CN101052880A - 用于处理微生物试样的设备 - Google Patents

Abstract

用于处理生物试样的设备包括输送机构，它将试样输送到例如滴定板里面。在输送机构的一个位置上设置加工站。在那里要被处理的在试样容器中的试样从输送机构转移到处理机构。这个处理机构可以具有多个处理空间，其中总是只有一个处理空间设置在处理位置。在该处理位置中借助于处理装置实现处理，该处理装置由操纵器从其等待位置移动到处理位置。该操纵器包括耦联机构，用于机械地且功能有效地耦联加工装置。

Description

用于处理微生物试样的设备

本发明涉及生物试样的自动或可自动的处理。

已知以特殊的方式处理设置在微管中的生物试样。从液体试样中取出一定量的液体、加入试剂、检验不同的参数等都属于处理。因为必需经常处理大量的试样，因此经常将微管安置在支架里面，它们可以由微滴定板构成。还已知可以通过操纵器进行微滴定板的部分输送。使微滴定板配有可机读的标识，并且使在专用的微滴定板内部的确定试样的位置存储在电子存储器里面。

由欧洲专利申请1 348 485公开了用于处理生物试样的试样处理装置。

本发明的任务是提供一种大量地并且必要时也在洁净室条件下按照最不同的标准、尤其是这些标准只有在加工期间才给出或变化的时候进行生物试样的最不同的处理过程的方案。

为了实现这个任务，本发明提出一种具有权利要求1所述特征的用于生物试样自动处理的设备。

该设备包括可以通过受控的驱动装置驱动的输送机构，它可以输送试样容器。在此试样容器可以是微滴定板的空腔或者也可以是其它试样容器，如凹坑。该设备还包括至少一个处理空间，在其上安置要被处理的试样。通过处理装置、例如吸移机构处理试样。这个处理装置由操纵器相对于处理空间定位，使得通过这个装置可以在这个位置上进行处理。

这种形式的任务分配的优点是，使各个装置或机构、即输送机构、处理装置和操纵器尽可能相互独立地工作，使得其工作可以由中央控制器控制、监控和影响。各个机构可以适配于其特殊的任务。例如输送机构仅仅用于输送所有所需的试样容器和耗材。操纵器的任务是借助于操纵器以上述方式和方法处理试样容器。

为了可以提前准备空的试样容器，按照本发明在一种改进方案中所述设备具有用于预备试样容器的储备箱和用于从储备箱中取出试样容器并转移到输送机构的机构。这个取出机构也与其它机构独立地工作，但是可以由中央控制器控制。

为了同样可以处理必需以确定的时间在确定的条件下施加影响的试样，按照本发明在改进方案中可以使所述设备具有用于使试样置于规定环境中的培养箱。

为了进一步扩展上述的输送与处理相互独立的优点，按照本发明规定使处理空间设置在输送机构的输送段以外。在此关于输送段可以理解为沿着它输送与输送机构连接的试样容器的路段。在这个输送段以外意味着，使试样容器这样远地错开，使得输送机构可以继续工作。该处理空间也可以在侧面设置在输送段的两个侧面的每个侧面上，但是也可以设置在输送段的上方或下方。

为了使试样容器从输送机构转移到处理空间，按照本发明可以使所述设备具有转移机构。这个转移机构也可以用于，当完成处理时使试样容器从处理空间再转移到输送机构。也可以根据具体情况为此具有分开的机构，即一个从输送机构到处理空间的转移机构和另一个用于使试样容器从处理空间转移到输送机构的第二转移机构。

所述转移机构例如可以这样工作，在输送机构停止时实现转移。但是也可以设想，使转移机构与输送机构一起运动，由此在试样容器运动通过输送机构期间可以实现转移。

在本发明的改进方案中可以规定，这个转移机构同样独立于其它机构工作，尤其是独立于操纵器工作。

已经提到过，在处理空间实现生物试样的真正处理。在此试样容器保留在处理空间。所述处理装置由操纵器带到这个位置。对于非常小的试样容器操纵器使处理装置这样定位，使得能够打开试样容器。在本发明的另一改进方案中建议，使操纵器不仅用于机械地耦联在处理装置上，而且也用于功能有效的耦联。例如通过操纵器与处理装置之间的机械耦联也可以通过建立插连接或其它接触实现供电。如果处理装置也要承担机械工作，机械的驱动可以通过操纵器与处理装置之间耦联实现。也可以设想，通过耦联到处理装置上施加负压或过压。通过这种方法还保证或者负责，当处理装置耦联到操纵器上时，处理装置才准备处理。这个措施还用于，使尽可能少的电缆和软管接头固定在处理装置上。在洁净室中移动的软管和电缆是重要的污染源。

在此规定，必要时也通过处理装置耦联介质(培养溶液)、水、清洁溶液和抽吸管，借助于它们能够完全避免软管与处理装置耦联。

所述处理装置在其不使用的时间期间设置在等待位置。这个等待位置这样设置在处理空间外部，使得它与试样容器输送和试样容器转移到处理空间上不产生冲突。

在本发明的改进方案中可以规定，这样构成所述等待位置，它不仅使处理装置在那里准备用于以后的处理，而且也在工作间歇中清洁处理装置。在不使用专用的处理装置期间也可以清洁该处理装置，由此可以充分利用处理装置的等待时间。这改善了设备的总处理量。附加地也可以在处理装置与储存站之间存在功能有效的耦联。在此也可以是与其它任务的功能耦联。由此能够实现处理装置在放置期间的供电并且实现在处理间歇期间的自清洁控制。

因为对于生物试样必需经常进行许多不同的处理，所以在本发明的改进方案中所述设备可以具有多个相互独立工作的处理装置，它们分别具有自身的等待位置。所述设备的控制器这样控制处理装置，使得它选择用于相应任务所需的处理装置并且带到处理空间。

对于在每次单个处理后明显花费时间的洁净处理装置、例如杀菌过程可以有利地预备多个相同的处理装置。这一点能够实现基于本发明的操纵器与处理装置的分离。

在具有高清洁费用的串联工艺处理范围内在各个处理之间可以有选择地进行两个工艺的处理，例如1-2-1-2-1-3-1-4-1-2-1-2，其中1是具有高洁净费用的串联工艺，由此能够实现基于本发明的输送区、处理区、操纵器和处理装置的分离。

