CN112399889B - 用于使圆形物体居中的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开描述了用于使圆形物体居中的系统和方法，公开了用于将诸如培养皿的圆形物体居中在多个销之间的系统和方法。例如，在一个实施例中，方法包括将圆形物体放置在由三个可移动销包围的可旋转平台上。为了概略地使圆形物体居中，该方法还包括第一次将所有销朝向圆形物体移动，直到三个销中的至少两个正接触圆形物体。为了更准确地使圆形物体居中，该方法还包括：将所有销远离圆形物体移动，使得其可以旋转而没有实质干扰；使平台旋转大约60度，其中使平台旋转引起圆形物体也旋转大约60度；以及第二次将所有销朝向圆形物体移动。

Description

用于使圆形物体居中的系统和方法
技术领域
本公开描述了用于将诸如培养皿的圆形物体在多个销之间居中的系统和方法。
背景技术
随着计算机、网络和机器人技术的进步，自动化已经成为简化各种工作流过程的有用工具。例如，在实验室设置中已经采用了自动化来简化用于制备生物样品(例如，患者样品、环境样品等)以用于实验室分析的各种过程。使此类任务自动化可以：(a)降低人员成本，(b)减少例如在操作员疲劳、心烦意乱或者注意力不集中时产生的操作员错误(例如，人为错误)，以及(c)减少分析样品和报告结果所需的时间。
例如，2015年3月31号提交并且公开为美国公开No.2015/0276566 A1的美国申请No.14/674,827(“‘827申请”)描述了用于利用生物样品接种各种容器以用于测试和分析的自动化平台，该申请的公开内容通过引用并入本文。在一些实施例中，自动化平台包括接种模块和划线模块。接种模块利用生物样品接种容器(例如，培养皿、板、牛肉羹培养基试管、载玻片等)。这可利用移液管单元、钢丝套圈、拭子等完成。在接种培养皿时，接种模块也可将磁珠分配到培养皿中。培养皿在被接种后可沿着输送系统输送到划线模块。在一些实施例中，划线模块包括可以引起沉积在培养皿中的磁珠根据规定的图案利用样品对接种的培养基(例如，血琼脂、巧克力琼脂、马康基氏琼脂等)划线的磁体。培养皿在被划线后可输送到孵化系统中。关于该自动化平台的另外细节可见于‘827申请。
作为另一示例，2015年4月15日提交并且公开为美国公开No.2015/0299639 A1的美国申请No.14/687,400(“‘400申请”)描述了集成的孵化器和调节孵化器气氛并获得样品试样的高分辨率数字图像的图像捕获模块，该申请的公开内容通过引用并入本文。在一些实施例中，孵化器具有柜式外壳，该外壳能够向孵化器的内容物提供受控环境。在一些实施例中，孵化器容置培养皿，培养皿包含已被生物样品接种的营养培养基。如果存在于培养基已利用其进行接种的样品中，则提供给孵化器的营养培养基和受控气氛支持培养基中的至少某些微生物的生长。在一些实施例中，图像捕获模块是紧邻孵化器的封闭单元。这使得能够将培养皿从孵化器直接传输到图像捕获模块中。一旦在图像捕获模块中，可移除培养皿的盖子，使得图像捕获单元可对培养皿进行电子成像(例如，数字拍摄)。之后，盖子可被替换并且培养皿可输送回到孵化器。在一些实施例中，可使用可以确定是否已经发生微生物生长的软件程序自动分析图像。关于该孵化器和图像捕获模块的另外细节可见于‘400申请。
作为又一示例，2016年5月27日提交并且公开为国际公开No.WO 2016/191646 A2的国际申请No.PCT/US2016/034554(“‘554申请”)描述了制备用于识别(例如，基体辅助激光解吸和电离飞行时间质谱(“MALDI-TOF-MS”))和抗菌素敏感试验(“AST”)的生物样品的自动化系统，该申请的公开内容通过应用并入本文。在一些实施例中，自动化系统可以：定位并选择培养皿上的微生物菌落；获得所选微生物菌落的样品；为所获得的样品制备悬浮液；将所获得的样品的一部分分配到靶板上并且将该靶板放置在用于执行MALDI的装置中以用于识别所选微生物菌落的样品；以及使用或者传送悬浮液的另一部分以用于另一试验(诸如，AST)。AST可以是Kirby-Baur/纸片扩散法、盘稀释法、肉汤和琼脂稀释法或其他方法。有关该自动化系统的另外细节可见于‘554申请。
在上述所有自动化系统中，培养皿或者另一类似物体可需要被准确地居中。例如，关于‘827申请，培养皿可需要在其可以利用生物样品接种之前被准确地居中。作为另一示例，关于‘400申请，培养皿可需要被准确居中在图像捕获模块中，使得可以准确地对比数字图像以检测微生物生长。作为又一示例，关于‘554申请，培养皿可需要在样品可以准确地从培养皿传送到共用悬浮液之前被准确地居中。
