CN109521211A - 反应容器自动装载装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种反应容器自动装载装置及方法，所述装置包括拾取机构、换向机构、缓存机构和定位机构，通过第一传感器对进入换向机构的反应容器进行检测，通过第二传感器对进入缓存机构的反应容器进行检测，控制器根据第一检测信号和第二检测信号控制拾取机构在启动状态和停止状态之间进行切换。本发明除了使缓存机构中能够保持一个合适的存量以保证反应容器的使用外，还可通过两个传感器的检测信号进行相互校准，从而更可靠地控制拾取机构的启停时机。

Description

反应容器自动装载装置及方法

技术领域

本发明涉及一种分析仪，具体涉及分析仪中的反应容器自动装载装置及方法。

背景技术

分析仪(例如免疫分析仪或生化分析仪)是一类高灵敏度及高特异性的分析仪器，在临床实验室中常被用于检测血液、尿液或其它体液的各项分析指标。分析过程中，分析仪将待分析样本和测试用试剂先后加入反应容器中进行混匀和孵育，然后将样本和试剂的反应液用于测试。

通常测试用到的反应容器是一次性反应容器，在需要进行大量测试时就需要不断装载反应容器，因此目前的分析仪均使用自动装载系统装载反应容器。测试过程中，自动装载系统首先将散放于仪器内的反应容器通过某种方式拾取到某一个反应容器，再将拾取到的反应容器输送至内部的换向机构，统一反应容器的姿态。由于拾取机构在拾取过程中，是以一定概率将料仓内的反应容器拾取到，以供系统使用。因此一般的自动装载系统都会在系统中对反应容器进行缓存，以便当拾取机构长时间内拾取不到反应容器时，可以使用系统已经缓存好的反应容器。经过换向后的反应容器先进入缓存机构中，最终缓存的反应容器被输送到系统指定位置供系统使用。为了让系统持续可以保证有合适数量的反应容器供应，需要对拾取机构的启停时机进行控制。

发明内容

本申请提供一种反应容器自动装载装置，能够可靠地对缓存区反应容器的数量进行监控，并有效控制拾取机构的启停时机。

根据第一方面，一种实施例中提供一种反应容器自动装载装置,包括：

拾取机构，用于在启动状态下拾取反应容器，并逐个输出反应容器；

定位机构，用于将反应容器按照预设的姿态输送到指定位置；

缓存机构，用于在定位机构将反应容器输送到指定位置之前为该反应容器提供暂时存放的场所；

换向机构，其设置在拾取机构的反应容器输出口和缓存机构的反应容器输入口之间，用于调整反应容器的姿态，使反应容器按照预设的姿态排列并输出到缓存机构中；

第一传感器，用于对进入换向机构的反应容器进行检测，所述第一传感器经反应容器触发输出第一检测信号；

第二传感器，用于对进入缓存机构的反应容器进行检测，所述第二传感器经反应容器触发输出第二检测信号；

控制器，所述控制器根据第一检测信号和第二检测信号控制拾取机构在启动状态和停止状态之间进行切换。

根据第二方面，一种实施例中提供一种反应容器自动装载装置,包括：

拾取机构，用于在启动状态下拾取反应容器，并逐个输出反应容器；

定位机构，用于将反应容器按照预设的姿态输送到指定位置；

缓存机构，用于在定位机构将反应容器输送到指定位置之前为该反应容器提供暂时存放的场所；

换向机构，其设置在拾取机构的输出口和缓存机构的输入口之间，用于调整反应容器的姿态，使反应容器按照预设的姿态排列并输出到缓存机构中；

第一传感器，用于对进入换向机构的反应容器进行检测，所述第一传感器经反应容器触发输出第一检测信号；

第二传感器，用于对进入缓存机构的反应容器进行检测，所述第二传感器经反应容器触发输出第二检测信号；

控制器，所述控制器根据第一检测信号和第二检测信号两者中的一者控制拾取机构在启动状态和停止状态之间切换，并根据第一检测信号和第二检测信号判断第一传感器和第二传感器是否正常。

根据第三方面，一种实施例中提供一种采用上述反应容器自动装载装置进行自动装载的方法，包括：

接收第一传感器经进入换向机构的反应容器触发输出的第一检测信号和第二传感器经进入缓存机构的反应容器触发输出的第二检测信号，所述第二检测信号包括是一脉冲信号或满信号，所述满信号是指第二传感器被缓存机构上的反应容器持续触发时发生电平跳变后的一持续电平信号；

当接收到满信号时则控制拾取机构停止拾取反应容器和输出反应容器；

根据第一检测信号和/或第二检测信号以及缓存机构输出的反应容器的数量计算缓存机构上存放的反应容器的数量，当缓存机构上存放的反应容器的数量小于或等于第一设定值时控制拾取机构切换到启动状态，所述第一设定值小于缓存机构存满反应容器的数量。

在另一实施例中，控制器还根据第一检测信号和第二检测信号判断第一传感器和第二传感器是否正常。例如，所述控制器在相继检测到第一检测信号和第二检测信号时，判断第一传感器和第二传感器正常，所述控制器在连续设置次数检测到第一检测信号和第二检测信号两者中的一者，而没有检测到两者中的另一者，则判断两者中的另一者异常。