当然可以这样构成处理装置，使它在许多试样容器上进行处理，例如对于微滴定板的所有微管。也可以这样构成处理装置，使得可以选择，在哪个试样容器上进行处理，它们正好位于处理空间上。

在本发明的改进方案中可以规定，这样设置处理装置的等待位置和/或处理空间，使得操纵器可以通过沿着唯一自由度的直线运动选择和控制处理装置的位置。例如对于沿着直线移动的操纵器也可以沿着直线设置等待位置。但是在使用围绕固定的轴旋转的操纵器时，沿着圆弧设置处理装置的等待位置是有意义的。

同样有意义的是，按照本发明的另一特征使所述处理装置的自由度是平行于输送机构输送方向的运动。

为了进一步改善设备的效率可以规定，使处理空间本身也可以移动，更确切地说最好在平行于输送机构输送方向的方向上运动。尤其特别有意义的是，对于多个处理装置在其中设置处理装置等待位置的部位略微更大，并且处理装置需要软管连接。由此可以使处理空间返回到靠近处理装置的等待位置。这一点尤其对于在洁净室中处理时是有利的，因为由于处理空间的非临界运动避免输送软管在产品平面上方的临界运动。

如果由于通过操纵器输送介质可以放弃软管和电缆，另一方面也能够静止地设置处理空间。它们无需跟踪受限移动的处理工具。

如果处理空间可以移动，例如借助于一个溜板，按照本发明在改进方案中也可以使溜板具有多个处理空间，但是其中总是只有一个处理空间设置在与处理装置连接的处理位置。通过这种方法能够在进行处理期间已经实现转移过程。

使试样容器移动的输送机构最好是环绕的输送机构，其中使试样容器沿着封闭的路径移动。特别有意义的是，这个封闭的输送路径具有两个平行段和两个连接平行段的转向段。即输送路径对应于一个椭圆。所述操纵器例如可以设置在直线延伸的截段旁边。但是由于空间的原因优选使操纵器和/或处理装置和/或处理空间设置在转向区。在那里可以设置相对较多的等待位置，它们可以由操纵器无需克服长路径地进行控制。

所述处理空间可以有利地设置在输送段与处理装置的等待位置之间。

按照本发明作为试样容器可以设置微滴定板。

试样容器的输送例如可以这样实现，使所述输送机构具有用于微滴定板的支架，例如以均匀间隔为每个微滴定板设置支架。可以这样构成转移机构，它使微滴定板或试样容器或多个试样容器转移到处理空间。但是同样可以并且按照本发明建议，转移机构使具有试样容器的支架转移到处理空间。

已经提到过，所述设备可以具有用于提前准备空的试样容器的储备箱。这种形式的储备箱经常由转塔构成，它们可以由驱动装置旋转，其中沿着垂直排列在一个位置实现取出。

取而代之本发明建议，使所述储备箱具有至少一个向着正面导引的用于一排前后设置的试样容器的直线轨道，最好具有多个上下设置的轨道。由此能够在狭窄的空间上安置大量的试样容器。最好使多个这种轨道结构并排地设置。

在本发明的改进方案中规定，使所述轨道这样构成，使试样容器朝着正面的方向向设置在那里的止挡加载。由此可以保证，在取出位置、即正面总是具有一个试样容器供使用，只要还有一个试样容器在轨道上。它可以在那里由取出机构取出。

向前加载例如可以通过驱动的辊实现，试样容器平放在辊上。

使试样容器加载的另一方法可以是，存在环绕的皮带，例如两个平行环绕的皮带，试样容器平放在皮带上。这些皮带可以机动地驱动。

对于加载可以规定，在皮带或辊子与试样容器之间存在滑移。但是同样可以并且在本发明的范围内在皮带或辊子与其驱动装置之间存在滑移。

另一方法是，通过轨道的倾斜走向产生加载。在此可以规定，轨道是辊道，试样容器也平放在辊子上并且通过其自重相对于位于正面的止挡加载。如果辊道向着这个正面下降地构成，则用于储备箱的驱动装置就是多余的了。

另一方法是，轨道是具有滑动层的轨道，由此使试样容器同样通过其重量向前加载并且由于其重量沿着轨道滑动。

所述取出机构分别从每排中取出最前端的试样容器，而其它试样容器向下滑或向下滚动。通过并排设置许多由上下设置的辊道构成的板能够构成储备箱，它们可以使大量例如微滴定板安置在狭窄的空间里面。在此可以规定，所述辊道具有用于试样容器、尤其是微滴定板的上导向体。可以规定，在辊子顶面与各上导向体底面之间的距离小于取下的盖板高度与试样容器的无盖板的下部件的高度的总和。

特别有意义的是，这样构成辊道，使上导向体由相应上辊道的辊子构成。

为了取出试样容器可以这样构成取出机构，使它抬起最前端的试样容器超过止挡。

第二方法是，取出机构使最前端试样容器前面的止挡离开并且插入到在滑出的容器转移到水平方向时下一试样容器前面敝开的缝隙里面。

对于试样容器从向下下降即倾斜的辊道过渡到对于输送机构所需的水平位置总是在水平设置的试样容器与下一试样容器之间存在缝隙。这个缝隙导致，对于衔接的试样容器产生前端上棱边的强烈加载。这可能导致盖板脱落。此外在以产品装载辊道时产品以动能碰到取出孔上的止挡棱边上或者碰到已经存在的产品上。由此也可能使碰到产品的盖板抬起并且闭锁导引轨道。在前端容器抬起时可能产生盖板脱落的危险。为了防止盖板脱落，这样设计盖板上方和上导向体下方的空间的尺寸，使得防止脱落。

按照本发明可以这样设置对于设备同样可以实现的培养箱，使得直线地且水平地使试样容器转移到培养箱里面并从其中取出来。为此可以使培养箱具有开孔，它设置在与输送机构相同的高度上。该开孔用于使试样容器加入到培养箱里面并用于取出试样容器。该开孔的尺寸为正好使一个试样容器以高度穿过。用于送入和取出试样容器的操纵器设置在培养箱外部并且可以沿着开孔移动。该开孔这样长，使得所有试样容器可以直接推到位于培养箱里面的容纳空间里面。

