RU2813445C1 - Chamber for incubation of biological samples - Google Patents
Chamber for incubation of biological samples Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813445C1 RU2813445C1 RU2023123215A RU2023123215A RU2813445C1 RU 2813445 C1 RU2813445 C1 RU 2813445C1 RU 2023123215 A RU2023123215 A RU 2023123215A RU 2023123215 A RU2023123215 A RU 2023123215A RU 2813445 C1 RU2813445 C1 RU 2813445C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- containers
- incubation
- container
- loading
- Prior art date
Links
- 238000011534 incubation Methods 0.000 title claims abstract description 194
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 46
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 21
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 10
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 45
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 32
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 19
- 238000013461 design Methods 0.000 description 13
- 238000011160 research Methods 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 4
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 4
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 3
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229940124350 antibacterial drug Drugs 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000013028 medium composition Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к лабораторному оборудованию для проведения микробиологических исследований, а именно к автоматизированным микробиологическим лабораториям и системам, позволяющим проводить инкубирование микроорганизмов и клеточных структур, размещенных в контейнерах, например, в чашках Петри, и их исследование по цифровым изображениям результатов посева, включая регистрацию роста колоний в режиме реального времени, идентификацию микробного агента в образце, определение его резистентности к антибактериальным препаратам и т.д.The invention relates to laboratory equipment for conducting microbiological research, namely to automated microbiological laboratories and systems that allow incubation of microorganisms and cellular structures placed in containers, for example, in Petri dishes, and their study using digital images of inoculation results, including registration of colony growth in real time, identification of a microbial agent in a sample, determination of its resistance to antibacterial drugs, etc.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время наблюдается активное развитие микробиологической отрасли, одной из задач которой является внедрение автоматизированных систем и оборудования для инкубации микроорганизмов и клеточных структур и проведения микробиологических исследований. С ростом количества проводимых микробиологических исследований актуальным является разработка высокопроизводительных систем, повышение скорости проведения исследования при обеспечении высокого качества получаемого результата, в том числе и за счет исключения ошибок, вызванных человеческим фактором, а также повышение общей эффективности лабораторной службы.Currently, there is an active development of the microbiological industry, one of the tasks of which is the introduction of automated systems and equipment for incubating microorganisms and cellular structures and conducting microbiological research. With the growing number of microbiological studies being carried out, it is relevant to develop high-performance systems, increase the speed of research while ensuring high quality of the results obtained, including by eliminating errors caused by the human factor, as well as increasing the overall efficiency of laboratory services.
Из уровня техники известны различные автоматизированные системы, использующие в своем составе модули инкубации и исследования микробиологических и клеточных культур (образцов). Известные системы содержат камеры инкубации, которые представляют собой изолированные боксы, снабженные средствами контроля параметров среды, формируемой в рабочем объеме камеры для роста микроорганизмов, включая температуру, влажность, состав атмосферы, в т.ч. количество углекислого газа и/или кислорода. При этом камеры инкубации оснащены ячейками для размещения контейнеров с образцами, блоками загрузки и выгрузки контейнеров с образцами, блоками перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры инкубации, и блоками оптической или цифровой визуализации образцов в процессе инкубации, например, на наличие микробного роста. Традиционно в автоматизированных системах блок перемещения контейнеров содержит трехкоординатный манипулятор или робот X-Y-Z, выполненный с поворотным захватом для контейнеров. Изображения образцов, получаемые во время инкубации, сравнивают для определения результатов роста микроорганизмов. Необходимость периодического контроля процесса роста культур обусловлена актуальностью проблемы выявления роста микроорганизмов на ранних этапах в течение инкубационного периода, при этом периодичность контроля составляет от 1 раза в 3 часа до 1 раза в час. Однако не все известные системы обладают такой возможностью из-за ограничений, связанных с особенностями конструкции камеры инкубации и размещенного в ней механизма перемещения контейнеров. Решение данной задачи усложняется при увеличении загрузочного объема камеры инкубации до 300 контейнеров и более с периодичностью получения изображения каждого образца не менее 1 раза в час.Various automated systems are known from the prior art, using modules for incubation and research of microbiological and cell cultures (samples). Known systems contain incubation chambers, which are isolated boxes equipped with means for monitoring the parameters of the environment formed in the working volume of the chamber for the growth of microorganisms, including temperature, humidity, atmospheric composition, incl. amount of carbon dioxide and/or oxygen. In this case, the incubation chambers are equipped with cells for placing containers with samples, blocks for loading and unloading containers with samples, blocks for moving containers in the working volume of the incubation chamber, and blocks for optical or digital visualization of samples during the incubation process, for example, for the presence of microbial growth. Traditionally, in automated systems, the container moving unit contains a three-axis manipulator or X-Y-Z robot, made with a rotary gripper for containers. Images of samples taken during incubation are compared to determine microbial growth results. The need for periodic monitoring of the growth process of cultures is due to the relevance of the problem of identifying the growth of microorganisms in the early stages during the incubation period, while the frequency of monitoring ranges from 1 time every 3 hours to 1 time per hour. However, not all known systems have this capability due to limitations associated with the design features of the incubation chamber and the mechanism for moving containers placed in it. The solution to this problem becomes more complicated when the loading volume of the incubation chamber increases to 300 containers or more with the frequency of obtaining images of each sample at least 1 time per hour.
Из уровня техники известна система для инкубации микробиологических образцов в чашках Петри и получения цифровых изображений результатов посева (US 20120251275 A1, дата публикации: 04.10.2012, опубликовано также как US 9028752B2, дата публикации: 12.05.2015), включающая камеру инкубации образцов в чашках Петри, блок фотографирования колоний микроорганизмов, механизм перемещения образцов в зону формирования цифровых изображений колоний микроорганизмов, блок загрузки и выгрузки чашек Петри, выполненный с возможностью перемещения чашек за пределы камеры инкубации, набор датчиков и сканеров для контроля и идентификации конкретного микробиологического образца, блок управления механизмом перемещения образцов в камере инкубации. Данная система характеризуется высокой производительностью, связанной с увеличенной вместимостью чашек Петри в камере инкубации за счет выполнения блока хранения в виде карусели, содержащей стеллажи с расположенными по окружности ячейками для размещения чашек Петри. Чашку Петри подводят путем вращения карусели к механизму перемещения (манипуляционному устройству), который захватывает чашку Петри и перемещает в зону формирования цифровых изображений, при этом механизм перемещения закреплен на стенке инкубационной камеры и содержит подъемную стойку с двумя расположенными друг над другом вертикально перемещаемыми каретками.A system for incubating microbiological samples in Petri dishes and obtaining digital images of inoculation results is known from the prior art (US 20120251275 A1, publication date: 10/04/2012, also published as US 9028752B2, publication date: 05/12/2015), including a chamber for incubating samples in dishes Petri dishes, a unit for photographing colonies of microorganisms, a mechanism for moving samples into the area for forming digital images of colonies of microorganisms, a unit for loading and unloading Petri dishes, configured to move the dishes outside the incubation chamber, a set of sensors and scanners for monitoring and identifying a specific microbiological sample, a mechanism control unit moving samples in the incubation chamber. This system is characterized by high productivity associated with the increased capacity of Petri dishes in the incubation chamber due to the implementation of a storage unit in the form of a carousel containing racks with cells located around the circumference for placing Petri dishes. The Petri dish is brought by rotating the carousel to the movement mechanism (manipulation device), which grabs the Petri dish and moves it to the digital image formation area, while the movement mechanism is fixed to the wall of the incubation chamber and contains a lifting stand with two vertically movable carriages located one above the other.
В описании изобретения отмечено, что в течение инкубационного периода в блоке фотографирования рост культур визуально проверяется несколько раз. Однако при максимальной загрузке камеры инкубации могут возникать проблемы, связанные с возможностью многократного фотографирования образцов в течение заданного интервала времени. Данные проблемы обусловлены особенностями конструкции инкубатора и манипулятора, ограничивающими производительность системы в условиях повышенного потока чашек. Данная проблема проявляется как на этапе загрузки чашек в инкубатор, что связано с ограниченной пропускной способностью оборудования, обусловленной наличием одного механизма, отвечающего за перемещение чашек, и вместимостью камеры инкубации, так и на этапе контроля (детектирования, идентификации) роста микроорганизма, что в свою очередь связано с наличием одного механизма, отвечающего за контроль (детектирование, идентификацию) роста бактерий.The description of the invention notes that during the incubation period in the photographing unit, the growth of cultures is visually checked several times. However, at maximum load in the incubation chamber, problems may arise related to the ability to photograph samples multiple times within a given time interval. These problems are due to the design features of the incubator and manipulator, which limit the performance of the system in conditions of increased plate flow. This problem manifests itself both at the stage of loading dishes into the incubator, which is associated with the limited throughput of the equipment due to the presence of one mechanism responsible for moving the dishes and the capacity of the incubation chamber, and at the stage of monitoring (detection, identification) of microorganism growth, which in turn This turn is associated with the presence of one mechanism responsible for the control (detection, identification) of bacterial growth.
Из уровня техники известны автоматизированные модульные микробиологические системы WASPLab (производитель - COPAN), и Kiestra ReadA (производитель - BD).Automated modular microbiological systems WASPLab (manufacturer - COPAN), and Kiestra ReadA (manufacturer - BD) are known from the prior art.
Автоматизированная микробиологическая система WASPLab компании COPAN (официальный сайт компании COPAN // URL: https://www.copanusa.com/full-lab-automation-and-artificial-intelligence/wasplab/, дата обращения: 28.07.2023) позволяет проводить исследования от этапа посева до распознавания выращенных колоний бактерий и их дальнейшей сортировки на утилизацию. Система включает камеру инкубации, модуль загрузки чашек, обеспечивающий ручную загрузку инокулированных пластин или чашек в загрузочную карусель для передачи в камеру инкубации; конвейер для транспортировки чашек в камеру инкубации; модуль фотографирования; модуль выгрузки чашек в съемные контейнеры после инкубации для их дальнейшей обработки и проверки персоналом лаборатории. Система WASPLab предусматривает также наличие рабочей станции для просмотра результатов, с помощью которой сотрудники лаборатории могут осуществлять быстрый просмотр, интерпретацию и разделение бактериальных культур с использованием искусственного интеллекта и цифровой микробиологии.The automated microbiological system WASPLab of the COPAN company (official website of the COPAN company // URL: https://www.copanusa.com/full-lab-automation-and-artificial-intelligence/wasplab/, date of access: 07.28.2023) allows for research from the sowing stage to the recognition of grown bacterial colonies and their further sorting for disposal. The system includes an incubation chamber, a plate loading module that provides manual loading of inoculated plates or plates into a loading carousel for transfer to the incubation chamber; conveyor for transporting dishes to the incubation chamber; photography module; module for unloading dishes into removable containers after incubation for their further processing and inspection by laboratory personnel. WASPLab also includes a results review workstation that allows lab staff to quickly view, interpret and separate bacterial cultures using artificial intelligence and digital microbiology.
Несмотря на имеющиеся достоинства, данное техническое решение также обладает недостатком, связанным с неспособностью обеспечения высокой производительности, что, в частности, обусловлено конструктивным выполнением данной системы, в соответствии с которым инкубатор имеет высокую вместимость, с одной стороны, при отсутствии возможности надлежащего высокоинтенсивного уровня обслуживания поступающих чашек - с другой.Despite the existing advantages, this technical solution also has the disadvantage of being unable to provide high productivity, which is, in particular, due to the design of this system, according to which the incubator has a high capacity, on the one hand, in the absence of the possibility of an appropriate high-intensity level of maintenance incoming cups - on the other.
Наиболее близкой к заявленному изобретению является камера инкубации, представленная в составе системы микробиологической лаборатории BD Kiestra™ ReadA™ (US 11041871 B2, дата публикации: 22.06.2021, а также представленная на официальном сайте компании - правообладателя BD // URL: https://www.bd.com/en-us/products-and-solutions/products/product-families/bd-kiestra-reada, дата обращения: 28.07.2023), объединяющей в себе автоматизированную обработку образцов, их транспортировку, инкубацию и цифровую визуализацию. Система представляет собой модульную конструкцию, содержащую:The closest to the claimed invention is the incubation chamber presented as part of the BD Kiestra™ ReadA™ microbiological laboratory system (US 11041871 B2, publication date: 06/22/2021, and also presented on the official website of the company - the copyright holder BD // URL: https:// www.bd.com/en-us/products-and-solutions/products/product-families/bd-kiestra-reada, access date: 07.28.2023), which combines automated sample processing, transportation, incubation and digital imaging . The system is a modular design containing:
- камеру инкубации образцов с окнами для загрузки и выгрузки контейнеров с образцами, расположенными на одной из стенок камеры, полки с ячейками - гнездами для размещения контейнеров, средства формирования в рабочем объеме камеры требуемого температурного режима и атмосферы с обеспечением возможности принудительной вентиляции камеры;- a sample incubation chamber with windows for loading and unloading containers with samples located on one of the walls of the chamber, shelves with cells - nests for placing containers, means for forming the required temperature regime and atmosphere in the working volume of the chamber, ensuring the possibility of forced ventilation of the chamber;
- модуль загрузки и выгрузки контейнеров с образцами, содержащий два блока, один из которых распложен в камере инкубации, второй - за пределами камеры инкубации;- a module for loading and unloading containers with samples, containing two blocks, one of which is located in the incubation chamber, the second - outside the incubation chamber;
при этом блок, расположенный за пределами камеры инкубации содержит транспортер для загрузки контейнеров в камеру инкубации, сканеры с возможностью считывания размещенной на контейнерах информации, транспортер для выгрузки контейнеров из камеры инкубации, поворотные створки, направляющие контейнер с транспортера загрузки к входному окну камеры инкубации и от выходного окна камеры инкубации к транспортеру выгрузки; блок, расположенный в камере инкубации, содержит два транспортера, один из которых предназначен для загружаемого в камеру контейнера, второй - для выгружаемого контейнера из камеры инкубации;in this case, the block located outside the incubation chamber contains a conveyor for loading containers into the incubation chamber, scanners with the ability to read information placed on the containers, a conveyor for unloading containers from the incubation chamber, rotary doors that direct the container from the loading conveyor to the entrance window of the incubation chamber and from exit window of the incubation chamber to the unloading conveyor; the block located in the incubation chamber contains two conveyors, one of which is intended for the container loaded into the chamber, the second - for the container unloaded from the incubation chamber;
- модуль формирования цифрового изображения образцов, содержащий цифровой оптический блок, расположенный в отдельном корпусе, выполненном сообщающимся с рабочим объемом камеры инкубации, и транспортер (конвейер) для подачи контейнеров в упомянутый блок, расположенный в рабочем объеме камеры инкубации,- a module for forming a digital image of samples, containing a digital optical unit located in a separate housing, made connected to the working volume of the incubation chamber, and a conveyor (conveyor) for feeding containers into the said unit, located in the working volume of the incubation chamber,
- модуль перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры, содержащий 3-х координатный манипулятор с захватом для контейнера, выполненный с возможностью перемещения контейнеров в модуль формирования цифрового изображения; при этом 3-х координатный манипулятор содержит вертикальную колонну, горизонтальные направляющие, снабженные отдельными приводами перемещения;- module for moving containers in the working volume of the camera, containing a 3-axis manipulator with a gripper for the container, configured to move containers into the digital image formation module; in this case, the 3-axis manipulator contains a vertical column, horizontal guides, equipped with separate displacement drives;
- блок управления манипуляторами и режимами инкубации, соединенный с персональным компьютером (ПК).- control unit for manipulators and incubation modes, connected to a personal computer (PC).
