CN1488559A - 一种自动存储系统 - Google Patents

Abstract

第一和第二搁架部分在带有左前门和右前门的外框中并排布置。其中第一搁架部分固定在外框的后壁上，而第二搁架部分固定在左右前门上。通过打开左右前门，能够更加容易地在第一搁架部分存储多个盘架，这些盘架用来固定试样容器。传递部分可沿在第一和第二搁架部分之间形成的线性空间移动。该传递部分包含一对盘架拉出机构，每个盘架拉出机构可拉出存储在搁架部分的每个盘架。传递部分上设有包括拾取机构的重装机构，用来将试样容器从位于第一个盘架拉出机构上的盘架移动到位于另一个盘架拉出机构上的盘架。

Description

一种自动存储系统

技术领域

本发明涉及用于医学、药学、农学、临床医学和生物科学等领域的自动存储系统。更具体地，本发明涉及一种用来存储若干个试样容器并可拾取所选定的一个或多个试样容器的自动存储系统。

背景技术

在医学、药学、农学、临床医学和生物科学等领域的技术革新中，必须对各种试样进行研究。为此，必须存储和拾取大量装有各种试样如血液、酶、基因、化合物、化学试剂等的试样容器用于研究工作。

在图9和10中示出了一种传统的自动存储系统。这种存储系统包括：存储部分110，用来存储装在多个盘架3上的许多试样容器2；传递部分120，用来从存储部分110拾取盘架3；和重装部分126，用来从盘架3拾取一个或若干个试样容器，或者将其它的试样容器装入盘架3。该存储系统还包括控制部分130，用来控制存储部分110、传递部分120和重装部分126的工作。

在存储部分110中，若干个搁架114并排布置，且这些搁架114按图9中箭头F所示循环移动。在每个搁架114中，若干个盘架3沿竖直方向放置并固定在适当的位置。存储部分110的形状是长条形的。

传递部分120位于存储部分110的一个纵向端部。传递部分120带有可沿箭头G和H所示水平及竖直方向移动的自动臂和传送带，用来从移动并停到传递部分120旁边的一个选定搁架114中拾取一个选定的盘架3，并将该选定的盘架3传递到重装部分126。传递部分120还可从重装部分126传递盘架3到存储部分110。

重装部分126位于传递部分120旁与存储部分110相对的位置。重装部分126包括拾取机构129和台架122，台架122上装有接收盘架4。拾取机构129用来从盘架3拾取所选定的试样容器2并将其装入接收盘架4。重装部分126还可用来将试样容器2从接收盘架4装到盘架3。

控制部分130贮存有表示每个试样容器2和每个盘架3位置的数据，可将指令信号发送到存储部分110、传递部分120和重装部分126。更具体地，当通过控制部分130输入指定的试样容器2时，存储部分110产生旋转运动，因此根据盘架和试样容器的位置数据可以使装有该指定试样容器2的特定盘架3处于面对传递部分120的位置。接着，传递部分120从存储部分110拾取特定的盘架3，并将该特定的盘架3传递到重装部分126，拾取机构129从特定的盘架3拾取指定的试样容器2，并将该指定的试样容器2装入固定在台架122的接收盘架4中。然后通过传递部分120使特定的盘架3返回存储部分110中。这一过程重复进行，使想要的试样容器2能够装入接收盘架4。

上述传统自动存储系统由于存储部分110、传递部分120和重装部分126的线性排列方位而体积变大。因此，必需要有很大的空间来安置这种存储系统。

而且，在传统系统中，可从盘架3拾取的试管数量取决于接收盘架4的容量。使用多个接收盘架4可以增加拾取的试样容器2的数目。在后一种情况下，若干个接收盘架4存储在存储部分110中。然而，接收盘架4的数目会由于存储部分110的存储容量而受到限制，因为存储部分110中还存储了许多盘架3。

为了解决这一问题，可以设置专门用来存储若干个接收盘架4的另一个存储部分。然而，在这种情况下，必须要有另一自动装置来将接收盘架从另一个存储部分自动供应给重装部分126。结果，整个存储系统变得十分庞大且成本很高。

而且，由于重复进行拾取和存储操作，试样容器2可能散布在各个盘架3上。因此，在数量减少的盘架3中必须使试样容器整齐排列。为了适当布置试样容器，操作人员必须在存储部分110的盘架间手动重整试样容器。然而，在这种情况下，试样容器和盘架的位置数据可能被破坏。

