CN107064531A - 实验室样品分配系统及相应的操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了实验室样品分配系统(100)和操作实验室样品分配系统(100)的方法。该实验室样品分配系统(100)包括：多个容器载体(1，1')，所述容器载体适于携带样品容器(3)；运送平面(4)，其适于携带所述容器载体；以及多个电磁致动器(5)，其静止设置在所述运送平面下方，所述电磁致动器适于通过施加磁力至所述容器载体来使容器载体在所述运送平面的顶部上移动。操作实验室样品分配系统(100)的方法包括激活所述电磁致动器(5)中的至少一个，以在所述至少一个被激活的电磁致动器(5)的操作距离之内将磁力施加至容器载体。

Description

实验室样品分配系统及相应的操作方法
本申请是霍夫曼-拉罗奇有限公司于2012年11月2日申请的发明名称为“实验室样品分配系统及相应的操作方法”、申请号为201280065804.9(国际申请号为PCT/EP2012/071762)的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种实验室样品分配系统及相应的操作方法。
背景技术
实验室样品分配系统用于在不同的实验室站或标本处理仪器比如预分析站、分析站和后分析站之间分配样品或标本，例如血液样品或标本。
US2005/0196320A1公开了一种驱动机构，其操作通过产生在表面下方的X/Y可动磁场来在表面上推进标本容器架。该可动磁场通过由X/Y可动磁性搬运车(truck)组件所携带的永久磁体产生。由每个磁体所产生的磁场与携带于每个标本运送架基部的磁性吸引的部件磁耦合。磁体与磁性吸引的部件之间的磁性粘合足够强，以便随着磁性搬运车组件在X/Y平面上移动时磁耦合的架紧跟其后。由于由X/Y可动磁性搬运车组件所引起的机械约束，难以实现多个标本运送架的独立同步运动。另外，标本容器只能以标本运送架的数量一起移动。
发明内容
本发明的目的是提供一种实验室样品分配系统及相应的操作方法，其高度灵活并提供高运送性能。
本发明通过提供一种具有权利要求1、28～32的特征的实验室样品分配系统及一种具有根据权利要求24、33的特征的方法解决了这个问题。实施例服从于从属权利要求。
根据第一实施例的实验室样品或标本分配系统包括多个容器载体，例如50至500个容器载体。所述容器载体不是自带动力的。所述容器载体包括至少一个磁活性即磁性吸引的装置并且适于携带单个样品容器。此外，该系统包括二维运送平面或支撑表面，其可能是完全平坦的并且适于携带至少一部分的容器载体。多个电磁致动器例如50至5000个电磁致动器布置成静止或固定于运送平面下方。电磁致动器适于通过施加或促使磁力至容器载体即至容器载体的磁活性装置，从而在至少两个不同的方向上于运送平面的顶部上移动容器载体。
所述运送平面以允许沿着如由磁力所引导的方向运动的方式支撑容器载体。因此，运送平面在运动的至少那些方向上是连续的以允许容器载体的顺畅平稳行进。为了允许载体沿着许多横向方向灵活转移，平坦的运送平面是有利的。在微观水平上，可能有利的是采用带有许多小突起的表面，以减少运送平面与容器载体的底表面之间的摩擦。
运送平面还需要透射电磁致动器的磁场。因此，运送平面由磁透射材料制成，例如玻璃或塑料。此外，运送平面的厚度是机械稳定性与磁屏蔽之间的折衷。已经表明，具有厚度为2至10毫米的运送平面是非常适合的。
所述磁活性装置是适于引起磁力与相应磁场相互作用的装置，其中，磁活性装置可以包括至少一个永久磁体。通过多个电磁致动器与相应的容器载体单独地进行交互，可以在提供高运送灵活性的运送平面上沿着给定的栅格独立且同时地移动多个单独的样品容器，这意味着单个容器可以相互独立地被运送至在运送平面上的希望位置。
所述运送平面可以由多个相邻的子平面形成。
所述系统可以包括盖轮廓，其覆盖运送平面，即覆盖形成运送平面的子平面。
所述盖轮廓简化运送平面的清洁并且避免相邻子平面之间的干扰间隙。此外，所述盖轮廓减轻相邻子平面之间的高度差。
所述盖轮廓可以是流体密封的。
所述盖轮廓可以仅仅覆盖运送平面或者可被粘合至子平面的顶表面，从而稳定此布置并且防止将会减少磁力的间隔。
所述盖轮廓可以是玻璃板、非磁性金属板，例如铝板、或者塑料材料箔片，例如聚乙烯或PTFE(聚四氟乙烯)箔片。
玻璃板是耐化学腐蚀的、易清洗且硬的，从而可以减轻子平面之间的高度差。
在柔性盖轮廓的情况下，盖轮廓的合适厚度是机械稳定性、高度减轻和磁屏蔽之间的折衷。已经表明，在塑料材料的情况下，具有厚度为1至10mm的盖轮廓是非常适合的。
