CN106996982B - 用于提升样品管的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于提升样品管（2）的装置，其包括保持器（3），该保持器具有用于保持样品管（2）的保持元件（30），其中保持器（3）沿竖向可移动地支撑在下部保持器位置和上部保持器位置之间，用于提升和降低保持的样品管（2），其中设置了具有一对沿纵向彼此平行延伸的定心夹爪（40）的定心工具（4），其中通过使保持器（3）移动至上部位置，保持的样品管（2）被提升至定心夹爪（40）之间的位置，并且其中定心夹爪可移动以相对提升的样品管（2）彼此接近，以使提升的样品管（2）相对竖直中心轴线定心。本发明还涉及样品运送装置（7）及包括用于提升样品管（2）的装置（1）和/或样品运送装置（7）的实验室自动化系统。

Description

用于提升样品管的装置

技术领域

本发明涉及一种在实验室自动化系统中使用的用于提升样品管的装置。本发明还涉及样品运送装置（sample handling device），以及涉及包括用于提升样品管的装置和/或样品运送装置的实验室自动化系统。

背景技术

实验室自动化系统包括若干预分析、分析和/或后分析站，其中处理取自人体的样品，例如血液、唾液、拭子（swab）、尿液以及其他试样。一般已知提供包含样品的样品管。样品管也称为试管。为了处理样品，样品管被分配到实验室自动化系统的指定站或操作位置。

若干样品管可以被放置在用于运送的所谓架子中。在替代性的分配系统中，样品管以直立或竖直位置放置在具有用于保持一个单一样品管的保持区域的所谓定位盘（或圆盘，puck）中。

对一些预处理步骤或处理步骤而言，有必要从运输或输送水平提升样品管。例如，EP 2 253 960 A1公开了一种装置，其用于提升单个样品管并且对其定心，以便刺穿提升的样品管的帽或者使抽吸探头进入到样品管中。为刺穿帽或使抽吸探头进入，通过设置在装置处的被动倒角表面来实现样品管的定心。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提升样品管的装置，该装置允许将样品管精确定位在提升的操作位置处，该装置在构造上简单并且在操作上是稳健的。本发明的另一个目的在于提供一种样品运送装置和/或一种包括这样的装置的实验室自动化系统。

该目的通过具有权利要求1的特征的用于提升样品管的装置、具有权利要求14的特征的样品运送装置以及具有权利要求15的特征的实验室自动化系统来解决。优选实施例在从属权利要求中限定。

根据第一方面，提供了一种用于提升样品管的装置，所述装置包括保持器，所述保持器具有用于保持样品管的保持元件，其中，所述保持器沿竖直方向被可移动地支撑在下部保持器位置和上部保持器位置之间，用于提升和降低所保持的样品管，所述装置还包括具有一对定心夹爪的定心工具，所述一对定心夹爪沿纵向方向彼此平行延伸，其中，通过使所述保持器移动至上部位置，所保持的样品管被提升至处于所述定心夹爪之间的位置，并且其中，所述定心夹爪可移动以相对于提升的样品管彼此接近，以便使提升的样品管相对于竖直中心轴线定心。

通过闭合定心夹爪，样品管至少沿垂直于定心夹爪的纵向方向的方向相对于竖直轴线定心。

在一个实施例中，所述定心夹爪的相对表面设置有凹部。在一个实施例中，所述凹部是V形的，在其他实施例中，提供了形式为圆形中的部段的凹部。所述凹部允许在所述夹爪闭合期间使样品管沿平行于定心夹爪的纵向方向的方向定心。

在一个实施例中，所述夹爪在水平面中移动以彼此接近以及彼此分离。在优选实施例中，所述夹爪被刚性地附接到一对可枢转夹钳，特别是与布置在竖直平面中的一对可枢转夹钳成90°角，其中，所述可枢转夹钳可通过沿竖直方向施加力而绕水平轴线枢转，以便使所述夹爪彼此接近，从而使提升的样品管相对于竖直中心轴线定心。因此，为了打开或闭合定心工具，所述夹爪在竖直和水平方向上沿圆形路径移动。