所述控制器在检测到第一传感器异常时，发出提示信息或自动转入第一备用模式，在所述第一备用模式下，控制器根据第二检测信号控制拾取机构在启动状态和停止状态之间切换；所述控制器在检测到第二传感器异常时，发出提示信息或自动转入第二备用模式，在所述第二备用模式下，控制器根据第一检测信号控制拾取机构在启动状态和停止状态之间切换。

本发明实施例中设置两个传感器来检测反应容器，控制器根据两个传感器输出的信号对拾取机构的启停进行控制，除了使缓存机构中能够保持一个合适的存量以保证反应容器的使用外，还可通过两个传感器的检测信号进行相互校准，从而更可靠地控制拾取机构的启停时机。

附图说明

图1为样本分析仪的整机分布示意图；

图2为一种实施例中反应容器自动装载装置的立体图之一；

图3为一种实施例中反应容器自动装载装置的立体图之二；

图4为一种实施例中反应容器自动装载装置的俯视图；

图5为反应容器的示意图；

图6为一种实施例中反应容器自动装载装置的电路图；

图7为一种实施例中控制拾取机构的流程图；

图8为另一种实施例中控制拾取机构的流程图；

图9为一种实施例中拾取机构的拾取块和链条的结构示意图；

图10为一种实施例中拾取块的结构示意图；

图11为一种实施例中拾取机构的运动周期示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

请参考图1，样本分析仪包括反应容器自动装载装置1、第一抓杯手2、样本分注单元3、反应单元4、试剂盘5、试剂针分注单元6、第二抓杯手7、混匀器、磁分离单元9和光测单元10。

反应容器自动装载装置1将用户散放在料仓中的反应容器带到指定位置，通常情况下，反应容器为杯状容器，因此也称为反应杯，其结构图如图2所示，指定位置也称为抓杯位。

第一抓杯手2为三维运动机构，实现反应杯在抓杯位、加样位、稀释位、抛杯位和反应单元4的操作位之间的运转。

样本分注单元3用于吸取样本，并排放到加样位上的反应杯中，然后回清洗池清洗，完成一次分注动作。

试剂分注单元6用于吸取不同组份的试剂，并排放到位于反应单元4上的加试剂位反应杯中，然后回清洗池清洗，完成一次分注动作。

第二抓杯手7是旋转式抓杯手，用于将位于反应单元4上的注入样本和试剂的反应杯转运到混匀器进行混匀操作，并将混匀后的反应杯重新转运回反应单元4上，反应杯在反应单元4上进行设定时间的孵育。然后第二抓杯手7将孵育后的反应杯转运到磁分离单元9，进行磁分离操作。本实施例中混匀器包括第一反应液混匀器81和第二反应液混匀器82，磁分离单元9包括第一磁分离单元91和第二磁分离单元92，第二抓杯手7轮流在两个混匀器和两个磁分离单元上放置反应杯，以提高工作效率。最后第二抓杯手7将经磁分离操作后的反应杯转运回反应单元4上，在光测单元10前进行测光。

本实施例中，请参考图1-4所示，反应容器自动装载装置1包括料仓101、拾取机构102、滑道103和定位机构104。

料仓101用于存放分析仪需要用到的散装的反应容器，用户将购买的一次性反应容器放入料仓中，料仓101被中间隔板1011分为一大一小两个腔体，如图2所示，较大的腔体用于存储新的反应容器，其开口朝上，以方便用户将反应容器放入腔体中，隔板1011的下部开有可供反应容器通过的第一通孔(图中未示出)，通孔将大小腔体连通，小腔体区域为有效拾取区域，小腔体朝向拾取机构102开有可供反应容器通过的第二通孔(图中未示出)，以使小腔体区域内的反应容器能够和拾取机构有效接触，并可落入拾取机构中，被拾取机构携带走。

拾取机构102用于在启动状态下拾取反应容器，并逐个输出反应容器。反应容器从料仓101落入拾取机构102中时，其杯口朝向并不一致，但在定位机构104将反应容器放置到抓杯位时，要求反应容器的杯口统一朝上。因此拾取机构102需要先将反应容器运输到相对于定位机构104较高的位置，并通过滑道103调整反应容器的姿态，使反应容器按照预设的姿态排列并输出到定位机构104。

本实施例中，滑道103分为两段，倾斜设置在拾取机构的反应容器输出口和定位机构104之间，位置靠上的一段由换向机构1031形成，位置靠下的一段由缓存机构1032形成。换向机构用于调整反应容器的姿态，使反应容器按照预设的姿态排列并输出到缓存机构中，缓存机构用于在定位机构将反应容器输送到指定位置之前为该反应容器提供暂时存放的场所。换向机构和缓存机构可以是一体式滑道103分出的两段，另外，换向机构和缓存机构也可以是独立的两个部件，通过对接形成滑道103。

换向机构1031包括中间具有第一间隙1031a的第一支撑件1031b，第一支撑件倾斜地设置在拾取机构的反应容器输出口和缓存机构的反应容器输入口之间，第一间隙从拾取机构的反应容器输出口延伸到缓存机构的反应容器输入口，缓存机构1032包括中间具有第二间隙1032a的第二支撑件1032b，第二支撑件倾斜地设置在换向机构的反应容器输出口和定位机构的反应容器输入口之间，第二间隙从换向机构的反应容器输出口延伸到定位机构的反应容器输入口，第一间隙1031a和第二间隙1032a的宽度都大于反应容器下端部分的最大外径，且小于反应容器上端部分的最大外径。如图5所示的反应容器105，其包括试管1051和沿试管外壁周向环设的凸缘1052，凸缘1052靠近试管的开口，针对该种反应容器，第一间隙1031a和第二间隙1032a的宽度大于试管1051的外径，且小于凸缘1052的外径，从而使试管1051可从第一间隙1031a和第二间隙1032a漏下，但凸缘1052被卡在第一支撑件1031b和第二支撑件1032b上，通过凸缘1052支撑在第一支撑件1031b和第二支撑件1032b上的反应容器被调整为开口朝上的姿态。