容器载体的表面和运送平面的表面，即盖轮廓的表面，可以布置成减少这些表面之间的摩擦，例如通过涂覆容器载体和/或运送平面或者盖轮廓，和/或通过粗糙化容器载体的和/或盖轮廓的接触表面。
电磁致动器可以成行成列地布置，形成具有给定的例如恒定的栅格尺寸的栅格。栅格尺寸指定在给定的行或列中的相邻或连续的电磁致动器之间的距离。
所述容器载体可以具有支架，其中该支架可以具有圆形横截面，其具有的直径等于或小于栅格尺寸。这样确定的尺寸使得在由电磁致动器形成的直接相邻的行或列上移动的两个载体可以彼此通过而不碰撞。
所述电磁致动器可以成行成列地布置，形成栅格或矩阵，其中相邻的行可以具有不同的栅格尺寸，选自或第一栅格尺寸或第二栅格尺寸，且相邻的列可以具有不同的栅格尺寸，选自或第一栅格尺寸或第二栅格尺寸，其中，第二栅格尺寸大于第一栅格尺寸，例如是其两倍大。
每个所述容器载体都具有支架，其中，所述支架具有圆形横截面，其具有的直径等于或小于较大的栅格尺寸。
支架的圆形横截面减小了在不同方向上移动相邻的容器载体的支架碰撞的可能性。例如与二次支架进行比较，这减少了相邻位置之间所要求的安全距离及在定位精度上的要求。此外，圆形支架改善了容器载体的自我支撑，例如防止容器载体在正常运行条件下倾斜。
小于或等于较大栅格尺寸(即形成较大栅格的电磁致动器之间的距离)的支架的大小或直径的本发明确定的尺寸，其中所述较大栅格尺寸是第一栅格尺寸的两倍大，使得在由根据较小栅格尺寸布置的电磁致动器所形成的相邻轨道上移动的两个载体可以彼此通过而不碰撞。另一方面，覆盖区足够大，以提供平滑的运送而没有太多的倾斜。
电磁致动器可以成行成列地布置，形成主动运送区域的栅格或矩阵。这些行和列或具有第一栅格尺寸g1或具有第二栅格尺寸g2，其中g2＝2*g1。相邻行和相邻列具有不同的栅格尺寸。栅格尺寸指定在给定的行或列中的相邻或连续的电磁致动器之间的距离。换句话说，电磁致动器以栅格或矩阵的形式布置，其中所述栅格或矩阵具有表示省略的电磁致动器的空白位置。这种布置认为容器载体的对角线运动对于达到运送平面上的特定目标是没有必要的，因为基于沿着所述行和列的运动可以达到特定目标。相比于具有恒定栅格尺寸的解决方案，电磁致动器的上述布置显著减少了所需的电磁致动器的数量(例如达33％)。然而，如果需要对角线运动，则不言而喻的是，行和列可以被提供成具有恒定的栅格尺寸，例如形成在具有相同尺寸的主动运送区域中被划分的运送平面。
如果运送平面被划分为多个子平面，则每个子平面可以具有第一外侧面、第二外侧面、第三外侧面和第四外侧面，其中其他平面可以以平铺的方式布置以形成运送平面。这种做法因此具有提供所需形状的运送平面的能力。由于存在的实验室站或由于空间限制，这对于满足单独的实验室可能具有的需要是特别有利的。
从子平面建立运送平面的方法可以与具有不同栅格尺寸的行的概念进行组合，以减少所需的电磁致动器的数量。可以采用子平面，其中沿着所述第一和第二外侧面，电磁致动器以第一栅格尺寸g1布置，沿着所述第三和第四外侧面，电磁致动器以第二栅格尺寸g2布置，其中g2＝2*g1。多个子平面可以以平铺的方式布置成相邻以形成运送平面，其中不同子平面的相邻外侧面具有不同的栅格尺寸。
所述容器载体每个都可以具有支架，其中，所述支架具有圆形横截面，如果定位在由五个电磁致动器所形成的交叉的中心则覆盖约五个电磁致动器。
如果所述支架定位在由五个电磁致动器所形成的交叉的中心，则在交叉中心的电磁致动器可以被完全覆盖，其中，四个外侧电磁致动器可以被覆盖一半。
所述支架可以具有的直径在3.5厘米至4.5厘米的范围内。
支架的大小或直径相对于电磁致动器之间距离的之间的本发明比率使得在相邻轨道上移动的两个载体可以彼此通过而不碰撞。另一方面，覆盖区足够大，以提供平滑的运送而没有太多的倾斜。
每个电磁致动器可以包括铁磁芯，如果电磁致动器未被致动电流驱动的话，则铁磁芯促使保持力作用于放置在所述电磁致动器顶部上的容器载体的所述至少一个磁活性装置上。
至少一个永久磁体可以是球形的，其中球形永久磁体的北极或南极指向运送平面。换句话说，延伸通过球形永久磁体的相对各极的轴线垂直于运送平面。球形永久磁体的直径可以是大约12毫米。球形永久磁体促使优化的磁场与电磁致动器相互作用，例如与磁棒进行比较，导致在横向运动方向上更高的磁力分量。
永久磁体与当前相邻的未被激活的电磁致动器的铁磁芯相结合引起不必要的磁保持力。该保持力阻碍容器载体的所需运动远离当前相邻的未被激活的电磁致动器朝向被激活的电磁致动器。增加永久磁体与运送平面之间的距离，即还增加永久磁体与电磁致动器之间的距离，减少了该磁保持力。不利的是，增加的距离还降低了在横向运动方向上的所需的磁运送力。因此，至少一个永久磁体的中心与容器载体的底表面(该底表面适于与运送平面接触)之间的距离可以选择在5毫米至50毫米的范围内。给定的距离范围提供了在运动方向上所需的磁运送力与不必要的磁保持力之间的最佳折衷。
