CN117242352A - 检体输送装置和检体分析系统以及检体输送方法 - Google Patents

Abstract

在输送砖(120)内，在容器支架(100)不停止的位置的正下方的磁极(707A、707B、707C、707E、707G)和容器支架(100)停止的位置的正下方的磁极(707、707D、707G)中，线圈(706、706B、706C、706D、706E、706F、706G)、线圈轴(705、705A、705C、705D、705E、705F、705G)中的任一方的规格不同。由此，提供能够在抑制消耗电力的同时进行稳定输送的检体输送装置、检体分析系统以及检体的输送方法。

Description

检体输送装置和检体分析系统以及检体输送方法

技术领域

本发明涉及检体输送装置、检体分析系统以及检体的输送方法，例如使用于进行血液、血浆、血清、尿、其他体液等生物体试样(以下记载为检体)的分析的检体分析系统、进行分析所需的预处理的检体预处理系统。

背景技术

作为一种非常灵活和提供高输送性能的实验室送样系统和相应的工作方法的示例，专利文献1中记载了具备：一些容器载体，每个容器载体具备至少一个磁性活性器件，优选地，至少一个永磁体，且适于运送样品容器；输送平面，其适于运送容器载体；以及静止地配置在输送平面的下方的一些电磁致动器，其适于通过对容器载体施加磁力而在输送平面之上移动容器载体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-77971号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在用于临床检查的检体分析系统中，例如对血液、血浆、血清、尿、其他体液等生物体试样(样品)(以下称为“检体”)执行所指示的分析项目的检查。在该检体分析系统中，连接具有多个功能的装置，自动地执行各工序的处理。即，为了检查室的业务合理化，将执行生物化学、免疫等多个分析的分析部(分析工序)、执行该分析所需的多个预处理的预处理部(预处理工序)等通过输送线连接，作为一个检体分析系统使用。

近年来，由于医疗的高度化和患者的高龄化，检体分析的重要性提高。因此，为了提高检体分析系统的分析处理能力，期望检体的高速输送、大量输送、同时输送、以及向多个方向的输送。

作为这样的本技术领域的背景技术，有专利文献1所记载的技术。在专利文献1所记载的技术中，利用通过向线圈施加电流而产生的电磁力来驱动支架。预想该方式与马达、带轮、带方式相比消耗电力变高。因此，提出了抑制消耗电力并驱动支架的输送系统。

但是，电磁力在支架驱动的同时也兼检测支架位置，如果要提高位置检测的精度，则驱动力下降，如果要提高驱动力，则位置检测的精度下降，处于这样的权衡关系。因此，难以满足两者，期待改善。

本发明提供能够在抑制消耗电力的同时进行稳定输送的检体输送装置、检体分析系统以及检体的输送方法。

用于解决课题的手段

本发明包括多个解决上述课题的手段，若列举其一例，则一种检体输送装置，其输送容纳有检体的检体容器，其特征在于，具备：支架，其具有磁性体，并夹持所述检体容器；以及输送砖，其具有多个磁极，该磁极具有线圈轴及卷绕在所述线圈轴的外周侧的线圈，在所述输送砖内，在所述支架不停止的位置的正下方的所述磁极和所述支架停止的位置的正下方的所述磁极中，所述线圈、所述线圈轴中的任一方的规格不同。

发明的效果

根据本发明，能够在抑制消耗电力的同时实现稳定输送。上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施例的说明而明确。

附图说明

图1是表示具备本发明的实施例的检体输送装置的检体分析系统整体的结构的俯视图。

图2是表示实施例的检体输送装置的结构的一例的俯视图。

图3是图2的A-A’剖视图。

图4是说明电磁输送中的线圈轴直径与推力的关系的图。

图5是说明电磁输送中的线圈轴直径和与检测相关的电感变化率的关系的图。

图6是表示实施例的检体输送装置的其他结构的例子的、相当于图2的A-A’剖面的图。

图7是表示实施例的检体输送装置的又一结构的例子的、相当于图2的A-A’剖面的图。

图8是表示实施例的检体输送装置的又一结构的例子的、相当于图2的A-A’剖面的图。

图9是表示实施例的检体输送装置的又一结构的例子的俯视图。

图10是图9的B-B’剖视图。

具体实施方式

使用图1至图10对本发明的检体输送装置和检体分析系统以及检体的输送方法的实施例进行说明。此外，在本说明书中使用的附图中，对相同或对应的构成要素标注相同或类似的符号，对于这些构成要素有时省略重复的说明。