在优选实施例中，设置有一驱动系统，其中，所述保持器可通过所述驱动系统至少从所述下部保持器位置移动到所述上部保持器位置，并且其中，所述定心夹爪可借助于所述驱动系统来相对于提升的样品管移动，以便使提升的样品管相对于竖直中心轴线定心。在一个实施例中，保持器借助于驱动系统从下部位置移动到上部位置，并且通过使用重力和/或复位弹簧来返回到下部位置。在优选实施例中，保持器和夹爪二者的往复移动由驱动系统引起。

在一个实施例中，驱动系统包括第一滑动件，所述第一滑动件可沿竖直方向经由第一中间滑动件位置和第二中间滑动件位置在下部滑动件位置和上部滑动件位置之间往复移动地支撑，其中，所述第一滑动件与所述保持器相互作用，以便当在所述下部滑动件位置和所述第一中间滑动件位置之间移动时将所述保持器从所述下部保持器位置移动至所述上部保持器位置，并且所述第一滑动件与所述定心工具相互作用，以便当在所述第二中间滑动件位置和所述上部滑动件位置之间移动时促动所述定心工具。所述装置包括联接系统，其用于将第一滑动件的竖直移动转换成定心夹爪朝向和远离提升的样品管的移动。在一个实施例中，第二中间滑动件位置比第一中间滑动件位置靠近下部位置，其中，定心夹爪在样品管处于最终提升位置之前开始彼此接近。

在优选实施例中，所述第一中间滑动件位置与所述第二中间滑动件位置重合或者处于第二中间位置下方，使得当在所述下部滑动件位置和重合的中间位置或第一中间位置之间移动时，所述第一滑动件仅与所述保持器相互作用，以便使所述保持器从所述下部保持器位置移动至所述上部保持器位置，并且当在重合的中间位置或第二中间位置和所述上部保持器位置之间移动时，所述第一滑动件仅与所述定心工具相互作用，以便促动所述定心工具。

在实验室自动化系统中，处理不同直径的样品管。因此，定心夹爪的移动将被选择成允许夹爪充分闭合，以使具有小直径的样品管定心，并避免损坏具有较大直径的样品管。在一个实施例中，设置有弹簧加载的压力销，其中，所述驱动系统经由所述压力销驱动地耦接到所述定心工具，并且在达到极限力时中断从所述驱动系统到所述定心工具的运动传递。因此，在达到极限力时，定心夹爪不再被驱动以彼此接近，从而避免了损坏具有较大直径的样品管。

在一个实施例中，驱动系统包括用于驱动第一滑动件的皮带驱动器。

在优选实施例中，所述保持器包括沿竖直方向可移动地支撑的第二滑动件，其中，特别地，所述第一滑动件和所述第二滑动件沿共同的导轨引导。优选地，所述第一滑动件和所述第二滑动件借助于可弹性变形的元件、特别是弹簧元件来耦接，用于运动传递。可弹性变形的元件允许在达到极限的情况下中断运动传递，其中，随着可弹性变形的元件的变形，第一滑动件相对于第二滑动件移动。恢复力被选择为足够大，以避免或限制在正常条件下将保持器从下部位置移动到上部位置时的变形。

优选地，设置有用于限制所述保持器的向上移动的止动件。当保持器、特别是第二滑动件邻接止动件时，大于所述恢复力的力作用在可弹性变形的元件上，并且第一滑动件的运动不再被传递给第二滑动件。

在一些实施例中，所述装置被至少部分地布置在其中输送样品管的水平面下方。在一个实施例中，所述保持器包括柱状物，其中，所述保持元件被设置在该柱状物的上端处。

所述装置特别适于使用保持一个单一样品管的样品管载体的实验室自动化系统，所述样品管载体即所谓的定位盘。因此，在一个实施例中，所述保持元件适于保持如下载体，即：适于保持单一样品管的载体。