第一间隙1031a和第二间隙1032a的宽度可以相同，也可以不同，只要第一支撑件1031b和第二支撑件1032b对接形成流畅的滑道即可，当反应容器从拾取机构的输出口输出后，该滑道可使反应容器通过自身重力下滑并储存在缓存机构1032中。由于第二支撑件1032b和第二间隙1032a形成一夹道式结构，因此储存在缓存机构1032中的反应容器相互抵靠着排列成一排。

定位机构104用于将反应容器按照预设的姿态输送到抓杯位，本实施例中，定位机构104是转运盘，转运盘上具有用于放置反应容器的隔间1041，随着转运盘的转动，当空的隔间1041被定位到缓存机构1032的输出口时，存储在缓存机构1032最下面的反应容器被输出到空的隔间1041中，并随后在系统控制下随转运盘被转运到抓杯位。在有的实施例中，定位机构104也可以通过传送带或机械手等其它方式将姿态一致的反应容器从缓存机构的反应容器输出口运输到抓杯位。

反应容器自动装载装置1的工作过程如下：

反应容器首先被放入料仓101中，拾取机构102从料仓中拾取反应容器并逐个转运到高处的反应容器输出口，反应容器在该位置滑入换向机构段的滑道中，在换向机构段的滑道中反应容器均被调整为开口朝上的姿态，完成换向后的反应容器继续滑入缓存机构段的滑道中，经缓存机构后被输出到转运盘中，并随后在系统控制下随转运盘被转运到抓杯位，通过第一抓杯手转运到合适位置供系统使用。

由于拾取机构从料仓中拾取反应容器具有不确定性，即有时可以拾取到反应容器，有时拾取不到反应容器，因此希望在缓存机构中存放一定数量的反应容器。本实施例中，缓存机构1032的夹道长度可根据系统设计的满存的反应容器的数量而定，例如，系统设计满存反应容器的数量为7个，则缓存机构1032的夹道长度就是存放7个反应容器的长度。因此如果换向机构1031的长度固定，则滑道103的整体长度将随缓存机构1032的长度而变化。如果滑道103的整体长度固定，则换向机构1031的长度将随缓存机构1032的长度而变化。

在有的实施例中，滑道仅由换向机构形成，缓存机构不再是滑道的一部分，例如缓存机构是竖直的一个夹道，缓存机构的反应容器输入口紧靠由换向机构的反应容器输出口，反应容器经换向机构后竖直落入缓存机构的夹道中，并上下相互抵接排列成一排。

为了使缓存机构1032中存放预定数量的反应容器，需要对拾取机构103的启动和停止进行控制，因此，本实施例中，反应容器自动装载装置1还包括第一传感器106、第二传感器107和控制器(图中未示出)。

第一传感器106用于对进入换向机构的反应容器进行检测，本实施例中，第一传感器106沿第一支撑件1031b设置，例如第一传感器106是一光耦，发射部和接收部分别安装在第一间隙1031a两侧的第一支撑件1031b上，即第一传感器106安装在拾取机构的反应容器输出口和缓存机构的反应容器输入口之间的第一支撑件1031b上。当有反应容器从第一间隙1031a和第一支撑件1031b构成的滑道通过时，第一传感器106被触发，输出第一检测信号，第一检测信号是一脉冲信号。

第二传感器107用于对进入缓存机构的反应容器进行检测，本实施例中，第二传感器107设置在缓存机构的反应容器输入口处，例如第二传感器107是一光耦，发射部和接收部分别安装在第二间隙1032a两侧的第二支撑件1032b上，并位于缓存机构满存反应容器的位置处。当有反应容器进入缓存机构的夹道时，第二传感器107被触发，输出第二检测信号，此时第二检测信号是一脉冲信号。如果缓存机构的夹道中没有反应容器，则当前进入的反应容器将在自身的重力作用下滑入到夹道的底部，如果缓存机构的夹道中已有反应容器，则当前进入的反应容器将在自身的重力作用下滑行并抵靠在最上面的一个反应容器上，与之前存放的反应容器排成一列。当缓存机构的夹道中存满反应容器时，最上面的反应容器将遮挡在发射部和接收部之间，第二传感器107再次被触发，输出第二检测信号，但此时第二检测信号先是产生一个电平的跳变，然后保持在该电平上形成一持续电平信号，本文称为满信号。当第二传感器107输出满信号时，说明缓存机构中已存满反应容器。