首先，用图1说明检体分析系统的整体结构。图1是表示具备本实施例的检体输送装置的检体分析系统整体的结构的俯视图。

图1所示的本实施例中的检体分析系统1000是一种具备用于自动分析血液、尿等检体成分的分析装置的系统。

检体分析系统1000的主要的构成要素是将搭载有容纳了检体的检体容器150(参照图3等)的容器支架100(参照图3)或未搭载检体容器150的空的容器支架100输送至规定的目的地的多个输送装置700(在图1中为12个)、多个分析装置800(在图1中为4个)、对检体分析系统1000进行综合管理的控制用计算机900。

分析装置800是进行由输送装置700输送的检体的成分的定性/定量分析的单元。该单元中的分析项目没有特别限定，可以采用分析生物化学项目、免疫项目的公知的自动分析装置的构成。进而，在设置多个的情况下，可以是相同规格也可以是不同规格，没有特别限定。

各个输送装置700是通过磁极707(参照图3)与设置于容器支架100的磁性体105(参照图3)的相互作用而在输送路径上滑行，从而将搭载于容器支架100的容纳有检体的检体容器150输送至目的地(分析装置800、取出口等)的装置。其详细情况使用图2以后的附图详细说明。

控制用计算机900控制包括输送装置700、分析装置800在内的系统整体的动作，由具有液晶显示器等显示设备、输入设备、存储装置、CPU、存储器等的计算机构成。控制用计算机900对各设备的动作的控制基于记录于存储装置的各种程序来执行。

此外，由控制用计算机900执行的动作的控制处理可以汇总为一个程序，也可以分别分为多个程序，还可以是它们的组合。另外，程序的一部分或者全部可以通过专用硬件来实现，也可以模块化。

此外，在上述的图1中，对设置有四个分析装置800的情况进行了说明，但分析装置800的数量没有特别限定，能够设为一个以上。同样地，输送装置700的数量也没有特别限定，能够设为一个以上。

另外，在检体分析系统1000中，能够设置执行针对检体的预处理、后处理的各种检体预处理/后处理部。检体预处理/后处理部的详细结构没有特别限定，能够采用公知的预处理装置的结构。

接着，使用图2至图10对本实施例的输送装置700的结构进行说明。图2是表示检体输送装置的结构的一个例子的俯视图，图3是图2的A-A’剖视图。图4是说明电磁输送中的线圈轴直径和推力的关系的图，图5是说明电磁输送中的线圈轴直径和与检测相关的电感变化率的关系的图。图6至图8是表示检体输送装置的其他结构的例子的、相当于图2的A-A’剖面的图。图9是表示检体输送装置的又一结构的例子的俯视图，图10是图9的B-B’截面图。

如图2和图3所示，检体分析系统1000中的检查对象即检体在采集、容纳于检体容器150的状态下进行处理。检体容器150由操作者手动操作，或由自动插入单元插入容器支架100，在系统内输送，实施预处理、分析等各种处理。

搭载有容纳了检体的检体容器150的容器支架100在输送装置700中设置有1个以上，分别具有磁性体105以及支撑检体容器150的把持部101。

磁性体105设置于多个容器支架100各自的底面附近，容器支架100通过作用于该磁性体105的电磁力而被输送。

磁性体105例如由钕、铁氧体等永磁体构成，但也能够由其他磁铁或者磁性体构成，能够将它们适当组合。

具有磁性体105的容器支架100以在输送砖120之上滑动的方式移动。为了生成该输送力，在输送砖120的下部设置有多个由圆柱状的线圈轴705、705A以及卷绕于该线圈轴705、705A的外周的线圈706构成的磁极707、707A。该磁极707、707A分别构成检测磁性体105的位置的多个检测点。另外，以覆盖该磁极707的方式在其上方设置多个输送路径。线圈轴705、705A以及线圈706的详细情况后述。

