构造成接合机器人臂20的龙门架组件。这允许机器人臂20移动就位以接合销125，并将该销移动到打开或关闭位置。齿条与齿轮126允许销125的接合，以使所述两个门沿相反的方向移动，从而通过机器人臂20与销125的接合来提供打开或关闭运动。

图10d是管和基部组件118的分解透视图。蒸发覆盖件127被构造成安置在顶板128的凹部中。顶板128可以是为基部组件118提供保护性顶部板片的塑料的开口阵列。这些开口的尺寸设定成接受蒸发覆盖件127。在顶板128下方，不锈钢冲击板129包括孔的阵列，孔的尺寸设定成小于顶板128的那些开口。蒸发覆盖件127将被安置在由于这些开口的尺寸不同而形成的凸沿上。在一些实施例中，蒸发覆盖件127由塑料材料制成，但是在覆盖件的基部处包括一个或多个磁体，以在蒸发覆盖件127和冲击板129之间提供磁力。这允许覆盖件127牢固地配合到冲击板129。机器人臂20可以通过如下方式访问存储在基部组件118中的控制校准物：使用末端执行器来移除每个蒸发覆盖件127，将该覆盖件放置在附近的架子上，并且随后，使用末端执行器来接合下面的管以便移除。

基部组件118包括多个凹部，其尺寸设定成接受控制和校准物管。在一些实施例中，这些凹部包括：形成“v”的两个竖直壁；以及与该“v”相对的提供保持力的板簧。通过使用“v”和弹簧，存储在这些凹部中的管可以被直立地保持在可重复的位置，以供机器人臂更精确地接合。

样品操纵器机器人子系统

可与样品操纵器模块一起使用的示例性样品操纵器机器人包括具有直角坐标机器人的机器人龙门架，该直角坐标机器人具有彼此正交的三个轴。该龙门架设有四个线性无刷直流马达。两个马达用于龙门架y轴，一个用于x轴，并且一个用于z轴。线性马达包括磁棒、冲头（forcer）和滚珠轴承滑动件，其全部安装到框架。线圈位于冲头中，该冲头由滑动件引导并沿磁棒移动。图11中示出了示例性龙门架构造。

机器人臂130包括具有900mm行程的两个平行的y轴线性马达132。通过具有平行的y轴线性马达，x轴线性马达134具有稳定的平台，该平台允许整个x轴线性马达134与y轴线性马达正交地行进。在该实施例中，x轴线性马达134具有大约660mm的行程。沿x轴马达134行进的是包括z轴线性马达136的组件，其具有150mm的竖直行程。信号和功率可以由线缆链载体137提供，从而防止线缆在机器人臂130四处移动时缠结。x轴线性马达132和y轴线性马达134形成龙门架，以将z轴马达136定位在样品管或载体正上方。在机器人臂130的最低点处，末端执行器139提供可打开和闭合以抓住样品管或其他物体的卡爪。一旦机器人臂130位于样品管上方，z轴马达136就下降到管，同时末端执行器139打开和闭合以捕获管。

在一些实施例中，四个龙门架马达由三个copleyaccelnet控制器/放大器来控制。使用两个y轴马达来分配x轴、z轴和机器人末端执行器的负载。由于两个y轴马达总是一起移动，因此它们由单个accelnet控制器/放大器来控制，以确保同步性。

机器人龙门架子系统的末端执行器可以被称为抓持器。机器人抓持器的主要目的在于在输送期间抓住、保持可输送物品以及释放可输送物品。可输送物品包括样品管、控制/校准物小瓶以及控制存储器蒸发覆盖件。抓持器还能够操纵开口管、带帽的管和带凸缘的管。在一些实施例中，它还能够输送具有管顶样品杯（ttsc）的试管。机器人抓持器可以包括挤压/碰撞传感器、具有编码器反馈的步进马达、用于将旋转运动转换成线性运动的机构以及抓持器指形件。

在一些实施例中，可以用相同的力量抓持所有可输送物品。每个管也可以被指定为具有相同的抓持位置。在这样的实施例中，精确的高度由系统需要支持的最短管的高度确定。在一些实施例中，抓持器被设计成在与管的顶部的一定偏移处进行抓持。可以经由dvs或通过末端执行器中的机械套准件（mechanicalregister）来获得对管的顶部的估计。步进马达驱动抓持器指形件通过运动转换机构来打开和闭合。

在一些实施例中，抓持器通过挤压/碰撞传感器附接到机器人龙门架。该传感器提供感测末端执行器何时在竖直（z）方向或横向（x、y）方向上与物体相撞的能力。这两个传感器作为分开的输入连接到马达放大器。该放大器被构造成使得当输入被激活时，设置标志并且马达将会以预先指定的一组运动参数中止运动。仅在标志已被清除之后，马达才能恢复操作。这可有助于防止样品操纵器中的样品内容物溢出。

示例性挤压和碰撞传感器可包括另外的特征，以避免样品操纵器的故障。抓持器的挤压功能允许一定的顺应性，以及还允许管到底确认和将管放入到样品i/o、控制和校准物存储器以及轨道系统中的载体中。在该操作期间，来自行进通过光学传感器的中断销的信号可以向系统发信号通知管已达到期望的高度。在一些实施例中，需要大约0.7mm的行进距离来触发传感器。传感器还用于检测被输送的物体何时意外地撞击目标，如在将管放置到另一个管上的情况中。传感器具有另外的行程，以允许机器人小心地停止，而不会损坏或破坏管。

碰撞功能应对机器人末端执行器的倾斜。倾斜可能是由于在行进期间撞击未预期的物体而施加的侧向载荷所引起的。示例包括撞击样品载体管槽的前缘。这种顺应性允许机器人停止并防止损坏/掉落所输送的物体。

在一些实施例中，末端执行器的抓持器指形件包括橡胶部分，例如o形环，该橡胶部分在指形件抓住样品管时允许一定的顺应性和缓冲作用。在一些实施例中，执行管的保持的底部几何形状被设计成限制在托盘的顶部和帽的底部之间，以用于最小的预期管尺寸，例如65mm的管。在一些实施例中，这允许大约15mm的竖直游隙，末端执行器将以该竖直游隙与最小的可获得的加帽管接触。

在一些实施例中，使用四个马达，但仅使用三个控制器/放大器。y轴利用两个马达来分配x轴、z轴和机器人末端执行器的负载。这两个马达都由单个控制器/放大器来控制。为了做到这一点，放大器输出被连接到两个马达，并且马达反馈连接被联在一起。然而，放大器和软件可能没有意识到存在两个马达。这允许容易的控制，这是因为y轴可以与任何其他轴相同对待。由于y轴的两个马达被机械地联在一起，因此分开地控制它们可能非常困难。一种解决方案是使用两个分开的控制器/放大器，每个马达一个。然而，由于可以运行两种控制算法来控制单一机械负载的位置，而没有接近完美的同步，因此这两种算法将可能会不断相互争斗。

在一些实施例中，龙门架机器人子系统使用处于伺服位置模式和位置模式的控制器，整体控制算法由三个嵌套的控制循环构成。这些循环包括位置循环、速度循环和电流循环。该算法利用两个反馈信号。这些反馈信号是来自马达的位置反馈和来自放大器的电流反馈。用于速度循环的速度反馈是位置信号的导数。

在一些实施例中，机器人抓持器控制以伺服模式操作。在伺服模式中，控制算法将步进器作为带编码器反馈的真闭环伺服马达运行。以这种方式控制抓持器提供了控制在物品被抓住时抓持器施加于物品的力量的能力。在该模式中，利用与机器人龙门架中的马达相同的控制算法，抓持器以相同的方式受到控制。

在一些实施例中，当抓住可输送物品时，抓持器不知道物品的直径。因此，在每次抓持尝试时，抓持器被命令移动到其“完全闭合”的位置。为了确保抓持器在它遇到物品时停止其闭合运动，使用控制器/放大器中的“峰值电流”和“连续电流”参数。马达输出电流与抓持器指形件的端部处的力输出相关。当抓持器正在闭合并且它们遇到物品时，它们将以特定的力量抓住该物品，该特定的力量与控制器/放大器中设置的连续电流值相关。这意味着，虽然在抓持器中存在物品，但马达尚未到达其目标位置。由于马达是伺服的，因此它将继续尝试到达其最小位置。因为在路径中存在物品并且马达不能移动，所以它将以特定力值继续抓住它所保持的物体，该特定力值与放大器中的连续电流值相关。在其他实施例中，抓持器可以具有它所拾取的物品的直径的模型，该模型基于dvs或tcs的结果。这可以减轻对马达控制中的力反馈的需求。

图12示出了包括末端执行器139的末端执行器组件140。末端执行器组件140在z轴马达136的控制下竖直地行进。末端执行器139经由致动器142来致动。致动器142可以是伺服马达致动器，其允许末端执行器打开和闭合，并提供关于这些末端执行器的状态的反馈信号。该反馈信号可用于确定在接合管时是否遇到问题。在末端执行器组件140的顶部处是顺应性传感器（compliancesensor）144。顺应性传感器144提供关于末端执行器组件的挤压和倾斜状态的感测反馈信号。

图13提供了关于顺应性传感器144的附加细节。顺应性传感器144的该剖视图图示了用于检测末端执行器组件140的倾斜和挤压状态的示例性机构。末端执行器组件140的倾斜可以使用倾斜触觉传感器pcb146来确定。布置成环的多个触觉压力传感器或光学传感器可以检测顺应性活塞148相对于顺应性传感器壳体150的任何不对称运动。相对于触觉传感器pcb146中的触觉传感器的环的任何不对称运动将会指示末端执行器组件140被推离轴线并且倾斜。

顺应性活塞148与挤压柱塞152同心地接合。这种接合可包括轴向滑动关系，从而允许挤压柱塞150滑入和滑出顺应性活塞148。同时，施加于挤压柱塞152的离轴力可影响顺应性活塞148的倾斜。挤压传感器152接收来自挤压弹簧154的向下的力，该向下的力将挤压柱塞152从顺应性传感器壳体150推离。当竖直的力被施加于末端执行器139时，例如当末端执行器在竖直运动期间遇到意外的物体时，挤压柱塞152将会使弹簧154压缩并且相对于顺应性传感器壳体150移动。因此，挤压柱塞相对于壳体150的任何运动将会指示正在发生挤压状况。挤压柱塞152相对于壳体150移动的距离与挤压力成比例，如由胡克定律关于弹簧154所决定的。耦接到壳体150的光学传感器156可以检测挤压柱塞152相对于该壳体的相对距离或运动。距离可以按任何常规的方式来确定，包括飞行反射时间、光学测量，或者通过观察与挤压柱塞152一起移动到壳体150中的编码杆的相对运动来确定。在一些实施例中，可以使用机械编码器来代替光学传感器156。可以由光学传感器156来提供电信号，以指示所经受的挤压力的量。