容器载体可以包括布置在容器载体支架中心的第一永久磁体和具有布置在围绕着该第一永久磁体的支架中的环形形状的第二永久磁体。这种布置在引起推拉磁力方面提供了高的灵活性，特别是如果在给定时间激活一个以上的电磁致动器。所述第一和第二永久磁体可以具有相反的极性，即第一永久磁体的南极和第二永久磁体的北极可能指向运送平面，或者反之亦然。环状的第二永久磁体可以构成圆形区域，其具有的直径小于运送平面的电磁致动器的轴线之间的距离。
容器载体可以包括存储独特ID的RFID标签。这使得能够实现样品容器ID例如条形码与相应容器载体之间的匹配。独特的载体ID可以由可选的RFID读取器读取，该RFID读取器是系统的一部分并且被放置在系统内的一个或多个特定位置。
该RFID标签可以包括布置在容器载体支架中的环状天线。此天线布置使得可以由运送平面下方的RFID读取器天线读取RFID标签。因此，运送平面本身和/或运送平面以上的区域可被设计成没有任何干扰RFID读取器天线。
电磁致动器可以包括引导和放大磁场的铁磁芯。电磁致动器可以具有中央指部和四个外侧指部，每个指部垂直于运送平面延伸。只有中央指部可以由被致动电流所驱动的线圈包围。此布置减少了用于激活电磁致动器的所需线圈的数量，其中所述中央指部和外侧指部通过分别提供推拉力有利地相互作用，特别是如果容器载体包括布置在支架中心的第一永久磁体和具有布置在围绕着该第一永久磁体的支架中的环形形状的第二永久磁体。
该系统还可以包括容器载体检测装置，其适于检测位于运送平面上的容器载体的存在和位置。容器载体检测装置提供置于运送平面上的容器载体的优化轨迹。
所述容器载体检测装置可以在基于红外线(IR)的反射光栅的基础上得以实施。这些光栅可能布置在运送平面的凹部中或者可能布置在运送平面下方，其对于所采用的光至少部分透明。在后一种情况下，可以提供封闭的运送平面，其特别更易于清洗。
该系统可以包括可磁化的耦合元件，其适于提供相邻电磁致动器之间的磁耦合。由于耦合元件，被激活的电磁致动器自动地在具有逆偏振的相邻致动器中引起磁场。这自动地提供相应的拉推力，即使只有单一的电磁致动器被激活，例如通过相应的激活电流。
该系统可以包括安全盖，其适于覆盖所述运送平面以及置于所述运送平面上的所述容器载体。所述安全盖覆盖运送平面以及置于运送平面上的容器载体以使得容器载体可以在运送平面上移动不受阻碍。
所述安全盖例如可以由透明塑料制成。该安全盖防止污染及无意地接近运送平面。
所述安全盖可以具有的覆盖区约等于运送平面的覆盖区。安全盖可以具有打开状态和闭合状态，其中，在所述打开状态，所述运送平面或所述运送平面的专用区域可以由用户接近，在所述闭合状态，所述运送平面不可由用户接近，从而防止造成置于所述运送平面上的容器载体的不必要位置的损坏和/或手动接近。
所述安全盖可以具有可操作的折片或部分，从而可以接近运送平面上的特定部分/区域。
所述安全盖进一步防止污染运送平面。
用于多功能运送样品容器的方法可以通过采用包括如上所述的多个容器载体的实验室样品分配系统来实现。容器载体包括至少一个磁活性装置且适于携带样品容器。实验室样品分配系统还包括适于携带所述容器载体的运送平面、以及静止布置在所述运送平面下方的多个电磁致动器。电磁致动器适于通过将磁力施加至所述容器载体来移动在所述运送平面顶部上的容器载体。该方法包括以下步骤：激活所述电磁致动器中的至少一个以在所述至少一个被激活的电磁致动器的操作距离内将磁力施加至容器载体。激活电磁致动器是指磁场由电磁致动器产生。可以通过产生施加至围绕着铁磁芯的线圈的驱动电流来实现激活。
可以通过设置相邻电磁致动器的连续激活之间的时间段来设置容器载体在运送平面上移动的速度。如果此持续时间设置得较短，则速度增加，反之亦然。通过动态地改变持续时间，容器载体可被加速或减慢。
电磁致动器可以响应于将被施加所述磁力的所述容器载体的检测位置而被激活。电磁致动器可以被激活，以使得所产生的磁场的极性取决于容器载体相对于电磁致动器的位置。这会引起取决于位置的拉推力。在容器载体正移向被激活的电磁致动器时的第一位置范围中，拉力可能会朝向被激活的电磁致动器吸引容器载体。在容器载体已经经过电磁致动器时的第二位置范围中，推力可能会推动容器载体远离现正产生具有相反极性的磁场的被激活的电磁致动器。另外，磁场强度可响应于检测位置而改变，以提供容器载体的稳定运动。电磁致动器可适于产生仅具有单一极性的磁场来简化系统。在这种情况下，被激活的电磁致动器可以在容器载体正移向被激活的电磁致动器时的第一位置范围中产生拉力。在容器载体已经经过电磁致动器时的第二位置范围中，电磁致动器可以被去激活。
