样品处理装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种样品处理装置(10)，特别是用于从样品容器上移去盖子和/或将盖子放置在样品容器上，包括样品单元(12)和具有至少一个处理工具(44)的处理单元(14)；所述样品单元(12)和处理单元(14)沿着移动方向(A)可以相互移动；所述样品单元(12)包括样品载体托(22)，用于接收至少一个样品载体(24)，所述样品载体(24)在纵向以及垂直于所述纵向的横向上延伸，用于容纳一个或多个样品容器；所述样品单元(12)在第一方向和第二方向之间还可以转换；在所述第一方向上，所述样品载体托(22)内接收的样品载体(24)的纵向平行于样品单元(12)和处理单元(14)之间的移动方向(A)；在所述第二方向上，所述样品载体托(22)内接收的样品载体(24)的横向平行于样品单元(12)和处理单元(14)之间的移动方向(A)。
【专利说明】样品处理装置
[0001]本发明涉及样品处理装置，所述样品处理装置包括用于接收至少一个样品容器的样品单元，以及具有至少一个处理工具的处理单元。所述样品单元和处理单元可以沿着至少一个移动方向彼此相对地移动。
[0002]特别地，本发明所述的样品处理装置被设计用于从样品容器上去掉盖子和/或将盖子盖在样品容器上。尤其，所述样品容盛有具有至少一个流动相存在的样品，即液体或半流体形式。例如，待处理样品可能包含微生物或其它物质，当样品分别是在生物化学、制药、遗传或医疗产业及研究中被处理时。尽可能高效和自动化的这种样品处理系统是急需的，尤其是在处理大量样品的应用中。
[0003]将待处理样品装在样品容器中，所述样品容器通常可以通过盖子封闭，从而将装在样品容器中的样品相对于外界环境密封起来。当随后处理的样品要在一定的孵育时间内保持密封时，这是非常重要的，例如，对于微生物样品。当孵育时间结束要进一步处理样品时，可以再将盖子去掉。特别地，本发明所述类型的处理装置用于分别借助盖子封闭样品容器和去掉所述盖子。术语“盖子”在这里作一般理解，指可以用来封闭样品容器的任何结构，例如塞子、瓶塞或类似的形式。在许多情况下，所述盖子可以有螺旋盖的结构。
[0004]通常，多个样品容器被提供给到样品载体上并被平行处理。对于所述样品载体，已经建立了一定的标准格式，根据所述标准格式一定数量的样品容器可以以矩阵结构的形式排列在各自的样品托中。通常，已经有用于样品载体的格式，同样地这些格式已根据SBS指南(生物分子科学学会，例如，根据ANSI/SBS 1-2004,ANSI/SBS 2-2004,ANSI/SBS 3-2004，ANSI/SBS 4-2004)标准化。这样的样品载体可以包含，例如48个样品托，每排8个样品托，排成6排;96个样品托，每排12个样品托，排成8排;394个样品托，每排24个样品托，排成16排；或者1536个样品托，每排48个样品托，排成32排。
[0005]文献JP 2009 229109A公开了一种样品处理装置，其中样品容器可被自动地打开再关闭。
[0006]用于连续处理样品的所述样品载体的格式在处理过程中常常变化。即使仅仅一直只使用同一种结构的样品载体(例如，具有96个样品托的样品载体)，经常存在的问题是，在连续处理过程中的单个样品载体应该在不同方向上进行处理。这就是为什么目前对不同格式的样品载体接受的样品进行处理之前，需要对样品处理装置进行相对麻烦的调整过程，不同格式的样品载体可以理解为具有相同或不同取向的不同结构的样品载体，以及具有不同取向的样品载体，但是在其它方面具有相同构造。
[0007]本发明的目的在于提供上述类型的样品处理装置，所述样品处理装置无需复杂的调整过程就可兼容不同格式的样品载体，。
[0008]为实现该目的，本发明提供一种样品处理装置，特别是用于从样品容器上去掉盖子和/或将盖子盖在样品容器上，包括样品单元和具有至少一个处理工具的处理单元。所述样品单元和处理单元可以沿着移动方向彼此相对地移动。所述样品单元具有至少一个样品载体托以接收至少一个样品载体，其在纵向以及垂直于所述纵向的横向上延伸，用于容纳一个或多个样品容器。进一步地，所述样品单元可在第一方向和第二方向之间转换;在所述第一方向上，所述样品载体托上接收的样品载体的纵向平行于样品单元和处理单元之间的移动方向；在所述第二方向上，所述样品载体托上接收的样品容器的横向平行于样品单元和处理单元之间的移动方向。