在本发明的改进方案中可以规定，这样构成培养箱，使得通过位于培养箱内部的机构可以实现试样容器的运动，但是该机构的驱动装置设置在培养箱外部。通过穿过壁体导引的轴实现与驱动装置的耦联，轴是支承的。这些轴承能够良好密封。通过使驱动装置设置在培养箱外部存在微少的污染危险。这一点是特别重要的，因为在培养箱内部必需保持洁净室条件。此外存在这种方案，使内室通过腐蚀性气体或化学试剂杀菌。

可以这样构成驱动装置，使试样容器在培养箱内部缓慢地移动，用于在内室中产生均匀的气候条件。

为了在装载和卸载培养箱时只微不足道地干扰在内室中存在的条件，按照本发明在改进方案中可以使培养箱具有进入闸门，它只在送入和取出试样容器的过程中打开。这个进入闸门例如可以与旋转门类似地构成。

因为培养箱的开孔由于许多并排设置的试样容器可能是长的，因此按照本发明可以使闸门是分段的。

按照本发明对于设备同样可以实现的培养箱具有多个用于试样容器的支架，它们沿着封闭的路径设置并且沿着这个路径输送，最好在两个方向上。在此关于试样容器仍可以理解为微滴定板，它们本身容纳许多微管或类似机构。沿着封闭路径的运动意味着，将每个支架置于一个位置，在该位置存在用于培养箱装料和从培养箱取出的开孔。封闭的路径例如由此构成，使支架斗式地安置尤其悬挂在两个环绕的链条、皮带或类似部件上。通过这种方法可以使试样容器也在培养箱内部运动，由此使所有的试样容器保持在相同的空间里面。

在本发明的改进方案中可以规定，使所述链条、皮带或类似部件具有多重垂直延伸的回行段。由此减小培养箱的高度，因此内室宁可采用具有相同条件的六方体形状。

在本发明的改进方案中可以使所述培养箱具有多个平面，它们通过可驱动的环绕带构成或者具有环绕带。在每个平面中可以安置并排的试样容器。

在改进方案中可以设置输送段，它可以垂直移动并且可以保持在每个平面或至少一部分平面的高度上。通过这种方式仍然能够使用一个进入孔，它尽管可以具有在培养箱外壳整个宽度上延伸的长度，但是只需要高到正好使试样容器可以从外面推入。这个试样容器可以由输送段抬起或下降到相应的平面。该输送段可以接收一排并排设置的试样容器。在该平面上存在试样容器的两维区。

在本发明的进一步改进方案中可以在输送段与平面的环绕带之间设置驱动装置离合器，当输送段设置在相应平面的高度上时离合器处于啮合。通过输送段的输送可以将一排试样容器转移到平面上，其中在这个转移过程期间平面再返回一个节拍。由此使输送带无需有源的驱动装置。

在本发明的另一改进方案中可以规定，所述培养箱具有回输段，它与输送段类似地可以垂直和侧面移动并且可以保持在平面高度上。这个回输段用于再接收通过平面移动的试样容器并且返回到另一平面。从该平面开始仍然可以使试样容器带到一个位置，在该位置存在输送段。

在回输段与平面的环绕带之间也可以设置驱动装置离合器，它在高度一致时可以处于啮合并且使回输段的驱动装置耦联到平面上。

所述回输段最好与输送段类似可以在两个方向上驱动。

为了对培养箱装料可以设置操纵器，它设置在培养箱外部并且可以沿着培养箱的进入孔移动。

按照本发明在改进方案中，可以使所述设备具有用于手动地将试样容器加入到输送机构里面或从输送机构取出试样容器的装载站，如果在一定的位置或在很少出现的条件下期望手动作用的时候。

按照本发明可以使所述设备同样具有试样容器自动抛出站，如果不再需要它们的时候。

为了直接在试样容器转移到处理站之前取出试样容器的盖板可以使设备具有盖板取出机构。

为了专门进行极少的后续处理可以沿着输送段设置单个的附加分析或加工站。

上述储备箱和培养箱也可以与在此所述的设备形式无关地使用，因此对于它们要求独立的保护。

由权利要求和摘要、下面的本发明优选实施例的描述以及借助于附图给出本发明的其它特征、细节和优点，其中权利要求和摘要的表述参考说明书的内容作出。附图中：

图1是按照本发明的用于加工和处理生物试样的设备的一览图，

图2是操纵器、输送段、处理空间和加工装置的空间附属关系，

图3是用于提供试样容器的储备箱的视图，

图4是储备箱箱架的示意图，

图5是用于容纳试样的容器的示意图，

图6是储备箱箱架的正视图，

图7是培养箱的示意图，

图8是用于图7的培养箱的支架结构，

图9是用于培养箱开孔的闸门的侧视图，

图10是从图9右侧看去的培养箱开孔的局部视图，

图11是第二培养箱的布置，

图12是图11的培养箱的驱动方式的截面图，

图13是用于取出试样容器盖板的装置的结构，

图14以简化形式示出设备的处理端部的俯视图，

图15以变化的实施方式示出对应于图14的俯视图，

图16是相对于图15再次改变的实施方式的俯视图，

图17是多个环绕的输送机构的布置，

图18以放大比例示出在输送段端部上的转向结构，

图19是用于从容纳体转移到输送机构的机构，

图20是用于储备耗材的机构的侧视图，

图21示出从图20左侧看去的图20结构的正视图。

图1以从上面看去的一览图示出按照本发明的设备的示例。该设备包括输送机构1，它例如通过链条或皮带构成。借助于未示出的驱动装置使这个输送机构运动，其中在原理上可以在两个方向上实现运动，但是优选只在一个方向上运动。该输送机构使许多用于试样容器的支架2沿着封闭的路径运动，该路径具有两个平行的直线截段3。它们通过两个转向段4相互连接。如果输送机构具有环绕的链条，则转向段4由转向齿轮构成。但是实际上无需使输送机构由链条构成。也可以具有导向体，它们具有在图1中示例示出的形状。所述支架2以均匀的间距设置并且通过输送机构移动。该运动可以是间歇性的或连续的运动。