В системе предусмотрено рабочее место врача/ лаборанта, включающее ПК с программным обеспечением, позволяющим работать с данной системой и обрабатывать данные, полученные модулем фотографирования.The system provides a doctor/laboratorian's workstation, which includes a PC with software that allows you to work with this system and process the data received by the photography module.
Однако конструктивное решение известной камеры инкубации и системы на ее основе характеризуется недостатками, перечисленными при описании системы WASPLab.However, the design solution of the known incubation chamber and the system based on it is characterized by the disadvantages listed in the description of the WASPLab system.
Таким образом, конструктивные решения аналогов и прототипа не позволяют существенно повысить производительность и эффективность автоматизированных микробиологических систем, а также снизить время проводимого исследования при высоком потоке инкубируемых образцов. В связи с чем, существует потребность в разработке высокопроизводительных систем, обеспечивающих возможность мониторинга инкубируемых культур в процессе культивирования с автоматическим цифровым формированием изображений с высоким разрешением и с заданной периодичностью.Thus, the design solutions of the analogues and the prototype do not significantly increase the productivity and efficiency of automated microbiological systems, as well as reduce the time of research with a high flow of incubated samples. In this connection, there is a need to develop high-performance systems that provide the ability to monitor incubated crops during the cultivation process with automatic digital imaging with high resolution and at specified intervals.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении/использовании настоящего изобретения, является разработка камеры инкубации для высокопроизводительной автоматизированной микробиологической системы, устраняющей недостатки аналогов и прототипа, способной обеспечить проведение высококачественных микробиологических исследований, включая инкубацию и многократное фотографирование образцов на этапе инкубации.The technical problem, the solution of which is provided by the implementation/use of the present invention, is the development incubation chambers for a high-performance automated microbiological system that eliminates the shortcomings of analogues and the prototype, capable of providing high-quality microbiological studies, including incubation and repeated photographing of samples at the incubation stage.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Технический результат, обеспечиваемый изобретением при решении вышеуказанной технической проблемы, заключается в повышении производительности камеры инкубации с фотографированием образцов, помещенных в контейнеры, например, в чашки Петри, при исключении «столкновения» захватов двух манипуляторов в зоне окна для загрузки и выгрузки контейнеров.The technical result provided by the invention in solving the above technical problem is to increase the productivity of the incubation chamber with photographing samples placed in containers, for example, in Petri dishes, while eliminating the “collision” of the grips of two manipulators in the window area for loading and unloading containers.
Технический результат достигается за счет использования камеры инкубации с модулем перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры с двумя манипуляторами, исключающими «столкновение» их захватов в зоне окна для загрузки и выгрузки контейнеров как в процессе загрузки и выгрузки контейнеров в камеру/из камеры инкубации, так и в процессе перемещения контейнеров из зоны фотографирования в ячейки для инкубации и обратно.The technical result is achieved through the use of an incubation chamber with a module for moving containers in the working volume of the chamber with two manipulators, eliminating the “collision” of their grippers in the window area for loading and unloading containers, both in the process of loading and unloading containers into/from the incubation chamber, and during the process of moving containers from the photographing area to the incubation cells and back.
Технический результат достигается камерой для инкубации биологических образцов, содержащей окно для загрузки и выгрузки контейнеров с биологическими образцами, расположенное на одной из стенок камеры в ее центральной части, снабженное шлюзом; полки с ячейками для размещения контейнеров; модуль перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры, содержащий 3-координатный манипулятор с захватом для контейнера, включающий колонну вертикального перемещения захвата (вертикальную колонну), горизонтальные направляющие и поворотный стол, снабженные приводами перемещения; модуль формирования цифрового изображения образцов, блок управления, где согласно изобретению, модуль перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры содержит второй 3-координатный манипулятор с захватом для контейнера, при этом манипуляторы расположены один над другим с возможностью перекрытия рабочего хода друг друга с обеспечением доступа захвата каждого манипулятора к контейнеру, размещенному в рабочем объеме камеры инкубации у окна для загрузки и выгрузки контейнеров, и снабжены датчиками «красной зоны», выполненными с возможностью обнаружения присутствия захвата манипулятора в «красной зоне», расположенной вокруг окна для загрузки и выгрузки контейнеров, доступной для обслуживания верхним и нижним манипуляторами, и характеризующейся возможным столкновением манипуляторов; блок управления выполнен с возможностью управления перемещениями манипуляторов и содержит блок защиты, выполненный с возможностью подачи сигнала на прекращение перемещения второго манипулятора при срабатывании датчика «красной зоны» у первого манипулятора.The technical result is achieved by a chamber for incubating biological samples, containing a window for loading and unloading containers with biological samples, located on one of the walls of the chamber in its central part, equipped with a gateway; shelves with cells for placing containers; module for moving containers in the working volume of the chamber, containing a 3-axis manipulator with a gripper for a container, including a column for vertical movement of the gripper (vertical column), horizontal guides and a rotary table, equipped with movement drives; module for forming a digital image of samples, a control unit, where, according to the invention, the module for moving containers in the working volume of the chamber contains a second 3-coordinate manipulator with a gripper for the container, while the manipulators are located one above the other with the possibility of overlapping the working stroke of each other, ensuring access to the gripper of each manipulator to the container located in the working volume of the incubation chamber at the window for loading and unloading containers, and are equipped with “red zone” sensors configured to detect the presence of the manipulator grip in the “red zone” located around the window for loading and unloading containers, accessible to servicing by upper and lower manipulators, and characterized by a possible collision of manipulators; the control unit is configured to control the movements of the manipulators and contains a protection unit configured to send a signal to stop the movement of the second manipulator when the “red zone” sensor of the first manipulator is triggered.
Трехкоординатные манипуляторы в исходном положении до начала работы могут быть расположены зеркально симметрично относительно средней горизонтальной плоскости камеры, перпендикулярной плоскости окна для загрузки и выгрузки контейнеров.Three-coordinate manipulators in the initial position before starting work can be positioned mirror symmetrically relative to the average horizontal plane of the chamber, perpendicular to the plane of the window for loading and unloading containers.
Камера для инкубации биологических образцов в одном из вариантов осуществления изобретения содержит переднюю, заднюю, боковые стенки, крышу и днище, при этом окно для загрузки и выгрузки контейнеров расположено на передней стенке, основание поворотного стола верхнего манипулятора прикреплено к крыше камеры инкубации, нижнего манипулятора - закреплено на днище камеры инкубации. Поворотный стол трехкоординатного манипулятора предпочтительно выполнен с возможностью поворота до 400 градусов в противоположных направлениях.A chamber for incubating biological samples in one embodiment of the invention contains front, rear, side walls, a roof and a bottom, with a window for loading and unloading containers located on the front wall, the base of the turntable of the upper manipulator is attached to the roof of the incubation chamber, the lower manipulator - fixed to the bottom of the incubation chamber. The rotary table of the three-axis manipulator is preferably rotatable up to 400 degrees in opposite directions.
3-координатные манипуляторы предпочтительно снабжены датчиками крайнего нижнего и верхнего положения захвата манипулятора (концевые выключатели), датчиками непрерывного контроля положения координат захвата манипулятора. При этом датчики «красной зоны» расположены между датчиками крайнего верхнего и крайнего нижнего положения захватов манипуляторов с обеспечением возможности сигнализации при приближении механизмов перемещения контейнеров в камере инкубации друг к другу. Датчики крайнего нижнего и верхнего положения захвата манипулятора и датчик «красной зоны» закреплены на колонне вертикального перемещения захвата манипулятора. Датчики «красной зоны» в одном из вариантов осуществления изобретения представляют собой индуктивные датчики, при этом расстояние между датчиками, закрепленными на колоннах манипуляторов, составляет не менее высоты окна для загрузки и выгрузки контейнеров, предпочтительно превышает высоту окна на величину до 5 см, что позволяет получать сигнал от датчика до того, как захват манипулятора приблизится к окну загрузки/выгрузки на такое расстояние, что станет возможным одновременное нахождение двух захватов в одном месте.3-axis manipulators are preferably equipped with sensors for the extreme lower and upper position of the manipulator grip (limit switches), sensors for continuous monitoring of the position of the manipulator grip coordinates. In this case, the “red zone” sensors are located between the sensors for the uppermost and lowermost positions of the manipulator grippers, providing the possibility of signaling when the mechanisms for moving containers in the incubation chamber approach each other. The sensors for the extreme lower and upper position of the manipulator grip and the “red zone” sensor are mounted on the vertical movement column of the manipulator grip. The “red zone” sensors in one embodiment of the invention are inductive sensors, and the distance between the sensors mounted on the columns of the manipulators is not less than the height of the window for loading and unloading containers, preferably exceeds the height of the window by up to 5 cm, which allows receive a signal from the sensor before the manipulator gripper approaches the loading/unloading window at such a distance that it becomes possible to simultaneously have two grippers in one place.
Захват трехкоординатного манипулятора может быть снабжен фигурными губками с накладками, выполненными с возможностью контроля усилия зажима контейнера.The grip of a three-axis manipulator can be equipped with shaped jaws with pads designed to control the clamping force of the container.
Камера для инкубации биологических образцов может быть укомплектована дополнительными устройствами, например, сканерами, блоком загрузки и выгрузки контейнеров с образцами - внутренним и внешним, а также другими устройствами в зависимости от решаемых задач.The chamber for incubation of biological samples can be equipped with additional devices, for example, scanners, a unit for loading and unloading containers with samples - internal and external, as well as other devices depending on the tasks being solved.
Сканеры могут быть закреплены на шлюзе над площадками модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами, с возможностью считывания размещенной на контейнерах информации.Scanners can be mounted on a gateway above the loading and unloading module platforms for containers with samples, with the ability to read information placed on the containers.
Внутренний блок загрузки и выгрузки контейнеров с образцами распложен в рабочем объеме камеры инкубации и в одном из вариантов реализации включает две площадки для контейнеров, размещенные в проекции окна камеры инкубации, одна из которых предназначена для загружаемого в камеру контейнера, вторая - для выгружаемого контейнера из камеры инкубации, при этом каждая из площадок снабжена средством вертикального перемещения контейнеров в зону сканирования.The internal unit for loading and unloading containers with samples is located in the working volume of the incubation chamber and in one embodiment includes two platforms for containers located in the projection of the incubation chamber window, one of which is intended for the container loaded into the chamber, the second for the container unloaded from the chamber incubation, with each of the platforms equipped with a means for vertical movement of containers into the scanning area.
Внешний блок модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами снабжен транспортерами для загрузки и выгрузки контейнеров с образцами и лотками загрузки и выгрузки контейнеров, при этом транспортеры выполнены с возможностью перемещения во встречных направлениях, расположены на разных высотных уровнях и соединены с камерой инкубации с ее внешней стороны. Внешний блок модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами может иметь различное конструктивной исполнение и в одном из вариантов может содержать, по меньшей мере, два независимых лотка выгрузки контейнеров. Лоток может быть снабжен транспортером, выполненным с возможностью перемещения контейнера внутри лотка, стопорами, выполненными с возможностью остановки контейнера на упомянутом транспортере, средством перемещения контейнера в вертикальном направлении, выполненным в виде лифта с возможностью перемещения контейнера выше уровня транспортера, створками, удерживающими контейнер или стопку контейнеров выше уровня транспортера, и горизонтальным толкателем, выполненным с возможностью перемещения контейнера или стопки контейнеров в кассету для выгрузки контейнеров, установленную в лотке, снабженном датчиком наличия кассеты. Внешний блок модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами может содержать, по меньшей мере, один лоток загрузки с торцевой стенкой, примыкающей к транспортёру, при этом торцевая стенка содержит щель, выполненную с возможностью перемещения через нее нижнего контейнера из стопки на транспортер для загрузки контейнеров. Внешний блок модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами может дополнительно содержать механизмы поочередной выдачи контейнеров из лотков загрузки на соответствующий транспортер, при этом механизмы оснащены толкателями, повторяющими форму контейнера, выполненными с возможностью вращательного или вращательно-поступательного перемещения, реализующего поочередное перемещение контейнеров через щель торцевой стенки лотка на транспортер.The external block of the module for loading and unloading containers with samples is equipped with conveyors for loading and unloading containers with samples and trays for loading and unloading containers, while the conveyors are designed to move in counter directions, are located at different height levels and are connected to the incubation chamber from its outer side . The external block of the module for loading and unloading containers with samples can have a different design and, in one embodiment, can contain at least two independent trays for unloading containers. The tray can be equipped with a conveyor configured to move the container inside the tray, stoppers configured to stop the container on said conveyor, a means for moving the container in the vertical direction, made in the form of an elevator with the ability to move the container above the level of the conveyor, flaps holding the container or stack containers above the conveyor level, and a horizontal pusher configured to move a container or a stack of containers into a cassette for unloading containers installed in a tray equipped with a cassette presence sensor. The external block of the module for loading and unloading containers with samples may contain at least one loading tray with an end wall adjacent to the conveyor, wherein the end wall contains a slot configured to move the lower container through it from the stack onto the conveyor for loading containers. The external block of the module for loading and unloading containers with samples may additionally contain mechanisms for alternately dispensing containers from the loading trays onto the corresponding conveyor, while the mechanisms are equipped with pushers that follow the shape of the container, made with the possibility of rotational or rotational-translational movement, realizing the alternate movement of containers through the end slot tray walls onto the conveyor.
Модуль формирования цифрового изображения образцов включает цифровой оптический блок, расположенный в отдельном корпусе, который выполнен сообщающимся с рабочим объемом камеры инкубации, и платформу для подачи контейнеров в цифровой оптический блок. В одном из вариантов осуществления изобретения платформа для подачи контейнеров в модуле формирования цифрового изображения выполнена неподвижной, при этом упомянутый модуль содержит размещенный на платформе поворотный диск с двумя ячейками для контейнеров, три средства перемещения контейнера, два из которых выполнены в виде лифта с возможностью перемещения контейнера в вертикальном направлении, а третье средство снабжено корзиной для размещения контейнера и выполнено с возможностью перемещения контейнера из рабочей зоны камеры инкубации в зону формирования цифрового изображения и обратно. Первое средство перемещения расположено над первой ячейкой поворотного диска и выполнено с возможностью перемещения контейнера из исходного крайне верхнего положения до уровня платформы с размещением контейнера в данной ячейке поворотного диска; второе средство перемещения расположено под второй ячейкой поворотного диска и выполнено с возможностью перемещения контейнера, размещенного в данной ячейке поворотной платформы в вертикальное крайнее нижнее положение с расположением контейнера в корзине; третье средство перемещения выполнено с возможностью транспортировки корзины с контейнером в горизонтальном направлении. Первое и второе средства для перемещения контейнеров предпочтительно снабжены площадками для контейнера, а поворотный диск выполнен с возможностью поворота на 180 градусов. Ячейки поворотного диска могут быть выполнены с опорными поверхностями для крышки контейнера, обеспечивающими возможность перемещения в зону фотографирования контейнеров без крышки.The module for forming a digital image of samples includes a digital optical unit located in a separate housing, which is connected to the working volume of the incubation chamber, and a platform for feeding containers into the digital optical unit. In one of the embodiments of the invention, the platform for feeding containers in the digital image forming module is made stationary, and the said module contains a rotary disk placed on the platform with two cells for containers, three means for moving the container, two of which are made in the form of an elevator with the ability to move the container in the vertical direction, and the third means is equipped with a basket for placing the container and is configured to move the container from the working area of the incubation chamber to the digital image formation area and back. The first moving means is located above the first cell of the rotary disk and is configured to move the container from the initial extreme upper position to the level of the platform with the placement of the container in this cell of the rotary disk; the second moving means is located under the second cell of the rotary disk and is configured to move the container located in this cell of the rotary platform to the vertical extreme lower position with the container located in the basket; the third moving means is configured to transport the basket with the container in the horizontal direction. The first and second means for moving containers are preferably provided with container platforms, and the rotary disk is rotatable through 180 degrees. The cells of the rotary disk can be made with supporting surfaces for the container lid, providing the ability to move containers without a lid into the photographing area.