[0009]特别地所述样品单元和/或处理单元在在前进方向和/或与前进方向相反的后退方向之间的移动方向上移动，以便于可以在处理位置和闲置位置或任选地存储位置之间使所述样品单元相对于所述处理单元移动；在所述处理位置上，所述处理工具处理装在样品载体中的样品；在所述闲置位置或存储位置上，所述处理工具位于所述样品载体中接收的所述样品的预定距离的移动方向上。特别地，所述样品单元和/或处理单元得到支撑以便在所述移动方向上可以线性移动。
[0010]在下文中提到样品载体时，应常规地理解为插入样品载体托的样品载体，除非另有说明。所述样品载体托通常设计成样品载体只能在一个方向上或最多几个选择方向上被插入样品载体托。
[0011]关于术语:所述样品单元在第一和第二方向之间的可转换性，主要表达的意思是，将样品单元设计成:样品载体托接收的样品载体能在第一和第二方向之间转换。即，插入样品载体托的样品载体从所述第一方向被转换至所述第二方向，反之亦然。通过设计样品载体托，使样品载体能被选择性地插入第一方向或第二方向的样品载体托，是最简易有效。通过取下插入在第一方向上的样品载体托的样品载体并将同一样品载体或具有相同或至少兼容结构的不同样品载体插入第二方向上的样品载体托上，就可以实现上述第一和第二方向之间的转换。在下文中还将参考可选的样品盖载体容器更加详细地描述相应的结构。为避免重复，在这里也参考类似适用的陈述。
[0012]然而，目前更方便的是设计所述样品单元，使从第一方向转换至第二方向转换的样品载体，反之亦然，不需要从样品载体托上移走。通常，所述样品载体托本身设计成可移动的。
[0013]即使当样品单元在第一和第二方向之间转换时，所述样品载体的位置相对于所述处理工具发生改变，所述样品单元的这种转移通常也不必使样品单元相对于处理单元在移动方向上有移动。相反，从这个意义上讲，所述样品单元在移动方向上的移动和所述样品单元在第一和第二方向之间的转换在许多情况下是相互独立的。
[0014]特别地，所述样品单元进一步还可以在正确位置的样品载体托接收的样品载体的纵向和横向所确定的平面中进行第一和第二方向之间的转换。在这种情况下，第一和第二方向之间的转换方向平行于所述平面。此外，在操作位置上，样品载体托接收的样品载体以位置正确的方式基本水平地排列。这适用于，例如，用于处理液体样品的装置。
[0015]所述样品单元在第一和第二方向之间的可转换性允许非常简单和快速地实现在样品载体托上连续插入和处理不同格式的样品载体的可能性。样品载体可以总是以相同的方式插入样品载体托，并且如果有需要，所述样品单元可以之后再转移至所述第一或第二方向。为此，所述样品载体托本身在第一和第二方向之间可以转移的这种变型特别地优选。为此，也可以配置成样品单元可被转移至第三方向，在第三方向上将样品载体插入所述样品载体托。根据需要，再将样品单元从第三方向转移至第一或第二方向。
[0016]样品载体的插入及其向第一和/或第二方向的转移都可以通过高度自动化的方式实现，因此不同样品载体接收的样品的连续处理也毫无疑问可以自动化并且可以几乎无延迟地操作。
[0017]关于可被操作的格式，可以参考上述依照SBS标准的格式。需要指出的是，所述格式不仅可以处理不同的样品载体，还可以处理各种不同结构的样品容器。
[0018]在许多情况下，所述样品载体的玮度在纵向上大于横向上。存在这种情况是存在的，例如，在上述依照SBS指南的样品载体(具有48个样品托，每排8个样品托，排成6排;96个样品托，每排12个样品托，排成8排;394个样品托，每排24个样品托，排成16排;或者1536个样品托，每排48个样品托，排成32排;依此类推)的情况下。为了在正确位置接收样品载体，相关的样品载体托的纵向尺寸通常至少粗略地会大于横向尺寸。依赖于所述样品载体两个维度中更大的那一个的玮度一其在下文中被称为纵向一如何相对于所述移动方向排布，按照常见的纸张格式，当所述样品载体被处理时其纵向垂直于所述移动方向设置时，可以是“横向”布置;并且分别地，当所述样品载体被处理时其纵向平行于所述移动方向设置时，可以显示出“纵向”布置。根据本发明，所述样品单元在第一和第二方向之间的可转换性进一步还允许在横向或纵向布置中以任意的方式在样品载体托中插入和/或处理连续的样品载体。