输送砖120由摩擦力小的平坦的面构成，容器支架100在其上表面滑行。

在本实施例的输送装置700中，在其内部设置的多个磁极707承担磁性体105的位置检测，并且承担磁性体105的输送、即检体的输送。

在磁极707连接有通过对磁极707施加规定的电压而使规定的电流流过线圈706的驱动部708。由该驱动部708施加了电压的磁极707作为电磁铁发挥作用，吸引位于输送砖120上的容器支架100所具有的磁性体105。在通过磁极707吸引容器支架100之后，停止从驱动部708向磁极707施加电压，与上述同样地从驱动部708向与磁极707相邻的不同的磁极707施加电压，由此将容器支架100所具有的磁性体105吸引到相邻的磁极707。

通过构成输送路径的全部磁极707反复进行该步骤，从而将在搭载于设置有磁性体105的容器支架100的检体容器150内容纳的检体输送到目的地。

运算部709使用容器支架100的位置信息、速度信息、重量信息等各种信息，运算流入各个线圈706的电流，并向各个驱动部708输出指令信号。驱动部708基于该指令信号对对应的线圈706施加电压。

检测部710是通过检测流过磁极707的线圈706的电流和其流动方式来求出磁性体105的位置来间接地求出检体容器150的位置的结构。其原理如下。

线圈轴705由磁性体构成，通过线圈轴705的磁通具有当磁通变大时难以通过的性质。在此，当对线圈706施加电压而流过电流时，在线圈轴705产生由该电流产生的磁通。因此，在线圈轴705产生由磁性体105产生的磁通和由流过线圈706的电流产生的磁通。

通常，当电流流过线圈706时，在其周围产生磁场，产生的磁通与流过的电流值成比例。该比例常数被称为电感。但是，在具有线圈轴705等磁性体的电路中，由于线圈轴705的饱和特性，电感(L＝μ·N2·S/l，L：电感、μ：导磁率、N：线圈706的匝数、S：线圈轴705、线圈706的截面积，l：线圈706的长度)发生变化。

另外，若发生线圈轴705的饱和，则电感根据在线圈轴705产生的磁通的大小而变化。即，线圈706的电感根据磁性体105的磁通的大小而变化。这意味着线圈706的电感根据磁性体105的位置而变化。

在线圈706产生的电压V如下：

这样的关系来表示。式中，为磁通，t为时间。电压V由每单位时间的磁通的变化量表示。

另外，若为电流I、电感L，则如下所示

这样的关系成立。根据这些式(1)及式(2)，

dI/dt＝-V/L (3)

这样的关系成立。

即，在对线圈706施加了恒定的电压的情况下，如式(3)所示，所供给的电流I的时间微分根据电感L的大小而变化。这意味着在施加了电压的情况下供给的电流的上升方式不同。

因此，在对线圈706施加了电压的情况下，通过检测流过线圈706的电流及其流动方式，能够通过运算求出电感L。即，如果检测根据磁性体105的位置而变化的线圈706的电感L，则求出对该电感L造成影响的磁性体105的位置。

接着，对本发明的输送装置700中的磁极707的结构进行说明。

如上所述，在基于电磁输送的输送方式中，为了能够进行数米的短距离至数十米的长距离的容器支架100的输送，至少排列一个以上、优选排列多个将磁极707纵横、数十个为一组的输送砖120。

在输送装置700中，磁极707排列成格子状，通过对排列的磁极707的线圈706施加电流而产生电磁力，使用容器支架100内的磁性体105吸附于该电磁力的力来输送容器支架100，但输送装置700内的多个磁极根据输送装置700内的配置位置而要求的特性不同。