为了使第一容器载体沿着第一运送路径移动，第一组电磁致动器可以沿着第一运送路径被激活。为了独立地且至少部分地同时使第二容器载体沿着第二运送路径移动，第二组多个电磁致动器可以沿着第二运送路径被激活。同时表明在一定的时间间隔内，第一和第二容器载体都移动。所述第一或第二组电磁致动器可以沿着相应的运送路径一个接一个地被激活。可替代地，沿着相应运送路径的两个或更多个相邻的电磁致动器可以至少在部分重叠的时间内被激活。
置于第一电磁致动器顶部上的区域上的容器载体运动至第二电磁致动器顶部上的相邻区域可以包括激活所述第一和第二电磁致动器以及第三电磁致动器，其相邻于所述第一电磁致动器并与所述第二电磁致动器相对并且是以预定顺序与第一和第二电磁致动器相同的行或列的一部分。
如果容器载体包括布置在容器载体支架中心的第一永久磁体和具有布置在围绕着该第一永久磁体的支架中的环形形状的第二永久磁体，则该方法还可以包括以下步骤：激活所述第二电磁致动器，以使得关于具有环形形状的所述第二永久磁体的所生成的拉力被产生，并且激活所述第三电磁致动器，以使得关于所述第二永久磁体的所生成的推力被产生；在预定的时间间隔之后或者在容器载体的预定位置：激活所述第一电磁致动器，以使得关于所述第二永久磁体的所生成的拉力被产生，并且关于所述第一永久磁体的所生成的推力被产生；以及在第二预定的时间间隔之后或者在容器载体的第二预定位置：激活所述第二电磁致动器，以使得关于所述第二永久磁体的所生成的拉力被产生。相邻电磁致动器之间的运动以关于三个相邻电磁致动器的三种激活模式的序列来完成。这会导致具有高定位精度的连续均匀的运动。可以基于由容器载体检测装置所提供的容器载体的检测位置来确定所述第一和第二时间间隔或所述第一和第二位置。
附图说明
本发明的优选实施例示出在示意性附图中，其中
图1示出了具有由多个子平面形成的运送平面的实验室样品分配系统，
图2示出了在图1所示的示例性子平面上的顶视图，
图3示出了图2所示的子平面的更加详细的透视侧视图，
图4示出了根据第一实施例的容器载体，
图5示出了根据第二实施例的容器载体及相应的电磁致动器，
图6示出了对于容器载体定位在未被激活的电磁致动器和被激活的相邻电磁致动器的顶部上的情况的所模拟的磁通密度，
图7示出了包括在相邻电磁致动器之间提供磁耦合的可磁化耦合元件的子平面的实施例的侧视图，
图8示出了根据第一实施例的容器载体的移动及相应电磁致动器的激活顺序，
图9示出了根据第二实施例的容器载体的移动及相应电磁致动器的激活顺序，以及
图10示出了子平面的另一实施例。
具体实施方式
图1示出了实验室样品分配系统100。实验室样品分配系统100用来在不同实验室站或标本处理仪器22比如通常用于实验室系统中的预分析站、分析站和后分析站之间分配样品或标本，例如包含在样品容器或样品管3内的血液样品。
实验室样品分配系统100包括多个容器载体或单管载体1，每个都适于在运送平面4上携带相应的样品容器3。多个电磁致动器5(参见图2和3)固定布置在运送平面4的下方。每个电磁致动器5适于通过施加磁力至容器载体1来使该容器载体1在相应电磁致动器5的操作距离中移动。
所示的运送平面4被分成四个二次子平面23，子平面23布置成彼此相邻。运送平面被可选的盖轮廓24覆盖，盖轮廓24是流体密封的并且覆盖间隙及减少相邻子平面23之间的高度差。盖轮廓24的材料提供了低摩擦系数。盖轮廓24可以例如是玻璃板或者聚乙烯或PTFE(聚四氟乙烯)箔片。
图2示出了在图1的示例性子平面23上的示意性顶视图。该子平面具有第一外侧面20、第二外侧面21、第三外侧面18以及第四外则面19。沿着第一和第二外侧面20和21，电磁致动器5以第一栅格尺寸g1布置。沿着第三和第四外侧面18和19，电磁致动器5以第二栅格尺寸g2布置，其中，g2＝2*g1。栅格尺寸g1例如可以是20毫米。
电磁致动器5成行成列地布置，例如16行和16列，这些行和列或具有第一栅格尺寸g1或具有第二栅格尺寸g2，其中g2＝2*g1，并且相邻行具有不同的栅格尺寸以及相邻列具有不同的栅格尺寸。如果运送平面上的位置或区域须可以接近作为目标位置的话，则相应的电磁致动器设置在该目标位置下方。如果特定的区域或面积不是可接近的话，则可以省略在该位置的电磁致动器。
图2示出了每个都具有支架8的两个示例性容器载体，支架的圆形横截面具有的直径D比较大栅格尺寸g2小约1％至20％。
由此，在相邻轨道上移动的两个载体可以相互通过而不碰撞。另一方面，覆盖区足够大以提供平滑的运送，而没有太多的倾斜。
