WO2024110286A1 - Automatisierte laborlager mit automatisierter und manueller schleuse - Google Patents

Automatisierte laborlager mit automatisierter und manueller schleuse Download PDF

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WO2024110286A1
WO2024110286A1 PCT/EP2023/081960 EP2023081960W WO2024110286A1 WO 2024110286 A1 WO2024110286 A1 WO 2024110286A1 EP 2023081960 W EP2023081960 W EP 2023081960W WO 2024110286 A1 WO2024110286 A1 WO 2024110286A1
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WO
WIPO (PCT)
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automated
storage
lock
laboratory
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/081960
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Seeber
Martin Frey
Tobias GAFAFER
Mario Wendner
Thomas JÄGER
Original Assignee
Hamilton Storage Gmbh
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Filing date
Publication date
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Application filed by Hamilton Storage Gmbh filed Critical Hamilton Storage Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/0099—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor comprising robots or similar manipulators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations

Definitions

  • the present invention relates to an automated laboratory storage system for loading and unloading sample containers into a storage device.
  • the automated laboratory storage comprises: a laboratory storage control device for controlling automated components on and in the laboratory storage, a storage housing, wherein at least the storage device for receiving and dispensing sample containers is accommodated in the interior of the storage housing, at least one automated transport device outside the storage housing for transporting sample containers to the storage housing and for transporting sample containers away from the storage housing in an automated sample container material flow, at least two locks, each arranged at a spatial distance from one another in a wall section of the storage housing, for moving sample containers from outside the storage housing into the storage housing and from the interior of the storage housing out of the storage housing, wherein at least one lock of the at least two locks is designed as an automated lock, and at least one automated handling assembly on the at least one automated lock in order to automatically move sample containers through the automated lock between the automated transport device and the interior of the laboratory housing.
  • Such an automated laboratory warehouse is known from WO 2014/082944 A1.
  • Such an automated laboratory warehouse is usually connected to other stations in a laboratory by the automated transport device, such as chemical, biological and medical testing and analysis stations as well as organizing stations such as labeling stations and the like.
  • a very important aspect of the economic efficiency of automated laboratory storage is the amount of time the automated laboratory storage requires to store a sample container in the storage device, as well as the amount of time the automated laboratory storage requires to remove a sample container from the storage device, i.e. to remove the sample container from the laboratory housing through a lock and to make it available for further use outside the laboratory housing.
  • the automated laboratory storage system known from WO 2014/082944 A1 has two automated locks, one of which only transports sample containers from the transport device into the storage housing, and the other of which only transports sample containers from the storage housing to the transport device. This achieves a parallelization of storage processes and removal processes, which shortens the so-called throughput time.
  • the automated laboratory storage areas are part of an automated laboratory in which medical, biological or chemical samples are processed and stored in sample containers in a way that is as fully automated as possible.
  • An essential part of the processing of the samples is their chemical, medical or biological analysis.
  • Samples are usually stored for a predetermined period of time so that they can be retrieved and analyzed again if necessary. This storage takes place in the automated laboratory warehouses discussed here. Retrieving samples that have already been analyzed and stored in the automated laboratory warehouse affects about 10% to 15% of the inventory of an automated laboratory warehouse. In addition to the automated processes in a laboratory system, certain events, such as medical emergencies, may require at least partial manual processing of sample containers. Automated processing of sample containers is particularly safe. However, in individual cases, manual processing can provide a significant time advantage over automated processing. This means that instead of the automated transport device, a person brings one or more sample containers to the automated storage laboratory and/or picks them up from there.
  • the above-mentioned automated laboratory warehouse of the state of the art already has more than one lock for storing and/or retrieving sample containers.
  • all locks designed for the automated laboratory warehouse are automated locks that simply work in different directions. This means that sample containers that are transported manually, i.e. by an operator, to the automated laboratory warehouse and/or removed from it must be taken over or made available at the automated locks from the automated laboratory warehouse, which brings the manually transported and processed sample containers into conflict with the automated sample container material flow.
  • This conflict not only causes a disruption and thus a delay in the automated sample container material flow, but also a delay in the manual sample container material flow, since this has to be "woven into” the automated sample container material flow at the automated locks. This situation is made even more difficult by the fact that the manual sample container material flows mentioned occur unpredictably in terms of time and quantity.
