JP2019512707A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

搬送装置（１０）は、実験容器（１２,１２ａ,１２ｂ,１２ｃ）を位置決めおよび提供するものであり、初期領域（３０）と供給領域（６０）との間で実験容器（１２）を前後に搬送するための少なくとも１つの第１搬送ユニット（３２）を有するものであり、初期領域（３０）から所定の高さ領域（５０）におよびその逆にも実験容器（１２）を垂直に搬送する第１搬送ユニット（３２）と、高さ領域（５０）から供給領域におよびその逆にも実験容器（１２）を水平に搬送する第２搬送ユニット（５６）とを有する。各搬送ユニットは、実験容器（１２）が分析または準備のために供給領域（６０）に保持されるように、軸（Ａ）に沿って実験容器（１２）の並進運動だけを行い、実験容器（１２）を第１搬送ユニット（３２）の軸（Ａ）に対して中心合わせを行うセンタリング装置（３４,４０）を備え、第１搬送ユニット（３２）は、実験容器（１２）のための支持体（３４）を有し、該支持体は水平に延びており、第１搬送ユニット（３２）の軸（Ａ）は支持体の表面に対して直角に延びており、センタリング装置（３４,４０）は、支持体（３４）の回転駆動部（３８）と、一方向に円錐状に傾斜する実験容器（１２）のための側方リングガイド（４１）とを有しており、支持体（３４）の上で実験容器（１２）を前記軸（Ａ）を中心に回転させ、支持体（３４）を側方リングガイド（４１）でガイドしながら円錐状の傾斜方向に移動させ、実験容器（１２）を軸（Ａ）に対して支持体（３４）の中心に配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前段部分で特定された形式の関連装置において、分析、試料調製および／または試料操作を行うための試料、微生物、細胞培養物などのための実験容器を位置決めおよび提供するための搬送装置に関する。

先行技術では、生物学的材料を分析または処理するための装置に設けられ、実験容器（通常、スタックに配置されたペトリ皿）を入力領域に個別に取り出して分析領域に搬送する把持部を用いた搬送ユニットが知られている。分析中、把持部は、ペトリ皿を保持し、装置の設定に応じて入力領域に戻すか専用の出力領域に送る。

このために、アクチュエータは、単一の把持部を複数の軸に沿って直線的且つ回転的に動かす。これは、設計の観点から、また比較的低コストで容易に実施することができる。

把持部を移動させる軸の数が多くなるほど、位置決め精度の程度は低くなる。しかし、ペトリ皿を分析のために配置しなければならない位置から僅か数ミリメートルずれることで、不正確な結果につながる。

一般的な搬送装置は、特許文献１に開示されている。この搬送装置は、初期領域から分析または準備のために実験容器を留めておく供給領域に、実験容器を供給および／または除去するための第１搬送ユニットを少なくとも有する。この場合、複数の搬送ユニットが設けられ、各搬送ユニットは、１つの軸に沿って実験容器の並進運動のみを行う。第１搬送ユニットは、初期領域から所定の高さ領域に実験容器を垂直に搬送（その逆にも搬送）する。実験容器を高さ領域から供給領域に水平に搬送（その逆にも搬送）する第２搬送ユニットが設けられている。しかしながら、この場合、分析装置との位置合わせの正確性は十分ではない。

米国特許出願公開第２０１６／００８３６８６号明細書

本発明の目的は、上述した欠点を回避しつつ、任意の回数の実験容器の正確な位置決めを保証するために、実験容器を位置決めおよび供給するための搬送装置をさらに開発することにある。

この目的は、請求項１の前段部分も含め請求項１に記載された特定事項によって達成される。

従属の請求項は、本発明の有利な発展を提供する。

本発明は、完全な移動を行う多軸アクチュエータの代わりに、軸に沿ってそれぞれ単一の動作を行う直列に配置された複数のアクチュエータを用いることができるという知見に基づく。これにより、分析装置に対して実験容器をより正確に位置決めし、保持することが可能になる。さらに、その方向性および配置を検証および改善するための追加の手段を介在させることが可能である。これにより、システムの柔軟性と精度が向上する。

本発明の実施形態によれば、軸に沿って実験容器の並進運動を行うだけの搬送ユニットが複数設けられている。実験容器（具体的には、ペトリ皿）を初期領域から所定の高さ領域に垂直に搬送（その逆にも搬送）する第１搬送ユニットと、ペトリ皿を高さ領域から供給領域に水平に搬送（その逆にも搬送）する第２搬送ユニットとが設けられている。垂直搬送と水平搬送が異なるアクチュエータに割り当てられているので、実験容器の位置決め精度を大幅に高めることができる。その結果として、実験容器が装置に正確に位置合わせされているので、後の分析または準備においてはるかに正確で信頼性の高い結果が期待できる。

さらに、実験容器を第１搬送ユニットの軸に対してセンタリング（中心合わせ）を行うセンタリング装置が設けられている。したがって、実験容器は、第１搬送ユニットから第２搬送ユニットに搬送される時点で、事前にセンタリングされている。そのため、第２搬送ユニットは、供給領域での分析において実験容器を精密な位置に保持する必要がある場合には、小さな修正を行うだけでよい。これにより、搬送装置の性能がさらに向上する。