一般而言，在物体开始移动的瞬间作用的静摩擦系数比在物体移动中作用的动作摩擦系数大。即，在产生用于从容器支架100不停止的位置正下方的磁极、即容器支架100停止的位置开始移动的驱动力的磁极中，需要比容器支架100停止的位置正下方的磁极大的驱动力。

另一方面，为了确保容器支架100停止的位置正下方的磁极与相邻的容器支架100的干涉、容器支架100下次动作时的鲁棒性，要求容器支架100的停止位置精度高。

此外，“容器支架100停止的位置”是指要求改变容器支架100的输送方向的位置，在图2等中，相当于在输送砖120内配置成十字状的部分的中央部分的位置。

另外，“容器支架100不停止的位置”是指不要求改变容器支架100的输送方向的位置，在图2等中，相当于与在输送砖120内配置成十字状的部分的中央部分相邻的位置，是为了使在停止位置停止的容器支架100移动而需要较大的推力的位置。

在此，在本实施例的输送装置700中，输送用的磁极在驱动容器支架100的同时，还兼作容器支架100的位置检测。然而，驱动力与位置检测精度处于折衷的关系。

在图4中，(a)是线圈轴705的直径大的情况。线圈轴705的磁通进入的量大，因此能够增大对容器支架100侧的磁性体105的电磁力、即推力。另外，在图4中，(b)是线圈轴705的直径小的情况，线圈轴705的磁通进入量少，因此推力变小。

图5中，(a)是线圈轴705的直径小的情况，线圈轴705的磁通容易饱和，因此电感的变化率大。图5中，(b)是线圈轴705直径大的情况，线圈轴705的磁通难以饱和，因此电感变化率小。

这样，在相同规格的磁极中，难以同时满足驱动力的确保和位置检测精度。与此相对，本发明者们锐意研究的结果是，想到了在容器支架100不停止的位置正下方的磁极707和停止的正下方的磁极707A中，使线圈706、线圈轴705、705A中的任一方的规格不同。

在图2及图3中，仅将线圈轴705、705A设为不同的两个规格。

更具体而言，作为规格，改变线圈轴705、705A的导磁率μ。导磁率μ是物质的磁化的容易度，是将物质的磁化容易度数值化的值。

在停止的位置需要高的检测灵敏度，但这需要电感L的变化率小，在需要高推力的不停止的位置，相反优选电感L的变化率大。

在此，如上所述，电感L具有L＝μ·N²·S/l的关系，因此线圈轴705的导磁率μ越高，电感变化率越小。

因此，使停止的位置的磁极707的线圈轴705的导磁率比未停止的位置的磁极707A的线圈轴705A的导磁率小。

此外，停止的位置的磁极707的线圈706与不停止的位置的磁极707A的线圈706为相同的规格，但不需要相同，也可以使材质、匝数N、长度l等各种规格不同。

作为导磁率μ不同且适合选定作为线圈轴705、705A的材料，可列举铁和导磁率μ比铁小的铝等。另外，即使是铁，也能够使含有的碳多、少(导磁率为多＞少)。

但是，在变压器的设计中，提高电感较好的情况较多，但若提高到必要以上，则磁通密度变高，有可能导致磁饱和、磁噪声的产生，因此为了避免该情况，期望设为最佳的范围。

作为规格，使容器支架100不停止的位置正下方的磁极707和停止的正下方的磁极707不同，并不仅限于图2及图3所示的线圈轴705、705A的导磁率μ。以下，使用图6至图8对其他方式的例子进行说明。

例如，如图6所示，在容器支架100不停止的位置正下方的磁极707和停止的正下方的磁极707B中，作为规格，能够改变线圈706、706B的匝数N。

电感L与线圈706的总匝数N的平方成比例，因此线圈706的绕组N越多，电感变化率越小。

因此，在图6所示的输送装置700A中，使停止的位置的磁极707的线圈706的匝数比不停止的位置的磁极707B的线圈706B的匝数少。

此外，虽然停止的位置的磁极707的线圈轴705与不停止的位置的磁极707B的线圈轴705为相同的规格，但不是必须相同，也可以如图2等那样改变导磁率，另外也可以使材质、截面积、长度等各种规格中的一个以上不同。

