CN100366147C - 具有识别特点的选择性处理禽蛋的方法 - Google Patents

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Abstract

提供根据一种特点，比如性别，处理禽蛋用的方法和装置。由一组活禽蛋中的每一个抽取材料进行检验，以识别具有此特点的禽蛋，以及随后对识别为具有此特点的禽蛋相应地处理。

Description

具有识别特点的选择性处理禽蛋的方法
相关的申请
本申请要求下列临时申请的优先权：US.ProvisionalApplication No.60/284,267 filed April 17，2001，此处列出的公开内容以其全部供参考，如果在此处全部地列出。
本发明的领域
本发明一般地涉及禽蛋，更具体地说，涉及处理禽蛋用的方法和装置。
本发明的背景
建立在某些可观察的质量的基础上家禽蛋(在下文称为“禽蛋”)之间的鉴别是众所周知的和在家禽业的实践中长期使用的。“光照”是这样一种技术的普通的名称，这一术语在使用灯光检查禽蛋的原始的实践中已生根。虽然蛋壳在大多数照明条件下似乎是不透明的，而实际上禽蛋在某种程度上是透明的。因此，当放置在一盏灯前面时，禽蛋的内容物可以被观察到。
在家禽孵化箱内，照射禽蛋的一个目的是识别以及随后分选活禽蛋(即准备用于孵化活家禽的禽蛋)以及非活禽蛋(即清澈禽蛋，死禽蛋，腐败禽蛋，空禽蛋等)。美国专利Nos.4,955,728和4,914,672(both to Hebrank)公开一种照射装置，它使用红外探测器，以及用由禽蛋发射的红外辐射识别活禽蛋。美国专利No.4,671,652(to vanAsselt et al)公开一种照射装置，其中一组光源和相应的光探测器安装成行列以及其中禽蛋在光源和光探测器之间通过，以识别活禽蛋。
一旦完成识别，活禽蛋可以用药品，营养素，激素和/或其它有益的物质处理，而胚胎仍在禽蛋中(即在卵中)。在卵中注射各种物质进入家禽蛋业已使用来减少孵化后的发病率和死亡率，提高生长率或成品禽的最终重量，甚至去影响胚胎的性别鉴定。注射疫苗进入活禽蛋已有效地使用于在卵中家禽的免疫。家禽业的其它希望是操纵在卵中的胚胎，以引入外来核酸分子(即产生变异的家禽)或者引入外来细胞(即产生嵌合体家禽)进入发育中的胚胎。
病毒的发育中注射可以使用于传播特定的病毒，以便用于疫苗的准备。已经使用过的和提议使用的在卵中注射的物质的实例包括疫苗，抗生素和维生素。在卵中处理物质的实例和在卵中注射的方法公开于美国专利No.4,458,630(to Sharma et al)和No.5,028,421(toFredericksen et al)。
含胚胎禽蛋的改进的注射方法可以用于由禽蛋取样，包括胚胎内的胚胎外材料。再者，对于其它用途可能希望在含胚胎的一个禽蛋内插入一个传感器件，以便收集其中的信息，例如，美国专利No.6,244,214(to Hebrank)已说明，在此处列出以其整个内容供参考。
在商业的孵化箱内，在孵化时禽蛋典型地保持在放置平板内。在选择的时间，典型地在孵化的第18日，禽蛋由孵化器取出。不合格的禽蛋(即死禽蛋、腐败禽蛋、空禽蛋和清澈禽蛋)被识别和清除，活禽蛋经处理(例如预防注射)以及随后转移至孵化篮。
在孵化管理中，有可能希望根据不同的特点对家禽分类，比如按性别、疾病、遗传特性等。例如，可能希望有一种特定的疫苗接种雄性家禽，以及用一种不同的疫苗接种雌性家禽。在孵化期家禽的性别分离可能由于其它的原因而变得重要。例如，火鸡通常按性别分离，这是因为不同的生长速度和公火鸡和母火鸡不同的营养要求。在产蛋业可能希望仅保持母禽，而在烧烤业可能希望根据性别分离家禽，以增加供应效率，改进处理的一致性，以及降低生产价格。
不幸的是，家禽的性别鉴定的普通方法可能是昂贵的、劳动量大的、耗时的和典型地要求专门技能训练的人员。家禽的性别鉴定的普通方法包括羽毛性别鉴定，抽气性别鉴定，DNA或血液性别鉴定。大约三千只(3000)小鸡可以在1小时内进行羽毛性别鉴定，大约0.7至2.5美分每只小鸡。大约一千五百只(1500)小鸡可以在1小时内进行抽气性别鉴定，大约3.6至4.8美分每只小鸡。DNA或血液性别鉴定借助由一只家禽采集的小量血样进行分析。
有可能需要在孵化之前希望识别家禽的性别以及家禽的其它特点。孵化前的性别鉴定可以显著地降低许多家禽业成员的费用。虽然，普通的照射技术可以在活禽蛋和非活禽蛋之间进行较有效区分，普通的照射技术不能够可靠地确定未孵化的家禽的性别和其它特点。
本发明的概述
鉴于以上的讨论，本发明的实施例提供具有识别特点(例如性别)的禽蛋的处理方法，其中材料(例如尿囊液、羊膜、卵黄、蛋壳、白蛋白、组织、膜和/或血液等)是由一组活禽蛋的每个禽蛋抽取的，抽取的材料检验以识别具有特点的禽蛋，以及随后识别为具有特点的禽蛋进行相应的处理。例如，按照本发明的实施例，一种根据性别处理禽蛋的方法包括在一组禽蛋中识别活禽蛋，由识别为活禽蛋的禽蛋抽取尿囊液，探测在由每个活禽蛋抽取的尿囊液是否存在雌激素化合物，以识别每个活蛋的性别，探测尿囊液的颜色改变，以识别每个禽蛋的性别，以及随后按照性别有选择地注射疫苗至活禽蛋中。
按照本发明的实施例，由禽蛋抽取尿囊液包括定位每个活禽蛋在基本的水平取向，从而使每个禽蛋的尿囊液汇集和扩张尿囊在每个蛋壳的上部下面，通过蛋壳插入探针(例如，一个针头)至每个禽蛋，以及直接地进入扩张的尿囊，以及使用每个探针由多个禽蛋的尿囊抽取尿囊液。按照本发明的实施例，探测在尿囊液中雌激素化合物的存在包括分配由活禽蛋抽取的尿囊液至相应的容器，以及分配生物传感器至容器，其中生物传感器设计为与尿囊液中的雌激素化合物化学反应以及改变尿囊液的颜色。
按照本发明的实施例，按照性别有选择地注射疫苗至活禽蛋包括注射第一疫苗至识别为雄性的活禽蛋，以及注射第二疫苗至识别为雌性的活禽蛋。代替的方案是，按照性别有选择地注射疫苗至活禽蛋包括注射一种疫苗至识别为具有相同性别的活禽蛋。
按照本发明其它的实施例，由禽蛋抽取的材料可以检验以识别每个禽蛋中的一种或多种病原体。识别为具有一种或多种病原体的禽蛋随后由剩余的活禽蛋清除。
按照本发明的其它的实施例，遗传学分析可以在由禽蛋抽取的材料上进行。
按照本发明的实施例，提供一种自动化的性别分选系统，它包括三个独立的模块，借助一个网络连接。第一模块是尿囊液取样模块。禽蛋平板由放置的孵化器移出，典型地在一个21日的孵化周期的第15、16或17日，以及供给至一个传送带上。一个光学基的传感器自动化地识别活禽蛋，以及禽蛋(或者是活禽蛋，或者是全部禽蛋)转移至一行禽蛋托架上。每个禽蛋托架成形为可以定位相应的禽蛋在其侧面和蛋的中心。一个针头随后插入每个禽蛋，深度约5-6mm，插入一个禽蛋的大致的中点，以及尿囊液(例如，约20μl(微升)被抽取。取自每个禽蛋的液体试样放入一个条形编码的检验托盘的井内。托盘的井可以排列成与按照本发明的实施例的禽蛋平板相同的行。每个取样的针头在使用于由另一个禽蛋的材料取样之前经消毒。
禽蛋借助托架定位为直立位置以及随后返回至条形编码禽蛋平板。平板随后典型地返回至放置的孵化器。含有由禽蛋取样材料(例如，尿囊液)的检验托盘叠层以备处理，以及网络的一个数据处理器匹配每个禽蛋平板和检验托盘的条形编码。
第二模块是自动化检验模块。一各操作员装载一组含有由禽蛋取样材料(例如，尿囊液)的检验托盘进入检验模块内。在检验模块内每个检验托盘借助位于一个分配头下的传送带系统移动，分配头分配预定数量的(例如，约75μl)试剂(例如LiveSensorsTM brandcell-based biosensor，LifeSenseors，Znc.，Malvern，PA)进入每个相应的井中。每个检验托盘随后前进通过一个环境控制的舱室，经一定的时间期(例如，约3.5h)。每个检验托盘借助位于另一个分配头下面的传送带系统移动，分配头分配预定数量的颜色基质(例如，ONPG-based substrate)进入每个井内。每个检验托盘随后前进通过一个环境控制的舱室，经一定的时间期(例如，约45min)以便允许在每个井内的颜色扩散。
一个CCD(电荷耦合器件)摄像机随后扫描每个井，以确定其取样材料处于井内的相应的禽蛋的性别。这些数据借助网络中的数据处理器存储。按照本发明的实施例，每个井内的试剂(例如，LiveSensorsTMbrand cell-based biosensor)在每个检验托盘被处理之前已被破坏(例如借助热和/或借助化学处理)。
第三模块是禽蛋处理和分选模块。按照本发明的实施例，条形编码的禽蛋平板由放置的孵化器移出，是在21日的孵化周期的接近结束时(例如，第18或19日等)，以及放置在传送带系统上。按照本发明的实施例，在网络上的一个数据处理器根据事先存储的信息识别哪些禽蛋是雄性的和哪些禽蛋是雌性的。雄性的禽蛋随后用雄性专用的疫苗接种以及雌性的禽蛋用雌性专用的疫苗接种。按照本发明的实施例，分离的疫苗装置可以使用于雄性的和雌性的禽蛋。一旦接种疫苗之后，禽蛋可以按性别存储和转移至性别专用的孵化篮。孵化篮随后转移至孵化器。按照本发明的实施例，一种性别的禽蛋可以被放弃以及不接种疫苗或者转移至孵化篮。
按照本发明的实施例，禽蛋可以按性别(或其它特点)首先分离和随后处理。例如，禽蛋可以按性别分选，以及随后雄性的和雌性的禽蛋分别地处理。
按照本发明的实施例，在雌性的胚胎的而不是雄性的胚胎的尿囊液中存在的雌激素化合物被探测。家禽的胚胎可以根据在雌性胚胎的尿囊液中的雌激素化合物的存在进行性别分选，分选在烧烤鸡，烧烤一种用鸡，火鸡和产蛋鸡胚胎孵化期的13至18日进行，与群龄和血缘无关。
本发明的实施例有利于提高生产效率，它借助于节约孵化空间的贡献(例如，不孵化孵化前识别为雄性的小鸡)，借助于节约疫苗的贡献，借助于允许减少人工劳动，借助于提高孵化处理速度。例如，使用本发明的实施例，性别分选和疫苗接种的通过率在约20000至30000只禽蛋/每小时之间，以及准确率超过98％。因为在疫苗接种之前禽蛋的性别已经知道，从而实现疫苗费用的节约，特别是当希望仅接种一种特定的性别时。此外，本发明的实施例容易操作，即使是无经验的工人。
附图的简要说明
图1是按照本发明的实施例的处理禽蛋的工作流程图。
图2是按照本发明的实施例的由一组禽蛋中识别活禽蛋的工作流程图。
图3是按照本发明的实施例的照射禽蛋的工作流程图。
图4是按照本发明的实施例的光谱照射禽蛋的工作流程图。
图5是经受图4的光谱照射工作的3个禽蛋的示范的谱线图。
图6是按照本发明的实施例的光和热照射禽蛋的工作流程图。
图7是按照本发明的实施例的由禽蛋抽取材料的工作流程图。
图8是处于倾斜取向的一个禽蛋的示意图，示出在禽蛋的上壳下面的尿囊液的液池。