Предпочтительным является выполнение камеры инкубации биологических образцов с двумя модулями формирования цифрового изображения образцов, при этом один из модулей размещен над окном для загрузки и выгрузки контейнеров, второй - под упомянутым окном.It is preferable to make an incubation chamber for biological samples with two modules for forming a digital image of the samples, with one of the modules located above the window for loading and unloading containers, and the second below the said window.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения приводы манипуляторов, блока загрузки и выгрузки контейнеров, модуля формирования цифрового изображения образцов, выполнены электромеханическими.In a preferred embodiment of the invention, the drives of the manipulators, the unit for loading and unloading containers, and the module for forming digital images of samples are made electromechanical.
Камера для инкубации снабжена средствами формирования в рабочем объеме камеры требуемого температурного режима и атмосферы.The incubation chamber is equipped with means for forming the required temperature regime and atmosphere in the working volume of the chamber.
Использование в конструкции камеры для инкубации биологических образцов модуля перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры, содержащего два 3-х координатных манипулятора, и двух модулей фотографирования, помимо повышения производительности системы инкубации, повышает надежность работы системы за счет снижения риска прерывания ее работы из-за технических неполадок, связанных с прекращением функционирования одного из манипуляторов или одного из модулей фотографирования. Второй манипулятор и, соответственно, второй модуль фотографирования, служат в таких ситуациях резервным механизмом для обеспечения бесперебойной работы системы.The use in the design of a chamber for incubation of biological samples of a module for moving containers in the working volume of the chamber, containing two 3-axis manipulators, and two photographing modules, in addition to increasing the productivity of the incubation system, increases the reliability of the system by reducing the risk of interruption of its operation due to technical problems associated with the termination of the functioning of one of the manipulators or one of the photographing modules. The second manipulator and, accordingly, the second photographing module, serve in such situations as a backup mechanism to ensure uninterrupted operation of the system.
Заявленная камера для инкубации биологических образцов является надежной, эргономичной, удобной в использовании и обслуживании, позволяет исследовать по сравнению с аналогами большее количество образцов в единицу времени, сокращает время, необходимое для анализа образца и подготовки отчета о результатах, снижает вероятность ошибок оператора, которые могут привести к неправильной постановке диагноза, поздней диагностике, потере или порче образцов. Такие ошибки потенциально могут негативно сказываться на качестве диагностики и эффективности лечения пациентов.The claimed chamber for incubation of biological samples is reliable, ergonomic, easy to use and maintain, allows you to study a larger number of samples per unit of time compared to analogues, reduces the time required for analyzing a sample and preparing a report on the results, reduces the likelihood of operator errors that can lead to incorrect diagnosis, late diagnosis, loss or damage of samples. Such errors can potentially negatively affect the quality of diagnosis and the effectiveness of patient treatment.
Кроме того, заявленная камера для инкубации биологических образцов может быть использована в составе системы для инкубации образцов, имеющей модульную конструкцию, может быть использована в качестве автономного устройства, работающего под управлением оператора, а также может быть легко интегрирована в автоматизированную лабораторную среду и входить в комплекс (систему) взаимосвязанных модулей по автоматизации большей части процессов микробиологических исследований.In addition, the inventive chamber for incubating biological samples can be used as part of a system for incubating samples that has a modular design, can be used as a stand-alone device operating under operator control, and can also be easily integrated into an automated laboratory environment and be part of a complex (system) of interconnected modules for automating most of the microbiological research processes.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Изобретение поясняется иллюстративным материалом, гдеThe invention is illustrated by illustrative material, where
на фигуре 1 схематично представлена автоматизированная микробиологическая лаборатория, содержащая систему для инкубации и формирования цифровых изображений биологических образцов, а также модуль посева биоматериала в контейнеры, конвейерную систему, рабочее место лаборанта с ПК для проведения исследований биологических образцов, например, на резистентность к антибиотикам и т.д.; при этом система для инкубации и формирования цифровых изображений биологических образцов содержит модуль загрузки и выгрузки контейнеров с образцами, камеру инкубации с расположенными внутри нее модулем идентификации образцов (модулем сканирования образцов), модулем формирования цифрового изображения образцов (модулем фотографирования), а также модулем перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры;Figure 1 schematically shows an automated microbiological laboratory containing a system for incubation and formation of digital images of biological samples, as well as a module for sowing biomaterial into containers, a conveyor system, a laboratory assistant’s workstation with a PC for conducting research on biological samples, for example, for antibiotic resistance, etc. .d.; wherein the system for incubation and formation of digital images of biological samples contains a module for loading and unloading containers with samples, an incubation chamber with a sample identification module (sample scanning module) located inside it, a module for forming a digital image of samples (photography module), as well as a module for moving containers in the working volume of the chamber;
на фигурах 2 и 3 представлена камера инкубации с внешним блоком модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами, общий вид со стороны передней и задней стенок, соответственно; показана внешняя конфигурация камеры инкубации и взаиморасположение камеры инкубации и внешнего блока модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами (блока модуля, расположенного за пределами камеры инкубации), вариант их исполнения и область стыковки;Figures 2 and 3 show the incubation chamber with the external block of the module for loading and unloading containers with samples, a general view from the front and rear walls, respectively; shows the external configuration of the incubation chamber and the relative position of the incubation chamber and the external block of the module for loading and unloading containers with samples (module block located outside the incubation chamber), their version and the docking area;
на фигуре 4 представлена камера инкубации - вид изнутри, со стороны боковой стенки; показано внутреннее устройство камеры инкубации, включая встроенные в нее элементы модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами (внутреннего блока модуля, расположенного в камере инкубации, включая площадки для размещения контейнеров) и модуля перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры;Figure 4 shows the incubation chamber - view from the inside, from the side wall; the internal structure of the incubation chamber is shown, including the built-in elements of the module for loading and unloading containers with samples (the internal block of the module located in the incubation chamber, including platforms for placing containers) and the module for moving containers in the working volume of the chamber;
на фигуре 5 представлена камера инкубации - вид изнутри, со стороны задней стенки с дверцей; показано внутреннее устройство камеры инкубации, включая расположенные на ее боковых стенках и задней стенке с дверцей полки с ячейками (гнездами) для размещения контейнеров, сгруппированные в секции - верхние и нижние, а также представлен рабочий объем камеры инкубации и находящиеся в нем два 3-координатных манипулятора - верхний и нижний (предназначенные для обслуживания соответствующих секций с ячейками), модуль перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры;Figure 5 shows the incubation chamber - view from the inside, from the rear wall with the door; the internal structure of the incubation chamber is shown, including the shelves with cells (sockets) for placing containers located on its side walls and the rear wall with the door, grouped into sections - upper and lower, and also the working volume of the incubation chamber and the two 3-coordinate manipulator - upper and lower (designed to serve the corresponding sections with cells), module for moving containers in the working volume of the chamber;
на фигуре 6 представлено конструктивное решение расположенных в камере инкубации модулей, общий вид со стороны задней стенки с дверцей вне корпуса камеры; показаны модуль перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры, отдельные конструктивные элементы модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами, модуль формирования цифрового изображения (модуль фотографирования) образцов; показано их взаимное расположение и отражена конструктивная связь элементов, а также схема перемещения контейнера с образцом по указанным модулям;Figure 6 shows the design of the modules located in the incubation chamber, a general view from the rear wall with a door outside the chamber body; shows a module for moving containers in the working volume of the chamber, individual structural elements of a module for loading and unloading containers with samples, a module for forming a digital image (photographing module) of samples; their relative position is shown and the structural connection of the elements is reflected, as well as a diagram of the movement of the container with the sample along the specified modules;
на фигуре 7 представлено конструктивное решение расположенных в камере инкубации модулей, общий вид со стороны передней стенки с условно обозначенными стенками камеры; показаны модуль загрузки и выгрузки контейнеров с образцами (с внутренним блоком и транспортерами для загрузки и выгрузки контейнеров внешнего блока) и находящиеся внутри камеры инкубации модуль формирования цифрового изображения образцов (модуль фотографирования) и модуль перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры;Figure 7 shows a design solution for the modules located in the incubation chamber, a general view from the front wall with conventionally designated chamber walls; shows a module for loading and unloading containers with samples (with an internal unit and conveyors for loading and unloading containers of an external unit) and a module for forming a digital image of samples (photography module) located inside the incubation chamber and a module for moving containers in the working volume of the chamber;
на фигуре 8 представлена камера инкубации с модулем загрузки и выгрузки контейнеров - вид сверху; показан вариант размещения и порядок перемещения контейнеров с образцами, включая направление движения контейнеров с образцами по транспортеру для загрузки контейнеров в камеру инкубации и по транспортеру для выгрузки контейнеров из камеры инкубации, показана траектория движения 3-координатного манипулятора в рабочем объеме камеры в горизонтальной плоскости камеры;Figure 8 shows an incubation chamber with a module for loading and unloading containers - top view; shows the placement option and order of movement of containers with samples, including the direction of movement of containers with samples along the conveyor for loading containers into the incubation chamber and along the conveyor for unloading containers from the incubation chamber, shows the trajectory of movement of a 3-coordinate manipulator in the working volume of the chamber in the horizontal plane of the chamber;
на фигуре 9 представлена камера инкубации с модулем загрузки и выгрузки контейнеров - вид сверху; показан другой вариант размещения транспортеров внешнего блока модуля загрузки - выгрузки контейнеров с образцами относительно камеры инкубации;Figure 9 shows an incubation chamber with a module for loading and unloading containers - top view; another option for placing the conveyors of the external block of the loading module - unloading containers with samples relative to the incubation chamber is shown;
на фигурах 10, 11, 12 представлен общий вид 3-х координатного манипулятора модуля перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры, виды: справа с расположением захвата манипулятора в верхнем положении, слева с расположением захвата манипулятора в нижнем положении, и сзади, соответственно;Figures 10, 11, 12 show a general view of the 3-axis manipulator of the container movement module in the working volume of the chamber, views: on the right with the position of the manipulator grip in the upper position, on the left with the location of the manipulator grip in the lower position, and from the rear, respectively;
на фигурах 13, 14 представлен модуль формирования цифрового изображения (модуль фотографирования) образцов, общий вид, вид сбоку, соответственно;Figures 13, 14 show the module for forming a digital image (photography module) of the samples, general view, side view, respectively;
на фигурах 15, 16 представлен узел перемещения контейнеров модуля формирования цифрового изображения (модуля фотографирования) образцов, вид спереди, вид сзади с указанием направления движения его отдельных элементов, соответственно;Figures 15, 16 show the unit for moving containers of the module for forming a digital image (photography module) of samples, front view, rear view, indicating the direction of movement of its individual elements, respectively;
на фигуре 17 представлен узел формирования цифрового изображения (цифровой оптический блок) модуля формирования цифрового изображения (модуля фотографирования) образцов, расположенный в зоне фотографирования;Figure 17 shows a digital image forming unit (digital optical unit) of a digital image forming module (photography module) of samples located in the photographing area;
на фигурах 18, 19 представлен общий вид внешнего блока модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами, виды сзади и спереди, соответственно;Figures 18, 19 show a general view of the external block of the module for loading and unloading containers with samples, rear and front views, respectively;
на фигуре 20 представлена детализация внешнего блока модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами; показаны транспортер загрузки контейнеров в камеру инкубации, шлюз, содержащий створку с приводом, и поворотная створка, направляющая контейнер от транспортера к шлюзу, общий вид со стороны размещения транспортеров;Figure 20 shows details of the external block of the module for loading and unloading containers with samples; shows a conveyor for loading containers into the incubation chamber, a gateway containing a flap with a drive, and a rotary flap guiding the container from the conveyor to the gateway, a general view from the side where the conveyors are placed;
на фигуре 21 представлена детализация внешнего блока модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами; показаны транспортер выгрузки контейнеров, бокс выгрузки и лотки выгрузки контейнера после окончания инкубации - общий вид со стороны размещения лотков;Figure 21 shows details of the external block of the module for loading and unloading containers with samples; shows the conveyor for unloading containers, the unloading box and the trays for unloading the container after the end of incubation - a general view from the side where the trays are placed;
на фигуре 22 представлен вид с торца в разрезе на транспортеры загрузки и выгрузки и крайний лоток, показан горизонтальный толкатель и его привод;Figure 22 shows a cross-sectional end view of the loading and unloading conveyors and the outer tray, showing the horizontal pusher and its drive;
на фигуре 23 представлен детальный вид части лотка выгрузки контейнера, сопряженной с транспортером выгрузки внешнего блока модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами;Figure 23 shows a detailed view of part of the container unloading tray coupled with the unloading conveyor of the external unit of the module for loading and unloading containers with samples;
на фигуре 24 представлен детальный вид цепного транспортера лотка загрузки, внешнего блока модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами; цепной транспортер обеспечивает поочередную подачу контейнеров из стопки на транспортер загрузки;Figure 24 shows a detailed view of the chain conveyor of the loading tray, the external unit of the module for loading and unloading containers with samples; the chain conveyor ensures alternate supply of containers from the stack to the loading conveyor;
на фигуре 25 представлена блок-схема алгоритма работы блока управления манипуляторами.Figure 25 shows a block diagram of the operation algorithm of the manipulator control unit.
Позициями на чертежах обозначены следующие блоки и модули системы: 1 - камера инкубации, 2 - модуль загрузки и выгрузки контейнеров с образцами, 3 - модуль идентификации образца (модуль сканирования), 4 - модуль формирования цифрового изображения образцов (модуль фотографирования), 5 - модуль перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры, 6 - блок управления.The positions in the drawings indicate the following blocks and modules of the system: 1 - incubation chamber, 2 - module for loading and unloading containers with samples, 3 - sample identification module (scanning module), 4 - module for forming a digital image of samples (photography module), 5 - module movement of containers in the working volume of the chamber, 6 - control unit.
