CN113740551A - 用于自动化实验室系统的模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动化实验室系统(100)的模块(106)。所述模块(106)包括：模块连接件(120)，所述模块连接件配置为可释放地连接到所述自动化实验室系统(100)的部件(106,108)；检测器(146)，所述检测器至少配置为检测位于所述部件(106,108)处的至少一个部件标记(148)，以便获得所述模块(106)的位置数据，所述位置数据指示所述模块(106)的实际位置；处理器(156)，所述处理器配置为基于所述位置数据来计算所述模块(106)相对由所述部件(106,108)限定的目标位置的位置偏差，并且基于所述位置偏差来计算位置对准数据；以及对准装置(164)，所述对准装置配置为基于所述位置对准数据将所述模块(106)对准所述目标位置。此外，本发明公开了一种自动化实验室系统(100)和一种用于对准模块(106)的方法。

Description

用于自动化实验室系统的模块

技术领域

本发明涉及用于自动化实验室系统的模块、自动化实验室系统以及用于对准模块的方法。

背景技术

最近，通过引进各种自动化装置，为医疗领域的检查工作节省了劳力。例如，在医院进行测试时，从医院的几个科室采集住院患者和门诊患者的样品，并在检查室集中处理。使用在线信息处理系统将每个样品的测试项目从医生发送到检查室。然后，将检查结果从检查室在线报告给医生。对于许多关于血液或尿液的测试项目，需要进行检测预处理，诸如离心过程、拔塞、分配等。在整个测试工作时间内，花费大量时间进行此类预处理工作。

接下来，描述由通用自动化样品测试系统执行的过程的流程。容器（诸如试管），其容纳诸如从患者收集的血液的体液，由容器载体保持。此类容器载体是已知的，并且例如在EP 2907576、WO 2016/012517 或 US 5651941 中进行描述。将保持容器（诸如试管）的容器载体装入通用自动样品测试系统中。在系统中读取已装载样品的条形码信息，以便识别样品类型。如上所述，执行离心过程、拔塞、分配等作为测试过程的预处理。

预处理的内容取决于样品类型，例如，对于尿液测试或血液学样品，不一定需要执行离心过程。需要进行离心分离的样品类型是在离心分离之后执行拔塞和分配的样品。然而，样品也可能已经离心，而无需在系统内进行离心，但需要进行其他预处理步骤。分配过程通常称为等分，是从母体样品中生成子样品的过程。例如，所分配的子样品可同时运送到多个分析仪，该多个分析仪在线连接到系统。将完成所有过程的样品存储在存储模块中。

将自动化样品测试系统引入相对较大的设施中，在这个设施中，一天或甚至每小时可处理数百至数千个样品。在此大型设施中，从一位患者身上收集许多样品，进行多种测试，诸如生化测试、免疫学测试、凝固测试和血液学测试。因此，需要将数百至数千名患者的样品载体装载到自动样品测试系统中，并因此，需要用于安装此样品测试系统的空间。

现代自动化集成实验室解决方案通常具有以样品管为主干的运送系统。样品管可使用单管载体或支架进行运送。具有前/后分析或分析功能的各个模块化系统部件（以下也称为模块）附接到运送主干。位置是根据所限定的网格精确定义的，但应该是灵活的，以便重新布置或根据需要重新配置。此类模块化系统部件（在下文也称为模块）是诸如从 US2006/229763 A1 众所周知的。

此模块的安装应在合理的时间内完成。为了进行维修和维护，可能需要暂时断开模块并将其从运送系统中移除。如果模块或运送系统内的零件既不能从前面也不能从后面触及，则会出现这种情况，因为可及范围超出了允许范围。如果模块的深度或运送系统的宽度超过允许范围，则情况尤其如此。如果必须移除模块化系统部件进行更换，则也可能需要断开连接。理想情况下，在不移除相邻部件的情况下，移除模块应该是可行的。

模块相对于运送系统的更换和定位非常复杂，且必须以高精度完成。当前，如果必须移除系统的附加部分，这将是一个非常耗时的过程或不切实际。尽管纯机械解决方案能够以高再现性实现预先定位或制程定位，但如果不进行手动对准，这些方法就无法提供非常高的精度，并且无法对系统的变化做出反应，这是例如由于随时间的机械漂移或热漂移或地面移动（由于沉降等原因而在地面水平范围内移动）造成的。

发明内容

所公开的模块和自动化实验室系统的实施例旨在提供标准化接口，以将模块化系统部件或模块以高精度和高准确度对准运送系统或另一模块化系统部件或模块。

所公开的模块、自动化实验室系统和方法的实施例具有独立权利要求的特征。在从属权利要求中公开了本发明的另外的实施例，其可以单独方式或以任何任意组合来实现。

如下文所使用的，术语“具有”、“包括”或“包含”或其任意语法变化形式以非排他性方式使用。因此，这些术语既可指除了由这些术语引入的特征之外，在此上下文中描述的实体中不存在其他特征的情况，也可指存在一个或多个其他特征的情况。作为示例，表述“A具有 B”、“A 包括 B”和“A 包含 B”都可指除 B 之外，A 中不存在其他任何元素的情况（即，A 仅由 B 组成的情况），以及除 B 之外，实体 A 中还存在一个或多个其他元素诸如元素 C、元素 C 和 D 或甚至其他元素的情况。

此外，应注意，指示特征或元素可存在一次或多次的术语“至少一个”、“一个或多个”或类似表述通常在引入相应特征或元素时仅使用一次。在下文中，在大多数情况下，当提及相应的特征或元素时，尽管相应的特征或元素可能只存在一次或多次，但不会重复使用表述“至少一个”或“一个或多个”。

此外，如下所用，术语“优选地”、“更优选地”、“特别地”、“更特别地”、“具体地”、“更具体地”或类似的术语与可选特征结合使用，而不限制替代可能性。因此，由这些术语引入的特征是可选特征，并且无意以任何方式限制权利要求的范围。如技术人员将认识到的，本发明可通过使用替代特征来执行。类似地，由“在本发明的实施例中”引入的特征或类似表述意图成为可选特征，而对本发明的替代实施例没有任何限制，对本发明的范围没有任何限制，并且对将以这种方式引入的特征与本发明的其他可选或非可选特征相结合的可能性也没有任何限制。

根据第一方面，本公开提供了一种用于自动化实验室系统的模块。该模块包括模块连接件，该模块连接件配置为可释放地连接到自动化实验室系统的部件。该模块进一步包括检测器，该检测器至少配置为检测位于部件处的至少一个部件标记，以便获得指示模块的实际位置的模块的位置数据。该模块进一步包括处理器，该处理器配置为基于位置数据来计算模块相对由部件限定的目标位置的位置偏差，并且基于位置偏差来计算位置对准数据。该模块进一步包括对准装置，该对准装置配置为基于位置对准数据将模块对准目标位置。

因此，模块可借助于模块连接件可拆卸地连接到部件，诸如另一模块或自动化实验室系统的运送线。模块连接件可防止模块与部件意外分离。检测器允许确定模块相对于要与其连接的部件的相对位置。因此，可连续且可靠地观察联接过程。处理器将模块的实际位置与目标位置进行比较，并且将这一比较结果输出到对准装置。因此，可借助于对准装置来实现对模块的实际位置和/或其功能部件的工作范围的校正和/或适配。例如，可调整或改变模块或功能单元的取向或位置，直到实际位置与目标位置匹配为止。作为另一个实例，模块可包括机械臂、两轴或三轴机架等作为用于装卸样品的功能部件。在这种情况下，可通过对准装置来调整机械臂的操作范围，以允许机械臂的适当的可操作性。