图9是按照本发明的实施例检验抽取的禽蛋材料以识别禽蛋的特点的工作流程图。
图10A-10B是按照本发明的实施例的根据识别的特点有选择地处理禽蛋的工作流程图。
图11是按照本发明的实施例处理禽蛋的系统和方法的方框图。
图12是按照本发明的实施例的在孵化箱内禽蛋处理系统的最高水平的控制结构图，其中单独的PLCs分别地使用于控制材料抽取站，检验站以及处理和分选站。
图13A-13D是按照本发明的实施例的在孵化箱内禽蛋处理系统的最高水平的控制结构图的更详细的说明，其中单独的PLCs分别地使用于控制材料抽取站(取样模块)，检验模块以及转移模块。
图14是按照本发明的实施例的由一组禽蛋抽取材料用的装置(也称为取样模块)的侧立视图。
图15是图14的抽取材料用的装置的放大图，示出转移装置和在转移装置相对的侧面上的两个取样装置。
图16是沿直线16-16切取的图14的材料抽取装置的禽蛋平板传送带系统和禽蛋托架的顶视图。
图17是图14的材料抽取装置的侧立视图，示出在两个禽蛋平板传送带系统和禽蛋托架之间禽蛋转移装置的横向移动。
图18A示出装载输入的禽蛋平板至输入的禽蛋平板传送带系统和装载卸空的禽蛋平板至输出的禽蛋平板传送带系统。图18A还示出一个输入的禽蛋平板定位于图14的材料抽取装置的照射区内。
图18B示出输入的禽蛋平板沿输入的禽蛋平板传送带系统移动至拾取器区，在此处禽蛋转移装置转移禽蛋由输入的禽蛋平板至禽蛋托架。
图18C示出在被转移装置由一个输入的禽蛋平板转移后位于一组禽蛋托架内的一组禽蛋。
图18D示出禽蛋托架移动至一个位置，在此处取样装置设计为可由位于禽蛋托架内的禽蛋抽取材料。
图19是按照本发明的实施例的一行禽蛋托架的一部分的透视图，它设计为可接收基本上垂直取向的禽蛋，以及引起禽蛋移动至基本上水平取向。
图20是图19的行内的托架的放大的透视图。
图21是沿直线21-21切取的图20的禽蛋托架的顶视图。
图22是沿直线22-22切取的图20的禽蛋托架的侧立视图。
图23是按照本发明的代替的实施例的禽蛋定位装置的侧视图，以及其中一个禽蛋处于基本上水平的位置。
图24示出图23的禽蛋定位装置，其中禽蛋被一个取向元件转动至一个基本上垂直的位置。
图25是沿直线25-25切取的图23的禽蛋定位装置的部分的顶视图，以及示出第一和第二部分倾斜的上端。
图26是沿直线26-26切取的图25的禽蛋定位装置的部分的端视图。
图27是图14的禽蛋转移装置的提升头的顶视图，示出一行支管组件和真空杯，其中一行支管组件和真空杯处于膨胀的形状。
图28是图27的提升头的顶视图，其中一行支管组件和真空杯处于沿第一方向收缩。
图29是沿直线29-29切取的图27的提升头的侧立视图。
图30是图27的提升头的一个柔性的杯的放大的侧视图，按照本发明的实施例它设计为可转移相应的禽蛋。
图31是按照本发明的实施例的由禽蛋抽取材料用的取样头的侧视图。
图32是一个禽蛋托架的侧剖面图，它处于图19所示的一行中，并且带有一个禽蛋在其中处于基本上水平位置，以及示出取样头处于与禽蛋接触的关系。
图33是图14的4个取样装置中的一个的一组取样头的侧视图，其中在由禽蛋抽取材料之前，每个取样头处于与相应的禽蛋托架内的一个禽蛋的外壳接触，以及其中取样针头在每个取样头内处于收缩位置。
图34示出图33的取样头，其中取样针头处于第一伸出位置，以及刺穿每个相应的禽蛋的外壳以便由相应的禽蛋抽取材料。
图35示出图33的取样头，其中取样针头处于第二伸出位置，以便分配由相应的禽蛋抽取的材料至在一行托盘内的相应的取样容器。
图36A示出图33的一个取样头，并且带有一个偏压元件如虚线所示。
图36B示出图36A的取样头，其中，取样头作动筒的下半部分内的空气的偏压力已克服，这样使取样针头处于第一伸出位置，以及已刺穿禽蛋的外壳和处于由禽蛋抽取材料的位置。
图36C示出图36B的取样头，其中，偏压元件的偏压力已克服，这样使取样针头处于第二伸出位置，以及设计为可分配由禽蛋抽取的材料至一个取样容器和随后卫生处理。
图36D示出一个示范的清洁处理功能，它可使用于按照本发明的实施例进行相应的取样针头的消毒。
图37是沿直线37-37切取的图33的一行取样头的顶视图，以及示出按照本发明的实施例的锁定板，它设计为可保持每个取样头在由禽蛋抽取材料时相对于相应的禽蛋处于一个垂直锁定的位置。
图38A是按照本发明的实施例的图37的锁定板的顶视图。
图38B是按照本发明的一个代替的实施例的锁定板的顶视图。
图39A是图33的一行中的一个取样头的侧视图，示出锁定板处于相对于取样头未接合的位置。
图39B示出图39A的取样头，其中，锁定板移动至右边以及接合取样头，以压迫取样头顶住两个静止的平板。
图39C示出图39A的取样头，其中锁定板已紧固取样头顶住两个静止的平板，从而使取样头的垂直的运动被限制。
图40是按照本发明的实施例的一个取样托盘的顶视图，它具有一组取样容器，成形为可接收由禽蛋抽取的材料。
图41是图40的取样盘的放大的部分的顶视图，示出由禽蛋抽取的材料在取样托盘的相应的取样容器内分配。
图42A-42B是按照本发明的实施例的取样托盘操作系统，示出取样托盘相对于图14的取样装置的移动。
图43-44是按照本发明的实施例的检验由一组禽蛋抽取的材料以便识别具有一种或多种特点的禽蛋用的系统和方法的方框图。
图45是取样托盘的一部分的顶视图，其中在每个容器内的禽蛋材料已经检验以显现一个相应的禽蛋的一种特点的可视的识别。
图46是按照本发明的一个检验装置的侧立视图，用于检验由禽蛋抽取的材料，它放置在一组取样托盘内。
图47是按照本发明的实施例的分选装置的侧立视图。
图48是沿直线48-48切取的图47的分选装置的顶视图。
图49是按照本发明的实施例的反充填和注射装置的顶视图，它与图47的分选装置结合使用。
图50是按照本发明的实施例的反充填装置的顶视图，它与图47的分选装置以及一个处理装置结合使用。
图51是图50的反充填装置的侧立视图。
图52是按照本发明的其它的实施例的处理和分选站的透视图。
图53是按照本发明的实施例的图14的材料抽取装置的禽蛋平板传送带系统和禽蛋托架的顶视图，材料抽取装置是沿直线16-16切取的，它包括一个检验装置用于检验由一组禽蛋抽取的材料。
图54是图53的检验装置的方框图。
本发明的详细说明
本发明现在更充分地在下文结合参见附图予以说明，其中示出本发明的优选的实施例。然而，本发明可能从许多不同的形式实施，以及不应认为局限于这里列出的实施例，倒不如说，提供这些实施例是为了使公开的内容详尽和全面，以及使技术熟练人员充分地理解本发明的范围。如果没有其它规定，这里使用的所有的技术和科学术语具有与一个普通技术人员一般所理解的相同的含义，本发明属于此技术。在本发明的说明中使用的术语仅是为了说明特定的实施例的目的，以及不是有意地限制本发明。
在本发明的说明和所附权利要求中使用的单数的冠词“a”、“an”、和“the”的形式有意地同时包括复数的形式，除非条文清晰地指出其它。
在文中提到的全部申请，专利申请，专利和其它参考数据以它们的整体列入供参考。
在文中使用的术语“bird”(禽)和“avian”(飞禽)包括任何家禽种的雄的和雌的，但是主要地有意地包括家禽，它们是商业上增加的蛋禽或肉禽。因此，术语“禽”和“飞禽”尤其是有意地包括鸡、火鸡、鸭子、鹅、鹌鹑和野鸡。术语“in ovo，”(在卵中)是指在孵化前包容在禽蛋中的禽。本发明可实践于任何种类的禽蛋，包括，但不局限于鸡、火鸡、鸭子、鹅、鹌鹑和野鸡蛋。
在文中使用的术语“injection和injecting”(注射)包括插入一个器件(典型的一个细长的器件)进入一个禽蛋或胚胎的方法，包括传送或排放一种物质进入一个禽蛋或胚胎的方法，由一个禽蛋或胚胎取出一种物质(即取一个试样)的方法和/或插入一个探测器进入一个禽蛋或胚胎的方法。
在文中使用的术语“allantoic fluid”(尿囊液)包括带有或不带有其它禽蛋材料的尿囊液。例如，术语尿囊液可能包括血液和尿囊液的混合物。
在文中使用的术语“predetermined location”(预定的位置)是表示在一个禽蛋内固定的位置或深度。例如，一个器件可以注射入一个禽蛋至禽蛋内的一个固定的深度和/或固定的位置。在代替的实施例中，注射可以根据由禽蛋获得的信息进行，例如，有关禽蛋内的胚胎或胚胎下的空腔的位置。
按照本发明的实施例的方法和装置可以在胚胎发育期内(也称为孵化期)的任何时间用于识别一个禽蛋的一个或多个特点。本发明的实施例不局限于在胚胎发育期内特定的日子。
现在参见图1，按照本发明的实施例的根据已识别的特点处理活禽蛋的方法示在图中。首先，在一组正在进行孵化的禽蛋中识别活禽蛋(方框1000)。例如，禽蛋被照射以识别哪些禽蛋是活禽蛋。由每个活禽蛋抽取材料(方框2000)以及检验抽取的材料以识别一种或多种特点(例如，相应的禽蛋的性别，病原体含量，有关禽的健康或性能的遗传标记，营养，内分泌或免疫的指标或因素等)(方框3000)。活禽蛋随后根据已识别的一种或多种特点有选择地处理(方框4000)。这些操作详见下文。
参见图2，在一组禽蛋中识别活禽蛋(方框1000)可以包括各种技术，包括，但不局限于普通的照射(方框1100)，光谱照射(方框1200)，以及光和热照射的组合(方框1300)。本发明的实施例可以使用任何的方法以确定一个禽蛋是否含有活胚胎，以及不局限于上述的方法。
参见图3，普通的照射技术包括在可见光线、红外线和/或其它电磁辐射下测量禽蛋的不透明度(方框1110)以及随后使用测量的不透明度值识别活禽蛋(1120)示范的照射方法和装置公开于下列美国专利：Nos.4,955,728和4,914,672(both to Hebrank)以及4,671,652(to van Asselt et al)，在此处列出以其全部内容供参考。普通的禽蛋照射技术已为技术人员很好地了解，在下文不再说明。
参见图4，光谱照射(方框1200)包括用可见的和红外的波长的光照射一个禽蛋(方框1210)以及随后在位于邻接禽蛋处的一个探测器接收通过禽蛋的光线(方框1220)。例如，照射一个禽蛋使用的光线的波长在300-1100nm(纳米)之间。接收到的光线强度在所选可见的和红外的波长对禽蛋测定(方框1230)以及在可见的和红外的波长下代表光线强度的一个谱线产生(方框1240)。对于此禽蛋产生的谱线随后与一个活禽蛋有关的谱线比较，以识别禽蛋是否为一个活禽蛋(1250)。
图5示出借助光谱照射技术三个相关的照射的禽蛋的三条谱线。波长(nm)沿X轴标绘以及光线强度计数沿Y轴标绘。谱线2与一个清澈禽蛋相关。谱线3与一个早死禽蛋相关。谱线4与一个活禽蛋相关。光谱照射的说明列于美国专利申请Serial Number09/742,167，filed on December 20，2000，在此处列出以其全部内容供参考。