根据第二方面，提供了一种样品运送装置，其包括：用于将样品管输送至水平面中的操作位置的至少一个输送装置；以及用于从水平面提升位于所述操作位置处的所述样品管的装置。样品管特别是当被放置在定位盘中时被传送到操作位置，并且在该操作位置被提升，例如用于移液和/或用于将样品管移交到第二装置。可以构思出各种类型的输送装置，例如：皮带输送机；螺旋输送机；星形轮输送机；包括运输平面和固定地布置在运输平面下方的多个电磁致动器的输送装置，其中，电磁致动器适于移动样品管载体；或者它们的组合。

根据第三方面，提供了具有多个预分析、分析和/或后分析站并且具有用于提升样品管的装置和/或具有样品运送装置的实验室自动化系统。

附图说明

在下文中，参照附图来详细地描述本发明的实施例。在所有附图中，相同的元件将通过相同的附图标记来表示。

附图示意性地示出：

图1示出了用于提升样品管的装置的第一实施例的透视图；

图2示出了在提升样品管之前的具有样品管的图1的装置的透视图；

图3示出了在提升样品管期间的具有样品管的图1的装置的透视图；

图4示出了在样品管提升和定心之后的具有样品管的图1的装置的透视图；

图5示出了包括图1的装置的样品运送装置的顶视图。

具体实施方式

图1以示意性透视图示出了用于提升样品管2（参见图2，图1中未示出）的装置1。装置1包括保持器3、定心工具4、驱动系统5以及支柱6。

支柱6包括上部元件60和下部元件62，二者借助于耦接元件（在图1中由虚线表示）固定连接就位。在一个实施例中，上部元件60和下部元件62借助于运输平面或起耦接元件作用的分配系统的基底来固定连接就位。在其他实施例中，所述耦接元件当作用于装置1的安装部件。在再一实施例中，上部元件和下部元件被制成一个部分。

定心工具4具有沿纵向方向400彼此平行延伸的一对定心夹爪40，其中，通过使夹爪40移动以彼此接近，换言之，通过闭合定心夹爪40，来使放置在定心夹爪40之间的样品管沿垂直于纵向方向400的方向相对于竖直中心轴线定心。定心夹爪40在相对的表面处设置有凹部41，该凹部41也允许在闭合夹爪40时使样品管沿平行于定心夹爪40的纵向方向400的方向定心。

所描绘的定心工具4还设置有联接系统，其包括布置在竖直平面中的一对可枢转夹钳42，每个可枢转夹钳42在一端处处于枢转接头43处，该枢转接头43绕水平轴线可枢转地安装到支柱6的上部元件60。定心夹爪40被刚性地附接到可枢转夹钳42的另一端，其中，定心夹爪40从可枢转夹钳43以其纵向方向400与竖直平面成90°角延伸。所述联接系统还包括沿竖直方向延伸并在槽孔（slotted hole）45处附接到两个夹钳42的杆44。杆44可相对于上部元件60沿竖直方向移动。在一个实施例中，上部元件60当作用于杆44的引导元件。通过使杆44向上移动，可枢转夹钳42朝向彼此枢转，并且定心夹爪40也沿圆形路径移动彼此接近，以便使布置在定心夹爪40之间的样品管定心。

驱动系统5包括沿导轨51滑动地安装到支柱6的下部元件62的第一滑动件50和用于驱动第一滑动件50的皮带驱动器52。第一滑动件50通过弹簧加载的压力销53接触杆44用于运动传递，如将在下面更详细地解释的。滑动件50的向下运动受止动件55限制。

保持器3具有用于保持样品管2的保持元件30。在所描绘的实施例中，保持元件30是偏置120°的三个指形件，其中，保持在样品管载体20中的样品管2（参见图2）被保持在指形件之间，该载体20适于接收一个单一样品管2。

保持器3还包括第二滑动件32和布置在第二滑动件32上的柱状物31，其中，保持元件30被设置在柱状物31的自由上端处。第二滑动件32也沿导轨51滑动地安装到支柱6的下部元件62。当使第二滑动件32向上移动时，通过保持器3、更具体而言通过保持元件30来保持的样品管2被提升至一定位置，其中，样品管的上端延伸至定心夹爪40之上，并且样品管2的一部分被布置在定心夹爪40之间。第二滑动件32的向上运动借助于止动件33来限制。