检测器可进一步配置为检测位于模块处的至少一个模块标记。对于该布置，由于可实现原位校准，因此可实现模块的相对对准而无需对检测器进行精确对准和校准。为了进行校准，可使用安装了检测器的模块上的模块标记或其他部件的部件标记。

模块标记的类型、大小和/或数量可与部件标记的类型相同或不同。因此，根据预期应用，可使用相同或不同类型的标记以及类型相同但数量不同的标记。因此，根据可用空间和相应的应用，基本上可使用范围广泛的标记。

部件标记和模块标记可被定位成使得部件标记和模块标记可由检测器一致地检测到。因此，可在单个视野或检测范围内检测两个标记，这提高了检测精度。

部件标记和模块标记可各自具有预定的尺寸和取向。因此，尺寸和取向可适合于预期的应用和可用空间。

部件标记可配置为提供部件坐标系，而模块标记可配置为提供模块坐标系。处理器可配置为基于部件坐标系和模块坐标系之间的相对距离来计算模块与目标位置的位置偏差。由此，可获得诸如坐标系的图像的数字检测结果，并且可计算模块和部件的两个坐标系之间的相对距离和对准。这可被转换为位置校正，该位置校正被输入到对准装置中。

部件标记和模块标记可配置为允许对检测器进行原位校准。因此，所计算的用于位置校正的结果与检测器的位置和对准无关，因为可在原位完成图像失真的计算和校准。例如，通过使用 ArUco 标记和校准图案的组合，只需要确定界标和表面之间的相对距离即可。检测器无需复杂的对准，只需在检测器的视野中设置界标和校准图案即可。

位置数据可包括关于模块的水平位置和/或垂直位置的信息。因此，可在三维空间内确定模块的取向。

该检测器可为相机。因此，可使用相当经济有效的检测装置。

该模块可进一步包括距离传感器，该距离传感器配置为确定相对于该部件的相对垂直位置。

距离传感器可配置为基于部件处的参考点距预定模块平面的距离来确定相对垂直位置。预定模块平面可为模块的装卸平面。该检测器确定从部件到模块（诸如模块的装卸平面）的参考点之间的相对垂直位置。距离传感器可为适合于检测距离的任何类型的传感器，例如光学传感器、电容电阻式传感器、机电式或机械式距离传感器。非穷举实例为千分表、位置传感器、位移传感器或配置为提供纵向尺寸或角位置作为电信号的任何其他传感器。信号可为模拟信号，诸如带有电阻或也可为数字信号，诸如带有增量编码器。

处理器可配置为借助于算法来计算位置偏差。因此，可应用算法来分析由检测器生成的图像，并计算模块与部件之间的相对距离和对准。这被转换为位置校正，该位置校正被输入到模块的精细对准装置中。

该模块可进一步包括分析仪器，其中对准装置可配置为基于位置对准数据将分析仪器对准目标位置。因此，可通过略微调整分析仪器的取向来实现精细对准。

对准装置可配置为在三维空间内移动分析仪器。因此，分析仪器的取向可在彼此垂直的至少三个方向上变化。

目标位置可由部件的参考平面的参考点限定或由参考平面内的参考点限定。参考平面的或参考平面内的参考点可为坐标系、该坐标系内的平面或已知位置（诸如参考平面中的点）。此外，如果已知给定三维空间内的参考平面的取向，则可确定相对于参考平面的位置。因此，可根据便于模块对准的给定平面来限定相对取向。

该部件可为自动化实验室系统的运送线或也可为自动化实验室系统的另一个模块。因此，模块可连接到不同的部件。

目标位置可由运送线的运送表面或另一个模块的装卸平面的点或运送表面或装卸平面内的点的已知位置限定。因此，可借助于位于该表面或平面处的已知参考位置来限定目标位置。此外，如果已知在给定三维空间内的运送表面或装卸平面的取向，则可确定相对于运送表面或装卸平面的位置。

模块连接件可包括接合构件，该接合构件配置为接合部件的轴承，特别是梁或桁架。因此，模块可以可靠且安全地连接到部件。此外，接合构件提供模块的粗对准。

接合构件可包括钩状突起，该钩状突起配置为钩在部件的轴承上。因此，可靠地防止了模块从部件的意外脱离。

接合构件可布置在模块处的某一位置处，使得模块在连接到部件的状态下的垂直位置由轴承限定。因此，模块可根据部件垂直地定位。此外，实现了围绕垂直轴的模块的倾斜和/或模块的枢转。

该模块可进一步包括进给部，该进给部配置为接纳部件的部件突起。这允许将模块可靠且安全地联接到部件，并提供模块的粗对准。替代地，模块可进一步包括模块突起，该模块突起配置为插入部件的部件进给部中。

进给部可布置在模块处的某一位置处，使得模块在连接到部件的状态下的水平位置由部件突起限定。因此，进给部和部件突起的配合提供了模块的粗水平对准。

部件突起可基本上形成为楔形。因此，当沿着部件突起进一步移动模块时，即使校正了模块相对于部件的倾斜取向，也有利于水平对准。

替代地或另外地，可在配置为垂直地和横向地引导模块的模块或部件处提供具有倒圆、截短或倒角的销或锥。

根据前述三项实施例中任一项所述的模块，其中进给部包括引导表面，该引导表面配置为接合部件突起的侧向外表面。因此，模块被安全地引导到部件突起处的最终位置。

该模块可进一步包括立柱，该立柱可彼此独立地调整并且配置为限定模块的垂直取向。因此，可调整模块的水平面。此外，模块可固定在提升位置，以便从底板脱离。因此，减少了甚至防止了振动向分析仪器的传播。

该模块可进一步包括脚轮，特别是旋转脚轮。因此，可轻松移动模块。

该模块可进一步包括提升机构，该提升机构配置为至少部分地提升模块。因此，可升高和降低模块以进行联接和去联接过程。不用说，可借助于诸如提升台的外部提升装置来提升模块。

该模块可进一步包括配置为支撑分析仪器的框架。因此，分析仪器由框架承载。

根据第二方面，本公开提供了一种自动化实验室系统，该自动化实验室系统包括运送线和根据上述细节的至少一个模块。

根据第三方面，本公开提供了一种用于对准根据上述细节的模块的方法。该方法包括以下步骤：

- 将模块可释放地连接到自动化实验室系统的部件，

- 检测位于部件处的至少一个部件标记，以便获得模块的位置数据，所述位置数据指示模块的实际位置，

- 基于位置数据来计算模块相对由部件限定的目标位置的位置偏差，并且基于位置偏差来计算位置对准数据，以及

- 基于位置对准数据将模块对准目标位置。

因此，提供了模块相对于部件的自动精细对准。

将模块可释放地连接到自动化实验室系统的部件可提供模块相对于部件的粗略对准或粗对准。因此，该方法包括基于至少一个检测器和预定标记进行自动化精细对准，其可任选地与粗对准相结合，该粗对准诸如当将模块联接到部件时一致地发生的模块的手动粗对准。精细对准的方法使用（机械）对准装置，该对准装置包括平面（前后和左右）和垂直（上下）位置确定。