控制器可以是反应容器自动装载装置1专用的控制器件，也可以是整体样本分析仪的控制器件，控制器从存储器中读取程序，经运行后对各部分进行控制，或对检测的数据进行运算和处理，本实施例中，控制器108分别和拾取机构102、定位机构104、第一传感器106和第二传感器107电连接，用于控制拾取机构102启动或停止，控制定位机构104将缓存机构输出的反应容器转运到指定位置，如图6所示。控制器可以是一个集成芯片，包括多个接口，第一传感器106和第二传感器107分别与控制器的第一接口和第二接口电连接，控制器通过查询接口获得第一检测信号和第二检测信号，然后根据第一检测信号和第二检测信号控制拾取机构在启动状态和停止状态之间进行切换。本实施例中，控制器根据满信号控制拾取机构切换到停止状态，根据第一检测信号和/或第二检测信号控制拾取机构切换到启动状态。其控制流程如图7所示，包括以下步骤：

步骤001，分析仪启动后控制器不断读取第一检测信号和第二检测信号，并且，在后续的步骤中，不管是在执行哪个步骤，控制器都在监控是否接收到第一检测信号和/或第二检测信号。分析仪刚启动时，通常情况下，反应容器自动装载装置会进行复位，控制器先判断是否接收到第二传感器107输出的满信号。如果有接收到第二传感器107输出的满信号，说明缓存机构的缓存夹道中存满反应容器，则执行步骤002，如果没有接收到第二传感器107输出的满信号，则说明缓存机构的反应容器还没有达到存满的数量，此时则执行步骤003。为方便描述，将存满的数量记为第二设定值，第二设定值例如可设定为7或9。

步骤002，控制器控制拾取机构103处于停止状态，不再拾取反应容器，也不再输出反应容器。在拾取机构103处于停止状态时，控制器继续执行步骤001，监控第二传感器107输出的满信号是否继续存在。

步骤003，当第二传感器107没有输出满信号时，控制器判断缓存机构的缓存夹道中反应容器的数量是否少于或等于第一设定值，第一设定值是小于第二设定值的一个数值，第一设定值例如可设定为5或6。如果缓存机构中反应容器的数量少于或等于第一设定值，则执行步骤004，否则仍然执行步骤002控制拾取机构处于停止状态。如何计算缓存夹道中反应容器的数量将在后面详细说明。在分析仪刚开始启动时，如果系统有记录上次断电时缓存机构中剩余的反应容器数量，则可采用缓存机构中剩余的反应容器数量与第一设定值进行比较，如果少于或等于第一设定值，则执行步骤004。如果系统没有记录上次断电时缓存机构中剩余的反应容器数量，或者不采用上次断电时缓存机构中剩余的反应容器数量，则控制器可认为缓存夹道中反应容器的数量是任一个小于第一设定值的值，这种情况下将直接转向执行步骤004。

步骤004，控制器控制拾取机构启动，拾取机构开始运转。正常情况下，拾取机构从料仓中拾取反应容器，并将储存的反应容器从反应容器输出口滑入到换向机构，反应容器滑过换向机构1031时触发第一传感器106，进入到缓存机构1032时触发第二传感器107。第一传感器106经触发输出第一检测信号，第二传感器107经触发输出第二检测信号。

步骤005，控制器根据第一检测信号和/或第二检测信号的接收情况判断是否存在异常，如果是，则执行步骤006，进行相应处理。如果不存在异常，则执行步骤007。

步骤007，控制器根据第一检测信号和/或第二检测信号计算缓存机构1032中存放的反应容器的数量。随着缓存机构1032中反应容器数量的变化，一旦缓存机构1032中存满反应容器，第二传感器107将被触发输出满信号。控制器将执行步骤001。

在根据第一检测信号和/或第二检测信号计算缓存机构1032中反应容器的数量时，根据进入缓存机构1032中的反应容器的数量、原本缓存机构1032中有的反应容器的数量和缓存机构输出的反应容器的数量即可计算出缓存机构1032中反应容器的数量。原本缓存机构1032中有的反应容器的数量可根据第二检测信号的满信号得知，当控制器接收到满信号时，可得知缓存机构1032中的反应容器的数量是第二设定值。进入缓存机构1032中的反应容器的数量可通过以下三种方式得知：

第一，根据第一检测信号得知。经反应容器在滑过第一传感器的瞬间触发第一检测信号输出第一检测信号，所以第一检测信号是一脉冲信号，控制器每接收到一次第一检测信号，即认为有一个反应容器进入缓存机构。

第二，根据第二检测信号得知。第二传感器设置在缓存机构的反应容器输入口，当缓存机构有比较多空位未满时，反应容器也是瞬间滑过第二传感器，因此第二传感器此时输出的第二检测信号也是一脉冲信号，因此控制器每接收到一次第二检测信号的脉冲信号，也可以认为有一个反应容器进入缓存机构。当反应容器进入缓存机构后使缓存机构存满时，该反应容器会触发第二传感器输出满信号，例如高电平，并保持高电平直到缓存机构输出一个反应容器。控制器在接收到满信号时，认为有一个反应容器进入缓存机构并使缓存机构存满反应容器。

第三，根据第一检测信号和第二检测信号得知。当控制器接收的第一检测信号和第二检测信号时差在预定时间内时，控制器认为是第一检测信号和第二检测信号由同一个反应容器触发，因此认为有一个反应容器进入缓存机构。如果接收的第一检测信号和第二检测信号时差超出预定时间，控制器认为是另一个反应容器进入缓存机构，且只有一个传感器被触发，另一个传感器可能发生了故障。

缓存机构输出的反应容器的数量可由第三传感器检测得知，第三传感器可设置在缓存机构的反应容器输出口或定位机构的反应容器输入口处，用于检测缓存机构是否输出反应容器，并经反应容器触发输出第三检测信号，控制器接收到第三检测信号后认为缓存机构输出一个反应容器。缓存机构输出的反应容器的数量也可由系统提供，例如抓杯手每抓走一个，认为缓存机构输出一个。