用于使诸如培养皿的圆形物体居中的现有技术系统有时包括三个或更多个销。在操作期间，销朝向培养皿聚集地移动，直到培养皿被挤压在所有销之间。然而，在此类系统中，当仅一些(并非所有)销正接触培养皿时，销有可能停止移动。这可由培养皿的底部或侧面或销的摩擦引起。在此类情况下，培养皿可能没有被正确地居中。因此，需要用于对诸如培养皿的圆形物体稳健且准确地居中的系统和方法。
发明内容
本公开描述了用于稳健且准确地将诸如培养皿的圆形物体居中在多个销之间的系统和方法。例如，在一个实施例中，方法包括将圆形物体放置在由三个可移动销包围的可旋转平台上。为了概略地使圆形物体居中，该方法还包括第一次将所有销朝向圆形物体移动，直到三个销中的至少两个正接触圆形物体。为了更准确地使圆形物体居中，该方法还包括：将所有销远离圆形物体移动，使得其可以旋转而没有实质干扰；使平台旋转大约60度，其中使平台旋转引起圆形物体同样旋转大约60度；以及第二次将所有销朝向圆形物体移动。
本公开的一方面涉及一种方法，该方法包括：(a)将圆形物体放置在平台上的三个或更多个销之间，其中销彼此大致等距定位，并且其中销处于第一打开位置；(b)第一次将所有销朝向圆形物体移动到闭合位置，其中当销处于闭合位置时，销中的至少两个与圆形物体接触；(c)将所有销远离圆形物体移动到第一打开位置或第二打开位置，其中当销处于第一打开位置或第二打开位置时，圆形物体可以在平台上旋转而没有来自销的干扰；(d)使圆形物体旋转大约θ度或者大约θ度加上一个或多个360度的完整旋转，其中θ等于360度除以销数量的两倍；以及(e)第二次将所有销朝向圆形物体移动到闭合位置，其中在所有销第二次移动到闭合位置后，圆形物体大致居中在所有销之间。
在一些实施例中，平台是可旋转的，并且圆形物体通过使平台旋转而旋转。在一些实施例中，圆形物体是培养皿。在一些实施例中，该方法还包括在培养皿大致居中在所有销之间后，利用生物样品接种培养皿。在一些实施例中，该方法还包括在培养皿大致居中在所有销之间后，利用图形捕获模块捕获培养皿的图像。在一些实施例中，该方法还包括在培养皿大致居中在所有销之间后，拾取培养皿中的一个或多个细菌菌落。
本公开的另一方面涉及一种方法，该方法包括：(a)将圆形物体放置在定位在三个销之间的可旋转平台上，其中销彼此大致等距定位，并且其中销处于第一打开位置；(b)第一次将所有销朝向圆形物体移动到闭合位置，其中当销处于闭合位置时，销中的至少两个与圆形物体接触；(c)第一次将所有销远离圆形物体移动到第一打开位置或第二打开位置，其中当销处于第一打开位置或第二打开位置时，圆形物体可以在平台上旋转而没有来自销的干扰；(d)使平台旋转大约60度或大约60度加上一个或多个360度的完整旋转，其中使平台旋转引起圆形物体也旋转；以及(e)第二次将所有销朝向圆形物体移动到闭合位置，其中在所有销第二次移动到闭合位置后，圆形物体大致居中在所有销之间。
在一些实施例中，圆形物体是培养皿。在一些实施例中，该方法还包括从培养皿移除盖住培养皿的盖子。在一些实施例中，该方法还包括在培养皿已大致居中在所有销之间后，利用生物样品接种培养皿。在一些实施例中，该方法还包括：(a)在培养皿大致居中在所有销之间后，第二次将所有销远离圆形物体移动到第一打开位置或第二打开位置；以及(b)通过使培养皿旋转并且将培养皿上的标签与定位在平台附近的读取器对齐来对培养皿定向。在一些实施例中，该方法还包括在培养皿已大致居中在所有销之间并且定向后，利用图像捕获模块捕获培养皿的图像。在一些实施例中，该方法还包括在培养皿已大致居中在所有销之间并且定向后，拾取培养皿中的一个或多个细菌菌落。
本公开的又一方面涉及一种系统，该系统包括：(a)具有顶表面和底表面的可旋转平台；(b)具有顶表面和底表面的第一惰轮，其中第一惰轮的顶表面固定到平台的底表面；(c)具有顶表面和底表面的第二惰轮，其中第二惰轮定位在第一惰轮的底部下面，并且其中三个柱固定到第二惰轮的底部；以及(d)围绕可旋转平台定位的三个销，其中销彼此大致等距定位，并且其中销中的每个被固定到具有在第二惰轮下面延伸的臂的挡片，并且其中挡片中的每个连接到固定轴并且围绕该固定轴可旋转，并且其中挡片的臂中的每个具有孔，该孔围绕固定到第二惰轮的底部的柱中的不同的一个柱，其中平台可以通过使第一惰轮旋转而旋转，并且其中通过使第二惰轮旋转，销可以朝向平台移动。