图3示出了在图2中所示的子平面23的更详细的透视侧视图。
如图所示，每个电磁致动器5固定在载体板26上，并且包括大致垂直于运送平面4延伸的铁磁圆柱形芯5a。线圈5b围绕着铁磁圆柱形芯5a。线圈5b可以被施加有由在电触点5c上的驱动器单元(未示出)所提供的致动电流。如果由致动电流驱动，则每个电磁致动器5产生磁场。当该区域与布置在容器载体1上的永久磁体2(参见图4)相互作用时，其提供沿着运送平面4移动容器载体1的驱动力。铁磁圆柱形芯5a集中并且放大由线圈5b所产生的磁场。
在最简单的形式中，每个容器载体1可暴露于由靠近相应容器载体1的单个被激活的电磁致动器5所产生的驱动力，从而朝向被激活的电磁致动器5拉动容器载体1。另外，可以叠加靠近相应容器载体1的多个电磁致动器5的推拉驱动力。
另外，可同时激活多个电磁致动器5，以使多个不同的容器载体1沿着运送平面4上的预定路径彼此独立地移动。
为了检测位于运送平面4上的容器载体1的存在和位置，提供了容器载体检测装置。所示的实施例包括印刷电路板25，其具有以栅格布置在顶部上的多个基于IR的反射光栅17，如图3所示。
基于IR的反射光栅17检测置于相应光栅17顶部上的容器载体1，因为容器载体1布置成反射由光栅17发出的IR辐射。如果不存在任何容器载体的话，则没有任何反射的IR光进入相应光栅17的IR传感器。
图4示出了根据第一实施例的容器载体1。容器载体1包括球形的永久磁体2。所述至少一个永久磁体2的中心与所述容器载体的底表面8a(所述底表面8a适于与所述运送平面4接触)之间的距离I在5毫米至50毫米的范围内，并且可以是约12毫米。容器载体1的高度h可以是约42毫米。
永久磁体2可以由硬铁磁材料制成。这些包括例如铁矿石(磁体矿或磁石)、钴和镍以及稀土金属。永久磁体2的北极N指向运送平面。
所示的容器载体的支架8具有直径在约3.5厘米至4.5厘米的圆形横截面，如果定位在由五个电磁致动器5所形成的交叉的中心则覆盖约五个电磁致动器5。在交叉的中心的电磁致动器被完全覆盖，其中四个外侧电磁致动器几乎被覆盖了一半。由此，在相邻轨道上移动的两个载体可以相互通过而不碰撞。另一方面，覆盖区足够大以提供平滑的运送，而没有太多的倾斜。
容器载体可以包括样品容器固定装置，其可以例如以柔性扁平弹簧28的形式并入。柔性扁平弹簧28布置在容器载体3的圆柱形开口的侧壁。柔性扁平弹簧28将样品容器3安全地固定在容器载体1内，即使样品容器3具有比相应开口更小的直径。
如果使用不同的样品容器类型，例如具有不同的形状因子，则甚至可以提供具有对应于相应样品容器类型的不同内径的特定容器载体。
图5示出了根据第二实施例的具有不同磁体布置的容器载体1'及相应的电磁致动器5'。
容器载体1'包括布置在所述容器载体1'的支架8的中心的第一永久磁体6和具有布置在围绕着所述第一永久磁体6的所述支架8中的环形形状的第二永久磁体7。永久磁体6和7具有相反的极性。中央永久磁体6的北极和环状永久磁体7的南极指向运送平面4。
此外，容器载体1'包括存储对应于特定容器载体的独特ID的RFID标签9。RFID标签9包括环状的天线10，其布置在第一永久磁体6与第二永久磁体7之间的容器载体1'的支架8中。
相应的电磁致动器5'包括铁磁芯，其具有中央指部11和四个外侧指部12、13、14和15，每个指部垂直于运送平面4延伸，其中只有中央指部11由被致动电流Ia所驱动的线圈16包围。与图3中所示的实施例相比，此布置减少了用于激活电磁致动器5'所需线圈的数量，其中中央指部11和外侧指部12至15通过分别提供推拉力有利地相互作用，特别是如果容器载体1'被布置成如图所示的话。
图6示出了对于如图4所示的容器载体定位在未被激活的电磁致动器5_2和被激活的相邻电磁致动器5_3的顶部上的情况的所模拟的磁通密度B。不同的磁通密度B由相应的阴影线表示。
如图所示，球形的永久磁体2与未被激活的电磁致动器5_2相结合引起不必要的磁保持力F2，该力朝向未被激活的电磁致动器5_2的铁磁芯拉动永久磁体2，从而在所需运动的相反方向上引起不必要的力分量，并且另外增加运送平面和支架的相应表面之间的摩擦。被激活的电磁致动器5_3产生力F1。
为了减少这些不必要的效果，可以通过反向激活推动容器载体的电磁致动器5_2来产生相对的磁场，从而减少摩擦。
可替代地或另外，可以选择永久磁体2与运送平面之间的优化距离，同样参见关于图4的说明。
然而，相比于磁棒，在使用球形永久磁体2的所希望运动方向上的磁力更高，因为永久磁体2的磁活性球形表面与激活电磁致动器5_3之间的所得距离更小。
图7示出了包括在相邻电磁致动器5之间提供磁耦合的可磁化耦合元件27的子平面的实施例的侧视图。