Камера инкубации содержит следующие конструктивные элементы: 7 - передняя стенка, 8 - задняя стенка, 9 - боковая стенка, 10 - дверца, 11 - крыша камеры, 12 - днище камеры, 13 - корпус камеры, 14 - окно для загрузки и выгрузки контейнеров, 15 - проекция окна для загрузки и выгрузки контейнеров, 16 - верхнее окно для связи с модулем 4, 17 - нижнее окно для связи с модулем 4, 18 - шлюз, 19 - привод шлюза, 20 - створка шлюза, 21 - площадка для монтажа сканеров, 22 - ячейка (гнездо) для размещения контейнеров, 23 - полка с ячейками (гнездами), 24 - штанга для ярусного крепления полок с ячейками, 25 - секция полок с ячейками, 26 - средняя горизонтальная плоскость камеры, 27 - рабочий объем (или рабочая зона) камеры, 28 - средства формирования температурного режима, атмосферы, 29 - лоток для ручного извлечения контейнера, 30 - отсек для размещения модуля фотографирования.The incubation chamber contains the following structural elements: 7 - front wall, 8 - rear wall, 9 - side wall, 10 - door, 11 - chamber roof, 12 - chamber bottom, 13 - chamber body, 14 - window for loading and unloading containers, 15 - projection of a window for loading and unloading containers, 16 - upper window for communication with module 4, 17 - lower window for communication with module 4, 18 - gateway, 19 - gateway drive, 20 - gateway leaf, 21 - platform for mounting scanners , 22 - cell (nest) for placing containers, 23 - shelf with cells (nests), 24 - rod for tiered fastening of shelves with cells, 25 - section of shelves with cells, 26 - average horizontal plane of the chamber, 27 - working volume (or working area) of the camera, 28 - means of forming the temperature regime, atmosphere, 29 - tray for manual removal of the container, 30 - compartment for placing the photographing module.
Модуль загрузки и выгрузки контейнеров с образцами содержит: 31 - первый (внутренний) блок модуля 2, расположенный в рабочем объеме камеры инкубации, 32 - второй (внешний) блок модуля 2, расположенный за пределами камеры инкубации, 33 - общая зона загрузки-выгрузки. Внешний блок 32 содержит: 34 - транспортер для загрузки контейнеров в камеру инкубации, 35 - транспортер для выгрузки контейнеров из камеры инкубации, 36, 37 - основания транспортера, 38, 39 - приводы транспортера, 40 - стопор для фиксации контейнера, 41 - лоток обычной или приоритетной загрузки контейнера, 42 - лоток выгрузки контейнера, 43 - устройство переноса контейнера (поворотная створка), 44 - цепной транспортер, 45 - захват цепного транспортера, 46 - стопор лотка выгрузки, 47 - створка лотка, 48 - горизонтальный толкатель, 49 - привод горизонтального толкателя, 50 - бокс выгрузки, 51 - кассета. Внутренний блок 31 содержит: 52 - площадка для размещения загружаемых в камеру контейнеров, 53 - площадка для размещения выгружаемых из камеры контейнеров, 54 - средство вертикального перемещения контейнеров (лифт), 55 - привод лифта, 56 - зона сканирования, 57 - средство вращения контейнера.The module for loading and unloading containers with samples contains: 31 - the first (internal) block of module 2, located in the working volume of the incubation chamber, 32 - the second (external) block of module 2, located outside the incubation chamber, 33 - general loading and unloading area. External block 32 contains: 34 - conveyor for loading containers into the incubation chamber, 35 - conveyor for unloading containers from the incubation chamber, 36, 37 - conveyor bases, 38, 39 - conveyor drives, 40 - stopper for fixing the container, 41 - regular tray or priority container loading, 42 - container unloading tray, 43 - container transfer device (rotary flap), 44 - chain conveyor, 45 - chain conveyor grip, 46 - unloading tray stopper, 47 - tray flap, 48 - horizontal pusher, 49 - horizontal pusher drive, 50 - unloading box, 51 - cassette. The internal block 31 contains: 52 - a platform for placing containers loaded into the chamber, 53 - a platform for placing containers unloaded from the chamber, 54 - a means for vertical movement of containers (elevator), 55 - an elevator drive, 56 - a scanning zone, 57 - a means for rotating a container .
Модуль 3 идентификации образца (модуль сканирования) содержит: 58 - устройство для идентификации (считывания машиночитаемой метки) контейнеров (сканер), 59 - платформу (кронштейн), 60 - средство подсветки.The sample identification module 3 (scanning module) contains: 58 - a device for identifying (reading a machine-readable mark) containers (scanner), 59 - a platform (bracket), 60 - a backlight means.
Модуль 4 формирования цифрового изображения биологических образцов (модуль фотографирования) содержит: 61 - верхний модуль фотографирования, 62 - нижний модуль фотографирования, 63 - корпус модуля 4, 64 - узел перемещения контейнера (узел перемещения), 65 - узел формирования цифрового изображения (цифровой оптический блок), 66 - опорная платформа для подачи контейнеров в цифровой оптический блок 69, 67 - паз опорной платформы, 68 - поворотный диск, 69 - электродвигатель, 70 - коническая поверхность ячейки (гнездо) поворотного диска, 71 - выступ поворотного диска, 72 - входная ячейка (гнездо), 73 - ячейка (гнездо) передачи контейнера на фотографирование, 74 - опорная поверхность ячеек для крышки контейнера, 75 - откидная крышка узла перемещения, 76 - канал откидной крышки, 77 - первый лифт 51 в модуле 4, 78 - площадка первого лифта 72, 79 - второй лифт 51 в модуле 4, 80 - площадка второго лифта 74, 81 - транспортировочная корзина, 82 - направляющие рельсы транспортировочной корзины 76, 83 - привод транспортировочной корзины, 84 - средство перемещения транспортировочной корзины в горизонтальной плоскости, 85 - площадка средства перемещения, 86 - столик лифта, 87 - привод вращения столика, 88 - шторка, 89 - привод шторки, 90 - направляющие рельсы шторки, 91 - верхняя часть корпуса цифрового оптического блока, 92 - верхний светильник цифрового оптического блока, 93 - нижний светильник цифрового оптического блока, 94 - рассеиватель, 95 - цифровая фотокамера, 96 - объектив фотокамеры.Module 4 for forming a digital image of biological samples (photography module) contains: 61 - upper photographing module, 62 - lower photographing module, 63 - module body 4, 64 - container moving unit (moving unit), 65 - digital image forming unit (digital optical block), 66 - support platform for feeding containers into the digital optical unit 69, 67 - groove of the support platform, 68 - rotary disk, 69 - electric motor, 70 - conical surface of the cell (socket) of the rotary disk, 71 - protrusion of the rotary disk, 72 - input cell (socket), 73 - cell (socket) for transferring the container for photographing, 74 - supporting surface of the cells for the container lid, 75 - hinged cover of the moving unit, 76 - channel of the hinged cover, 77 - first elevator 51 in module 4, 78 - platform of the first elevator 72, 79 - second elevator 51 in module 4, 80 - platform of the second elevator 74, 81 - transportation basket, 82 - guide rails of the transportation basket 76, 83 - drive of the transportation basket, 84 - means of moving the transportation basket in the horizontal plane, 85 - platform of the moving device, 86 - elevator table, 87 - table rotation drive, 88 - curtain, 89 - curtain drive, 90 - curtain guide rails, 91 - upper part of the digital optical unit housing, 92 - upper lamp of the digital optical unit, 93 - lower lamp of the digital optical unit, 94 - diffuser, 95 - digital camera, 96 - camera lens.
Модуль перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры содержит: 97 - 3-координатный манипулятор, 98 - верхний манипулятор, 99 - нижний манипулятор, 100 - зона верхнего манипулятора, 101 - зона нижнего манипулятора, 102 - опорная платформа манипулятора, 103 - поворотный стол платформы, 104 - привод поворотного стола, 105 - захват манипулятора, 106 - головка захвата, 107 - фигурные губки захвата, 108 - накладки захвата, 109 - колонна вертикального перемещения захвата (колонна), 110 - привод колонны, 111 - красная зона, 112 - горизонтальный привод перемещения захвата, 113 - ременная передача, 114 - вертикальная ось, 115 - привод вертикальной оси, 116 - привод поворота захвата.The module for moving containers in the working volume of the chamber contains: 97 - 3-coordinate manipulator, 98 - upper manipulator, 99 - lower manipulator, 100 - upper manipulator zone, 101 - lower manipulator zone, 102 - manipulator support platform, 103 - platform rotary table, 104 - rotary table drive, 105 - manipulator grip, 106 - grip head, 107 - shaped grip jaws, 108 - grip pads, 109 - column for vertical movement of the grip (column), 110 - column drive, 111 - red zone, 112 - horizontal gripper movement drive, 113 - belt drive, 114 - vertical axis, 115 - vertical axis drive, 116 - gripper rotation drive.
Набор датчиков содержит: 117 - датчики контроля температуры, влажности и состава среды, 118 - датчик наличия контейнера, 119 - датчик заполнения стопки и лотка, 120 - индуктивный датчик наличия кассеты, 121 - датчик углового положения, 122 - датчик крайнего верхнего положения захвата, 123 - датчик крайнего нижнего положения захвата, 124 - датчик непрерывного контроля положения координат захвата манипулятора, 125 - датчик красной зоны, 126 - датчик положения привода вертикальной оси трехкоординатного манипулятора, 127 - датчик конечного положения привода лотка выгрузки.The set of sensors contains: 117 - temperature, humidity and environmental composition control sensors, 118 - container presence sensor, 119 - stack and tray filling sensor, 120 - inductive cassette presence sensor, 121 - angular position sensor, 122 - uppermost gripper position sensor, 123 - sensor for the lowest position of the gripper, 124 - sensor for continuous monitoring of the position of the gripper coordinates of the manipulator, 125 - red zone sensor, 126 - position sensor for the drive of the vertical axis of the three-coordinate manipulator, 127 - end position sensor for the unloading tray drive.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Далее представлено более подробное описание заявленного изобретения. The following is a more detailed description of the claimed invention.
В настоящем описании использованы следующие термины, определения и сокращения.The following terms, definitions and abbreviations are used in this description.
«Система для инкубации и формирования цифровых изображений биологических образцов» при описании заявленного изобретения может иметь сокращенное название - система, система для инкубации, система инкубации, автоматизированная система.“System for incubation and formation of digital images of biological samples” when describing the claimed invention may have an abbreviated name - system, system for incubation, incubation system, automated system.
«Контейнер» - емкость, в которой возможно размещение исследуемого образца, в том числе посредством ручной и/или автоматической инокуляции. Емкость, в которую может быть помещен образец, обычно содержит субстрат или среду с питательными веществами для роста целевых микроорганизмов. Согласно настоящему изобретению, в автоматизированной системе для проведения исследований могут быть использованы такие контейнеры, как чашки Петри (далее также - чашки), содержащие высеянную среду, пробирки с бульоном и предметные стекла с биологическими образцами и др. “Container” is a container in which the test sample can be placed, including through manual and/or automatic inoculation. The container in which the sample can be placed usually contains a substrate or medium with nutrients for the growth of the target microorganisms. According to the present invention, in an automated system for conducting research, containers such as Petri dishes (hereinafter also referred to as dishes) containing inoculated medium, tubes with broth and slides with biological samples, etc. can be used.
«Биологический образец» (далее также - образец) - образец жидкости и (или) ткани организма человека, а также любой другой материальный образец, потенциально содержащий микробиологические объекты, взятый для проведения лабораторного исследования. “Biological sample” (hereinafter also referred to as sample) is a sample of fluid and (or) tissue of the human body, as well as any other material sample potentially containing microbiological objects, taken for laboratory research.
Термином «зона» при описании заявленного изобретения обозначена определенная область пространства, в которой реализуется предписанная функция устройства, модуля, блока, или их частей или отдельных конструктивных элементов, которая может иметь материальные или условные границы. The term “zone” when describing the claimed invention denotes a certain area of space in which the prescribed function of a device, module, block, or their parts or individual structural elements is implemented, which may have material or conditional boundaries.
«Красная зона» - область пространства в камере инкубации, в которой возможно столкновение (соударение) манипуляторов.“Red zone” is a region of space in the incubation chamber in which collision (collision) of manipulators is possible.
«Рабочий объем камеры инкубации» или «Рабочая зона камеры инкубации» - объем в камере инкубации, в котором осуществляется инкубирование образцов и непосредственная работа находящихся в ней устройств, модулей и их частей.“Working volume of the incubation chamber” or “Working area of the incubation chamber” is the volume in the incubation chamber in which samples are incubated and the direct operation of the devices, modules and their parts located in it is carried out.
Предлагаемая камера для инкубации и система на ее основе может быть реализована в виде самостоятельного решения, обеспечивающего возможность инкубирования контейнеров с образцами в оптимальных условиях и формирования цифровых изображений образцов в режиме реального времени с заданной (или необходимой) периодичностью (например, каждые 60 минут) с последующим анализом врачом или лаборантом полученных изображений, в т.ч. с использованием соответствующего программного обеспечения. Программное обеспечение может содержать алгоритмы, основанные на использовании искусственного интеллекта.The proposed incubation chamber and the system based on it can be implemented as an independent solution, providing the ability to incubate containers with samples under optimal conditions and generate digital images of samples in real time with a given (or required) frequency (for example, every 60 minutes) with subsequent analysis by a doctor or laboratory assistant of the received images, incl. using appropriate software. The software may contain algorithms based on the use of artificial intelligence.
Предлагаемая камера для инкубации и система на ее основе также могут быть интегрированы в структуру микробиологической лаборатории (фиг. 1), в которой помимо данной системы могут присутствовать модули и/или блоки автоматического посева биоматериала в контейнеры, например, такие как чашки Петри, с функцией загрузки контейнеров в кассеты, маркировки контейнеров; подготовки образцов для микрофлюидных тестов; отбора колоний; определения резистентности к антибиотикам и т.д.The proposed incubation chamber and the system based on it can also be integrated into the structure of a microbiological laboratory (Fig. 1), in which, in addition to this system, there may be modules and/or units for automatic seeding of biomaterial into containers, for example, such as Petri dishes, with the function loading containers into cassettes, marking containers; preparing samples for microfluidic tests; colony selection; determination of antibiotic resistance, etc.
Система для инкубации и формирования цифровых изображений биологических образцов, представленная в данном документе (фиг. 1 - 25), содержит:The system for incubation and digital imaging of biological samples presented in this document (Fig. 1 - 25) contains:
- камеру 1 инкубации образцов, размещенных в контейнерах (далее также - камера инкубации, камера),- chamber 1 for incubation of samples placed in containers (hereinafter also referred to as incubation chamber, chamber),
- модуль 2 загрузки и выгрузки контейнеров с образцами,- module 2 for loading and unloading containers with samples,
- модуль 3 идентификации образца с использованием датчиков и сканеров, для контроля местоположения и идентификации конкретной чашки Петри (далее также - модуль идентификации, модуль сканирования),- sample identification module 3 using sensors and scanners to control the location and identification of a specific Petri dish (hereinafter also referred to as identification module, scanning module),
- два модуля 4 формирования цифровых изображений образцов 4 (далее также - модуль фотографирования),- two modules 4 for forming digital images of samples 4 (hereinafter also referred to as the photography module),
- модуль 5 перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры, включающий два 3-координатных манипулятора 97 для перемещения контейнеров с образцами в модуль фотографирования 4 и их обратной загрузки в камеру инкубации 1,- module 5 for moving containers in the working volume of the chamber, including two 3-axis manipulators 97 for moving containers with samples into the photographing module 4 and loading them back into the incubation chamber 1,
- блок управления 6 с функцией управления перемещениями 3-координатных манипуляторов 97 (далее также - блок управления).- control unit 6 with the function of controlling the movements of 3-axis manipulators 97 (hereinafter also referred to as the control unit).