  • At least one further lock of the at least two locks is designed as a manual lock with a spatial distance from the automatic automated lock is arranged, wherein the manual lock is designed to allow a delivery of sample containers and/or a collection of sample containers by an operator away from the automated sample container material flow of the automated transport device.
  • a manual sample container material flow to and from the automated laboratory storage facility can be set up without the manual sample container material flow disrupting the automated sample container material flow.
  • Sample containers therefore do not have to be manually placed at the automated lock and integrated into the automated sample container material flow, but can be delivered separately and independently of the automated sample container material flow to their own manual lock.
  • the manual lock allows sample containers to be picked up by the operator.
  • the delivery of sample containers is the more critical manual process, since the delivery of sample containers to the manual lock, which cannot usually be planned in terms of time, is followed by further processing of the manually delivered sample containers inside the storage housing.
  • the manually delivered sample containers are usually first brought through the manual lock into the interior of the storage housing and stored there in the storage device.
  • the storage housing usually has a body that encloses the interior of the storage housing and physically separates it from the outside environment of the storage housing.
  • the size of the storage housing i.e. its volume, depends on the storage capacity of the automated laboratory storage in the number of maximum sample containers that can be stored.
  • the storage housing can range from the size of a standard refrigerator with edge lengths in the double-digit centimeter range to the size of a cabinet with edge lengths in the meter range for edges running in at least one spatial direction to the size of a building with edge lengths in the meter range for edges in each of three Cartesian spatial directions.
  • the bearing housing can be tempered, in particular cooled, by a tempering device of the automated laboratory storage and can additionally or alternatively have a conditioned atmosphere by a conditioning device of the automated laboratory storage, i.e. in particular a gas filling with a predetermined gas composition and/or defined relative or absolute humidity.
  • the tempering device and the conditioning device can be provided as a combined tempering and conditioning device in the manner of an air conditioning system on the bearing housing.
  • the automated transport device can be any transport device that is designed to transport sample containers. Sample containers can be transported individually or in a sample container carrier.
  • the automated transport device can have receiving formations that are firmly connected to a moving drive or conveyor means of the transport device for joint movement, each of which is designed to receive a single sample carrier.
  • the automated transport device can additionally or alternatively be designed to transport sample containers only in a sample container carrier.
  • the transport device is preferably designed as a conveyor belt on which the sample containers stand, possibly with a sample container carrier arranged in between. However, a transport device with a predetermined transport route and a transport carriage with its own drive arranged on it cannot be ruled out.
  • the at least one automated lock and/or the at least one manual lock can be formed by a simple opening in a wall of the storage housing.
  • a lock passes through a wall of the laboratory housing.
  • the at least one automated lock and/or the at least one manual lock can have a closure means which closes the opening in the wall of the storage housing associated with the respective lock as long as no sample containers are moved through the opening between the interior and the outside environment of the storage housing.
  • the closure means can be a passive closure means, such as a flexible curtain or a closure flap that can be deflected against its closed position, so that the sample container moved through the opening associated with the lock displaces the passive closure means from its closed position, to which it automatically returns after the movement of the sample container.
  • the closure means can be an active closure means, such as a flap, door or bulkhead that can be moved between the closed position and an open position by an actuator, so that the actuator initially moves the closure means in the open position and, after completion of the movement of the at least one sample container through the respective lock, moves it back into the closed position.
  • a rotationally movable closure means can also be used within the scope of the present invention.
  • a lock can basically have one closure means located closer to the inside of the laboratory housing and one closure means located closer to the outside environment of the laboratory housing, so that the lock has its own lock volume that can be separated from its surroundings.
  • each of the two closure means can be designed as a passive or active closure means as mentioned above.
  • both closure means are active closure means to achieve the most precise control possible.
  • the laboratory storage control device controls processes and components on and/or in the storage housing that are referred to as “automated” in the present application, such as the above-mentioned temperature control and/or conditioning of the housing atmosphere, the movement of the active closure means, if present, processes around the storage device for storing sample containers in the storage device and for removing sample containers from the storage device.
  • the laboratory storage control device thus controls any air conditioning system present in or on the storage housing, the at least one actuator of the at least one active closure means of an automated and/or manual lock, and a movement device on the storage device for storing and removing sample containers.
  • the laboratory storage control device also controls the movement of the storage device.
  • Other components of the automated laboratory storage, in particular inside the laboratory housing, will be mentioned as advantageous developments in the course of the description of the present invention.