同时，如果挤压力存在横向分量，则挤压柱塞152和顺应性活塞148之间的同心接合将会使顺应性活塞148相对于中心轴线移动，从而使它倾斜。然后，触觉传感器146可以检测到该倾斜事件。来自触觉传感器pcb146和光学传感器156的电信号可以被提供给对机器人臂130中的马达进行控制的处理器。

器皿移动器架构

在一些实施例中，vm轨道使用分布式电源。每个轨道部段与分析器模块或样品操纵器模块相关联。放置在这些模块之间的独立轨道部段可以与模块中的任一个相关联。每个轨道部段由它物理上存在的模块以及一个相邻模块来供能。在一些实施例中，在确定从哪个相邻模块汲取冗余功率时利用了以下惯例。查看分析器模块和样品操纵器模块（例如，轨道部段36）之间的边界，提供冗余功率的相邻模块始终是最接近该边界的模块。每个轨道部段由当前模块和在先的模块供能。这里，“在先”被描述为更靠近sh/分析器模块边界的模块。围绕分析模块的u形轨道通过该分析器的电源来供能。作为后备，该u形形状被连接到先前的分析器电源。处于每个电源处的控制器模块可以识别局部电源故障，并自动切换到相邻的冗余电源。例如，如果当前的分析模块需要离线以便进行维护，或者由于内部故障而停机，则用于每个轨道部段的功率控制器将会把用于轨道的电源切换到先前的/相邻的仪器所提供的电源。这样，即使电源中的一个停机，轨道操作也可以继续。在一些实施例中，用于每个u形轨道的功率系统模块被定位成靠近仪器后部处的直轨道部段。功率从功率控制器分配给处于分析器的前部的线性马达。电力线缆可以经过分析模块自身而被引导到该前部轨道部段。在一些实施例中，每个轨道部段以24vdc工作，其为每个载体提供足够的功率，以允许它在直轨道部段上达到6m/s的最大速度。

在一些实施例中，轨道部段被分成若干个线圈板。线圈板包括线性线圈阵列，其可被安装在轨道的金属（非铁磁）表面下方。对于直轨道部段，每个线圈板是直的，而在角部或弯曲部中，线圈板包括适当布置的线圈以匹配弯曲部。所有线圈板均由主板和节点控制器来控制。在一些实施例中，每个主板可以控制多达八个不同的线圈板。同时，节点控制器是集中的。单个节点控制器可以控制整个器皿移动器轨道。在一些实施例中，多个分布式节点控制器可用于可扩展性。例如，在轨道延伸达数米的较大系统中，可以使用多个节点控制器，并且当载体经过轨道网络的不同区域时可以移交对载体的控制。

器皿移动器管理器软件可以驻留在主机pc上，该主机pc通过网络交换机与用于物理轨道的节点控制器通信。在一些实施例中，多个节点控制器可用于冗余故障切换，其中单个节点控制器处理正常任务，而第二替代节点控制器准备好在主节点控制器发生故障的情况下接管。在一些实施例中，主节点控制器和副节点控制器可以具有完全相同的软件操作和设计，但具有不同的ip地址，从而允许无缝的故障切换。每个节点控制器通过分析器系统内的网络交换机来连接到主板。在一些实施例中，存在两层网络交换机。顶级别以太网交换机是用于pcm系统的中央公用设施中心的一部分。它可以按菊花链的方式连接到一系列千兆位以太网交换机。这些交换机中的每一个都可以作为用于每个模块的功率控制器而起双重作用，从而提供网络交换和故障切换功率控制二者。在这种布置结构中，每个千兆位交换机被连接到相邻模块中的每个交换机。虽然这种菊花链的布置结构可能会导致在网络交换机发生故障的情况下通信中断，但这些交换机可以被设计成是热插拔的，以便容易解决。此外，这些网络交换机的预期故障率远低于每个模块的功率系统的预期故障率。构成轨道的线性马达可以经由这些千兆位交换机与每个局部主板通信。

图14示出了轨道系统160的透视图。轨道系统160被构造成具有单个样品操纵器单元和两个分析器模块。图15示出了位于完全操作的分析器系统162中的轨道系统160，该分析器系统162包括样品操纵器模块10以及两个分析器模块32和34。如可以看到的，轨道系统160被收容在模块它们自身内，使得操作者不能容易地访问轨道。然而，轨道160和分析器系统162利用模块化设计，由此轨道部件存在于每个模块内，并且每个模块可以通过将相邻的模块放置在附近并连结它们而容易地连结在一起，以联接轨道区段。轨道160上方的盖可以在安装或维修期间被移除，以有助于轨道的连结。在一些实施例中，通过将模块彼此相邻放置并将每个模块的轨道部段栓接在一起而形成例如轨道160的单个多分支轨道系统来扩展轨道部段。信号线缆可以以菊花链的方式链接在一起，以便于扩展控制。

图16示出了轨道部段170的剖视图。轨道部段170可以是轨道160中所使用的轨道部段。在该实施例中，载体在轨道表面174上的轨172之间行进。在一些实施例中，轨172是铝挤压件，其还包括轨道表面174下方的轨道部件的外部上的竖直侧面。这些铝挤压件可以包括支架，以将内部部件容易地栓接到这些侧部件，以形成轨道单元。轨道表面174优选地是非铁磁性不锈钢表面，从而使其耐用且易于清洁。应当理解的是，其他材料也可以被用于轨172和轨道表面174，例如铝、不锈钢、复合材料等。在轨172的侧部部件的底部处存在基板176。基板176可以被安装到包含轨道部段170的模块，并为轨道系统提供支撑。

在轨道表面174下方存在一系列线圈180。轨道部段170的纵向方向进入到页面中；当沿轨道部段170行进时，会遇到另外的线圈180。线圈180优选地安装到线圈板182，并且优选地横向呈椭圆形或长方形，以使得在轨道的纵向方向上能够实现更高的线圈密度。在一些实施例中，线圈板182是印刷电路板（pcb），其在纵向方向上包括若干个线圈180。示例性线圈板在长度上为250mm，从而容纳250mm的轨道所需的所有线圈180。因此，典型的轨道部段将会具有若干个线圈板182，包括数十个线圈板182，以构成整个轨道系统。在一些实施例中，线圈板182接收控制信号，以指示轨迹以应用于沿该线圈板行进的载体和24vdc电源。线圈板182包括线圈180、驱动那些线圈的马达驱动器以及一个或多个传感器，该一个或多个传感器通过检测载体的磁体来检测是否有载体经过线圈板上方的轨道表面。这些传感器可以包括霍尔效应传感器，以检测是否有载体沿线圈板行进以及这样的载体的位置。因此，可能存在比线圈更多的传感器，从而允许精细地分辨经过轨道表面174的载体的位置。此外，rfid接收器可被用于接收rfid信号，该rfid信号识别沿轨道表面行进的载体。在一些实施例中，可由霍尔效应传感器来检测每个载体独有的磁特征，以通过磁性方式确定载体的身份。例如，经过霍尔效应传感器阵列的载体可以在制造时被赋予特征，以基于上升时间和信号伪像来识别该载体的独有特征，当载体中的磁体在该阵列之上行进时，霍尔效应或传感器阵列检测到该上升时间和信号伪像。在一些实施例中，可以将比主驱动磁体更小的磁体放置在载体的底部部分中，以在制造时有意地为每个载体创建独有的特征。该磁特征可以与每个载体在用于器皿移动器系统的软件中的身份相关。美国专利9,346,371中描述了一示例性线性同步马达驱动系统。

图17示出了示例性轨道系统160的顶视图，其中标示出各个轨道部段。通常存在四种类型的轨道部段，其构成了轨道系统160的模块化设计。切换区段184是轨道中的分支。切换区段184的轨道表面为大致t形，具有圆形的内边缘。同时，切换区段184的轨包括一个直轨（t的顶部）、一个弧形轨（t的一个内侧角部）以及包括切换机构的一个弧形轨（t的另一内侧角部）。该切换机构是可移动的轨部件，其可以被转动预定的度数以充当切换器（例如，20-30度，取决于几何形状）。在轨部件的一侧上，它充当直轨。在轨部件的另一侧上，该轨自身呈现为弧形轨，该弧形轨形成转弯部的外侧角部。通过切换可移动的轨部件，该可移动的轨部件可以提供转弯部的外部或简单的直通轨。因此，移动部件提供二态切换器，由此根据控制信号，切换区段184自身呈现为转弯部或直道。这可用于基于切换区段的状态来使各个载体转向。应当注意的是，虽然轨道可以是双向的，但是仅t的一端可连接到t的中心部分以形成转弯部。因此，虽然切换区段184可具有三个端口，但是基本上，一个端口可被切换到另外两个端口中的任一个，而那两个端口无法被联接在一起。

更简单类型的轨道部段是直道，例如外部直道186或内部直道188。直道186和188的基本部件是轨道表面和轨，一系列线圈板沿该直道的方向提供线性动力。直道186和188分别标示在图17中，这是因为在一些实施例中，内部直道188可以在局部模块的控制下操作，而不是在控制整个轨道160的器皿移动器控制器的控制下操作。这允许每个局部模块独立地操作轨道部段188，以充当局部随机访问队列。在将载体从切换区段184移动到局部内部直道188之后，器皿移动器控制器可以将控制移交给局部模块。类似地，当局部模块已完成对存在于内部直道188上的样品的抽吸时，该模块可以将样品载体移动到切换区段184中并且将控制移交给器皿移动器控制器。在一些实施例中，内部轨道部段188仍然在控制整个轨道系统160的器皿移动器控制器的控制下操作。为了控制内部直道188上的局部队列，局部模块可以直接与器皿移动器控制器通信，以请求载体在轨道部段188内的移动。这允许局部模块通过使用请求来回应通信系统而表明对其队列中的载体的控制，从而允许器皿移动器控制器专长于移动各个载体并操作轨道系统160。

第四种类型的轨道区段是弯曲的轨道区段190。弯曲的轨道区段190提供具有预定半径的90°弯曲部（或其他角度的弯曲部）。该半径优选地与当切换轨道区段184切换成弯道时在转弯部中所用的半径相同。该半径被选择成最小化弯道的空间影响，而同时允许载体围绕弯道快速移动，而不会遇到剧烈的横向力。因此，自动化轨道160的空间需求和速度需求可以确定弯曲区段190的半径。