Далее представлено подробное описание конструктивного решения каждого блока и модуля и продемонстрирована работа камеры инкубации и системы на ее основе на примере использования в качестве контейнеров чашек Петри, которое не ограничивает объем заявленных притязаний.The following is a detailed description of the design solution of each block and module and demonstrates the operation of the incubation chamber and the system based on it using the example of using Petri dishes as containers, which does not limit the scope of the stated claims.
Камера инкубации 1 (фиг. 2-5, 7) представляет собой корпус по типу шкафа. Камера может содержать металлический каркас, облицованный с внешней и внутренних сторон. Камера выполнена утепленной, с внутренней стороны может быть облицована панелями из нержавеющей стали. В рабочем объеме 27 камеры расположены полки 23 с ячейками (гнездами) 22 для размещения чашек Петри с биологическими образцами, как показано, например, на фиг.5. В камере между стенками камеры и рабочим объемом, где установлены стеллажи для размещения контейнеров, размещены инженерные системы для создания в ее рабочем объеме оптимальных условий для роста микроорганизмов, включая средства формирования требуемого режима инкубации (средства нагрева, увлажнения, поддержания концентрации СО2 и циркуляции воздуха) 28 рабочего объема (фиг. 4). Камера инкубации может быть снабжена датчиками 117 контроля температуры, влажности, состава среды, и средствами, обеспечивающими возможность поддержания требуемых параметров в автоматическом режиме.Incubation chamber 1 (Fig. 2-5, 7) is a cabinet-type housing. The chamber may contain a metal frame lined on the outer and inner sides. The chamber is insulated and can be lined with stainless steel panels on the inside. In the working volume 27 of the chamber there are shelves 23 with cells (sockets) 22 for placing Petri dishes with biological samples, as shown, for example, in Fig.5. In the chamber between the walls of the chamber and the working volume, where racks for placing containers are installed, engineering systems are placed to create optimal conditions for the growth of microorganisms in its working volume, including means of forming the required incubation mode (means of heating, humidification, maintaining CO 2 concentration and air circulation ) 28 working volume (Fig. 4). The incubation chamber can be equipped with sensors 117 for monitoring temperature, humidity, medium composition, and means that ensure the ability to maintain the required parameters in automatic mode.
В одном из вариантов осуществления изобретения камера 1 выполнена в виде корпуса 13, имеющего переднюю 7, заднюю 8, боковые 9 стенки, крышу 11 и днище 12 (фиг. 2 и 3). Камера снабжена дверцей 10 (фиг. 5) для ее обслуживания, а также, по меньшей мере, одним окном 14 для загрузки и выгрузки контейнеров с биологическими образцами и двумя окнами - верхним 16 и нижним 17, для связи с двумя модулями 4 формирования цифрового изображения образцов (модулями фотографирования) (фиг. 4). При этом окно для загрузки и выгрузки контейнеров 14 выполнено в передней стенке 7 камеры 1 предпочтительно в ее средней части, а дверца 10 камеры 1 - со стороны ее задней стенки 8. В одном из вариантов осуществления изобретения задняя стенка 8 может быть выполнена в виде дверцы, как показано на фиг. 3, 5. При этом дверца и передняя стенка могут иметь выпуклый профиль внешней поверхности. Выпуклая форма передней стенки камеры позволяет осуществить скрытый монтаж элементов модуля загрузки-выгрузки. Окно для загрузки и выгрузки контейнеров 14 снабжено шлюзом 18 (фиг. 4), выполненным с возможностью ограничения утечки среды из камеры инкубации, который открывается на время загрузки контейнера в камеру инкубации или выгрузки из нее по сигналу с соответствующего датчика 118, расположенного на транспортере загрузки 34 с внешней стороны камеры или на транспортере выгрузки 35 с внутренней стороны камеры и связанного с блоком управления 6. Блок управления 6 после получения сигнала с датчика 118 направляет соответствующий сигнал на привод 19 шлюза 18 - сигнал на открытие или закрытие шлюза 18. Таким образом, шлюз 18 открывается автоматически, а контейнер с образцом перемещается с помощью устройства 43 с внешнего конвейера на внутреннее устройство модуля загрузки и выгрузки 2. Устройство 43 может быть выполнено в виде поворотной створки, расположенной на основании транспортера загрузки вне камеры инкубации перед шлюзом, и приводящееся в действие аналогично шлюзу по сигналу от датчика 118 наличия контейнера перед шлюзом (фиг. 7, 9 и 20). Для отслеживания перемещения образца в рабочем объеме 27 камеры 1 в режиме реального времени может быть использовано программное обеспечение, при этом контейнер с образцом снабжен машиночитаемой меткой (например, штрих-кодом, меткой RFID, и т.д.), а камера 1 (как минимум, в месте входа контейнера, месте выхода контейнера и модулях фотографирования 4, как показано на фиг. 8) снабжена соответствующими считывающими устройствами для этой метки (сканерами 58). После выгрузки контейнеров из камеры инкубации на транспортер 35 образцы могут быть отправлены на утилизацию, могут быть переданы в специальный лоток для ручного извлечения 29 оператором или могут быть автоматически перемещены в следующий модуль или прибор. В одном из вариантов осуществления камеры инкубации 1 для загрузки и выгрузки контейнеров могут быть использованы отдельные окна со своими шлюзами, или шлюз может быть выполнен из двух перемещающихся независимо друг от друга частей.In one of the embodiments of the invention, the chamber 1 is made in the form of a housing 13, having a front 7, a rear 8, side walls 9, a roof 11 and a bottom 12 (Figs. 2 and 3). The chamber is equipped with a door 10 (Fig. 5) for its maintenance, as well as at least one window 14 for loading and unloading containers with biological samples and two windows - upper 16 and lower 17, for communication with two modules 4 for digital image formation samples (photography modules) (Fig. 4). In this case, the window for loading and unloading containers 14 is made in the front wall 7 of the chamber 1, preferably in its middle part, and the door 10 of the chamber 1 is located on the side of its rear wall 8. In one embodiment of the invention, the rear wall 8 can be made in the form of a door , as shown in Fig. 3, 5. In this case, the door and front wall may have a convex profile of the outer surface. The convex shape of the front wall of the chamber allows for hidden installation of elements of the loading and unloading module. The window for loading and unloading containers 14 is equipped with a gateway 18 (Fig. 4), designed to limit the leakage of the medium from the incubation chamber, which opens while the container is being loaded into or unloaded from the incubation chamber upon a signal from the corresponding sensor 118 located on the loading conveyor 34 on the outside of the chamber or on the unloading conveyor 35 on the inside of the chamber and connected to the control unit 6. The control unit 6, after receiving a signal from the sensor 118, sends a corresponding signal to the drive 19 of the gateway 18 - a signal to open or close the gateway 18. Thus, gateway 18 opens automatically, and the container with the sample is moved using device 43 from the external conveyor to the internal device of the loading and unloading module 2. Device 43 can be made in the form of a rotary flap located on the base of the loading conveyor outside the incubation chamber in front of the gateway, and driven the action is similar to that of a gateway based on a signal from sensor 118 of the presence of a container in front of the gateway (Fig. 7, 9 and 20). Software can be used to track the movement of the sample in the working volume 27 of the chamber 1 in real time, wherein the container with the sample is equipped with a machine-readable tag (for example, a bar code, an RFID tag, etc.), and the camera 1 (as at least, at the container entry point, the container exit point and photographing modules 4, as shown in Fig. 8) is equipped with appropriate reading devices for this tag (scanners 58). After the containers are unloaded from the incubation chamber onto the conveyor 35, the samples can be sent for disposal, can be transferred to a special tray for manual removal 29 by the operator, or can be automatically moved to the next module or device. In one of the embodiments of the incubation chamber 1, separate windows with their own gateways can be used for loading and unloading containers, or the gateway can be made of two parts that move independently of each other.
Помимо первого окна - окна для загрузки и выгрузки контейнеров 14, на передней стенке 7 также расположены второе и третье окна - верхнее окно 16 и нижнее окно 17 для связи с модулями 61 и 62 формирования цифрового изображения образцов. При этом окно 16 расположено над окном 14, а третье окно 17 - под окном 14 (фиг. 4). Такое расположение окон 16 и 17 для связи с модулем 4 относительно окна 14 позволяет модулям фотографирования 61 и 62 функционировать независимо друг от друга. При этом перемещение чашек в рабочем объеме 27 камеры 1 осуществляется с использованием соответствующего трехкоординатного манипулятора 98 или 99, обслуживающего свой модуль фотографирования и общую зону загрузки-выгрузки 33 (об этом подробнее далее).In addition to the first window - a window for loading and unloading containers 14, on the front wall 7 there are also second and third windows - an upper window 16 and a lower window 17 for communication with modules 61 and 62 for forming digital images of samples. In this case, window 16 is located above window 14, and the third window 17 is located below window 14 (Fig. 4). This arrangement of windows 16 and 17 for communication with module 4 relative to window 14 allows photographing modules 61 and 62 to function independently of each other. In this case, the movement of the cups in the working volume 27 of the chamber 1 is carried out using the corresponding three-coordinate manipulator 98 or 99, servicing its photographing module and the general loading and unloading area 33 (more on this later).
В различных вариантах осуществления изобретения корпус камеры инкубации 13 может иметь отдельные отсеки 30 для размещения верхнего 61 и нижнего 62 модулей фотографирования (как показано на фиг. 4, 7). Предпочтительным является размещение модулей фотографирования в отдельных отсеках с внешней стороны камеры инкубации 1, как показано на фиг. 2, 4, 7. При этом расстояние между упомянутыми отсеками не должно быть менее высоты окна для загрузки и выгрузки контейнеров 14.In various embodiments of the invention, the body of the incubation chamber 13 may have separate compartments 30 to accommodate the upper 61 and lower 62 photography modules (as shown in FIGS. 4, 7). It is preferable to place the photographing modules in separate compartments on the outside of the incubation chamber 1, as shown in FIG. 2, 4, 7. In this case, the distance between the mentioned compartments should not be less than the height of the window for loading and unloading containers 14.
Размещение полок 23 с ячейками 22 может быть реализовано различными способами. Каждая ячейка 22 приспособлена для приема и удержания в ней контейнера с образцом в процессе инкубации. Предпочтительным является размещение полок 23 по окружности (как показано на фиг. 5) для обеспечения доступа захвата 105 трехкоординатного манипулятора 97 к ее ячейкам. Массив полок 23 с ячейками 22 для хранения чашек с образцами в предпочтительном варианте выполнения образует частично цилиндр с виртуальной вертикальной осью (фиг. 5, 7). Такое расположение полок 23 делает ячейки 22 доступными для захватов манипуляторов 105, размещенных в центральной части цилиндра (фиг. 7), образованного полками 23 с ячейками 22. Полки 23 с ячейками 22 в одном из вариантов осуществления изобретения могут быть закреплены с внутренней стороны боковых стенок 9, задней стенки 8 и/или дверцы 10 камеры 1 (фиг. 5). При этом указанные стенки камеры инкубации с закрепленными на них полками 23 могут иметь частично цилиндрический профиль поверхности. Предпочтительным является выполнение стенок камеры с прямолинейным профилем внешней поверхности, при этом с внутренней стороны стенок 7 - 9 и дверцы 10 закреплены вертикальные штанги 24, обеспечивающие ярусное крепление округлых полок с ячейками под чашки Петри. Камера инкубации 1 может включать различное количество ячеек в зависимости от задач микробиологической лаборатории, например, от 600 до 720 ячеек. В отдельных вариантах осуществления изобретения каждая ячейка характеризуется координатами ее пространственного местоположения. Полки 23 с ячейками 22 могут быть выполнены в камере инкубации 1 в виде секций 25.The placement of shelves 23 with cells 22 can be implemented in various ways. Each cell 22 is configured to receive and hold a sample container during incubation. It is preferable to place the shelves 23 around the circumference (as shown in Fig. 5) to provide access to the gripper 105 of the three-axis manipulator 97 to its cells. The array of shelves 23 with cells 22 for storing cups with samples in the preferred embodiment forms partly a cylinder with a virtual vertical axis (Fig. 5, 7). This arrangement of the shelves 23 makes the cells 22 accessible to the grips of the manipulators 105 located in the central part of the cylinder (Fig. 7) formed by the shelves 23 with cells 22. The shelves 23 with cells 22 in one embodiment of the invention can be secured on the inside of the side walls 9, rear wall 8 and/or door 10 of chamber 1 (Fig. 5). In this case, these walls of the incubation chamber with shelves 23 attached to them may have a partially cylindrical surface profile. It is preferable to make the walls of the chamber with a rectilinear profile of the outer surface, while on the inside of the walls 7 - 9 and the door 10, vertical rods 24 are fixed, providing tiered fastening of round shelves with cells for Petri dishes. The incubation chamber 1 may include a different number of cells depending on the tasks of the microbiology laboratory, for example, from 600 to 720 cells. In certain embodiments of the invention, each cell is characterized by the coordinates of its spatial location. Shelves 23 with cells 22 can be made in the incubation chamber 1 in the form of sections 25.
Модуль загрузки и выгрузки контейнеров с образцами 2 (фиг. 1 - 4, 8, 9, 18 - 24) содержит два блока, один из которых расположен в камере инкубации - первый блок 31 (или внутренний блок) (фиг. 4, 7, 8, 9, 20), второй - за пределами рабочего объема камеры инкубации - второй блок 32 (или внешний блок) (фиг. 2, 7, 8, 9, 18, 19, 20). Внешний блок 32 имеет два конвейера (транспортера) 34 и 35, расположенные на разных высотных уровнях на основаниях 36 и 37, которые могут быть жестко соединены с корпусом камеры инкубации 13. Конвейеры (транспортеры) 34 и 35 выполнены с возможностью перемещения во встречных направлениях и оснащены независимыми электроприводами 38 и 39 (фиг. 7). Один из конвейеров (транспортеров) транспортирует контейнеры с образцами от лотков загрузки 41 (фиг. 8, 9, 18, 19) к шлюзу 18 - транспортер для загрузки контейнеров в камеру инкубации 34, а второй - от шлюза 18 к лоткам выгрузки 42 - транспортер для выгрузки контейнеров из камеры инкубации 35. На протяжении конвейера (транспортера) 34 и 35 могут (в зависимости от алгоритма использования системы инкубации: индивидуального или в составе комплекса) быть расположены оптические датчики наличия контейнеров 118 и стопоры 40 для фиксации контейнера в заданном пространственном положении, приводимые в движение электромагнитами (фиг. 2, 7, 20). Стопоры 40 могут быть реализованы как выдвижные штифты, перемещающиеся при подаче питания на электромагниты и возвращающиеся в исходное положение при снятии питания под действием пружины. Стопоры расположены на транспортере таким образом, чтобы расстояние между ними было приблизительно равно 0,75 от диаметра контейнера для обеспечения его надежной остановки. Перед шлюзом 18 транспортера загрузки 34 и после шлюза 18 транспортера выгрузки 35 с внешней стороны камеры 1 расположены устройства 43 (поворотные створки) (как показано на фиг. 7, 9, 20), обеспечивающие перемещение контейнера с транспортера загрузки 34 к шлюзу 18 или от шлюза 18 на транспортер выгрузки 35 с изменением траектории движения контейнера, например, поворотом на 90 градусов.The module for loading and unloading containers with samples 2 (Fig. 1 - 4, 8, 9, 18 - 24) contains two blocks, one of which is located in the incubation chamber - the first block 31 (or internal block) (Fig. 4, 7, 8, 9, 20), the second - outside the working volume of the incubation chamber - the second block 32 (or external block) (Fig. 2, 7, 8, 9, 18, 19, 20). The external unit 32 has two conveyors (conveyors) 34 and 35, located at different height levels on bases 36 and 37, which can be rigidly connected to the body of the incubation chamber 13. Conveyors (conveyors) 34 and 35 are designed to move in counter directions and equipped with independent electric drives 38 and 39 (Fig. 7). One of the conveyors (transporters) transports containers with samples from the loading trays 41 (Fig. 8, 9, 18, 19) to the gateway 18 - a conveyor for loading containers into the incubation chamber 34, and the second - from the gateway 18 to the unloading trays 42 - a conveyor for unloading containers from the incubation chamber 35. Along the conveyor (conveyor) 34 and 35, optical sensors for the presence of containers 118 and stoppers 40 can be located (depending on the algorithm for using the incubation system: individual or as part of a complex) to fix the container in a given spatial position , driven by electromagnets (Fig. 2, 7, 20). Stoppers 40 can be implemented as retractable pins that move when power is applied to the electromagnets and return to their original position when power is removed under the action of a spring. The stoppers are located on the conveyor so that the distance between them is approximately equal to 0.75 of the diameter of the container to ensure its reliable stop. In front of the gateway 18 of the loading conveyor 34 and after the gateway 18 of the unloading conveyor 35 on the outside of the chamber 1 there are devices 43 (rotary doors) (as shown in Fig. 7, 9, 20), ensuring the movement of the container from the loading conveyor 34 to the gateway 18 or from gateway 18 to unloading conveyor 35 with a change in the trajectory of the container, for example, turning 90 degrees.
