CN111670073B - 自动化实验室系统及相关系统、方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种自动化实验室系统(10)包含竖直搁架系统(12)，所述竖直搁架系统包含框架(16)和至少一个搁板(20)，所述至少一个搁板可移动地安装到所述框架(16)，使得所述至少一个搁板(20)能够相对于所述框架(16)在对接位置与非对接位置之间移动，所述至少一个搁板(20)被配置成承载至少一个仪器(300，302，304，306，308，310，312)。所述系统(10)还包含机器人装置(14)，所述机器人装置靠近所述竖直搁架系统(12)并且被配置成接近由所述至少一个搁板(20)承载的所述至少一个仪器(300，302，304，306，308，310，312)。

Description

自动化实验室系统及相关系统、方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月2日提交的美国临时专利申请序列号62/625,572的权益，所述美国临时专利申请的公开内容通过全文引用的方式特此并入。

技术领域

本发明总体涉及实验室系统，并且更具体地涉及用于执行如测定等科学过程的自动化实验室系统。

背景技术

常规自动化实验室系统包含一个或多个台面和各种仪器，所述一个或多个台面具有定位于其上的实验室自动化机器人，所述各种仪器围绕实验室自动化机器人定位于一个或多个台面上。实验室自动化机器人可以是例如选择顺应性铰接式机器人臂(SCARA)类型，并且仪器可以包含例如液体处理机、培养器、试剂分配器、密封机、微孔板分光光度计、热循环仪、热循环仪控制器，或用于执行如测定等期望科学过程的任何其它适合的仪器。为了执行测定，机器人可以抓握含有样品的微量滴定板并且在各种仪器之间转移样品。在一些实例中，如当机器人周围的空间有限时，可以将机器人放置在水平轨道上，以便扩大机器人的工作包络面，使得机器人可以沿轨道接近定位于台面上的仪器。在任何情况下，常规自动化实验室系统通常需要相对较大的水平占用空间。具体地，此类系统需要足够的水平空间来容纳机器人和仪器中的每一个。因此，每个自动化实验室系统在实验室中留给例如外围设备、实验室人员和/或其它自动化实验室系统的空间可能很少。这对于具有大量仪器的自动化实验室系统来说可能尤其存在问题。

常规自动化实验室系统还无法在不影响所执行的测定的情况下使实验室人员能够安全、方便且高效地接近系统的各种仪器。

因此，期望提供一种改善的自动化实验室系统。

发明内容

在一个实施例中，一种自动化实验室系统包含竖直搁架系统，所述竖直搁架系统包含框架和至少一个搁板，所述至少一个搁板可移动地安装到所述框架，使得所述至少一个搁板可相对于所述框架在对接位置与非对接位置之间移动，所述至少一个搁板被配置成承载至少一个仪器。所述系统还包含机器人装置，所述机器人装置靠近所述竖直搁架系统并且被配置成接近由所述至少一个搁板承载的所述至少一个仪器。

所述系统还可以包含至少一个锁定机构，所述至少一个锁定机构被配置成当所述至少一个搁板处于所述对接位置时锁定所述至少一个搁板以防止所述至少一个搁板相对于所述框架移动。所述系统可以进一步包含主控制器和操作性地联接到所述至少一个搁板的至少一个手柄。所述至少一个手柄包含至少一个主体部分、至少一个指示器和至少一个传感器，所述至少一个主体部分可以由用户的手抓握以接收由所述用户的手施加的力，从而使所述搁板在所述对接位置与所述非对接位置之间移动，所述至少一个指示器用于提供所述至少一个搁板或所述至少一个仪器中的至少一个的状态的可辨识指示，所述至少一个传感器用于检测所述至少一个手柄与所述用户的手之间的接触或靠近。所述系统还包含搁板控制器，所述搁板控制器与所述至少一个锁定机构、所述至少一个指示器、所述至少一个传感器和所述主控制器操作性通信。所述搁板控制器被配置成响应于所述传感器检测到所述至少一个手柄与所述用户的手之间的接触或靠近持续预定量的时间而向所述至少一个锁定机构发送解锁信号，并且所述搁板控制器被配置成响应于所述传感器检测到所述至少一个手柄与所述用户的手之间的接触或靠近持续预定量的时间而向所述主控制器发送使所述至少一个仪器离线的请求。所述主控制器可以与所述机器人装置操作性通信。

在一个实施例中，所述至少一个搁板可旋转地安装到所述框架。另外或可替代地，所述至少一个指示器可以包含至少一个视觉指示器，所述至少一个视觉指示器用于提供所述至少一个搁板或所述至少一个仪器中的至少一个的状态的视觉指示。例如，所述至少一个视觉指示器可以包含至少一个光源。另外或可替代地，所述至少一个指示器可以包含至少一个触觉指示器，所述至少一个触觉指示器用于提供所述至少一个搁板或所述至少一个仪器中的至少一个的状态的触觉指示。例如，所述至少一个触觉指示器可以包含至少一个振动源。

在一个实施例中，所述至少一个传感器包含至少一个接触或靠近传感器。另外或可替代地，所述状态可以包含以下中的至少一种：所述至少一个仪器的在线状态、所述至少一个仪器的离线状态、所述至少一个仪器在在线状态与离线状态之间的转变、所述至少一个搁板的对接状态、所述至少一个搁板的非对接状态或所述至少一个搁板在对接状态与非对接状态之间的转变。在一个实施例中，所述系统进一步包含由所述至少一个搁板承载的至少一个仪器，其中所述主控制器与所述至少一个仪器操作性通信。

在另一个实施例中，一种在自动化实验室系统中用于与机器人装置一起使用的竖直搁架系统包含框架和多个搁板，所述框架包含在竖直方向上延伸的至少一个柱，所述多个搁板可以选择性地附接到所述至少一个柱，其中所述搁板中的每个搁板在所述至少一个柱上的竖直位置是可释放调节的。所述至少一个柱可以包含被配置成围绕所述机器人装置周向定位的多个柱。另外或可替代地，所述多个搁板中的至少一个搁板可以被配置成在附接到所述至少一个柱时是悬臂式的。所述多个搁板中的至少一个搁板可以被配置成当附接到所述至少一个柱时可相对于所述至少一个柱在对接位置与非对接位置之间移动。例如，所述多个搁板中的至少一个搁板可以被配置成在附接到所述至少一个柱时可相对于所述至少一个柱在所述对接位置与所述非对接位置之间旋转。另外或可替代地，所述多个搁板中的至少一个搁板可以包含用于由所述至少一个搁板承载的至少一个仪器的集成电力和通信。

在又一个实施例中，一种用于在自动化实验室系统的竖直搁架系统中使用的手柄包含至少一个主体部分，所述至少一个主体部分被配置成操作性地附接到所述搁架系统的多个搁板中的至少一个搁板，所述至少一个搁板被配置成承载至少一个仪器，其中所述至少一个主体部分可以由用户的手抓握以接收由所述用户的手施加的力，从而使所述至少一个搁板在对接位置与非对接位置之间移动。所述手柄还包含至少一个指示器和至少一个传感器，所述至少一个指示器用于提供所述至少一个搁板或所述至少一个仪器的状态的可辨识指示，所述至少一个传感器用于检测所述至少一个手柄与所述用户的手之间的接触或靠近。所述至少一个传感器和所述至少一个指示器各自被配置成与控制器通信，所述控制器与所述至少一个搁板相关联。所述至少一个指示器可以被配置成提供动态效果。例如，所述动态效果可以包含振动。可替代地，所述动态效果可以包含闪烁照明，或者所述动态效果可以包含变色照明。