另外，如图7所示的输送装置700B那样，能够使线圈706、706C的截面积S不同。

线圈706的截面积S相对于直径进行平方成比例(S＝PI×D²/4)。在此，线圈706、706C卷绕于线圈轴705、705C的外周，因此线圈706、706C的内径与线圈轴705、705C的外径相同。

因此，若线圈轴705、705C的材质相同，则在线圈轴的直径粗的情况下磁阻变小，磁通进入的量变多。与此相对，在线圈轴的直径细的情况下，磁阻变大，磁通进入的量变少。即，线圈706的截面积S越大，电感变化率越小。

因此，使停止的位置的磁极707的线圈轴705以及线圈706的截面积比未停止的位置的磁极707C的线圈轴705C以及线圈706C的截面积窄。

此外，代替线圈706、706C的匝数N，也能够改变构成线圈706的绕组的线的粗细。若使绕组的直径变粗，则根据电阻的公式，I[A]＝V/R中的电阻R变小，因此I[A]变大。即，由于能够确保推力，因此能够将由粗绕组构成的线圈用作不停止的位置的磁极，将由相对细的绕组构成的线圈用作停止的位置的磁极。

并且，如图8所示，作为规格，能够改变线圈706D、706E、线圈轴705D、705E的长度l。

电感L与线圈706的长度l成反比，因此线圈的长度l越短，电感变化率越小。

因此，在图8所示的输送装置700C中，使构成不停止的位置的磁极707E的线圈轴705E以及线圈706E的长度比停止的位置的磁极707D的线圈轴705D以及线圈706D短。

但是，如果越长，磁阻上升，磁通进入的量有可能越少，因此优选设为适当的长度。

此外，在上述的图3、图5、图6、图7中，分别例示了使用将“线圈轴705的导磁率μ、线圈706的绕组N、线圈706截面积S、线圈706的长度l”中的任意一个规格设为两种的磁极的方式。这是因为，规格越少则制造等越容易，能够抑制制造成本的上升，能够抑制消耗电力上升，是适于安装的结构，但能够改变三个以上的规格。

另外，能够改变“线圈轴705的导磁率μ以及线圈706的绕组N”等，适当混合图3、图5、图6、图7，也能够改变三个以上的规格。

根据改变三个以上规格的结构，能够得到如下优点：能够将特别用于位置检测的磁极和适于驱动的磁极分别配置在适当的部位。

接着，使用图9和图10说明适用于输送装置700相邻的情况的磁极配置的一例。

输送砖120的端部根据优选设置于线圈轴705的与输送砖120侧相反侧的端部的磁轭形状的关系而推力变弱。

因此，如图9以及图10所示，在具备多个输送砖120的情况下，优选为，将与其他的输送砖120相接的输送砖120的端部设为容器支架100不停止的位置，并将位于端部、且其他的输送装置700的输送砖120位于旁边的不停止的位置的磁极707F设为与停止的位置的磁极707G相比而重视驱动力的规格。

关于不停止的位置的磁极707F的规格，可以是使线圈轴705F的导磁率比停止的位置的磁极707G的线圈轴705G大、使线圈706F的匝数比停止的位置的磁极707的线圈706G的匝数多、使线圈轴705F及线圈706F的截面积比线圈轴705G及线圈706G的截面积大且窄、或者使线圈轴705F及线圈706F比线圈轴705G及线圈706G短的任一个以上，也可以使其他规格不同，没有特别限定。

另外，在图9和图10中，示出了在图2等中设为“容器支架100不停止的位置”的输送砖120内与配置成十字状的部分的中央部分相邻的位置也设为“容器支架100停止的位置”的方式，但与图2等同样地，能够将在输送砖120内与配置成十字状的部分的中央部分相邻的位置设为“容器支架100不停止的位置”，配置与端部相同规格或进一步不同规格的磁极。