[0019]许多常规的样品载体具有纵向延伸的第一对称轴以及垂直于第一对称轴、横向延伸的第二对称轴。那么，所提供的用于接收这种样品载体的样品载体托通常也将具有相应的对称轴。例如，对于基本呈矩形的样品载体的情况，比如上述SBS样品载体，所提供的用于接收这种样品载体的样品载体托也将是基本呈矩形的并且与所述样品载体互补。本文中的术语“基本”是为了表明，所述样品载体的形状与所述基本形状之间可能确实存在一定的偏差，例如倒角或突起物的形式，其目的是确保样品载体在第一或第二方向，只能从一个单一的“位置正确”的方向插入相关的样品载体托。
[0020]为了实现第一方向和第二方向之间的转换，将样品载体托设计成可以围绕旋转轴旋转是有利的，所述旋转轴垂直于所述纵向和所述横向确定的平面，尤其是围绕垂直的旋转轴。当样品载体托被旋转时，插入样品载体托内的样品载体将随之旋转，但始终保持在所述样品载体确定的平面中。除此之外，如果样品载体托内接收的样品载体的旋转轴设置在中心，从而实现了特别节约空间的样品单元的设置。此外，在第一方向和第二方向上，样品载体托相对于移动方向的位置还是不变。例如，对于用于接收矩形样品载体的矩形样品载体托，各自指向移动方向的对称轴正好位于两个方向上彼此的顶部。因此，处理工具能够在所述样品单元的两个方向上进行相同的移动。本文中的设置在中心应理解为，旋转轴被设置在插入样品载体托内的样品载体的轮廓线内部，并且与样品载体边缘之间的距离尽可能相等。在一个实施例中，旋转轴可以延伸，例如，在垂直方向上延伸，因此可以与第一和第二对称轴相交。
[0021]为了在第一和第二方向之间转换样品单元，所述样品处理装置还可以包括作用于样品载体托内接收的样品载体的旋转驱动，用于至少在第一和第二方向之间所述样品载体的旋转。为此，电动伺服驱动器(electric servo drive)特别合适。在许多情况下，样品载体托可以通过非旋转的方式连接于可以围绕垂直轴旋转的样品台。然后，所述旋转驱动可以方便地作用于这种样品台。此外，也可以在所述样品台内内形成样品载体托，因此旋转驱动直接作用于内部形成了样品载体托的部件。
[0022]例如，所述结构可以是这样的，所述样品台具有在其上形成的至少一个用于配合旋转驱动的圆形周面。根据所述圆形周面的直径，需要的减少比例是可以得出的以便能够使用具有高额定速度、但相应低额定转矩的伺服驱动(servo drive)。这就实现了紧凑的、经济的驱动，使样品单元在第一方向和第二方向，任选地还有其它方向，如果需要，之间的调节以经济的方式一而且如果需要以自动化的方式得以实现。
[0023]例如，所述旋转驱动可以是直接驱动的形式。在一个实施例中作为正向直接驱动，所述样品台的圆形周面与旋转驱动的输出小齿轮啮合。作为可选择的摩擦变型，所述圆形周面也可以具有与旋转驱动的输出轮摩擦配合的驱动表面。除了作为直接驱动的变型外，也可以有其它可能的变型，例如，旋转驱动通过齿形带或传动带的方式作用于样品台的圆形周面。
[0024]在进一步的实施例中，任选地，除了已经提到的特征组合之外，所述样品载体托可以被样品载体架可旋转地支撑，所述样品载体架在移动方向上可以移动。因此，所述样品单元相对于处理工具的移动，例如，为了将处理工具布置在相应的样品载体接收的样品之上，或者为了借助处理工具进行样品处理，与用于在第一和第二方向之间转移样品单元的样品载体托的移动能够十分容易地分开。样品台和样品架甚至可以整合设计，假设采取这样的措施:用于在第一和第二方向之间转移样品单元的旋转驱动设置在所述样品台中的方式使得后者在同一时间内不会在移动方向上移动。任选地，还将必须提供相应的制动或阻断装置。通常，样品台和样品架作为分开的组件构成将使结构上更加有利。然后样品台可以在样品架内/上以可旋转的方式得到支撑，因此作用于样品台的旋转驱动通常不会影响样品架相对于所述处理工具的相对位置。另外，为了在移动方向上移动样品架，可以在样品架上提供，例如线性驱动，用于在前进方向和/或与前进方向相反的后退方向上移动。