在电学上，弯曲区段190与直道186和188基本上相同。这些区段中的每一个都包括多个线圈，该多个线圈依次被激活，以与载体底部中的磁体结合来提供线性马达。每个线圈被激活以在放置在每个载体的底部中的驱动磁体上提供推力或拉力。线圈依次被激活的速度确定了该轨道部段上的载体的速度。此外，载体可以被移动到某一位置并以高分辨率停在预定地点处，这是通过激活该地点处的线圈实现的。

图18示出了用于控制轨道160的器皿移动器控制器的各种控制区域。每个虚线框表示由单独的主板控制的不同控制区域。这些轨道区段内的线圈板或轨道区段的一些部分在用于每个控制区域的不同主板的控制下操作。这有助于轨道管理的可扩展性。节点控制器可以控制若干个主板，从而经由网络与它们通信。同时，每个主板可以控制用于每个主板所控制的轨道区域的各个线圈板。每个主板可以与线圈板通信，以接收识别每个载体的位置和地点的传感器信息，并经由发送到每个线圈板的控制信号来管理每个载体的轨迹。每个主板从节点控制器接收局部载体的轨迹信息。这允许每个主板基于从控制器接收的信息来管理小的轨道部段，执行对该轨道部段的实时控制，以处理整个轨道系统的整体管理任务。在图18中所示的示例性实施例中，存在八个主板控制区域。每个主板还负责管理其控制区域内的任何切换轨道区段184，以将载体引导到与下一个控制区域的适当交换点。

为了进一步划分轨道系统的管理，并提供电源故障切换冗余性，轨道系统可以被分成不同的区域，这些区域大致对应于系统内的每个模块。区域192对应于分析器模块34，而区域194对应于分析器模块32，并且区域196对应于样品操纵器10。应当注意的是，在这些区域中的每一个内均包含了多个主板。冗余性可以通过如下方式来实现：分配电源故障切换千兆位以太网（pfge）交换机来负责为这些区域中的每一个提供网络和功率。每个pfge交换机在每个主板和节点控制器之间提供局部网络连接。每个pfge交换机还为轨道的局部区域提供功率。通过利用交换机来提供功率，可以实现功率冗余性。在该示例中，用于区域196的pfge交换机访问局部电源以向该区域中的每个主板提供功率。该pfge交换机还提供可在用于区域194的相邻pfge交换机中访问的功率通道。用于区域194的pfge交换机具有到局部分析器模块所提供的局部电源的正常通路。如果该局部分析器模块发生故障，被关闭或需要维修，则该功率供应可中断。然而，期望仍然允许分析器模块34在分析器模块32被维修时操作。为了实现这一点，区域194和192中的轨道部段需要继续操作。为了实现这一点，用于区域194的pfge交换机检测来自局部模块的功率损失，并且获取由来自区域196的相邻pfge交换机供应的功率供给。用于区域194的pfge交换机进而向用于区域192的pfge交换机提供功率供给，这是在局部模块电源发生故障时该部段需要功率的情况下。如果模块34失去功率使得用于区域192的pfge交换机无法获取局部功率供给，则该pfge交换机可以检测局部功率的损失并且获取由用于相邻区域194的pfge交换机供应的功率供给。以这种方式，如果分析器模块32或34发生故障，则局部轨道部段继续获得由用于相邻区域中的模块的电源供应的功率。

关于这些示例性电源故障切换冗余性技术以及与一些实施例一起使用的系统的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,194中找到；该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

图20是轨道160的示例性部分200的顶视图。示例性轨道部分200包括由单个主板控制的多个线圈板。图21示出了相同的示例性轨道部分200，其具有线圈板和控制它们的主板，而物理轨道被剥离。主板202从器皿移动器控制器/节点控制器接收控制指令。主板202进而使用那些指令来控制线圈板204和206。主板202还从线圈板204和206接收传感器数据。在该示例中，存在与外部轨道直道部段相关联的五个线圈板204，以及与内部轨道直道部段相关联的一个线圈板204。线圈板206控制切换轨道部段。线圈板204中的每一个具有布置成一行的一系列线圈以及霍尔效应传感器的阵列。这些线圈由线圈板204上的局部驱动电路（例如，高电流放大器）来供能，并且在主板202的控制下顺序地被激活，以沿线性轨道部段驱动载体。当载体沿放置在这些线圈上方的不锈钢轨道表面移动时，载体中的驱动磁体相对那些线圈被吸引或排斥。霍尔效应传感器检测经过的磁体，从而允许线圈板得到反馈，以便控制这些线圈。从传感器收集的信息也可以被传送到主板202。例如，可以传送关于载体的识别信息，以及可以传送关于载体的位置信息。在一些实施例中，线圈板204还可以具有rfid接收器。

线圈板206以与线圈板204相同的方式包括一系列线圈。然而，因为线圈板206控制切换部段，所以线圈被布置在分支中。此外，线圈板206负责致动（例如，致动耦接到其的伺服马达）切换构件，该切换构件改变切换部段中的导轨，以使载体重定向。在一些实施例中，线圈板206中的线圈的构造限制了对物理切换的导轨的需求。当载体移动到转弯部中时，沿该路线的线圈磁性地推挤和牵拉弧中的载体。导轨切换构件可以有助于该移动，但在一些实施例中，该导轨切换构件由于磁性引导力而很少与载体接触。在一些实施例中，线圈板由主板202经由串行外围接口（spi）总线来控制，该串行外围接口总线有助于主板和线圈板之间的串行通信。

图22图示了用于器皿移动器系统的网络控制架构。器皿移动器pc208充当用于整个器皿移动器的主控制器，并为操作者或实验室信息系统提供用以与器皿移动器系统交互的接口。pc208可以监督测试的调度和针对各个样品的目的地的分配，从而维护每个样品的状态和待执行的测试的数据库。pc208提供器皿移动器的整体管理，但较低级别的管理可以留给其他模块。pc208经由以太网交换机210与器皿移动器系统内的其他模块交互。例如，pc208可以与一个或多个节点控制器（nc）212通信。

节点控制器212负责器皿移动器系统内的样品的中级别管理和路由。它在pc208的整体控制下操作。然而，路由决策、轨迹决策、运输量管理等由节点控制器212中的软件来控制。图示了多个节点控制器212，这是因为控制能够以负载平衡的方式在多个节点控制器之间分担。例如，自动化轨道的区域可以被分配给不同的节点控制器，或者各个载体的管理可以被分配给不同的节点控制器。在示例性实施例中，在正常操作期间，单个主节点控制器212被用于器皿移动器系统的所有管理。同时，如果主节点控制器离线，则副备用节点控制器212可用。如果主节点控制器发生故障，则该副节点控制器可以维持包括器皿移动器系统中的所有载体的状态的内存，以帮助接管。这提供了冗余性和/或可热插拔性，从而允许器皿移动器在节点控制器离线的情况下继续。

节点控制器212经由以太网交换机210与主板202通信。如上面关于图19所解释的，轨道区域内的局部网络连接可以由分配给每个区域的pfge交换机来控制。在该示例中，pfge交换机214从交换机210以菊花链方式链接，以在节点控制器212和每个主板202之间提供以太网网络。节点控制器212可以通过该以太网网络进行通信，以给出指令并从每个主板202接收关于载体的状态信息。然后，每个主板202经由该主板上的串行端口控制局部线圈板204和206。因此，节点控制器212可以控制轨道中的线圈，而不直接与每个线圈板通信。这有助于轨道系统的可扩展性。

作为一个实际问题，器皿移动器的轨道应当相对于分析器模块的移液器处于明确限定的高度。这可以通过如下方式来实现：提供与分析器模块一体的轨道部段，或者在分析器模块上提供明确限定的支架位置，以允许轨道部段模块以模块化方式栓接固定。这允许移液器相对于样品管的底部的预期位置（如由典型载体上的样品管的模型所识别的，或由tcs所确定的关于管和载体的信息所识别的）可重复地移动。对于管顶杯，可靠的竖直位置也是重要的。通过将载体的底部放置在公知的位置处并利用tcs所确定的关于管顶杯的表征信息，移液器可以可靠地与管顶杯的小目标相互作用。此外，通过将轨道的底部和边缘安装在相对于每个移液器的已知位置处，移液器可以可靠地进入到管或管顶杯中，而不会受到侧壁的干扰，并且该移液器可以基于电容来可靠地确定流体高度水平。电容式流体水平（液位）传感器利用移液器的已知导电属性，并且在置于流体中时测量电容。通过对其中设置有该流体的器皿的底部具有可靠的容差，该电容信号可以给出对剩余样品体积的可靠估计。

载体

如遍及全文所解释的，器皿移动器系统与多个载体相互作用以输送样品。图23示出了与器皿移动器系统一起使用的载体的示例性实施例的透视图。载体220被构造成支持样品进入和离开载体的放置和拾取移动。左手侧的槽被构造成接收放置在一组四个齿222之间的样品。右手侧的槽被构造成接收放置在一组四个齿224之间的样品。这些齿组是对称的并且彼此成镜像。在这些齿组之间，中心构件226充当固定的齿，并且包括一组弹簧228，以提供将每个样品管推入到该组四个齿中的力。虽然这不会导致不同尺寸的样品在每个样品槽内的对中（沿纵向轴线），但是弹簧228所提供的力以及齿224和222的形状将使每个样品管在载体/齿的纵向轴线处横向居中。箭头示出了载体220的纵向行进方向。所述齿允许样品管沿纵向方向在固定的位置对齐，使得样品管的中心将取决于样品管的半径，但是基于每个样品管的尺寸是能够容易地重复的。

主体230支撑具有这些齿组的顶板。主体230充当壳体，其包括例如rfid标签之类的任何板载电路，以及两个或更多个驱动磁体，该两个或更多个驱动磁体允许载体220与轨道表面中的线圈一同形成线性马达。主体230的侧壁可适于接合轨道轨。例如，为了有助于在直道中的和围绕固定半径弯道的移动期间的对准，主体的侧壁可具有以下示例性特征。主体230的侧壁的上部包括凹形部段232。该凹形部段可以接合弯道的内角部，如图26中所示。同时，在凹形部段232的竖直边缘处，在侧壁中存在短的平坦部段233。在沿直道移动的情况下，载体的每一侧上的一对部段233可以帮助沿一对直轨对准载体。在凹形部段232下方，凸形部段234提供了可用于与弯道外侧上的轨相互作用的接口。因此，将会理解的是，弯曲部段中的轨可以具有两个高度：弯道内侧上的轨被放置在较高的位置以接合凹形部段232，而弯道外侧上的轨被放置在较低的位置以接合凸形部段234。在一些实施例中，这种关系被反过来，从而在主体的下部提供凹形部段，而凸形部段在主体中定位较高，以在围绕弯道行进时增加横向稳定性。在图25的俯视图中可以更好地理解侧壁的凹形、平坦和凸形部分232、233和234的示例性关系。