第二滑动件32经由弹簧元件34耦接到第一滑动件50用于运动传递。弹簧元件34、更具体而言其恢复力被配置成使得最初在使第一滑动件50从图1中所示的下部滑动件位置向上移动时，弹簧元件34不会或仅略微变形，并且第一滑动件50的运动被传递给第二滑动件32。当到达止动件33时，阻止第二滑动件32进一步向上移动，并且除非驱动系统5停止，否则第一滑动件50在弹簧元件34变形的过程中相对于第二滑动件32移动。

下面参照图2至图4更详细地解释装置1的操作。

如图2中所示，样品管2被保持在载体20中，并且例如借助于保持器3上方的输送装置来定位。在样品管2处于该位置的情况下，设置支撑板或类似物（图2中未示出）用于支撑载体20。为了提升样品管2，操作驱动系统5以使第一滑动件50从图2中所示的下部滑动件位置向上移动，其中，如图3中所示，第一滑动件50的运动被传递给第二滑动件32，并且样品管2被提升，使得其上端延伸至定心夹爪40之上，且样品管2的一部分位于定心夹爪40之间。

当第二滑动件32到达止动件33时，如图4中所示，运动不再被传递给第二滑动件32，并且弹簧元件34被压缩。当第二滑动件32到达限位止动件33时第一滑动件50的位置被称为第一中间滑动件位置。

此外，在向上运动中，第一滑动件50最终经由压力销53接触杆44，并且第一滑动件50的运动被传递给杆44，从而使定心夹爪40彼此接近。当压力销53接触杆44并且开始对定心工具4的运动传递时第一滑动件50的位置被称为第二中间滑动件位置。第一中间位置和第二中间位置可以重合。

能够运送不同尺寸、即不同直径和不同长度的样品管2。因此，为了避免在闭合夹爪40时损坏直径不同的样品管2，设置了弹簧加载的压力销53。在定心夹爪40处的反作用力超过阈值的情况下，压力销53的弹簧被压缩，并且停止从第一滑动件50到杆44的运动传递。此外，选择柱状物31的上端、并且因此载体20的下部支撑区域和定心夹爪40之间的距离，以便确保在第二滑动件32到达限位止动件33时，短样品管2的上端到达它布置在定心夹爪40之间的位置。如在图4中能够看到的，具有平均长度的样品管2在定心时在中间区域处被定心夹爪40接触。

图5是包括图1至图4中所示的装置1的样品运送装置7的顶视图。图5中所示的样品运送装置7包括具有旋转盘72的传送圆盘（carousel）70，其中，保持样品管2的载体20（图5中未示出）或空的载体20可通过盘72的旋转而被输送至操作站。保持器3处于在输送器的支撑板73之下布置的下部位置，载体20在该支撑板73之上滑动移动。如图5中所示，支撑板73设置有开口74，该开口74允许装置1的保持器3在向上移动时接触载体20。具有定心夹爪40的定心工具4被布置在支撑板73上方。

替代传送圆盘70或除传送圆盘70之外，在一个实施例中，样品运送装置7包括运输平面，其中，若干电磁致动器被固定地布置在运输平面之下，并且其中，电磁致动器适于通过对所述样品管载体20施加磁力，而使样品管载体20与样品管2一起或者在空着的时候在所述运输平面之上移动。例如，WO 2013/064665 A1中描述了这样的系统。

Claims (16)

1.一种用于提升保持在样品管载体（20）中的样品管（2）的装置，所述样品管载体（20）适于保持单一样品管（2），所述装置包括保持器（3），所述保持器（3）具有柱状物（31）和保持元件（30），其中，所述保持元件（30）是被设置在所述柱状物（31）的上端处的指形件，所述指形件适于保持样品管载体（20），并且其中，所述保持器（3）沿竖直方向被可移动地支撑在下部保持器位置和上部保持器位置之间，用于提升和降低被保持在所述指形件之间的样品管载体（20）与保持在样品管载体（20）中的样品管（2），其特征在于，