[0025]此外，当样品架一在样品载体托之外一包含样品盖载体托时是有利的，所述样品盖载体托可以接收与各自的样品载体相关的样品盖载体。从样品载体内承载的样品上去掉的盖子可以轻易地存放在相应的样品盖载体内，不论是暂时地或，如果需要，还是长久地。在这方面，特别有利的是，样品盖载体具有基本对应于样品载体的结构，尤其是单个样品托和样品盖托各自的排列。当样品载体托可以在第一和第二方向之间转换时，此时有利的是同时将样品盖载体托设计成在样品载体托的第一方向和样品载体托的第二方向上，各自相应的样品盖载体排列在相对于各自的样品载体托内接收的样品载体的正确位置上。例如，当样品载体托纵向排列时，相应的样品盖载体托也应该纵向排列。同样适用于横向排列的样品载体托。为此，可以，例如提供一种样品盖载体托，在平面视图中，其轮廓由相互围绕其共同的旋转轴旋转90度角的两个样品载体托的轮廓的组合形成。那么，在平面视图中，所述样品盖载体托具有基本呈十字形的轮廓。
[0026]可以形成具有固定的样品盖载体的样品盖载体托。那么所述样品盖载体的形成优选应该使排列在第一方向上的样品盖载体的结构和排列在第二方向上的样品盖载体的结构相结合。然而，当只有样品架上的样品盖载体托为固定设计并且样品架上各自合适的样品盖载体插入所述样品盖载体托时，才能获得更高的灵活性。根据进一步的可能性，所述样品盖载体可以使排列在第一方向上的样品盖载体结构和排列在第二方向上的样品盖载体的结构结合。
[0027]为了样品单元相对于固定的处理单元移动，所述样品处理装置还可以包括作用于样品单元的线性驱动。所述线性驱动可以，例如由具有相应的线性导向元件和/或线性驱动元件(例如螺纹轴)的电伺服驱动构成。所述线性驱动可以以节约空间的方式设置在样品单元的下面。特别地，所述线性驱动可以从侧面和/或下面与样品架接合。这尤其适用于处理工具从上面靠近样品架的情况，这是最常见的分别去掉和附上盖子的做法。
[0028]可以将所述处理工具安装在处理单元上，使其可以围绕垂直轴旋转并在垂直方向上移动，以便处理工具可以从上方朝着样品单元移动。例如，可以将处理工具悬挂在处理单元上，即，可以将其安装在支撑结构上，以便可以从上往下延伸，所述支撑结构本身可以在至少一个方向上移动，例如，在垂直方向上。
[0029]为了同时处理多个连续或成排排列的样品容器，所述处理单元可以具有多个在垂直于移动方向所确定的纵向平面的方向上排成排的处理工具。
[0030]在特别有利的结构中，样品处理装置可以包含具有工具头的处理单元，所述工具头可更换地安装在工具载体上，所述工具头一在连接位置上一是可以沿着垂直方向整体移动的，并且至少一个处理工具安装在所述工具头上以便于可以围绕垂直轴旋转。这种结构通过简单地更换整个工具头，允许了用于处理大量不同的样品载体、甚至是样品容器的处理单元的快速且灵活的匹配。这里所述的具有可更换的工具头的结构看起来如此有利，以致于
【申请人】从中意识到保护所述结构本身区别于权利要求1所述特征的主题，因此保留了他本人对其要求分开的、独立的权利要求的权利，尤其是独立于样品单元是否可以在第一和第二方向之间转换的特征。
[0031]在进一步的优选改进中，所述样品处理装置还可以包括用于识别样品载体和/或位于样品载体中的单个样品容器的样品容器识别装置，所述样品载体插入样品载体托内。可以以节约空间的方式形成所述样品容器识别装置，以便能够识别位于各自样品容器底部的识别模式。这可以实现，例如，通过光学传感器。
[0032]现参考附图所示的实施例对本发明进行更详细的说明，其中:
[0033]图1为本发明样品处理装置的实施例的透视图，其中样品载体和样品盖载体纵向设置；
[0034]图2为本发明同一样品处理装置的透视图，其中样品载体和样品盖载体横向设置；
[0035]图3为不同角度的另一视图，没有样品载体和样品盖载体，显示了横向的样品载体托和十字形样品盖载体托；
[0036]图4A为具有用于在第一和第二方向之间转移样品载体托的旋转驱动的样品架和样品台的透视底视图；
[0037]图4B为图4A的样品台的顶部附件的透视顶视图，具内部形成的样品盖载体托；
[0038]图4C为图4A的样品架和图4B的顶部附件的侧视图；
[0039]图5为图3的样品处理装置移去工具头的示意图；
[0040]图6为图5所述工具头的放大剖视图；
[0041]图7A和7B为图5工具头的侧视图，每个工具头具有不同数量的分别用于螺纹啮合和螺纹分离盖子的工具。