附图说明

在结合附图审阅一个或多个说明性实施例的以下详细描述后，本发明的各种另外特征和优点对于本领域的普通技术人员来说将变得更加显而易见。并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图展示了本发明的一个或多个实施例，并且与上面给出的总体描述和下面给出的详细描述一起用于解释本发明的一个或多个实施例。

图1是根据本发明的实施例的示例性自动化实验室系统的透视图。

图2是与图1类似的透视图，其以幻影线示出了自动化实验室系统的各个组件。

图3是图1中示出的搁板的透视图。

图4是与图3类似的透视图，其以幻影线示出了搁板的各个组件。

图5是图3的搁板的侧视图。

图6是图5的搁板沿截面线6-6截取的横截面视图。

图7是图5的搁板的俯视图，其示出了处于对接位置的搁板。

图8是与图7类似的俯视图，其示出了处于非对接位置的搁板。

图9是图5的搁板沿截面线9-9截取的横截面视图。

图10是与图9类似的横截面视图，其示出了处于非对接位置的搁板。

图11是图5的搁板沿截面线11-11截取的横截面视图。

图12是根据本发明的实施例的搁板的示例性网络的示意图。

图13是展示了图12所示的主控制器与自动化实验室系统的其它组件之间的通信的示意图。

图14是图3的手柄的侧视图，其示出了处于未照明状态下的手柄。

图15是与图14类似的侧视图，其示出了处于照明状态下的手柄。

图16是与图14类似的侧视图，其示出了处于闪烁状态下的手柄。

图17是与图14类似的侧视图，其示出了处于呼吸或缓慢脉动状态下的手柄。

图18是当仪器可用时使用手柄来使仪器离线的方法的示意图。

图19是当仪器繁忙时使用手柄来请求使仪器离线的方法的示意图。

图20是示出了在图19所示的方法期间自动化实验室系统的各个组件之间的通信流的序列图。

图21是当仪器繁忙时使用手柄来使仪器离线的方法的示意图。

图22是示出了在图21所示的方法期间自动化实验室系统的各个组件之间的通信流的序列图。

图23是使用手柄来重新对接仪器的方法的示意图。

图24是示出了在图23所示的方法期间自动化实验室系统的各个组件之间的通信流的序列图。

图25是将手柄用于仪器的错误恢复的方法的示意图。

图26是使用手柄来取消离线请求的方法的示意图。

图27是与图1类似的透视图，其示出了定位于竖直搁架系统上和其周围的各种仪器。

图28是根据本发明的方面的与网络和资源通信的计算装置的示意图。

具体实施方式

参照图1，根据本发明的一个实施例示出了示例性自动化实验室系统10，所述自动化实验室系统包含与机器人装置14一起用于执行至少一个科学过程的竖直搁架系统12。机器人装置14可以是SCARA类型机器人装置，如由赛默飞世尔科技公司(Thermo FisherScientific Inc.)以商标Spinnaker XT出售的机器人装置。可以使用其它类型的机器人装置，如铰接式机器人装置、蜘蛛状机器人装置，或任何其它适合类型的机器人装置。如下面进一步详细阐述的，包含竖直搁架系统12的自动化实验室系统10的水平占用空间与常规自动化实验室系统相比减少，从而使实验室中用于例如外围设备、实验室人员和/或其它自动化实验室系统的可用空间增大。自动化实验室系统10还使实验室人员能够安全、方便且高效地接近由竖直搁架系统12承载的各种仪器(图27)，同时最小化影响所执行的测定的风险。自动化实验室系统10和竖直搁架系统12的特征在下面进一步详细阐述以阐明本公开中提供的这些功能优点和其它益处中的每一个。

进一步参照图1，所展示的竖直搁架系统12是模块化的并且包含框架16，所述框架包含至少一个竖直延伸柱18和可以选择性地附接到至少一个柱18的用于承载例如一个或多个科学仪器(图27)或实验室耗材的多个搁板20。在示出的实施例中，四个竖直延伸柱18以大体上矩形的配置进行布置，使得柱18可以围绕机器人装置14周向定位，从而使机器人装置14可以完全360°接近由柱18上的各个搁板20承载的仪器。在一个实施例中，可以使用至少四个柱18。另外或可替代地，柱18的数目可以选择性改变以有助于竖直搁架系统12的模块化。在任何情况下，将脚22设置在所展示的柱18中的每个柱的下端处，以用于以直立位置安装柱18。在一个实施例中，每个柱18可以与相应的脚22一体地形成为单一零件。可替代地，每个柱18可以与相应的脚22单独地形成并且与其联接。例如，每个柱18可以接纳在相应的脚22的孔(未示出)中并且通过适合的方式固定到框架脚22。

在示出的实施例中，柱18通过横向构件24彼此操作性地联接以帮助稳定框架16，所述横向构件包含多个端盖26，所述多个端盖定位于柱18中的每个柱的上端之上并且固定到所述上端。例如，一个或多个紧固件(未示出)可以将端盖26中的每个端盖联接到相应的柱18。另外或可替代地，可以将端盖26中的每个端盖夹持在相应的柱18之上。如所示出的，一个或多个系杆28可以将相邻的柱18沿其长度，如在其顶端、底端和/或中点处或附近，彼此操作性地联接。例如，一个或多个紧固件(未示出)可以将系杆28中的每个系杆联接到相应的柱。另外或可替代地，可以将系杆28中的每个系杆夹持在相应的柱18之上。系杆28可以用于支撑竖直搁架系统12的另外组件。例如，系杆28可以支撑一个或多个容置件(hotel)安装平台30，所述一个或多个容置件安装平台用于承载用于储存微量滴定板(未示出)的一个或多个随机接近和/或顺序接近堆叠或容置件32。另外或可替代地，系杆28可以支撑用于在框架16的外围处或附近提供屏障的一个或多个防护板34。

如所示出的，具有大体上C形横截面(参见图6)的导管36被定位成相对于柱18中的每个柱径向向内或定位于所述每个柱的后面。横向构件24的端盖26可以定位于导管36中的每个导管的上端之上并且固定到所述上端。例如，可以在端盖26中的每个端盖与相应的导管36之间提供摩擦配合。另外或可替代地，每个导管36的下端可以联接到对应柱18的脚22。在一个实施例中，每个导管36可以与相应的端盖26和/或相应的脚22一体地形成为单一零件。

所展示的自动化实验室系统10包含用于支撑和/或容纳自动化实验室系统10的各个组件的三个台板40、42、44。在这方面，每个台板40、42、44包含台板框架46和限定至少部分封闭的内部空间(未示出)的多个侧盖板48，所述至少部分封闭的内部空间用于容纳自动化实验室系统10的组件，如用于为自动化实验室系统10的如机器人装置14和/或仪器等其它组件提供电力的一个或多个不间断电源50(图2)。在示出的实施例中，盖板48被穿孔以使内部空间通风，用于防止不间断电源50过热。盖板48可以是可移除的，以便提供到达内部空间的内容物的通道。所展示的台板40、42、44中的每个台板包含定位于对应台板框架46上的用于支撑自动化实验室系统10的各个组件的一个或多个平台52。在示出的实施例中，中央台板40包含用于帮助稳定台板40和定位于所述台板上的组件以防止台板40倾翻的支腿54。多个调平脚56设置在台板框架46和/或支腿54中的每个的下端处，并且可以从所述下端延伸且可以缩回到所述下端中，用于选择性地调节调平脚56的有效高度。设置在台板框架46中的每个台板框架的下端处或附近的多个脚轮58可以帮助在如实验室的地板等表面上运输台板40、42、44。在一个实施例中，台板40、42、44中的任何台板或全部台板可以联接在一起以形成一个或多个单一单元。在示出的实施例中，平台52各自被固定以防止所述平台相对于相应的台板框架46移动。可替代地，平台52中的一个或多个平台可以相对于相应的一个或多个台板框架46是可移动的。例如，平台52之一可以相对于相应的台板框架46是可线性地或可旋转地移动的。