在步骤006中，控制器根据步骤005识别的异常类型，进行不同的处理，异常类型包括传感器异常和拾取机构拾取异常，以下分情况进行说明。

第一种，根据第一检测信号和第二检测信号判断第一传感器和第二传感器是否正常。当拾取机构输出的反应容器滑过滑道时，如果控制器相继接收到第一检测信号和第二检测信号，则说明第一传感器和第二传感器被同一个反应容器触发，则判断第一传感器和第二传感器正常。如果控制器在预定时间内只接收到第一检测信号，而没有接收到第二检测信号，则记录一次，如果连续若干次出现这种情况，则认为第二传感器异常。反之，如果控制器在预定时间内只接收到第二检测信号，而没有接收到第一检测信号，且第二检测信号不是满信号，则记录一次，如果连续若干次出现这种情况，则认为第一传感器异常。

当控制器检测到第一传感器异常时，可发出提示信息和/或自动转入第一备用模式，在第一备用模式下，控制器根据第二检测信号控制拾取机构在启动状态和停止状态之间切换。例如，当控制器接收到满信号时，控制拾取机构停止，当控制器没有接收到满信号时，控制拾取机构启动。

当控制器检测到第二传感器异常时，发出提示信息和/或自动转入第二备用模式，在所述第二备用模式下，控制器根据第一检测信号控制拾取机构在启动状态和停止状态之间切换。例如，控制器每接收到一个第一检测信号认为缓存机构中增加一个反应容器，另外根据缓存机构输出的反应容器可计算出缓存机构中存放的反应容器的数量，根据反应容器的数量可控制拾取机构的启停。例如当反应容器的数量等于第二设定值时，则控制拾取机构停止，当反应容器的数量少于或等于第一设定值时，则控制拾取机构启动。

第二种，根据第一检测信号和第二检测信号判断拾取机构拾取异常。控制器在控制拾取机构启动后，如果在设定时间内即没有检测到第一检测信号，也没有检测到第二检测信号，则说明没有反应容器滑入滑道，而这种情况通常是因为料仓中没有反应容器，导致拾取机构拾取不到反应容器，最终导致拾取机构没有输出反应容器而造成的，因此，控制器控制拾取机构停止，并输出提示信号，例如提示用户确认故障或添加反应容器。当控制器在控制拾取机构启动后在设定时间内没有检测到第一检测信号和第二检测信号时，则控制拾取机构切换到停止状态。

根据上述描述，本领域技术人员应当理解，在另外的实施例中，也可以省略步骤005和步骤006，而直接从步骤004到步骤007。

在有的实施例中，控制器根据第一检测信号和第二检测信号两者中的一者控制拾取机构在启动状态和停止状态之间切换，并根据第一检测信号和第二检测信号判断第一传感器和第二传感器是否正常，即一个传感器用于控制拾取机构的启动和停止，另一个传感器用于异常判断。

由上可知，本实施例通过两个传感器来检测缓存机构中反应容器的存量，除了使缓存机构中能够保持一个合适的存量以保证反应容器的使用外，还可通过两个传感器的检测信号进行相互校准，从而更可靠地对缓存区反应容器的数量进行监控，有效控制拾取机构的启停时机。而且本实施例的方案通过第二设定值的设计可使得拾取机构不会被频繁地在启动和停止之间切换状态，从而可节约能源，也可以延长相关部件的寿命。

实施例二：

本实施例中，缓存机构不是夹道结构，缓存机构位于转运盘上，转运盘一方面作为定位机构，另一方面，转运盘上设计有用于放置反应容器的隔间，这些隔间绕转轴呈环形分布，这些隔间作为缓存机构。转运盘通过转动，可将空的隔间运转到换向机构的反应容器输出口，反应容器经换向机构的滑道调整姿态后进入隔间，另外，转运盘通过转动还可将盛装有反应容器的隔间运转到抓杯位，以便第一抓杯手抓取反应容器。

本实施例中，第一传感器沿换向机构的滑道设置，第二传感器沿转运盘的旋转轨迹设置，控制器根据第一检测信号、第二检测信号和缓存机构输出的反应容器的数量计算缓存机构上存放的反应容器的数量，根据反应容器的数量控制拾取机构的启动或停止，其控制流程如图8所示，包括以下步骤：

步骤010，分析仪启动后控制器先控制转运盘转动，转运盘上装有反应容器的隔间在经过第二传感器时，第二传感器被触发输出第二检测信号，第二检测信号为一脉冲信号。当转运盘旋转一圈后，控制器可根据接收到的第二检测信号的数量即可得知转运盘上目前存放的反应容器的数量。

步骤011，判断反应容器的数量是否达到第二设定值，例如第二设定值可以等于转运盘上的隔间数或小于隔间数的一个数值，如果是则执行步骤012，控制拾取机构停止拾取反应容器，否则执行步骤013。

步骤013，判断反应容器的数量是否少于或等于第一设定值，第一设定值小于第二设定值，如果是则执行步骤014，否则执行步骤012，控制拾取机构停止拾取反应容器。

步骤014，控制拾取机构启动。

步骤015，控制器接收第一检测信号，当接收到一个第一检测信号时，认为有一个反应容器进入缓存机构，因此可根据第一检测信号和缓存机构输出的反应容器的数量计算缓存机构上当前存放的反应容器的数量，然后根据当前存放的反应容器的数量转向执行步骤011。

