JP2014235171A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試料容器を、第１の場所から別の場所にある試料容器キャリアに搬送および設置する装置において、より少ない費用で製造できる装置を提供する。
【解決手段】試料容器３を把持するように構成された把持部６と、把持部６を保持するように構成された把持部ホルダ８と、把持部ホルダ８が、移動の間に定められた移動経路に沿って動くように、把持部ホルダ８と機械的に相互に作用する移動経路決定手段９と、把持部ホルダ８の移動をもたらすように構成された把持部ホルダ駆動部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、試料容器または同様の容器を、第１の場所にある試料容器キャリアから取り外し、別の場所にある試料容器キャリアに搬送してそこに設置することが可能な装置に関する。第１の場所を開始位置といい、別の場所を標的位置という。

この種の移動においては、試料容器キャリアからの取り外しおよび設置の両方において、垂直移動成分が必要である。

上述の種類の装置はすでに知られており、そこでは容器の保持および解放が可能な把持部が、３次元に動かされ得る。把持部は垂直に持ち上げることができ、またガントリーを用いて、１つの平面において任意の所望の方法で動かされ得る。このために、少なくとも３つのモータが必要とされる（特許文献１）。

同様に、チューブの形状の容器を保持できる把持部も知られている（特許文献２、特許文献３）。

既知の装置の構造およびデザインに関しては、費用がかなり高く、同様に誤差の可能性もかなり多い。

米国特許第６９１９０４４号明細書 米国特許第５７７５７５５号明細書 米国特許第７１２８８７４号明細書

本発明の目的は、より少ない費用で製造できる、上述の種類の装置を利用可能にすることである。

この目的を達成するために、本発明は、請求項１に示す特徴を有する装置を提案する。本発明の実施形態は、従属請求項の内容を形成する。

この装置は、試料容器を、開始位置から標的位置まで移送および搬送するために機能する。

本発明による装置は把持部を用い、これは、試料または例えば試験管の態様の試料容器を保持することができ、また言うまでもなく、この試料または試料容器を解放することができる。

把持部は、把持部ホルダに取り付けられ、これは駆動部を用いて、所定の移動経路に沿って動かされ得る。

移動経路決定手段は、把持部ホルダに機械的に連結され、把持部ホルダの移動経路、ゆえに把持部の移動経路も機械的に決定し、ここで移動経路は、水平成分および垂直成分を有し得る。この移動経路は、空間中の、任意の所望の形状の線を有していてもよい（または線そのものであってもよい）。移動経路は、移動経路に沿った移動の間に、把持部が開始位置から標的位置まで動かされるように、移動経路決定手段によって決定される。

本発明によれば、垂直成分および水平成分を用いて、移動経路に沿った任意の所望の移動プロファイルを作り出すために必要となるのは、例えば、電気的な、単一の駆動部のみである。

一実施形態において、移動経路は１自由度しか有さない。移動経路は、移動経路に沿った把持部ホルダの移動の間に、把持部が開始位置から標的位置まで動かされるように、移動経路決定手段の構造的なデザインに基づき、決定または設定される。固有の開始位置および固有の標的位置を用いるので、１自由度で充分である。移動経路は、例えば、空間中の、任意の所望の曲率の線であってもよい。

さらなる実施形態において、把持ホルダの駆動部は、単一の電気モータを有する。これはこのような装置の製造コストを減少させるだけでなく、特に、維持管理コストおよび修理コストも減少させる。誤差の可能性の数も同様に減少する。

一実施形態において、把持部の作動手段は、把持部の作動のために、把持部ホルダの移動により生じるポジティブな制御をもたらすように設けられてもよい。このポジティブな制御は、把持部ホルダを用いてトリガするか、または作動することができ、これにより把持部は、その移動の間に開始位置または標的位置に到達する。仮に、例えば、把持部が空の状態で試料容器へ動かされる場合、把持部が開放し得る。把持部が試料容器の移動のために開始位置に到達するとすぐに、把持部はポジティブな制御により閉鎖され得る。把持部はこれにより試料容器を保持する。