在一些实施例中，该系统还包括：(a)第一马达，其具有固定到第一马达的轴的第一驱动滑轮；(b)第二马达，其具有固定到第二马达的轴的第二驱动滑轮；(c)第一条带，其连接到第一惰轮和第一驱动滑轮；以及(d)第二条带，其连接到第二惰轮和第二驱动滑轮，其中第一驱动滑轮的旋转动力通过第一条带传送到第一惰轮，并且其中第二驱动滑轮的旋转动力通过第二条带传送到第二惰轮。
在一些实施例中，该系统还包括一个或多个处理器，其被配置成通过控制第一马达和第二马达来控制第一惰轮和第二惰轮的旋转。在一些实施例中，一个或多个处理器被配置成：(a)第一次将所有销朝向放置在平台上的培养皿移动到闭合位置，其中当销处于闭合位置时，销中的至少两个销与培养皿接触；(b)第一次将所有销远离培养皿移动到第一打开位置或者第二打开位置，其中当销处于第一打开位置或第二打开位置时，培养皿可以在平台上旋转而没有来自销的干扰；(c)使平台旋转大约60度或者大约60度加上一个或多个360度的完整旋转；以及(d)第二次将所有销朝向培养皿移动到闭合位置，其中在所有销第二次移动到闭合位置后，圆形物体大致居中在所有销之间。
在一些实施例中，该系统还包括读取器，并且一个或多个处理器还被配置成：(a)在培养皿大致居中在所有销之间后，第二次将所有销远离培养皿移动到第一打开位置或第二打开位置；以及(b)通过使平台旋转并且将培养皿上的标签与读取器对准来对培养皿定向。在一些实施例中，该系统还包括图像捕获模块，并且一个或多个处理器还被配置成在培养皿大致居中在所有销之间并且定向后，利用图像捕获模块捕获培养皿的图像。在一些实施例中，该系统还包括自动化移液器，并且一个或多个处理器还被配置成在培养皿大致居中在所有销之间并且定向后，拾取培养皿中的一个或多个细菌菌落。
附图说明
图1(a)示出了用于使如本文所述的圆形物体居中的系统的实施例的侧视图。
图1(b)示出了图1(a)的系统的另一侧视图。
图1(c)示出了图1(a)的系统的侧视图，其中培养皿被放置在图1(a)的系统的平台上。
图1(d)示出了图1(c)的系统的另一侧视图。
图1(e)示出了图1(a)的系统的仰视图。
图2(a)是用于使如本文所述的圆形物体居中的系统的实施例的图像。
图2(b)示出了图2(a)的系统的另一图像。
图3是用于使如本文所述的圆形物体居中的方法的方框图。
图4(a)至图4(l)示出了用于使如本文所述的圆形物体居中的方法。
图5是被执行以演示图2(a)和图2(b)的系统的操作的试验的图像。
具体实施方式
参考附图详细描述本公开的实施例，其中相似的附图标记识别类似或相同的元件。应当理解，所公开的实施例仅为本公开的示例，其可以各种形式体现。未详细描述公知的功能或结构以免在不必要的细节上混淆本公开。因此，本文所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为权利要求的基础以及作为教导本领域技术人员在实际上任何适当详细的结构中不同地采用本公开的代表性基础。
图1(a)至图1(e)示出了根据本技术的用于使圆形物体居中的系统的实施例。如图所示，系统100包括平台110、销122、销132、销142、传感器150、马达160、和马达170。如图1(c)和图1(d)所示，培养皿190可以放置在平台110上。在一些实施例中，机械臂可自动地将培养皿190放置在平台110上。一旦在平台110上，销122、132和142可用于将培养皿190居中在平台110上。
在居中过程期间，销122、132和142可通过马达160移动。马达160包括固定到驱动滑轮164的轴(未示出)。如本文所用，滑轮可为用于通过经过其轮辋的带子、条带、绳索、绳子、链条等传输动力的可旋转结构。例如，滑轮可为被配置成通过橡胶带或条带传输动力的光滑轮状结构。作为另一示例，滑轮可为被配置成通过链条传输动力的齿轮状结构。在操作期间，驱动滑轮164在顺时针或逆时针方向上通过马达160的轴旋转。如图所示，平台110可定位在惰轮112、分隔器114和惰轮116上方。分隔器114分离惰轮112和惰轮116。虽然惰轮112和116可通过共用轴(未示出)连接，但是惰轮112和116彼此独立地旋转。在操作期间，当驱动滑轮164通过马达160旋转时，驱动滑轮164的旋转动力通过条带184传送到惰轮116。条带184可为能够将驱动滑轮164的旋转动力传送到惰轮116的任何带子、条带、绳索、绳子、链条等。在其他实施例中，惰轮116可为例如定位在惰轮112下面的独立结构。在此类实施例中，分隔器114可被消除。