所描述的自动对准概念的方法使得模块化系统部件能够相对和绝对地对准运送系统。通过在几分钟内快速连接和断开模块化系统部件，可确保可维修性和可及性。

另外，该方法能够连续地监测对准，并能够补偿漂移和热膨胀或者由于例如推动或拉动或地面移动（由于例如地面水平内的热位移或沉降）而造成的其他影响。

通过使用点校准图案进行原位校准，所计算的用于位置校正的结果与检测器或相机的位置和对准无关，因为可在原位完成图像失真的计算和校准。通过使用 ArUco 标记和校准图案的组合，只需要确定界标和表面之间的相对距离即可。检测器或相机无需复杂的对准，只需在检测器范围或相机的视野中设置界标和校准图案即可。检测器或相机可附接到模块化系统部件，并且可作为模块化系统部件的一部分或运送系统的一部分（如果附接到运送系统）。此外，检测器或相机也可为便携式的，并且仅在连接过程中安装。

如本文所用，术语“自动化实验室系统”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于用于通过不同的分析仪器以随机流处理各种样品的机械系统。此机械系统涵盖一种用于使用诸如微量滴定板、滤板、移液器尖端盒、样品管、盖等的实验室器具来处理样品的方法。自动化实验室系统具有模块化架构，该模块化架构包括中央主干和联接到主干的可拆卸模块的布置。自动化实验室系统的结构可便于模块在主干的两侧上的附接，这意味着可构建单面或双面机械系统。

如本文所用，术语“模块”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于自动化实验室系统的单个模块化系统部件，其配置为承载分析仪器，以用于优选地按顺序对由自动化实验室系统处理的样品进行特定操作。可将分析仪器安装在模块的台面上、安装在台面下方或安装在台面上方的水平上。优选地，该模块代表具有分析仪器的独立处理单元，并且可以以模块化和可互换的方式连接到自动化实验室系统的中央主干。

如本文所用，术语“分析仪器”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，术语可指但不限于可操作以对一个或多个生物样品和/或一种或多种试剂执行一个或多个处理步骤/工作流程步骤的任何设备或设备部件。因此，术语“处理步骤”是指物理执行的处理步骤，诸如离心、等分、样品分析等。术语“分析仪器”涵盖分析前样品工作单元、分析后样品工作单元以及分析工作单元。

如本文所用，术语“部件”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于模块将要联接到的任何装置。具体地，该术语可指自动化实验室系统的单个模块化系统部件或代表自动化实验室系统主干的运送线。

如本文所用，术语“实验室诊断容器”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于在分析尤其是医学分析领域中适于存储样品或试剂的任何类型的容器。此类容器通常设计为管。

如本文所用，术语“实验室诊断容器载体”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于配置为保持一个或多个实验室诊断容器并通过传送或运送线供应的任何装置。因此，容器载体可配置为适合于接纳单个实验室诊断容器的单个容器载体或适合于接纳多个容器的支架。在无任何限制的情况下，参考所谓的试管保持器来描述特定实施例。此试管保持器可保持包含样品或试剂的单个试管，并且经由传送机或运送线将试管传送到自动化实验室系统（诸如自动化样品测试系统）的不同模块。试管保持器包括具有用于固定试管的弹簧的壳体、试管支架主体壳体和底盖壳体。具有用于固定试管的弹簧的壳体具有柱状结构，该柱状结构的中心部分被打圆孔以允许插入试管，并且在向上延伸的突出部的内部设置有弹簧部分。应注意的是，具有弹簧的壳体通常具有柱状形状，但它可具有任何形状，只要该壳体能够通过等距或等角设置的弹簧部分垂直地保持试管即可，并且壳体的外部形状可为多边形柱形状。试管保持器主体壳体具有圆柱形状，并且期望其中具有空腔部分。在空腔部分中，容纳有具有唯一 ID 号的标签、用于稳定地传送试管的砝码等。而且，试管保持器主体壳体和底盖壳体的外径大于要传送的试管的外径，并且小于运送线的宽度。需注意，试管保持器主体壳体和底盖壳体的形状可为例如多边形形状。即使在那种情况下，横截面方向上的最大长度也希望小于传送机或运送线的宽度。在 EP 2 902 790 A1 中描述了可与本发明一起使用的特定试管保持器，其关于容器载体的设计或构造的内容通过引用并入本申请。

如本文所用，术语“模块连接件”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于配置为允许模块联接到自动化实验室系统的另一部件的任何装置。特别地，模块连接件允许通过使用工具或不使用工具来释放联接，而不会破坏所联接的部件。具体地，连接件可为或可包括允许提供可释放连接的挂接装置、闩锁、钩、联接器等。

如本文所用，术语“可释放地连接”(releasably connect) 或 (releasablyconnecting) 是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可以指但不限于可逆类型的连接。因此，连接可涵盖可重复任意次数的联接或连接和释放连接的过程。

如本文所用，术语“检测器”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于配置为检测其环境中的事件或变化并将信息发送给其他电子器件（通常是计算机处理器）的装置、模块、机器或子系统。检测器通常与其他电子器件一起使用。特别地，检测器配置为检测或读取由于诸如标记的信息载体的存在而提供的信息。更特别地，检测器配置为对标记成像以提供数字图像。

如本文所用，术语“标记”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于机器可读的光学标签，该标签可包含有关其所附接到的项目的信息。特别地，该信息可为其所附接到的项目的标识，以便允许检测该项目的存在或不存在。这可通过某种图案作为标记来实现。不用说，有关项目标识的信息可能会更加详细，诸如类型、大小、制造日期等。特别地，目标配有标记，该标记形成已知大小的已知图案。诸如可见光或红外光（主动和被动）的光源、诸如QR 码的可见标记（或者它们可为圆形）通常用作光学跟踪的标记。一个或多个相机不断寻找标记，并且然后使用各种算法（例如，POSIT 算法）从标记中提取物体的位置。在一个或多个标记在相机视图之外或被暂时遮挡的情况下，此类算法还必须应对丢失的数据。标记可以为主动的，也可以为被动的。前者（主动标记）通常为红外光，它们会一直不停地闪烁或发光。通过使它们与相机的开启时间同步，可更轻松地遮挡跟踪区域中的其他 IR 光。后者（被动标记）为后向反射器，它几乎不散射地将 IR 光反射回光源。

如本文所用，术语“处理器”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于对某些外部数据源，通常是存储器或某些其他数据流执行操作的电子电路。该术语通常用于指系统中的中央处理器（中央处理器单元），但典型的计算机系统（尤其是 SoC）组合许多专用的“处理器”。

如本文所用，术语“计算”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于将一个或多个输入转换为一个或多个结果的故意的过程。该术语用于描述通过使用算法进行的确定的算术计算。

如本文所用，术语“算法”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于定义明确的、计算机可实现指令的有限序列，通常用于解决一类问题或执行计算。算法始终是明确的，并被用作执行计算、数据处理、自动化推理和其他任务的规范。作为一种有效的方法，可以在有限的空间和时间范围内，并以定义明确的形式语言来表示算法，以计算函数。从初始状态和初始输入（可能为空）开始，指令描述了一种计算，该计算在执行时会通过有限数量的明确定义的连续状态，最终产生“输出”并在最终结束状态终止。从一种状态过渡到另一种状态不一定是确定性的；一些算法（称为随机算法）包含随机输入。