在示出的实施例中，竖直搁架系统12定位于中央台板40上。在这方面，脚22和/或柱18的下端可以如在所展示的台板框架46的拐角处或附近被台板框架46接纳和/或联接到所述台板框架。机器人装置14也定位于中央台板40上的相对于框架16的四个柱18的大体中央位置中。一个或多个仪器可以定位于左侧台板42上和/或右侧台板44上的台桌60上，所述台桌用于将放置于其上的一个或多个仪器升高到如用于改善机器人装置14的接近性等期望高度。所展示的台桌60包含多个台桌柱62，所述台桌柱以类似于竖直搁架系统12的柱18和脚22的方式终止于脚64处。在示出的实施例中，台桌60被固定以防止所述台桌相对于右侧台板44移动。可替代地，台桌60可以相对于相应的右侧台板44是可移动的。例如，台桌60可以相对于右侧台板44是可线性地或可旋转地移动的。在其它实施例中，可以消除台桌60和/或台板40、42、44中的任何台板。

在展示的实施例中，总共四个搁板20选择性地附接到框架16的与台桌60相对的一侧上的柱18，其中一个搁板20选择性地附接到左侧柱18(当从与台桌60相对的一侧面向框架16时)之一，并且三个搁板20选择性地附接到右侧柱18(当从与台桌60相对的一侧面向框架16时)之一。附接到框架16的柱18中的每个柱的搁板20的数目可以选择性地改变以有助于竖直搁架系统12的模块化。在一个实施例中，每个柱18可以被配置成支撑最多五个搁板20。在任何情况下，每个搁板20以悬臂式、铰接的方式附接到相应的柱18，如下面更详细描述的。

现在参照图3并继续参照图1，每个搁板20包含用于承载例如至少一个仪器或实验室耗材的托盘70。在这方面，每个托盘70包含用于接纳对应仪器的承载表面72和至少一个边缘74，所述至少一个边缘在承载表面72的外围处或附近从所述承载表面向上延伸，以便防止由搁板20承载的仪器从承载表面72掉落和/或防止洒出到承载表面72上的液体泄漏。另外或可替代地，边缘74可以被配置成接纳用于支撑如搁板防护件78等物体的一个或多个夹具76，所述物体用于在搁板20的外围处或附近提供屏障。

在示出的实施例中，手柄80通过具有用于接纳手柄80的套环84的手柄夹具82操作性地联接到边缘74。每个搁板20的手柄80包含主体部分86，所述主体部分为实验室人员提供抓握点，以通过对其施加力来操纵搁板20。在示出的实施例中，主体部分86由如玻璃或塑料等适合的材料制成，从而大体上是半透明的并且大体上是圆柱形形状，并且以基本上竖直定向联接到托盘70的边缘74。在其它实施例中，主体部分86可以以任何其它适合的方式或定向配置和/或联接到托盘70。例如，主体部分86可以基本上水平地定向。

每个搁板20包含搁板框架90，所述搁板框架用于为托盘70提供支撑，以帮助使托盘70相对于水平面保持基本上水平。如所示出的，搁板框架90还可以将托盘70操作性地联接到轴承组100，所述轴承组可以将搁板20选择性地和/或可旋转地固定到框架16的柱18。例如，每个搁板框架90可以通过一个或多个紧固件102联接到相应的托盘70和轴承组100。

现在参照图4，每个搁板20包含用于容纳专用搁板控制器110(图12)的控制器壳体108。在一个实施例中，搁板控制器110包含具有中央处理单元的单板计算机，如以商标Raspberry Pi出售的单板计算机。在示出的实施例中，控制器壳体108安装到托盘70的与承载表面72相对的底表面112。搁板控制器110的特征在下面更详细地讨论。

每个轴承组100被配置成选择性地附接到柱18中的任何柱、处于沿所述柱的期望竖直位置处，并且允许相应搁板20可相对于相应柱18移动并且更具体地允许所述相应搁板可相对于所述相应柱旋转。搁板20的竖直定位的可释放可调节性可以有助于竖直搁架系统12的模块化。在这方面，每个轴承组100包含可旋转的轴承组主体114和基本上不可旋转的上盖116和下盖118，所述可旋转的轴承组主体通过搁板框架90牢固地固定到托盘70，所述基本不可旋转的上盖和下盖各自具有大体上圆柱形的套筒120和凸缘122，所述套筒用于接纳柱18之一，所述凸缘从套筒120径向向外延伸，以将柱18上的轴承组主体114可旋转地夹在上盖116和下盖118的凸缘122之间、位于期望的竖直位置处，如图5中最佳所示。

如图6所示，套筒120的至少一部分通过沿直径方向延伸的狭槽124分叉成第一夹持区部126和第二夹持区部128，所述第一夹持区部和第二夹持区部在径向方向上可相对于彼此移动。例如，第一夹持区部126和第二夹持区部128可以彼此远离移动，从而增加狭槽124的宽度，以便提供用于将套筒120配合在如柱18之一等物体之上的间隙。相反，第一夹持区部126和第二夹持区部128可以朝彼此移动，从而减小狭槽124的宽度，以便施加夹紧作用以将套筒120固定到如柱18等物体。在这方面，一对孔130和对应的沉孔132设置在第一夹持区部126中并且横向于狭槽124延伸，并且一对螺纹孔134设置在第二夹持区部128中并且与第一夹持区部126的孔134对准。一对螺栓136插入穿过一对孔130和沉孔132并且与第二夹持区部128的螺纹孔134螺纹接合，使得从相应的螺纹孔134松开螺栓136可以使第一夹持区部126和第二夹持区部128彼此远离移动，并且将螺栓136拧紧在相应的螺纹孔134中可以使第一夹持区部126和第二夹持区部128朝彼此移动。在相应的第一夹持区部126和第二夹持区部128朝彼此移动足以对柱18施加夹持作用的情况下，上盖116和下盖118可以各自以期望的高度固定到柱18之一，并且通过使相应的第一夹持区部126和第二夹持区部128彼此远离移动以允许盖116、118沿着柱18滑动，可以容易地调节上盖116和下盖118的竖直位置。

除了将相应的盖116、118保持在期望的高度之外，第一夹持区部126和第二夹持区部128对柱18的夹持作用可以足以将相应的盖116、118固定以防止所述相应的盖相对于对应的柱18旋转。在示出的实施例中，上盖116和下盖118中的每个包含径向向外延伸的突出件140。每个突出件140可以被对应的柱18后面的导管36接纳，并且可以与在导管36上向内延伸的一对相对的凸缘142邻接或几乎邻接，以限制突出件140在凸缘142之间的侧向移动。以此方式，突出件140与凸缘142之间的相互作用可以帮助固定相应的盖116、118以防止所述相应的盖相对于对应的柱18旋转。

当展示的实施例的上盖116和下盖118通过相应的第一夹持区部126和第二夹持区部128以及螺栓136而夹持到柱18时，上盖116和下盖118可以以任何适合的方式固定到柱18。

如所示出的，上盖116和下盖118中的每个的套筒120包含外轴承表面150，所述外轴承表面允许轴承组主体114围绕其旋转。在这方面，轴承组主体114包含至少一个内轴颈表面152，所述至少一个内轴颈表面被配置成面对套筒120的外轴承表面150，使得内轴颈表面152可以沿外轴承表面150可旋转地滑动。以此方式，牢固地固定到搁板20的托盘70的轴承组主体114可以相对于上盖116和下盖118旋转，所述上盖和下盖被固定以防止所述上盖和下盖相对于柱18旋转。因此，搁板20的托盘70可以相对于柱18旋转。