在主体230的基部处，可以使用一个或多个纵向滑动器236来最小化主体230和不锈钢轨道之间的摩擦。例如，可以使用超高分子量（uhmw）聚乙烯或特氟隆材料。

图24是载体220的侧视图。由构件226支撑的弹簧228包括两组板簧，每个样品槽一组。上部板簧238提供纵向力以将管的顶部推入到齿222和224中。同时，下部弹簧240提供纵向力以将管的底部推入到齿222和224中。这两个弹簧的组合确保了相对于齿222和224的竖直对准的管的竖直对准。

图25是示例性载体220的俯视图，其示出了齿222、224和弹簧228的关系。最右边和最左边的（沿图的定向）齿对用于使弹簧228所促动的管对齐和定心。同时，最上部和最下部的齿对提供附加的安全性，以防止管在横向方向上翻倒。如可以看到的，在齿和弹簧之间存在若干个开口。这允许管的各种光学视图。当载体被放置在tcs中时，可以通过齿之间的空间看到多个摄像机视图，以读取条形码标签或感测管中的液体高度。

在一些实施例中，齿224和222包括金属浸渍或碳浸渍的塑料。因此，这些齿可以略微导电。齿的导电性可以有助于移液器的位置感测，并且可以影响使用电容式液位传感器进行的流体液位感测。例如，在示例性实施例中，处于载体的顶部处的齿或其他结构由大约30%（25%至35%）的碳填充热塑聚碳酸酯（lexan）树脂制成，以增强样品抽吸期间的电容液位感测。在一些实施例中，可以使用范围介于20%和50%之间的碳填充热塑聚碳酸酯树脂。

图26图示了载体220的侧壁和弯曲轨道部段的侧轨之间的轨接合。在该示例中，载体220接合具有内侧轨242和外侧轨244的轨道部段。内侧轨242被构造成接合侧壁载体220中的凹形部段232。侧轨242不一直延伸到轨道表面，从而允许凹形部段232下方的相应凸形部段在侧轨242下方自由地通过。同时，外部轨道部段侧壁242接合凸形部段234，并且基本上一直延伸到轨道表面。这通过提供与导轨的物理接口而允许载体220在弯道中对准，该物理接口具有与导轨的半径基本上相同的半径。当围绕弯道行进时，这最大限度地减少了嘎啦嘎啦的响声（rattling）、振动、横向冲击等。

图27图示了载体220的侧壁和直轨道部段的侧轨之间的轨接合。在该示例中，平坦的侧壁部段233接合轨道部段的平行的平坦侧壁246。这在载体和侧壁之间提供了四个相互作用点，从而有助于使载体在行进方向上对准。

临床化学分析器模块

一种类型的分析器模块是临床化学模块34。将要关于中等体积临床化学（mvcc）模块来解释临床化学模块34。mvcc模块是用于执行自动临床化学测试的仪器。mvcc模块可以被安装为较大的分析器系统（例如，分析器30）的一部分，该分析器系统可包括多个mvcc和ia模块。mvcc模块还可以经由直接连接las接口模块直接连接到实验室样品分配轨道。

mvcc模块的主要功能是使用光度测定的和集成多感觉技术（imt）或离子选择性电极（ise）检测器来提供临床化学测定。示例性mvcc模块能够每小时处理最多1200个光度测定，以及每小时多达600个imt结果（每小时200个样品，以及每个样品多达3个电解质结果）。mvcc模块包括稀释系统、imt/ise系统、试剂系统和光度测定系统，并经由用于mvcc模块的通用基础公用设施来支持。

在一些实施例中，mvcc模块没有用于装载样品的固有能力，并且必须经由器皿移动器系统连结到源/汇，例如样品操纵器模块或直接装载轨道部段。mvcc模块从主样品器皿中取出一个或多个样品等分试样，并将它们存储在该模块上用于处理，该主样品器皿经由器皿移动器系统定位在mvcc模块的移液器可访问的等分试样位置处。

mvcc模块从pcm轨道（或者在一些实施例中，直接在左侧上的单个位置处）访问样品。mvcc试剂盒设计包括允许传送机构接口和自动帽打开的特征；这允许它是“自动化友好”的。这允许mvcc模块经由器皿移动器系统的自动化轨道接收试剂盒，并自动将这些试剂盒从自动化轨道移动到mvcc模块上的试剂存储器。这允许将试剂自动递送到mvcc模块。在一些实施例中，mvcc模块可以将试剂装载到模块后部中的pcm轨道上的单个位置（例如，图6中的位置64），或者装载到前部中的手动装载站，并且可以卸载试剂。

图28是mvcc模块300的域模型。患者样品、校准物样品或控制样品（统称，样品）302是经由载体和器皿移动器系统递送到位置56的样品管，在该位置56，样品制备系统304可以访问样品。样品制备系统304包括移液器臂，该移液器臂访问样品访问点56。然后，制备系统304从自动化轨道上的样品中抽吸一个或多个等分试样。基于该样品的身份，由mvcc模块确定ise测试或光度测试是否适合该样品等分试样。在ise样品测试的情况下，等分试样被递送至ise样品递送系统306。ise样品递送系统306包括多个等分试样器皿，例如比色皿，以接收样品等分试样用于ise测试。然后，递送系统306将稀释的样品等分试样递送至执行标准ise测试的ise测试模块。然后，该测试的结果数据被呈现给模块控制处理器312。处理器312负责调度和管理在mvcc模块300中进行的所有测试。处理器312从lis接收测试单中的命令，或者从操作者或测试菜单手动接收命令。一旦测试结果完成并呈现给处理器，处理器312就将这些测试结果和例如该样品的测试的完整性之类的任何其他状态数据报告给lis或用户接口或数据库。

如果确定样品需要光度测试，则制备系统304将等分试样提供给光度测定样品递送系统308。光度测定样品递送系统308可包括稀释环，其稀释并存储样品的等分试样。然后，每个光度测定样品等分试样被提供给光度测定反应系统314。该反应系统可包括反应环，其根据设定的时间安排接收样品和试剂，并将那些混合的样品提供给光度测定器316。光度测定器316可以按照规则的时间间隔或安排对混合的样品进行多次光度测量，以观察试剂和稀释样品之间的反应。然后，光度测定器316将其所发现的结果作为光度测定器数据呈现给模块控制处理器312。

试剂可以经由供操作者手动递送的前部上的抽屉来递送，或者通过将试剂器皿放置在自动化轨道上的例如位置64的预定位置处来递送。试剂递送系统322从试剂抽屉或从自动化轨道接收试剂320，并且使用机器人臂或类似的机械装置，试剂递送系统322将该试剂移动到试剂存储区域324中。在一些实施例中，试剂递送可能需要试剂递送系统322对该试剂进行某种类型的准备。试剂存储区域324可以是环境/温度受控的存储区域，试剂的器皿存储在那里以根据需要作为试剂等分试样递送到光度测定反应系统314所使用的反应环。当需要试剂用于光度测试时，可以从试剂存储区域324取回该试剂的等分试样并将其放入到作为光度测定反应系统314的反应环的一部分的试剂器皿或比色皿中。

mvcc模块300还从实验室接收电和水。水被用于清洁和冲洗测试部件，以防止样品或试剂的交叉污染。测试的结果和清洁设备的结果是液体废物，其必须由实验室排空并被处理或冲刷。例如稀释剂、比色皿或者一次性末端或试剂包装之类的消耗品也被提供给mvcc模块300。一旦这些消耗品被使用，它们就可以与任何空的试剂盒一起由mvcc模块丢弃到固体废物存储区域（例如，内部垃圾箱）中。一旦装满，就可以提醒操作者清空固体废物箱并适当地丢弃这些内容物（例如，通过将它们放入实验室垃圾桶或生物危险废物箱中）。

mvcc模块使用两种测量技术：光度测定和离子选择性电极（imt/ise）。光度测试通过如下方式来执行：将样品等分试样与一种或两种液体试剂混合，并测量在长达10分钟的时间段内以一个或多个波长透过反应混合物的光。imt测试通过如下方式来执行：将样品等分试样与imt稀释剂混合，并使混合物通过对目标离子（例如，na、k和cl）特异的电极。

在示例性实施例中，mvcc模块能够每小时处理最多1200个光度测定，以及每小时多达600个imt结果（每小时200个样品，以及每个样品多达3个电解质结果）。所有光度测定和imt测定均从原始样品的稀释等分试样处理。对于光度测定，mvcc模块制备一种或多种稀释物，这取决于针对样品的特定测试的稀释率和所需的样品流体的量。

对于imt测定，原始样品的等分试样被递送至imt模块，该imt模块在内部制备稀释物。对于imt测定，原始样品的等分试样被添加到测量量的imt稀释剂。混合物经过imt芯片被抽取通过模块，并且读取每个传感器的电压。在每个样品之前或之后立即进行imt标准a的测量，以提供参考读数。

用于光度测定的稀释物被存储在稀释环上，直到mvcc测试调度软件需要它。在（一个或多个）适当的时间，稀释样品的等分试样被样品臂递送到反应比色皿中。通常，所有光度测定都遵循相同的标准模板：第一试剂被递送到空的反应比色皿中，然后是样品添加和混合。对于大多数光度测定，第二试剂在样品添加后4.3分钟被添加到反应混合物（并混合）。在设定的时间进行光度读数，直到测定完成（最多9.75分钟）。在收集了所有光度测定数据之后，使用若干种可用计算中的一种来计算测定结果。

光度稀释环调度以两种基本模式操作：同步和异步。当imt繁忙或无法进行imt工作时，同步调度模式运行。在同步操作期间，由被提供给模块的样品产生光度测定稀释物。稀释环每六秒钟前进，从而依次处理稀释物比色皿。当稀释环静止时，在环周围执行各种操作，例如产生新的稀释的等分试样，洗涤稀释物比色皿，混合等。在一些实施例中，每种样品从单个稀释物比色皿被传送至反应环上的多达两个比色皿。为了维持与反应环的同步，为混合站处的稀释物安排两次光度测试，使得当该稀释物达到反应采样位置时，在反应环上准备好适当的比色皿。所安排的样品所需的任何剩余测试（超过两个）都被添加到待处理工作的列表。如果混合站处的特定稀释物仅被请求进行一个测试，则第二个安排的测试是通用清洁（clean）测试。