この場合、第１搬送ユニットは、水平に延びる実験容器用の支持体を有し、第１搬送ユニットの軸は、垂直に延びている。第３搬送ユニットは、初期領域において、実験容器を第１搬送ユニットの支持体の上に置くのに十分なほど遠くまで動かす。第１搬送ユニットの動作により、支持体の上に置かれた実験容器は、第２搬送ユニットによって引き継がれる所定の高さ領域に到達する。この解決手法は、簡易で安価である。

さらに、センタリング装置は、支持体の回転駆動部と、一方向に円錐状に減少する実験容器用の円錐形リングガイドとを備える。実験容器をセンタリングするために、支持体は、円錐形リングガイドが減少する方向に実験容器と共に移動する。リングガイドの内径は、最大拡張部で、使用される最大の実験容器の直径よりも大きくなるように寸法が調整される。リングガイドの内径は、最小拡張部で、使用される最小の実験容器の直径よりも小さいので、実験容器はセンタリング工程の終了時にリングガイド上に支持される。リングガイドのサイズが減少する方向へ移動中の支持体の回転は、リングガイド内の実験容器の斜面に対抗する。これは、分析または準備に使用される装置に関する実験容器の迅速且つ確実なセンタリング、そして正確な位置決めを達成する簡易な方法である。

本発明の有利な実施形態では、実験容器を入力領域から初期領域に水平に搬送する第３搬送ユニットが設けられている。これは、例えば、入力領域を初期領域からより遠くに配置することを可能にし、実験容器の入力（投入）の柔軟性を高めることができる。

実験容器を初期領域から出力領域に水平に搬送する第４搬送ユニットをさらに設けることが有利と考えられる。入力領域から離れた出力領域を設けることにより、実験容器のより高い負荷容量を達成することができる。さらに、原理的には、搬送装置への実験容器の投入および搬送装置からの実験容器の出力（取り出し）が互いに独立しているので、連続的な搬送および分析が可能である。したがって、搬送装置の性能はより効率的である。

好ましくは、支持体は、垂直に延びる軸に沿って上下に移動することができる。垂直に延びる軸に沿って上下に動くことは、実装が容易であり、故障し難い。

特に、回転駆動部は、第１搬送ユニットと一体となっている。

別の有利な実施形態では、実験容器がリングガイド内に導入される方向と供給位置へ移動する方向とが互いに反対である。したがって、実験容器は、１つの軸に沿って移動するだけで、センタリングされ、供給位置に移動することができる。これにより、搬送装置の構造が簡易となり、エラーの可能性が減少し、コストが削減される。

好ましくは、センタリング装置の回転軸と第１搬送ユニットの垂直軸とは同一である。これにより、支持体、回転駆動部および第１搬送ユニットの軸を相互に容易に一体化することができる。その結果、第１搬送ユニットおよびセンタリング装置の構成が簡易となり、エラーが起きにくくなり、コストが低減される。

特に、誤って位置決めされた実験容器が分析領域に搬送されるのを防止するために、少なくとも１つの位置センサが初期領域の上流に配置され、位置センサは、上部および下部に関する実験容器の位置決めを検出する。これは、誤った位置決めが検出されると、実験容器を出力領域に直接搬送することができるため、移送プロセスの時間が節約される。搬送される実験容器の整列が分析／調製／製造の目的に無関係である場合には、位置センサを単に非稼働または省略することができる。

本発明のさらなる態様では、実験容器は、回転対称形であり、その高さに亘って異なる直径を有する。特に、実験容器は、上部に向かって開いており、第１の外径を有する容器部と、容器部を閉じるための蓋とを有し、この蓋は第２の外径を有し、第２の外径は第１の外径よりも大きい。異なる外径は、容器部を蓋と区別することを容易にする。回転対称形は、入力、把持および出力中に、水平面に対する実験容器の位置合わせを無視することができるので、実験容器の全体的な取り扱が容易となる。これにより、搬送装置がより効率的且つ安全になる。また、液体で満たされたバイアルおよび／または円筒容器も考えられる。

位置センサモジュールが、第３搬送ユニットの搬送路に取り付けられることが有利である。誤って位置決めされた実験容器を位置センサが検出した場合、第３搬送ユニットは、センタリング装置および／または第１搬送ユニットを最初に作動させることなく、そのような実験容器を出力領域に直接搬送することができる。これにより、時間が節約され、搬送装置の動作が改善される。

第３搬送ユニットの搬送方向に対して横に配列された２つの光バリアを設けることが好都合であり、最初に実験容器の大きな外径が入る光バリアが入り込み、次に小さい外径が入るもう一つの光バリアが幾分遅延して入り込み、それによって実験容器の位置決めが決定される。このタイプの測定は、信頼性が高く、安価であり、その利点はとりわけ非接触測定と良好な電磁気適合性である。

ペトリ皿のような実験容器をその明確な識別のためにバーコード化することが実験室で一般的に行われているので、少なくとも１つのバーコードスキャナーが本発明の一実施形態で提供される。実験容器の側面および底面の両方の異なる標準化されたバーコードを読み取ることができるようにするために、バーコードに従って配置された２つのバーコードスキャナーを使用することが好ましい。バーコードは、実験容器およびその試料およびそれらの特性をも明確に識別するために使用されます。