在一个实施例中，可以通过以下来将搁板20选择性地附接到期望的柱18的期望高度处：首先将下盖118放置在柱18之上、处于柱18的上端处(其中移除了相应的端盖26)，使得下盖118的套筒120接纳柱18，并且使下盖118沿柱18前进到期望的竖直位置。然后，可以拧紧下盖118的螺栓136，使得套筒120的第一夹持区部126和第二夹持区部128对柱18施加夹持作用，以将下盖118固定在柱18上的期望的竖直位置处。然后，可以将轴承组主体114放置在柱18之上、处于所述柱的上端处，并且可以使所述轴承组主体沿柱18前进，直到轴承组主体114抵靠下盖118的凸缘122，在此处，轴承组主体114的轴颈表面152面对下盖118的套筒120的轴承表面150。随后，可以将上盖116放置在柱18之上、处于所述柱的上端，使得上盖116的套筒120接纳柱18，并且可以使所述上盖沿柱18前进，直到上盖116的凸缘122抵靠轴承组主体114，在此处，轴承组主体114的轴颈表面152面对上盖116的套筒120的轴承表面150。然后，可以拧紧上盖116的螺栓136，使得套筒120的第一夹持区部126和第二夹持区部128对柱18施加夹持作用，以将上盖116固定在柱18上。在充分拧紧上盖116和下盖118的螺栓136的情况下，盖154可以通过紧固件156联接到轴承组主体114，以隐藏螺栓136。为了调节搁板20的竖直位置，可以移除盖154以提供到上盖116和下盖118的螺栓136的通道，可以所述螺栓充分松开以允许上盖116和下盖118沿柱18滑动到期望的竖直位置。然后可以拧紧螺栓136并且可以将盖154放回。

因此，至少相对于柱18的数目、可旋转地附接到柱18中的每个柱的搁板20的数目以及搁板20的每个搁板沿相应的柱18的竖直定位，示例性竖直搁架系统12可以是模块化的。

如图7和8最佳所示的，每个搁板20可以围绕相应的柱18在对接位置(图7)与至少一个非对接位置(图8)之间旋转。搁板20在对接位置与非对接位置之间的旋转可以通过用户U(图20)经由所述用户的手H抓握并操纵相应的搁板20的手柄80来实现。所展示的搁板20附接到框架16的右侧柱18(当从搁板20的位置面向框架16时)并且可以在由箭头A指示的逆时针方向上从对接位置旋转到非对接位置。相反，附接到框架16的左侧柱18(当从搁板20的位置面向框架16时)的搁板20可以在顺时针方向(未示出)上从对接位置旋转到非对接位置。所展示的非对接位置与对接位置成角度偏位了大约45°。搁板20可以旋转到相对于对接位置的偏位角更大或更小的非对接位置。非对接位置相对于对接位置的最大偏位角可以受到如相邻的柱18等外部障碍物和/或内部止停件(未示出)的限制。在一个实施例中，非对接位置可以与对接位置成角度偏位大约90°。

在任何情况下，当搁板20处于对接位置时，由搁板20承载的仪器可以容易地被机器人装置14接近以用于例如测定，并且如由于搁板防护件78在实验室人员与仪器之间提供了屏障，所述仪器对于实验室人员来说可能基本上是不可接近的。当处于非对接位置时，由搁板20承载的仪器可以容易地被实验室人员接近，并且机器人装置14可能被阻止接近仪器，如下面更详细地讨论的。每个搁板20可以根据需要单独地为非对接的，以使实验室人员接近所述搁板上承载的特定仪器。

现在参照图9，每个搁板20包含锁定机构160，所述锁定机构用于当搁板20处于对接位置时选择性地锁定所述搁板以防止所述搁板相对于柱18旋转。在这方面，所展示的锁定机构160包含在上盖116的凸缘122的外围处的一对凹口162和销164，所述销可以从轴承组主体114延伸和/或可以缩回到所述轴承组主体中，以在搁板20处于对接位置时接合凹口162之一。例如，销164可以联接到用于选择性地将销164从轴承组主体114延伸和/或将销164缩回到所述轴承组主体中的致动器，如线性螺线管(未示出)。在一个实施例中，销164可以朝延伸或缩回位置之一偏置。例如，销164可以朝延伸位置弹簧加载，以当与凹口162对准时推动销164与所述凹口接合，以便当搁板20旋转到对接位置时自动锁定搁板20。在这种情况下，致动器可以被配置成通过克服弹簧加载来将销164选择性地缩回，从而使销164与凹口162脱离并解锁搁板20，并且因此可以被称为锁定释放件(lock release)。

当销164与凹口162接合时，搁板20可以被锁定以防止所述搁板相对于柱18旋转，使得用户可能无法将搁板20旋转出对接位置。因此，搁板20可以是对接且锁定的。当销164与凹口162脱离时，搁板20可以被解锁并且相对于柱18自由旋转，使得搁板20可以在对接位置与非对接位置之间旋转。在销164初始缩回时，搁板20可以是对接且解锁的。如图10所示，当用户将搁板20旋转出对接位置时，所述搁板可以是非对接且解锁的。在示出的实施例中，当搁板20定位于四个柱18中的任何柱上时(例如，无论柱18位于框架16的右侧还是左侧)，所述一对凹口162允许锁定机构160起作用。在其它实施例中，可以根据如用于将搁板20锁定在非对接位置中所需要的，提供更多或更少的凹口162。锁定机构160的各种其它配置可以用于选择性地锁定搁板20以防止所述搁板相对于相应的柱18旋转。

在示出的实施例中，每个轴承组100包含用于从由轴承组100的外侧上的搁板20承载的仪器接纳相应的电力电缆和数据电缆(未示出)的至少一个电源端口170和至少一个数据端口172。电源端口170被配置成在轴承组100的内侧接纳来自搁板控制器110的电力电缆174，使得仪器可以与搁板控制器110电通信以从其接收电力。以此方式，电源端口170和电力电缆174可以向仪器供应电力，并且搁板控制器110可以被配置成接通或关断通往仪器的电力供应。数据端口172被配置成接纳至少一条数据电缆，如位于轴承组100的内侧的串行数据电缆(未示出)。如图11中最佳示出的，通路180由轴承组主体114和盖154限定，用于允许电缆174穿过所述通路到达突出件140中的孔口182，以离开轴承组100进入导管36，例如所述导管可以将电缆174路由到其相应的目的地。以此方式，竖直搁架系统12可以提供集成的电缆管理，并且每个搁板20可以为由其承载的一个或多个仪器提供集成的电力和通信。

现在参照图12，自动化实验室系统10包含主控制器200，所述主控制器可以通过USB集线器202、以太网交换机204和/或任何其它适合的通信信道与搁板控制器110和/或由搁板20承载的仪器通信。在示出的实施例中，主控制器200通过以太网交换机204与搁板控制器110通信，并且通过以太网交换机204、以太网转换器208和数据端口172与仪器的仪器模块206通信。不间断电源50之一向搁板控制器110提供电力。如所示出的，电力电缆和一个或多个数据电缆可以各自通过其上安装有搁板20的柱18后面的导管36路由到相应的目的地。例如，电力电缆和数据电缆可以各自从导管36的底端向上路由到其相应的目的地。可替代地，电力电缆和/或数据电缆中的一个或多个电缆可以从导管36的顶端向下路由到其相应的目的地。如所示出的，搁板控制器110可以与下面更详细地讨论的手柄模块210通信。尽管未示出，但是主控制器200可以以已知方式(如通过串行连接)与机器人装置14通信。尽管主控制器200、搁板控制器110、仪器、手柄模块210和/或机器人装置14之间的通信被描述为使用某些通信协议，但是本发明不限于此。因此，应当理解的是，在本发明的替代性实施例中，搁板控制器110、主控制器200、仪器模块206、手柄模块210和/或机器人装置14之间的通信可以被配置成使用任何适合的通信协议，包含但不限于串行、并行和/或无线协议。