如图所示，惰轮116在顺时针或逆时针方向上旋转引起销122、132和142在向内或向外方向上相对于平台110移动。如图1(a)至图1(d)最佳示出，销122、132和142分别固定到挡片124、134和144。挡片124、134和144分别连接到轴126、136和146并且可分别围绕其旋转。轴126、136和146可具有固定位置。例如，轴126、136和146可固定到一个或多个物体(未示出)。如图1(e)最佳示出，挡片124、134和144可分别包括臂128、138和148。此外，臂128、138和148可分别包括孔129、139和149。孔129、139和149被设定尺寸并且被定位成使得柱102、103和104分别定位在孔129、139和149内。如图所示，柱102、103和104固定到惰轮116。因此，当惰轮116在顺时针或逆时针方向上旋转时，柱102、103和104也移动。在其他实施例中，惰轮116以及柱102、103和104可形成为单个集成物体。如图所示，当滑轮116通过马达160旋转时，惰轮116的旋转动力分别通过柱102、103和104以及分别通过臂128、138和148传送到挡片124、134和144。此外，当挡片124、134和144移动时，销122、132和142可分别在向内或向外方向上相对于平台110移动。
在居中过程期间，平台110可通过马达170在顺时针或逆时针方向上旋转。马达170包括固定到驱动滑轮174的轴172。在操作期间，驱动滑轮174通过轴172在顺时针或逆时针方向上旋转。如图所示，平台110的下侧固定到惰轮112的上侧。在其他实施例中，平台110和惰轮112可形成为单个集成物体。此外，如图所示，惰轮112通过条带182连接到驱动滑轮174。在操作期间，当驱动滑轮174通过马达170旋转时，驱动滑轮174的旋转动力通过条带182传送到惰轮112。此外，当惰轮112在顺时针或逆时针方向上旋转时，平台110也在相同方向上旋转，这是因为其固定到惰轮112。很像条带184，条带182也可为能够将驱动滑轮174的旋转动力传送到惰轮112的任何带子、条带、绳索、绳子、链条等。
在一些实施例中，在培养皿190已被居中后，培养皿190可利用生物样品接种。在一些实施例中，‘827申请中公开的系统和/或方法中的一个或多个可用于接种培养皿190。例如，自动化移液器可用于接种培养皿190。在一些实施例中，传感器150(例如，红外(ID)传感器或成像设备)可用于对培养皿190定向。例如，在一些实施例中，传感器150可用于确定培养皿190上的标签(例如，条形码)开始和结束的位置。在一些实施例中，在培养皿190已被居中并定向后，读取器(未示出)(例如，条形码读取器或成像设备)可用于读取(例如，扫描)培养皿190上的标签(例如，条形码)。在一些实施例中，读取器(未示出)也可用于进一步对培养皿190定向。在一些实施例中，在培养皿190已被居中并定向后，培养皿190的更多图像中的一个图像可通过图像捕获设备(未示出)捕获，并且/或者一个或多个细菌菌落可通过机器人(未示出)拾取。在一些实施例中，‘400申请中公开的系统和/或方法中的一个或多个可用于捕获培养皿190的图像。在一些实施例中，‘554申请中公开的系统和/或方法中的一个或多个可用于拾取培养皿190中的一个或多个细菌菌落。例如，自动化移液器可用于拾取培养皿190中的一个或多个细菌菌落。
图2(a)和图2(b)是根据本技术的用于对圆形物体居中的系统的实施例的照片。如图所示，系统200包括平台210、销220、销230、销240、盖250、传感器262、读取器264、机器人280和自动化移液器290。盖250包括狭缝252、254和256。在盖250下面，系统200可包括马达、滑轮、条带和/或其他部件，很像图1(a)至图1(e)的系统100。
如图2(a)和图2(b)所示，狭缝252、254和256弯曲并且设定尺寸为使得狭缝252、254和256的直径对应于销210、220和230的直径。因此，销220、230和240可以横穿大约狭缝252、254和256的整个长度。此外，在该实施例中，狭缝252、254和256远离平台210延伸15毫米。然而，在其他实施例中，狭缝252、254和256的长度可以被增加或减小。例如，可以选择狭缝252、254和256的长度以允许培养皿放置在平台210上并且被旋转而没有来自销220、230和240的实质干扰。作为另一示例，狭缝252、254和256的长度可显著超过(例如，两倍或更多倍)允许培养皿放置在平台210上并且被旋转而没有来自销220、230和240的实质干扰所需的长度。