参见图6，光和热照射(方框1300)包括测量一个禽蛋的不透明度(方框1310)，测量禽蛋的温度(方框1320)，以及使用测量的不透明度和温度值以识别此禽蛋是否是一个活禽蛋(方框1330)。光和热照射的说明列于美国专利申请Serial Number 09/563,218，filedMay 2，2000，在此处列出以其全部内容供参考。
参见图7，现在说明按照本发明的实施例由活禽蛋抽取材料的操作(方框2000)。一组活禽蛋定位于基本上水平的取向，这样使每个禽蛋的尿囊液引起在每个禽蛋壳的上部下面的尿囊内形成液池(方框2100)。文中使用的术语“基本上水平取向”表示一个禽蛋是这样定位，使其长轴取向在距垂线约10°至约180°之间，其中零度垂线(0°)是禽蛋的大端处于垂直向上位置时限定的。一个探针(例如，针头等)通过禽蛋的外壳插入，以及直接地进入禽蛋壳的上部的下面的尿囊(方框2200)。图8示出在禽蛋1的上侧面下面的尿囊液池16，它是作为禽蛋的非垂直取向的结果(例如，长轴A取向在约10°和约180°)之间。
如技术熟练人员所知，在孵化的最后阶段，尿囊通常是在一个禽蛋的内壳膜的下面以一种较薄的层存在，以及实质上包围在胚胎。在较后阶段，孵化禽蛋的第三和第四个四分期，尿囊可能难以瞄准以便精确地插入一个针头或探针。按照本发明的实施例，禽蛋基本上水平地取向，从而使尿囊能够在卵中可靠地瞄准。借助定位禽蛋为基本上水平的取向，尿囊的可达性改善。  实例可以见以下美国专利：No.6,176,199 to Gore et al和No.5,699,751 to Phelps et al，在此处列出以其全部内容供参考。
如技术熟练人员所知，尿囊的尺寸与准备注射的禽蛋的孵化发育的阶段有关；因此需要达到尿囊的插入深度可以根据禽蛋的发育期，以及使用的禽蛋的品种的血缘而改变，插入深度应足够深，以便放置取样器件到尿囊内，但不能太深，以致刺穿羊膜或胚胎。按照本发明的实施例，使用一个钝端的针头可以帮助减少刺穿羊膜或胚胎。
在一个禽蛋内取样器件的精确的插入位置和角度是一件可选择的事情以及可以在禽蛋的任何区域。取样器件的取向将取决于禽蛋的取向，此设备可以用于进行材料抽取，以及材料抽取的目的。
本发明的实施例不局限于由尿囊或由接近一个禽蛋的上表面区抽取材料。这里所述的由尿囊提取材料，仅作为本发明的实施例的一个可能的实例提出。本发明的实施例不仅局限于抽取尿囊液。各种材料(例如，羊膜、卵黄、蛋壳、白蛋白、组织、膜和/或血液等)可以由一个禽蛋抽取，以及检验以识别一个或多个特点，如下所述。再者，在由其抽取材料之前，不要求禽蛋重新取向为基本上水平的位置。材料可以由具有实质上任何取向的禽蛋抽取。
返回参见图7，由每个禽蛋的尿囊抽取尿囊液样品(方框2300)。
禽蛋随后重新取向至基本上垂直的位置以便于操作(方框2400)和移动至另一个位置以便于随后处理(方框2500)。
参见图9，由每个活禽蛋抽取的材料的检验工作，以确定禽蛋的一个或多个特点，比如性别(方框3000)，按照本发明的实施例现在予以说明。材料，比如由每个禽蛋抽取的尿囊液分配进入一个托盘内的相应的容器(方框3100)。一种生物传感器，它设计为可与禽蛋材料化学反应，以及产生可探测的信号(例如，电磁信号、发光信号、荧光信号、导电信号、比色信号、pH信号等)，被分配入相应的取样容器(方框3200)。一种颜色基质(例如ONPG基的基质)它设计为可响应禽蛋材料和生物传感器之间的化学反应而改变颜色，生物传感器是添加至每个相应的容器(方框3300)。
一个禽蛋存在的一个特点随后被探测(方框3400)。例如，颜色的改变可以指示在相应的容器内的尿囊液中存在雌激素化合物，从而指示由其取尿囊液的相应的禽蛋的性别。方框3400代表的工作有意地包括在取样容器内产生的电磁信号的探测，它提供一个禽蛋的一个特点存在的指示。按照本发明的其它的实施例，方框3400代表的工作有意地包括在禽蛋材料内病原体的探测。
一种或多种补充的分析可以在取样容器内的禽蛋材料上进行(方框3500)。例如，遗传分析可在此材料上进行。
参见图10A-10B，根据已识别的特点有选择地处理活禽蛋的工作(方框4000)。按照本发明的实施例现在予以说明。根据每个禽蛋已识别的特点一种或多种物质可以注射在卵中(方框4100)。例如，一种疫苗可以按照禽蛋的性别注入禽蛋中。再者，第一疫苗可以注射入识别为雄性的禽蛋，以及第二疫苗可以注射入识别为雌性的禽蛋。此外，活禽蛋可从按照已识别的特点分选(方框4200)。例如，如果识别特点为性别，雄性的禽蛋可以由雌性的禽蛋分离。
分选可以在“在卵中”注射或其它的处理或加工之前，之后，或者之中进行。如图10B所示，图10A的方框4100和方框4200的工作可以倒置。例如，禽蛋可以首先按性别分选和随后一种或多种根据性别的物质注射(例如，雄性用一种物质预防注射，以及雌性用一种不同的物质和/或在不同的时间预防注射)。
现在参见图11，示出按照本发明的实施例的用于处理禽蛋的一种禽蛋处理系统10。所示的系统10包括一个分类器12，它设计为可以识别在一个输入禽蛋平板5内一组禽蛋中的活禽蛋。分类器12与一个控制器20操作上连接，它存储有关每个禽蛋1的信息(例如，是否是一个禽蛋是活的，清澈的，死的，腐败的等)。如上所述，分类器12可以包括一个普通的照射系统，光谱照射系统，使用光和热照射的组合的照射系统或任何其它装置和技术用以识别活禽蛋(和/或死禽蛋，清澈禽蛋，腐败禽蛋等)。最好设置一个操作员界面(例如一个显示器)22，以允许操作员与控制器20相互作用。一个材料抽取站(也称为取样模块)30，一个处理站40以及一个分选站50设置在分类器12的下游，以及每个操作上连接至控制器20。一个检验站60也操作上连接至控制器20。材料抽取站30设计为可抽取材料，比如，由选择的禽蛋的尿囊液。由每个禽蛋抽取的材料经过检验站60分析，以便识别每个禽蛋的一个或多个特点，或者用于诊断或其它的目的。例如，每个禽蛋的性别可以借助分析由一个禽蛋抽取的材料而识别。代替的方案是，病原体的存在可以被探测，以及/或者在抽取的材料上进行各种遗传分析。
处理站40设计为处理选择的禽蛋，例如，用一种处理物质(例如疫苗、营养素等)预防注射。处理站40包括至少一个贮存器42用于保持准备注射入选择的禽蛋的处理物质。控制器20根据经过检验站60识别的一个禽蛋(或一组禽蛋)的特点产生一个选择的处理信号用于一个禽蛋(或一组禽蛋)。例如，识别为雌性的可以根据接收控制器20的一个处理信号通过处理站40注射一种特定的疫苗。
分选站50设计为可根据识别的特点分选禽蛋。控制器20根据经过检验站60识别的一个禽蛋(或一组禽蛋)的特点产生一个选择的分选信号用于一个禽蛋(或一组禽蛋)。例如，识别为雄性的可以放置在第一孵化室内以及识别为雌性的可以放置在第二孵化室内。
检验站60设计为可在由禽蛋抽取的材料上进行各种试验，以便识别每个禽蛋的一个或多个特点(例如性别)。各种试验可以借助检验站60进行。本发明不局限于仅识别禽蛋的性别。
控制器20最好包括一个处理器或其它适当的可编程的或不可编程的具有适当软件的电路。控制器20还可包括其它的器件，以便于控制材料抽取站30，禽蛋处理站40，禽蛋分选站50以及检验站60。用于实现控制器20的适当的器件，电路和软件，当技术熟练人员在阅读以上和随后的说明以及美国专利的公开内容后很容易理解，这些专利为No.5,745,228to Hebrank et al和No.4,955,728to Hebrank。
操作员界面22可以是任何适当的用户界面器件，以及最好包括一个触摸屏和/或键盘。操作者界面允许用户由控制器20收回各种信息，设置各种参数和/或编程/重编程控制器20。操作员界面22可以包括其它周边器件，例如，一个打印机和一个至计算机网络的连接。
按照本发明的代替的实施例，图11相关的一个或多个可以借助单独的可编程逻辑控制器(PLCs)控制。数据可以由PLC反馈和向前传输至一个中央计算机数据库控制器，用于存储。例如，可以设置一个中央数据库，以便存储被处理的那些禽蛋的性别信息(以及其它识别的特点)。中央计算机数据库控制器设计为当询问数据或发送数据时可响应单独的PLCs。中央计算机数据库不需要直接地控制处于相应的PLCs控制下的各个站。
图12是本发明的一个实施例的在孵化箱内的一个最高水平的控制器的结构图，其中单独的PLCs按照本发明的实施例用于控制各个孵化站。在所述的实施例中，一组PLCs 70a、70b、70c分别地控制一个材料抽取站30，一个检验站60，以及处理和分选站40、50。每个PLC70a、70b、70c通过一个局部区域网络(LAN)连接至一个服务器72。服务器72与一个数据库联系(它可以是局部的，遥控的或它们的接合)以及响应来自单独的PLCs 70a、70b、70c的请求存/取数据库的数据。
服务器72可以通过一个通信网络，比如Internet 90(互联网)与遥控器件联系。
在所述的实施例中，LAN是无线的LAN以及PLCs 70a、70b、70c通过无线的LAN工作组桥71a、71b、71c与服务器72联系。然而，应该理解，任何类型的LAN也可以使用，包括有线的LANs。例如，图13A-13D示出一个有线的LAN的实施例。
在所述的实施例中，PLC 70a设计为控制一个材料抽取站30，用于由一组禽蛋抽取材料，如上所述。PLC 70a还设计为控制一个活/死探测器子系统74(例如图11的分类器12)，一个X-Y工作台步进控制器75，它控制取样托盘的位置，用于接收由禽蛋抽取的材料，一个禽蛋平板条形编码读出器77和一个检验取样托盘条形编码读出器78。按照本发明的实施例，条形编码是用于跟踪在孵化箱内的禽蛋。这样一来，条形编码放置在禽蛋平板上以及在孵化箱内不同的处理中不同的时间供读出。其它的实施例具有RFID(射频识别)标记，以代替在禽蛋平板或在禽蛋本身上的条形编码和飞印/粘贴的识别标签。
PLC 70b设计为控制一个检验站60，用于识别每个禽蛋的一个或多个特点，如上所述，PLC 70b还设计为控制一个检验读出器子系统80(例如一个CCD摄像机系统，它扫描检验托盘内的每个取样容器，以确定其取样材料在容器内的相应的禽蛋的性别)，一个检验读出器步进控制器81，一个基质分配器步进控制器82，一个酵母分配器步进控制器83以及一个检验条形编码读出器84。再者，PLC 70b可以设计为控制一个检验站60，它直接地连接至材料抽取站30或者是一个独立使用的装置。
PLC 70c设计为控制一个处理站40和一个分选站50，如上所述，此外，PLC 70c控制一个禽蛋平板条形编码读出器85，它识别移动通过处理和分选站40、50的禽蛋平板。