[0042]如图1所示，本发明的样品处理装置10的典型实施例的透视图，包括统一标记为12的样品单元和标记为14的处理单元。样品单元12和处理单元14在双向剪头A所示的移动方向上可以相对地线性移动。在图1所示的实施例中，移动方向在水平面延伸。所述样品单元
12和处理单元14在移动方向上的相对移动，在图1所示的实施例中是这样实现的:与在移动方向A上无论如何不能移动的处理单元14相比，样品单元12借助于线性驱动可以在前进或进给方向(图1中的斜向后方)或后退方向(图1中的斜向前方)上移动，图1显示所述线性驱动的输出驱动轮16在样品单元12的下面。所述线性驱动的输出驱动轮16作用于样品单元12的样品架18的底面。所述样品架18本身可以在直线导轨上被引导在移动方向上移动，所述直线导轨组装在所述样品处理装置10的壳体内。
[0043]除了样品架18之外，所述样品单元12还包括旋转台20，所述旋转台被可旋转地支撑，围绕着垂直于旋转台的旋转轴。在图1中，旋转轴以虚线表示并标注为D。如图1所示，当样品台18位于水平方向时，旋转轴D在垂直方向上延伸。
[0044]旋转台20具有内部形成的样品载体托22，可以将图1中24所示的样品载体插入样品载体托内。图1中所述样品载体24具有基本呈矩形的形状，具有较长的纵边和较短的横边。所述样品载体24具有多个内部形成的以矩阵结构方式排列的样品托，图1中的26示范性地展示了其中一个样品托。根据这里适用的语言用法所述样品托26排成行和列，在所述样品载体24的一个可操作位置上，“行”始终垂直于移动方向A延伸，而列始终在移动方向上延伸。样品载体24仅在一个方向上或者最多几个相互旋转的方向上(例如，相互旋转90度的两个方向、相互旋转180度的两个方向、分别相互旋转90度的四个方向)与各自的样品托24相吻合，从这种意义上讲，所述样品载体24与各自的样品载体托24相关。因此，样品载体22与各自相关的样品载体托24的轮廓在很大程度上是对应的。在图1所示的变型中，这种对应设计是以这样的方式实现的:所述样品载体托在四个角部位具有各自增高的框架部件28，四个框架部件一起构成了矩形轮廓，其尺寸对应于样品载体22同样的矩形轮廓。
[0045]图1所示的样品处理装置10，设有用于接收符合上文所述的SBS标准的样品载体24的样品载体托22，在此明确参考其描述。在图1所示的变型中，样品载体托22是为了基本呈矩形的SPS样品载体24而设计，以12行和8列的结构，即总共96个样品托。其它的样品载体结构和样品容器结构可以通过更换所述旋转台20很容易地分别处理。当纵向和横向上的数值尺寸兼容时，也可以更容易地处理不同的结构，只需更换各自的样品载体托22而无需更换旋转台20。
[0046]样品单元12还包括样品载体盖托13，可以将图1中标为32的样品盖载体插入其中。所述样品盖载体32的内部形成有多个样品盖托，在图1中示范性地将其中之一标为34。所述样品盖载体32的结构一特别地是指样品盖托34的行和列的矩阵式排列一对应于插在样品载体托22内的样品载体24的结构。所述样品盖载体32中的单个样品盖托34设计用来接收位于样品载体24的各个相应的样品托26中的样品容器的盖子。
[0047]特别地，图1中的样品载体24和样品盖载体32均纵向排列，S卩，使其纵边在移动方向A上延伸。同样适用于另一种排列，其中样品载体24和样品盖载体32均纵向排列，S卩，使其纵边垂直于移动方向A延伸(参见，例如图2)。这大大方便了许多处理，例如分别地将盖子放置在样品容器上以及从样品容器上移去盖子、盖子从样品载体24至样品盖载体32的转移及其逆向操作，或者将盖子放置在样品盖载体34内以及从样品盖载体34上取下盖子，并且尤其是使处理过程能够有效避免已经打开的样品受到污染。从上面看，所述样品盖载体托32具有基本呈十字形的轮廓，所述轮廓由两个样品盖载体托围绕它们的中心相互旋转90度组合而成，其中一个对应于纵向设置的样品载体24，另一个对应于横向设置的样品载体24。因此样品盖载体34可以在分别相互旋转90度的四个方向上插入样品盖载体托32。
[0048]处理单元14包括具有工具载体42的工具头40。所述工具载体42具有横向设置，尤其是垂直于移动方向A设置的条形结构。所述工具载体42上具有并排安装的多个处理工具，在图1中示范性地将其中之一标为44。所述处理工具44分别得到支撑，以便可以围绕垂直于工具载体42的轴旋转。通过安装在工具头40内的伺服驱动分别驱动处理工具44围绕它们的轴旋转。每个单独的处理工具44用于分别地从样品容器上移去盖子以及将盖子放置在样品容器上。在图1所示的变型中，当各个所述处理工具24被引导至相关的盖子时，分别地通过螺纹啮合和螺纹分离盖子来实现这一点。