好ましくは、バーコード読み取りプロセスは、第１搬送ユニットの約３６０°の回転運動と組み合わされる。この動きによって、実験容器の水平方向に関係なくバーコードを読み取ることができる。

バーコードが正常に読み取られた後、側方バーコードを規定された水平位置にもたらすために所定の角度だけ回転運動を追加的に続けることが好ましい。この動作により、バーコードが第２搬送ユニットの把持部によって損傷されることを防止することができる。

好ましい実施形態では、第２搬送ユニットは、自由端に把持部を有する搬送アームによって形成される。搬送アームは、より長い距離に亘って実験容器を搬送するために有利に使用することができる。把持部は、実験容器、特にペトリ皿を持ち上げて搬送するのに適しており、実験容器の様々な寸法に容易に適合させることができる。搬送アームと把持部との組み合わせは、第２搬送ユニット、ひいては搬送装置のより広範な用途を可能にする。

好ましくは、把持部は、搬送アームに回転可能に取り付けられており、それによって、実験容器の把持部分を分析装置に対して所定の向きに１８０°回転させ、水平に移動させることができる。例えば、ペトリ皿は、容器部が頂部に位置し、蓋が底部に位置するように保管することが一般的な慣行である。したがって、容器部の開放側は、水蒸気が栄養培地上で凝縮するのを防止するために、下方を向いている。分析装置は、カメラなどの検出ユニットが分析される試料の上方から向けられるように、しばしば設計される。したがって、実験容器は、分析が実行されるために、しばしば１８０°回転される必要がある。このように把持部を回転可能にすることで、搬送装置の使用範囲が増大する。

本発明の有利な構成では、少なくとも高さ領域と供給領域との間に、ＨＥＰＡフィルタを含む吸引装置が設けられることが有効である。とりわけ、この吸引装置は、危険な粒子がプロセス中に放出される可能性があるため、蓋が皿から分離され回転領域にあるときに有効である。したがって、危険な物質、病原性の物質または毒性の物質が、分析時に環境中に放出されるのを防止することができる。これにより、搬送装置の使用が安全になる。

さらに、第１搬送ユニットによって垂直に搬送された実験容器が所定の高さに達したことを検出するセンサが設けられていると非常に有利である。このセンサ情報を用いて第１搬送ユニットを制御することで、実験容器が、その全高に応じて所定の高さまで搬送され、分析ユニットから必要とされる距離に正確に保持されるようにすることができる。したがって、異なる大きさの実験容器は、第２搬送ユニットによって正確に位置決めすることができる。これにより、搬送装置の使用範囲が改善される。

本発明のさらに別の態様によれば、本発明による方法の目的は、分析装置で分析される試料、微生物、細胞培養物などのための実験容器を位置決めし供給する搬送装置の使用によって達成される。上述したタイプの搬送装置では、実験容器が第１搬送ユニットによって初期領域に搬送される前に、実験容器の向きが最初に検出される。これは、実験容器の向きが後続の工程に関係する場合に必要だからである。実験容器の向きが所定の向きと一致する場合、実験容器は初期領域の中央に位置する。しかし、実験容器の向きが所定の向きと一致しない場合、実験容器は、特に第３搬送ユニットによって再び初期領域から除去される。

これにより、適切に整列され、分析、準備または操作され得る実験容器のみが第１搬送ユニットによって分析装置に搬送されることが保証される。そのため、時間が節約され、使用不能な結果の数を減らすことができる。提案された搬送装置により、試料の分析効率が向上する。

本発明の一態様によれば、実験容器は、高さ領域に搬送される前に、垂直軸に対して中心合わせが行われる。高さ領域において、第２搬送ユニットは、分析装置で最適な分析が行われるように、実験容器を正確に位置決めするために微調整する所定の位置にそのまま引き継ぐことができる。これにより、実験容器の配置が悪いために分析が不正確になるのを防止し、分析結果の信頼性をさらに高めることができる。

好ましくは、実験容器は、分析前に開封され、分析後に再び閉鎖される。

通常運転では、第１搬送ユニットによって実験容器を初期領域から高さ領域に移動させ、第２搬送ユニットによって実験容器を供給領域に移動させるために、第３搬送ユニットによって実験容器を入力領域から初期領域に移動させることが好適である。第３搬送ユニットは、実験容器を初期領域から第４搬送ユニットのコンベアベルトの始めまで移動させる。一方では、個々の搬送ユニットが一度に１つの軸に沿って並進運動だけを行うので、実験容器の位置決めの際にその精度を最大限に高めることができる。他方では、搬送ユニットの動作を容易に同期させることができ、各搬送工程の時間を節約することができる。したがって、実験容器の搬送が安全でより効率的になる。

好ましい方法によれば、位置センサと協働する制御ユニットは、所定の方法で整列された実験容器のみが供給位置に搬送されるために初期領域に残り、他のすべては第３搬送ユニットによって初期領域から再び除去される。これにより、分析装置によって分析できるように正確に位置決めがされた実験容器のみが分析装置に搬送されることが保証される。そのため、時間が節約され、使用不能な結果の数を減らすことができる。こうして提案された搬送装置の使用により、試料の搬送効率および分析効率を高めることができる。