在传统的自动重装操作中，存储部分110必须进行旋转运动直至所要求的盘架3面对传递部分120，而且每当拾取机构129从各个盘架3中拾取所要求的试样容器时都必须进行这种旋转运动，而一致的接收盘架4却保留在台架122上。这个过程十分复杂。

此外，虽然在传统的自动存储系统中能够方便地进行将试样容器2装入存储部分110的存储工作。但是，在初次安装时却需要用很长时间来将大量的试样容器存储到存储部分110中。

日本公开特许公报No.2002-205804披露了并排布置的存储搁架，自动拾取装置在存储搁架之间运行从搁架拾取所要求的盘架，并将所拾取的盘架传递到搁架外面的转运箱中。而且，还设有外部装置以拾取装在盘架中的容器或试管。

日本公开特许公报No.2002-234601披露了各自沿竖直方向循环运动的一对搁架。导轨从搁架之间的空间延伸，并有传递单元沿该导轨运行。

发明内容

本发明的目的是要解决上述问题并提供一种改进的自动存储系统，可任意设定所要拾取的试样容器数量，能自动在存储部分对试样容器进行适当排列，而且在初始安装时能够快速存储大量的试样容器。

本发明的这些和其它的目的将通过一种可存储固定在盘架中的试样容器的自动存储系统来达到，这种自动存储系统包括外框、第一和第二搁架部分、传递部分和控制部分。所述外框具有后壁、设有前开口的正面、以及前门。前门可枢轴转动地固定在正面，可打开和关闭前开口。第一搁架部分布置在外框中并固定到后壁上，用以存储许多盘架，这些盘架可安放许多试样容器。第二搁架部分布置在外框中并固定到前门上用以存储许多盘架，这些盘架可安放许多试样容器。第一搁架部分和第二搁架部分是并排布置的，其间具有一空间。传递部分可在该空间中移动，其包括盘架拉出机构，用来从第一和第二搁架部分中的任一个拉出盘架，可使拉出的盘架保持在盘架拉出机构上，以及使拉出的盘架返回到第一和第二搁架部分中的一个。控制部分与传递部分相连，用来管理其工作过程以及管理盘架和试样容器的位置数据。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的自动存储系统的正视图；

图2是根据该实施例的自动存储系统的平面剖视图；

图3是根据该实施例的自动存储系统的传递部分的侧视图；

图4是一平面剖视图，显示出在存储于第一搁架部分的盘架和存储于第二搁架部分的接收盘架之间重装试样容器；

图5是一流程图，示出了根据该实施例将试样容器从盘架重装到接收盘架的过程；

图6是一平面剖视图，介绍了在存储于第一搁架部分的两个盘架之间重装试样容器；

图7是介绍根据该实施例将所有试样容器从盘架3-1重装到盘架3-2的视图；

图8是介绍根据该实施例在同一盘架中重新整齐地布置所有试样容器的视图；

图9是传统自动存储系统的平面示意图；和

图10是传统自动存储系统的正视图。

具体实施方式

现在将参考图1至8来介绍根据本发明一个实施例的自动存储系统。该系统中使用了许多盒形的盘架3和许多盒形的接收盘架4。每个盘架3和接收盘架4中设有若干个孔用来容纳若干个试样容器2。接收盘架4用来从盘架3收集至少一个试样容器2。

每个盘架3和4的竖直外表面上设有用于识别的条形码。而且，每个试样容器2的底部也设有用于识别的条形码。条形码也可用来识别试样容器2中的容纳物。

自动存储系统1包括存储部分10和相连接的控制部分30。存储部分10包括箱形框架11，设有矩形前开口11a、通过枢轴固定在矩形前开口11a竖直左边缘的左前门12、以及通过枢轴固定在矩形前开口11a竖直右边缘的右前门13。当门12和13关闭时形成箱形的内部空间。脚轮18连接在框架11的底壁上，用来将存储部分10移动到所要求的地点。

如图2所示，第一和第二搁架部分14、15以并列方式安装在存储部分10，用来存储许多盘架3和接收盘架4。第一搁架部分14安装在框架11的竖直后内壁上，而第二搁架部分15安装在左右门12、13的竖直内壁上。因此，第二搁架部分15分成左搁架部分16和右搁架部分17。如图1和2所示，每个搁架部分14、15具有若干个水平延伸并相互平行的搁架，因而能安放许多直立的盘架3。