[0049]图1所示的样品处理装置10还包括触摸屏50，通过触摸屏可以输入控制要求，并且触摸屏分别显示了操作过程中的状态信息以及其它相关信息。在较低的部分，大约在插入样品载体托24的样品容器的高度上，还提供了样品识别装置70，以便能够识别用于样品容器的识别模式。这有利于大量样品的自动转运。特别地，设置样品识别装置70以便能够检测位于单个样品容器底部的识别模式。所述检测可以，尤其是借助于适当安装的光学传感器进行。
[0050]对应于图1所示的透视图，图2显示了具有横向设置的样品载体24和样品盖载体32的同一样品处理装置10，其中，样品载体24和样品盖载体32的长边均垂直于移动方向A延伸。因此，在横向上，行包含的样品容器数量大于列。当处理单元14相应地具有更多处理工具44时，这就允许了更高的通量。图2中使用的图标对应于图1中使用的图标。为避免重复，参考图1的相关描述。
[0051]根据本发明，样品单元12可以在第一方向(即图1所示的纵向)和第二方向(即图2所示的横向)之间转换。优选进行第一和第二方向之间的转换，以便样品载体托22可以在图1所示的第一方向和图2所示的第二方向之间转换。这种转换基本上可以手动实现。然而，更方便的是，如图1至6所示的情况，借助于驱动来实现第一方向和第二方向之间的转换。为此，提供电伺服驱动，在下文中将对其进行更详细的描述。
[0052]在图3所示的样品处理装置10的示意图，是分别从图1和图2的后方透视，无论是样品载体还是样品盖载体，均没有插入它们各自的托中。样品载体托22横向设置。该图清楚地显示了样品盖载体托30的十字形轮廓，包含了与横向的样品载体托22和与纵向的样品载体托22均兼容的轮廓设计。
[0053]除了在其它附图中已经描述的组件外，在此明确参考其进一步的描述，图3的示意图，还显示了用于连接供电网络的供给口 54，以及开/关转换器52和用于有线或无线连接内部或外部计算机网络的统一标为56的多个接口。
[0054]图4A从下面透视的角度显示了，样品架18和内部形成有样品载体托22的旋转台
20。在旋转台20的底面，安装有旋转驱动36，在当前实施例中为电伺服驱动。旋转驱动36的输出小齿轮与旋转台20的圆形周面上的齿38在至少90度的齿扇范围内啮合。因此，旋转驱动36通过齿38直接驱动旋转台20，以便将样品载体托22从它的第一方向(纵向)转换至它的第二方向(横向)，反之亦然。关于旋转驱动36，可以使用快速转动且因此紧凑的一对于额定功率一电伺服驱动(例如直流电动机或无刷直流电动机)，通过旋转驱动36的输出轮与齿38之间的具有减速齿轮系统作用的接合，其高速转换成旋转台20围绕图3所示的旋转轴D的低速转动。因为速度降低，所以产生了足够大的用于旋转所述旋转台20的转矩，可能包括样品载体24和样品载体24内接收的所有样品容器，并且一旦到达第一或第二方向，能够停止组装。借助于至少一个旋转传感器39，监控第一和第二方向各自精确的起始和维持，所述旋转传感器39也是沿着旋转台20的周围并面向旋转台、安装在样品架20的底面。为了可旋转地支撑样品架18内的旋转台20，沿着旋转台20的周围安装有几个轴承35。此外，在旋转台20的周围也提供了终止部件37，从而保证旋转台被定向插入样品架20中，使位于旋转台20周围的齿38与旋转驱动36的输出小齿轮配合或啮合。
[0055]图4B从上面透视的角度显示了图4A中样品架18上面的顶部附件58及其内部形成的样品盖载体托30。还描绘了样品架18和旋转台20的一部分，所述旋转台相对于样品架可以转动并且其内部形成有样品载体托22。清楚可见的是，在平面视图中，基本呈十字形轮廓的样品盖载体托30，由横向(参见图4B中的线段式虚线)设置的样品盖载体托的轮廓和纵向(参见图4B中的点式虚线)设置的样品盖载体托的轮廓组合而成。所述样品盖载体托30的十字形轮廓允许样品盖载体34在分别相互旋转90度的四个方向上插入。
[0056]图4C所示的侧视图显示了图4A的样品架18和图4B的顶部附件58。