在居中操作期间，狭缝252、254和256在朝向平台210前进时引导销210、220和230。如图所示，狭缝252、254和256弯曲并且具有对应于销210、220和230的直径的恒定直径。在其他实施例中，狭缝252、254和256可具有不同形状。例如，狭缝252、254和256可大致为直的并且具有对应于销210、220和230的直径的恒定直径。作为另一示例，狭缝252、254和256可以具有带有可变直径的圆锥形形状。在此类实施例中，狭缝252、254和256在平台210附近可具有狭窄部分，其中直径对应于销210、220和230的直径。
如图2(b)所示，培养皿270可以通过机器人280放置在平台210上。一旦位于平台210上，销220、230和240就可用于将培养皿270居中在平台210上。在培养皿270已被居中后，传感器262也可用于对培养皿270定向。在培养皿270已被居中并定向后，读取器264可用于读取培养皿270上的标签。读取器264也可用于进一步对培养皿270定向。在培养皿270被居中和/或定向后，自动化移液器290可用于利用生物样品接种培养皿270和/或拾取培养皿270中的一个或多个细菌菌落。
图3是根据本技术的用于使圆形物体居中的方法的方框图。方法300可利用系统(诸如，图1(a)至图1(e)的系统100或图2(a)和图2(b)的系统200)执行。在一些实施例中，系统100可包括被配置成控制传感器150、马达160和马达170的一个或多个处理器。类似地，在此类实施例中，系统200可包括被配置成控制传感器262、读取器264和/或盖250下面的一个或多个马达的一个或多个处理器，马达被配置成使平台210以及销220、230和240移动。应当理解，图3中的箭头意图示出可执行方法300的各个过程的一个可能的顺序。然而，在一些实施例中，图3中示出的方框可被重新布置。此外，在一些实施例中，可添加和/或移除一个或多个方框。
在方框310中，通过将销远离平台移动到打开位置，初始化包括由三个可移动销包围的可旋转平台的系统。例如，在利用系统200执行的实施例中，销220、230和240可移动到图2(a)和图2(b)示出的打开位置中。如图所示，销220、230和240远离平台210移动15毫米。作为另一示例，在利用系统200执行的实施例中，销220、230和240可移动到离平台210仅8毫米的打开位置。在一些实施例中，一个或多个处理器可通过控制连接到销的一个或多个马达来控制销的移动。
在方框320中，培养皿放置在平台上。例如，在利用系统200执行的实施例中，机器人280可将培养皿270放置在平台210上。作为另一示例，在一些实施例中，培养皿可通过使用输送系统输送到平台上。在一些实施例中，一个或多个处理器可控制用于将培养皿放置在平台上的传送机构(例如，机器人或输送系统)。由于传送机构可不被配置为将培养皿准确地居中在平台上，所以培养皿可在起初偏离中心。
在方框330中，通过将所有销朝向培养皿移动到闭合位置，概略地使培养皿居中。如上所解释的，一些现有技术的系统使用类似技术来使诸如培养皿等圆形物体居中。然而，与这些现有技术的系统相比，在本文描述的系统中的方法300包括用于更准确地使诸如培养皿的圆形物体居中的另外过程。
在方框340中，移除盖住培养皿的盖子。在其他实施例中，该方框可以所示序列在不同地方执行，诸如在方框310之前。在其他实施例中，该方框可为不必要的并且可从方法300完全移除。例如，在一些实施例中，该系统可处理没有盖子的一个或多个培养皿，或者该系统可具有通过透明盖子获得图像的能力，在这种情况下，盖子将不需要被移除。
在方框350中，所有销远离培养皿移动到打开位置。例如，在利用系统200执行的实施例中，销220、230、和240可移动到图2(a)和图2(b)示出的位置中。如图所示，销移动到其原始打开位置，但这不是必须的。作为另一示例，在一些实施例中，销可仅移动得足够远以便允许培养皿旋转而没有实质干扰。例如，在利用系统200执行的实施例中，销220、230和240可移动到离平台210仅8毫米的打开位置，而不是如图2(a)和图2(b)所示的离平台210为15毫米的打开位置。