在图1视图中输送机构1的下端部实现生物试样的处理。在这里设置一个基站5，在其上设置不同的还要描述的设备零件。

除了输送机构1的直线延伸截段3以外在示例中还设置两个用于空的试样容器的储备箱6。取出机构7配属于每个储备箱6，该取出机构从储备箱6取出试样容器、例如微滴定板并且置于支架2里面。然后由输送机构将试样容器一直带到图1中下部的加工站。

在对置侧设置培养箱8，在其中充满的试样容器可以等待确定的时间，在该时间期间对试样施加影响。

未详细描述的转移机构9用于对输送机构1上的支架2装料。

在机器基站5上存在用于处理试样的机构。在由支架2占据的空间以外的圆弧上设置一个溜板10，它可以在两个方向上围绕转向段4的中心点受限地运动。在溜板10上具有多个用于微滴定板的支架11。在由溜板10和支架11占据的空间以外还设置多个处理装置12，它们在那里具有其等待位置。所述处理装置12的等待位置也位于圆弧上，该圆弧与溜板10和转向段4同心地设置。

本身在可以围绕转向段中心点旋转的转向段中安置操纵器13，它可以围绕转向段4的中心点偏转并且可以进行其它运动。

在所示的实施方式中支架2设置在输送机构1的外侧，并且因此使储备箱6和培养箱8同样设置在外部。在将试样容器从储备箱6转移到支架2和从支架2转移到培养箱8时实际的输送机构不产生干扰。对于复杂的转移机构也可以使支架2和培养箱8和储备箱6设置在输送机构的不同侧面上。

如上所述溜板10的支架11设置在输送机构支架2的外部，并且还使处理装置12的等待位置设置在溜板10的更外部。

在操纵器13旁边设置转塔14，它可以用于容纳试样容器的盖板。抓斗15可以从靠近加工站的试样容器取下盖板并且放置在转塔14上。在通过加工站以后抓斗15可以再从转塔14取出那个盖板并且放置在试样容器上。该转塔14随着输送机构1的运动旋转。通过这种方式也可以负责使每个盖板再对应于从其上取下盖板的试样容器。

由图2再一次示出处理装置12、溜板10和输送机构支架2的布置。图2是非常简化的。该处理装置12设置在其在溜板10运动轨迹以外的等待位置。在溜板10上存在多个用于微滴定板的支架11。输送机构1的支架2的输送路径最靠近处理站的中心点，在处理站中设置操纵器13。该操纵器不仅可以围绕转向点4中的输送机构1的中心轴线旋转，而且可以使其两个臂16和17偏转。在前端部上还安置可偏转的短臂18，在其自由端上具有耦联机构19。通过该耦联机构19使操纵器13的前臂18耦联在处理装置12的插座上。然后使这个操纵器12从其等待位置离开并且相对于溜板10上的支架11定位并且在那里这样远地下降，使得处理装置12可以处理在溜板10支架11中的试样容器。该试样容器已经由未示出的转移机构从输送机构的支架2转移到溜板10上的支架11上。试样容器的处理也总是在溜板10上的支架11中进行，其中总是只有一个支架11位于处理位置。这个处理位置无需具有固定的空间，而是可以在溜板10运动的确定部位上变化。对于具有软管连接或导管的处理装置12要在其上进行处理的支架11靠近相应的装置12导引。尽管在溜板10上存在多个装有试样容器的支架11，但是也总是只有一个处理位置。

图3至6以放大的细节示出储备箱6。该储备箱6包括多个并排的用于试样容器20的上下设置的导向体的板。图3仅仅简示出这一点。在各个板之间也无需存在隔壁，因为隔栅式结构足以用于单个的移动轨道。在各个导向体中试样容器20前后地设置，其中第一试样容器20通过在图4中看到的止挡防止滑出。其余的试样容器20由于其重量分别顶靠在前面的容器上。图3示出这种从其正面看去的储备箱。该正面是那个在其上要通过装置7进行取出的面。

图4以示意侧视图示出在储备箱的导引轨道中两个前后设置的试样容器20。所述导引轨道由辊道构成。在侧面滑车21上可旋转地支承辊子22。这样选择两个辊子22之间的距离，使试样容器20在每个位置顶靠在多个这样的辊子22上。如同由图4可以看到的那样，在试样容器20的顶面23与下一更高滑车21的辊子22之间的距离是小的。即，各下一更高滑车21、如果不是最上面的滑车21的辊子22不仅形成用于在那里存在的试样容器的导向体，而且也形成用于下面的试样容器20的导向体。

如上所述，每个导引轨道的最前端试样容器20通过止挡24防止从储备箱滑出或者滚出。为了从储备箱取出试样容器20，取出机构必需将试样容器20在其前棱边处这样多地抬起，使该前棱边到达止挡24上面。这一点是能够实现的，因为在试样容器20的顶面23与上滑车21的辊子22之间的中间空间略大于止挡24的上棱边与位于下面的辊子22的上棱边的距离。如果前面的容器20在其正面处抬起，则它接近水平位置，其后面的上棱边顶压下一试样容器20盖板25的前端上棱边。由此存在着这个试样容器20的盖板脱落的危险。但是该试样容器必需保持配有盖板，直到它到达处理站。通常作为试样容器使用的微滴定板如图5所示的那样简示。试样容器具有一个盖板25和一个下部件26。该下部件26具有台阶27，它与下部件的上棱边28具有确定的距离。这样构成盖板25，使得它嵌接在保留在下部件26的台阶27以上的下部件部分上。在封闭状态盖板25的下棱边29静止在台阶27上。为了从下部件26抬起盖板25必需使盖板25以上棱边28与台阶27之间的距离抬起。为了防止盖板无意地脱落，这样确定两个上下设置的轨道21的距离，使得盖板25顶面23与位于其上面的辊子22之间的距离小于上棱边28与台阶27的距离。由此可以在这种使用情况下使用这种储备箱，在这种情况下由于下降延伸的导引轨道与水平位置之间的过渡存在盖板脱落的危险。