在第一和第二搁架部分14和15之间的空间中设有传送机构20，传送机构20可沿图1和2中箭头A和B所示方向作垂直与水平移动。传送机构20包括可沿水平方向移动的竖杆21、水平延伸并可沿竖杆21在竖直方向上移动的底板22、以及一对设在底板22上的盘架拉出机构23、24。盘架拉出机构23、24可从搁架拉出所要求的盘架3和所要求的接收盘架4，或者使拉出的盘架3和接收盘架4返回到所要求搁架的要求位置上。为此，盘架拉出机构23、24带有可沿图4中箭头C和D所示方向前/后移动并可沿竖直方向移动的滑动臂(未示出)，而且能到达紧靠存储于第一和第二搁架部分14、15的任何一个搁架中的所要求盘架3和接收盘架4底部下面的位置。底板22上设有条形码读出器25，用来读出设在盘架3和接收盘架4上的条形码。

如图3清楚所示，传送机构20设有重装机构26。即，重装机构26包括从底板22延伸出来并可沿图4和5中箭头E方向前/后移动的竖直支承杆27、从竖直支承杆27延伸出来的横杆28、以及可沿横杆28移动的拾取机构29。拾取机构29可沿竖直方向移动并带有若干个支臂以固定所要求的一个试样容器2。横杆28在两个盘架拉出机构23和24上面延伸，因此拾取机构29能够到达固定在两个盘架拉出机构23、24上的任一个盘架的试样容器2。

控制部分30包括只读存储器ROM(未示出)，用来贮存用于传送机构20和重装机构26的各种操作程序。控制部分30还包括存储区(未示出)，用来存储每个试样容器2相对于盘架3的位置数据、每个试样容器2中的容纳物的数据、以及每个盘架3和接收盘架4的位置数据。条形码读出器25连接在控制部分30上。而且，另一个条形码读出器(未示出)连接在控制部分30，用来读取盘架3、4以及试样容器2的条形码，并将其作为初始设定。输入装置31连接在控制部分30，用来输入各种数据。

现在介绍将试样容器2放置到盘架3，以及将盘架3和接收盘架4放置到搁架部分14和15的放置操作。首先，由条形码读出器(未示出)读出每个试样容器2的数据以及每个试样容器2相对于盘架3的位置数据，并将这些数据存储在控制部分30的存储区中。接着，由条形码读出器(未示出)读取每个盘架3和接收盘架4的数据并将这些数据存储在存储区中。

然后，打开左右门12和13，并将盘架3和接收盘架4放置在搁架部分14、15的任意位置上。比如，将盘架3放置在第一搁架部分14中搁架的任意位置上，而将接收盘架4放置在第二搁架部分15中搁架的任意位置上。在这种情况下，由于门12和13是打开的，所以能够方便地接触第一搁架部分14，容易将更多数量的盘架3、4放置到第一搁架部分14上。此外，由于第二搁架部分15设在门12和13上，所以存储部分10可以提供更大的容量。

接着，关闭左右门12和13，传送机构20开始工作，由条形码读出器25读取放置在搁架中的盘架3和接收盘架4的每个条形码。因此，盘架3和接收盘架4相对于搁架的位置数据存储在控制部分30的存储区中。

通过这一过程，盘架3和接收盘架4可以放置在第一和第二搁架部分14和15中搁架的任意位置上，因此可以迅速地将大量盘架3、4存储在搁架部分14和15上。而且，所有试样容器2相对于盘架3的位置，盘架3和接收盘架4的位置可以被控制部分30识别。换句话，接收盘架4的数量可以任意选取，因为接收盘架4可以存储在第一和第二搁架部分14和15中。这是十分有利的，因为更多的空接收盘架4可以依次拉出到一个盘架拉出机构23、24上，从而能够将更多数量的试样容器2拾取到接收盘架4上。

下面，将参考图4和5来介绍拾取所要求的试样容器2的过程。首先，通过与控制部分30相连的输入装置31输入所要拾取的试样容器2的数据(步骤S1)，接着程序启动(步骤S2)。将传送机构20的底板22移动到靠近空接收盘架4的位置，并用盘架拉出机构24拉出接收盘架4，于是接收盘架4位于底板22上(步骤S3)。在拉出操作中，盘架拉出机构24的滑动臂在空接收盘架4下面水平移动，然后略微向上移动，从而使接收盘架4略微离开搁架。接着，缩回滑动臂在底板22上面移动盘架4。