接着，对本实施例的效果进行说明。

在上述的本实施例的检体分析系统1000所具备的输送装置700中，在输送砖120内，在容器支架100不停止的位置的正下方的磁极707A、707B、707C、707E、707G和容器支架100停止的位置的正下方的磁极707、707D、707G中，线圈706、706B、706C、706D、706E、706F、706G、线圈轴705、705A、705C、705D、705E、705F、705G中的任一方的规格不同。

由此，能够提供与输送装置700的输送砖120内的磁极707A、707B、707C、707D、707E、707F、707G的位置的作用相应的、适于“容器支架100的驱动”和“容器支架100的位置检测”中的任一者的磁极707A、707B、707C、707D、707E、707F、707G，能够在抑制消耗电力的同时实现稳定输送。

另外，作为规格，由于改变线圈轴705、705A的导磁率μ、线圈706、706B的匝数N、线圈706、706C的截面积S、或者线圈706D、706E的长度l，因此能够不改变多个规格而简单地形成不同的结构，能够可靠地同时实现稳定的输送和抑制消耗电力的增大。

而且，在具备多个输送砖120的情况下，通过将与其他的输送砖120相接的输送砖120的端部设为容器支架100不停止的位置，从而能够在假定推力变低的端部处配置推力较大的磁极707F，进而实现稳定且迅速地实施容器支架100的输送。

<其他>

另外，本发明不限于上述实施例，能够进行各种变形、应用。上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明的例子，未必限定于具备所说明的全部结构。

符号说明

100：容器支架

101：把持部

105：磁性体

120：输送砖

150：检体容器

700，700A，700B，700C：输送装置

705，705A，705C，705D，705E，705F，705G：线圈轴

706，706B，706C，706D，706E，706F，706G：线圈

707，707A，707B，707C，707D，707E，707F，707G：磁极

708：驱动部

709：运算部

710：检测部

800：分析装置

900：控制用计算机

1000：检体分析系统

Claims (8)

1.一种检体输送装置，其输送容纳有检体的检体容器，其特征在于，具备：

支架，其具有磁性体，并夹持所述检体容器；以及

输送砖，其具有多个磁极，该磁极具有线圈轴及卷绕在所述线圈轴的外周侧的线圈，

在所述输送砖内，在所述支架不停止的位置的正下方的所述磁极和所述支架停止的位置的正下方的所述磁极中，所述线圈、所述线圈轴中的任一方的规格不同。

2.根据权利要求1所述的检体输送装置，其特征在于，

作为所述规格，改变所述线圈轴的导磁率。

3.根据权利要求1所述的检体输送装置，其特征在于，

作为所述规格，改变所述线圈的匝数。

4.根据权利要求1所述的检体输送装置，其特征在于，

作为所述规格，改变所述线圈及所述线圈轴的截面积。

5.根据权利要求1所述的检体输送装置，其特征在于，

作为所述规格，改变所述线圈的长度。

6.根据权利要求1所述的检体输送装置，其特征在于，

在具备多个所述输送砖的情况下，将与其他的所述输送砖相接的所述输送砖的端部设为所述支架不停止的位置，将其他的部位中的一个部位以上设为停止的位置。

7.一种检体分析系统，其特征在于，具备：

权利要求1所述的检体输送装置。

8.一种检体的输送方法，所述检体容纳于保持在具有磁性体的支架的检体容器，其特征在于，包括：

排列一块以上的输送砖，该输送砖具有多个磁极，该磁极具有线圈轴及卷绕在所述线圈轴的外周侧的线圈；以及

在通过利用所述磁性体与所述磁极的相互作用使所述支架在所述输送砖上滑行来输送所述检体时，

在所述支架不停止的位置的正下方的所述磁极和所述支架停止的位置的正下方的所述磁极中，所述线圈、所述线圈轴中的任一方的规格不同。