现在参照图13，示例性主控制器200可以包含用于运行搁板模块222和至少一个仪器驱动器224的控制器应用220。搁板模块222与搁板控制器110通信，用于在其间传输数据，并且仪器驱动器224与承载在相应搁板20上的仪器的仪器模块206通信，用于在其间传输数据。在示出的实施例中，提供了单个仪器驱动器224。如在搁板20承载多于一个仪器的情况下，可以提供另外的仪器驱动器224。

如所示出的，每个搁板控制器110与被配置成确定搁板是否处于对接位置的对接传感器230通信，并且与被配置成确定搁板20是否被锁定以防旋转的锁定传感器232通信，使得传感器230、232可以将搁板20的相应对接和/或锁定状态通知给搁板控制器110。在示出的实施例中，每个搁板控制器110还与锁定机构160通信，并且更具体地，与锁定机构160的致动器通信，使得搁板控制器110可以启动和/或停用致动器或锁定释放件，以便锁定和/或解锁搁板20。在示出的实施例中，每个搁板控制器110进一步与搁板电力控制器234通信，用于导通或切断通往搁板20的电力供应。

每个手柄模块210包含至少一个传感器，所述至少一个传感器用于检测手柄80的主体部分86与如用户的手H等物体之间的接触或靠近。在示例性实施例中，每个手柄模块210包含可以定位于主体部分86的上区部中的顶部触摸传感器240和顶部环境光传感器242，以及可以定位于主体部分86的下区部中的底部触摸传感器244和底部环境光传感器246。顶部触摸传感器240和底部触摸传感器244中的每个可以是红外靠近传感器，所述红外靠近传感器被配置成检测由用户的手H定位于手柄80的主体部分86周围或从所述手柄的主体部分移开而引起的红外辐射的变化。在其它实施例中，手柄模块210可以根据需要包含用于检测与用户的手H的接触或靠近的各种适合类型的另外的触摸传感器240、244或更少的触摸传感器240、244。例如，可以使用光学传感器和/或电容传感器。如下面更详细地讨论的，触摸传感器240、244可以接收来自用户的请求解锁相应的搁板20的输入，并且可以接收来自用户的指示以下的输入：等待直到由搁板20承载的仪器不以自动化的方式使用为止，还是在以自动化的方式使用时解锁搁板20。手柄80与由相应搁板20承载的仪器的靠近可以帮助用户向与自动化实验室系统10的目标仪器相关联的适当手柄80提供输入。

如所示出的，每个手柄模块210还包含用于向用户提供可辨识指示的至少一个指示器。更具体地，每个手柄模块210包含一个或多个光源，如可以定位于主体部分86的上区部中的第一和第二顶部发光二极管(LED)250、252，以及可以定位于主体部分86的下区部中的第一和第二底部LED 254、256。LED250、252、254、256中的每个LED可以被配置成向用户提供视觉指示。在一个实施例中，LED 250、252、254、256中的每个LED可以是独立可控的和/或可以是多色的，以便能够发出多种颜色的光来提供多种视觉指示。环境光传感器242、246可以是光学传感器，所述光学传感器被配置成调整LED 250、252、254、256的强度，以便提供手柄80的照明相对于环境光水平的足够且一致的对比度。在展示的实施例中，每个手柄模块210进一步包含振动源，如被配置成向用户提供触觉指示的振动马达258。如下面更详细地讨论的，LED 250、252、254、256可以指示由相应的搁板20承载的仪器是否可以由用户使用，仪器是否需要自动化，或者仪器是否处于错误状态。振动马达258可以向用户提供触觉反馈，所述触觉反馈指示用户已经握持手柄模块210(如其主体部分86)持续足够的持续时间，以发起使由相应搁板20承载的仪器离线的请求或要求，如下面更详细地讨论的。手柄80与由相应搁板20承载的仪器的靠近可以帮助用户识别自动化实验室系统10的特定仪器，所述特定仪器是所提供的指示的对象。

现在参照图14-17，当未对相应搁板20上承载的仪器供电时，手柄80的LED 250、252、254、256可以是休眠的，使得手柄80未被照明(图14)。当通电时，可以响应于由手柄模块210从相应搁板控制器110接收的一个或多个信号而启动LED 250、252、254、256，使得手柄80被照明(图15)。手柄80可以以多种方式照明以指示搁板20和/或由搁板20承载的仪器的多种状态。例如，手柄80可以被照明为白色以指示仪器被供电，但是尚未与主控制器200通信。手柄80可以被照明为蓝色以指示仪器与主控制器200通信并且准备好进行自动化(“在线”)。手柄80可以被照明为绿色以指示搁板20准备好进行解锁和/或仪器准备好供用户接近(“离线”)。手柄80可以被照明为黄色以指示仪器的警告状态，并且可以被照明为红色以指示仪器的错误状态。当被用户的手H抓握时，手柄80可以以闪烁的方式被照明，以确认用户的输入和/或指示仪器正在状态之间转变(图16)，并且可以以呼吸或缓慢脉动的方式被照明，以指示仪器准备好供用户处理(图17)。应当理解，本发明不限于这些示例性指示。在其它实施例中，手柄80提供的各种指示可以以任何适合的方式配置。例如，LED 250、252、254、256和/或振动马达258可以提供各种动态效果，如照明颜色、照明模式和/或振动的变化，以指示自动化实验室系统10的各个组件的各种状态和/或状态之间的转变。

在一个实施例中，手柄模块210可以被配置成如通过搁板控制器110向主控制器200发送使由相应搁板20承载的仪器离线的离线请求。这可以在准备解锁搁板20时进行。例如，请求可以通过手柄80的触摸传感器240、244中的一个或多个触摸传感器检测到用户的手H相对短暂地握持手柄80来触发。

另外或可替代地，手柄模块210可以被配置成如通过搁板控制器110向主控制器200发送取消使由搁板20承载的仪器离线的请求的请求取消。例如，请求取消可以通过手柄80的触摸传感器240、244中的一个或多个触摸传感器在短暂握持之后检测到手柄80与用户的手H之间的后续接触或靠近来触发。

另外或可替代地，手柄模块210可以被配置成向搁板控制器110发送使锁定机构160立即脱离，使得搁板20可以从对接位置向外摆动到非对接位置的立即解锁请求。例如，立即解锁请求可以通过手柄80的触摸传感器240、244中的一个或多个触摸传感器检测到用户的手H相对长久地握持手柄80来触发。手柄模块210可以被配置成通过启动振动马达258以向用户的手H提供触觉反馈来确认手柄80的相对长久的握持。搁板控制器110可以继而向主控制器200发送使由搁板20承载的仪器离线的离线请求。

现在将描述使用手柄80来与自动化实验室系统10交互的各种示例性方法。

图18中示意性地示出了当仪器可用时，使由搁板20承载的仪器离线的方法。手柄80最初被LED 250、252、254、256照明为蓝色以指示仪器在线并且准备好进行自动化。然后，用户抓握手柄80。响应于用户抓握手柄80，使仪器离线。此时，手柄80被照明为绿色以指示仪器离线。然后，将搁板20解锁。此时，手柄80以闪烁的方式被照明为绿色以指示搁板20被解锁。在搁板20被解锁的情况下，用户可以将搁板20向外摆动到非对接位置以接近仪器。此时，手柄80以呼吸或缓慢脉动的方式被照明为绿色以指示仪器准备好供用户处理。