接着，移动传送机构20，使另一个盘架拉出机构23到达面对特定盘架3的位置，盘架3容纳有已通过输入装置31输入信息的试样容器2(步骤S4)。接着，该指定盘架3被传递到盘架拉出机构23上(步骤S5)。于是，指定的盘架3和空的接收盘架4并排布置，如图4所示。

接着，拾取机构29固定指定盘架3中所要求的试样容器2并将其传送至接收盘架4(步骤S6)。在完成传递之后，通过盘架拉出机构23使指定的盘架3返回其初始位置(步骤S7)。

如果要拾取不同盘架中的若干个试样容器2，就重复进行上述步骤S4至S7。另外，如果第一接收盘架4中装满了试样容器2，而需要有空的第二接收盘架4来容纳所要的其余试样容器2，那么就通过第二盘架拉出机构24使第一接收盘架4返回其初始位置，然后第二盘架拉出机构24从搁架上拉出第二接收盘架4，于是程序返回到S4(步骤S9)。当全部所要求的试样容器被重装到接收盘架4中后，使接收盘架4返回其初始位置(步骤S10)。

在上述布置方式中，由于两个盘架拉出机构23和24是并排设置的，所以能够方便地在两个盘架3和3之间或者在盘架3和接收盘架4之间进行试样容器的重装。因此，能够对试样容器进行适当的排列(布置)。此外，由于机构23、24以及重装机构26的拾取机构29设在传送机构20上，所以可以在由第一和第二搁架部分14和15形成的空间中进行两个盘架3和3之间或者盘架3和接收盘架4之间的重装操作。换句话说，不必如图9和10所示的传统系统中那样将盘架运到另外的重装区域。因此，可以节省重装操作的时间。

图6和7示出了在两个盘架3和3之间重装试样容器的过程。在图7中，黑色圆圈表示放置了试样容器，白色圆圈表示没有放置试样容器，而阴影线圆圈表示已经移动的试样容器。如图6所示，通过盘架拉出机构23和24将两个盘架3-1和3-2分别拉出至底板22上面的位置。接着，拾取机构29在两个盘架3-1和3-2上移动而将盘架3-1中的所有试样容器2转移到盘架3-2中所要求的位置上，如图7所示。

在完成重装之后，每个盘架返回各自的初始位置。或者，可以将新的空盘架3-1用作接收盘架4。还有一种方法是，可以设置一盘架收集部分(未示出)以收集新的空盘架3-1。

图8示出了在同一个盘架3中对容器2进行适当排列以实现试样容器2的重新布置。在重新布置之前，试样容器2散布在盘架3中。通过操作盘架拉出机构23或24以及拾取机构29，可以使试样容器2以密集方式重新布置。因此，可以有效地利用存储部分10的空间。

在本实施例中，试样容器2可以自动存储到存储部分10中。首先，由条形码读出器(未示出)读取试样容器2的条形码，所要存储的试样容器2放置在接收盘架4中。接着，将试样容器2的存储情况通过输入装置31输入到控制部分30中。然后，盘架拉出机构24(或23)将接收盘架4拉出至底板22上面的位置。由于控制部分30可以识别各盘架3中试样容器的布置方式，所以控制部分30选择已经存储在第一或第二搁架部分14、15中并能放置额外试样容器2的适当盘架3。然后用另一个盘架拉出机构23(或24)拉出所选定的盘架3，并通过拾取机构29将试样容器2从接收盘架4传递至选定的盘架3。所以，试样容器可以自动存储在适当的盘架中。

虽然已经参考具体实施例对本发明作了详细介绍，但是本领域的技术人员在不违背本发明精神和范围的情况下显然可以作出各种修改和变化。举例来说，如果容器2中的试样需要温度控制，可以在箱形框架11中安装温度控制装置。

此外，框架11和门12、13可以用带有许多穿透厚度的孔的冲压金属板制成，从而存储部分10的内外空间之间形成自由通风。因此，即使存储部分10未设置温度控制装置，只要该存储部分10安装在配有空调系统的房间中，也可以通过这些孔对存储在存储部分10的试样容器2进行温度控制。所以，存储部分10不需要额外的空间来安装温度控制装置，从而增大了用于试样容器2的安放空间。