少なくとも分析に関連する実験容器の部分、または、第２搬送ユニットによって高さ領域から把持される部分が、供給位置に戻され、分析中では残され、分析後には供給位置に戻されると有利である。これにより、搬送とは別の工程で容器部から蓋を取り外したり、必要に応じて中間に保管したりする必要がなくなる。そのため、搬送がより迅速且つ効率的になり、同時に蓋を失う危険性が低減される。

さらに、センタリング装置に導入された実験容器が支持部材として実験容器と一緒に回転すると非常に有利である。この回転運動は、実験容器をゆっくりと均一に中心合わせをするように作用し、最悪の場合、実験容器が傾くのを防止する。これにより、センタリング工程および搬送工程の安全性が向上する。

本発明のさらなる利点、特徴および可能な適用例は、図面に示された実施形態を参照する以下の説明から明らかになる。

明細書、請求項および図面における用語および符号は、符号の説明の欄に記載されているように使用される。

図１は、本発明による搬送装置の斜視図である。 図２は、初期領域と高さ領域を有する搬送装置の中央部の横断面図である。 図３は、本発明による方法の可能な流れを示すフローチャートである。

図１は、本発明による搬送装置１０の斜視図であり、架台、ハウジングへの接続、または可能な全体システムの他のモジュール／構成要素へのインタフェースを省略して示している。搬送装置１０では、実験容器、特にペトリ皿１２が搬送路１４上を搬送される。

ペトリ皿が開封されたときに放出される可能性のある細菌などを直ちに除去するフィルタを備えたＳ字型の吸引ユニット１６が搬送路１４の下に設けられているので、環境汚染、搬送装置１０の汚染が防止される。吸引ユニット１６は、周囲の空気を吸入し、その後、ろ過されてペトリ皿１２の方向に排出される。吸引ユニット１６によって排出された空気を吸引する吸引装置６２が吸引ユニット１６の上端に対向して設けられており、吸引装置６２に吸引される空気は、ペトリ皿１２の周りを流れ、細菌の漏出を防止する流れ壁を形成する。吸引装置６２には、細菌の空気をろ過するＨＥＰＡフィルタが設けられている。ろ過された空気は、吸引装置６２から再び環境に排出される。したがって、空気は底部から頂部を通過する。

ペトリ皿１２は、従来の２つの部分からなっており、ある領域を包囲する容器部１２ａと、容器部１２ａを閉じる蓋１２ｂとを含む。搬送路１４は、左側から視て、ペトリ皿１２が手動または自動で搬送装置１０に導入される入力領域２０を有する。プッシャー２２は、右側から視て、ペトリ皿１２を、搬送路１４の入力領域２０に隣接する搬送路１４の初期領域３０に移動させる。初期領域３０については、後で詳細に説明する。

初期領域３０の次に、別の搬送路１５の出力領域７０が続き、その出力領域７０でペトリ皿１２が手動または自動で取り出される。出力領域７０には障壁部７２が設けられており、障壁部７２はペトリ皿１２の搬送を妨げ、ペトリ皿１２は障壁部７２によって止められる。追加の搬送路１５のコンベアベルトは、ペトリ皿１２を初期領域３０から出力領域７０の位置に搬送する。

この構成は、プッシャー２２と搬送路１５のコンベアベルトが、ペトリ皿１２と共に移動する全体的な搬送方向Ｆをもたらす。

プッシャー２２は、一方の側でブラケット式に搬送路１４の上に延び、搬送路１４の下に設けられた電動モータによって従来の方法で搬送方向Ｆに沿ってまたはその反対方向に駆動される。この構成では、プッシャー２２は搬送路１４に排他的に設けられる。

追加の搬送路１５は、２つのベルトからなるコンベアベルトを含む。コンベアベルトは、連続式ではないので、後続の選別ユニット（図示省略）がペトリ皿１２を鉛直上方に搬送することを可能にする。

図１は、プッシャー２２をペトリ皿１２と共に入力領域２０に示している。搬送路１４には、入力領域２０と初期領域３０との間に、図示しない中央制御ユニットに接続された位置センサ２４が設けられている。位置センサ２４は、２つの光バリア２４ａ，２４ｂを有しており、２つの光バリア２４ａ，２４ｂは、上方の光バリア２４ａがペトリ皿１２の容器部１２ａまたは蓋１２ｂを検出し、下方の光バリア２４ｂがペトリ皿１２の蓋１２ｂまたは容器部１２ａを検出するように、互いに上下に離間して設けられている。

ペトリ皿１２の容器部１２ａおよび蓋１２ｂの異なる直径は、位置センサ２４がペトリ皿１２の向きを検出することを可能にする。ペトリ皿１２の蓋１２ｂは、容器部１２ａをある面積で包囲するため、容器部１２ａよりも大きな直径を有する。その結果、２つの光バリア２４ａ，２４ｂのうち一方は、最初に蓋１２ｂの通過を検出し、他方は、容器部１２ａの通過を検出する。

ここで説明する本発明の実施形態では、ペトリ皿１２は、蓋１２ｂを底部に、容器部１２ａを頂部に位置させた状態で導入される。第１に、ペトリ皿１２はこの状態でしばしば保管される。第２に、ペトリ皿１２のこの姿勢は、蓋１２ｂを取り外したり、処理中に一時的に保管したり戻したりする追加の工程を行うことなく、処理後に容器部１２ａが容易に取り外しおよび交換され得るので、試料の処理に有利である。これは、請求項に係る方法を説明する際に詳細に説明する。