当imt闲置并且可以进行工作时，或者当光度测定的待处理工作列表变得太长时，或者当可以进行高优先级（stat）光度测试时，异步调度模式运行。在异步操作期间，不产生新的稀释物，并且不进行洗涤或混合。在异步模式中，稀释环能够根据需要自由移动，以便进行可用于处理的最高优先级的光度测试。

图29示出了示例性mvcc模块300中的硬件系统。样品经由器皿移动器系统移动到样品访问点56。一旦提供了样品，就可以通过稀释臂330来抽吸样品。稀释臂330是具有移液器的机器人臂，该移液器构造成抽吸样品的等分试样。如果该样品等分试样被模块300的控制处理器指定用于ise测试，则稀释臂330逆时针摆动，以将移液器定位在imt系统332的访问端口上方。如果稀释臂330所抽吸的样品等分试样被指定用于光度测试，则稀释臂330顺时针旋转，以将移液器定位在稀释环334上方。

稀释器系统包括稀释臂和探针330、稀释环334、稀释物混合器336和稀释等分试样洗涤器，连同支撑泵和散装流体供给系统。稀释器系统为光度测定系统和imt系统提供服务。稀释臂330将样品从pcm轨道上的样品访问点56传送到imt系统332或稀释环334。

对于光度测定，稀释臂使用盐溶液产生必要的（一种或多种）样品稀释物。正常稀释度为1:5，但根据测定需求，也可用其他稀释度。示例性系统还具有以高达1:2500的比率来执行连续稀释（影响吞吐量）的能力。稀释的样品被保持以用于稀释环334上的再测试或反射测试，直到该等分试样到达等分试样洗涤站。在正常（测试/样品的数量）的情况下，样品可用超过10分钟。

对于imt测定，稀释臂330执行血清和/或尿液稀释，直接进入imt端口，在那里稀释物被混合。在这种情况下，imt特定的稀释剂通过单独的计量系统来递送。

imt系统332负责使用用于ise测试的适当的电极来测试稀释的样品。一旦测试了样品等分试样，imt系统332随后就可以冲刷并清洁用于测试该样品部分的内部器皿。然后，imt测试的结果被发送到模块控制处理器312。imt系统332包括图28的ise模块310。

imt系统332处理由稀释臂330递送到imt端口的样品（血清或尿液）。imt稀释剂被计量供应到入口端口中，在那里，它与样品混合。稀释的样品被吸入到检测电极“堆叠件”中，在那里，对目标离子（na、k、cl）的浓度进行测量。（一种或多种）参考流体可被自动泵送到该“堆叠件”中，以执行定期校准。对于每小时600个测定的标称吞吐量，该系统在18秒的周期上操作，以每小时处理200个样品。

稀释环334包括一系列一次性或可清洁的器皿/比色皿。一旦稀释环334已接收样品等分试样，该环就使比色皿旋转，直到每个具有样品的比色皿到达稀释物混合器336，以执行稀释的样品的最终混合，从而使得样品适合于光度测试。稀释环334继续顺时针旋转，直到该样品处于可由样品臂338访问的位置。应当理解的是，稀释环334可以充当随机访问样品环，从而允许stat样品直接从与稀释臂330的相互作用点移动到稀释物混合器336，并且随后移动到样品臂338可访问的位置。

样品臂338负责抽吸由稀释物混合器336制备的稀释的样品部分，在反应环340上方移动，并将该样品部分分配到该反应环中的反应比色皿中。在一些实施例中，反应环340可包括多个同心环，其具有带有样品和试剂的比色皿。这些环可以相对于彼此移动，以允许试剂被抽吸和分配到容纳样品的反应器皿中。在一些实施例中，使用单个环。可以在样品经由试剂臂342或试剂臂344到达之前或在样品经由试剂臂342或试剂臂344到达之后添加试剂。

试剂臂342和344的主要功能是分别从试剂服务器346或试剂服务器345移动试剂的等分试样。然后，这些等分试样被分配到反应环340中的反应器皿中。在一些实施例中，接收等分试样的器皿容纳患者样品；在一些实施例中，器皿是空的并且稍后将添加患者样品。试剂服务器345和346包括多种不同的试剂，从而允许mvcc模块300执行多种测试。反应环340以预定顺序移动器皿，使得每个反应器皿到达试剂混合器348或样品混合器350以便混合。试剂混合器348可被用于预混合来自试剂服务器345和346的试剂或者组合试剂。样品混合器350用于混合容纳试剂和样品二者的反应器皿。一旦混合，样品和试剂之间的反应就在反应器皿中进行。反应环340旋转以允许光度测定器352在预定时间进行该反应的光度测量。在一些测试中，需要在预定时间由试剂臂342和344添加另外的试剂，需要混合新的溶液，并需要进行另外的光度测量。

在一些实施例中，光度测定系统在反应环340上的221个光学比色皿中处理光度测定。该系统支持本领域中其他mvcc模块中所使用的传统的固定测定模板。反应环340每三秒转位75个比色皿位置。使用这种转位模式，给定的比色皿每三次转位前进四个比色皿位置。该系统可以每三秒启动一次新的光度测试，从而产生每小时1200次测定的标称吞吐量。

测定资源包括试剂-1递送、样品递送、试剂混合-1、试剂-2递送和试剂混合-2，全部都在固定的时间点。反应在半永久性比色皿中进行，该半永久性比色皿在每次测定后由比色皿洗涤器进行洗涤并重复使用。在反应比色皿中处理测定，该反应比色皿通过使用经加热的流体浴在反应环340上被保持在恒定温度（37℃）。该系统在三秒钟的周期上处理测定。

测定开始于由试剂臂344添加第一试剂（r1）。此后不久，精密取样器（例如，样品臂338）将来自稀释环334上的等分试样的样品传送到反应比色皿。然后，利用试剂混合器348或样品混合器350将内容物彻底混合，并且随后发生反应。反应比色皿被光度测定器352大约每9秒读取一次，同时反应环340转位。光度测定器352采用本领域中的类似光度测定器当前所使用的标准的一组11个波长。光度测定器352使用11个可用波长来支持吸光度和浊度测定。

一些测定仅需要单一试剂，而其他测定需要添加第二试剂。试剂臂342在固定的时间点（例如，在样品添加后大约260秒）添加第二试剂，并且由试剂混合器348或样品混合器350来混合反应。如前所述，由光度测定器来读取反应。

试剂服务器346和345包含放置成两个同心环的一系列径向定向的试剂器皿。这些试剂器皿可以经由试剂装载器354来装载。试剂装载器354包括在龙门架上移动的机器人臂，该龙门架允许该机器人臂定位在自动化轨道上的器皿移动器访问点64上方。试剂装载器354的机械部件可以与关于构造成与试剂盒相互作用的机器人臂20所讨论的机械部件基本上相同。当试剂服务器345或346内的试剂需要被重新填充时，服务器将会自动弹出空盒，并且器皿移动器系统将会获取替换的试剂盒，并经由载体将该盒定位在器皿移动器访问点64处。然后，试剂装载器354将会移动到该位置，并使用末端执行器来拾取试剂盒。然后，试剂装载器354将会使该试剂盒移动到试剂服务器345或346中的适当的空槽，并将该盒插入到试剂服务器中的该位置中。

可替代地，操作者可以根据机器的要求或以预定的安排手动装载试剂。操作者可以在试剂手动装载站356处将一系列试剂盒装载到托盘中。试剂手动装载站356包括线性滑动件，其接收托盘并将托盘移动到试剂装载器354下方的位置。然后，试剂装载器的机器人臂的末端执行器可以从放置在试剂手动装载站356处的托盘移除试剂盒，并将这些盒移动到试剂服务器中的适当槽中。这允许试剂的自动或手动装载。

由试剂系统存储和提供试剂。试剂系统包括两个冷藏旋转试剂服务器。一个服务器345专用于第一试剂的添加，并且一个服务器346专用于第二试剂的添加。每个服务器以三秒的周期操作，其中大约一秒被分配用于运动，并且两秒被分配用于供相应的试剂臂访问。每个试剂服务器保持布置成两个同心环的试剂盒。对于70的总计盒容量，在内环上存在24个盒，并且在外环上存在46个盒。在一些实施例中，每个服务器上的多达四个位置可专用于容纳有特殊清洁流体的盒，并且一个位置可以保持打开，以便装载和卸载物流。这意味着，示例性系统可以同时支持65种不同的线上（orboard）测定。

试剂盒被试剂装载器354装载到服务器中。试剂装载器354将试剂盒呈现给条形码读取器，以确认盒的身份（位置64处的pcm轨道装载），或识别盒（试剂手动装载站356）。然后，试剂装载器354将盒放置在适当的服务器位置（服务器345或346中）。

试剂盒的尺寸设定成便于由pcm操纵，并且具有抓持特征，以允许使用试剂装载器354和pcm试剂操纵器（例如，机器人臂20）来拾取。所述盒利用带有自动打开特征的螺口式帽来封闭。提供一个或多个条形码标签供客户和系统识别。所述盒具有双井孔，每个井孔中具有25ml的容量。该双井孔构造可以根据需要通过仅打开每个井孔来实现更长的线上稳定性。图30示出了示例性双井孔试剂盒的透视图。

试剂盒利用螺口式帽来封闭，该帽可由客户打开（在需要预先为试剂补水的情况下），或由系统自动打开。该帽应维持气密密封，以便长期存储，但在使用中易于打开。该封闭系统仅自动打开，而没有办法重新密封已打开的帽。箔密封件被设计用于被试剂装载器354刺穿。

免疫测定分析器模块

ia分析器模块32是临床分析器，其使用磁分离和化学发光读数来自动化非均相免疫测定。免疫测定利用所存在的针对受测分析物的特异性抗体或针对受测抗体的特异性抗原。这样的抗体将会与患者的样品中的分析物结合，以形成“免疫复合物”。为了在免疫测定中使用抗体，它们以特定方式被修饰以适应测定的需要。在非均相免疫测定中，一种抗体（包被抗体）被结合到固相，用于ia模块的磁性颗粒的细悬浮液，以允许使用磁场分离，继之以洗涤过程。这在夹心测定和竞争测定中例示。示例性ia模块的菜单可以包括这些形式的其他变型。