如本文所用，术语“对准”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于根据三维空间内的预定取向布置构造构件或装置的过程。可由用作参考的另一装置来给出预定义取向。因此，根据限定待对准装置的目标位置的参考来布置装置。此外，该术语还指对模块及其功能部件（诸如潜在的机械臂或任何其他装卸装置）的操作范围的调整。这样，可在其操作范围内调整模块的功能部件，以便在无任何障碍物的情况下进行操作，或者在最小化任何障碍物的大小或数量的情况下进行操作。

如本文所用，术语“对准装置”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于配置为提供或执行如上所述的对准的任何装置。因此，对准装置可为机械和/或电动对准装置。

如本文所用，术语“坐标系”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于使用一个或多个数字或坐标来唯一地确定点或其他几何元素在诸如欧几里得空间的流形上的位置的系统。坐标的顺序很重要，并且有时通过它们在有序元组中的位置来标识，有时通过字母来标识，如“x 坐标”中所示。在初等数学中，坐标被视为实数，但也可能是复数或更抽象的系统（诸如交换环）的元素。使用坐标系可将几何问题转化为数字问题，反之亦然。具体地，该术语可指笛卡尔坐标系诸如三维笛卡尔坐标系，该坐标系是通过一组数值坐标唯一地指定平面中每个点的坐标系，这些数值坐标是从两个固定的垂直取向线到点的有符号距离，以相同的长度单位测量。每条参考线都称为系统的坐标轴或仅是轴（多个轴），并且它们相交的点是其原点，位于有序对 (0, 0) 处。坐标也可定义为点在两个轴上的垂直投影的位置，表示为距原点的有符号距离。

如本文所用，术语“垂直”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于平行于重力方向的取向。

如本文所用，术语“水平”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于垂直于重力方向的取向。

如本文所用，术语“距离传感器”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于便于测量物体距参考点的距离或长度的变化的传感器。结果可作为机械位置输出。距离传感器可根据线性行程、旋转角度或三维空间来指示绝对位置（位置）或相对位置（位移）。常见类型的距离传感器包括电容式位移传感器、涡流传感器、霍尔效应传感器、电感式传感器、激光多普勒测振仪（光学）、线性可变差动变压器 (LVDT)、光电二极管阵列、压电换能器（压电式）、绝对编码器、增量编码器、线性编码器、旋转编码器、电位计、接近传感器（光学）、弦线电位计（也称为弦线电位计、字符串编码器、电缆位置换能器）、超声波传感器和光学传感器，诸如基于相机的距离传感器。

如本文所用，术语“装卸平面”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于发生样品装卸的模块的平面。装卸平面可旨在提供到模块所联接到的部件的参考平面（诸如运送线的运送表面）的无级过渡。

如本文所用，术语“接合构件”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于配置为使装置的一部分配合到另一装置的一部分中或一部分上以与其一体地联接的任何构造构件。接合可以以强制锁定配合实现。接合可以以可释放的联接实现。

如本文所用，术语“进给部”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于装置的任何部分，其配置为在两个装置朝向彼此移动并联接时接纳另一装置的另一部分。特别地，另一装置的另一部分可插入到进给部中，以便为具有进给部的装置提供引导运动。

如本文所用，术语“楔形”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于像楔形的形状。术语“楔形”可指具有锥形形状的物体。更特别地，物体可具有基本上三角形的形状，诸如具有一个尖锐边缘和一个厚边缘的物体。

如本文所用，术语“可调立柱”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于可改变其长度的柱。特别地，立柱可设计为能够机械地伸缩至其最短长度的约两倍。立柱可使用可移动销进行粗调整，并使用千斤顶螺钉精细调整，但存在许多变化。

如本文所用，术语“脚轮”是广义的术语且被赋予对本领域普通技术人员而言普通且惯常的含义，并且不限于特殊或自定义的含义。具体地，该术语可指但不限于设计为附接到较大物体（“车辆”）的底部以使该物体能够移动的非驱动轮、单轮、双轮或复合轮。它们有各种尺寸，并且通常由橡胶、塑料、尼龙、铝或不锈钢制成。脚轮可固定为沿直线路径滚动，或也可安装在枢轴 (pivot/pintle) 上，以使轮自动对准行进方向。基本的刚性脚轮由安装到固定叉的轮组成。当脚轮安装到车辆时，将确定相对于车辆固定的叉的取向。刚性脚轮倾向于限制车辆运动，从而使车辆沿着直线行驶。如同更简单的刚性脚轮一样，旋转脚轮包含安装到叉的轮，但位于叉上方的附加旋转接头使叉可自由旋转约 360°，从而使轮能够沿任何方向滚动。这使得可以轻松沿任何方向移动车辆而不改变其取向。

本文进一步公开并提出了一种包括计算机可执行指令的计算机程序，当在计算机或计算机网络上执行该程序时，所述计算机可执行指令用于在本文公开的一个或多个实施例中执行根据本发明的方法。具体地，计算机程序可存储在计算机可读数据载体上和/或计算机可读存储介质上。

如本文所用，术语“计算机可读数据载体”和“计算机可读存储介质”具体地可以指非暂时性数据存储装置，诸如具有存储在其上的计算机可执行指令的硬件存储介质。计算机可读数据载体或存储介质具体地可以是或可包括诸如随机存取存储器 (RAM) 和/或只读存储器 (ROM) 之类的存储介质。

因此，具体地，可通过使用计算机或计算机网络，优选地通过使用计算机程序来执行如上文所指示的一个、多于一个或甚至所有方法步骤 a) 至 d)。

本文进一步公开并提出了一种具有程序代码工具的计算机程序产品，以便在计算机或计算机网络上执行该程序时，在本文所附的一个或多个实施例中执行根据本发明的方法。具体地，程序代码工具可存储在计算机可读数据载体上和/或计算机可读存储介质上。

本文进一步公开并提出了一种具有存储在其上的数据结构的数据载体，在加载到计算机或计算机网络中之后，诸如在加载到计算机或计算机网络的工作存储器或主存储器中之后，该数据载体可执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法。

本文进一步公开并提出了一种具有存储在机器可读载体上的程序代码工具的计算机程序产品，以便在计算机或计算机网络上执行该程序时，执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法。如本文所用，计算机程序产品是指作为可交易产品的程序。该产品一般可以任意格式（诸如纸质格式）存在，或存在于计算机可读数据载体和/或计算机可读存储介质上。具体地，计算机程序产品可分布在数据网络上。

本文进一步公开并提出了一种包含可由计算机系统或计算机网络读取的指令的调制数据信号，用于执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法。

参考本发明的计算机实施的方面，可通过使用计算机或计算机网络来执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法的一个或多个方法步骤或甚至所有方法步骤。因此，一般来讲，可通过使用计算机或计算机网络来执行包括提供和/或处理数据的任何方法步骤。一般来讲，这些方法步骤可包括通常除需要手动操作（诸如提供样品和/或执行实际测量的某些方面）的方法步骤之外的任何方法步骤。