  • the laboratory storage control device also cooperates with a control of the automated transport device or controls the automated transport device.
  • sample containers can be stopped at the at least one automated lock in the effective range of the at least one automated handling assembly and moved by the at least one automated handling assembly of the automated laboratory storage.
  • the laboratory storage controller also controls the at least one automated handling assembly to move sample containers through the automated lock between the automated transport device and the interior of the laboratory enclosure.
  • the automated transport device can be designed to communicate with the automated sample container material flow. into the effective area of the at least one automated handling assembly on the at least one automated lock.
  • the automated transport device for a safe removal of sample containers from the storage housing can be designed to transport sample containers away from this effective area with the automated sample container material flow.
  • the automated transport device is preferably not designed to guide the automated sample container material flow for moving sample containers through the manual lock into the storage housing to or from the manual lock.
  • the automated transport device is therefore preferably located at such a great distance from the at least one manual lock that an automated transfer of sample containers from the automated transport device by any automated handling device for the purpose of introducing sample containers into the laboratory housing through the manual lock is not possible.
  • This preferred distance of the automated transport device from the manual lock also ensures good accessibility of the at least one manual lock for a manual operator without significantly restricting their movement path spatially.
  • the transport of sample containers on the one hand and the removal on the other hand are carried out by separate automated partial transport devices.
  • Transport and removal are preferably carried out by one and the same automated transport device, which also serves other functional stations in the laboratory in which the automated laboratory storage facility is located.
  • the automated transport device runs past the at least one automated lock.
  • the automated transport device preferably does not run past the at least one manual lock in order to ensure unhindered accessibility of the manual lock for operating personnel and to avoid disruption of the automated sample container material flow by manual transport processes of sample containers.
  • At least one manual lock is arranged on a wall section of the bearing housing that faces in a different direction than a wall section on which at least one automated lock is arranged. If there are several automated locks on the bearing housing, these are preferably located in the same wall section or in the same wall of the bearing housing so that as many automated locks as possible can be connected to the automated sample container mass flow via a single automated transport device.
  • the wall section with the at least one manual lock and the wall section with the at least one automated lock can be adjacent to one another, for example as two wall sections connected at a corner and forming a corner of the laboratory housing.
  • An even greater spatial and functional separation of the automated sample container material flow from the manual sample container material flow can be achieved according to an advantageous development of the present invention in that the wall section with the at least one manual lock runs parallel to the wall section of the at least one automated lock, wherein the outer surface of the wall section with the at least one manual lock faces in an opposite direction to the outer surface of the wall section with the at least one automated lock.
  • the at least one automated lock and the at least one manual lock can be arranged on opposite side walls or on the front wall and the rear wall of the, preferably cuboid-shaped, bearing housing.
  • several manual locks can be provided on the storage housing, which can be particularly useful for large storage housings with a high storage capacity of around 100,000 or more sample containers, a single manual lock on a storage housing is usually sufficient, since the number of sample containers moved per unit of time in a manual sample container material flow is usually 7 to 10 times smaller than the number of sample containers moved per unit of time in the automated sample container material flow.
  • the at least one automated handling assembly can be any automated handling device for moving one or more sample containers between two locations provided at a distance from one another.
  • the at least one automated handling assembly comprises or is a multi-axis robot, such as a SCARA robot, as a handling robot.
  • each automated lock is assigned at least one, preferably exactly one automated handling assembly, so that sample containers can be moved through each automated lock between the interior of the laboratory housing and its external environment in an automated manner and independently of the sample container material flow through a different automated lock.
  • the automated laboratory storage has an automated handling station.
  • the automated handling station is preferably assigned to a handling robot, which grips and removes sample containers therein and/or places and releases them.
  • the handling robot is preferably designed to move sample containers between the automated transport device and a storage sample container carrier provided at the handling station.
  • the sample container can be accommodated on the automated transport device only in one of the above-mentioned transport formations or in a transport sample container carrier that can be detached from the automated transport device, but which is structurally different from the storage sample container.
  • the number of automated handling stations is equal to the number of automated locks, so that at each automated handling station, one storage sample container carrier can be prepared for introduction into the laboratory housing through an automated lock.