На транспортер загрузки 34 контейнеры поступают из лотков загрузки 41 (фиг. 8, 9, 18, 19), количество которых может варьироваться в зависимости от вместимости камеры инкубации - от двух и более. Лотки загрузки могут быть выполнены в виде емкости или корпуса, имеющего, по меньшей мере, две параллельно расположенные боковые стенки, закрепленные на основании. В одном из вариантов выполнения лотков загрузки они дополнительно снабжены торцевой стенкой со стороны сопряжения с транспортером 34 для загрузки контейнеров в камеру инкубации, при этом торцевая стенка снабжена щелью 128 или расположена с отступом от основания с обеспечением прохождения на транспортер нижнего контейнера из стопки. Щель может быть выполнена высотой на 3-4 мм больше высоты контейнера. В качестве основания может выступать опорная поверхность, предназначенная для размещения лотков 41. Лотки загрузки сконфигурированы под габариты используемых контейнеров. При использовании в качестве контейнеров, например, чашек Петри, лотки загрузки выполнены с возможностью размещения в них чашек Петри в один ряд по горизонтали и, по меньшей мере, два ряда по вертикали, при этом боковые стенки для чашек Петри выступают в качестве направляющих. В конкретном варианте выполнения (фиг. 19) лотки загрузки 41 имеют прямоугольную конфигурацию и габариты, обеспечивающие размещение в них одной чашки Петри по ширине, не менее 10 чашек по высоте и до 5 стопок из чашек по длине. Лотки предпочтительно оснащены оптическими датчиками наличия контейнеров 118 для определения приоритетов подачи контейнеров на транспортер в зависимости от алгоритма использования системы инкубации. Для поочерёдной выдачи контейнеров на транспортер лотки 41 могут быть оснащены цепным транспортером 44, как показано на фиг. 18 и 24, с двумя парами захватов 45, выполненных с возможностью взаимодействия с чашками Петри при перемещении, при этом одна пара захватов выталкивает контейнер на транспортер загрузки 34, а вторая - фиксирует контейнер из следующей стопки от преждевременной выдачи на транспортер.Containers are delivered to the loading conveyor 34 from loading trays 41 (Fig. 8, 9, 18, 19), the number of which can vary depending on the capacity of the incubation chamber - from two or more. The loading trays can be made in the form of a container or a housing having at least two parallel side walls attached to the base. In one embodiment of the loading trays, they are additionally equipped with an end wall on the side that interfaces with the conveyor 34 for loading containers into the incubation chamber, while the end wall is equipped with a slot 128 or is located indented from the base to ensure that the lower container from the stack passes onto the conveyor. The gap can be made 3-4 mm higher than the height of the container. The base can be a supporting surface designed to accommodate trays 41. Loading trays are configured to fit the dimensions of the containers used. When used as containers, for example, Petri dishes, the loading trays are designed to accommodate Petri dishes in them in one row horizontally and at least two rows vertically, with the side walls for the Petri dishes acting as guides. In a specific embodiment (Fig. 19), the loading trays 41 have a rectangular configuration and dimensions that ensure the placement of one Petri dish in width, at least 10 dishes in height and up to 5 stacks of dishes in length. The trays are preferably equipped with optical container presence sensors 118 to prioritize the supply of containers to the conveyor depending on the algorithm for using the incubation system. For sequential delivery of containers onto the conveyor, trays 41 can be equipped with a chain conveyor 44, as shown in FIG. 18 and 24, with two pairs of grips 45, designed to interact with the Petri dishes when moving, with one pair of grips pushing the container onto the loading conveyor 34, and the second fixing the container from the next stack from premature release onto the conveyor.
Блок 31, расположенный в камере инкубации, содержит две площадки 52 и 53 для размещения контейнеров, расположенных в проекции окна камеры инкубации 15 (фиг. 8 и 9), одна из которых - площадка 52, предназначена для загружаемого в камеру контейнера, вторая - площадка 53, предназначена для размещения выгружаемых из камеры инкубации контейнеров 53, при этом каждая из площадок 52 и 53 снабжена средством вертикального перемещения контейнеров (лифтами) 54 (фиг. 23) с электроприводами и винтовой передачей в зону сканирования 56, средством вращения контейнера 57 в поле зрения сканера 58 для его идентификации (фиг. 6, 8, 9). Контейнер попадает в камеру инкубации через окно камеры 14, оснащенное шлюзом 18, имеющим 2 независимые створки 20, приводимые в движение своими электроприводами 19 и открывающимися по сигналам с датчиков присутствия (наличия) контейнера 118 перед шлюзом 18. От шлюза 18 до лифта 54, предназначенного для загрузки, и от лифта 54, предназначенного для выгрузки, до шлюза 18 контейнер транспортируется независимыми конвейерами (транспортерами) 34 и 35, движущимися во встречных направлениях и приводимых в действие независимыми электроприводами 38 и 39. С внутренней стороны шлюза 18 закреплена площадка 21 для монтажа сканеров (фиг. 4).Block 31, located in the incubation chamber, contains two platforms 52 and 53 for placing containers located in the projection of the window of the incubation chamber 15 (Figs. 8 and 9), one of which, platform 52, is intended for the container loaded into the chamber, the second - platform 53, is designed to accommodate containers 53 unloaded from the incubation chamber, while each of the platforms 52 and 53 is equipped with a means of vertical movement of containers (elevators) 54 (Fig. 23) with electric drives and a screw drive into the scanning area 56, a means of rotating the container 57 in the field view of the scanner 58 for its identification (Fig. 6, 8, 9). The container enters the incubation chamber through the chamber window 14, equipped with a gateway 18, which has 2 independent doors 20, driven by their electric drives 19 and opening according to signals from the presence sensors of the container 118 in front of the gateway 18. From the gateway 18 to the elevator 54, intended for loading, and from the elevator 54, intended for unloading, to the gateway 18, the container is transported by independent conveyors (conveyors) 34 and 35, moving in opposite directions and driven by independent electric drives 38 and 39. On the inside of the gateway 18 there is a platform 21 for installation scanners (Fig. 4).
После выгрузки контейнера из камеры инкубации контейнер по транспортеру выгрузки 35 может направляться в бокс выгрузки 50 (фиг. 18, 19) который является приёмной частью лотка выгрузки контейнеров 42, которые могут иметь конфигурацию, аналогичную лоткам для загрузки контейнеров 41. Каждый лоток 42 имеет стопоры 46 (фиг. 19), выполненные аналогично стопорам 40 и закрепленные на транспортере под соответствующим лотком выгрузки, оптические датчики наличия контейнера 118 на транспортере 35, лифт 54 (фиг. 22) для перемещения контейнера с транспортера 35 в лоток выгрузки 42, створки 47, пропускающие контейнер при перемещении лифтом 54 вверх и блокирующие обратное перемещение контейнера, горизонтальный толкатель 48 для штабелирования стопок контейнеров в лоток 42 и датчики заполнения стопки и лотка 119. Контейнер, достигнув выдвинутых стопоров 46, останавливается, поскольку расстояние между стопорами меньше размера контейнера. Расположенный между стопорами датчик наличия контейнера 118 формирует сигнал на остановку транспортера и поднятие контейнера лифтом в стопку, формируемую в выходном лотке. Створки 47 представляют собой пластины, закрепленные на противоположных стенках лотка с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси пластины на угол 90 градусов, при этом в исходном положении (без контейнера) створки расположены в горизонтальной плоскости над транспортером, и имеют конфигурацию, обеспечивающую формирование окна, размер которого меньше диаметра контейнера, при этом больше диаметра площадки лифта, на котором он расположен. Такое выполнение створок обеспечивает перемещение через упомянутое окно контейнера из нижнего положения в верхнее с помощью лифта, при этом створки «открываются» при их повороте из горизонтального положения в верхнее вертикальное положение при воздействии на них стенками контейнера, и после достижения контейнером заданной высоты, при которой створки «закрываются», занимая исходное горизонтальное положение, формируя, тем самым, опорную площадку, на которой размещается контейнер при перемещении лифта из крайне верхнего положения в крайнее нижнее положение. Таким образом, контейнер, поднимается лифтом выше створок и уже не может опуститься ниже створок. Стопка контейнеров формируется при поочередном вертикальном перемещении контейнеров, где каждый последующий контейнер «встраивается» в стопку снизу с одновременным перемещением вверх уже размещенных на створках контейнеров. Таким образом, стопка формируется по одному контейнеру. Горизонтальный толкатель 48 представляет собой шибер с профилем, близким к профилю контейнера, перемещающийся поступательно в горизонтальной плоскости по направляющим, расположенным по боковым сторонам лотка, и выталкивающий стопку контейнеров в лоток. В лотки 42 могут быть установлены кассеты для приема отработанных контейнеров 51, также лотки могут иметь индуктивные датчики 120 наличия кассет. Лифт 54 и горизонтальный толкатель 48 имеют собственные электроприводы 55 и 49 и датчики конечных положений 128. Использование того или иного лотка определяется алгоритмами работы системы инкубации.After unloading the container from the incubation chamber, the container can be sent along the unloading conveyor 35 to the unloading box 50 (Fig. 18, 19), which is the receiving part of the container unloading tray 42, which can have a configuration similar to the trays for loading containers 41. Each tray 42 has stoppers 46 (Fig. 19), made similarly to stoppers 40 and mounted on the conveyor under the corresponding unloading tray, optical sensors for the presence of a container 118 on the conveyor 35, elevator 54 (Fig. 22) for moving the container from the conveyor 35 to the unloading tray 42, flaps 47, allowing the container to pass when moving upward by the elevator 54 and blocking the reverse movement of the container, a horizontal pusher 48 for stacking stacks of containers into the tray 42 and sensors for filling the stack and tray 119. The container, having reached the extended stops 46, stops, since the distance between the stops is less than the size of the container. The container presence sensor 118 located between the stoppers generates a signal to stop the conveyor and lift the container by elevator into a stack formed in the output tray. The flaps 47 are plates mounted on opposite walls of the tray with the possibility of rotation around the horizontal axis of the plate at an angle of 90 degrees, while in the initial position (without container) the flaps are located in a horizontal plane above the conveyor, and have a configuration that ensures the formation of a window the size of which less than the diameter of the container, while greater than the diameter of the elevator platform on which it is located. This arrangement of the flaps ensures movement through the said window of the container from the lower position to the upper one using an elevator, while the flaps “open” when they are rotated from a horizontal position to an upper vertical position when exposed to the walls of the container, and after the container reaches a given height, at which the doors “close”, occupying their original horizontal position, thereby forming a support platform on which the container is placed when the elevator moves from the highest position to the lowest position. Thus, the container is lifted by the elevator above the doors and can no longer fall below the doors. A stack of containers is formed by alternating vertical movement of containers, where each subsequent container is “built” into the stack from below while simultaneously moving upward the containers already placed on the doors. Thus, the stack is formed one container at a time. The horizontal pusher 48 is a gate with a profile close to the profile of the container, moving forward in a horizontal plane along guides located on the sides of the tray, and pushing a stack of containers into the tray. The trays 42 can be equipped with cassettes for receiving used containers 51, and the trays can also have inductive sensors 120 for the presence of cassettes. The elevator 54 and the horizontal pusher 48 have their own electric drives 55 and 49 and end position sensors 128. The use of a particular tray is determined by the algorithms of the incubation system.
Модуль идентификации образца (модуль сканирования) 3 (фиг. 8, 9) включает в себя не менее двух сканеров 58 штрихкодов, расположенных с внутренней стороны шлюза 18 камеры инкубации 1, закрепленных на кронштейне или платформе, соединенной с основанием внутреннего транспортера от шлюза до лифта в камере инкубации 59, и средства подсветки 60 сканируемой области, закрепленные на кронштейне или платформе, которые могут быть выполнены в виде светодиодных светильников. Каждый контейнер с образцом заранее маркирован, например, при помощи штрихкода. Сканер 58 расположен с возможностью проведения идентификации контейнера с образцом при загрузке и выгрузке путем чтения и расшифровки этого кода. В альтернативном варианте исполнения система инкубации может быть оснащена системой считывания радиометок (RFID или NFC).Sample Identification Module (Scanning Module) 3 (Fig. 8, 9) includes at least two barcode scanners 58 located on the inside of the gateway 18 of the incubation chamber 1, mounted on a bracket or platform connected to the base of the internal conveyor from the gateway to the elevator in the incubation chamber 59, and means illumination 60 of the scanned area, mounted on a bracket or platform, which can be made in the form of LED lamps. Each sample container is pre-labeled, for example with a barcode. The scanner 58 is located with the ability to identify the container with the sample during loading and unloading by reading and decoding this code. As an alternative, the incubation system can be equipped with a radio tag reading system (RFID or NFC).