具体地，本文进一步公开以下内容：

- 计算机或计算机网络，该计算机或计算机网络包括至少一个处理器，其中该处理器适于执行根据本说明书中所描述的实施例之一的方法，

- 计算机可加载数据结构，该计算机可加载数据结构适于当在计算机上执行该数据结构时，执行根据本说明书中所描述的实施例之一的方法，

- 计算机程序，其中该计算机程序适于当在计算机上执行该程序时，执行根据本说明书中所描述的实施例之一的方法，

- 计算机程序，其包括程序工具，该程序工具用于当在计算机上或在计算机网络上执行该计算机程序时，执行根据本说明书中所描述的实施例之一的方法，

- 计算机程序，该计算机程序包括根据前述实施例的程序装置，其中程序装置存储在计算机可读的存储介质上，

- 存储介质，其中数据结构存储在该存储介质上并且其中该数据结构适于在被加载到计算机或计算机网络的主存储器和/或工作存储器之后，执行根据本说明书中所描述的实施例之一的方法，以及

- 计算机程序产品，该计算机程序产品具有程序代码工具，其中该程序代码工具可存储或被存储在存储介质上，以用于在计算机或计算机网络上执行该程序代码工具的情况下，执行根据本说明书中所描述的实施例之一的方法。

总结并在不排除进一步可能实施例的情况下，可设想下列实施例：

实施例 1：一种用于自动化实验室系统的模块，其包括

模块连接件，该模块连接件配置为可释放地连接到自动化实验室系统的部件，

检测器，该检测器至少配置为检测位于部件处的至少一个部件标记，以便获得模块的位置数据，该位置数据指示模块的实际位置，

处理器，该处理器配置为基于位置数据来计算模块相对由部件限定的目标位置的位置偏差，并且基于位置偏差来计算位置对准数据，以及

对准装置，该对准装置配置为基于位置对准数据将模块或其功能单元对准目标位置。

实施例 2：根据前一项实施例所述的模块，其中检测器进一步配置为检测位于模块处的至少一个模块标记。

实施例 3：根据前一项实施例所述的模块，其中模块标记的类型、大小和/或数量可与部件标记的类型相同或不同。

实施例 4：根据前述两项实施例中任一项所述的模块，其中部件标记和模块标记经定位使得部件标记和模块标记可由检测器一致地检测到。

实施例 5：根据前述三项实施例中任一项所述的模块，其中部件标记和模块标记各自具有预定的尺寸和取向。

实施例 6：根据前述四项实施例中任一项所述的模块，其中部件标记配置为提供部件坐标系，并且模块标记配置为提供模块坐标系，其中处理器配置为基于部件坐标系和模块坐标系之间的相对距离来计算模块相对目标位置的位置偏差。

实施例 7：根据前述五项实施例中任一项所述的模块，其中部件标记和模块标记配置为允许对检测器进行原位校准。

实施例 8：根据任一前述实施例所述的模块，其中位置数据包括关于模块的水平位置和/或垂直位置的信息。

实施例 9：根据任一前述实施例所述的模块，其中检测器为相机。

实施例 10：根据任一前述实施例所述的模块，其进一步包括距离传感器，该距离传感器配置为确定相对于部件的相对垂直位置。

实施例 11：根据前一项实施例所述的模块，其中距离传感器配置为基于部件处的参考点距预定模块平面的距离来确定相对垂直位置。

实施例 12：根据前一项实施例所述的模块，其中预定模块平面为模块的装卸平面。

实施例 13：根据前述三项实施例中任一项所述的模块，其中距离传感器为光学传感器、电容电阻式传感器、机电式或机械式距离传感器。

实施例 14：根据任一前述实施例所述的模块，其中处理器配置为借助于算法计算位置偏差。

实施例 15：根据任一前述实施例所述的模块，其进一步包括分析仪器，其中对准装置配置为基于位置对准数据将分析仪器对准目标位置。

实施例 16：根据前一项实施例所述的模块，其中对准装置配置为在三维空间内移动分析仪器。

实施例 17：根据任一前述实施例所述的模块，其中目标位置由部件的参考平面的参考点限定或由参考平面内的参考点限定。

实施例 18：根据任一前述实施例所述的模块，其中部件为自动化实验室系统的运送线或为自动化实验室系统的另一个模块。

实施例 19：根据前一项实施例所述的模块，其中目标位置由运送线的运送表面或另一个模块的装卸平面的点或运送表面或装卸平面内的点限定。

实施例 20：根据任一前述实施例所述的模块，其中模块连接件包括接合构件，该接合构件配置为接合部件的轴承，特别是梁或桁架。

实施例 21：根据前一项实施例所述的模块，其中接合构件包括钩状突起，该钩状突起配置为钩在部件的轴承上。

实施例 22：根据前述两项实施例中任一项所述的模块，其中接合构件布置在模块处的某一位置处，使得模块在连接到部件的状态下的垂直位置由轴承限定。

实施例 23：根据任一前述实施例所述的模块，其进一步包括进给部，该进给部配置为接纳部件的部件突起，或进一步包括模块突起，该模块突起配置为插入部件的部件进给部中。

实施例 24：根据前一项实施例所述的模块，其中进给部布置在模块处的某一位置处，使得模块在连接到部件的状态下的水平位置由部件突起限定。

实施例 25：根据前述两项实施例中任一项所述的模块，其中部件突起可基本上形成为楔形。

实施例 26：根据前述三项实施例中任一项所述的模块，其中进给部包括引导表面，该引导表面配置为接合部件突起的侧向外表面。

实施例 27：根据任一前述实施例所述的模块，其进一步包括立柱，该立柱可彼此独立地调整并且配置为限定模块的垂直取向。

实施例 28：根据任一前述实施例所述的模块，其进一步包括脚轮，特别是旋转脚轮。

实施例 29：根据任一前述实施例所述的模块，其进一步包括提升机构，该提升机构配置为至少部分地提升模块。

实施例 30：根据任一前述实施例所述的模块，其进一步包括框架，该框架配置为支撑分析仪器。

实施例 31：一种包括运送线和根据任一前述实施例所述的至少一个模块的自动化实验室系统。

实施例 21：一种用于对准根据实施例 1 至 30 中任一项所述的模块的方法，该方法包括

-将模块可释放地连接到自动化实验室系统的部件，

-检测位于部件处的至少一个部件标记，以便获得模块的位置数据，所述位置数据指示模块的实际位置，

-基于位置数据来计算模块相对由部件限定的目标位置的位置偏差，并且基于位置偏差来计算位置对准数据，以及

-基于位置对准数据将模块对准目标位置。

实施例 33：根据前一项实施例所述的方法，其中将模块可释放地连接到自动化实验室系统的部件提供模块相对于部件的粗略对准。

附图说明

优选地结合从属权利要求，将在实施例的后续描述中更详细地公开进一步的可选特征和实施例。其中，如本领域技术人员将认识到的，各个可选特征可以以隔离的方式以及以任何任意可行的组合来实现。本发明的范围不受优选实施例的限制。在附图中示意性地描绘了实施例。其中，这些图中相同的附图标记指相同或功能上可比较的元件。