[0057]图5显示了移去工具头40的图3所示的样品处理装置10。从图中可以看出，工具头40、工具载体42以及挂在其上面的处理工具44可以作为一个单元从样品处理装置10的壳体上去掉。所述工具头42与所述壳体的连接借助于短轴60来实现，所述短轴60与工具头40可拆卸地连接。在连接位置，所述短轴被插入工具头40上形成的凹缝中63(还是参见图6)。所述短轴60本身可通过壳体60内安装的自带的驱动在垂直方向上驱动，以便使与其相连的工具头40能分别地整体(S卩，与挂在工具载体42上面的所有工具一起)向上和向下移动。图5还显示了在工具头40上设置的电插头62的侧面，当工具头40安装在短轴60上时，电插头62与外壳上配对的反向插头结合并因此建立工具头40和壳体之间的电连接。通过这种连接方式，一方面，用于控制单个工具44的驱动的控制要求和数据得到交流，另一方面，有关工具头40的位置和状态的传感数据被反馈至壳体内设置的中央控制单元。如果需要，单个工具44的旋转驱动也可以安装在壳体内。在这种情况下，选择连接工具头42和短轴60，使单个工具44的旋转驱动在连接状态下转移。
[0058]图6以放大的剖视图显示了图5中的工具头，从中也可以看出在连接处短轴60相对于工具头40的位置。为了更加清楚，在图6中省略了单个工具的图解。可以看出，短轴60与工具头60内形成的凹缝处63通过阳性和/或摩擦啮合。为了移去工具头，提供了包括作用于短轴60的连杆(einwirkenden Steg)64以及与其枢接的旋转杠杆66的分解装置。当旋转杠杆66向上(如图5箭头所示)在枢轴上旋动时，由于枢轴关节68稍微的偏心设置，连杆(Steg)64朝着短轴60稍微偏移。由于枢轴关节68支承在工具头40上，后者相对于短轴60在减少短轴60与工具头40内部的凹缝的啮合的方向上移动，最终使工具头与短轴完全分离，从而可被移去。然后新的工具头40可被简单地装上。
[0059]最后，图7A和7B分别以侧视图显不了工具头40。根据图6所不机制，每个工具头都能容易地分别与短轴60连接并从短轴上移去。图7A所示的工具头安装了总共8个串联设置的处理工具44A至44H，所述处理工具均挂在工具载体42上。44A至44H中的每一个工具被支撑为可以围绕其中心垂直轴旋转并借助于安装在工具头40内的旋转驱动通过各自的旋转杆70A至70H被可旋转地驱动。工具44A至44H适用于分别地将具有螺帽的盖子从样品容器上螺纹分离和螺纹啮合。工具44A至44H的旋转方向优选是可逆的，以便所述工具既能用于螺纹啮合盖子，又能用于螺纹分离盖子。
[0060]不同于图7A的工具头，图7B所示的工具头上安装了总共12个工具44A至44L，所述工具44A至44L也成排或连续地挂在工具载体42上。44A至44L中的每个工具通过各自的旋转杆70A至70L与安装在工具头内的旋转驱动连接，正如图7A描述的一样。
[0061]当处理别的需要在横向设置的样品载体和纵向设置的样品载体中以交替的方式进行处理的相似样品容器时，图7A和7B所示的工具头相应地以交替的方式连接在短轴60上，以及移去。在8个工具和12个工具所示的实施例中，分别地，适用于具有96个样品容器的SBS格式的样品载体，所述样品载体具有8排、每排12个样品容器(横向设置，借助于图7B所示的工具头40进行处理)，或者具有12排、每排8个样品容器(纵向设置，借助于图7A所示的工具头40进行处理)。
【主权项】
1.一种样品处理装置(10)，特别是用于从样品容器上移去盖子和/或将盖子放置在样品容器上，包括样品单元(12)和具有至少一个处理工具(44)的处理单元(14); 所述样品单元(12)和处理单元(14)沿着移动方向(A)可以彼此相对地移动； 所述样品单元(12)包括样品载体托(22)，用于接收至少一个样品载体(24)，所述样品载体(24)在纵向以及垂直于所述纵向的横向上延伸，用于容纳一个或多个样品容器； 所述样品单元(12)在第一方向和第二方向之间还可以转换;在所述第一方向上，所述样品载体托(22)内接收的样品载体(24)的纵向平行于样品单元(12)和处理单元(14)之间的移动方向(A);在所述第二方向上，所述样品载体托(22)内接收的样品载体(24)的横向平行于样品单元(12)和处理单元(14)之间的移动方向(A)。2.