本实施例中，不一定等到缓存机构存放满反应容器后再控制拾取机构停止，也可以例如达到放满的80％即控制拾取机构停止，第一设定值和第二设定值可根据用户的需求进行设定。

实施例三：

本实施例中，拾取机构102包括驱动机构(图中未示出)、传动部件1022和多个拾取块1021，如图3所示。驱动机构例如可以是电机，用于驱动传动部件1022上下循环转动，传动部件1022例如可以是传送链或传送带。多个拾取块1021平行排列，按照预定间隔固定在传动部件外侧面，如图9所示，用于在移动的过程中从料仓101中拾取反应杯，并在传动部件1022的带动下，循环的向斜上方运送反应杯。

请参考图10，该拾取块1021包括用于承托反应杯的承重面1021A，与承重面1021A相对设置的挡板1021B以及连接承重面1021A和挡板1021B的连接体1021C。该承重面1021A、连接体1021C和挡板1021B可以采用一体成型的方式制成，或者也可以通过将分离的承重面1021A、连接体1021C和挡板1021B相互固定形成。

该承重面1021A可以是承重体1021D的某一个面或几个面，该承重体1021D可以是一种板状体，或者也可以是其他任意的形状。

该承重面1021A、连接体1021C和挡板1021B形成用于容置反应杯的容置槽1021K，该容置槽1021K轴向斜向下设置，并具有用于反应杯掉落的反应杯出口1021H，从而使得反应杯可以在重力的作用下从容置槽1021K内滑落。该反应杯出口1021H通常位于容置槽1021K较低的一侧。而容置槽1021K的承重面1021A和挡板1021B的内侧面相对于槽底向同一侧倾斜，使反应杯入口1021I(即容置槽1021K的开口)在该拾取块1021拾取反应杯时呈现为斜向上，使得反应杯能够在重力作用下从反应杯入口1021I落入到容置槽1021K内。当然，对于图10所示这种拾取块1021来说，反应杯也可能从容置槽1021K的反应杯出口1021H以及与反应杯出口1021H相对的一侧开口1021J进入到容置槽1021K内。这里所说的容置槽1021K整体斜向下设置以及容置槽1021K的反应杯入口1021I斜向上设置都是相对于拾取块1021装载着反应杯向上运动的过程中而言。

为了避免一个容置槽1021K内同时拾取并存放了两个以上的反应杯，较好的方式是将容置槽1021K的宽度和长度设置为比反应杯略大，即只能容置一个反应杯。通常情况下，容置槽1021K是横向设置的，即与反应杯横躺时的形状匹配，使反应杯以横躺的方式容置在容置槽1021K内。但，在一些实施例中，也不排除使反应杯以竖向的方式放置在拾取块1021上进行传送。

当拾取机构102装载着反应杯运动到换向机构的入口处时，反应杯是通过自身重力从容置槽1021K内掉落。但当反应杯出厂或者后期保存等过程中附着有污染物时，反应杯将不容易从拾取块1021的承重面1021A上滑下来，因此将会跟着拾取块1021继续向上运动。

如图9所示，相邻拾取块1021之间具有缝隙1025，当某一个拾取块1021带着未卸载的反应杯继续向上运动到传送链1023的拐角处时，相邻拾取块1021之间的缝隙1025将变大。此时，拾取块1021的朝向改变，如果没有了挡板1021B的阻挡作用，反应杯极其容易掉落到两个相邻拾取块1021之间的缝隙1025中，最终导致拾取机构102卡滞。本实施例由于挡板1021B的存在，未卸载的反应杯只能继续留在容置槽1021K内，或从容置槽1021K的两侧及反应杯入口1021I处掉落，不会落入到相邻拾取块1021之间的缝隙1025中，因此也避免了由此所导致的拾取机构102卡滞问题。

请参考图10，该挡板1021B具有与承重面1021A相对的上挡面1021E，该承重面1021A和上挡面1021E中至少其一具有自容置槽1021K向外设置的倒角1021F、1021G，用以增加反应杯入口1021I的开口大小，以便于反应杯提供一个更大的入口，更容易收集反应杯。此外，由于这种特殊的拾取结构，当一个拾取块1021向斜上方穿过料仓101时，可能会有几个反应杯堆在一个容置槽1021K内。此时，与通常的尖角过渡相比，该倒角还可以起到导向的作用，使第一个反应杯更容易准确的落入到容置槽1021K内。而当第一个反应杯落入到容置槽1021K后，其他反应杯则会因为容置槽1021K剩余空间的不足以及倒角的存在，而更容易从拾取块1021上掉落，不会挂在容置槽1021K的槽壁上。

实施例四：

本实施例中，在控制器控制拾取机构启动后，为便于反应容器从拾取机构的拾取块中脱离，控制器控制拾取机构每移动设定距离或第一设定时间后产生停顿、后退和/或抖动。

这里所说的设定距离是指将拾取块1021移动到反应杯卸料位置时，拾取块1021需要移动的距离。请参考图3和9，在一种实施例中，该多个拾取块1021是间隔排列，且在传送反应杯的过程中是斜向上运动。当前一个拾取块1021位于卸料位置时，后一个拾取块1021距离卸料位置相隔的距离就等于相邻两个拾取块1021之间的间距，因此通常可以将该设定距离设置为相邻两个拾取块1021间距。在其他实施例中，也可能将该设定的距离设置成相邻两个拾取块1021间距的正整数倍(如1倍或2倍)。其中，拾取块1021在第一设定时间内的移动可以是直线运动、旋转运动、曲线运动等各种运动，本实施例对此不作限定。