一方で、把持部が試料容器と一緒に標的位置に到達する場合、標的位置への到達時にポジティブな制御が把持部を開放し得る。

しかしながら、装置が、例えば専用の電気駆動部など、把持部の作動のための専用の機構を有することも同様に可能であって、また本発明により提案されている。

把持部が行う移動が、垂直の持ち上げ移動および水平の直線移動から構成され得ることは、すでに言及されている。一実施形態において、移動経路決定手段は、移動経路が少なくともその一端で、垂直の持ち上げ移動をもたらす部分を有するような方法で機械的に構成される。それゆえ、開始位置および／または標的位置にある把持部が、完全に垂直な移動を行うことが確実にされ得る。これは、試料容器を試料容器キャリアの外に持ち上げるため、または、試料容器を試料容器キャリア内に挿入するために、必要な場合がある。

しかしながら、移動経路決定手段が、移動経路が少なくともその一端で、水平移動成分を有するような方法で機械的に構成されることも同様に可能であって、また本発明により提案されている。この種のデザインは、駆動部を簡易化し、また、試料容器を試料キャリアの外に持ち上げるか、試料容器を設置するために、非常に短い垂直成分が必要とされるか、あるいは設置もしくは除去が可能になったことが確実になった場合に適している。

このために、装置は、短いストローク移動や、試料または試料キャリアの開始位置および／または標的位置の変更のために、駆動手段を有していてもよい。短いストロークとは、実際の移動経路に対する可動範囲が小さいものと理解される。この移動は、試料容器キャリアからの試料容器の持ち上げ、および試料容器キャリアへの設置を、それぞれ可能にするように行われなければならない。

可動範囲は、搬送動作が行われるのと同じ方向に設けられてもよい。

移動経路決定手段も、移動経路が、その一端または両端に垂直成分または水平成分のみを有するように、すなわち、試料容器の完全に垂直な移動または完全に水平な移動が、移動経路の一端または両端でもたらされるように、機械的に構成され得る。

さらなる実施形態において、移動経路決定手段は、ガイドレールの形状で設けられてもよく、これに沿って、把持部用の把持部ホルダは、ローラー、ランナーなどを用いて移動する。

ガイドレールも、歯付きラックまたは線形モータの固定子として具体化されてもよい。

移動経路決定手段を実施するために、本発明により提案されるさらなる可能性は、移動が、機械的に連結されたリンクの装置によってもたらされることである。

試料容器を開始位置から標的位置まで移送および搬送するための装置は、試料容器を把持するように構成された把持部を有していてもよい。

さらに、把持部ホルダが設けられてもよく、これは把持部を保持するように構成されている。

さらに装置は、試料容器用の移動経路を有していてもよく、ここで（把持されるべき）試料容器は、把持部ホルダが実行可能な移動自由度の、水平の突出部を有する。このようにして、試料容器は、平面上または水平に、その水平の移動自由度に沿って動かされる把持部ホルダに追随する。

移動経路は、試料容器の位置を確認可能なセンサを有していてもよい。このセンサは、把持部ホルダの移動により導かれる試料容器の移動の間に読み取られ得る。

移動経路は、試料容器をアクティブに移動させるように構成されていてもよい。

移動経路は、水平方向の力が試料容器に印加されないように切り替えられてもよい。

移動経路は、垂直方向の力が試料容器に印加されるように設計されてもよい。

本発明のさらなる特徴、詳細および利点は、その表現が参照により明細書の内容に組み込まれている請求項および要約から明らかになり、また、以下の本発明の実施形態の記載および図面からも明らかになる。

本発明の第１の例示的な実施形態による装置の、非常に概略的な図である。 本発明の第２の実施形態による装置の、非常に概略的な図である。 図１に対応しているが、図１に関して変更がなされている実施形態を示す図である。 本発明による装置の移動経路を実施するための、歯付きラックの一端の非常に簡略化された図である。

図１は、本発明による装置がどのように構成され、どのように使用されるかを示す非常に概略的な図である。試料容器キャリア２は、左側に示す開始位置１に設けられている。試料容器３（例えば、試験管）は、試料容器キャリア２内に入れられている。図１の右側は標的位置４を示し、そこにも同様に試料容器キャリア５が設けられる。試料容器キャリア５は、複数の試料容器３を受け入れるように機能でき、例えば、ラックと呼ばれるものとして具体化されてもよい。本発明による装置は、ここで、開始位置１に設けられた試料容器キャリア２から、標的位置４の試料容器キャリア５へと、試料容器３を搬送することが意図されている。また、当然のことながら、この装置は、次に開始位置となる標的位置から、次に標的位置となる開始位置へと、試料容器３を戻すように運ぶことも可能であるべきである。