Модуль формирования цифровых изображений образцов (модуль фотографирования) 4 (фиг. 4-7, 13-17) включает узел перемещения контейнера 64 и узел формирования цифрового изображения (цифрового оптического блока) 65 (фиг. 14). При этом узел 64 размещен в рабочем объеме камеры инкубации (фиг. 4), а узел 65 размещен в отдельном отсеке 30 камеры инкубации или отдельном корпусе 63, который примыкает к камере инкубации 1 с внешней стороны и сообщается с рабочим объемом камеры инкубации 27 через соответствующее окно (верхнее окно 16 и нижнее окно 17 для связи с модулем 4). Таким образом, контейнер с образцом может быть перемещен из рабочего объема камеры 1 с помощью узла 64 в цифровой оптический блок 65. Контейнеры для образцов подаются в цифровой оптический блок 65 через упомянутое окно 16 или 17.Module for forming digital images of samples (photography module) 4 (Fig. 4-7, 13-17) includes a container moving unit 64 and a digital image formation unit (digital optical unit) 65 (Fig. 14). In this case, node 64 is placed in the working volume of the incubation chamber (Fig. 4), and node 65 is placed in a separate compartment 30 of the incubation chamber or a separate housing 63, which is adjacent to the incubation chamber 1 from the outside and communicates with the working volume of the incubation chamber 27 through the corresponding window (upper window 16 and lower window 17 for communication with module 4). Thus, the sample container can be moved from the working volume of the chamber 1 using the node 64 to the digital optical unit 65. The sample containers are fed into the digital optical unit 65 through the said window 16 or 17.
Узел перемещения контейнера 64 (фиг. 13, 15, 16) включает неподвижную опорную платформу 66, под которой расположены электродвигатели 69, транспортирующие контейнер к узлу формирования цифрового изображения 65 и от него, и расположенный на платформе поворотный диск 68, выполненный с возможностью перемещения контейнера от входной ячейки 72 к ячейке передачи на фотографирование 73, и верхнюю откидную крышку 75, закрывающую диск 68. Крышка 75 находится в закрытом положении при работе инкубатора и не препятствует вращению диска совместно с контейнером. Опорная платформа 74 имеет пазы 67 (фиг. 13, 15) для установки и закрепления в корпусе камеры инкубации 13 с помощью кронштейнов, закрепленных на стенках корпуса с его внутренней стороны для размещения в упомянутых пазах. Под входной ячейкой 72 расположен приемный лифт 77 со своим электроприводом 55, ременной передачей 113, площадкой 78 для размещения контейнера в нем и с оптическим датчиком наличия контейнера 118 на лифте, который за счет большего диаметра отверстия в диске, чем диаметр лифта, может перемещаться выше уровня платформы и диска в зону досягаемости 3-координатного манипулятора 97, устанавливающего контейнер на лифт или снимающего контейнер с лифта. Таким образом, лифт перемещается выше платформы 66 для приема контейнера, а затем, приняв контейнер, перемещает его на уровень платформы 66. Как показано на фиг. 13, 15, 16, поворотный диск 68 оснащен своим электродвигателем 69 с ременной передачей 113 и имеет 2 ячейки, каждая из которых выполнена с внутренней поверхностью 70 конической формы для размещения контейнера, исключающей его застревание в ячейке в процессе перемещения, что позволяет менять местами контейнер, находящийся в приемной (входной) ячейке 72, и контейнер, находящийся в ячейке передачи на фотографирование 73. Также диск 68 имеет выступ 71, выполненный с возможностью фиксации крышки контейнера (чашки Петри) при перемещении контейнера ниже уровня диска 68 при передаче контейнера на фотографирование. Крышка контейнера может фиксироваться как механически, опираясь на выступ в диске, так и при помощи создания разрежения над крышкой через специальный канал 76 в откидной крышке узла перемещения контейнеров 75.The container moving unit 64 (Fig. 13, 15, 16) includes a fixed support platform 66, under which electric motors 69 are located, transporting the container to and from the digital imaging unit 65 and from it, and a rotary disk 68 located on the platform, configured to move the container from the input cell 72 to the photographic transfer cell 73, and the upper hinged cover 75 covering the disk 68. The cover 75 is in the closed position when the incubator is operating and does not interfere with the rotation of the disk together with the container. The support platform 74 has grooves 67 (Fig. 13, 15) for installation and fastening in the body of the incubation chamber 13 using brackets secured to the walls of the body on its inner side for placement in the mentioned grooves. Under the entrance cell 72 there is a receiving elevator 77 with its electric drive 55, a belt drive 113, a platform 78 for placing a container in it and with an optical sensor for the presence of a container 118 on the elevator, which, due to the larger diameter of the hole in the disk than the diameter of the elevator, can move higher level of the platform and disk into the reach of the 3-axis manipulator 97, which installs the container on the elevator or removes the container from the elevator. Thus, the elevator moves above the platform 66 to receive the container, and then, having received the container, moves it to the level of the platform 66. As shown in FIG. 13, 15, 16, the rotary disk 68 is equipped with its own electric motor 69 with a belt drive 113 and has 2 cells, each of which is made with an internal surface 70 of a conical shape to accommodate the container, preventing it from getting stuck in the cell during movement, which allows you to swap the container , located in the receiving (input) cell 72, and the container located in the transfer cell for photographing 73. Also, the disk 68 has a protrusion 71, designed to fix the lid of the container (Petri dish) when the container moves below the level of the disk 68 when transferring the container for photographing . The container lid can be fixed either mechanically, based on a protrusion in the disk, or by creating a vacuum above the lid through a special channel 76 in the hinged lid of the container moving unit 75.
Под ячейкой передачи на фотографирование 73 (фиг. 13, 15 и 16) ниже уровня платформы 66 расположена транспортировочная корзина 81 с электродвигателем, ременной передачей и направляющими рельсами 82 для перемещения контейнера под объектив 96 фотокамеры 95, лифт 79 (аналогичный по своему устройству лифту 54 и лифту 77) с электродвигателем, ременной передачей для перемещения контейнера ниже уровня платформы 66 в корзину 81, площадкой 80 для размещения контейнера в указанном лифте, сканер 58 для идентификации контейнера, привод вращения 87 столика 86 лифта для перемещения контейнера в поле зрения сканера 58, шторка 88 с электродвигателем, ременной передачей и направляющими рельсами 90, перемещающаяся под объектив 96 фотокамеры 95 для формирования изображений на темном или светлом фоне.Under the photographic transfer cell 73 (Fig. 13, 15 and 16) below the level of the platform 66 there is a transport basket 81 with an electric motor, a belt drive and guide rails 82 for moving the container under the lens 96 of the camera 95, an elevator 79 (similar in design to the elevator 54 and elevator 77) with an electric motor, a belt drive for moving the container below the level of the platform 66 into the basket 81, a platform 80 for placing the container in the specified elevator, a scanner 58 for identifying the container, a rotation drive 87 of the elevator table 86 for moving the container in the field of view of the scanner 58, a shutter 88 with an electric motor, a belt drive and guide rails 90 that moves under the lens 96 of the camera 95 to form images against a dark or light background.
Цифровой оптический блок 65 (фиг. 4, 14) размещен снаружи камеры инкубации 1 и сообщается с узлом перемещения контейнеров 64 через окно 16 или 17, выполненное по форме направляющих рельс привода корзины 83 и привода шторки 89. Цифровой оптический блок (фиг. 17) размещен в своем корпусе 63, примыкающем к корпусу камеры инкубации с внешней стороны, и, по меньшей мере, два источника света или светильника (верхний 92 и нижний 93), расположенные с обеспечением равномерного освещения размещенного в контейнере биологического образца. Светильники выполнены с рассеивателями 94 цилиндрической, конической, параболической или сферической формы, что позволяет направлять свет на контейнер с образцом и цифровую фотокамеру 95, установленную в верхней части корпуса цифрового блока 91. При этом объектив камеры 96 расположен в отверстии, выполненном в корпусе, над площадкой для размещения контейнера с образцом для фотографирования, соосно верхнему и нижнему светильникам. Фокусировка камеры 95 может осуществляться как вручную, так и при помощи отдельного электропривода.The digital optical unit 65 (Fig. 4, 14) is located outside the incubation chamber 1 and communicates with the container movement unit 64 through a window 16 or 17, made in the shape of the guide rails of the basket drive 83 and the curtain drive 89. Digital optical unit (Fig. 17) placed in its housing 63 adjacent to the incubation chamber body from the outside, and at least two light sources or lamps (upper 92 and lower 93) located to ensure uniform illumination of the biological sample placed in the container. The lamps are made with diffusers 94 of cylindrical, conical, parabolic or spherical shape, which makes it possible to direct light to the container with the sample and the digital camera 95 installed in the upper part of the housing of the digital unit 91. In this case, the camera lens 96 is located in a hole made in the housing, above a platform for placing a container with a sample for photography, coaxially with the upper and lower lamps. Focusing of the camera 95 can be done either manually or using a separate electric drive.
Модуль перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры инкубации 5 (фиг. 6-8, 10-12) содержит два 3-координатных манипулятора 97, которые расположены в камере один над другим с возможностью обслуживания каждым манипулятором своей зоны - верхней (зона верхнего манипулятора 100) и нижней (зона нижнего манипулятора 101), соответственно - верхний манипулятор 98 и нижний манипулятор 99. При этом верхний манипулятор 98 обеспечивает перемещение контейнеров между окном загрузки и выгрузки контейнеров 14, верхним модулем фотографирования 61 и соответствующими (верхними) ячейками камеры инкубации; нижний манипулятор 99 обеспечивает перемещение контейнеров между окном загрузки и выгрузки контейнеров 14, нижним модулем фотографирования 62 и соответствующими (нижними) ячейками камеры инкубации. Перемещение манипуляторов 98 и 99 в модуле 5 может быть реализовано независимо друг от друга в соответствии с управляющими программами.Module for moving containers in the working volume of the incubation chamber 5 (Fig. 6-8, 10-12) contains two 3-coordinate manipulators 97, which are located in the chamber one above the other with the possibility of each manipulator servicing its own zone - the upper (zone of the upper manipulator 100) and the bottom (zone of the lower manipulator 101) , respectively, the upper manipulator 98 and the lower manipulator 99. In this case, the upper manipulator 98 ensures the movement of containers between the window for loading and unloading containers 14, the upper photographing module 61 and the corresponding (upper) cells of the incubation chamber; the lower manipulator 99 ensures the movement of containers between the container loading and unloading window 14, the lower photographing module 62 and the corresponding (lower) cells of the incubation chamber. The movement of manipulators 98 and 99 in module 5 can be implemented independently of each other in accordance with control programs.
Каждый манипулятор состоит из опорной платформы 102, жестко закрепленной на днище камеры 12 (нижний манипулятор 99) или крыше камеры инкубации 11 (верхний манипулятор 98). На опорной платформе 102 расположен поворотный стол 103, выполненный с возможностью вращения на угол до 400 градусов (по часовой стрелке и против часовой стрелки). Поворотный стол 103 приводится во вращение сервоприводом 104 с датчиком углового положения 121 и ременной передачей. На поворотном столе 103 размещена колонна вертикального перемещения 109 захвата манипулятора 105. На колонне 109 закреплен сервопривод вертикального перемещения 110 с шарико-винтовой передачей. Также на колонне закреплены датчики крайнего верхнего 122 и крайнего нижнего 123 положения захвата 105 и датчик «красной зоны» 125, формирующий сигнал о наличии захвата манипулятора 105 возле окна для загрузки и выгрузки контейнера 14 камеры инкубации и предотвращающий столкновение манипуляторов 98 и 99 в «красной зоне» 111. Захват 105 оснащен горизонтальным приводом перемещения 112 и ременной передачей для перемещения захвата к ячейке или от ячейки при установке или взятии контейнера с полки. Захват 105 имеет головку захвата 106, фигурные губки захвата 107 (зажимы) с накладками 108, повторяющими часть внешней поверхности контейнера, при этом головка захвата выполнена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси для обеспечения изменения положения контейнера при взятии с полки/установке на полку (переворота контейнера). Это позволяет фотографировать размещенные в контейнерах образцы в обычном положении, а хранить - крышкой вниз для минимизации попадания конденсата на образец.Each manipulator consists of a support platform 102, rigidly fixed to the bottom of the chamber 12 (lower manipulator 99) or the roof of the incubation chamber 11 (upper manipulator 98). On the support platform 102 there is a rotary table 103, which can be rotated through an angle of up to 400 degrees (clockwise and counterclockwise). The turntable 103 is driven by a servo drive 104 with an angular position sensor 121 and a belt drive. On the rotary table 103 there is a vertical movement column 109 of the manipulator 105 gripper. A vertical movement servo drive 110 with a ball screw drive is mounted on the column 109. Also attached to the column are sensors for the uppermost 122 and lowermost 123 positions of the gripper 105 and a “red zone” sensor 125, which generates a signal about the presence of a gripper of the manipulator 105 near the window for loading and unloading the container 14 of the incubation chamber and prevents collision of the manipulators 98 and 99 in the “red zone” zone" 111. The gripper 105 is equipped with a horizontal motion drive 112 and a belt drive to move the gripper toward or away from the bin when placing or removing a container from a shelf. The grip 105 has a grip head 106, shaped grip jaws 107 (clamps) with linings 108 that repeat part of the outer surface of the container, while the grip head is rotatable around a horizontal axis to ensure that the position of the container changes when taken from the shelf/installed on the shelf (inversion container). This allows samples placed in containers to be photographed in their normal position and stored with the lid down to minimize condensation on the sample.
Поскольку манипуляторы 98 и 99 механически имеют возможность переместиться в одну и ту же точку в пространстве (в рабочем объеме 27) камеры инкубации, в системе инкубации реализована совокупность программно-аппаратных мер по исключению их соударения в «красной зоне» 111. Для этой цели датчики 124 непрерывного контроля положения координат захвата каждого манипулятора, размещенные на вертикальной оси 114 сервопривода 115, выдают непрерывный сигнал, получаемый в управляющем программном обеспечении, после чего блоком управления рассчитываются и формируются координаты, в которые может перемещаться второй (другой) манипулятор, и передается соответствующий сигнал на первый манипулятор для выполнения им команды по его перемещению в допустимое (безопасное) место в рабочем объеме камеры или остановке во избежание столкновения. Так, например, в момент, когда один из манипуляторов находится в области окна загрузки контейнеров, для второго манипулятора формируется разрешающий сигнал на перемещение в область модуля формирования цифрового изображения, при этом запрещающий сигнал на перемещение в область окна загрузки. Кроме того, сервопривод 115 вертикальной оси 114 каждого манипулятора 98 и 99 имеет индуктивный датчик 125 наличия подвижной части в опасной зоне («красной зоне» 111). Сигнал указанных датчиков от каждого манипулятора 98 и 99 также передается в блок защиты блока управления 6, который формирует по срабатыванию этих датчиков сигнал на остановку сервопривода.Since the manipulators 98 and 99 are mechanically able to move to the same point in space (in the working volume 27) of the incubation chamber, the incubation system implements a set of software and hardware measures to prevent their collision in the “red zone” 111. For this purpose, sensors 124 continuous monitoring of the position of the gripping coordinates of each manipulator, located on the vertical axis 114 of the servo drive 115, produce a continuous signal received in the control software, after which the control unit calculates and generates coordinates to which the second (other) manipulator can move, and transmits the corresponding signal to the first manipulator to execute a command to move it to a permissible (safe) place in the working volume of the chamber or to stop to avoid a collision. So, for example, at the moment when one of the manipulators is in the area of the container loading window, a permissive signal is generated for the second manipulator to move to the area of the digital image forming module, while prohibiting a signal to move to the area of the loading window. In addition, the servo drive 115 of the vertical axis 114 of each manipulator 98 and 99 has an inductive sensor 125 for the presence of a moving part in the danger zone (“red zone” 111). The signal from these sensors from each manipulator 98 and 99 is also transmitted to the protection unit of the control unit 6, which generates a signal to stop the servo drive upon activation of these sensors.