在夹心测定形式中，使用两种抗体，每种抗体被选择成结合到分析物的分子上的不同结合部位，该分子通常是蛋白质。一种抗体与磁性颗粒缀合（conjugate）。另一种抗体与吖啶酯（ae）分子缀合。在测定期间，样品和两种被修饰的抗体试剂被添加到比色皿。如果患者的样品中存在分析物，则这两种被修饰的抗体将会结合并“夹住”分析物分子。然后，施加磁场，磁场将会把磁性颗粒吸引到比色皿的壁，并且多余的试剂被洗掉。留在比色皿中的仅有的ae标记的抗体是与磁性颗粒通过夹层构造而形成免疫复合物的那个抗体。然后，添加酸溶液，以将ae释放到溶液中，该溶液还包括化学发光反应所需的过氧化氢。然后，添加碱以使它分解，从而发光（参见下面的反应式，在各种测定中使用多种ae，但基础化学过程基本上相同）。光作为持续数秒的闪光发出，并在光度计中被收集和测量。积分的光输出被表示为相对光单位（rlu）。将其与标准曲线进行比较，该标准曲线通过将剂量-反应曲线拟合到由相同分析物在其临床范围内的已知标准产生的rlu值来产生。夹心测定产生直接剂量-反应曲线，其中，较高的分析物剂量对应于增加的rlu。

竞争测定形式适用于对其仅使用一种抗体的分子。该抗体与磁性颗粒缀合。第二测定试剂包含与ae缀合的分析物分子。在测定期间，试剂的量被选择成使得来自患者样品的分析物和ae标记的分析物针对有限量的抗体进行竞争。患者分析物越多，结合到抗体的ae标记的分析物将会越少。在磁分离和洗涤之后，比色皿中的ae的唯一来源是来自于已通过抗体结合到磁性颗粒的ae标记的分析物。如前所述，添加酸和碱，并且剂量分析是如针对夹心测定所描述的。竞争测定产生相反的剂量-反应曲线，其中，较高的信号对应于患者样品中较低量的分析物。

ia分析器模块的磁性颗粒试剂也称为“固相”，并且ae标记的试剂称为“精简试剂（litereagent）”。ia分析器模块提供硬件和软件，以使得能够以随机访问和高吞吐量同时运行各种形式的多种测定。

图31是示例性ia分析器模块360的示例性机电部件的俯视图，其包括以下子系统。

分析引擎-培养环362包括内部和外部培养环、驱动机构、往返洗涤环的比色皿升降器以及热控制装置。这些环有助于样品和试剂在受控温度下反应预定的时间。洗涤环364包括环、比色皿接合机构以及到光度计的比色皿升降器。洗涤环364负责将样品移动到洗涤站，用于洗涤所培养的反应样品，并将所产生的样品移动到光度计，用于对该结果进行测量。洗涤环364可访问的洗涤站366包括四个抽吸探针和z运动机构、抽吸阀、外部抽吸探针清洁端口和阀、洗涤分配泵、酸分配泵以及阀和端口。光度计368包括外壳/转盘和驱动机构、光电倍增管（pmt）、碱分配泵、阀和探针、废物抽吸液压装置以及在对反应进行测量后处置比色皿的比色皿排出机构。光度计368负责启动针对已处理的样品的碱反应，并测量所产生的亮度。比色皿装载器370包括料斗、自动梯、定向滑槽、掉落滑槽、推动器、队列和环形供给机构。比色皿装载器负责将无菌比色皿装载到培养环362中。

试剂/辅助操纵-试剂室372包括旋转托盘、驱动和热控制装置、风扇、用于识别试剂的条形码读取器、用于接受手动装载的试剂盒的手动访问门以及用于接受自动装载的试剂的自动装载器访问门。试剂室负责在冷藏或热控状态下存储试剂，以供试剂探针访问。试剂自动装载器374包括x-z机构、包抓持机构和包传感器。试剂自动装载器与mvcc模块的试剂装载器354基本上类似地工作。试剂探针包括三个探针、三个稀释泵、流体体积检查部件、探针洗涤站和相关的液压装置，三个探针各自具有x-z机构。三个试剂探针376负责抽吸试剂并将它们分配到培养环中的比色皿中。

样品操纵-样品探针378包括θ-z机构、稀释泵和注射器、样品完整性传感器以及液位感测部件。样品探针378负责从自动化轨道上的位置52处的容纳有患者样品的管中抽吸样品部分，如图6中所解释的。在一些实施例中，样品探针378还可以访问手动装载的样品的内部队列，其允许操作者在六个管托盘中手动装载样品。内部条形码读取器读取该托盘中每个样品的身份，并且这允许样品探针378以与处理自动化轨道上的样品相同的方式处理每个样品。在一些实施例中，期望将一次性末端用于样品探针378。这大大降低了样品之间产生遗留携带（carryover）的风险。一次性末端装载器380包括末端三联包装载器、末端托盘分离器（singulator）、展示机构以及固体废物的斜槽。一次性末端装载器380负责取出一包无菌的一次性末端，用于在样品探针378可访问的位置处提供末端，以便从该样品探针移除任何现有的脏末端，以及用于用新的无菌末端来代替该末端，以允许样品探针进行下一次抽吸。

底盘、覆盖件、公用设施-这些系统由底盘和其他辅助硬件支撑。该硬件包括底盘框架，其包括内壁、挡板、风扇等。在图31中所示的机电系统的顶部上，固定面板的覆盖件和用户可访问的门和抽屉等保护这些机构。例如电源开关和状态灯之类的外部控制装置和指示器为操作者提供低级别接口。可以提供液压装置，例如真空子系统、冷凝排水管、水和废物管道等。可以在上面讨论的机构下方的底盘中提供例如酸、碱之类的散装试剂、洗瓶和供应管线等。功率、数据分布等以及电气控制电子装置和处理器也可以被提供为底盘的一部分。

典型的测试开始于外部培养环中的比色皿中。首先通过样品探针添加样品，该样品探针从借助于pcm经由系统递送的或者由操作者直接装载的样品中进行抽吸。如测试规范（tdef）所规定的，在样品添加后的特定时间间隔由试剂探针添加一种、两种或三种试剂。样品和试剂在培养环中培养。在如tdef所规定的特定时间，将比色皿升高到洗涤环并执行洗涤过程，该洗涤过程由如下步骤组成：将磁性颗粒吸引到比色皿壁，以及重复地抽吸内容物并洗涤颗粒。在通过洗涤环的任何一次行程中可以执行多达四次抽吸和七次洗涤。最后一次抽吸之后不再洗涤。如果这是单次通过（single-pass）测定，则添加酸并将比色皿提升到光度计中，在那里，添加碱并读取闪光。如果这是两次通过测定，则在洗涤步骤结束时，通过洗涤射流使颗粒重新悬浮，并将比色皿降低到内部培养环中，在那里，由试剂探针来分配一种或两种另外的试剂。在适当的培养后，将比色皿再次升高到洗涤环中以便进行第二次且最后一次洗涤，然后添加酸，添加碱，并在光度计处读取光。在光度计中，在比色皿已经完成读取操作后，将其内容物抽吸到液体废物中，并将比色皿丢弃到固体废物中。比色皿装载机构为培养环补充新的比色皿，用于持续的操作。这些比色皿是从用户定期装填的料斗中取出的。

在一些实施例中，样品可以是：患者的样本；用于将标准曲线调整到特定的多种试剂的校准物；或者控制物（或对照物），其是用于随时间以不同的间隔监测系统性能的已知浓度的分析物。在一些实施例中，将样品添加到外部培养环中的比色皿，并且随后，使用试剂探针从试剂托盘中的稀释剂容器添加稀释剂，以实现期望的稀释比。然后，样品探针将一些稀释的样品吸入到新的比色皿中。在一些实施例中，可以在外部环中维持少数空的比色皿以供stat样品使用。

在一些实施例中，ia分析器模块的机器周期是8秒，其转化成450次测试/小时的最大吞吐量。如上所述，每个循环允许一次样品添加、三次试剂添加、每个洗涤站两次洗涤动作以及两次光度计读取。系统中的所有活动都是同步的，使得例如当试剂探针从包中抽吸时停止试剂托盘，或者在样品分配期间停止培养环。分析过程的核心处是培养环和洗涤环。培养环各自具有五次停止，其中三次专用于试剂递送，并且另外两次用于培养环和洗涤环之间的样品添加和比色皿交换。培养环随机地移动，以将比色皿带到各种服务机构，同时洗涤环稳定地增加。在一些实施例中，洗涤环和光度计以四秒的周期操作，使得单个洗涤站和光度计可同时服务第一次通过和第二次通过的洗涤/读取操作。

ia分析器模块的示例性实施例可包括可在管理ia分析器模块的操作的处理器上操作的以下电气硬件或软件模块。模块管理器是仪器工作站的子系统，其支持以太网（10/100/1000mbs）、rs232、usb（2.0）和视频端口接口作为与仪器工作站和模块装置管理器的通信总线。示例性模块管理器在基于intel的pc上操作，并负责诊断、软件管理、用户接口以及配置仪器中的任何装置管理器。

装置管理器是实时控制模块，其支持以太网（10/100base-t）、canopen、rs232和usb（2.0）接口作为与模块管理器和其他装置控制管理器（dcm）的通信总线。该装置管理器提供对仪器子系统的分布式相对于集中式的控制。工作流调度和协调由该嵌入式处理器处理，而子系统机构的单独控制由作为每个子系统的一部分的节点在本地处理。示例性装置管理器主管工作流管理、调度器和定序器软件模块。装置管理器还为外部外围设备、命令和控制提供适当的接口，并有助于收集ia分析器模块中的所有节点的状态信息。

示例性装置控制管理器（dcm）控制子系统内的局部电磁组件。装置管理器与dcm通信以经由can总线来管理这些节点。可由dcm控制的示例性节点包括步进马达和热控制硬件。这些节点还可以负责传感器、开关输入、数字或模拟i/o等。光度计数据和控制也可以由示例性节点来处理。

ia分析器模块的分析引擎是进行所有测定处理的地方。这包括培养环、洗涤环、洗涤站光度计和比色皿供应。分析引擎包括内部和外部培养环（第一次通过的环和第二次通过的环）、用于培养环的热控制装置、洗涤环、培养环和洗涤环之间的升降器、洗涤站（包括磁体、抽吸探针、端口、泵和阀）、光度计、比色皿装载器以及控制电子装置。这在培养的长度、试剂添加的次数以及洗涤和通过的次数方面提供了测定灵活性。反应区域在培养区域和包括洗涤站的单独的洗涤环之间分开，该培养区域由两个可独立移动的培养环服务，每次测定通过对应于一个培养环。每个培养环都与洗涤环具有交点，在那里，升降器允许在两者之间交换比色皿。第一次通过的环（外部环）具有一个这样的升降器，其仅使比色皿向上移动。第二次通过的环具有两个升降器，一个上升且一个下降，这允许在两次通过的测定中的第一次洗涤结束时将比色皿从洗涤环降下到第二次通过的环中，接收另外的试剂，在那里培养必要长的时间，并且随后，将比色皿再次上升到洗涤环以便进行最后的洗涤和读取。