当然，如果拾取机构102的卸料位置是不固定的或具有多个卸料位，则该设定的距离也可能并不是固定的，而是根据每次拾取块1021的位置到卸料位置的距离来设定。这里所说的第一设定时间为能够使拾取块1021移动设定距离的时间。

将拾取块1021在移动第一设定时间或设定距离后再使其产生停顿、后退和/或抖动，是为了更容易地将反应杯卸载在指定的位置，以免反应杯在其他位置掉落而引起机器的故障。

因此，在较优的实施例中，拾取机构的运动为周期性运动，如图11所示为拾取机构的运动周期示意图。T1和T2分别表示拾取块1021的一个运动周期，每个周期内至少包括t1和t2两个时间段，t1表示第一设定时间，t2表示第二设定时间，该拾取块1021先移动第一设定时间t1后，再停顿、后退和/或抖动第二设定时间t2。

停顿是指拾取块1021在移动了设定距离或第一设定时间后在第二设定时间内保持停止不动，从而利用拾取块1021突然的停顿造成反应杯在运动惯性的作用下与拾取块1021产生相对移动，以便于反应杯从拾取块1021上掉落。

该抖动包括使拾取块1021在第二设定时间内向后和向前分别运动至少一次、使拾取块1021在第二设定时间内向后运动一段距离以及使拾取块1021在第二设定时间内间歇性向前或向后运动至少两段距离这三种方式中的至少一种。

在第二设定时间内向后和向前分别运动至少一次，是指拾取块1021在前后和向前的方向上来回运动，从而形成抖动。该向前的方向与拾取块1021运送反应杯的方向相同，向后的方向则与向前的方向相反。

拾取块1021在第二设定时间内向后运动一段距离，是指拾取块1021在大致移动到卸料位置时，使其向后回退一段距离，利用这种相反的运动使反应杯从拾取块1021上掉落。

在第二设定时间内间歇性向前或向后运动至少两段距离，是指拾取块1021向前或向后先运动一段，停顿一下后再继续保持相同方向再运动一段，从而通过多段的停顿和移动形成抖动。

以上三种方式仅是实现抖动的三种实施例，实际上抖动还可以通过其他方式来实现，这里并未再一一列举。

拾取块1021的停顿和抖动通常采用驱动机构来实现，当驱动机构是电机时，拾取块1021的停顿、后退和/或抖动可以通过电机的启停状态以及正反转来实现。当驱动机构是气缸、液缸等其他动力装置时，也可通过改变这些动力装置的运行方向、启停状态等来实现拾取块1021的停顿和抖动。

除了通过驱动机构实现抖动外，还可以通过机械结构来实现抖动，例如在拾取机构102的卸料位置设置一个抖动机构，当拾取块1021移动到卸料位置时，通过抖动机构对拾取块1021施加作用力，使其产生抖动。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (17)