图13A-13D是按照本发明的实施例的在孵化箱内禽蛋处理系统的最高水平的控制结构图的更详细的说明，其中单独的PLCs分别地用于控制一个材料抽取站(取样模块)，一个检验模块，以及转移模块。图13A-13D所述的实施例使用一个有线的LAN实施例，其中一个系统服务器(图13A)联系(以及控制)一个取样模块(图13B)，一个检验模块(图13C)，以及一个转移模块(图13D)。
材料抽取站
现在转至图14-17，示出按照本发明的实施例的材料抽取站30用于由一组禽蛋抽取材料。材料抽取站30包括一个框架100，带有一个输入禽蛋平板传送带系统102以及一个输出禽蛋平板传送带系统104，分别地沿框架100的相应的相对侧面100a、100b延伸，如图16所示。材料抽取站30还包括一个分类器12(图16)，它设计为识别一组禽蛋中的活禽蛋，一个禽蛋托架台110，可移动地安装至框架100，一个禽蛋转移装置130，一个取样托盘操作系统150，4组取样装置160，以及一个清洁系统(图中未示出)用于装置的取样部分的清洁处理。
输入禽蛋平板传送带系统102设计为运输禽蛋1的输入禽蛋平板5通过分类器12以及至禽蛋转移装置130。如上所述，按照本发明的实施例，活禽蛋由输入禽蛋平板5移走。非活禽蛋保留在输入禽蛋平板5上和被输入禽蛋平板传送带系统102拿出用于放弃或其它处理。按照本发明的一个实施例，输出禽蛋平板传送带系统104设计为运输禽蛋平板7，其禽蛋已由其抽取的材料送至一个孵化箱用于孵化，和/或随后的处理，和/或分选站。
本发明的实施例不局限于仅由输入禽蛋平板5移走禽蛋。例如，全部禽蛋可以由输入禽蛋平板移走和放置在一行禽蛋托架内。活禽蛋可以通过分选站(图11)由非活禽蛋分离。例如，仅有活禽蛋可以通过分选站50转移至孵化篮。
输入禽蛋传送带系统102可以使用皮带和/或其它的传送带系统元件，它允许光线穿过其一部分，以便于在分类器12处照射。禽蛋平板传送带系统对于技术熟练人员是已知的，以下不再说明。此外，本发明的实施例不局限于输入和输出传送带系统102、104所述的取向，形状，和/或移动方向。输入和输出禽蛋平板可以相对于本发明的各种装置在不同的方向上移动，以及具有不同的形状和取向。
虽然禽蛋通常放置在禽蛋平板上，可以使用任何的器件转移一组禽蛋至分类器12以识别活禽蛋。禽蛋可以一段时间使一个通过分类器12，或者分类器12设计为同时使一组禽蛋(即一个平板内的)移动通过分类器12。
实质上任何类型的输入和输出禽蛋平板5、7可以按照本发明的实施例使用。平板可以具有任何行数的禽蛋，比如7行禽蛋，并且以6行和7行为最常见。再者，相邻行的禽蛋可以相互平行，如同在一个“矩形平板”内或者可以交错地排列，如同在一个“偏置平板”内。适用的商业平板的实例包括，但不局限于“CHICKMASTER 54”平板，“JAMESWAY 42”平板和“JAMESWAY 84”平板(在每种情况下数字表示平板携带的禽蛋数目)。禽蛋平板是技术熟练人员已知的，以及下文不需要进一步说明。
此外，输入禽蛋平板5的禽蛋排列形状可以是不同于输出禽蛋平板7的。禽蛋转移装置130设计为可调节至不同的禽蛋平板的不同的禽蛋排列形状，如以下所述。
所示的禽蛋托架台110包括第一、第二和第三组托架112，排列为邻接相应的第一，第二和第三行托架113a、113b和113c。所示的禽蛋托架台110可滑动安装在框架100介于输入和输出传送带系统102、104之间以及是相对于禽蛋转移装置130和四个所示取样装置160中的每一个沿箭头A1所示的方向可移动的。禽蛋托架台110设计为这样移动，当一个托架行(例如113a或113b或113c)定位于禽蛋转移装置130的下面时，另一托架行(例如113a或113b或113c)定位于一个取样装置160的下面，详见下面所述。
虽然示出带有三个托架行113a、113b、113c和四个取样装置160，按照本发明的实施例的由禽蛋抽取材料的装置可以具有一个或多个托架行112和一个或多个取样装置160。例如，按照本发明的实施例的一个由禽蛋抽取材料的装置可以具有单行的托架112和单个的取样装置160。
现在参见图15，以放大的细节示出图14的转移装置130的提升头132和在转移装置130相对的侧面上的两个取样装置160。所示的提升头132包括一个可膨胀和可收缩的支管组件行以及真空杯137，它们被一个基本上矩形的框架138支承。提升头132设计为由一行托架112提升一组禽蛋以及放置禽蛋至输出的禽蛋平板7内。
所述的禽蛋托架台110包括一组延长杆118，它们同时被一个致动器器件122控制，它在相应的托架112内的收缩和伸出位置之间移动延长杆118(如箭头A2所示)，由水平至垂直位置，如以下所述。每个取样装置160包括一行取样头162，它们设计为由位于禽蛋托架112内的一个相应的禽蛋抽取材料。每个取样头设计为基本上相对于禽蛋托架台110垂直地移动(如箭头A3所示)，如以下所述。
图17是图14的材料抽取装置的侧立视图，示出禽蛋转移装置130的两个提升头132、134。如图所示，提升头132、134设计为在输入和输出禽蛋平板传送带系统102，104以及禽蛋托架台110之间横向移动(如箭头A4所示)。
图18A-18D示出禽蛋通过材料抽取站30的运动。图18A示出装载含有一组禽蛋1的输入禽蛋平板5至输入的禽蛋平板传送带系统102，以及装载卸空的禽蛋平板7至输出的禽蛋平板传送带系统104。图18A还示出含有一组禽蛋1的一个输入的禽蛋平板5定位于材料抽取装置30的照射区内(即图16所示的分类器12的下面)。
图18B示出输入的禽蛋平板5沿着输入的禽蛋平板传送带系统由照射区移动至拾取器区。在拾取器区，禽蛋转移头134设计为由一个禽蛋平板5拾取一组禽蛋1以及放置一行托架112内的禽蛋1至可滑动的禽蛋托架台110上。一个卸空的输出的禽蛋平板7是定位为邻接此行托架112。
图18C示出在由一个输入的禽蛋平板5转移后位于一组禽蛋托架112内的一组禽蛋1。为了便于说明，所示的禽蛋1处于禽蛋托架112内基本上垂直的取向。然而，如下所述，在由禽蛋1抽取材料之前，禽蛋1被禽蛋托架112重新定位在水平的取向。禽蛋托架112还设计为在禽蛋被抽取材料之后，在转移至一个输出的禽蛋平板7之前重新定位禽蛋在基本上垂直的取向。
已抽取材料的禽蛋1’转移至一个输出的禽蛋平板7。刚取样的禽蛋的输出平板7可随后放入一个孵化箱内按照普通的程序进行孵化，这时等候来自检验站60(图11)的结果。当检验结果完成以及每个禽蛋的特点已识别(例如性别)，禽蛋可以由孵化箱移动至一个或多个处理站40(图11)和/或至一个分选站50(图11)。
按照本发明的下述的实施例，一个检验站60可以连接至材料抽取站30以及可以设计为迅速地检验由禽蛋抽取的材料。这样，已抽取的材料的禽蛋平板可以保持在一个或多个存储模块内，以代替在转移至一个处理/分选站之前返回至孵化箱。
图18D示出禽蛋托架台110在箭头A1所示的方向上移动至一个位置，在此处含有禽蛋1的一行禽蛋托架112定位在一个取样装置160(图14)的下面。
图19示出示范的一行托架112的一部分，它可以包容在上述的禽蛋托架台110上。每个托架112设计为接收一个基本上垂直取向的禽蛋以及引起禽蛋移动至一个基本上水平和中心的取向。
在图19所示特定的一行内的托架112的放大的透视图示于图20以及代替特定的行内的每个托架。所示的托架112包括一个倾斜的，弧形的表面114，它限定一个容器，用于接收一个禽蛋。所示的托架112的弧形表面114具有一个倾斜的上部分114a，一个下部分(底部)114b以及相对的侧面部分115a，115b。
托架的弧形表面114可以具有在相对的侧面部分115a、115b之间基本上凹陷的形状。弧形表面114的基本上凹陷形状有助于保持一个禽蛋处于弧形表面114上的中心位置。弧形表面的上部分114a设计为接收垂直地取向的禽蛋的一端和引起禽蛋滑动至弧形表面的下部分114b，这样使禽蛋变成以一种基本上倾斜的取向定位在弧形表面的下部分114b上。
本发明的实施例不局限于所示的托架112或所示的弧形表面114的形状。托架112的弧形表面114可以是一个实质上平滑的连续的弧形的表面。代替地，弧形表面114可以包括一组平的相邻的表面，排列以形成一个基本上弧形的形状。此外，托架的弧形表面可以具有在相对的侧面部分115a、115b之间基本上平坦的形状。禽蛋托架设计为接收处于基本上垂直取向的一个禽蛋，它引起禽蛋移动至一个基本上水平的取向，以及重新取向禽蛋至一个基本上垂直的取向，以便于移走，详见共转让的美国专利申请Serial Number 09/835,990entitled，Apparatus and Method for Reorienting an Egg BetweenVertical and Horizontal Orientations，列于此处以其全部内容供参考。
每个所述的托架112还包括一对延长的保持臂119，固定至托架112，并且沿相应的弧形表面的侧面部分115a、115b处于有间距的关系，如图所示。每个所述的延长臂119具有相应的末端119a，借助紧固件120固定至托架112，以及一个相对的自由端119b。紧固件120可以是各种已知的紧固器件，包括，但不局限于螺纹紧固件(例如，螺钉，螺栓等)，以及非螺纹紧固件(例如，铆钉，锥形柱，非锥形柱等)。代替地，保持臂119可以粘接至托架112，或者通过焊接，硬钎焊，软钎焊或其它已知的方法固定至托架112。
保持臂119帮助防止一个禽蛋由托架的弧形表面114滚动或落下。此外，保持臂119帮助一个禽蛋稳定，它由一个基本上水平的位置再定位至一个基本上垂直的位置，如下所述。保持臂119设计为弯曲向外，如图21所示，以便容纳大的禽蛋，而与此同时提供支承用于小的禽蛋。此外，保持臂119帮助一个禽蛋在托架的弧形表面114上横向地定中心，从而使禽蛋的长轴与托架的长轴对准，这时禽蛋处于基本上水平的位置。
本发明的实施例不局限于所述的保持臂119。保持臂可以具有不同的形状，以及以不同的位置和形状连接至托架112。此外，本发明的实施例可以不需要保持臂。
每个托架112固定至托架台110是借助紧固器件，包括，但不局限于螺纹紧固件(例如，螺钉、螺栓等)以及非螺纹紧固件(例如，铆钉、锥形柱、非锥形柱等)。代替地，每个托架112可以粘接固定至托架台110，或者通过焊接，硬钎焊，软钎焊或其它已知的方法固定至托架台110。图22示出托架112内的螺纹通道121，它设计为与相应的螺纹紧固元件螺接(图中未示出)，用于按照本发明的实施例固定一个托架112至托架台110。