附图中：

图 1 示出了自动化实验室系统的透视图；

图 2 示出了模块的一部分的透视图；

图 3 示出了处于联接状态的模块的一部分的放大侧视图；

图 4 示出了处于联接状态的模块的一部分的放大后视图；

图 5 示出了处于联接状态的模块的一部分的放大视图；

图 6 示出了处于联接状态的模块的一部分的放大侧视图；

图 7 示出了模块的一部分的透视图；

图 8 示出了模块的一部分的顶视图；

图 9 示出了模块的一部分的剖视图；

图 10A 和图 10B 示出了适用于本公开的标记的不同布置；

图 11A 至图 11H 示出了将模块联接到部件的操作；以及

图 12A 至图 12G 示出了将模块从部件脱离的操作。

具体实施方式

图 1 示出了自动化实验室系统 100 的透视图。自动化实验室系统 100 配置为通过不同的过程或分析仪器 104 以随机流的方式处理多个或各种样品 102。自动化实验室系统 100 涵盖一种用于使用诸如微量滴定板、滤板、移液器尖端盒等（未示出）的实验室器具来处理样品 102 的方法。自动化实验室系统 100 具有模块化架构，该模块化架构由若干个部件 106、108 组成。特别地，自动化实验室系统 100 具有中央主干 108 和联接到主干 108 的可拆卸模块 106 的布置。中央主干 108 可为用于将样品 102 传送到模块106 或从模块传送出的运送线。运送线可为传送带式运送线、机械驱动载体运送线、磁性运送线、自推式载体运送线、单独的单个样品运送线、机架运送线或任何其他类型的样品运送线。

模块 106 承载分析仪器 104，以用于诸如按顺序对样品 102 进行特定操作。分析仪器 104 可安装在模块 106 的台面 110 上方、安装在台面 110 下方、或安装在台面110 上方的水平上，如下文进一步描述的。自动化实验室系统 100 的结构便于模块 106在主干 108 的两侧上的附接，这意味着可构建单面或双面自动化实验室系统 100。优选地，模块 106 代表具有分析仪器 104 的独立处理单元，并且可以以模块化和可互换的方式连接到中央主干 108。分析仪器 104 可由模块 106 的壳体 112 容纳，该壳体 112 至少部分地包围台面 110。

图 2 示出了模块 106 的一部分的透视图。模块 106 包括支撑台面 110 的框架114。框架 114 包括垂直框架构件 116 和水平框架构件 118。例如，布置四个垂直框架构件 116 和六个水平框架构件 118，以便为框架 114 提供基本上矩形或长方体的形状。不用说，垂直框架构件 116 和水平框架构件 118 的数量可根据相应的应用而变化。垂直框架构件 116 和水平框架构件 118 可为具有矩形或正方形横截面的梁。框架 114 配置为支撑壳体 112。例如，壳体可以可释放地安装到框架 114。不用说，框架 114 可以任何其他方式设计，诸如取决于模块 106 的相应应用。

图 3示出了处于联接状态的模块 106 的一部分的放大侧视图。图 4 示出了处于联接状态的模块 106 的一部分的放大后视图。模块 106 进一步包括模块连接件 120，该模块连接件 120 配置为可释放地连接到自动化实验室系统 110 的部件 106、108。模块连接件 120 包括接合构件 122，该接合构件 122 配置为接合部件 106、108（诸如主干 108）的轴承 124（诸如梁或桁架）。接合构件 122 包括钩状突起 126，该钩状突起 126 配置为钩在部件 106、108 的轴承 124 上。接合构件 122 布置在模块 106 处的某一位置处，使得模块 106 在连接到部件 106、108的状态下的垂直位置由轴承 124 限定。在本实施例中，模块连接件 120 和接合构件 122 分别在模块 106 的后侧 130 处邻近框架 114 的下端 128 布置。模块连接件 120 从框架 114 突出。轴承 124 参考运送线 108 的运送平面，以实现模块 106 的垂直对准和倾斜。任选地，轴承 124 可从运送线 108 机械地脱离，以防止振动联接。

图 5 示出了处于联接状态的模块 106 的一部分的放大视图。模块 106 进一步包括进给部 132，该进给部 132 配置为接纳部件 106、108 的部件突起 134。进给部 132布置在模块 106 处的某一位置处，使得模块 106 在连接到部件 106、108 的状态下的水平位置由部件突起 134 限定。在本实施例中，进给部 132 水平地布置在框架 114 的中央水平部分中。此外，进给部 132 垂直地布置在接合构件 122 与框架 114 的下端 128 之间。如图 5 所示，部件突起 134 基本上形成为楔形，这便于进给部 132 在部件突起 134上的滑动移动。为此目的，进给部 132 包括引导表面 136，该引导表面 136 配置为接合部件突起 134 的侧向外表面 138。楔形突起 134 与进给部 132 形成预定游隙，定位在轴承124 处并且参考模块 106 在运送线 108 处关于左右取向的目标位置。模块 106 可任选地进一步包括在水平或垂直取向上的锥形销，该锥形销接合到轴承孔中并且彼此锁定。

图 6 示出了处于联接状态的模块 106 的一部分的放大侧视图。模块 106 进一步包括立柱 140，该立柱 140 可彼此独立地调整并且配置为限定模块 106 的垂直取向。当连接到主干 108 时，可调立柱 140 还允许模块倾斜。由于这个原因，模块 106 包括至少两个可调立柱 140。例如，存在四个可调立柱 140。可调立柱 140 可滑动地接纳在垂直框架构件 116 内。模块 106 进一步包括脚轮 142。例如，存在四个脚轮 142。脚轮 142 中的至少一些可为旋转脚轮。例如，在框架 114 的前侧 144 处的两个脚轮 142 为旋转脚轮。

图 7 示出了模块 106 的一部分的透视图。图 8 示出了模块 106 的一部分的顶视图。模块 106 进一步包括检测器 146。检测器 146 至少配置为检测位于部件 106、108处的至少一个部件标记 148，以便获得模块 106 的位置数据，该位置数据指示模块 106的实际位置。位置数据包括关于模块 106 的水平位置和/或垂直位置的信息。检测器 146可为相机。如果需要，相机可设置有可见或不可见的照明，并且附接到模块 106 并指向运送线 108。检测器 146 进一步配置为检测位于模块 106 处的至少一个模块标记 150。部件标记 148 和模块标记 150 经定位使得部件标记 148 和模块标记 150 可由检测器146 一致地检测到。换句话说，部件标记 148 和模块标记 150 均位于检测器 146 的检测范围或视野内。部件标记 148 和模块标记 150 各自具有预定的尺寸和取向。部件标记148 和模块标记 150 的预定尺寸和取向可相同，但不必相同。部件标记 148 配置为提供部件坐标系 152，并且模块标记 150 配置为提供模块坐标系 154。在本实施例中，模块标记 150 位于模块 106 的后侧 130 处的下部垂直框架构件 116 和水平框架构件 118 的过渡处。部件标记 148 可提供诸如点或点阵图案的校准图案。校准图案不限于点阵图案，也可实现为十字纹图案、棋盘格或可通过图像处理分析的任何种类的点阵图案。

所使用的标记 148、150 的大小和类型取决于放置标记的物体上的可用空间以及所需的质量和补偿能力。标记 148 可为 ArUco 类型或其他类型的图案，例如，具有已知尺寸和取向的点或棋盘格图案。这些类型的标记可提供利用相机进行的 2d 校准和位置确定以及交叉检查。对于例如点阵图案，需要给出最少数量的排列良好的点阵。此外，ArUco 标记可提供识别信息。ArUco 标记是可用于相机姿态估计的二进制方形基准标记。它们的主要优点是检测功能强大、快速且简单。