在方框360中，培养皿在顺时针或逆时针方向上旋转60度。例如，在利用系统200执行的实施例中，平台210可在顺时针或逆时针方向上旋转60度以便使培养皿270在相同方向上旋转60度。在一些实施例中，一个或多个处理器可通过控制连接到销的一个或多个马达来控制平台的移动。虽然时间效率较低，但是本领域技术人员将容易理解，通过添加一个或多个360度的完整旋转，可以实现类似结果。例如，通过使培养皿在顺时针或逆时针方向上旋转420度，培养皿可以在顺时针或逆时针方向上有效地旋转60度。
在方框370中，通过将所有销朝向培养皿移动，准确地使培养皿居中。如下关于图4(a)至图4(l)更详细描述，在方框330期间，三个销中的至少两个应该与培养皿接触。因此，离平台中心最远的培养皿的边缘位于两个接触销之间。因此，通过使培养皿旋转，在方框330期间与培养皿接触的销中的一个可以在方框370期间用于将培养皿更准确地推入平台中心。
在方框380中，所有销远离培养皿移动。该方框是任选的。在一些实施例中，在培养皿上执行一个或多个另外过程之前将销远离培养皿移动可为有利的。例如，如果培养皿需要再次旋转以便正确定向，则在旋转培养皿之前将销远离培养皿移动可为有利的。在其他实施例中，使销保持在接近培养皿和平台的位置可更加有利以便防止培养皿移动并且变得偏离中心。
在方框390中，在准确居中的培养皿上执行一个或多个过程。例如，在方框390中，培养皿可利用生物样品接种。在一些实施例中，‘827申请中公开的系统和/或方法中的一个或多个可用于接种培养皿。作为另一示例，在方框390中，培养皿的更多图像中的一个可通过图像捕获设备捕获。在一些实施例中，‘400申请中公开的系统和/或方法中的一个或多个可用于捕获培养皿的图像。作为又一示例，在方框390中，培养皿中的一个或多个细菌菌落可通过机器人拾取。在一些实施例中，‘554申请中公开的系统和/或方法中的一个或多个可用于拾取培养皿190中的一个或多个细菌菌落。
图4(a)至图4(l)示出了根据本技术的用于对圆形物体居中的方法。更具体地，参考图3的方法300，图4(a)至图4(d)中示出的过程对应于方框330，图4(e)中示出的过程对应于方框350，图4(f)至图4(g)中示出的过程对应于方框360，图4(h)至图4(j)中示出的过程对应于方框370，并且图4(k)至图4(l)中示出的过程对应于方框380。如图所示，图4(a)至图4(l)示出了定位在可移动销420、430和440之间的培养皿410。如图4(a)所示，销420、430和440处于打开位置。
在图4(b)至图4(d)中，销420、430和440朝向培养皿410移动到闭合位置。如图4(c)所示，在该过程期间，销440在其他销之前与培养皿410接触。此外，如图4(d)所示，销420最终与培养皿410接触，但是销430不与培养皿410接触，这是因为销430在与培养皿410接触之前通过其相应的狭缝(未示出)已经达到其行进轨迹的极限。因此，培养皿410在图4(d)中没有被准确地居中。更具体地，离销420、430和440的中心最远的培养皿的边缘位于销440和420之间。此外，最接近销420、430和440的中心的培养皿的边缘由销430定位。
为了更准确地对培养皿410居中，在图4(e)中，销420、430和440远离培养皿410移动到打开位置。随后，在图4(f)至图4(g)中，培养皿410顺时针方向旋转60度。因此，离销420、430和440的中心最远的培养皿的边缘现在由销420定位。在图4(h)至图4(j)中，销420、430和440再次朝向培养皿410移动到闭合位置。如图4(i)所示，在该过程期间，销420在其他销之前接触培养皿410。因此，销420能够将培养皿410推动到更准确居中在所有销之间的位置中。最后，在图4(k)至图4(l)中，销420、430和440再次远离培养皿410移动到打开位置。
图5是利用图2(a)和图2(b)的系统执行的简单实验的照片以便演示本技术的一些优点。如图所示，一片双面胶带510缠绕在培养皿270周围。此外，在拍摄图像的同时，培养皿270仅被放置在平台210上(参见例如图3的方框320)，并且销220、230和240仅朝向培养皿移动一次(参见例如图3的方框330)。如可以看出的，此时，销220和培养皿270之间存在显著的间隙，这表明培养皿270没有被准确居中。
如上所述，用于使培养皿居中的一些现有技术的系统包括三个或更多个销。在操作期间，销朝向培养皿移动，直到培养皿被挤压在所有销之间。然而，在没有更多的情况下，由于培养皿的底部或侧面或者销的摩擦，这些类型的现有技术的系统可能无法准确使培养皿居中。虽然培养皿通常具有光滑的低摩擦表面，但是可出现改变这种情况的各种情形。例如，培养皿中的一些琼脂可溢出并且使培养皿的侧面变粘。作为另一示例，印刷到培养皿上的标签可开始剥离，并且该标签背面上的一些粘合剂可变得暴露。作为又一示例，标签可不均匀地印刷在培养皿上。因此，如图5所示，当仅一些(并非所有)销正接触培养皿时，销有可能停止移动。本技术的实施例减轻了这些风险。