图19示意性地示出了当仪器繁忙时请求由搁板20承载的仪器离线的方法。手柄80最初被LED 250、252、254、256照明为蓝色以指示仪器在线并且准备好进行自动化。然后，用户抓握手柄80。响应于用户抓握手柄80，手柄80以闪烁的方式被照明为蓝色。此时，用户可以释放手柄80。当仪器变得可用时，响应于用户抓握并释放手柄80或者对手柄80施加“短暂握持”，使仪器离线。此时，手柄80被照明为绿色以指示仪器离线。当手柄80被照明为绿色时，用户再次抓握手柄80。然后，将搁板20解锁。此时，手柄80以闪烁的方式被照明为绿色以指示搁板20被解锁。在搁板20被解锁的情况下，用户可以将搁板20向外摆动到非对接位置以接近仪器。此时，手柄80以呼吸或缓慢脉动的方式被照明为绿色以指示仪器准备好供用户处理。

图20中更详细地展示了自动化实验室系统10的操作，所述图在不暗示通信的方向的情况下描绘了示出示例性步骤的序列图。最初，搁板20是对接且锁定的，搁板20上承载的仪器在线且繁忙，并且用户U期望使搁板20非对接。在方法结束时，搁板20是非对接的，搁板20上承载的仪器是离线的，并且机器人装置14被阻止接近搁板20。

响应于用户U抓握A1手柄80，通过触摸传感器240、244中的一个或多个触摸传感器检测到A2触摸。响应于触摸传感器240、244中的一个或多个触摸传感器检测到短暂握持A3，短暂握持触发A4由触摸传感器240、244传送到搁板控制器110。当搁板20上承载的仪器繁忙时，响应于接收到短暂握持触发，搁板控制器110向主控制器200发送解锁的请求A5。响应于接收到请求A5，主控制器200阻止A6机器人装置14接近搁板20。然后，主控制器200向搁板控制器110传送成功的通知A7。响应于接收到通知A7，搁板控制器110命令A8手柄LED 250、252、254、256指示搁板20正在等待解锁。响应于接收到命令A8，LED 250、252、254、256向用户U提供解锁待决的视觉指示A9。然后，用户U可以释放A10手柄80，这可以在已经检测到短暂握持之后的任何时间进行。主控制器200在向搁板控制器110传送A12搁板20可以安全解锁之前，等待A11搁板20上承载的仪器变为空闲。搁板控制器110向主控制器200传送A13成功。搁板控制器110命令A14手柄LED 250、252、254、256指示搁板20准备好进行解锁。然后，用户U可以抓握A15手柄80，从而使触摸传感器240、244将触摸触发传送A16到搁板控制器110。然后，搁板控制器110可以等待A17，直到检测到触摸。响应于检测到触摸，搁板控制器110命令A18锁定机构160接合锁定释放件。然后，搁板控制器110可以命令A19手柄LED 250、252、254、256指示搁板20被解锁。作为响应，LED 250、252、254、256可以向用户U提供搁板20可以移出对接位置的视觉指示A20。

响应于触摸传感器240、244检测到短暂握持A21，触摸传感器240、244可以将短暂握持触发传送A22到搁板控制器110，所述搁板控制器将在这种情况下忽略短暂握持。响应于用户U牵拉A23手柄80，非对接传感器230可以检测A24搁板20的非对接。然后，非对接传感器230可以向搁板控制器110传送A25搁板20是非对接的。搁板控制器110等待A26非对接传感器230传送搁板20是非对接的。响应于用户U释放A27手柄80，搁板控制器110命令A28锁定机构160使锁定释放件脱离。然后，搁板控制器110可以命令A29手柄LED250、252、254、256指示搁板20是非对接的。然后，搁板控制器110可以向主控制器200传送A30搁板20是非对接的。

图21中示意性地示出了当仪器繁忙时使由搁板20承载的仪器离线的方法。手柄80最初被LED 250、252、254、256照明为蓝色以指示仪器在线并且准备好进行自动化。然后，用户U抓握并且握持手柄80。响应于用户U继续握持手柄80或者对手柄80施加“长久握持”，手柄80可以通过振动马达258振动，以指示手柄80已经被握持长久到足以提出非对接的要求，并且将搁板20解锁。此时，手柄80以闪烁的方式被照明为蓝色以指示搁板20被解锁。在搁板20被解锁的情况下，用户U可以将搁板20向外摆动到非对接位置以接近仪器。此时，手柄80被照明为蓝色以指示仪器仍在线。最终，装置变为离线。此时，手柄80以呼吸或缓慢脉动的方式被照明为绿色以指示仪器准备好供用户处理。

图22中更详细地展示了自动化实验室系统10的操作，所述图在不暗示通信的方向的情况下描绘了示出示例性步骤的序列图。最初，搁板20是对接且锁定的，搁板20上承载的仪器在线且繁忙，并且用户U期望使搁板20非对接。在方法结束时，搁板20是非对接的，搁板20上承载的仪器仍繁忙，并且机器人装置14被阻止接近搁板20。

响应于用户U抓握B1手柄80，通过触摸传感器240、244中的一个或多个触摸传感器检测到B2触摸。响应于触摸传感器240、244中的一个或多个触摸传感器检测到短暂握持B3，短暂握持触发B4由触摸传感器240、244传送到搁板控制器110。当搁板20上承载的仪器繁忙时，响应于接收到短暂握持触发，搁板控制器110向主控制器200发送解锁的请求B5。响应于接收到请求B5，主控制器200阻止B6机器人装置14接近搁板20。然后，主控制器200向搁板控制器110传送成功的通知B7。响应于接收到通知B7，搁板控制器110命令B8手柄LED 250、252、254、256指示搁板20正在等待解锁并且向振动马达发送启动信号B9。响应于接收到命令B8，LED 250、252、254、256向用户U提供解锁待决的视觉指示B10，同时振动马达向用户U提供已经做出需求请求的触觉指示B11。

响应于触摸传感器240、244中的一个或多个触摸传感器检测到长久握持B12，由于用户U未释放手柄80，长久握持触发B13由触摸传感器240、244传送到搁板控制器110。搁板控制器110命令B14手柄LED 250、252、254、256指示搁板20准备好进行解锁。搁板控制器110等待B15触摸触发(用户U仍握持手柄80)。搁板控制器110命令B16锁定机构160接合锁定释放件，并且然后命令B17手柄LED 250、252、254、256指示搁板20被解锁。响应于接收到命令B17，LED 250、252、254、256向用户U提供搁板20可以移出对接位置的视觉指示B18。响应于用户U牵拉B19手柄80，非对接传感器230可以检测B20搁板20的非对接。然后，非对接传感器230可以向搁板控制器110传送B21搁板20是非对接的。搁板控制器110等待B22非对接传感器230传送搁板20是非对接的。作为响应，搁板控制器110命令B23锁定机构160使锁定释放件脱离，并且命令B24手柄LED 250、252、254、256指示搁板20是非对接的。然后，搁板控制器110可以向主控制器200传送B25搁板20是非对接的。然后，用户U可以释放B26手柄80。主控制器200等待B27搁板20上承载的仪器变为空闲。触摸传感器240、244向搁板控制器110传送B28未检测到触摸。然后，搁板控制器110可以清除B29触摸传感器240、244的触摸状态。

图23中示意性地示出了重新对接搁板20和其上承载的仪器的方法。手柄80最初由LED 250、252、254、256照明为绿色。用户抓握手柄80，并且通过将搁板20摆动回到对接位置来关闭搁板20。响应于搁板20返回到对接位置，将搁板20锁定。此时，手柄80以闪烁的方式被照明为蓝色以指示搁板20是对接且锁定的。仪器随后变为在线。此时，手柄80被照明为蓝色以指示仪器准备好进行自动化。