模块 106 进一步包括处理器 156，该处理器 156 配置为基于位置数据来计算模块 106 相对由部件 106、108 限定的目标位置的位置偏差，并且基于位置偏差来计算位置对准数据。特别地，处理器 156 配置为基于部件坐标系 152 和模块坐标系 154 之间的相对距离来计算模块与目标位置的位置偏差。处理器 156 配置为借助于算法来计算位置偏差。目标位置可由部件 106、108 的参考平面的参考点限定或由参考平面 158 内的参考点限定。由于部件 106、108 可为自动化实验室系统 100 的运送线 108 或自动化实验室系统 100 的另一个模块 106，因此目标位置可由运送线 108 的运送表面 160 或另一个模块 106 的装卸平面 162 的点或者运送表面 160 或装卸平面 162 内的点限定。因此，参考平面 158 可以是用作这种模块 106 的装卸平面 162 的运送表面 160 或台面 110。

模块 106 进一步包括对准装置 164，该对准装置 164 配置为基于位置对准数据将模块 106 对准目标位置。更特别地，对准装置 164 配置为基于位置对准数据将分析仪器 104 对准目标位置。特别地，对准装置 164 配置为在三维空间内移动分析仪器 104。例如，对准装置 164 为机械对准装置，诸如所谓的 xyz 载物台。可以明确地指出，对准装置164 可根据目标位置对准其自身或模块 106 的任何其他功能部件，以增加或最大化其操作范围。

图 9 示出了模块 106 的一部分的剖视图。模块 106 进一步包括任选的距离传感器 166，该距离传感器 166 配置为确定相对于部件 106、108 的相对垂直位置。距离传感器 166 可为光学或电容式距离传感器。特别地，距离传感器 166 配置为基于部件 106、108 处的参考点 168 距预定模块平面 168 的距离来确定相对垂直位置。预定模块平面168 可为模块 106 的装卸平面 162。基本上，为了确定垂直位置，也可使用具有适当标记148、150 的检测器 146 的相机设置。图 9 还示出了预定模块平面 168 上的检测器 146的检测范围或视野 170 的实例。

图 10A 和图 10B 示出了适用于本公开的标记的不同布置。如进一步详细说明的，模块标记 150 的类型、大小和/或数量可与部件标记 148 的类型相同或不同。在图10A 和图 10B 中，示出了检测器 146 的检测范围或视野 170。此外，图 10A 和图 10B 示出了模块标记 150 和部件标记 148 所附接到的模块 106 和运送线 108 的部分。图 10A示出了附接到运送线 108 的一个大部件标记 148 和附接到模块 106 的两个模块标记150。图 10B 示出了一个部件标记 148 和一个模块标记 150，该部件标记 148 由以正方形图案布置的四个点阵形成并且附接到运送线 108，该模块标记 150 附接到模块 106。

有多个选项可布置标记 148、150。如果使用出厂校准相机，则仅部件（诸如运送线108）上的部件标记 148 就足够了。这意味着不需要模块标记 150 或安装了相机的任何其他部件。例如，模块 106 不设置有模块标记 148，但在另一部件 106、108（例如，运送线）上存在部件标记 150。其结果是，相机必须安装牢固，并且必须精确对准和校准（例如，出厂校准）安装在相机的部件。对于该布置，通过在了解了相机的精确位置和校准的情况下，对另一部件 106、108 上的部件标记 150 进行成像和分析，可进行相对对准和绝对对准。然而，相机对准相对于其他部件 106、108 的任何细微变化都可能导致校准更新过程。

由于这个原因，在这两个部件上都提供标记可能是有利的。例如，如上所述，在模块 106 上布置至少一个模块标记 150，并且在运送线 108 上布置至少一个部件标记148。基本上，标记的类型可相同或不同，但必须至少包含三个点。标记中的点数决定了校准和对准的质量和能力。对于该布置及一组适当标记，由于可实现原位校准，因此可以实现与模块 106 的相对对准而无需对相机进行精确对准和校准。为了进行校准，可使用安装了相机的部件上的标记 150 或其他部件的部件标记 148。

图 11A 至图 11H 示出了将模块 106 联接到部件 106、108 的操作。特别地，参考与运送线 108 的联接来解释该操作。如图 11A 所示，联接过程从模块 106 在脚轮 142上移动到靠近运送线 108 的连接位置开始。例如，模块 106 是手动移动的。随后，如图11B 所示（其示出顶视图），将模块 106 推到部件突起 134 上，使得部件突起 134 插入进给部 132 中。由此，模块大致向左和向右对准。随后，如图 11C 所示，将模块 106 推到轴承 124，以使其平行于轴承 124，并且接合构件 122 与轴承 124 接触。随后，如图 11D 所示，使用提升机构（未详细示出）在后侧 130 靠近轴承 124 的位置提升模块 106，如箭头172 所指示。由此，从底板释放后侧 130 处的脚轮 142。随后，如图 11E 所示，将模块 106推到轴承 124 上方，如箭头 174 所指示，以使其仍然平行于轴承 124，并且接合构件 122与轴承 124 接触。随后，如图 11F 所示，将模块 106 与接合构件 122 一起轻轻地降低到轴承 124 上。因此，接合构件 122 接合轴承 124，而后侧 130 处的脚轮 142 仍在空间上与底板分离。随后，如图 11G 所示，使用提升机构在前侧 144 处提升模块 106，直到其按箭头 176 所示水平取向。可借助于气泡水平仪等检查水平取向，即意味着台面 110 的边缘处于相同的垂直位置。随后，如图 11H 所示，在前侧 144 处借助于可调立柱 140 将模块 106 固定在该垂直位置。此外，移除了提升机构。任选地，模块 106 可插入连接件中（未详细示出）。

如参考图 11A 至图 11H 所述的联接过程代表模块 106 的粗略或粗对准。在下文中，将描述模块 106 或分析仪器 104 的精细对准的过程，其可在粗对准之后或并行地进行。

如上所述，检测器 146 以使得所有部件标记 148 和模块标记 150 都在检测范围或视野内的方式附接到模块 106。图 8 示出了检测器 146 的检测范围或视野。该检测范围或视野覆盖运送线 108 的界面区域的表面和两个模块标记 150，该两个模块标记150 附接到靠近运送线 108 的界面区域的模块 106 的两侧。ArUco 类型的模块标记 150用于确定由模块坐标系 154 所指示的模块 106 的相对位置。模块标记 150 也可用于识别模块 106。形成为点或点阵校准图案的部件标记 148（其打印在或结合到运送线 108 的界面部分的表面中）用于确定由部件坐标系 152 所指示的运送线 108 的相对位置。另外，这允许计算图像失真并且允许对检测器 146 进行原位校准，因此点之间的距离是有严格规定的。

处理器 156 基于由检测器 146 生成的图像获取的位置数据来计算模块 106 相对由运送线 108 所限定的目标位置的位置偏差，并且基于该位置偏差来计算位置对准数据。特别地，处理器 156 应用算法来分析由检测器 146 生成的图像，并且计算运送线 108的部件坐标系 152 与模块 106 的模块坐标系 154 之间的相对距离和对准。这被转换为位置校正，该位置校正被输入到模块 106 的对准装置 164 中，以便分别相对于运送线108 提供模块 106 和分析仪器 104 的精细对准。