1.一种反应容器自动装载装置,其特征在于包括：

拾取机构，用于在启动状态下拾取反应容器，并逐个输出反应容器；

定位机构，用于将反应容器按照预设的姿态输送到指定位置；

缓存机构，用于在定位机构将反应容器输送到指定位置之前为该反应容器提供暂时存放的场所；

换向机构，其设置在拾取机构的反应容器输出口和缓存机构的反应容器输入口之间，用于调整反应容器的姿态，使反应容器按照预设的姿态排列并输出到缓存机构中；

第一传感器，用于对进入换向机构的反应容器进行检测，所述第一传感器经反应容器触发输出第一检测信号；

第二传感器，用于对进入缓存机构的反应容器进行检测，所述第二传感器经反应容器触发输出第二检测信号；

控制器，所述控制器根据第一检测信号和第二检测信号控制拾取机构在启动状态和停止状态之间进行切换。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述缓存机构包括用于容纳反应容器的夹道，所述夹道使反应容器依靠自身重力落入并排列在其中，第二传感器设置在缓存机构的反应容器输入口处，第二检测信号是一脉冲信号或满信号，所述满信号是指第二传感器被缓存机构上的反应容器持续触发时发生电平跳变后的一持续电平信号，所述控制器根据满信号控制拾取机构切换到停止状态，根据第一检测信号和/或第二检测信号控制拾取机构切换到启动状态。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制器根据第一检测信号和/或第二检测信号以及缓存机构输出的反应容器的数量计算缓存机构上存放的反应容器的数量，当缓存机构上存放的反应容器的数量小于或等于第一设定值时控制拾取机构切换到启动状态，所述第一设定值小于缓存机构存满反应容器的数量。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第三传感器，第三传感器设置在缓存机构的反应容器输出口或定位机构的反应容器输入口处，用于检测缓存机构是否输出反应容器，并经反应容器触发输出第三检测信号，所述控制器根据第一检测信号和/或第二检测信号以及第三检测信号计算缓存机构上存放的反应容器的数量。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述换向机构包括中间具有第一间隙的第一支撑件，所述第一间隙的宽度大于反应容器下端部分的最大外径，小于反应容器上端部分的最大外径，所述第一支撑件倾斜地设置在拾取机构的反应容器输出口和缓存机构之间，第一间隙从拾取机构的反应容器输出口延伸到缓存机构的反应容器输入口，所述第一传感器沿第一支撑件设置。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，缓存机构的夹道包括中间具有第二间隙的第二支撑件，所述第二间隙的宽度大于反应容器下端部分的最大外径，小于反应容器上端部分的最大外径，所述第二支撑件倾斜地设置在换向机构的反应容器输出口和定位机构之间，所述第二间隙从换向机构的反应容器输出口延伸到定位机构的反应容器输入口，所述第一支撑件和第二支撑件对接形成供反应容器从拾取机构的输出口下滑到定位机构的滑道。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定位机构是转运盘，所述缓存机构是位于转运盘上的用于放置反应容器的隔间，所述第二传感器沿转运盘的旋转轨迹设置，所述控制器根据第一检测信号、第二检测信号和缓存机构输出的反应容器的数量计算缓存机构上存放的反应容器的数量，如果反应容器的数量达到第二设定值，则控制拾取机构停止拾取反应容器，如果反应容器的数量少于或等于第一设定值，则控制拾取机构启动，第二设定值大于第一设定值。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器还根据第一检测信号和第二检测信号判断第一传感器和第二传感器是否正常。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制器在相继检测到第一检测信号和第二检测信号时，判断第一传感器和第二传感器正常，所述控制器在连续设置次数检测到第一检测信号和第二检测信号两者中的一者，而没有检测到两者中的另一者，则判断两者中的另一者异常。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制器在检测到第一传感器异常时，发出提示信息和/或自动转入第一备用模式，在所述第一备用模式下，控制器根据第二检测信号控制拾取机构在启动状态和停止状态之间切换；所述控制器在检测到第二传感器异常时，发出提示信息和/或自动转入第二备用模式，在所述第二备用模式下，控制器根据第一检测信号控制拾取机构在启动状态和停止状态之间切换。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器在控制拾取机构启动后在设定时间内没有检测到第一检测信号和第二检测信号，则控制拾取机构切换到停止状态。

12.一种反应容器自动装载装置,其特征在于包括：

拾取机构，用于在启动状态下拾取反应容器，并逐个输出反应容器；

定位机构，用于将反应容器按照预设的姿态输送到指定位置；

缓存机构，用于在定位机构将反应容器输送到指定位置之前为该反应容器提供暂时存放的场所；

换向机构，其设置在拾取机构的输出口和缓存机构的输入口之间，用于调整反应容器的姿态，使反应容器按照预设的姿态排列并输出到缓存机构中；

第一传感器，用于对进入换向机构的反应容器进行检测，所述第一传感器经反应容器触发输出第一检测信号；

第二传感器，用于对进入缓存机构的反应容器进行检测，所述第二传感器经反应容器触发输出第二检测信号；

控制器，所述控制器根据第一检测信号和第二检测信号两者中的一者控制拾取机构在启动状态和停止状态之间切换，并根据第一检测信号和第二检测信号判断第一传感器和第二传感器是否正常。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述控制器在相继检测到第一检测信号和第二检测信号时，判断第一传感器和第二传感器正常，所述控制器在连续设置次数检测到第一检测信号和第二检测信号两者中的一者，而没有检测到两者中的另一者时，则判断两者中的另一者异常。

14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述控制器在控制拾取机构启动后在设定时间内没有检测到第一检测信号和第二检测信号，则输出拾取不到反应容器的提示。

15.如权利要求1-14中任一项所述的装置，其特征在于，拾取机构包括：

上下循环转动的传动部件；和

按照预定间隔固定在传动部件外侧面的多个平行排列的拾取块，所述拾取块包括用于承托反应容器的承重面、与承重面相对设置的挡板以及连接承重面和挡板的连接体，所述承重面、连接体和挡板形成用于容置反应容器的容置槽，所述容置槽斜向设置。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述控制器控制拾取机构启动后每移动设定距离或第一设定时间后产生停顿、后退或抖动。

17.一种用于反应容器自动装载装置的自动装载方法，所述反应容器自动装载装置包括：

拾取机构，用于在启动状态下拾取反应容器，并逐个输出反应容器；

定位机构，用于将反应容器按照预设的姿态输送到指定位置；

缓存机构，用于在定位机构将反应容器输送到指定位置之前为该反应容器提供暂时存放的场所；

换向机构，其设置在拾取机构的反应容器输出口和缓存机构的反应容器输入口之间，用于调整反应容器的姿态，使反应容器按照预设的姿态排列并输出到缓存机构中；

其特征在于所述方法包括：

接收第一传感器经进入换向机构的反应容器触发输出的第一检测信号和第二传感器经进入缓存机构的反应容器触发输出的第二检测信号，所述第二检测信号包括是一脉冲信号或满信号，所述满信号是指第二传感器被缓存机构上的反应容器持续触发时发生电平跳变后的一持续电平信号；

当接收到满信号时则控制拾取机构停止拾取反应容器和输出反应容器；

根据第一检测信号和/或第二检测信号以及缓存机构输出的反应容器的数量计算缓存机构上存放的反应容器的数量，当缓存机构上存放的反应容器的数量小于或等于第一设定值时控制拾取机构切换到启动状态，所述第一设定值小于缓存机构存满反应容器的数量。