此外，尽管存在某些不准确性，但是可以实现本技术优于现有技术的一些优点。例如，在图3的方框360中，培养皿在顺时针或逆时针方向上旋转60度。然而，相对于在执行方框330后培养皿的位置，培养皿即使在顺时针或逆时针方向上仅旋转例如55度也可以被更准确地居中。类似地，相对于在执行方框330后培养皿的位置，培养皿即使在顺时针或逆时针方向上旋转例如65度也可以被更准确地居中。因此，如本文所用，“大约60度”相当于说“60度加或减5度”。因此，“大约60度”相当于例如55度、56.7度、57.1度、59.021度、61.78度、62.35度和64.99度。
从前述内容并且参考各个附图，本领域技术人员将理解，在不偏离本公开的范围的情况下也可以对本公开作出某些修改。例如，可以使用不同的机构来使圆形物体旋转。例如，在一些实施例中，诸如培养皿的圆形物体可放置在固定平台上的多个销之间。在此类实施例中，定位在圆形物体上方的机器人可抓持培养皿并且使其旋转。
作为另一示例，本技术可以易于适应于具有四个或更多个销的系统。例如，系统可包括由四个可移动销包围的可旋转平台。如果在方框360中培养皿在顺时针或逆时针方向上仅旋转大约45度，则在图3的方法300中可以使用此类系统。实际上，方框360中执行的旋转量可以更一般地表述为：
Figure BDA0002889698520000121
其中θ是培养皿旋转的量，并且P是包围培养皿的销的数量。此外，本领域技术人员将容易理解，可以向θ添加一个或多个360度的完整旋转。与前一实施例一样，“大约45度”相当于说“45度加或减5度”。
此外，虽然在附图中已经示出了本公开的若干实施例，但是不旨在将本公开限制于此，因为旨在本公开的范围应与本领域将允许的范围一样广，并且同样地阅读说明书。因此，以上描述不应被解释为限制性的，而是仅仅作为特定实施例的例示。本领域技术人员将设想在所附权利要求书的范围和精神内的其他修改。

Claims (20)

1.一种使圆形物体居中的方法，包括：
将圆形物体放置在三个或更多个销之间的平台上，其中所述销彼此之间等距放置，并且其中所述销处于第一打开位置；
第一次将所有所述销朝向所述圆形物体移动到闭合位置，其中当所述销处于所述闭合位置时，至少两个所述销与所述圆形物体接触；
将所有所述销移动远离所述圆形物体到达所述第一打开位置或第二打开位置，其中当所述销处于所述第一打开位置或所述第二打开位置时，所述圆形物体能够在所述平台上旋转而不受所述销的干扰；
将所述圆形物体旋转θ度或θ度加上一个或多个360度的完整旋转，其中θ等于360度除以销的数量的两倍；以及
第二次将所有所述销朝向所述圆形物体移动到所述闭合位置，其中在所有所述销第二次移动到所述闭合位置之后，所述圆形物体在所有所述销之间居中。
2.根据权利要求1所述的使圆形物体居中的方法，其中所述平台是可旋转的，并且其中通过旋转所述平台来旋转所述圆形物体。
3.根据权利要求1所述的使圆形物体居中的方法，其中所述圆形物体是培养皿。
4.根据权利要求3所述的使圆形物体居中的方法，还包括：
在所述培养皿已经在所有所述销之间居中之后，用生物样品接种所述培养皿。
5.根据权利要求3所述的使圆形物体居中的方法，进一步包括：
在所述培养皿已经在所有所述销之间居中之后，使用图像捕获模块捕获所述培养皿的图像。
6.根据权利要求3所述的使圆形物体居中的方法，进一步包括：
在所述培养皿已在所有所述销之间居中后，在所述培养皿中拾取一个或多个细菌菌落。
7.一种使圆形物体居中的方法，包括：
将圆形物体放置在位于三个销之间的可旋转平台上，其中所述销彼此之间等距放置，并且其中所述销处于第一打开位置；
第一次将所有所述销朝向所述圆形物体移动到闭合位置，其中当所述销处于所述闭合位置时，至少两个所述销与所述圆形物体接触；
第一次将所有所述销移动远离所述圆形物体到达所述第一打开位置或第二打开位置，其中当所述销处于所述第一打开位置或所述第二打开位置时，所述圆形物体能够在所述平台上旋转而不受所述销的干扰；
将所述可旋转平台旋转60度或60度加上一个或多个360度的完整旋转，其中旋转所述平台使得所述圆形物体也旋转；以及