一组通道116延伸通过每个托架112，以及在所示的弧形表面114的相应的孔117内结束，如图所示一个延长杆118作为一个取向的元件，设计用于在每个通道116内的一个收缩位置和一个延伸位置之间移动。在延伸位置，每个托架112用的延长杆118推动一个水平定位的禽蛋(或者例外相对于垂线倾斜的)在弧形表面的下部分114b至一个垂直的取向，从而使禽蛋能够借助禽蛋转移装置130由托架112移走。
本发明的实施例不局限于所述的延长杆118，或者延长杆118相对于每个托架112的取向。取向元件可以具有不同的形状以及定位在托架112内，以不同的方式和不同的取向在收缩的和延伸的位置之间往复地移动。
如图15所示，延长杆118排列成一行以及同时被一个致动器器件122控制，它在相应的托架122内的收缩的和延伸的位置之间移动延长杆118。当一行延长杆118处于收缩位置时，托架112内的禽蛋具有基本上水平的取向，如上所述。当延长杆118移动至延伸位置时，延长杆向上伸出通过上述的托架以及引起禽蛋移动至一个基本上垂直的取向。在收缩的和延伸的位置之间移动延长杆118用的致动器122可以使用气动的，液动的，磁力的和/或电磁的致动器。
图23-26示出一个禽蛋托架212，它可以按照本发明的其它的实施例使用，以及按照本发明的一个代替的实施例，它设计为由一个垂直取向的位置重新定位禽蛋至一个水平取向的位置以及随后返回至垂直取向的位置。所示的托架212具有第一和第三部分220a、220b，它们限定一个容器用于接收一个禽蛋。所述的第一部分220a具有一对相对的有间距的元件222、224，带有倾斜的上端222a、224a。每个倾斜的上端222a、224a具有向内倾斜的表面226、228。所述的第二部分220b具有一对相对的有间距的元件232、234，带有倾斜的上端232a、234a。每个倾斜的上端232a、234a具有向内倾斜的表面236、238。第二部分220b的倾斜的上端232a、234a成形为接收一个垂直取向的禽蛋的一端，以引起禽蛋向下滑动，从而使禽蛋以一种基本上倾斜的取向定位在第一和第二部分220a、220b。第一和第二部分220a、220b的倾斜的上端222a、224a，232a、234a的形状帮助保持一个禽蛋在托架212内的基本上中心的位置。
第二部分220b作为一个取向元件以及设计为在一个收缩位置(图23)和一个延伸位置(图24)之间往复移动。在延伸的位置，第二部分220b推动一个水平定位的禽蛋(或者例外相对于垂直线倾斜的)在托架212内至一个垂直的取向。
如图17所示，图14的材料抽取站30的禽蛋转移装置130具有第一和第二相邻的提升头132、134，它们串联地工作。第一提升头134设计为由输入的禽蛋平板传送带系统102上的一个输入的禽蛋平板5同时提升一组基本上垂直取向的禽蛋1，以及放置此组禽蛋在第一行托架112内。禽蛋典型地定位在输入的禽蛋平板内，并且禽蛋的大端面对基本上向上的方向。第一提升头134可以控制由一个输入的禽蛋平板5拾取选择的禽蛋1。例如，第一提升头134可以指定为拾取由分类器12识别的活禽蛋。
相邻的第二提升头132设计为由禽蛋托架台110上的一组托架112同时提升和移走一组禽蛋1，以及放置禽蛋1在输出的禽蛋平板传送带系统104上的输出的禽蛋平板7内。禽蛋1重新取向至一个基本上垂直的取向，以便于由托架112移走。禽蛋典型地放置在输出的禽蛋平板7内，并且禽蛋的大端处于基本上向上的方向。
所示的禽蛋托架台110可滑动地安装至框架100，以及可以相对于第一和第二提升头134、132移动，从而使禽蛋托架112的第一，第二或第三行113a、113b、113c可以在任何时间定位在禽蛋转移装置130的下面，从而使提升头132、134可以向/由托架112放入/取出禽蛋，如上所述。
禽蛋托架台110的可滑动形状允许一行托架由提升头132、134之一接收禽蛋，而另一行托架定位在相应的取样装置160的下面，这样可以由禽蛋抽取材料，如下所述。使用多行的禽蛋托架与禽蛋托架台的往复移动相结合，有利于处理的通过量。
参见图27-29，所述的禽蛋转移装置130的每个提升头132、134包括一行可膨胀和可收缩的支管组件136和真空杯137，它们被一个基本上矩形的框架138支承。所述的框架138包括相对的侧面元件139a、139b，它们沿第一方向L1延伸，以及相对的端元件140a、140b，它们沿实质上垂直于L1的第二方向L2延伸。
每个支管组件136和真空杯137由相应的横轨142支承，它们在侧面元件140a、140b之间延伸，如图所示。一个中横轨固定在侧面元件140a、140b之间。横轨142在固定的中横轨的任何一边被框架138可滑动地支承，以及成形为沿第二方向L2移动。相邻的横轨142借助一对限制元件143连接。
致动器元件144a、144b连接至横轨142，如图所示，以及使用于压缩和膨胀沿第二方向L2的一行支管组件136和真空杯137。每个致动器元件144a、144b被一个致动器器件145控制，它与一个控制器联系(例如图12的PLC 70a)。致动器145可以气动地，液动地磁力地工作，和/或使用电机械致动器。
图27示出一行支管组件136和真空杯137，处于膨胀的形状，以及图28示出一行支管组件136和真空杯137，处于收缩的形状。在图28内，为了清晰没有示出限制元件143。一行支管组件136和真空杯137的可膨胀和可收缩的本性用于每个提升头132，134允许提升一组(或“一抓次”)禽蛋离开或插入不同尺寸和形状的禽蛋平板和禽蛋托架行。
按照本发明的实施例，一行支管组件136和真空杯137可以在两个方向上膨胀和收缩。例如，一种输入的禽蛋平板特定的规格可以允许一行中相邻的禽蛋之间相距1in(英寸)，以及相邻行之间相距1in。在禽蛋托架台110内的一行禽蛋托架112可以具有不同的形状。例如，一行禽蛋托架可以允许一行中相邻的禽蛋之间仅相距0.5in，以及相邻行之间相距0.5in。类似地，输出的禽蛋平板可以具有与禽蛋托架行形状不相同的行形状。一行是在两个方向上可膨胀和可收缩的，它能调节禽蛋平板和托架行列的这种差别。
每个提升头132、134的行形状可以借助控制器调节，比如一个中央控制器(PLC)或一个专用控制器(PLC)(例如图12的PLC 70a)，从而使禽蛋能够在具有不同尺寸和/或行形状的禽蛋平板和托架之间转移。每个提升头132、134也最好容易作为一个单元移动，以便于清洗。
现在参见图30，每个支管组件136包括一个端部分136a和一个内通道144，它在一个由端部分136a延伸的喷149处结束。每个支管组件136的内通道144借助相应的真空和空气管路与一个真空源(图中未示出)和一个空气源相联系，而相应的真空和空气管路连接至每个支管组件136顶上的相应的配件，这点技术熟练人员是可以理解的。最好，每个支管组件136和真空杯137与一个单独的真空供给相联系，以允许选择地转移禽蛋。
一个柔性的真空杯137固定至每个相应的支管组件的喷149。每个柔性的真空杯137设计为，当借助相应的内通道144提供柔性的杯137内的真空时它接合和保持一个禽蛋在其中就位关系以及当在相应的内通道内的真空破坏时它释放相应的禽蛋。来自空气源的空气可以提供至内通道144内，以便利由柔性的真空杯137移走禽蛋。
禽蛋转移装置130的提升头132、134可以使用各种吸收型的提升器件。此外，按照本发明的实施例可以使用任何适当的器件，以便由一个平板转移禽蛋至一行禽蛋托架，以及由一行禽蛋托架转移禽蛋至一个平板。
图14的材料抽取装置30的每个取样装置160包括一行或一组(161)取样头162。每个取样头162设计为由一个禽蛋抽取材料和放置抽取的材料在取样托盘150的相应的取样容器152内(图40)。在图14所示的实施例中的每个取样装置160是固定的以及托架台110相对于它移动，如上所述。因此，当含有禽蛋1的一组托架112定位在取样装置160下面时，每个取样头162设计为由相应的禽蛋1抽取材料以及随后放置抽取的材料至取样托盘150的一个相应的取样容器152。
参见图31，按照所示的实施例，每个取样头162包括一个延长的壳体163，它具有相对的第一和第二端163a、163b以及一个延长的通道(导轨)164在它们之间延伸。一个延长的针头165设置在延长的通道164内以及在一个收缩位置和第一和第二延伸位置之间移动。当针头165处于收缩位置时，针头165的前端166包容在通道164内，以及当针头165处于第一和第二延伸位置时，针头165的前端166由壳体的第一端163a伸出。当针头165处于第一延伸位置时，它设计为刺穿一个禽蛋的外壳以及由此禽蛋抽取材料(例如，尿囊液)。当针头165处于第二延伸位置时，它设计为传送抽取的禽蛋材料至一个取样托盘的相应的取样容器内，如下所述。针头165可以是一个皮下注射针头，具有一个蛋壳穿刺针尖形状。按照本发明的实施例，针头前端166可以具有斜切的或钝头的形状，以便于穿刺蛋壳。按照本发明的实施例，针头165可以具有一个在侧面上形成的孔以代替针头前端166，以防止由于穿刺蛋壳而引起的针头腔堵塞。按照本发明的实施例的取样头的针头165特别适合于由禽蛋抽取尿囊液。
如技术熟练人员所知，尿囊液是一个禽胚胎的氮代谢产物的排泄物质。尿囊液开始于孵化的第五天左右。它在孵化的十三天左右达到最高值，以及随后随着孵化的继续而减少，这是由于水分的丧失和液体的再吸收，但是在孵化的十八天仍有足够数量存在。
尿囊液被内和外壳膜和绒毛尿囊膜由蛋壳隔离。虽然尿囊液包围整个胚胎蛋的周边，尿囊液集聚在一个禽蛋的顶部各个膜的下面，盖住空气泡。尿囊液在禽蛋的顶部的集聚是由于致密的胚胎和卵黄囊的重力和位移。当禽蛋处于直立时企图通过禽蛋的顶部精确地取尿囊液样品是有困难的，由于禽蛋与禽蛋之间存在空气隙的变化性。利用重力可使尿囊液汇集至一个局部的位置。当一个禽蛋转动至其纵轴时，尿囊液将流动至禽蛋的顶侧面，直接地位于蛋壳下面。放置禽蛋在其纵轴上，使尿囊液成为较容易达到的目标。
按照本发明的实施例，由禽蛋抽取材料，比如尿囊液可以用不同的方法进行。例如，如果仅有活禽蛋开始时放置在禽蛋托架台110的托架112内，全部禽蛋被取样。然而，如果非活禽蛋也放置在禽蛋托架台110的托架112内，仅有活禽蛋被取样。代替的方案是，全部禽蛋，包括非活禽蛋也被穿刺，但仅由活禽蛋取样。按照代替的实施例，每个取样头162可以包括一个生物传感器或其它器件，设计用于在单位分析禽蛋材料(例如，尿囊液)。如下所述，按照本发明的其它的实施例，禽蛋材料的抽取和抽取材料的检验可以借助相同的取样装置进行。
图31的实施例所述的每个取样头162还可以包括一个对准元件168。所述的对准元件168包括一个壳身部分169，它可移动地固定至取样头壳体的第一端163a。两对相对的小轮170a、170b安装在壳身部分169的相对的末端部分171a、171b。