この装置は把持部６を備える。把持部６は、概略的に示されている。把持部は、試料容器３を固定および解放することが可能である。把持部６は、ロッド７を用いて把持部ホルダ８上で揺動するように吊り下げられる。ガイドを用いることにより、把持部ホルダ８は、レール９である移動経路決定手段上でガイドされ、レール９に沿って変位され得る。これは、ローラー、ホイール、ランナーなどによりもたらされ得る。開始位置１に割り当てられたその端部エリアにおいて、レール９は、斜め上方に向けられたプロファイルを有し、すなわち、レール９は、水平プロファイル成分および垂直プロファイル成分の両方を有する。レール９は適切な位置に固定され、同様に斜めのプロファイルを用いる、標的位置４を割り当てられたその第２の端部まで、浅い弧状に延びる。ゆえにこのレール９は、把持部ホルダ８用の移動経路を画定する。

装置は、レール９に沿って、把持部ホルダ８、およびそこに吊り下げられる把持部６を変位させることが可能な電気駆動部（図示せず）を備える。例えば、これは、電気モータに連結され、把持部ホルダ８に係合するケーブル牽引装置であってもよい。駆動部の可能な動作は、二重の矢印により示されている。駆動部がここで起動すると、図１の位置１から開始して、把持部６は、最終的にレール９の第２の端部で再び降下されるまで、上方および右へと移動させられる。

把持部６は、２つの安定した状態、すなわち、開放状態および閉鎖状態を有する。閉鎖状態において、把持部は試料容器３をしっかりと保持する一方で、開放状態においては、試料容器３が解放される。図１の位置１から開始して試料容器３を搬送するために、把持部が閉じ、それにより試料容器３を把持する。その後、把持部は、その端部位置に到達するまで、駆動部によって右に動かされる。端部位置において、把持部６はポジティブな制御により開放される。試料容器３はそれにより解放される。

試料容器キャリア２または５も、試料容器を側方で支持し、把持部６の水平移動成分が、開始位置１および標的位置４の両方において可能であることから、試料容器キャリア２または５は、この水平移動成分を調整するために、短い距離の分だけ把持部６の水平移動に追随する。このために、２つの試料容器キャリア２および５は、例えば、搬送方向における短いストローク移動を実行できる、プラットフォーム１０上に配置される。これは、図１においては、短い搬送ベルトにより示されている。このようにして、各試料容器キャリア２、５は、搬送方向へと短い距離だけ変位され得る。

図２は、本発明による装置の第２の実施形態を示し、移動の制御の種類が変更されている。第１リンク１２は、静止した支台１１上の水平軸周りに枢動可能に取り付けられる。静止した支台１１から離れた方へ向かう端部において、リンク１２は、同様に水平軸周りに枢動可能な第２リンク１３に接続される。示される実施形態において、第２リンク１３は第１リンク１２と同じ長さである。

第２リンク１３の自由端１４は、駆動軸受１５に枢動可能に接続される。支台１１が配置され、この駆動軸受１５を両方向に線形に変位できる駆動部を備える面において、駆動軸受１５は、変位可能に線形にガイドされる。また、変位可能性は、支台１１を超えて広がる。これは、支台１１が配置される面の後方に駆動軸受１５が配置されることによって達成され得る。

把持部６が接続ロッド７を介して吊り下げられる把持部ホルダ８は、２つのリンク１２および１３の間の接続場所１６に配置される。示される矢印の方向への駆動軸受１５の変位時に、把持部６は、円弧に対応する移動を行う。このようにして、把持部６、およびこれに伴う試料容器３は、開始位置から標的位置へと移送され得る。

図２の破線は、駆動軸受１５が、固定された支台１１を超えて右に変位された場合に、２つのリンク１２、１３により取る位置を示す。

図２の駆動部の把持部６は、開始位置および標的位置において、水平成分を有する移動も行うので、図２の装置では、試料容器３を受け入れる試料容器キャリア２、５の変位可能性を用いて、調整がなされ得る。

図２の実施形態においては、この短いストローク移動を実行する、本質的に固定された支台１１によっても調整がなされ得る。

図２の実施形態においては、支台１１の第１リンク１２の静止軸受が、より高く、すなわち、試料容器２、５がある面からより離れた距離に配置されることも同様に可能である。静止支台１１の軸受軸の距離と、把持部６を把持部ホルダ８に接続するロッド７の長さとが、リンク１２が、対応する試料容器２、５のための把持部６の受け取り位置で水平に延びるように、互いに対して適合されている場合、把持部６の移動は、垂直移動成分のみで開始する。この場合、支台１１の試料容器キャリア２、５の短いストロークの水平移動による、対応する調整は必要ない。