第二次将所有所述销朝向所述圆形物体移动到所述闭合位置，其中在所有所述销第二次移动到所述闭合位置之后，所述圆形物体在所有所述销之间居中。
8.根据权利要求7所述的使圆形物体居中的方法，其中所述圆形物体是培养皿。
9.根据权利要求8所述的使圆形物体居中的方法，还包括：
从所述培养皿上移除覆盖所述培养皿的盖子。
10.根据权利要求9所述的使圆形物体居中的方法，还包括：
在所述培养皿已在所有所述销之间居中之后，用生物样品接种所述培养皿。
11.根据权利要求9所述的使圆形物体居中的方法，还包括：
在所述培养皿已在所有所述销之间居中之后，第二次将所有所述销移动远离所述圆形物体到达所述第一打开位置或所述第二打开位置；以及
通过旋转所述培养皿并使所述培养皿上的标签与位于所述平台附近的读取器对准，从而对所述培养皿定向。
12.根据权利要求11所述的使圆形物体居中的方法，还包括：
在所述培养皿已在所有所述销之间居中并定向之后，使用图像捕获模块捕获所述培养皿的图像。
13.根据权利要求11所述的使圆形物体居中的方法，还包括：
在所述培养皿已在所有所述销之间居中并定向之后，在所述培养皿中拾取一个或多个细菌菌落。
14.一种使圆形物体居中的系统，包括：
具有顶表面和底表面的可旋转平台，其中所述可旋转平台被设置在盖中，所述盖在其中具有多个狭缝；
具有顶表面和底表面的第一惰轮，其中所述第一惰轮的所述顶表面被固定到所述平台的所述底表面；
具有顶表面和底表面的第二惰轮，其中所述第二惰轮定位在所述第一惰轮的底部下面，并且其中三个柱被固定到所述第二惰轮的底部；以及
围绕所述可旋转平台定位的三个或更多个可移动销，每个销定位在所述盖中的相应狭缝中，其中所述销彼此之间等距定位，并且其中所述销中的每个被固定到具有在所述第二惰轮下面延伸的臂的挡片，并且其中所述挡片中的每个连接到固定轴并且围绕所述固定轴可旋转，并且其中所述挡片的所述臂中的每个具有孔，所述孔包围固定到所述第二惰轮的所述底部的所述柱中的不同的一个柱，
其中所述可旋转平台能够通过使所述第一惰轮旋转而旋转，并且其中通过使所述第二惰轮旋转，所述销能够朝向所述可旋转平台移动，其中所述销的移动由所述销定位在其中的所述相应狭缝约束。
15.根据权利要求14所述的使圆形物体居中的系统，还包括：
第一马达，其具有固定到所述第一马达的轴的第一驱动滑轮；
第二马达，其具有固定到所述第二马达的轴的第二驱动滑轮；
第一条带，其连接到所述第一惰轮和所述第一驱动滑轮；以及
第二条带，其连接到所述第二惰轮和所述第二驱动滑轮，
其中所述第一驱动滑轮的旋转动力通过所述第一条带传送到第一惰轮，并且其中所述第二驱动滑轮的旋转动力通过所述第二条带传送到第二惰轮。
16.根据权利要求15所述的使圆形物体居中的系统，还包括：
一个或多个处理器，其被配置成通过控制所述第一马达和所述第二马达来控制所述第一惰轮和所述第二惰轮的旋转。
17.根据权利要求16所述的使圆形物体居中的系统，其中所述一个或多个处理器被配置成：
第一次将所有所述销朝向放置在所述可旋转平台上的培养皿移动到闭合位置，其中当所述销处于所述闭合位置时，至少两个所述销与所述培养皿接触；
第一次将所有所述销远离所述培养皿移动到第一打开位置或者第二打开位置，其中当所述销处于所述第一打开位置或所述第二打开位置时，所述培养皿能够在所述可旋转平台上旋转而没有来自所述销的干扰；
使所述可旋转平台旋转60度或者60度加上一个或多个360度的完整旋转；以及
第二次将所有所述销朝向所述培养皿移动到所述闭合位置，其中在所有所述销第二次移动到所述闭合位置后，所述培养皿居中在所有所述销之间。
18.根据权利要求17所述的使圆形物体居中的系统，还包括：
读取器；并且
其中所述一个或多个处理器还被配置成：
在所述培养皿居中在所有所述销之间后，第二次将所有所述销远离所述培养皿移动到所述第一打开位置或所述第二打开位置；以及
通过使所述平台旋转并且将所述培养皿上的标签与所述读取器对准来对所述培养皿定向。
19.根据权利要求18所述的使圆形物体居中的系统，还包括：
图像捕获模块；并且
其中所述一个或多个处理器还被配置成：
在所述培养皿居中在所有所述销之间并且被定向后，利用所述图像捕获模块捕获所述培养皿的图像。
20.根据权利要求18所述的使圆形物体居中的系统，还包括：
自动化移液器；并且
其中所述一个或多个处理器还被配置成：
在所述培养皿居中在所有所述销之间并且被定向后，拾取所述培养皿中的一个或多个细菌菌落。
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