如图32所示，当一个取样头162进入与托架112内的一个禽蛋接触时，禽蛋1被对准元件168保持在托架112内的位置。对准元件168调节禽蛋的位置和在托架112内定中心。在所述的实施例中，相对的小轮170a、170b和取样头壳体的第一末端163a一起与一个蛋壳接触。
本发明的实施例不局限于图31所述的取样头的形状。例如，一个取样头可以具有一个对准元件，它设有一对相对的小轮170a、170b。此外，本发明的实施例可以使用具有不同形状，尺寸和结构的对准元件。
取样头的工作示于图33-35。图33是图14所示的四个取样装置160中的一个的一组取样头162的侧视图。在由禽蛋1抽取材料前，每个取样头与相应的禽蛋托架112内的一个禽蛋1的蛋壳接触，以及在每个取样头内的一个取样针头165处于一个收缩位置。此外，示出一个致动器180借助致动器活塞181移动支臂182由第一位置至第二位置，如箭头A5所示。支臂182连接至取样头的锁定板185，它们可移动地夹持在静止板186和187之间。如下所述，锁定板185设计为，当由禽蛋1抽取材料时，保持每个取样头162相对于在托架112内相应的禽蛋1处于垂直地锁定位置。
在图34中，支臂182已移动至第二位置，从而使锁定板185展开至锁定位置，这样以限制取样头162的垂直移动。取样针头165已延伸至第一延伸位置以及已刺穿每个相应的禽蛋壳。在此第一位置取样针头165处于由每个相应的禽蛋抽取材料(例如，尿囊液)的位置。
在图35中，支臂182已移动返回至第一位置，从而使锁定板不限制取样头162的垂直移动。取样针头165已延伸至第二延伸位置以及在此位置分配由相应的禽蛋抽取的材料至一个取样托盘150内相应的取样容器152。第二延伸位置提供超出取样头162和/或调节元件168适当的裕度，从而使针头165能够达到取样托盘150内的取样容器152，这样针头165能够达到清洁喷口或者传送清洁液至针头165的其它装置。
本发明的实施例不局限于针头具有第一和第二延伸位置的取样针头。按照本发明的代替的实施例，针头可以由一个收缩位置仅移动至一个延伸位置，用于由禽蛋抽取材料。为了分配抽取的材料进入一个取样容器，一个取样容器，一个取样托盘可以向上移动至针头。类似地，一个清洁喷口或其它装置也可向上移动至针头。
取样针头165在取样头162内的移动详细地示于图36A-36C。每个取样头162包括一个偏压元件(例如一个弹簧)190，如图36A所示。每个取样针头165由一个收缩位置移动至第一和第二延伸位置是借助由一个压缩空气源(或其它液压源)提供的空气压力(或其它液压压力)实现的。为了移动针头165由收缩位置至第一延伸位置(图36B)，空气压力(或其它液压压力)施加至足够的水平(例如，28psi)以克服取样头162下半部内空气的偏压力，但不足以克服取样头的下半部内的空气的偏压力和偏压元件190的偏压合力。为了移动取样针头165由收缩位置至第二延伸位置(图36C)空气(或其它液体)压力借助一个或多个配件(图中未示出)施加至取样头162至足够的水平(例如75psi)以克服取样头的下半部内空气的偏压力和偏压元件190的偏压合力。
在所述的实施例中，偏压元件190设计为，当取样头162的下半部内的空气压力降低时，它推动取样针头165由第二延伸位置至第一延伸位置。在取样头162的下半部内的空气压力增加时，移动取样针头165至收缩位置。偏压元件190可以具有各种形状，结构和/或尺寸，以及不局限于特定的实施例。
在所述的实施例中，空气是通过喷192供给至每个取样头162，以便在每个相应的取样针头165清洁后干燥每个相应的取样针头的外部。
参见图36D，按照本发明的实施例示出一个示范的清洁的喷射器200，它可以用于清洁一个相应的取样针头165。所述的喷射器200具有在其上制成的一个膛孔201，设计为接收相应的取样针头165在其内。清洁液通过供给管路202供给至喷射器。喷射器200具有一个或多个喷口(图中未示出)，它设计为用清洁液喷射取样针头165。按照本发明的实施例，一行喷射器200这样设置，在分配抽取的禽蛋材料至取样托盘的取样容器之后，与此同时取样针头165可以由一相应行的取样头162下降至相应的喷射器200内。然而，本发明的实施例不局限于所述的清洁的喷射器200。清洁系统可以使用各种类型的器件供给清洁液至取样针头。
现在参见图37、38A-38B以及39A-39C，将说明锁定板185。图37是沿图33的直线37-37切取的一行取样头162的顶视图，它示出锁定板185。所述的锁定板185包括在其上制成的一组孔300，其排列图案与一行取样头162的相同。每个取样头162设计为可滑动地设置在相应的孔300内以及设计为，当锁定板185不在锁定位置时它可以在垂直方向上自由地移动。
在每个所述的孔内一对弹性臂302设计用于当锁定板185移动至锁定位置时它施加一个偏压力至相应的取样头162。弹性臂302设计用于防止一个稍大于其它取样头的取样头卡滞整个孔，以及防病止其它取样头被锁定在原位。在图38A所示的实施例中，锁定板185在移动至锁定位置时它们相互移动分离开。然而，本发明的实施例不局限于所述的锁定板185或它们的移动方向。
图38B示出按照本发明的另一实施例的锁定板185’。所述的锁定板185’包括在其内制成的一组孔300，其排列图案与一行取样头162的相同。每个取样头162设计为可滑动地设置在相应孔300内以及设计为，当锁定板185’不在锁定位置时它可以在垂直方向上自由地移动。在图38B所示的实施例中，当锁定板185’移动至锁定位置时，它们移动相互分离开。
在每个所述的孔内一对弹性臂302’，一个支承块303，以及与弹性臂302’连接的弹簧304，它设计为施加偏压力至支承块303。当锁定板185’相对于固定的上板和下板移动时，弹性臂302’接合一个相应的取样头以及弹簧304施加一个偏压力至支承块303，它限制取样头的垂直移动。如在图38A的实施例中，弹性臂302’设计为防止一个稍大于其它取样头的取样头卡滞整个孔，以及防止其它取样头被锁定在原位。
本发明的实施例不局限于图38A-38B所示的锁定板185。可以使用具有不同形状的锁定板。此外，也可以使用限制取样头移动的其它方式(例如，美国专利No.5,136,979 to Paul et al，在此处列出以其全部内容供参考)。
锁定板185的移动示于图39A-39C。在图39A中，锁定板185处于非锁定位置以及取样头162在锁定板185的孔300以及上和下静止板186、187的相应的孔186a，187a内垂直地自由移动，如图所示。在图39B中，锁定板移动至锁定位置(如箭头A6所示)，从而锁定板185推动取样头162接近上和下静止板186、187。在图39C中，取样头162借助锁定板185被楔止顶住上和下静止板，这样取样头162的垂直移动被限制。
现在参见图40，示出一个示范的取样托盘151，它包括一组在其上制成的不同行的取样容器152。每个取样容器152设计为接收由相应禽蛋的抽取材料，比如尿囊液。取样托盘具有不同的形状以及取样容器的行列可以按照本发明的实施例使用。取样托盘可以使用不同的技术由不同的材料制造。本发明不局限于所述的取样托盘150。
图41是图40的取样托盘的放大的部分顶视图，示出由禽蛋抽取的材料在取样托盘的相应的取样容器内的分配。由禽蛋抽取的材料放置在取样托盘150的相应的取样容器152内，按照不同的分配图案。例如，如图41所示，来自特定的平板的禽蛋的材料可以分配在成组的容器的第一行内的第一容器152a内。来自相继的平板的禽蛋的材料可以分配在第一行内的第二容器152b内，等等。分配图案最好借助一个控制器控制(例如，图12的PLC 70a)。
图42A-42B是按照本发明的实施例的取样托盘操作系统150的顶视图，示出取样托盘151相对于图14的取样装置160(就是在其下面)的移动(如箭头A7所示)。由于图14所示的材料抽取装置的每个取样装置160是固定的，取样托盘操作系统150设计为在相应的取样头162的下面移动取样容器152，从而使由禽蛋抽取的材料可以分配至正确的取样容器内。一旦取样托盘151的取样容器接收抽取的禽蛋材料，取样托盘151卸载(或者人工地，或者自动化地)以及使抽取的材料干燥。一旦取样托盘151卸载，取样托盘操作系统150移动返回，以接收操作员装载的新的取样托盘151。
虽然图中未示出，清洁系统最好设置图14所示的材料抽取装置。例如，清洁系统可以与每个取样装置160的取样头162操作上联系以及设计为泵送清洁液通过和围绕取样头162的外面，包括延伸的针头165和针头通道164。例如，见图36D所示的喷射器200，它设计为供给清洁液至一个取样针头165。清洁液最好供给至取样头162的每个部分，它们在分配由一个禽蛋抽取的材料至取样托盘150的相应的取样容器152之后进入与一个禽蛋的接触。最好，在供给清洁液之后，设置每个取样头162，针头165和通道164的干燥用器件。例如，可以设置一个系统用于供给空气至每个取样头162，针头165和通道164。
在图36A-36C所述的实施例中，干燥的空气是通过喷192提供的。
提供清洁液用的示范性的清洁液系统，可以按照本发明的实施例使用，它在美国专利Nos.5,176,101和RE35,973中说明，在此处列出以其全部内容供参考。
本发明的实施例不局限于图14所示的材料提取装置30，或者上述的严格的过程。每个部件(禽蛋转移装置130，禽蛋托架台110，取样装置160，禽蛋平板传送带系统102，104)可以用不同的方式工作，只要由一个禽蛋抽取的材料在由此特定的禽蛋取出后能够被识别。
检验站
现在参见图43-46，现在说明按照本发明的实施例的一个检验站60以及使用检验站60以确定禽蛋特点的方法。所述的检验站60设计为处理一组含有由禽蛋抽取材料的取样托盘，如上所述以确定禽蛋的一个或多个特点。
首先参见图43-44，一个保持区410设计为接收和保持一组含有由一组禽蛋抽取的材料的取样托盘，经一预定的时间期。每个取样托盘随后由保持区410转移至生物传感器(例如酵母)涂覆区420，在此处一种生物传感器加入至每个取样托盘的取样容器内。每个取样托盘随后前进至颜色基质涂覆区430，在此处一种颜色基质(例如OPNGsubstrate)加入至每个取样托盘的取样容器内。广义地说，一种生物传感器和一种颜色基质加入至由一个禽蛋抽取的已干燥的材料(例如，尿囊液)，以引起一种化学反应，它可以根据一个禽蛋的一个特点(例如性别)改变干燥的材料的颜色。经过一预定的时间期后，每个取样托盘由转移区440转移至“读取区”450，以及每个取样容器内的材料的颜色经分析以确定特点。例如，如果此特点是按性别确定的，由一个雌禽蛋抽取的材料可以具有与雄性禽蛋容易区分的颜色。在取样托盘任意处置前，最好通过清除区460破坏生物传感器。