初期領域３０において、搬送路１４は、図２に示す円錐形テーパ付き側方リングガイド４１を有する円形凹部４０が設けられている。凹部４０には、軸Ａに沿って上下動可能な持ち上げ装置３２が設けられている。持ち上げ装置３２は、垂直移動用の駆動部３６と、軸Ａを中心に回転可能な支持板３４とを有する。支持板３４の直径は、搬送路１４の凹部４０を最小限のクリアランスで通過できるような寸法にされている。支持板３４の下方には、支持板３４の回転運動のための電気駆動部３８が取り付けられている。

持ち上げ装置３２と一緒に垂直に変位し回転することができる支持板３４と、円錐形テーパ付き側方リングガイド４１を有する凹部４０は、さらに、ペトリ皿１２の正確な中心合わせのためのセンタリング装置を形成する。センタリング工程は、後で詳細に説明する。

図１は、ペトリ皿１２が支持板３４上に正確に中心合わせされ、搬送路１４の上方の高さ領域において配置されたペトリ皿１２と共に支持板３４を示している。

高さ領域５０には、ここには示されていない装置、例えば容器部１２ａに収容された試料の分析装置による分析／操作／調製のための準備領域がある。

より具体的には、蓋１２ｂの上に置かれた容器部１２ａは、高さ領域５０内の把持部５２によって持ち上げられ、続いて、支持板３４は、少なくとも半径と蓋１２ｂの高さに安全距離を加えた距離を下方に移動する。把持部５６は、容器部１２ａのみを搬送する。把持部５６は、容器部１２ａを１８０°回転させ、平行移動させて供給領域に移動させる。供給領域において、容器部１２ａに収容された試料は、図示しない分析装置によって分析される。ペトリ皿１２または容器部１２ａは、別個の分析または調製ユニット内の供給領域に配置される。

把持装置５２は、支持アーム５４を備え、支持アーム５４の自由端に把持部５６が取り付けられている。支持アーム５４を搬送方向Ｆに対して直角に前後移動させるための駆動部５５が設けられている。把持部５６には、支持アーム５４の長手方向軸の周りに回転させる駆動部５８が設けられている。支持アーム５４の並進運動は、容器部１２ａを高さ領域５０と分析ユニットとの間に搬送する。さらに、把持されたペトリ皿１２またはペトリ皿１２の一部の向きは、把持部５６の回転運動によって上下に変更することができる。これについては、以下にさらに詳細に説明する。

図１に示すように、別のペトリ皿１２ｃが出力領域７０に配置されている。既に分析処理に合格したペトリ皿１２ｃは、搬送方向Ｆに沿って出力領域７０から引き出し可能になっている。

図３は、本発明の方法の可能な流れを示すフローチャートである。これは、搬送装置１０の前述した要素の相互作用をより明確に示している。

ペトリ皿１２が搬送装置１０の入力領域２０に導入されると（１００）、プッシャー２２は、ペトリ皿１２を搬送路１４に沿って初期領域３０へ向けて搬送する（１０２）。入力領域２０と初期領域３０との間で、ペトリ皿１２は、制御ユニットに接続された位置センサ２４を通過する（１０４）。ペトリ皿１２の蓋１２ｂの外径は容器部１２ａの外径よりも大きいので、最初に、位置センサ２４の鉛直方向に並べられた２つの光バリア２４ａ，２４ｂのうち蓋１２ｂの平面に対応する方の光バリアが、信号１０６を生成する。

最初に生成された信号１０６は、制御ユニットによって評価される（１１０）。同時に、持ち上げ装置３２は、支持板３４と搬送路１４とが１つの平面内に位置するように駆動部３６によって鉛直に移動する。本発明の方法によれば、ペトリ皿１２は、蓋１２ｂを底部に、容器部１２ａを頂部に位置させる必要がある。制御ユニットによる評価１１０が、最初に生成された信号１０６が光バリア２４ａから送られて、それに応じて蓋１２ｂが頂部に配置されていることを示す場合、ペトリ皿１２の処理は終了する（１１２）。プッシャー２２は、ペトリ皿１２と共に初期領域３０を介して追加の搬送路１５のコンベアベルトに移動し（１１４）、そのコンベアベルトは搬送を出力領域７０に引き継ぐ。次に、プッシャー２２は入力領域２０に戻り（１１６）、別のペトリ皿１２を搬送する準備が整う（１０２）。

制御ユニットによる評価１０８が、生成された信号１０６が光バリア２４ｂから送られて蓋１２ｂが底部に配置されていることを示す場合、プッシャー２２は、ペトリ皿１２が支持板３４上に載置される（１２２）まで、ペトリ皿１２と共に初期領域３０に戻る（１２０）。次いで、プッシャー２２は入力領域２０に戻り（１２４）、別のペトリ皿１２を搬送する準備が整う（１０２）。