设置有具有一对定心夹爪（40）的定心工具（4），所述一对定心夹爪（40）沿纵向方向彼此平行延伸，其中，通过使所述保持器（3）移动至上部位置，被保持在所述指形件之间的样品管载体（20）中所保持的样品管（2）被提升至处于所述定心夹爪（40）之间的位置，并且其中，所述定心夹爪能够移动以相对于提升的样品管（2）彼此接近，以便使提升的样品管（2）相对于竖直中心轴线定心。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定心夹爪（40）的相对表面设置有凹部（41）。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述定心夹爪（40）被刚性地附接到一对可枢转夹钳（42），其中，所述可枢转夹钳（42）能够通过沿竖直方向施加力而绕水平轴线枢转，以便使所述定心夹爪（40）彼此接近，从而使提升的样品管（2）相对于竖直中心轴线定心。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述定心夹爪（40）以90°角被刚性地附接到布置在竖直平面中的一对可枢转夹钳（42），其中，所述可枢转夹钳（42）能够通过沿竖直方向施加力而绕水平轴线枢转，以便使所述定心夹爪（40）彼此接近，从而使提升的样品管（2）相对于竖直中心轴线定心。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设置有驱动系统（5），其中，所述保持器（3）能够通过所述驱动系统（5）至少从所述下部保持器位置移动到所述上部保持器位置，并且其中，所述定心夹爪（40）能够借助于所述驱动系统（5）来相对于提升的样品管（2）移动，以便使提升的样品管（2）相对于竖直中心轴线定心。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述驱动系统包括第一滑动件（50），所述第一滑动件（50）能够沿竖直方向经由第一中间滑动件位置和第二中间滑动件位置在下部滑动件位置和上部滑动件位置之间往复移动地支撑，其中，所述第一滑动件（50）与所述保持器（3）相互作用，以便当在所述下部滑动件位置和所述第一中间滑动件位置之间移动时将所述保持器（3）从所述下部保持器位置移动至所述上部保持器位置，并且所述第一滑动件（50）与所述定心工具（4）相互作用，以便当在所述第二中间滑动件位置和所述上部滑动件位置之间移动时促动所述定心工具（4）。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一中间滑动件位置与所述第二中间滑动件位置重合或者处于第二中间位置下方，使得当在所述下部滑动件位置和重合的中间位置或第一中间位置之间移动时，所述第一滑动件（50）仅与所述保持器（3）相互作用，以便使所述保持器（3）从所述下部保持器位置移动到所述上部保持器位置，并且当在重合的中间位置或第二中间位置和所述上部保持器位置之间移动时，所述第一滑动件（50）仅与所述定心工具（4）相互作用，以便促动所述定心工具（4）。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，设置有弹簧加载的压力销（53），其中，所述驱动系统经由所述压力销驱动地耦接到所述定心工具（4），并且在达到极限力时中断从所述驱动系统（5）到所述定心工具的运动传递。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述驱动系统（5）包括用于驱动所述第一滑动件（50）的皮带驱动器（52）。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述保持器（3）包括沿竖直方向可移动地支撑的第二滑动件（32）。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一滑动件（50）和所述第二滑动件（32）沿共同的导轨（51）引导。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一滑动件（50）和所述第二滑动件（32）借助于可弹性变形的元件来耦接，用于运动传递。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述可弹性变形的元件是弹簧元件（34）。

14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设置有用于限制所述保持器（3）的向上移动的止动件（33）。

15.一种样品运送装置，包括用于将样品管（2）输送至水平面中的操作位置的至少一个输送装置（70）以及用于从水平面提升位于所述操作位置处的所述样品管（2）的根据权利要求1至14中任一项所述的装置（1）。

16.实验室自动化系统，其具有多个预分析、分析和/或后分析站，并且具有根据权利要求1至14中任一项所述的装置（1），和/或具有根据权利要求15所述的样品运送装置（7）。