在示例性实施例中，培养环的温度控制在37℃；洗涤环处于环境温度。在一些实施例中，比色皿是不对称的。比色皿需要被放置在洗涤环中，由于该环的半径减小，比色皿的宽侧面向该环的周界。培养环和洗涤环大致成直角相交，并且比色皿位于培养环中，而其窄侧面向环的周界。因此，用于在这些环之间交换比色皿的升降器应当考虑比色皿的定向。

培养环进行可变的周向运动，而洗涤环在运行期间稳定地增加。在示例性实施例中，洗涤环以4秒的周期时间操作，而培养环以8秒的常规机器周期时间操作。环的相对定位使得来自第一次通过的环的比色皿能够升高到洗涤环的奇数位置，而来自第二次通过的环的比色皿被升高到洗涤环的偶数位置。这允许使来自两个环的比色皿在同一时刻交错，并对它们进行处理而不会负面地影响吞吐量。这相当于对于每次测定通过都具有专用的洗涤站。经过洗涤的比色皿将被会被推入到光度计中以便读取，或者被向下推入到第二次通过的培养环中。

服务于洗涤环的洗涤站的示例性实施例包括一组固定磁体，其将颗粒吸引到比色皿的侧面。当磁性颗粒经由磁力而被固定到比色皿的侧面时，抽吸探针下降到比色皿的底部中并抽吸其内容物。探针在围绕探针的外部注入和吸出水的清洁套环内部移动，以最大限度地减少比色皿之间的遗留携带。从以一定角度安装并瞄准颗粒团（particlepellet）的端口注入洗涤或再悬浮溶液。为了有助于磁性颗粒的多次洗涤，可以使用一系列的四个独立的抽吸探针，使得每个比色皿随着洗涤环移动而与每个抽吸探针相互作用。最后一个探针将比色皿抽干。然后，环使比色皿移动，远离磁体的影响。

如果这是单次通过的测定，或者是两次通过的测定的第二次通过，则从酸端口注入酸。然后，比色皿将从洗涤环被提升到光度计中。如果这是两次通过的测定的第一次通过，则将会施加洗涤射流，以使颗粒重新悬浮，并且比色皿将会在适当的升降器位置处向下移动到第二次通过的环。

示例性光度计具有执行光度测量的单个拾取位置。光度计包括不透光的转盘，其将比色皿带到光电倍增管（pmt）之前。然后，注入碱以使溶液由于继而发生的化学反应而以短暂闪光的方式发光。该光被pmt读取。然后，比色皿被移动到一位置，在那里，探针将其内容物抽吸到液体废物。然后，该比色皿被排出到固体废物中。

比色皿装载器仅服务于第一次通过的环。它包括料斗、自动梯、比色皿定向滑槽以及进入到环中的插入机构。

在示例性实施例中，培养环旋转并且每个循环形成固定数量的停止。例如，可以形成每个循环五次停止，包括用以促进试剂递送的三次停止。在第一培养环中，在样品探针处使用一次停止，以将样品分配到一个或多个比色皿中。第五次停止被用于将比色皿带到洗涤站。在第二培养环中，第一次停止被用于从洗涤环升降器接收比色皿，而第五次停止被用于经由洗涤环升降器将比色皿带回到洗涤环。洗涤环通常以固定的速率移动，针对每个比色皿中的每个洗涤循环停止，并且针对每个比色皿的每次升降器相互作用和光度计相互作用停止。

ia分析器模块的试剂操纵子系统包括带有访问门的热外壳、试剂托盘和驱动机构、基于珀耳帖效应的冷却系统、用以识别试剂的条形码读取器、自动装载器和自动装载器门、三个试剂探针、探针液压装置、探针洗涤站以及控制电子装置。

在示例性实施例中，试剂和辅助包被混合并放入到旋转托盘中，该旋转托盘允许试剂包移动到三个试剂探针中的一个可访问的每个位置。这种旋转动作可用于连续地混合试剂，因此它们准备好被抽吸。这可以方便操作者的预混合步骤。由于使用三个并行的试剂探针，因此该旋转动作可以相对于预期的转速加速。为了服务所有试剂探针，试剂存储器中的试剂托盘应当能够每8秒循环旋转多达三次，以将三种试剂递送到三个试剂探针的三个位置。试剂探针可以专用于不同类型的试剂，以最小化交叉污染。

在一些实施例中，样品探针利用一次性末端来最小化具有不同分析物浓度的样品的交叉污染。样品可以在样品管或管顶杯中到达样品探针。校准物也可以按相同的方式由样品探针来操纵。在一些实施例中，可以使用直接通道来手动装载条形码样品的六位置托盘。作为分析器模块的一部分的条形码读取器可以识别患者样品，并且以如同该样品经由自动化轨道上的载体到达的情况相同的方式来操纵样品。探针液压装置可以使用适于ivd环境中的抽吸探针的任何常规的装置。气动泵可利用空气来清理样品探针并调节压力，以执行抽吸或分配操作。

在一些实施例中，临床分析器模块中的环境控制系统被用于精确地控制临床分析器模块中的空气和其上的流体的内部温度。系统和控制方法提供了对临床分析器模块的温度控制，从而产生改进的测试结果。

根据一些实施例，串列式的流体加热器与临床分析器模块室中的空气温度的控制相结合地使用，流体管路被引导通过该室。这允许流体加热器安装在离开对流体进行分配处的位置一定距离处，否则这是一个相当大的技术挑战。它还消除了冲刷流体管线以消除经冷却的液体的需要，该经冷却的液体在常见情况中已经行进经过流体加热器，在所述常见情况中，流体被不连续地分配。根据本文的实施例，将分析器内的空气温度控制到高于分析器的环境操作范围的温度允许通过单独加热来维持温度，而不需要昂贵的冷却机构。

根据一些实施例，用于临床分析器模块中的环境控制系统包括：串列式流体热交换器或加热器，用以将免疫测定反应中使用的流体带到恒定温度；（一个或多个）室内的空气温度的控制装置，流体管线被引导通过该（一个或多个）室；以及其中存储有散装流体的室（并且所述室容纳分析器电子装置）内的空气温度的控制装置。关于该示例性特征的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,307中找到，该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

一些实施例的比色皿和光度测定的改进

在一些实施例中，临床化学仪器上的反应比色皿区段的对准是经由比色皿窗口上的视觉标记来实现的，以验证在执行比色皿中的样品的光度测量时所使用的光束的位置。指示光束位置的灯安装支架被用于将光束计保持在适当的位置，以在比色皿窗口上提供标记。

例如，用于在比色皿窗口上提供视觉标记以验证用于执行光度测量的光束位置的系统可以包括分析器反应环，该分析器反应环包括一个或多个反应比色皿区段和标准竖直反应环。该反应比色皿区段各自保持一个或多个比色皿，并且该标准竖直在对应于与比色皿相关联的窗口位置的位置处包括开口。该系统还可以包括标准光束，其被构造成插入到所述开口中并相对于比色皿旋转以保持光束区域，以便对比色皿的内容物执行光度测量。在一些实施例中，前述系统还包括支架光源照片（bracketlightsourcephoto），其构造成将标准光束保持在对应于与比色皿相关联的窗口位置的高度处。可以使用孔径光度测定器将标准光束保持在支架光源照片中，并且可以使用环锁孔将孔径光度测定器固定在支架光源照片内。在一些实施例中，孔径光度测定器是孔径1.5mm的光度测定器。关于该示例性特征的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,298中找到，该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

在一些实施例中，可以使用基于比色皿位置图获取的参考测量结果来实现光度测定器的源灯中的漂移的减少或消除。比色皿映射可以作为针对系统中的每个比色皿的自动对准例程来执行。该映射被用于识别用于获取参考测量结果的位置，该参考测量结果进而可用于校准光度测定器并消除源灯强度漂移的影响。

例如，用于校正光度测定器源灯强度漂移的计算机实现的方法包括生成识别多个比色皿位置的反应环的比色皿图，以及使用该比色皿图来识别该多个比色皿位置之间的多个区域。使用光度测定器来获取多个参考测量结果，每个参考测量结果在该多个区域中的一个中获取。然后，可以基于该多个参考测量结果来校正源灯的光度测定器的源漂移。

在一些实施例中，在获取对应于所述多个比色皿位置的多个信号测量结果的同时获取所述多个参考测量结果。参考测量结果和信号测量结果可以被过采样，以消除噪声并提高精度。此外，在一些实施例中，该信号测量结果的方差可被用于在校正源灯的强度漂移之前过滤参考测量结果。关于该示例性特征的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,294中找到，该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

在一些实施例中，比色皿映射作为针对系统中的每个比色皿的自动对准例程来执行。该映射例程找到最佳触发点以生成精确的光度测量。该例程可以作为比色皿环的初始化例程的一部分来执行，而没有任何性能影响。可以在环机构的重置期间自动映射所添加的任何新的区段。作为本文所描述的该技术的一个额外益处，可以在用于动态源灯参考的比色皿之间计算参考测量结果，从而提高结果的精度。

根据一些实施例，用于执行光度测定的比色皿映射的计算机实现的方法包括：在反应环的完全旋转期间，检测与反应环中的多个器皿之间的多个间隙相关联的边缘。每个间隙根据边缘检测过程来确定，该边缘检测过程包括以下步骤：基于检测到低于阈值的第一预定数量的光度测定器测量结果来识别器皿的内部；基于检测到高于该阈值的第二预定数量的光度测定器测量结果来识别上升边缘；以及基于检测到低于该阈值的第三预定数量的光度测定器测量结果来识别下降边缘。一旦识别出这些值，上升边缘和下降边缘就被记录作为所述多个间隙中的一个的指示。可以重复该边缘检测过程，直到确定了预定数量的间隙。

在一些实施例中，在识别出器皿的内部之后，如果在预定数量的光度测定器测量结果内未识别出上升边缘，则生成指示边缘缺失的报告。在其他实施例中，在识别出上升边缘之后，如果在预定数量的光度测定器测量结果内未识别出下降边缘，则生成指示器皿缺失的报告。