图6从前面示出包括在导引轨道中的具有盖板和下部件的试样容器。在这里看到，辊子22在滑车21上只沿着试样容器的边缘支承试样容器20，因此中间部位保持自由。取出机构可以在这里起作用。

图7十分简化地示出培养箱如何在用于处理生物试样的设备中使用。在具有隔绝壁体的外壳中设置环绕的传动机构30，它通过三个设置在顶部的转向辊31和四个设置在下部的转向辊32环绕导引。环绕的传动机构30可以通过未示出的驱动装置运动。最好使传动机构在两个方向上运动。因此环绕传动机构的每个位置可以带到与开孔32一致，该开孔用于对培养箱装料并用于从培养箱取出。在环绕的传动机构、例如两个链条34上安置用于试样容器20的支架35。它们在侧面具有一个角36，该角向上指向并且在上部可旋转地通过轴37固定在链条34上。由此可以调整支架35，而与链条34如何走向无关。通过使用多个垂直的回行段能够使培养箱内室在其高度上减小，这可以使温度在培养箱内部更均匀地分布。

图9示出如何使图7的培养箱的进入孔33具体构成的细节。在支架35上并排地设置许多试样容器20，见图8。即，培养箱在垂直于图7图面的方向上具有长的长度。因为在培养箱中存在超过95％的高空气湿度并且必需存在这种湿度，应该在加入和取出试样容器时只这样多地打开进入孔，使空气湿度可以不下降。为此在本发明的改进方案中存在一个闸门41，如图9所示。在开孔中设置一个具有断口43的可以往复旋转的缸体42。这个缸体42可以围绕水平轴44旋转。培养箱的在开孔33上方和下方的壁体45包括一个壁体段46，它具有部分圆缸体的形状。这样设置可旋转的缸体42，使它紧密地贴靠在截段46上。在所示位置可以使试样容器20推到缸体42的内部。然后通过旋转可以使开孔43这样对准，使得可以推出。缸体42的内室也可以部分地充满。

图10示出从培养箱正面看去的开孔。因为开孔由于已经述及的原因可能是非常长的，所以可以使其分段。这一点在图10中示出。在这里缸体42通过断口43在左侧位置打开一半，而缸体在下面的位置关闭。开孔在各个闸门中的分段例如可以对应于各个试样容器20的宽度。

图11和12示出培养箱的第二实施例，表示它如何在按照本发明的设备中使用。在图7和8的培养箱中成排设置的试样容器20沿着路径前后地设置，而在这里规定另一种使试样容器安置在培养箱中的方案。在这里对于试样容器20设置各自平行的平面，其中图11只示出两个平面。在每个平面中设置环绕的带48，在其上回行段49上设置试样容器20。环绕的带48分别围绕两个转向辊50环绕地导引。

在平面的各转向辊50的前面和后面存在两个竖井，在其中分别设置输送段，它可以在高度上移动，如同通过箭头51所示的那样。在进入孔33后面设置一个输送段52。这个输送段包括输送带53，它围绕两个平行的转向辊54导引。在图11中从左向右测量的该输送带53的宽度基本对应于试样容器20的尺寸。输送带53垂直于图11图面的长度与培养箱在这个方向上的整个尺寸一样大。如上所述，输送段52可以在培养箱的整个高度上移动。该培养箱包括一个设置在培养箱内室外部的用于其高度调整的驱动装置以及一个用于使输送带围绕转向辊54运动的驱动装置，更确切地说在两个方向上。耦联部件55与一个转向辊54连接，该耦联部件与在平面的输送带48的转向辊50上的相应的对应耦联部件56一起构成离合器。当输送段52带到与确定的平面相同的高度上时，可以使两个耦联部件55，56耦联。然后输送段52的驱动装置也可以驱动平面的环绕的带48。

在对置的背向具有进入孔33的壁体的一侧设置回输段57，它实际上与输送段52相同地构成。在这里面对培养箱内室的转向辊54的驱动装置包括一个耦联部件55，它可以与平面的输送带48的相应的耦联部件56共同作用。

在图11中简示的耦联部件穿过培养箱的分隔壁58伸进空间59，该空间尽管还位于培养箱外壳内部，但不是培养箱内室的一部分。在那里存在的设置在转向辊54的轴延长段上的齿轮60之间可以使离合器啮合，该离合器建立正确的旋转方向。这一点可以通过多个齿轮实现，其中当然也可以使用其它方案，例如磁离合器。

如何运行图11的12的培养箱的工作原理和方式如下所述。借助于位于开孔33前面的可沿着开孔33长度移动的转移机构使试样容器通过打开的闸门转移到开孔33后面的输送段52。同时使要被加工的产品逐渐地推到输送段52上。只要不再存在其它用于处理的试样容器，输送段52就移动到确定平面的高度上。然后使由耦联部件55，56构成的离合器闭合并且使输送段52的水平驱动装置运行。由此使一排试样容器20由输送段52转移到相应平面的输送带48上，同时使位于该平面上的试样容器20继续移动一个节拍。然后再松开离合器并且使输送段52再移动到其初始位置。多次地重复这个过程。只要试样容器20到达相应平面端部上的对置一侧，它们在那里以相同的方式由回输段57接收。在这里也设有以相同方式工作的离合器。该回输段57在接收一排试样容器20以后将它们带到另一平面，然后在那里使它们以相反的方式再抬到该另一平面的输送带上。然后使这个输送带按节拍在相反方向上移动，由此使试样容器20在该过程结束时再由进入孔33后面的输送段52接收。然后在那里使它们再从培养箱中引出来。对于这个培养箱以与将试样容器放入相同的顺序取出试样容器20。在这里也涉及一种先进先出(FIFO)培养箱或储存器。

如果由输送段52，57耦联到平面上的驱动装置都以相同的速度工作，则在一个方向上工作的平面数量与在另一方向上工作的平面数量是一致的。哪个平面在哪个方向上工作，可以通过控制器确定。