如图所示，仅电磁致动器5_3通过采用驱动电流驱动相应线圈被激活，并促使磁流由耦合元件27引导且在未被激活的电磁致动器5_2和5_3的铁磁芯中延伸。结果，磁推力由与永久磁体2相互作用的电磁致动器5_2产生，减少摩擦并且在所需的方向上与由被激活的电磁致动器5_3所产生的拉力叠加。
图8示出了根据第一实施例的容器载体1的移动及相应电磁致动器5_1至5_5的激活顺序。
如图所示，在时间t＝0，仅电磁致动器5_2被激活，以使得其产生使容器载体1在所示方向上移动的拉力。
在时间t＝1，容器载体1已经移动，从而使其驻留在电磁致动器5_2的顶部，其例如可以通过容器载体检测装置来检测。为了继续运动，电磁致动器5_2被去激活且电磁致动器5_3被激活，从而向前拉动容器载体1。
在时间t＝2，容器载体1已经移动，从而使其驻留在电磁致动器5_3的顶部。为了继续运动，电磁致动器5_3被去激活且电磁致动器5_4被激活，从而向前拉动容器载体1。
只要运动是所需的就重复上述步骤。结果，沿着运送路径的成组的多个电磁致动器5_1至5_5被顺序激活，以沿着所述第一运送路径移动容器载体1。
由于电磁致动器5可以被独立地激活，所以可以使多个不同的容器载体1沿着不同的路径独立且同时地移动，其中，不言而喻的是碰撞必须加以避免。
图9示出了根据第二实施例的容器载体1'的移动及相应电磁致动器5_1至5_3的激活顺序。图5更详细地示出了容器载体1'。
在所示的实施例中，置于第一电磁致动器5_2上的容器载体1'移动至相邻的第二电磁致动器5_3包括激活第一和第二电磁致动器5_2和5_3以及第三电磁致动器5_1，其以特定的顺序和极性相邻于第一电磁致动器5_2。电磁致动器5_1至5_3是相同的行或列的一部分，并且可以被激活，产生指向容器载体1'的南极(S)或北极(N)。
在t＝0的第一步骤中，第二电磁致动器5_3被激活，以使得关于具有环形形状的第二永久磁体7的所生成的拉力被产生，并且激活第三电磁致动器5_1，以使得关于所述第二永久磁体7的所生成的推力被产生。
在时间t＝1的容器载体1'达到第一预定位置之后，其例如可以通过容器载体检测装置来检测，第二和第三电磁致动器5_1和5_3被去激活且第一电磁致动器5_2被激活，以使得关于第二永久磁体7的所生成的拉力被产生，并且关于所述第一永久磁体6的所生成的推力被产生。
在时间t＝2的容器载体1'达到第二预定位置之后，第一和第三电磁致动器5_1和5_2被去激活且第二电磁致动器5_3被激活，以使得关于第二永久磁体7的所生成的拉力被产生。
在所示的实施例中，相邻电磁致动器5_2和5_3之间的运动以关于三个相邻电磁致动器5_1至5_3的三种激活模式的序列来完成。这会导致具有高定位精度的连续均匀的平滑运动。
图10示出了子平面23'的另一实施例。根据该实施例，电磁致动器5成行成列地布置，形成具有单一栅格尺寸g3的栅格。在每行每列中的相邻或连续的电磁致动器5之间的距离为g3。
图10示出了每个都具有支架8的两个示例性容器载体，支架的圆形横截面具有的直径D比栅格尺寸g3小约1％至20％。
由此，在相邻轨道上移动的两个载体可以相互通过而不碰撞。另一方面，覆盖区足够大以提供平滑的运送，而没有太多的倾斜。

Claims (33)

1.实验室样品分配系统(100)，包括：
-多个容器载体(1，1′)，所述容器载体适于携带样品容器(3)，
-运送平面(4)，其适于携带所述容器载体，以及
-多个电磁致动器(5)，其静止设置在所述运送平面下方，所述电磁致动器适于通过施加磁力至所述容器载体来使容器载体在所述运送平面的顶部上移动，
-每个容器载体(1′)包括布置在所述容器载体的支架(8)的中心的第一永久磁体(6)和具有环形形状、布置在所述支架中围绕着所述第一永久磁体的第二永久磁体(7)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
-所述运送平面由多个相邻的子平面(23)形成，以及