ペトリ皿１２の正確な中心合わせのために、ペトリ皿１２と共に支持板３４を駆動部３８によって回転させる（１３０）。同時に、持ち上げ装置３２が下方に移動し始める（１３２）。初期領域３０に形成された凹部４０のリングガイド４１に沿ったこの下方移動の間、支持板３４上に載っているペトリ皿１２は、リングガイド４１上に最終的に完全に載るまで中心合わせがされる（１３４）。

持ち上げ装置３２は、支持板３４がリングガイド４１の下に完全に位置するまで、下方に移動し続ける（１３６）。これにより、ペトリ皿１２がリングガイド４１の中央に位置することが保証される。

バーコードスキャナー４４は、実験容器１２上のバーコードを読み取り（１４０）、評価ユニット４６はバーコードを評価する（１４２）。このバーコードを読み取る処理１４０は、ペトリ皿１２を持ち上げる前に実行される。この場合のように、バーコードは、ペトリ皿１２が逆さまになっているので、ペトリ皿１２の底部または側部の何れかに位置している。底部と側部の両方でバーコードを検出できるようにするには、２つのバーコードが必要である。側部バーコードの場合、側面に取り付けられた側部バーコードスキャナー８０がバーコードを検出するまで、回転駆動部３８によってペトリ皿１２を最大１８０°回転させる。バーコードが検出されると、側部バーコードを前面に整列させ、把持部５６の先端がバーコードを損傷するのを防止するために、回転運動が所定の角度だけ継続される。

次に、持ち上げ装置３２が再び上方に移動し（１４４）、ペトリ皿１２を持ち上げる（１４６）。持ち上げ装置３２は、高さセンサ４２が、高さ領域５０内の所定の高さＨでペトリ皿１２を検出し（１５０）、中央制御ユニットに信号を送る（１５２）まで、支持板３４上に載置されたペトリ皿１２と共に、移動し続ける（１４８）。次いで、中央制御ユニットは、移動動作を停止するように持ち上げ装置３２を制御する（１５４）。

続いて、中央制御ユニットは、把持装置５２を制御して容器部１２ａを把持し（１５６）、次いで、持ち上げ装置３２を所定値だけ下方に移動させる（１５８）。続いて、容器部１２ａを高さ領域５０から分析または調製ユニットの供給領域に移動させるために、把持装置５２の駆動部５５が作動する（１６０）。

支持アーム５４が容器部１２ａと共に分析領域または準備領域の供給領域内に移動すると、駆動部は把持部５６を容器部１２ａと共に１８０°回転させて容器部１２ａの開放側を上向きにする（１６２）。把持部５６は、分析または準備工程中に容器部１２ａをモータ駆動を必要とせずに確実に保持するように、外部の影響のないバネ力によって閉じられる。把持部５６は、別のモータによって開かれる。

分析が完了すると（１６４）、支持アーム５４は、容器部１２ａと共に分析または調製ユニットから高さ領域５０に戻り、同時に、駆動部は、把持部５６を容器部１２ａと共に１８０°回転させて元の向きにする（１６６）。

把持部５６が高さ領域５０内に移動されると、蓋１２ｂと共に持ち上げ装置３２が容器部１２ａの下に移動し、把持部５６が容器部１２ａを支持板３４上にある蓋１２ｂに解放する（１７０）。持ち上げ装置３２は、支持板３４が搬送路１４と同一平面になるまで、実験容器１２と共に下方に移動する（１７２）。

最後のステップとして、搬送路１５のコンベアベルトは実験容器１２を出力領域７０に搬送し（１７４）、そこで実験容器１２が手動または自動で取り出される（１７２）。

以上説明したように、ここに開示された技術は、
について有用である。

１０ 搬送装置
１２ ペトリ皿
１２ａ 容器部
１２ｂ 蓋
１４ 搬送路
１５ 追加の搬送路
１６ 吸引ユニット
２０ 入力領域
２２ プッシャー
２４ 位置センサ
２４ａ，ｂ 光バリア
３０ 初期領域
３２ 持ち上げ装置
３４ 支持板
３６ 垂直駆動部
３８ 回転駆動部
４０ 凹部
４１ リングガイド
４２ 高さセンサ
４４ バーコードスキャナー
４６ 評価ユニット
５０ 高さ領域
５２ 把持装置
５４ 支持アーム
５５ 駆動部
５６ 把持部
６２ 吸引装置
７０ 出力領域
７２ 障壁部
８０ 側方バーコードスキャナー
１００ 実験容器１２を入力領域２０に導入
１０２ プッシャー２２が実験容器１２を初期領域３０の方へ搬送
１０４ 実験容器１２が位置センサ２４を通過
１０６ 位置センサ２４が信号を中央制御ユニットに送信
１０８ 持ち上げ装置３２が搬送路１４と同一平面となるまで駆動部３６によって移動
１１０ 制御ユニットが位置センサ２４から送られた信号を評価
１１２ 実験容器１２の処理が終了
１１４ プッシャー２２が実験容器と共に出力領域７０へ移動
１１６ プッシャー２２が入力領域２０に戻る
１２０ プッシャー２２が実験容器１２を初期領域３０へ搬送
１２２ 実験容器１２が支持板３４の上に載る
１２４ プッシャー２２が入力領域２０に戻る
１３０ 駆動部３８によって支持板３４が回転
１３２ 持ち上げ装置３２が下方へ移動
１３４ 実験容器１２がリングガイド４１の上に載る
１３６ 持ち上げ装置３２が凹部４０の下方に移動
１４０ バーコードスキャナー４４が実験容器１２のバーコードを読み取る
１４２ 評価ユニット４６がバーコードを評価
１４４ 持ち上げ装置３２が上方へ移動
１４６ 支持板３２が実験容器１２を受け取る
１４８ 支持板３２が実験容器１２と共に上方へ移動
１５０ 高さセンサ４２が実験容器１２を検知
１５２ 高さセンサ４２が信号を中央制御ユニットに送信
１５４ 中央制御ユニットが持ち上げ装置３２を停止させる
１５６ ペトリ皿の容器部１２ａが把持される
１５８ 持ち上げ装置３２が下方へ所定量移動
１６０ 容器部１２ａが高さ領域５０から提供領域へ移動
１６２ 駆動部によって把持部５６が容器部１２ａと共に１８０°回転
１６４ 容器部１２ａと共に支持アーム５４が分析ユニット６４から移動
１６６ 駆動部によって把持部５６が容器部１２ａと共に１８０°回転
１６８ 持ち上げ装置が容器部１２ａの下方に移動
１７０ 把持部５６が容器部１２ａを支持板３４の上に解放する
１７２ 支持板３４が搬送路１４と同一平面となるまで持ち上げ装置３２がペトリ皿１２と共に下方へ移動
１７４ 追加搬送路１５の搬送ベルトが実験容器１２を出力領域７０へ搬送
Ａ 軸
Ｈ 所定の高さ
Ｆ 搬送方向