按照本发明的实施例，检验站60专门地调节以确定禽蛋的性别。一各操作员装载一组含有由禽蛋抽取的物质的取样托盘(例如尿囊液)至检验站60。在检验模块60内，每个取样托盘借助位于一个分配头下面的传送带系统移动，它分配预定量的(例如约75μl)的试剂(例如，Live SensorsTM brand cell-based biosensor，LifeSensors，Inc.，Malvern PA)至每个相应的取样容器。每个取样托盘随后前进通过一个环境控制室，经过一预定的时间期(例如，约3.5h)。每个取样托盘借助位于另一个分配头下面的传送带系统移动，它分配预定量的颜色基质(例如，ONPG based substrate)至每个取样容器。每个取样容器随后前进通过一个环境控制室，经过一预定的时间期(例如，约45min)以允许颜色在每个井内扩展。
生物探测器LiveSensorsTM brand cell-based biosensor使用于测定尿囊液中的雌激素化合物。一个示范的LiveSensorsTM brandcell-based biosensor是一种遗传学上改进的酵母，用对人类雌激素受体的酵母表达媒介物转换的报告体基团，它含有带雌激素的催化剂，可以响应与E.coli β-半乳糖苷酶耦合的元素。在存在雌激素时，雌激素受体与雌激素响应元素结合，以及开始转录报告体基因，在尿囊液中的雌激素的浓度与报告体基因的引入水平相关。报告体基因产物的活性，β-半乳糖苷酶是使用一种ONPG-based substrate测量的，它产生一种黄色比色信号。LiveSensorsTM brand cell-basedbiosensor可以探测雌激素的飞米(fm)克分子水平。Live SensorsTMbrand cell-based biosensor的酵母菌株是由烘烤业和酵母啤酒业普通使用的相同的菌株组成的。Live SensorsTM brand cell-basedbiosensor可以仅使用约4微升(ml)的尿囊液就区分出胚胎是雄性和雌性。尤其是，抽取的尿囊液含有一种酶(葡萄糖苷酸酶)分裂的雌二醇结合物在开始的尿囊液/酵母传感器潜伏时它被酵母秘存。“游离的”雌二醇的存在容易引起在酵母内的报告体基因产生β-半乳糖苷酶，随后与ONPG based substrate反应，它是在尿囊液/酶母传感器潜伏后加入的，以产生一个颜色信号。
按照本发明的代替的实施例，酵母可以引入以秘存GFP以代替Bete-Gal(β-半乳糖苷酸酶)，它自身是荧光的，以及不需要增加一种比色的基体。
每个取样容器内材料的颜色可以用不同的方法确定。一种技术可以包括使用白光照射抽取的材料和使用CCD(电荷耦合器件)摄像机，它扫描每个取样容器以及电子过滤器输出的全部颜色信号，但不包括特定的颜色信号(例如黄色，粉红色等)它用于识别性别(例如雌性)。最好，每个取样托盘是透明的，以及每个取样托盘内的抽取材料是由下面照射的。一个CCD摄像机可以设计为计算相应的取样容器内一种颜色的像素数目，以确定是否象素数目超过了一定的门坎值。如果是这样，CCD摄像机可以输出一个数字信号，识别此位置的雌性。此信息通过一个数据处理器存储入网络。
图45说明使用LiveSensorsTM brand cell-based biosensor对不同数量的尿囊液(例如，4，10，20μl)进行的检验。颜色(例如，黄色)的强度用CCD摄像机的像素测量示于每个取样容器的下面。如图所示，雌性具有比雄性更大的黄色强度。
按照本发明的实施例，在每个井内的试剂(例如，LiveSensorsTMbrand cell-based biosensor)随后被破坏(例如，通过加热和/或通过化学处理)，它是在任意处理每个试样托盘之前在清除区460内进行。
按照本发明的实施例，使用LiveSensorsTM brand cell-basedbiosensor时，由禽蛋抽取的材料，比如尿囊液可含有高至约20％的血污染。此外，孵化温度可以变化约摄氏五度(±5℃)，以及试样潜伏时间可以变化30min或更多。此外，由禽蛋抽取的材料在按照本发明的实施例开始检验程序之前可以保持一定的时间期(例如，超过一夜)。
其它的技术可以包括用白光照射抽取的材料以及使用带有颜色过滤器的一行光电二极管。每个光电二极管根据其看到的颜色强度输出一个信号。
本发明的实施例不局限于酵母基检验技术。此外，本发明的实施例不局限于识别禽蛋的性别。各种检验技术可以使用于分析由禽蛋抽取的材料，以识别不同的特点(例如，性别，病原体含量，与禽的健康或性能有关的遗传标记)。例如，抗体基系统和方法(例如商业的怀孕前试验系统和方法)可以使用于检测禽蛋材料内的雌激素。此外，抗体基系统也可以使用于检测病原体(例如，沙门菌和Marek氏症)。
作为另一个实施，PCR(聚合物链反应)分析可以使用于分析禽蛋材料中是否存在W-染色体。再者，PCR分析还可以使用于探测禽蛋材料中的各种遗传性状/缺陷。因此，检验模块可以提供禽蛋的病原体探测和遗传分析。
现在参见图46，示出按照本发明的实施例的一个检验站装置60，它设计为检验包含在一个组取样托盘151的取样容器内的由禽蛋抽取的材料。所述的装置60包括一组室或区，它们借助传送带系统连接，它传送取样托盘顺序地通过这些区。最好，这些区保持在预定的温度和湿度水平。还可以使用补充的环境控制。例如，空气可以借助风扇416以规定的流动速率由装置60排出，以及通过一个HEPA(高效颗粒阻止)过滤系统过滤。
如图46所示，一组取样托盘151由一台拖车405装载进入保持区410。保持区410包括一个第一环形传送带系统411，它设计为在预定的时间期内，以有间距的关系向上传送一组取样托盘至生物传感器涂覆区420。在保持区的顶部，第一环形传送带系统上的每个最上层的取样托盘被拉入生物探测器涂覆区420以及位于分配器下面(图中未示出)，它设计为分配生物探测器(例如，酵母)进入取样托盘的相应的取样容器。在生物探测器已分配进入取样托盘的取样容器之后，取样托盘被第二环形传送带系统412传送，向下至颜色基质涂覆区430。在第二环形传送带系统的底部，每个最下层的取样托盘被拉入颜色基质涂覆区430，以及位于分配器的下面(图中未示出)，它设计为分配颜色基质(例如ONPG-based substrate)进入取样托盘的相应的取样容器。在颜色基质已分配进入取样托盘的相应的取样容器之后，取样托盘被第三环形传送带系统传送，向下至读出区450。在第三传送带系统413的底部，每个最下层的取样托盘被拉入读出区450以及位于一个或多个CCD摄像机415的下面，它设计为“读出”每个取样容器内抽取材料的颜色，如上所述。在每个取样容器内的生物探测器借助由分配头417分配一种化学试剂至其中而破坏。
处理站
图11所示实施例的处理站40可以设计为以任何希望的适当的方式有选择地处理禽蛋。特别地应该理解，处理站40用一种处理物质注射活禽蛋。这里使用的术语“处理物质”表示一种注射入禽蛋以达到一种希望的结果的物质。处理物质包括，但不局限于疫苗，抗生素，维生素，病毒，以及免疫调节物质。疫苗设计为在卵中使用，以战胜孵化禽的疾病突发，它们是商业供应的。典型地，处理物质是分散在液体介质中(例如，液体或悬浮液)，或者溶解在液体内的固体，或者分散或悬浮在液体中特定的颗粒。
按照本发明的实施例使用的一种优选的处理站40是下列系统：INOVOJECT automated injection system(Embrex，Inc.，ResearchTriangle Park，North Carolina)。然而，任何在卵中注射器件可以操作上连接至一个控制器，如上所述，以便于按照本发明的实施例使用。适当的注射器件最好设计为与商业的禽蛋携带器件或平板结合使用它们在上面已经说明。
处理前的分选
参见图47-51，示出按照本发明的实施例的处理前禽蛋1’的分选和转移。首先参见图47，一个分选站500包括一个环形传送带系统502和一对转移头504、506，与其操作上连接。带有已识别特点(例如，性别)的禽蛋放置在传送带系统502的一端502a处的平板或其它保持容器内，以及沿传送带系统在箭头A8所示方向上移动。转移头包括一行真空杯137，如图27-29上面所述，它设计为同时由传送带系统502提升一组禽蛋以及放置禽蛋在第一传送带508(图48)。转移头506包括一行真空杯137，它设计为同时由传送带系统502提升一组禽蛋以及放置禽蛋在第二传送带510(图48)。
每个转移头504、506可以设计为根据禽蛋的特点(例如，性别)由传送带系统502有选择地提升禽蛋，例如，转移头504可以设计为仅提升雄性的禽蛋，而转移头506设计为仅提升雌性的禽蛋。转移头504、506和传送带系统502最好为处于计算机控制下(图12的PLC70c)。
如图48所示，转移头504、506设计为在箭头A9所示方向上移动，这样可使禽蛋被放置到相应的传送带508、510上。传送带508、510的运动方向也如箭头A9所示。
现在参见图49，每个传送带508、510与相应的反充填装置520工作上连接。每个反充填装置520设计为定向和保持禽蛋在预定的位置以便处理(例如，注射等)。每个所述的反充填装置520包括一个环形传送带522，它具有一组平行的滚筒524，它在其末端可转动地连接一个驱动机构(例如链条等)。滚筒524在箭头A9所示的方向上移动，以及也按由图51所见的顺时针方向转动。在滚筒524的移动和转动作用下，禽蛋1’沿箭头A9所示的方向前进(并且其狭端基本上垂直于箭头A9所示的前进方向)，以及供给进入相应的沟道528和随后进入相应的杯子530，并且其狭端定位向下，如图51所示。接收的杯子530安装在环形的传送带系统540上，它在箭头A9所示的方向上移动杯子，一种示范的反充填装置公开于美国专利No.3,592,327，在此处列出以其全部内容供参考。
每个接收杯530运输一个相应的禽蛋1’至一个处理站40，比如INOVOJECT automated injection system。例如，在图49所示的实施例中，在相应的接收杯530内的禽蛋1’被运输通过相应的处理和转移站40、50。每个处理站40包括一组注射输送器件，它设计为注射物质进入禽蛋1’。一个转移站50设置在每个处理站40的下游以及设计为转移禽蛋1’进入相应的篮子(图中未示出)。
按照本发明的实施例的反充填装置具有不同的形状，以及不局限于所示的实施例。反充填装置可以包括不同数目的沟槽以及可以包括各种尺寸和/或形状的接收杯。此外，各种类型的滚筒和传送带系统可以不受限制地使用。