-所述系统包括覆盖所述子平面(23)的盖轮廓(24)。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述盖轮廓(24)适于覆盖间隙并减轻相邻子平面(23)之间的高度差。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述盖轮廓(24)是流体密封的。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述盖轮廓(24)粘合至子平面(23)的顶表面。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述盖轮廓(24)是玻璃板、非磁性金属板、或者塑料材料箔片。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述容器载体的底部表面和所述盖轮廓的表面布置成减少所述表面之间的摩擦。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，电磁致动器(5)成行成列地布置，形成具有栅格尺寸(g3)的栅格。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述支架(8)具有圆形横截面，其具有的直径(D)等于或小于栅格尺寸(g3)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，电磁致动器(5)成行成列地布置，形成栅格，其中，相邻的行和相邻的列具有不同的栅格尺寸，选自或第一栅格尺寸(g1)或第二栅格尺寸(g2)，其中，第二栅格尺寸(g2)大于第一栅格尺寸(g1)。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述支架(8)具有圆形横截面，其具有的直径(D)等于或小于较大的栅格尺寸。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的系统，其特征在于，每个子平面具有第一外侧面(20)、第二外侧面(21)、第三外侧面(18)以及第四外则面(19)，其中，沿着所述第一和所述第二外侧面，电磁致动器以第一栅格尺寸g1布置，沿着所述第三和所述第四外侧面，电磁致动器以第二栅格尺寸g2布置，其中，g2＝2*g1。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述支架(8)具有圆形横截面，如果定位在由五个电磁致动器(5)所形成的交叉的中心则覆盖约五个电磁致动器(5)。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，如果支架(8)定位在由五个电磁致动器(5)所形成的交叉的中心，则在交叉中心的电磁致动器被完全覆盖，其中，四个外侧电磁致动器被覆盖一半。
15.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述支架(8)具有的直径在3.5厘米至4.5厘米的范围内。
16.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，每个电磁致动器(5)包括铁磁芯(5a)，如果电磁致动器(5)未被致动电流驱动的话，则铁磁芯(5a)促使保持力作用于放置在所述电磁致动器(5)顶部上的容器载体(1)的所述至少一个磁活性装置(2)上。
17.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一永久磁体和第二永久磁体具有相反的极性，并且环形的第二永久磁体构成圆形区域，其具有的直径小于相邻电磁致动器的轴线之间的距离。
18.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，每个容器载体包括RFID标签(9)，其存储对应于特定容器载体的独特ID。
19.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述电磁致动器包括具有中央指部(11)和四个外侧指部(12，13，14，15)的铁磁芯，每个指部垂直于运送平面延伸。
20.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，容器载体检测检测装置(17，25)适于检测位于所述运送平面上的容器载体的存在和/或位置。
21.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，可磁化耦合元件(27)适于提供相邻电磁致动器之间的磁耦合。
22.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，安全盖适于覆盖所述运送平面(4)以及置于所述运送平面(4)上的所述容器载体(1，1′)。
23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于，所述安全盖具有打开状态和闭合状态，其中，在所述打开状态，所述运送平面可由用户至少部分地接近，在所述闭合状态，所述运送平面用户无法接近。