Claims (22)

1. 関連装置（６４）で分析、試料調製および／または試料操作を行うための栄養培地、試料、微生物、細胞培養物などのための実験容器（１２,１２ａ,１２ｂ,１２ｃ）を位置決めおよび提供するものであり、初期領域（３０）と供給領域（６０）との間で前記実験容器（１２）を前後に搬送するための少なくとも１つの第１搬送ユニット（３２）を有するものであり、前記初期領域（３０）から所定の高さ領域（５０）におよびその逆にも前記実験容器（１２）を垂直に搬送する前記第１搬送ユニット（３２）と、前記高さ領域（５０）から前記供給領域におよびその逆にも実験容器（１２）を水平に搬送する第２搬送ユニット（５６）とを有する搬送装置（１０）であって、
   前記各搬送ユニットは、前記実験容器（１２）が分析または準備のために前記供給領域（６０）に保持されるように、軸（Ａ）に沿って前記実験容器（１２）の並進運動だけを行い、
   前記実験容器（１２）を前記第１搬送ユニット（３２）の軸（Ａ）に対して中心合わせを行うセンタリング装置（３４,４０）を備え、
   前記第１搬送ユニット（３２）は、前記実験容器（１２）のための支持体（３４）を有し、該支持体は水平に延びており、前記第１搬送ユニット（３２）の前記軸（Ａ）は前記支持体の表面に対して直角に延びており、
   前記センタリング装置（３４,４０）は、前記支持体（３４）の回転駆動部（３８）と、一方向に円錐状に傾斜する前記実験容器（１２）のための側方リングガイド（４１）とを有しており、前記支持体（３４）の上で前記実験容器（１２）を前記軸（Ａ）を中心に回転させ、前記支持体（３４）を前記側方リングガイド（４１）でガイドしながら円錐状の傾斜方向に移動させ、前記実験容器（１２）を前記軸（Ａ）に対して前記支持体（３４）の中心に配置する
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 請求項１に記載の搬送装置において、
   前記実験容器（１２）を入力領域（２０）から前記初期領域（３０）に水平に搬送する第３搬送ユニット（１４,２２）が設けられている
   ことを特徴とする搬送装置。
3. 請求項１または２に記載の搬送装置において、
   前記実験容器（１２）を前記初期領域（３０）から出力領域（７０）に水平に搬送する第４搬送ユニット（１４,７２）が設けられている
   ことを特徴とする搬送装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の搬送装置において、
   前記支持体（３４）は、垂直に延びる軸（Ａ）に沿って上下に移動可能である
   ことを特徴とする搬送装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の搬送装置において、
   前記回転駆動部（３８）は、前記第１搬送ユニット（３２）と一体となっている
   ことを特徴とする搬送装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の搬送装置において、
   前記実験容器（１２）が前記リングガイド（４１）内に導入される方向と、前記高さ領域（５０）における移動方向とは、互いに反対である
   ことを特徴とする搬送装置。
7. 請求項７または８に記載の搬送装置において、
   前記センタリング装置（３４,４０）の前記回転軸と、前記第１搬送ユニット（３２）の前記垂直軸（Ａ）とは、同一である
   ことを特徴とする搬送装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の搬送装置において、
   前記初期領域（３０）の上流に配置され、前記実験容器（３２）の頂部および底部に関する向きを検出する位置センサ（２４）を有する
   ことを特徴とする搬送装置。
9. 請求項１０に記載の搬送装置において、
   前記実験容器（１２）は、回転対称形であり、その高さに亘って異なる直径を有しており、
   前記実験容器（１２）は、頂部に向かって開いており、第１の外径を有する容器部（１２ａ）と、前記第１の外径よりも大きい第２の外径を有し、前記容器部（１２ａ）を閉じるための蓋（１２ｂ）とを有する
   ことを特徴とする搬送装置。
10. 請求項１０または１１に記載の搬送装置において、
    前記位置センサ（２４）は、前記第３搬送ユニット（１４,２２）の搬送路に取り付けられている
    ことを特徴とする搬送装置。
11. 請求項１２に記載の搬送装置において、