在一些实施例中，在边缘检测过程之后，基于所记录的间隙为所述多个器皿计算多个触发点。在其他实施例中，在边缘检测过程之后，执行器皿标记过程，该器皿标记过程包括基于所存储的间隙将一个或多个器皿标记为不可用于测试。如果与器皿相邻的间隙的上升边缘和下降边缘中的至少一个超出容差，则该器皿可被标出为不可用于测试。

根据本发明的另一方面，一种用于执行光度测定的比色皿映射的计算机实现的方法包括将反应环对准到机械原始位置，在那里，与光度测定器相关联的光处于两个器皿之间，并且将光度测定器编码器重置为零。然后，用光度测定器装置控制管理器来捕获边缘数据。将反应环旋转经过一圈，并从光度测定器装置控制管理器读取边缘数据。将反应环重新对准到机械原始位置，并使用光度测定器装置控制管理器由边缘数据来计算触发点。然后，可以初始化转位以从器皿收集光度测量结果。关于该示例性特征的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,287中找到，该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

一些实施例的器皿移动器系统的附加特征

在一些实施例中，vm系统所使用的技术提供了测量和控制去帽的样品暴露于空气的时间的能力以及其他能力。根据一些实施例，根据如下方法来管理样品对于空气的暴露，该方法开始于在加帽的容器中接收样品并将该加帽的容器停放在样品操纵器上。然后，接收对应于样品的测试请求，每个测试请求与自动临床化学分析器中所包括的一个或多个分析模块相关联。识别与第一测试请求相关联的第一分析模块。一旦该第一分析模块可用于测试，就从样品操纵器重新装载加帽的容器，并且将容器去帽。然后，执行去帽的容器到第一分析模块的优先递送。在第一分析模块处的样品抽吸之后，该去帽的容器可以被输送到一个或多个附加的分析模块，或者测试请求可以被标出为完成。在一些实施例中，使用线性马达系统来执行去帽的容器到第一分析模块和一个或多个另外的分析模块的输送，该线性马达系统将动力施加于保持该去帽的容器的载体。

在前述方法的一些实施例中，如果该去帽的容器对暴露于空气而言是时间关键的，则使该去帽的容器在等待测试的一个或多个其他样品之前进入第一分析模块的处理队列中。相反，如果该去帽的容器对暴露于空气而言不是时间关键的，则该去帽的容器可以在第一分析模块的处理队列的末尾处进入。在其他实施例中，在将加帽的容器去帽时初始化计时器。与第一测试请求相关联的最小时间阈值可以与该时间（计时器）结合使用，以在第一分析模块的处理队列中优先递送该去帽的容器。此外，该去帽的容器在第一分析模块的处理队列中的优先化还可以基于与样品相关联的相对稳定性值（例如，如使用参考数据表确定的）。在所述方法期间，如果确定了样品的相对稳定性值超过预定的稳定性阈值，则可以阻止样品的进一步测试，或者可以将稳定性标志与样品相关联，该稳定性标志在样品的所有进一步测试中持续存在。如果计时器达到预定限度，则可以向操作者发送警报，从而指示操作者尽快密封该去帽的容器。关于该示例性特征的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,206中找到，该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

在一些实施例中，vm系统所使用的输送系统利用线性马达壳体，与常规的壳体相比，该线性马达壳体被构造成具有较小的尺寸和降低的材料成本。根据一些实施例，一种用于使用线性马达来输送载体工具的系统包括成形为保持一个或多个线性马达的线性马达壳体。该线性马达壳体具有矩形（或近似矩形）的不锈钢顶板以及挤压铝左侧板和右侧板。左侧板与顶板的一个纵向边缘相邻连接，而右侧板与顶板的另一个纵向边缘相邻连接。该顶板被设计成支撑载体工具在其表面上的推进。因此，例如，在一个实施例中，顶板的面向顶部的一侧具有介于0.2μm和0.4μm之间的表面粗糙度。

在一些实施例中，前述线性马达壳体包括用于确保线性马达系统的高效操作的一个或多个特征。例如，在一个实施例中，线性马达壳体还包括应用于矩形不锈钢顶板和两个侧板的电磁屏蔽材料。在另一个实施例中，涡流屏蔽材料被应用于矩形不锈钢顶板。此外，该涡流屏蔽材料还可应用于侧板。铝侧板的厚度在不同的实施例中可以变化。在一些实施例中，该厚度被最小化以允许线性马达壳体的柔性。例如，在一个实施例中，左侧板和右侧板的厚度被选择成给线性马达壳体提供+/-0.25度的扭转弯曲。

在一些实施例中，线性马达壳体系统包括在形成用于载体工具的强健推进系统时对线性马达壳体进行补充的另外的部件。例如，在一个实施例中，该系统还包括与线性马达壳体的每个纵向边缘相邻连接的导轨。在其他实施例中，该系统包括多个耦接部件，其可操作以将线性马达壳体耦接到一个或多个另外的线性马达壳体，使得有助于载体工具在线性马达壳体的矩形不锈钢顶板和对应于其他线性马达壳体的矩形不锈钢顶板上的连续推进。关于该示例性特征的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,216中找到，该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

用于操作vm系统的一些方法和系统利用了自动化系统中的现有传感器，并且可以根据需要采用另外的传感器，用于诊断问题和维持vm系统健康的目的。自动化系统采用测量电路来检查构成轨道中的电磁体的线圈的健康状况，使用霍尔效应传感器（hes）来监测由激活的线圈产生的磁场偏转，和/或使用温度计/热电偶来监测线圈板的温度，以检查操作温度是否符合预期。现有的传感器提供重要信息，例如电流测量结果、偏转磁场、温度等。

在一些实施例中，从这些传感器收集的数据可以被传送到本地或远程的中央操作监测或维护监测中心。可以检查该数据以便立即执行动作，和/或可以编制该数据用于统计和/或趋势分析。

因此，vm系统和载体可被用于评估并且甚至预测器皿移动器系统或其部件的健康状况。通过从各种部件（例如线圈板、主板、节点控制器、控制器模块、主机pct、器皿移动器管理器软件、线性马达、以太网交换机、传感器、霍尔效应传感器、切换机构、电源故障切换千兆位以太网交换机、温度计/热电偶、湿度传感器，等等）中的一个或多个与本地或远程监测站（例如，计算机）的通信，可以近乎实时地评估vm系统的当前状态，并且可以收集、存储和分析数据，以便识别当前或未来的趋势，以试图在它们发生之前预测维护事件。除了读取例如温度之类的输出之外，监测还可以涉及运行测试协议，该测试协议可以通过主板定期地自动进行，或者根据操作者或中央软件的请求进行。

在一些实施例中，中央监测站可以同时监测不同位置处的多个系统和可能不同的客户。以这种方式，ivd制造商可以为其客户实施服务计划。关于该示例性特征的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,310中找到，该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

在一些实施例中，载体可具有温度控制系统（例如，主动或被动温度控制）。例如，该温度控制系统可以是被动温度控制，其中，载体具有处于隔热材料内的有效负载。因此，一个实施例可以利用隔热容器来最小化到器皿的热流，并在其到测试站的路径上保持其处于或接近其原始温度。这允许轻便、具有成本效益且易于维护的解决方案。

另一实施例可以利用主动温度控制。在主动温度控制的情况下，载体或智能载体可具有能够操纵其温度的装置。例如，载体可以具有附接到它的微型热电装置。热电冷却使用珀耳帖效应在两种不同类型的材料的接合处之间产生热通量。在另一实施例中，热电冷却器（tec）装置可与本文所讨论的被动温度控制（例如，240）结合，以帮助将有效负载保持在期望的温度。

此外，一个实施例可以利用微型电热冷却装置（ecc）。电热装置包括在所施加的电场下具有可逆温度变化的材料。该效果来自于电压使系统的熵升高或降低，类似于磁热效应。类似于tec装置，ecc装置可以与本文讨论的被动温度控制（例如，240）结合，以帮助将有效负载保持在期望的温度。关于该示例性特征的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,276中找到，该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

一些实施例利用技术将机器人移液探针的诊断仪器对准到转位环中的载体、比色皿或试剂包上的样品管。因此，一个实施例提供了超精度对准系统，以确保探针和目标之间的适当相互作用。自动对准系统可以利用探针开关和/或探针跳动传感器（runoutsensor）。使用这些装置（即，探针开关和跳动传感器）中的一个或多个，一个实施例可以简化该过程，同时仍然实现高精确的和可重复的对准。

具体而言，该系统的实施例可以使用机器人臂将搜索工具（huntingtool）插入到孔径中。然后，它可以使用多个感测束来检测搜索工具在孔径内的第一位置。然后，一个实施例可以使用机器人臂将搜索工具旋转180度，并且再次使用该多个感测束来检测搜索工具在孔径内的第二位置。基于这两个计算，可以确定跳动幅度和跳动方向。然后，搜索工具可以经由机械臂插入到目标中。搜索工具可以使用压敏末端来检测搜索工具相对于目标的位置，并且其后，一个实施例可以基于上述因素来调整搜索工具相对于孔径和目标的位置。关于该示例性特征的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,225中找到，该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

在一些实施例中，vm系统利用单个样品识别站连续地跟踪其所有载体的身份和位置，并且覆盖/互锁以便提供样品监管链，而无需在相互作用点（抽吸/去帽/等）处重新识别样品。这消除了在每个相互作用点处具有样品识别站的需要。这种硬件的减少允许系统更便宜、更小且更可靠。此外，它不仅允许自动化系统，而且还允许连接到该自动化系统的现有的预分析/分析设备更高效地运行。

根据一些实施例，存在四个特征有助于解决提供更一致的、可实现的容量解决方案的问题：

1.用于获取样品标识的单个点（例如，条形码读取器），其将管的独有id与自动化轨道上的盘座的独有id配对；

2.自动化轨道，其能够持续不断地跟踪其所有盘座的身份和位置；

3.连续覆盖件，其设置在样品的所有行进区域和目的地上方；以及

4.检测是否有任何覆盖件已被破坏的能力。

关于该示例性特征的另外的细节可以在同时提交的美国临时专利申请号62/365,268中找到，该美国临时专利申请通过引用整体地结合于本文中。

尽管已参考示例性实施例描述了本发明，但是本发明不限于此。本领域技术人员将理解的是，可以对本发明的优选实施例进行许多改变和修改，并且可以在不脱离本发明的真实精神的情况下进行这样的改变和修改。因此，所附权利要求意在被解释为涵盖落入本发明的真实精神和范围内的所有这样的等同变型。