根据权利要求1所述的样品处理装置(10)，其中所述样品载体(24)的纵向尺寸大于横向尺寸。3.根据权利要求1或2所述的样品处理装置(10)，其中所述样品载体(24)具有纵向延伸的第一对称轴和垂直于所述第一对称轴的横向延伸的第二对称轴。4.根据权利要求1?3任一所述的样品处理装置(10)，其特征在于，为了在第一方向和第二方向之间转换，所述样品载体托(22)可以围绕垂直于纵向和横向所确定的平面的旋转轴(D)旋转，尤其是围绕垂直旋转轴旋转。5.根据权利要求3所述的样品处理装置(10)， 其中所述旋转轴(D)相对于样品载体托(22)内接收的样品载体(24)呈中心布置。6.根据权利要求1?5任一所述的样品处理装置(10)， 其中还包括作用于样品载体托(22)内接收的样品载体(24)的旋转驱动(36)，用于所述样品载体至少在所述第一和第二方向之间的旋转。7.根据权利要求1?6任一所述的样品处理装置(10)， 其中所述样品载体托(22)与样品台(20)连接，所述样品台可以围绕垂直轴旋转并且任选地由所述旋转驱动(36)所作用。8.根据权利要求7所述的样品处理装置(10)， 其中在所述样品载体托(22)是在所述样品台(20)内形成。9.根据权利要求6?8任一所述的样品处理装置(10)， 其中所述样品台(20)具有至少一个用于配合所述旋转驱动(36)的圆形周面。10.根据权利要求9所述的样品处理装置(10)， 其中所述样品台(20)的圆形周面设置有与旋转驱动(36)的输出小齿轮配合的齿(38)，或者具有与旋转驱动的输出轮摩擦配合的驱动表面。11.根据权利要求1?10任一所述的样品处理装置(10)， 其中所述样品载体托(22)可旋转地支承于在移动方向(A)上可移动的样品架(18)内。12.根据权利要求11所述的样品处理装置(10)， 其中所述样品架(18)包括样品盖载体托(30)，与各个样品载体(24)相关的样品盖载体(32)可被接收于其中；其中所述样品盖载体托(30)的构成使得在样品单元(12)的第一方向上和样品单元(12)的第二方向上，各个相关的样品盖载体(32)都能够在样品载体托(22)内的各个样品载体(24)相关的正确位置上被接收。13.根据权利要求11或12所述的样品处理装置(10)， 其中所述样品盖载体托(30)—在平面视图中一具有由相互围绕其共同的旋转轴旋转90度角的两个样品载体托的轮廓的组合而成的轮廓。14.根据权利要求1?13任一所述的样品处理装置(10)， 还包括作用于样品单元(12)的线性驱动并且用于在移动方向(A)上相对于在任何情况下都被固定在移动方向(A)上的所述处理单元(14)移动所述样品单元(12)。15.根据权利要求14所述的样品处理装置(10)， 其中所述线性驱动设置在样品单元(12)的下面并且尤其是与样品架(18)连接。16.根据权利要求1?15任一所述的样品处理装置(10)， 其中所述处理工具(44)连接在处理单元(14)上以便能够围绕垂直轴旋转并在垂直方向上移动。17.根据权利要求16所述的样品处理装置(10)， 其中所述处理单元(14)包括多个处理工具44A-44H或44A-44L，其在移动方向(A)所定义的垂直面的的垂直方向上排成一排。18.根据权利要求1?17任一所述的样品处理装置(10)， 其中所述处理单元(14)包括可更换安装的工具头(40)，所述工具头(40)作为一个单元在垂直方向上是可移动的，并且至少一个处理工具(44)连接在工具头上以便可以围绕垂直轴旋转。19.根据权利要求1?18任一所述的样品处理装置(10)， 还包括用于识别所述样品载体和/或位于所述样品载体(24)内的单个样品容器的样品容器识别装置(70)。20.根据权利要求19所述的样品处理装置(10)， 其中所述样品容器识别装置(70)的构成使其能够识别位于各个样品容器底部的识别模式。21.根据权利要求19或20所述的样品处理装置(10)， 其中所述样品容器识别装置(70)包括至少一个光学传感器。
【文档编号】G01N35/04GK105980862SQ201480075471
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年12月5日
【发明人】彼得·霍夫曼, 马丁·弗瑞, 贝亚特·塞纳, 佩特拉·塔佩
【申请人】哈美顿博纳图斯股份公司