    前記第３搬送ユニット（１４,２２）の搬送方向Ｆに対して横方向に位置合わせされた２つの光バリア（２４ａ,２４ｂ）が設けられており、前記実験容器（１２）の外径が最初に入る方の前記光バリア（２４ａ,２４ｂ）が信号を生成し、前記実験容器（１２）のより小さい外径が入るもう１つの光バリアが信号を生成し、これによって前記実験容器（１２）の向きが決定される
    ことを特徴とする搬送装置。
12. 請求項１乃至１１の何れか１項に記載の搬送装置において、
    前記第２搬送ユニット（５２）は、自由端に把持部（５６）を有する搬送アーム（５４）によって形成されている
    ことを特徴とする搬送装置。
13. 請求項１４に記載の搬送装置において、
    前記把持部（５６）は、前記搬送アーム（５４）に回転可能に取り付けられており、それによって、前記実験容器（１２）の把持部分（１２ａ）を前記分析装置（６４）に対して所定の向きに１８０°回転させ、水平に移動させる
    ことを特徴とする搬送装置。
14. 請求項１乃至１３の何れか１項に記載の搬送装置において、
    少なくとも前記高さ領域（５０）と前記供給領域（６０）との間に、吸引装置が設けられている
    ことを特徴とする搬送装置。
15. 請求項１乃至１４の何れか１項に記載の搬送装置において、
    前記実験容器（１２）が前記第１搬送ユニット（３２）によって垂直に搬送され所定の高さ（Ｈ）に達したことを検出するためのセンサ（４２）が設けられている
    ことを特徴とする搬送装置。
16. 試料のための実験容器（１２）を、請求項１乃至１５の何れか１項に記載の搬送装置（１０）によって位置決めおよび供給する方法であって、
    前記実験容器（１２）が前記第１搬送ユニット（３２）によって前記初期領域（３０）に搬送される前に、前記実験容器（１２）の向きが最初に検出され、該向きが所定の向きと一致する場合、前記実験容器（１２）は前記初期領域（３０）の中央に配置され、前記向きが所定の向きと一致しない場合、前記実験容器（１２）は前記第４搬送ユニット（１４,７２）によって再び前記初期領域（３０）から除去される
    ことを特徴とする搬送装置によって位置決めおよび供給する方法。
17. 請求項１８に記載の搬送装置によって位置決めおよび供給する方法において、
    前記実験容器（１２）は、前記高さ領域（５０）に搬送される前に、前記垂直軸（Ａ）に対して中心合わせが行われる
    ことを特徴とする搬送装置によって位置決めおよび供給する方法。
18. 請求項１８または１９に記載の搬送装置によって位置決めおよび供給する方法において、
    前記実験容器（１２）は、分析前に開封され、分析後に再び閉鎖される
    ことを特徴とする搬送装置によって位置決めおよび供給する方法。
19. 請求項１８乃至２０の何れか１項に記載の搬送装置によって位置決めおよび供給する方法において、
    通常運転では、前記実験容器（１２）を前記初期領域（３０）に搬送するために前記第３搬送ユニット（１４,２２）が使用され、前記実験容器（１２）を前記初期領域（３０）から前記高さ領域（５０）に搬送するために前記第１搬送ユニット（３２）が使用され、前記実験容器（１２）を前記供給領域（６０）に搬送するために前記第２搬送ユニット（５２）が使用され、前記実験容器（１２）を前記初期領域（３０）から前記出力領域（７０）に搬送するために前記第４搬送ユニット（１５）が使用される
    ことを特徴とする搬送装置によって位置決めおよび供給する方法。
20. 請求項１８乃至２１の何れか１項に記載の搬送装置によって位置決めおよび供給する方法において、
    前記位置センサ（２４）と協働する制御ユニット（８０）は、所定の向きの前記実験容器（１２）のみが前記供給領域に搬送されるように前記初期領域（３０）に残り、他のすべての実験容器（１２）は前記第３搬送ユニット（１４,２２）によって前記初期領域（３０）から再び除去される
    ことを特徴とする搬送装置によって位置決めおよび供給する方法。
21. 請求項１８乃至２２の何れか１項に記載の搬送装置によって位置決めおよび供給する方法において、
    少なくとも前記第２搬送ユニット（５２）によって前記高さ領域（５０）から把持される前記実験容器（１２）の部分（１２ａ）は、前記供給領域（６０）に搬送され、分析中では残され、分析後には再び前記供給領域（６０）に戻される
    ことを特徴とする搬送装置によって位置決めおよび供給する方法。
22. 請求項１８乃至２３の何れか１項に記載の搬送装置によって位置決めおよび供給する方法において、
    前記実験容器（１２）は、該実験容器（１２）と共に前記支持体（３４）を回転させることによって、前記センタリング装置（３４,４０）に導入される
    ことを特徴とする搬送装置によって位置決めおよび供給する方法。

Images