总之，确定用于精细对准的位置校正和位置校正的详细过程包括以下细节。诸如相机的检测器 146 获取诸如 ArUco 界标的模块标记 150 以及诸如运送线 108 的界面区域的点校准图案的部件标记 148 的图像。一种算法用于进行图像处理以分析模块标记150，从而计算模块 106 的横向坐标系。该算法用于进行图像处理以分析部件标记 148。分析部件标记 148 可提供：提取用于相机校准的校准参数，计算并减去图像失真，并且计算运送线 108 的横向坐标系。此外，由距离传感器 166 确定模块 106 相对目标位置的垂直距离偏差。该算法用于计算模块 106 和运送线 108 之间的相对距离和对准，并将其转换为模块 106 的分析仪器 104 的位置校正。如此计算出的用于位置校正的结果传送到对准装置 164 中，以校正模块 106 和运送线 108 之间的位置偏差。精细对准可通过如上所述的机械粗对准来支撑，但不是必须的。

图 12A 至图 12G 示出了将模块 106 从部件 106、108 脱离的操作。特别地，参考从运送线 108 的脱离来解释该操作。如图 12A 所示，脱离过程从模块 106 联接到运送线 108 开始。已拔出任选的连接件。随后，如图 12B 所示，使用提升机构在前侧 144 处提升模块 106。此外，如箭头 178 所指示，转动可调立柱 140 并将其提升到垂直框架构件116 中。随后，如图 12C 所示，在前侧 144 处将模块 106 轻轻地降到脚轮 142 上。随后，如图 12D 所示，使用提升机构在后侧 130 靠近轴承 124 的位置提升模块 106，如箭头180 所指示。随后，如图 12E 所示，将模块 106 略微拉到轴承 124 上方且在轴承 124 的前面，如箭头 182 所指示。随后，如图 12F 所示，在后侧 130 将模块 106 轻轻地降低到脚轮 142 上。此外，将模块 106 从部件突起 134 中拉出并从连接位置拉出。随后，如图12G 所示，模块106 在脚轮 142 上移动到期望位置。

附图标记列表

100 自动化实验室系统

102 样品

104 分析仪器

106 模块

108 运送线

110 台面

112 壳体

114 框架

116 垂直框架构件

118 水平框架构件

120 模块连接件

122 接合构件

124 轴承

126 钩状突起

128 下端

130 后侧

132 进给部

134 部件突起

136 引导表面

138 侧向外表面

140 可调立柱

142 脚轮

144 前侧

146 检测器

148 部件标记

150 模块标记

152 部件坐标系

154 模块坐标系

156 处理器

158 参考平面

160 运送表面

162 装卸平面

164 对准装置

166 距离传感器

168 预定模块平面

170 检测范围或视野

172 箭头

174 箭头

176 箭头

178 箭头

180 箭头

182 箭头。

Claims (15)

1.一种用于自动化实验室系统 (100) 的模块 (106)，其包括

模块连接件 (120)，所述模块连接件配置为可释放地连接到所述自动化实验室系统(100) 的部件 (106, 108)，

检测器 (146)，特别是相机，所述检测器至少配置为检测位于所述部件 (106, 108)处的至少一个部件标记 (148)，以便获得所述模块 (106) 的位置数据，所述位置数据指示所述模块 (106) 的实际位置，其中所述位置数据特别地可包括关于所述模块 (106) 的水平位置和/或垂直位置的信息，

处理器 (156)，所述处理器配置为基于所述位置数据来计算所述模块 (106) 相对由所述部件 (106, 108) 限定的目标位置的位置偏差，并且基于所述位置偏差来计算位置对准数据，以及

对准装置 (164)，所述对准装置配置为基于所述位置对准数据将所述模块 (106) 对准所述目标位置。

2.根据权利要求 1 所述的模块 (106)，其中所述检测器 (146) 进一步配置为检测位于所述模块 (106) 处的至少一个模块标记 (150)。

3.根据权利要求 2 所述的模块 (106)，其中所述部件标记 (148) 和所述模块标记(150) 经定位使得所述部件标记 (148) 和所述模块标记 (150) 可由所述检测器 (146)一致地检测到。

4.根据权利要求 2 或 3 所述的模块 (106)，其中所述部件标记 (148) 和所述模块标记 (150) 各自具有预定的尺寸和取向。

5.根据权利要求 2 或 3 所述的模块 (106)，其中所述部件标记 (148) 配置为提供部件坐标系 (152)，并且所述模块标记 (150) 配置为提供模块坐标系 (154)，其中所述处理器 (156) 配置为基于所述部件坐标系 (152) 和所述模块坐标系 (154) 之间的相对距离来计算所述模块 (106) 相对所述目标位置的所述位置偏差。

6.根据权利要求 2 或 3 所述的模块 (106)，其中所述部件标记 (148) 和所述模块标记 (150) 配置为允许对所述检测器 (146) 进行原位校准。

7.根据权利要求 1 或 2 所述的模块 (106)，其进一步包括距离传感器 (166)，所述距离传感器配置为确定相对于所述部件的相对垂直位置。

8.根据权利要求 7 所述的模块 (106)，其中所述距离传感器 (166) 配置为基于所述部件处的参考点距预定模块平面的距离来确定所述相对垂直位置。

9.根据权利要求 1 或 2 所述的模块 (106)，其中所述处理器 (156) 配置为借助于算法计算所述位置偏差。

10.根据权利要求 1 或 2 所述的模块 (106)，其进一步包括分析仪器 (104)，其中所述对准装置 (164) 配置为基于所述位置对准数据将所述分析仪器 (104) 对准所述目标位置，其中所述对准装置 (164) 特别地可配置为在三维空间内移动所述分析仪器 (104)。

11.根据权利要求 1 或 2 所述的模块 (106)，其中所述目标位置由所述部件的参考平面的参考点限定或由所述参考平面内的参考点限定。

12.根据权利要求 1 或 2 所述的模块 (106)，其中所述部件为所述自动化实验室系统 (100) 的运送线 (108) 或所述自动化实验室系统 (100) 的另一个模块 (106)，其中所述目标位置特别地可由所述运送线 (108) 的运送表面 (160) 或所述另一个模块(106) 的装卸平面 (160) 的点或所述运送表面 (106) 或所述装卸平面 (106) 内的点限定。

13.根据权利要求 1 或 2 所述的模块 (106)，其中所述模块连接件 (120) 包括接合构件 (122)，所述接合构件配置为接合所述部件的轴承 (124)，特别是梁或桁架。

14.根据权利要求 1 或 2 所述的模块 (106)，其进一步包括进给部 (132)，所述进给部配置为接纳所述部件 (106, 108) 的部件突起 (134)，或进一步包括模块突起，所述模块突起配置为插入所述部件 (106, 108) 的部件进给部中。

15.一种用于对准根据权利要求 1 或 2 所述的模块 (106) 的方法，所述方法包括

将所述模块 (106) 可释放地连接到所述自动化实验室系统 (100) 的部件，其中将所述模块 (106) 可释放地连接到所述自动化实验室系统 (100) 的部件特别地可提供所述模块 (106) 相对于所述部件的粗略对准，

检测位于所述部件处的至少一个部件标记 (148)，以便获得所述模块 (106) 的位置数据，所述位置数据指示所述模块 (106) 的实际位置，

基于所述位置数据来计算所述模块 (106) 相对由所述部件限定的目标位置的位置偏差，并且基于所述位置偏差来计算位置对准数据，以及

基于所述位置对准数据将所述模块 (106) 对准所述目标位置。

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