24.操作根据前述权利要求中任一项所述的实验室样品分配系统(100)的方法，包括以下步骤：
-激活所述电磁致动器(5)中的至少一个，以在所述至少一个被激活的电磁致动器(5)的操作距离之内将磁力施加至容器载体。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述实验室样品分配系统包括容器载体检测检测装置(17，25)，所述容器载体检测检测装置(17，25)适于检测位于所述运送平面上的容器载体的位置，所述方法包括以下步骤：
-响应于要被施加有所述磁力的所述容器载体的检测位置，激活所述至少一个电磁致动器。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其特征在于以下步骤：
-沿着第一预定运送路径激活第一组多个电磁致动器(5_1～5_5)，以沿着所述第一运送路径移动相应的第一容器载体。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于以下步骤：
-独立于所述第一组多个电磁致动器的所述激活且至少部分与所述第一组多个电磁致动器的所述激活同时地，沿着第二预定运送路径激活第二组多个电磁致动器，以沿着所述第二运送路径移动相应的第二容器载体。
28.实验室样品分配系统(100)，包括：
-多个容器载体(1，1′)，所述容器载体的每一个包括至少一个磁活性装置，并且适于携带样品容器(3)，
-运送平面(4)，其适于携带所述容器载体，以及
-多个电磁致动器(5)，其静止设置在所述运送平面下方，所述电磁致动器适于通过施加磁力至所述容器载体来使容器载体在所述运送平面的顶部上移动，
-其中，所述电磁致动器(5)包括具有中央指部(11)和四个外侧指部(12，13，14，15)的铁磁芯，每个指部垂直于运送平面延伸。
29.实验室样品分配系统(100)，包括：
-多个容器载体(1，1′)，所述容器载体的每一个包括至少一个磁活性装置，并且适于携带样品容器(3)，
-运送平面(4)，其适于携带所述容器载体，以及
-多个电磁致动器(5)，其静止设置在所述运送平面下方，所述电磁致动器适于通过施加磁力至所述容器载体来使容器载体在所述运送平面的顶部上移动，
-其中，所述运送平面由多个相邻的子平面(23)形成，
-其中，所述系统包括覆盖所述子平面(23)的盖轮廓(24)。
30.实验室样品分配系统(100)，包括：
-多个容器载体(1，1′)，所述容器载体的每一个包括至少一个磁活性装置，并且适于携带样品容器(3)，
-运送平面(4)，其适于携带所述容器载体，以及
-多个电磁致动器(5)，其静止设置在所述运送平面下方，所述电磁致动器适于通过施加磁力至所述容器载体来使容器载体在所述运送平面的顶部上移动，
-其中，每个容器载体包括RFID标签(9)，其存储对应于特定容器载体的独特ID。
31.实验室样品分配系统(100)，包括：
-多个容器载体(1，1′)，所述容器载体的每一个包括至少一个磁活性装置，并且适于携带样品容器(3)，
-运送平面(4)，其适于携带所述容器载体，
-多个电磁致动器(5)，其静止设置在所述运送平面下方，所述电磁致动器适于通过施加磁力至所述容器载体来使容器载体在所述运送平面的顶部上移动，以及
-容器载体检测检测装置(17，25)，其适于检测位于所述运送平面上的容器载体的存在和/或位置。
32.实验室样品分配系统(100)，包括：
-多个容器载体(1，1′)，所述容器载体的每一个包括至少一个磁活性装置，并且适于携带样品容器(3)，
-运送平面(4)，其适于携带所述容器载体，
-多个电磁致动器(5)，其静止设置在所述运送平面下方，所述电磁致动器适于通过施加磁力至所述容器载体来使容器载体在所述运送平面的顶部上移动，以及
-可磁化耦合元件(27)，其适于提供相邻电磁致动器之间的磁耦合。
33.操作实验室样品分配系统(100)的方法，所述实验室样品分配系统(100)包括：
-多个容器载体(1，1′)，所述容器载体的每一个包括至少一个磁活性装置，并且适于携带样品容器(3)，
-运送平面(4)，其适于携带所述容器载体，
-多个电磁致动器(5)，其静止设置在所述运送平面下方，所述电磁致动器适于通过施加磁力至所述容器载体来使容器载体在所述运送平面的顶部上移动，以及
-容器载体检测检测装置(17，25)，其适于检测位于所述运送平面上的容器载体的存在和/或位置，
所述方法包括以下步骤：
-响应于要被施加有所述磁力的所述容器载体的检测位置，激活所述至少一个电磁致动器。
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