图24中更详细地展示了自动化实验室系统10的操作，所述图在不暗示通信的方向的情况下描绘了示出示例性步骤的序列图。最初，搁板20是非对接且解锁的，并且用户U期望对接搁板20。在方法结束时，搁板20是对接且锁定的。

响应于用户U抓握C1手柄80以开始将搁板20朝对接位置推动，通过触摸传感器240、244中的一个或多个触摸传感器检测到C2触摸。响应于触摸传感器240、244中的一个或多个触摸传感器检测到短暂握持B3，短暂握持触发C4由触摸传感器240、244传送到搁板控制器110。搁板控制器110忽略C5短暂握持触发，因为搁板20是非对接的。响应于用户U对接搁板20，非对接传感器230向搁板控制器110传送C6搁板20是对接的，并且锁定机构160锁定搁板20以防止所述搁板旋转并且向搁板控制器110传送C7搁板20被锁定。搁板控制器110命令C8手柄LED 250、252、254、256指示搁板20是对接且锁定的。作为响应，LED 250、252、254、256向用户U提供搁板20是对接且锁定的的视觉指示C9。搁板控制器110可以向主控制器200传送C10搁板20是对接的。然后，用户U可以释放C11手柄80。主控制器200最终将由搁板20承载的仪器置于在线C12。触摸传感器240、244向搁板控制器110传送C13未检测到触摸。然后，搁板控制器110可以清除C14触摸传感器240、244的触摸状态。

图25中示意性地示出了从错误中恢复由搁板20承载的仪器的方法。手柄80最初被照明为红色以指示仪器的错误状态。然后，用户抓握并且握持手柄80。响应于用户继续握持手柄80或者对手柄80施加长久握持，将搁板20解锁。此时，手柄80以闪烁的方式被照明为红色以指示搁板20被解锁。在搁板20被解锁的情况下，用户可以将搁板20向外摆动到非对接位置以接近仪器。此时，手柄80被照明为红色以指示仪器仍处于错误状态。用户可以解决仪器的错误状态，并且然后执行上面讨论的重新对接方法。

图26中示意性地示出了取消离线请求(如上面关于图19和20讨论的离线请求)的方法。用户轻敲手柄80。响应于用户轻敲手柄80，手柄80以闪烁的方式被照明为蓝色。取消了离线请求。此时，手柄80被照明为蓝色以指示请求已经被取消。然后，仪器保持在线，并且手柄80保持被照明为蓝色。

现在参照图27，在一个实施例中，各种科学仪器，并且更具体地，液体处理机300、培养器302、试剂分配器304、密封机306、微孔板分光光度计308、热循环仪310和热循环仪控制器312各自定位于竖直搁架系统12上或附近，使得机器人装置14可以接近科学仪器，以用于执行期望的测定或程序。

例如，所展示的自动化实验室系统可以执行DNA复制程序。在一个实施例中，机器人装置14可以抓握例如含有靶DNA并且储存在容置件32之一上的样品板(未示出)，并且将样品板装载到液体处理机300中。例如，机器人装置14还可以抓握例如用于复制靶DNA并且储存在容置件32之一上的聚合酶链式反应(PCR)板，并且将PCR板装载到液体处理机300中。还可以例如通过机器人装置14将用于将靶DNA转移到PCR板的新吸头(未示出)从储存在容置件32之一上的吸头盒(未示出)装载到液体处理机300中。接下来，液体处理机300可以通过新吸头将来自样品板的一些靶DNA以及必要的试剂转移到PCR板。机器人装置14可以为不同组的新吸头更换吸头，并且通过不同组的新吸头将必要的试剂转移到PCR板。然后，机器人装置14可以抓握PCR板并且将PCR板从液体处理机300转移到密封机306，所述密封机可以密封PCR板中的孔的开口。机器人装置14可以抓握样品板，并且将样品板从液体处理机300转移到培养器302以进行储存。可以将吸头弹出到容器(未示出)中，所述容器可以由机器人装置14抓握并且被转移到容置件32之一以供储存。在已经密封PCR板的孔的开口之后，机器人装置14可以抓握PCR板并且将PCR板从密封机306转移到热循环仪310，在所述热循环仪处，在PCR板中通过热循环仪310中的一系列循环使靶DNA样品扩增。然后，机器人装置14可以抓握例如储存在随机接近容置件32之一上的产品测定板(未示出)，并且将产品测定板装载到试剂分配器304中，所述试剂分配器可以用Tris EDTA缓冲液(“TE缓冲液”)试剂预装载产品测定板。接下来，机器人装置14可以抓握产品测定板并且将产品测定板转移到液体处理机300。机器人装置14还可以抓握PCR板并且将PCR板从热循环仪310转移到液体处理机300，其中在所述液体处理机中装载有一组新的吸头，在所述液体处理机处扩增的DNA可以与产品测定板中的TE缓冲液组合。在一个实施例中，机器人装置14可以首先将PCR板转移到定位于搁板20或平台52中的任何搁板或平台上的剥离器(未示出)，例如以解封PCR板，使得液体处理机300可以吸出一些扩增的DNA。然而，剥离器(未示出)可以是任选的，因为液体处理机300的吸头可能能够刺穿设置在PCR板上的密封件。接下来，机器人装置14可以抓握产品测定板并且将产品测定板从液体处理机300转移到微孔板分光光度计308，以检验DNA的扩增并且确定数量。机器人装置14可以抓握PCR板并且将PCR板从液体处理机300转移到培养器302以进行储存。机器人装置可以抓握产品测定板并且将产品测定板从分光光度计308转移到容置件32之一以供储存。机器人装置14还可以抓握用过的吸头并且将用过的吸头转移到容置件32之一以供储存。

虽然自动化实验室系统10已经被描述为通过液体处理机300、培养器302、试剂分配器304、密封机306、微孔板分光光度计308、热循环仪310和热循环仪控制器312执行DNA复制程序，但是适合的科学仪器或实验室耗材的任何组合可以定位于竖直搁架系统12上或附近，以供机器人装置14接近，从而执行任何期望的测定或程序。与常规自动化实验室系统相比，竖直搁架系统12上的科学仪器中的至少一些科学仪器的竖直分布显著减少了自动化实验室系统10的水平占用空间。在一个实施例中，机器人装置14可以被消除，并且测定或程序可以手动执行或者例如通过直接结合到自动化实验室系统10的科学仪器、储存单元或其它特征中的一个或多个中的一个或多个机电装置来执行。

虽然手柄80已经被描述为与铰接搁板20一起使用，但是应当理解，手柄80可以与各种其它类型的搁板一起使用。例如，手柄80可以与线性滑动搁板一起使用。可替代地，手柄80可以与永久固定的搁板一起使用。在此类情况下，手柄可以用于传送例如离线请求。

现在参照图28，上面所描述的本发明的实施例可以使用一个或多个计算机装置或系统(如示例性计算机系统400)来实施。计算机系统400可以包含处理器402、存储器404、大容量存储存储器装置(未示出)、输入/输出(I/O)接口408和用户接口410。计算机系统400还可以通过I/O接口408和/或网络414操作性地联接到一个或多个外部资源412。

在一个实施例中，计算机系统400可以被配置成操作可商购自赛默飞世尔科技公司的用于使用本发明的自动化实验室系统10提供并行或顺序处理操作的Momentum软件。这种软件可以实现消除了定制数据处理的标准化的实时、数据驱动的决策，并且可以允许用户在强大但易于使用的视觉环境中定义、执行和监控复杂的过程。这种软件还可以通过实时、数据驱动的决策来实现多个工作流，并且可以使用户能够指定其单独的系统的设计、配置和操作，并且插入不同的调度器来支持宽范围的过程和工作流。