图13示出另一机构，它与按照本发明的设备相结合具有优点。已经结合图1描述过，在那里存在用于使试样容器盖板抬起的装置，盖板在加工试样时自然产生干扰。另一方面必需将盖板再放置到正确的试样容器上，即从其上取下盖板的试样容器。对此图13示出第二方案。在此存在一个转盘61，它可以围绕在输送机构的两个回行段之间中心延伸的垂直轴旋转。

在转盘61的底面上设置多个用于相应盖板的容纳体62，在其中心具有吸盘63，它通过管道64以负压加载。在试样容器20支架的下方具有驱动装置65，它可以向上移动盘66。该驱动装置65使盘66穿过支架的两个臂之间移动并且抬起整个试样容器20，直到盖板顶靠在吸盘63的底面上。控制器可以在压力降上确定这一点，因为不再可以通过软管64抽吸空气。一旦达到这个时刻，驱动装置65就再使盘66向下移动，从而试样容器20现在再下降到支架上。然后转盘61旋转，由此使容纳体62与现在固定在其中的盖板以与试样容器20相同的节拍移动。然后在对置的侧面上可以使盖板再放置在从其上取出盖板的试样容器20上。在此也负责保持盖板与试样容器之间的对应关系。

本发明也实现一种自动运行的设备，其中可以自动加工多个试样。在此可以改变各个试样的处理方法，并且处理时间可以根据处理方法和/或试样是非常短的。

通常在处理区中存在洁净室条件。执行机构的活动、即尤其是操纵器或试样支架的运动必需与洁净室条件相协调，即它们必需最少。本发明由此实现这一点，使操纵器的数量最少，而不减少不同处理方案的数量。此外本发明使用于处理试样所需的总面积局限在小的区域，而不降低处理能力。此外能够通过不同的处理装置实现试样的加工，而无需试样支架在处理之间移动。

现在解释图14。在图1中在端部示出在处理站上的设备，所有工作空间设置在操纵器13的作用范围里面。图14非常简化地示出，在用于处理空间的系统轨道71的延长线上对于操纵器13可以设置侧面的处理空间72，在其上可以进行与操纵器13无关的工作站工作。此外图14示出，整个处理范围可以通过外壁73封闭。输送段本身也可以通过未示出的隧道延伸，它连接在处理空间的外壁73上。

在按照图1和图14的实施方式中操纵器13设置在一个固定的位置，因此抓斗臂可以围绕位置固定的垂直轴旋转，而图15示出一种变型方案，其中操纵器13可以在一个轨道74上在输送段纵向上移动。由此不仅能够对系统轨道71上的而且能够对直线处理空间72上的处理空间装料。

图16示出另一变化的实施方式，其中在基站105上除了位置固定的操纵器13也设置直线的侧面处理空间72，对于它们的装料设有其它操纵器75。这些操纵器75可以沿着直线轨道76移动并由此可以更简单地构成并且更易于控制。在轨道76上当然也可以设置多于一个的操纵器75。在这种实施方式中由于较大量的可以单独控制的处理空间也可以存在更多的用于盖板的分别具有从属抓斗15的存放处14。

在按照图15和图16的实施方式中基站105也设置在外壳73内部，在外壳上可以打开需要存取的位置。该外壳最好由透明的材料制成，由此也可以从外面视觉地检查所有过程。

所述输送机构具有一个环绕的机构，见图1，在其上可以安置用于容器或类似部件的容纳体。根据容纳体的数量且必要时也根据对于确定的容纳体所需的加工数量也可以使环绕的机构达到相当的长度。如果由于某些原因不能安置直线的机构，按照本发明也可以构成具有多个输送段的结构，它们可以这样相互组合，使得能够实现从一个输送段到另一输送段的转移。图17示出一个示例。此外按照本发明规定，所述输送段由栅距构成，并且输送段的单个截段配有对应于偶倍数栅距的长度。例如在图17中输送段的截段77具有六倍栅距的长度，而相邻的输送段78具有八倍栅距的长度。

在图17的结构中在输送段的转向端旁边设置相邻输送段的转向端。附加地可以使另一输送段以其转向端设置在第一输送段的直线段旁边。

在图1的视图中只示意地示出并描述输送机构的转向。图18和19以放大的细节示出详细的实施方式。在这里容纳体的导向体与其驱动装置分开。对于容纳体设有输送巢80，它们在具有外导引板82和内导引板83的轨道81中导引。不仅在外导引板上而且在内导引板上输送巢80都以移动辊80导引。由此不仅保证输送巢和相关的与其连接的用于要被处理的试样的容纳体的灵活地移动，而且保证精确的定位。所述输送巢可以与齿带85连接，齿带承担输送的任务，但是不承担导向任务。输送巢可以通过凸起嵌接在齿带85的齿部的齿隙里面。由此能够使输送巢相对于后面的输送巢的设置以对应于齿带85的齿部的栅距进行调节。

齿盘86用于驱动和使齿带85转向，该齿盘在其外圆周处具有对应于齿带85齿部的结构，但是附加用于安置输送巢的槽87。也可以设想，使输送巢相对于图18图面的平面安置在另一平面里面，并且这样构成齿带85与输送巢80之间的连接，使得也可以使用没有这种输送巢87的齿盘。

图19以非常简化的截面图示出如何使输送巢80嵌接到导引轨道81里面。这个具有外导引板82和内导引板83的导引轨道81安置在轨道88里面，在其下面安置用于安置供电和控制管线的空心型材89。在输送巢80的顶面上插入容纳体90，它借助于转移机构91不仅可以推到输送巢80上而且可以从输送巢上拉下来。

为此转移机构91在其自由端上具有一个臂92，该臂具有例如一个吸盘93。该转移机构91安置在支架93上，它侧面固定在轨道88上。该转移机构可以安置在轨道88上所有竖立储备箱6的地方，见图1。当然这种形式的转移机构也可以用于将容纳体从一个输送机构转移到另一输送机构上，例如转移到这些输送机构交汇的位置，见图17。