分选后的处理
参见图52，示出按照本发明的其它的实施例的处理和分选/转移站40、50。当取样后的禽蛋1’的平板7传送通过处理站40时，控制器20(图11)有选择地产生一个注射信号至处理站40，以便注射这些已识别为具有特定的特点的禽蛋1’。如技术熟练人员所理解，选择的注射信号的产生可以借助各种方法达到，包括产生一个信号，它引起选择的禽蛋的注射，或者产生一个信号，它防止注射非选择的禽蛋。
在所述的实施例中，使用一对注射站41、42，比如INOVOJECT自动化注射系统。第一注射站41包括第一组注射输送器件，它设计为注射一种物质至已识别为具有第一特点的禽蛋1’。第二注射站42包括第一组注射输送器件，它设计为注射一种物质至已识别为具有第二特点的禽蛋1’。例如，如果性别是已识别的特点，第一注射站41可以注射一种疫苗或其它物质至雄性的禽蛋，以及第二注射站42可以注射一种疫苗或其它物质至雌性的禽蛋。
一个分选/转移站50可以设置在处理站40的下游。控制器20产生一个选择的移动信号，以引起分选/转移站50移动具有不同的识别的特点的禽蛋(例如性别)。分选/转移站50可以使用吸气型的提升器件，如同上述关于材料抽取装置30的提升头132、134。任何其它适当的器件也可使用于禽蛋的移动，这种装置是普通的技术人员已知的。
在所述的实施例中，禽蛋按照性别识别。雄性禽蛋由禽蛋平板7转移至相应的篮子51以及雌性禽蛋由禽蛋平行7转移至相应的自暴自篮子52。任何非活禽蛋可以保留在禽蛋平板7上，用于随后的处理或放等。分选/转移站50最好按照自动化和机器人化工作。代替地，选择的禽蛋可以在操作员界面22上识别，借助手工任选的标记和移动。
按照本发明的实施例，禽蛋可以根据活力，病原体含量和/或遗传分析进行分选。例如，含有病原体的禽蛋可以由正常的禽蛋群移出和不转移到孵化箱，从而避免水平的转移病原体。
信息收集
按照本发明的实施例的系统可以对家禽业的人员提供有价值的信息。例如，胚胎死亡率级别的识别和编辑可以提供反馈至种禽群管理，禽蛋操作和孵化条件。了解成活禽蛋的数目和性别可以提供对产品和流水线精确的预测以及优化管理。病原体探测的识别以及数据的编辑有助于疾病管理。遗传标记的识别可以利用于种禽。禽蛋内营养元素的识别可以使用于优化供给的饲料和生活制度。蛋白质或小分子的识别可以使用于跟踪、预测或优化性能或免疫力。此外，人们可以使用来自本发明实施例的信息以跟踪禽蛋的组成以及随后将其与禽的性能联系以及使用这些信息利于产品发展。
材料抽取/检验的组合
按照本发明的实施例，材料抽取站可以设计为进行各种检验技术以确定图53-54禽蛋的特点。所示的模块600设计为连接至图14的材料抽取装置30。一个示范的模块600用于按照本发明的实施例检验材料，以及尤其是使用于竞争性的抗体检验程序，如下所述，它是LuminexCorporation，Austin，Texas制造的。
所示的模块600设计为由相应的取样容器外的禽蛋提取抽取材料的小样品，以及供给它们至读出系统供分析。最好，具有一组取样容器152内含由禽蛋抽取的材料，是由取样托盘操作系统150供给至上述的模块600。
一个竞争性抗性检验程序使用模块600以及根据与内干燥的“球体”耦合的抗体。所述的模块600可以设计为同时操作任何数目的取样托盘151。对于每个取样托盘151，模块600包括一个液体操作器，它设计为由一个取样托盘151内的相应的取样容器提取小样品以及供给它们至读出系统。
特殊地，如果由禽蛋抽取的材料是尿囊液，模块600取出尿囊液和将其与聚苯乙烯微球或小球混合(可由Luminex，Inc.，Austin，Texas供应)，它与雌二醇分子耦合。荧光标签的抗雌二醇抗体加入至小球/尿囊液混合物中和混合。此混合物随后在室温下暗处潜伏15-30min。一定数量(例如，50μl-60μl)的混合物被抽出以及检验结果是由一台分析仪(Luminex，Inc.，AustinTexas)提供，它使用激光以探测荧光信号。
此检验程序是根据竞争性的抑制作用。
对于荧光标签的抗雌二醇抗体的竞争建立在雌二醇耦合小球和尿囊液样品中的雌二醇之间。如果尿囊液取样来自一个含有雌二醇的雌性胚胎，则取样中的雌二醇竞争至荧光标表抗体以及较少的抗体与小球粘合。检验信号，取决于与小球粘合的抗体的数量，来自一个雌性源的样品的将较小(由于荧光信号抑制)。如果尿囊液取样来自一个雄性胚胎，以及不含雌二醇，则这里在取样中来自雌二醇的竞争小得多，以及更多的小球将与抗体粘合。粘合至小球的抗体越多，信号也越高。
按照本发明的实施例，耦合的小球和抗体可能已存在于取样托盘的取样容器内。由于取消了加入小球和抗体至尿囊液的附加的步骤，检验的时间可以减少，它在商业上是有利的。
参见图54，所述的模块600包括一个托盘操作系统602，一个高通过量的读出器系统604用于分析样品，控制器606，流体供给和排放系统608。
本发明的以上的说明不应作为其限制。虽然说明了本发明的一些示范的实施例，技术熟练人员容易理解，在不脱离本发明的新颖的教导和优点的条件下可以在示范的实施例中做许多改变。因此，所有这些改变有意地包括在本发明的范围内，如权利要求书所限定。这样一来，应该理解，以上的说明是本发明的示范性的，不应作为公开的特定的实施例的限制，以及那些对公开的实施例的，以及其它实施例的改变，都有意地包括在所附的权利要求书的范围内。本发明被随后的权利要求书限定，并且权利要求的同等项目也包括在其中。

Claims (23)

1.一种禽蛋处理方法，它包括：
由一组禽蛋中的每一个抽取材料；
检验由每个禽蛋抽取的材料以识别每个禽蛋的性别；以及
注射第一疫苗进入识别为雄性的禽蛋以及注射第二疫苗进入识别为雌性的禽蛋。
2.根据权利要求1的方法，还包括：
在抽取材料之前在一组禽蛋之中识别活禽蛋；以及
由识别为活禽蛋的禽蛋抽取材料。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，识别活禽蛋包括照射禽蛋。
4.根据权利要求2的方法，其特征在于，识别活禽蛋包括：
用来自光源的光线照射每一个禽蛋，其中光线包括可见波长和红外线波长的光线；
在邻接每个禽蛋定位的一个探测器处接收通过每个禽蛋的光线；
确定对于每一个禽蛋选择的可见波长和红外线波长的光线的接收光线的强度；
对每一个禽蛋产生一个光谱，它代表在一组可见波长和红外线波长下的光线的强度；以及
对比对于每一个禽蛋产生的光谱与一个活禽蛋的相关的光谱，以识别活禽蛋。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，用光线照射每一个禽蛋的步骤包括使用波长在300nm和1100nm之间的光线照射每一个禽蛋。
6.根据权利要求2的方法，其特征在于，识别活禽蛋包括：
测量一组禽蛋的不透明度；
测量一组禽蛋的温度；以及
使用测量的不透明度和温度识别活禽蛋。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，由禽蛋抽取材料包括由禽蛋抽取尿囊液、羊膜、卵黄、蛋壳、白蛋白、组织、膜和/或血液。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，由禽蛋抽取材料包括：
将每一个禽蛋定位成基本上水平的取向，从而使每一个禽蛋的尿囊液汇集和扩张每一个蛋壳的上部的下方的尿囊；
插入一个探计通过蛋壳进入每一个禽蛋并直接地进入扩张的尿囊；以及
借助每一个探针由每一个禽蛋的尿囊抽取一个尿囊液样品。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，将每一个禽蛋定位成基本上水平的取向包括使每一个禽蛋这样定位，即，每一个禽蛋的长轴取向相对于竖向在10°和180°之间，其中零角度的竖向由处于竖直向上位置的一个禽蛋的大端限定。
10.根据权利要求8的方法，还包括：
在由每一个禽蛋抽取尿囊液之后，将每一个禽蛋由基本上水平的取向重新定位至基本上竖直的取向；以及
移动基本上竖直取向的禽蛋至另外的位置。
11.根据权利要求8的方法，其特征在于，检验由每个禽蛋抽取的材料以识别每一个禽蛋的性别包括探测在抽取的尿囊液中雌激素化合物的存在。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，探测雌激素化合物的存在包括：
分配由禽蛋抽取的尿囊液进入相应的容器；
分配一种生物传感器进入容器，其中生物传感器设计为与尿囊液中的雌激素化合物化学反应并改变尿囊液的颜色；以及
探测容器内的尿囊液的颜色改变。
13.根据权利要求11的方法，其特征在于，探测雌激素化合物的存在包括：
分配由禽蛋抽取的尿囊液进入相应的容器，其中每个容器含有一种生物传感器，该生物传感器设计为与尿囊液中的一种雌激素化合物化学反应并改变尿囊液的颜色；以及
探测容器内的尿囊液的颜色改变。
14.根据权利要求1的方法，还包括按照性别分离禽蛋。
15.一种禽蛋处理方法，包括：
在一组禽蛋中识别活禽蛋；
由识别为活禽蛋的禽蛋抽取材料；
检验由每一个活禽蛋抽取的材料以识别带有一种或多种病原体的活禽蛋；以及
除去识别出的带有一种或多种病原体的活禽蛋。
16.一种禽蛋处理方法，包括：
在一组禽蛋中识别活禽蛋；
由识别为活禽蛋的禽蛋抽取材料；
检验由每一个活禽蛋抽取的材料以识别每一个活禽蛋的性别；
检验由每一个活禽蛋抽取的材料以识别带有一种或多种病原体的活禽蛋；
除去识别出的带有一种或多种病原体的活禽蛋；以及
按照性别选择性地注射疫苗到剩余的活禽蛋。
17.根据权利要求16的方法，还包括：
将第一疫苗注射入检验为雄性的禽蛋，将第二疫苗注射入检验为雌性的禽蛋。
18.根据权利要求16的方法，还包括：除去识别为具有相同性别的禽蛋。
19.一种禽蛋处理方法，包括：
由一组禽蛋中的每一个抽取材料；
对由每个禽蛋抽取的材料进行聚合酶链反应(PCR)分析以检测W染色体的存在与否以及/或检测基因特征；
检验由每个禽蛋抽取的材料以识别每个禽蛋的性别；
检验由每个禽蛋抽取的材料以识别带有一种或多种病原体的禽蛋；以及
除去识别出的带有一种或多种病原体或带有特定基因特征的禽蛋。
20.根据权利要求19的方法，还包括：
在抽取材料之前在一组禽蛋之中识别活禽蛋；以及
由识别为活禽蛋的禽蛋抽取材料。
21.根据权利要求19的方法，还包括：
按照性别有选择地将疫苗注射入禽蛋。
22.根据权利要求21的方法，还包括：
将第一疫苗注射入检验为雄性的禽蛋，将第二疫苗注射入检验为雌性的禽蛋。
23.根据权利要求19的方法，还包括：除去识别为具有相同性别的禽蛋。
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