处理器402可以包含选自以下的一个或多个装置：微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑装置、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路或基于存储在存储器404中的操作指令来操纵信号(模拟或数字)的任何其它装置。存储器404可以包含单个存储器装置或多个存储器装置，所述存储器装置包含但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、易失性存储器、非易失性存储器、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、闪速存储器、高速缓冲存储器或能够存储信息的任何其它装置。大容量存储存储器装置406可以包含数据存储装置，如硬盘驱动器、光驱、磁带驱动器、非易失性固态装置或能够存储信息的任何其它装置。数据库416可以驻存在大容量存储存储器装置406上，并且可以用于收集和组织本文所描述的各种系统和模块所使用的数据。

处理器402可以在驻存在存储器404中的操作系统418的控制下操作。操作系统418可以管理计算机资源，使得体现为一个或多个计算机软件应用(如驻存在存储器404中的应用420)的计算机程序代码可以具有由处理器402执行的指令。在替代性实施例中，处理器402可以直接执行应用420，在这种情况下，可以省略操作系统418。一个或多个数据结构422也可以驻存在存储器404中，并且可以被处理器402、操作系统418和/或应用420用来存储或操纵数据。

I/O接口408可以提供机器接口，所述机器接口操作性地将处理器402联接到其它装置和系统，如网络414和/或外部资源412。因此，应用420可以通过经由I/O接口408通信来与网络414和/或外部资源412协同工作，以提供包括本发明的实施例的各种特征、功能和/或模块。应用420还可以具有由一个或多个外部资源412执行的程序代码，或者另外依赖于由计算机系统400外部的其它系统或网络组件提供的功能和/或信号。实际上，考虑到几乎无限的硬件和软件配置是可能的，本领域普通技术人员将理解，本发明的实施例可以包含定位于计算机系统400外部、分布在多个计算机或其它外部资源412中或由作为网络414之上的服务(如云计算服务)提供的计算资源(硬件和软件)提供的应用。

用户接口410可以以已知的方式操作性地联接到计算机系统400的处理器402，以允许用户直接与计算机系统400交互。用户接口410可以包含视频和/或字母数字显示器、触摸屏、扬声器以及能够向用户提供信息的任何其它适合的音频和视觉指示器。用户接口410还可以包含如字母数字键盘、指向装置、小键盘、按钮、控制旋钮、麦克风等能够接受来自用户的命令或输入并且将输入的输入传输到处理器402的输入装置和控制件。

虽然已经通过描述本发明的各个实施例展示了本发明，并且虽然已经非常详细地描述了实施例，但是并不旨在将所附权利要求书的范围局限于或以任何方式限制为此类细节。因此，本文所讨论的各种特征可以单独使用或以任何组合使用。另外的优点和修改将是本领域技术人员容易了解的。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节和说明性实例。因此，可以在不背离总体发明概念的范围的情况下偏离此类细节。

Claims (17)

1.一种自动化实验室系统，所述系统包括：

竖直搁架系统，所述竖直搁架系统包括框架和至少一个搁板，所述搁板可动地安装到所述框架，以使所述至少一个搁板相对所述框架能在对接位置和非对接位置之间移动，所述至少一个搁板被配置成承载至少一个仪器；

机器人装置，所述机器人装置靠近所述竖直搁架系统并且被配置成接近由所述至少一个搁板承载的所述至少一个仪器，

至少一个锁定机构，所述至少一个锁定机构被配置成当所述至少一个搁板处于所述对接位置时锁定所述至少一个搁板以防止所述至少一个搁板相对于所述框架移动；

主控制器；

至少一个手柄，所述至少一个手柄操作性地联接到所述至少一个搁板，其中所述至少一个手柄包含：

至少一个主体部分，所述至少一个主体部分能够由用户的手抓握以接收由所述用户的手施加的力，从而使所述搁板在所述对接位置与所述非对接位置之间移动；

至少一个指示器，所述至少一个指示器与所述手柄相关联，所述至少一个指示器用于提供所述至少一个搁板或所述至少一个仪器的状态的可辨识指示；以及

至少一个传感器，所述至少一个传感器用于检测所述至少一个手柄与所述用户的手之间的接触或靠近；以及

搁板控制器，所述搁板控制器与所述至少一个锁定机构、所述至少一个指示器、所述至少一个传感器和所述主控制器操作性通信，其中所述搁板控制器被配置成响应于所述传感器检测到所述至少一个手柄与所述用户的手之间的接触或靠近持续预定量的时间而向所述至少一个锁定机构发送解锁信号，并且其中所述搁板控制器被配置成响应于所述传感器检测到所述至少一个手柄与所述用户的手之间接触或靠近持续预定量的时间而向所述主控制器发送使所述至少一个仪器离线的请求。

2.根据权利要求1所述的自动化实验室系统，其中所述框架包含在竖直方向上延伸的至少一个柱，所述至少一个柱包括被配置成围绕所述机器人装置周向定位的多个柱。

3.根据权利要求2所述的自动化实验室系统，其中所述至少一个搁板被配置成在附接到所述至少一个柱时是悬臂式的。

4.根据权利要求2所述的自动化实验室系统，其中所述至少一个搁板被配置成能够在附接到所述至少一个柱时相对于所述至少一个柱在所述对接位置与所述非对接位置之间旋转。

5.根据权利要求1所述的自动化实验室系统，其中所述至少一个搁板包含用于由所述至少一个搁板承载的至少一个仪器的集成电力和通信。

6.根据权利要求2所述的自动化实验室系统，其中所述搁板在所述至少一个柱上的竖直位置是可释放调节的。

7.根据权利要求1所述的自动化实验室系统，其中所述至少一个指示器被配置成提供动态效果。

8.根据权利要求7所述的自动化实验室系统，其中所述动态效果包含振动、闪烁照明和/或变色照明中的至少一个。

9.根据权利要求1所述的自动化实验室系统，其中所述主控制器与机器人装置操作性通信。

10.根据权利要求1所述的自动化实验室系统，其中所述至少一个搁板可旋转地安装到所述框架。

11.根据权利要求1所述的自动化实验室系统，其中所述至少一个指示器包含至少一个视觉指示器，所述至少一个视觉指示器用于提供所述至少一个搁板或所述至少一个仪器中的至少一个的状态的视觉指示。

12.根据权利要求11所述的自动化实验室系统，其中所述至少一个视觉指示器包含至少一个光源。

13.根据权利要求1所述的自动化实验室系统，其中所述至少一个指示器包含至少一个触觉指示器，所述至少一个触觉指示器用于提供所述至少一个搁板或所述至少一个仪器中的至少一个的状态的触觉指示。

14.根据权利要求13所述的自动化实验室系统，其中所述至少一个触觉指示器包含至少一个振动源。

15.根据权利要求1所述的自动化实验室系统，其中所述至少一个传感器包含至少一个接触或靠近传感器。

16.根据权利要求1所述的自动化实验室系统，其中所述状态包含以下中的至少一种：所述至少一个仪器的在线状态、所述至少一个仪器的离线状态、所述至少一个仪器在在线状态与离线状态之间的转变、所述至少一个搁板的对接状态、所述至少一个搁板的非对接状态或所述至少一个搁板在对接状态与非对接状态之间的转变。

17.根据权利要求1所述的自动化实验室系统，其进一步包括：

由所述至少一个搁板承载的至少一个仪器，其中所述主控制器与所述至少一个仪器操作性通信。

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