图4至6示出储备箱6，它设置在输送段旁边并且可以从其中取出耗材并放置到输送段上。图20和21示出这种储备箱的另一实施方式，在该储备箱中储备这种消耗物品。对于消耗物品例如可以是不同规格的具有或没有盖板的微滴定板，或者是不同尺寸的细胞培养瓶。也可以是微滴定板规格的托架，它们例如配有微管。要被储存的产品具有适合的放置面和垂直壁，它们提供用于清洁的作用面。此外可以叠摞到产品里面并且可以上下地放置。

在图20中简示的储备箱包括托架，它在其附属于输送段的端部处具有辊子95，用于在地面96上移动。与这个端部间隔地设有一个桌腿97，在其下端部上同样安置辊子95。这个桌腿97可以偏转。辊子95具有托架，它在顶部水平地构成。在那里设有可驱动的环绕的输送带形式的输送机构98。在输送带99下面设置支承板100，它们可以单个地由升降机构101抬起。每个支承板100的位置对应于要储备的物品叠摞102的位置。在右端上设有容纳位置，用于手动地放置叠摞102。

在具有支承板100的输送机构98与安置在隧道104中的输送机构3之间设置一个输送段103，其长度略大于物品叠摞102的相应尺寸。该输送段103可以受限地在垂直方向上移动。该输送段同样包括一个环绕的受控驱动的输送带。所述输送段103用于使制品叠摞102的当前最下面的制品通过外壳105中的开孔和隧道104中的开孔转移到处理机构的输送机构3，为此设有图19中的转移机构91。

为了进一步解释储备箱的储备现在参阅图21。这个附图示出从图20左侧看去的图20布置的视图。预备好的制品叠摞102在储备箱中放置在侧壁107的下边缘法兰106上。这一点以制品108表示。如果现在要继续输送制品108叠摞102，则使支承板100借助于相应从属的升降机构101这样多地抬起，直到叠摞位于输送带99上并且从侧面法兰106上抬下来。然后可以通过输送带99实现输送。

所述输送段103装配在升降台108上，该升降台借助于驱动装置可以相对于装配轨道109抬起。为此设置简示的导引杆110。这样选择升降台108和相关的输送段103的下终端位置，使得叠摞中最下面的产品正好平放在法兰106上。

在装配轨道上在右侧和左侧分别铰接停止机构111，其下端部112可以由水平作用的升降驱动装置113移动。上端部114具有作用板115，通过它们可以使上端部顶靠在制品108的侧壁上并因此相应固定这些制品。这样选择升降台108运动的上终端位置，使得位于输送段103上的叠摞的次最下面制品108位于停止机构111的作用板115之间。

水平作用的升降驱动装置113例如可以是磁铁。

在图20中还可以看到，在储备箱附属于输送段103的一侧在上部和下部分别设置索引装置120。借助于这个索引装置实现储备箱相对于容纳着所述设备的隧道104的正确定位和定向。通过自动机构使储备箱牵引到索引位置，由此实现产品转移到基础单元的精确定位。在这个位置辊子95略微从地面96抬起，由此可以不产生机械过定位。

在储备箱对置一侧上设置操纵台121，包括手柄122。该操纵台121用于释放索引装置，即再释放储备箱。

在储备箱外壳105内部的输送如下工作。每个输送段、即对应于支承板100的部位配有光扫描器，它识别，产品是否在输送段上。当位于叠摞前面的输送段被识别为未占用时，输送机构装产品叠摞从一个输送段输送到下一输送段。两个输送段的支承板100都抬起，由此实现从一个输送段到下一输送段的无中断输送。一旦离开的输送段不再有产品，有效地结束转移，并且两个输送段可以再下降其支承板100。

如果要将产品从设置在输送段103上的叠摞中转移到隧道104内部的基础机器的输送带上，则这个输送段103使叠摞这样多地抬起，直到次最下面的产品可以由停止机构111的定位板115获取并固定。操纵停止机构，由此使定位板115起作用。现在输送段103下降，而叠摞由停止机构111夹持。在初始位置现在单个位于输送段103上的物品可以由转移机构91夹持并转移到基础机构上。

沿着在图1和图17中所示的设备输送段可以设置多个在图20和21中描述的储备箱。这些储备箱在释放索引装置以后可以移开并且在设备外部重新配备。

Claims (60)

1.用于自动处理生物试样的设备，具有

1.1用于输送试样容器(20)的环绕的输送机构(1)，

1.2至少一个用于试样容器(20)中的试样的处理空间，

1.3至少一个用于试样的处理装置(12)，以及

1.4用于使处理装置(12)相对于处理空间定位的操纵器(13)。

2.如权利要求1所述的设备，具有用于预备耗材、尤其是试样容器(20)的储备箱(6)，并具有用于取出耗材/试样容器(20)的以及用于将耗材/试样容器(20)转移到输送机构(1)上的机构(7)。

3.如权利要求1或2所述的设备，具有用于使试样置于一种规定环境中的培养箱(8)。

4.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述处理空间设置在输送机构(1)的输送段以外。

5.如上述权利要求中任一项所述的设备，具有将试样容器(20)从输送机构(1)转移到处理空间的和/或相反进行转移的转移机构。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述转移机构独立于操纵器(13)进行工作。

7.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述操纵器(13)用于对于处理装置(12)机械地和功能有效地进行耦联。

8.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中对于处理装置(12)设置了布置在处理空间外部的等待位置。

9.如权利要求8所述的设备，其中所述等待位置这样构成，使处理装置(12)可以在那里被清洁、维护并准备用于继续工作。

10.如上述权利要求中任一项所述的设备，具有多个相互独立工作的处理装置(12)。

11.如权利要求8至10中任一项所述的设备，其中设置处理装置(12)和/或处理空间的等待位置，使操纵器(13)通过沿着其自由度之一的直线运动可以控制其位置。

12.如权利要求8至11中任一项所述的设备，其中所述处理装置(12)和/或处理空间的等待位置设置在平行于输送机构输送方向的直线上。

13.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述操纵器(13)的自由度是一种平行于输送机构(1)输送方向的运动。

14.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述处理空间可以在平行于输送机构输送方向的方向上运动。

15.如权利要求14所述的设备，具有多个处理空间和处理位置。

16.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述输送机构(1)使试样容器(20)沿着具有两个并联的回行段和两个转向区(4)的路径移动。