図３は、図１に対してわずかに変更されている実施形態を示す。ここでは、把持部６を制御するために、専用のガイドレール１８と相互に作用するリンク１７が備えられている。このガイドレール１８は、レール９とは異なるプロファイルを有する。リンク１７およびガイドレール１８は、開始位置１または標的位置４に達したときに、把持部６を作動させるように構成されている。把持部６はその状態に応じて、開放または閉鎖されることが意図されており、また、両方向への搬送のために、開始位置１および標的位置４は交換可能であるので、把持部の異なる制御は、例えば、ガイドレール１８の切り替え点を介して達成され得る。

例えば、把持部または把持部の一部を作動させるリンク１７のためのガイドレール１８は、その範囲のほとんどにわたって、レール９と平行に延び、把持部６の制御が影響を及ぼされるべき端部エリアにおいてのみ、逸脱した経路を用いることができる。機械的に定められた移動経路、この場合においてはレール９により決定されている移動経路は、所定の開始位置および所定の標的位置を有するので、直接の機械的制御も、把持部６の作動のためのポジティブな制御として用いられ得る。

図１〜３において、試料容器キャリア２、５は一つの面内に示されている。しかしながら、本発明により提案される装置は、試料または試料容器を、その両方が同一の高さレベルではなく、異なる高さレベルに配置されている場合であっても、開始位置から標的位置まで移送するためにも用いられ得る。

把持部は、２つ以上の試料容器３を保持および搬送できるように作動されてもよい。

次に、図４は、ガイドレールの詳細、すなわち、ここでは歯付きラック１９として設計されているガイドレールの端部を示す。例えば、歯付きラック１９は、図４において左側および上側に歯を有する一方で、その反対側では滑らかである。把持部ホルダ２０は、歯付きラック１９の歯と係合する、歯付きホイール２１を有する。その反対側には、押圧ホイール２２が回転可能に配置され、歯付きラック１９が、片側の歯付きホイール２１と、反対側の把持ホルダ２０の押圧ホイール２２との間を通過する。このようにして、把持部ホルダ２０は、歯付きラック１９に固定される。歯付きホイール２１を駆動して回転させる電気モータは、それゆえ、駆動目的で機能する。これも同様に移動経路の端部が垂直となる可能性を有する。

本発明は、１つまたは２つ以上の試料容器が、開始位置から標的位置へと搬送されることを可能にし、ここで開始位置および標的位置の役割は交換可能である。把持部の移動は、持ち上げ移動と直線移動の組み合わせである。単純な駆動部を用いて、把持部は、機械的に定められた移動経路に沿って動かされる。

Claims (10)

1. 試料容器（３）を、開始位置（１）から標的位置（４）まで移送および搬送する装置であって、
   前記試料容器（３）を把持するように構成された把持部（６）と、
   前記把持部（６）を保持するように構成された把持部ホルダ（８、２０）と、
   前記把持部ホルダ（８、２０）が、移動の間に定められた移動経路に沿って動くように、前記把持部ホルダ（８、２０）と機械的に相互に作用する移動経路決定手段（９）と、
   前記把持部ホルダ（８、２０）の移動をもたらすように構成された把持部ホルダ駆動部と
   を備える装置。
2. 前記移動経路が、単一の自由度を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記把持部ホルダ駆動部が、単一のモータを備えることを特徴とする請求項１または２記載の装置。
4. 前記把持部ホルダ（８、２０）の移動に応じて、前記把持部（６）の作動をもたらすように構成された把持部作動手段（１７、１８）により特徴付けられる請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記移動経路が、その少なくとも一端で、垂直成分を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記移動経路が、その少なくとも一端で、水平成分を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記移動経路の水平成分に対する調整のために、前記試料容器（３）の前記開始位置（１）および／または前記標的位置（４）を変更するように構成されている駆動手段に特徴付けられる請求項６記載の装置。
8. 前記移動経路決定手段が、ガイドレール（９）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記移動経路決定手段が、機械的に連結されたリンク装置（１２、１３）を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記把持部（６）が、複数の試料容器（３）を把持するように構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。

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