Блок управления системой 6 (фиг. 1, 25) представляет собой программно-аппаратный комплекс, включает локальное хранилище для программного обеспечения, необходимого для управления элементами системы, и независимое локальное хранилище для фотографий. Блок управления может содержать микропроцессор и комплект плат управления или микроконтроллеров, которые управляют функциями системы и обеспечивают работу по заданному алгоритму камеры инкубации, модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами, модуля идентификации образца (сканеры), модулей формирования цифрового изображения (модулей фотографирования) образцов, манипуляторов модуля перемещения контейнеров в рабочем объеме камеры. Блок управления состоит из источников питания, преобразователей напряжения, защитных автоматов, плат управления шаговыми двигателями, плат управления двигателями постоянного тока, плат управления светильниками, нагревателями и прочим оборудованием камеры инкубации. Элементы блока управления системой размещены под лицевыми панелями камеры инкубации или блока загрузки/выгрузки. Компоновка элементов блока управления может осуществляться на специальных панелях (щитах) или DIN-рейках. От внутреннего объема камеры инкубации элементы блока управления изолированы стенками корпуса камеры инкубации, от внешних воздействий - лицевыми панелями.The system control unit 6 (Fig. 1, 25) is a hardware and software complex that includes local storage for software necessary to control system elements, and independent local storage for photographs. The control unit may contain a microprocessor and a set of control boards or microcontrollers that control the functions of the system and ensure operation according to a given algorithm of the incubation chamber, a module for loading and unloading containers with samples, a sample identification module (scanners), digital image formation modules (photography modules) of samples, manipulators of the module for moving containers in the working volume of the chamber. The control unit consists of power supplies, voltage converters, circuit breakers, stepper motor control boards, DC motor control boards, control boards for lamps, heaters and other equipment of the incubation chamber. Elements of the system control unit are located under the front panels of the incubation chamber or loading/unloading unit. The layout of the control unit elements can be carried out on special panels (boards) or DIN rails. The elements of the control unit are isolated from the internal volume of the incubation chamber by the walls of the incubation chamber body, and from external influences by the front panels.
Блок управления системой 6 содержит блок управления манипуляторами, который представляет собой два контроллера, подключенные к общей плате блокировки и защиты, которая формирует и передает сигнал на прекращение перемещения одного из манипуляторов (по вертикальной оси) при срабатывании датчика «красной зоны» у другого манипулятора. Контроллеры и плата блокировки и защиты могут быть размещены под передней стенкой камеры инкубации рядом с блоком формирования цифрового изображения.The system control unit 6 contains a manipulator control unit, which consists of two controllers connected to a common blocking and protection board, which generates and transmits a signal to stop moving one of the manipulators (along the vertical axis) when the “red zone” sensor of the other manipulator is triggered. The controllers and interlock and protection board can be placed under the front wall of the incubation chamber next to the digital imaging unit.
За слаженную совместную работу электромеханических и электронных компонентов системы отвечает программный продукт, отвечающий также за временное хранение и передачу стороннему ПО (программному обеспечению) цифровых изображений колоний микроорганизмов для последующего анализа на удаленном АРМ. Минимальные путь движения контейнера с образцом и время его нахождения вне специально поддерживаемых микроклиматических условий (за пределами камеры инкубации) положительно влияют на качество и скорость получения результатов микробиологического исследования (более ранний рост колоний микроорганизмов). Получение цифровых изображений возможно на темном и светлом фонах.A software product is responsible for the coordinated joint operation of the electromechanical and electronic components of the system, which is also responsible for the temporary storage and transfer to third-party software (software) of digital images of colonies of microorganisms for subsequent analysis on a remote workstation. The minimum path of movement of the container with the sample and the time it is outside specially maintained microclimatic conditions (outside the incubation chamber) have a positive effect on the quality and speed of obtaining microbiological research results (earlier growth of microbial colonies). Obtaining digital images is possible on dark and light backgrounds.
Настоящее изобретение может подвергаться различным изменениям и модификациям, понятным специалисту на основе прочтения данного описания. Такие изменения не ограничивают объем притязаний. В частности, может изменяться компоновка камеры инкубации (1 или 2 манипулятора и модуля фотографирования), количество и вместимость лотков для загрузки и выгрузки, расположение и тип датчиков положения подвижных частей и наличия чашек, вместимость камеры инкубации, способ идентификации образцов.The present invention is subject to various changes and modifications that will become apparent to those skilled in the art based on reading this specification. Such changes do not limit the scope of the claims. In particular, the layout of the incubation chamber (1 or 2 manipulators and a photographing module), the number and capacity of trays for loading and unloading, the location and type of sensors for the position of moving parts and the presence of cups, the capacity of the incubation chamber, and the method of identifying samples can change.
Система для инкубации и формирования цифровых изображений биологических образцов работает следующим образом.System for incubation and digital imaging of biological samples works as follows.
Из лотков загрузки 41 (как показано на фиг. 8, 9, 18, 19) контейнеры поочередно перемещаются на ленту транспортера 34. Контейнеры, подаваемые через лоток приоритетной загрузки, формируют сигнал на датчике наличия приоритетного контейнера 117, после чего программное обеспечение системы инкубации обеспечивает внеочередную транспортировку контейнера в камеру инкубации 1. Контейнер, покидая ленту транспортера 34, через шлюз 18 подается в камеру инкубации 1, где на приемном лифте 54 сканер штрихкодов 58 считывает штрих-код для идентификации контейнера и сопоставляет его номер с программой инкубации в базе данных системы инкубации. После идентификации контейнера манипулятор 98 или 99 при помощи захвата 105 берет контейнер и перемещает его в ячейку 22 камеры инкубации, заданную управляющей программой. Перемещение осуществляется по трем координатам при помощи сервопривода вертикальной оси 115, поворотного стола 103 и привода горизонтальной оси 112. В ходе инкубации требуется периодически получать фотографии содержимого контейнера, для чего манипулятор 105 перемещает контейнер к модулю фотографирования 4, а именно к верхнему 61 или нижнему 62 модулю. В модуле фотографирования контейнер при помощи приемного лифта 54 опускается на уровень поворотного диска 68, диск поворачивается, перемещая контейнер к лифту транспортировочной корзины 81. Лифт корзины опускает контейнер в корзину, где происходит сканирование штрих-кода контейнера, и привод корзины 83 подает контейнер к объективу 96 фотокамеры 95. Привод 89 шторки 88 позволяет получать снимки контейнера на темном и светлом фоне, перемещая шторку 88 к контейнеру или от него. В то время пока контейнер с образцом фотографируется, приемный лифт принимает следующий контейнер, после окончания цикла фотографирования для предыдущего контейнера поворотный диск 68 меняет контейнер местами, и новый контейнер перемещается в корзину 81, а контейнер, покинувший модуль фотографирования 4, манипулятором 105 транспортируется на свое место.From the loading trays 41 (as shown in Fig. 8, 9, 18, 19), containers are alternately moved onto the conveyor belt 34. Containers fed through the priority loading tray generate a signal on the priority container presence sensor 117, after which the incubation system software provides extraordinary transportation of the container to incubation chamber 1. The container, leaving the conveyor belt 34, is fed through the gateway 18 into the incubation chamber 1, where, on the receiving elevator 54, the barcode scanner 58 reads the barcode to identify the container and compares its number with the incubation program in the system database incubation. After identifying the container, the manipulator 98 or 99, using the gripper 105, takes the container and moves it to the cell 22 of the incubation chamber specified by the control program. Movement is carried out in three coordinates using a servo drive of the vertical axis 115, a rotary table 103 and a drive of the horizontal axis 112. During incubation, it is necessary to periodically obtain photographs of the contents of the container, for which the manipulator 105 moves the container to the photographing module 4, namely to the upper 61 or lower 62 module. In the photographing module, the container, using the receiving elevator 54, is lowered to the level of the rotary disk 68, the disk rotates, moving the container to the transport basket elevator 81. The basket elevator lowers the container into the basket, where the barcode of the container is scanned, and the basket drive 83 delivers the container to the lens 96 of the camera 95. The shutter 88 drive 89 allows you to take pictures of the container against a dark and light background by moving the shutter 88 towards or away from the container. While the container with the sample is being photographed, the receiving elevator accepts the next container; after the end of the photographing cycle for the previous container, the rotary disk 68 changes places of the container, and the new container is moved to the basket 81, and the container that left the photographing module 4 is transported by the manipulator 105 to its place.
После завершения цикла инкубации контейнер манипулятором 105 транспортируется к лифту выгрузки 54, идентифицируется сканером штрихкодов 58 и, пройдя через шлюз 18, покидает камеру инкубации 1, попадает на ленту транспортера 35 и подается в один из лотков выдачи (выгрузки) 42, после чего может быть утилизирован или отправлен на дополнительное исследование.After completion of the incubation cycle, the container is transported by manipulator 105 to the unloading elevator 54, identified by a barcode scanner 58 and, having passed through the gateway 18, leaves the incubation chamber 1, falls onto the conveyor belt 35 and is fed into one of the dispensing (unloading) trays 42, after which it can be disposed of or sent for additional research.
Пример конкретной реализации изобретенияExample of a specific implementation of the invention
Изготовлен макет системы, в котором камера инкубации имела габариты, обеспечивающие вместимость до 720 чашек Петри. В камере зеркально установлены два трехкоординатных манипулятора, как показано на фиг. 4-9, один из которых был закреплен на крыше камеры, второй - на днище камеры. Каждый манипулятор оснащен захватом и 3-координатным приводом. В средней части передней стенки камеры выполнено окно загрузки и выгрузки контейнеров с лифтами, состоящими из шаговых электродвигателей и винтовых передач и сканерами штрихкодов для идентификации контейнеров. В макете был установлен модуль фотографирования, выполненный аналогично модулю, представленному на фиг. 13-17, и оснащенному цифровой камерой Daheng Imaging с разрешением 25 Мп. Снаружи камеры инкубации был установлен внешний блок модуля загрузки и выгрузки контейнеров с образцами, выполненный как показано на фиг. 18-24, содержащий транспортер загрузки, транспортер выгрузки, два лотка загрузки и четыре лотка выгрузки контейнеров. Результаты проведенных испытаний камеры для инкубации и системы на ее основе продемонстрировали возможность получения до 360 фотографий образцов в час, в то время как автоматизированная система BD Kiestra ReadA (США) при сопоставимой вместимости камеры инкубации - позволяет получить около 300 фотографий в час.A prototype of the system was made, in which the incubation chamber had dimensions providing a capacity of up to 720 Petri dishes. Two three-coordinate manipulators are mirror-mounted in the camera, as shown in Fig. 4-9, one of which was fixed on the roof of the chamber, the second - on the bottom of the chamber. Each manipulator is equipped with a gripper and a 3-axis drive. In the middle part of the front wall of the chamber there is a window for loading and unloading containers with elevators consisting of stepper motors and screw gears and barcode scanners for identifying containers. A photographic module was installed in the mock-up, designed similarly to the module shown in Fig. 13-17, and equipped with a Daheng Imaging digital camera with a resolution of 25 megapixels. Outside the incubation chamber, an external block of the module for loading and unloading containers with samples was installed, designed as shown in Fig. 18-24, containing a loading conveyor, an unloading conveyor, two loading trays and four container unloading trays. The results of tests of the incubation chamber and the system based on it demonstrated the possibility of obtaining up to 360 photographs of samples per hour, while the automated BD Kiestra ReadA system (USA) with a comparable capacity of the incubation chamber allows obtaining about 300 photographs per hour.
Claims (14)
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2023123091A Division RU2811721C1 (en) | 2023-09-05 | System for incubation and formation of digital images of biological samples |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813445C1 true RU2813445C1 (en) | 2024-02-12 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6293750B1 (en) * | 1998-07-14 | 2001-09-25 | Bayer Corporation | Robotics for transporting containers and objects within an automated analytical instrument and service tool for servicing robotics |
| US9028752B2 (en) * | 2011-01-28 | 2015-05-12 | Liconic Ag | Device for storing and handling Petri dishes, storage device and storage slot for laboratory objects |
| US9856503B2 (en) * | 2009-05-15 | 2018-01-02 | Biomerieux, Inc. | Combined detection instrument for culture specimen containers and instrument for identification and/or characterization of a microbial agent in a sample |
| US11016007B2 (en) * | 2014-04-01 | 2021-05-25 | Bd Kiestra B.V. | System and method for the automated preparation of biological samples |
| US11041871B2 (en) * | 2014-04-16 | 2021-06-22 | Bd Kiestra B.V. | System and method for incubation and reading of biological cultures |
| WO2021212384A1 (en) * | 2020-04-22 | 2021-10-28 | 深圳华大智造科技股份有限公司 | Sample pretreatment system |
| US11319523B2 (en) * | 2015-03-31 | 2022-05-03 | Thrive Bioscience, Inc. | Automated cell culture incubator |
| CN217499272U (en) * | 2022-03-31 | 2022-09-27 | 浙江泰林医学工程有限公司 | Full-automatic colony culture counting system |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6293750B1 (en) * | 1998-07-14 | 2001-09-25 | Bayer Corporation | Robotics for transporting containers and objects within an automated analytical instrument and service tool for servicing robotics |
| US9856503B2 (en) * | 2009-05-15 | 2018-01-02 | Biomerieux, Inc. | Combined detection instrument for culture specimen containers and instrument for identification and/or characterization of a microbial agent in a sample |
| US9028752B2 (en) * | 2011-01-28 | 2015-05-12 | Liconic Ag | Device for storing and handling Petri dishes, storage device and storage slot for laboratory objects |
| US11016007B2 (en) * | 2014-04-01 | 2021-05-25 | Bd Kiestra B.V. | System and method for the automated preparation of biological samples |
| US11041871B2 (en) * | 2014-04-16 | 2021-06-22 | Bd Kiestra B.V. | System and method for incubation and reading of biological cultures |
| US11319523B2 (en) * | 2015-03-31 | 2022-05-03 | Thrive Bioscience, Inc. | Automated cell culture incubator |
| WO2021212384A1 (en) * | 2020-04-22 | 2021-10-28 | 深圳华大智造科技股份有限公司 | Sample pretreatment system |
| CN217499272U (en) * | 2022-03-31 | 2022-09-27 | 浙江泰林医学工程有限公司 | Full-automatic colony culture counting system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| РОБОТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА WASPLAB [Электронный ресурс]// URL: https://web.archive.org/web/20230205140606/https://www.copangroup.com/product-ranges/wasplab/. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11885823B2 (en) | System and method for incubation and reading of biological cultures | |
| US8709344B2 (en) | System and method for agitation of multiple specimen containers | |
| US20230221707A1 (en) | System and method of load balancing specimen containers within detection instruments | |
| US10760042B2 (en) | Automated transfer mechanism for microbial detection apparatus | |
| JP2022516832A (en) | Module for automated biology laboratory system with interface for transporting microplates or labware | |
| RU2813445C1 (en) | Chamber for incubation of biological samples | |
| RU2811721C1 (en) | System for incubation and formation of digital images of biological samples | |
| RU2812238C1 (en) | Module for movement of containers in chamber for incubation of biological samples | |
| RU2813210C1 (en) | Module and system for generating digital images of biological samples | |
| RU2811536C1 (en) | Module for loading/unloading containers for incubation chamber of biological samples |