17.如权利要求15所述的设备，其中所述处理装置(12)和/或处理空间和/或操纵器(13)设置在转向区(4)。

18.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述处理空间设置在输送机构(1)的输送段与处理装置(12)的等待位置之间。

19.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中作为试样容器设置微滴定板。

20.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述输送机构(1)具有用于微滴定板的支架(2)。

21.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中构造所述转移机构，它使支架(2)从输送机构(1)转移到处理空间。

22.如权利要求1至20中任一项所述的设备，其中这样构成转移机构，它使微滴定板从输送机构(1)的支架(2)转移到处理空间。

23.如权利要求2至22中任一项所述的设备，其中所述储备箱(6)具有至少一个向着正面下降的、用于一排待前后设置的试样容器(20)的辊道，最好具有多个上下设置的辊道。

24.如权利要求2 3所述的设备，其中所述辊道这样构成，使试样容器(20)朝储备箱(6)正面方向向着位于那里的止挡(24)加载。

25.如权利要求24所述的设备，其中通过驱动的辊子实现试样容器(20)的加载，试样容器(20)平放在该辊子上。

26.如权利要求24所述的设备，其中通过环绕的皮带实现试样容器(20)的加载，试样容器(20)平放在皮带上。

27.如权利要求25或26所述的设备，在皮带或辊子与试样容器(20)之间存在滑移。

28.如权利要求25至27中任一项所述的设备，在皮带或辊子与其驱动装置之间存在滑移。

29.如权利要求23或24所述的设备，其中通过试样容器(20)用的导引轨道的倾斜走向产生所述加载。

30.如权利要求29所述的设备，其中所述轨道是辊道。

31.如权利要求29所述的设备，其中所述轨道具有滑动层。

32.如权利要求23至31中任一项所述的设备，其中所述辊道具有用于试样容器(20)的上导向体。

33.如权利要求32所述的设备，其中在试样容器用的导向体顶面与相应上导向体底面之间的距离小于取下的盖板(25)的高度与试样容器(20)的无盖板的下部件(26)的高度的总和。

34.如权利要求32或33所述的设备，其中所述辊道的上导向体分别由下一更高的辊道的辊子(22)构成。

35.如权利要求2至34中任一项所述的设备，其中构造所述取出机构，使它将最前端的试样容器(20)抬到止挡(24)上。

36.如权利要求2至34中任一项所述的设备，其中构造所述取出机构，它使最前端试样容器(20)前面的止挡(24)离开，并且插入到在滑出的容器(20)转移到水平方向时在下一试样容器(20)前面的缝隙里面。

37.如权利要求3至36中任一项所述的设备，其中设置培养箱(8)，使得直线地且水平地使试样容器(20)转移到培养箱里面，并从其中取出来。

38.如权利要求37所述的设备，其中构造所述培养箱(8)，使得通过位于培养箱(8)中的机构实现试样容器(20)的新的运动，该机构的驱动装置设置在培养箱(8)外部。

39.如权利要求37或38所述的设备，其中所述培养箱(8)具有进入闸门，它只为送入和取出试样容器(20)的过程而打开。

40.如权利要求39所述的设备，其中所述进入闸门是分段的。

41.如权利要求3至40中任一项所述的设备，其中所述培养箱(8)具有多个用于试样容器(20)的支架(35)，它们沿着封闭的路径设置，并且可以沿着这个路径进行输送，最好在两个方向上。

42.如权利要求41所述的设备，其中所述支架(35)斗式地悬挂在两个环绕的链条(34)、皮带或类似部件上。

43.如权利要求42所述的设备，其中所述链条(34)、皮带或类似部件具有多重垂直延伸的回行段。

44.如权利要求37至43中任一项所述的设备，其中所述培养箱(8)具有多个平面，它们通过可驱动的转向带(48)构成，或者具有该转向带。

45.如权利要求44所述的设备，具有输送段(52)，它可以垂直移动，并且可以保持在所述平面的高度上。

46.如权利要求44或45所述的设备，其中在输送段(52)与所述平面的环绕带(48)之间设有驱动装置离合器，它在高度一致时可以啮合，并且使输送段(52)的驱动装置耦联到所述平面上。

47.如权利要求44至46中任一项所述的设备，具有回输段(57)，它可以垂直移动，并且可以保持在所述平面的高度上。

48.如权利要求47所述的设备，其中在所述回输段(57)与所述平面的环绕带(48)之间设有驱动装置离合器，它在回输段(57)与相应的平面之间高度一致时可以啮合，并且使回输段(57)的驱动装置耦联到所述平面上。

49.如权利要求47或48所述的设备，其中所述输送段(52)和回输段(57)可以在两个方向上驱动。

50.如权利要求3至49中任一项所述的设备，其中为了给培养箱(8)供料，在培养箱(8)外部设有操纵器，它可以沿着培养箱(8)的入口(33)移动。

51.如上述权利要求中任一项所述的设备，具有用于手动地将试样容器(20)加入到输送机构里面的装载站。

52.如上述权利要求中任一项所述的设备，具有试样容器(20)用的自动抛出站。

53.如上述权利要求中任一项所述的设备，具有用于从试样容器(20)上取下盖板以及将盖板放置在该试样容器上的装置。

54.如上述权利要求中任一项所述的设备，具有沿着输送机构输送段的附加加工站。

55.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述输送机构为了输送耗材在用于试样容器(20)的支架中构成。

56.如权利要求2至55中任一项所述的设备，其中所述储备箱为了预备耗材和试样容器(20)，由可与输送段机械地和/或功能有效地连接的单元构成(图20)。

57.如权利要求56所述的设备，其中所述储备箱具有用于步进式继续输送耗材摞(102)的驱动装置和用于使一部分耗材摞(102)转移到输送机构上的转移机构。

58.如权利要求56或57所述的设备，其中所述储备箱的转移机构使耗材摞(102)从下面开始耗用。

59.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述操纵器(13)附加地在输送机构的纵向方向上可移动地设置。

60.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述输送机构(1)由模块式单元构成，它们相互可以连接。

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