此外，在上述实施例中，每个盘架拉出机构23、24的滑动臂可沿竖直方向和前/后方向移动以到达紧靠存储于搁架的所要求盘架3和接收盘架4底部下面的位置。但是，通过在滑动臂的顶面上设置伸缩爪可以使滑动臂不必作竖直运动。当伸缩爪从盘架底面通过时爪子缩回，而当伸缩爪已经通过盘架底面时爪子伸出，可与盘架的竖直后壁接合。此外，在上述实施例中，条形码设在接收盘架4上用以识别接收盘架4的位置和数目。但是，可以不用条形码而是通过输入装置31将接收盘架4的位置和数目输入控制部分30中。

Claims (11)

1.一种存储固定在盘架的试样容器的自动存储系统，包括：

外框，带有后壁、设有前开口的正面、以及可枢轴转动地固定在所述正面的前门，可打开和关闭所述前开口；

第一搁架部分，布置在所述外框中并固定到所述后壁上用以存储若干盘架，所述盘架可安放许多试样容器；

第二搁架部分，布置在所述外框中并固定到所述前门上用以存储若干盘架，所述盘架可安放许多试样容器，所述第一搁架部分和所述第二搁架部分是并排布置的，其间形成一空间；

可在所述空间中移动的传递部分，包括盘架拉出机构，用来从所述第一和第二搁架部分中的任一个拉出盘架，使拉出的盘架保持在所述盘架拉出机构上，以及使拉出的盘架返回到所述第一和第二搁架部分中的一个；和

与所述传递部分相连的控制部分，用来管理其操作过程以及管理所述盘架和试样容器的位置数据。

2.根据权利要求1所述的自动存储系统，还包括设在所述传递部分上的重装机构，用来将至少一个试样容器从所述盘架上的第一位置移动到同一盘架的第二位置或移动到固定于所述盘架拉出机构的不同盘架上的第二位置，所述控制部分还与所述重装机构相连以管理其操作过程。

3.根据权利要求1所述的自动存储系统，其特征在于，所述前门包括左前门和右前门，所述第二搁架部分分成固定在所述左前门上的左搁架部分和固定在所述右前门上的右搁架部分。

4.根据权利要求2所述的自动存储系统，其特征在于，所述传递部分包括：

沿所述空间移动的水平移动件；

与所述水平移动件相连并可沿所述水平移动件竖直移动的底板，所述盘架拉出机构布置在所述底板上。

5.根据权利要求4所述的自动存储系统，其特征在于，所述盘架拉出机构包括：

左拉出机构，布置在所述底板上并能到达存储在所述第一和第二搁架部分其中一个的第一盘架；和

右拉出机构，布置在所述底板上并沿所述空间的纵向位于所述左拉出机构的旁边，所述右拉出机构能够到达存储在所述第一和第二搁架部分其中一个的第二盘架，因此两个盘架是并排布置的，分别被所述左拉出机构和所述右拉出机构固定。

6.根据权利要求5所述的自动存储系统，其特征在于，所述重装机构包括：

支承杆，布置在所述底板上并可沿框架的前/后方向移动，所述支承杆在所述左拉出机构和所述右拉出机构的上面沿所述空间的纵向延伸；和

拾取机构，支承在所述支承杆上并可沿所述支承杆移动，所述拾取机构还可沿竖直方向移动并带有固定所述试样容器的支臂，所述试样容器由所述左右拉出机构其中一个上的所述盘架支承。

7.根据权利要求1所述的自动存储系统，其特征在于，每个盘架设有用于识别的条形码，所述自动存储系统还包括：

条形码读出器，布置在所述传递部分上并与所述控制部分相连以读出每个条形码并传输所述第一和第二搁架部分上的每个盘架的位置数据。

8.根据权利要求7所述的自动存储系统，其特征在于，所述若干盘架包括：

若干个第一盘架，用来将所述试样容器放置其中以存储到所述第一和第二搁架部分；和

若干个第二盘架，用作从所述若干个第一盘架收集所述试样容器的接收盘架，所述若干个第二盘架也可以存储在所述第一和第二搁架部分。

9.根据权利要求1所述的自动存储系统，还包括布置在所述外框中的温度控制装置。

10.根据权利要求1所述的自动存储系统，其特征在于，所述外框设有许多通风孔。

11.根据权利要求1所述的自动存储系统，还包括设在所述外框底部的脚轮。

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