  • the automated handling station is preferably arranged between the automated transport device and at least one automated lock. Then it is possible to take sample containers from the transport device outside the laboratory housing, be it as individual sample containers transported in transport formations or be it as sample containers transported in transport sample container carriers, by the automated handling device, in particular by the handling robot, into a storage sample container carrier designed for use inside the storage housing and in particular in the storage device and to bring the storage sample container carrier through the automated lock into the interior of the storage housing.
  • the duration of the transfer process during which the automated lock is open and thus enables a gas exchange between the interior and exterior of the bearing housing can thus be kept very short.
  • the at least one sample carrier can be brought through the manual lock directly into the interior of the storage housing.
  • the at least one manual lock can have a lock transport means that is designed to receive a sample container and to move it through the at least one manual lock between the interior of the storage housing and its exterior.
  • the lock transport means can be a short conveyor belt that travels through the opening in a wall of the storage housing belonging to the manual lock, preferably travels through it bidirectionally, or can be a rotating sample container holder, such as a rotating tray that can be rotated by 180° between the interior of the laboratory housing and its exterior.
  • the lock transport means is preferably motor-driven.
  • At least one internal automated handling assembly preferably comprising an internal handling robot
  • the at least one internal handling assembly is preferably designed to carry out sorting tasks.
  • the internal handling assembly can remove sample containers in the interior of the storage housing from a storage sample container carrier provided at the internal handling station and/or place them in a storage sample container carrier provided at the internal handling station.
  • the automated laboratory warehouse can also have at least one of the following additional functional stations: - a data acquisition station with a data acquisition device for acquiring data relating to a respective sample container placed in the storage housing, and
  • the data acquisition station can, for example, include a barcode reader or a reader for RFID chips and the like, so that the laboratory storage control device can keep an inventory list of sample containers currently stored in the storage housing.
  • the data acquisition station is helpful for storing and retrieving sample containers in the storage device.
  • a single data acquisition station inside the storage housing can be sufficient, whereby all sample containers introduced into the storage housing, regardless of whether they were transported manually or automatically, must then be moved inside the storage housing to the data acquisition station.
  • a data acquisition station can be provided at each lock or at least a common data acquisition station can be provided for all automated locks and another common data acquisition station for all manual locks.
  • the waste station is used to dispose of sample containers whose storage period has expired, thus making room in the laboratory housing for additional sample containers.
  • the storage period assigned to a sample container can be recorded via the data acquisition station and stored in a data storage device in association with the sample carrier concerned.
  • the automated laboratory storage facility has the data acquisition station so that the laboratory storage control device can record an associated storage period or disposal time for incoming sample containers.
  • the laboratory storage control device is then preferably designed to arrange the at least one inner handling robot for sample containers with the same disposal time based on data recorded by the data acquisition station. on a common storage sample container carrier. This enables the advantageous simultaneous disposal of several sample containers, which leads to a significant time saving compared to a single disposal of sample containers.
  • sample containers should be sorted into storage sample container carriers according to the same disposal time as soon as they arrive at the above-mentioned automated handling station.
  • this can disadvantageously delay the introduction of sample containers into the storage housing through the at least one automated lock.
  • further sample containers can be brought into the interior of the storage housing through the at least one manual lock, which have the same disposal time as sample containers already introduced through the automated lock, without being accommodated in a common storage sample container carrier with them.
  • the automated laboratory storage facility will have operating phases of varying levels of utilization or activity during its operation.
  • the number of sample containers transported automatically and/or manually per unit of time will be significantly lower at night than during broad daylight, when a significantly larger number of people are working who require analysis results from samples stored in the sample containers.
  • the laboratory storage control device can therefore be designed to control the at least one internal handling robot in an operating phase of lower activity to arrange sample carriers with the same disposal time on a common storage sample container carrier.
  • the laboratory storage control device can also be designed to detect the number of movements of sample containers through the at least one automated lock and through the at least one manual lock per unit of time and thereby to identify operating phases of different levels of activity of the automated laboratory storage with regard to the number of movements per unit of time through the To determine statistically the number of moving sample containers in the locks.
  • the laboratory storage control device can thus predict with a certain degree of certainty operating phases of lower utilization or activity of the automated laboratory storage and, during these operating phases, arrange for sample containers with the same disposal time to be sorted into common storage sample container carriers.
  • a transport assembly can be arranged inside the storage housing, which is designed to move sample containers inside the storage housing.
  • This transport assembly can transport storage sample container carriers from the storage device to an automated lock or to a manual lock or to the internal handling station.
  • the operation of the transport assembly inside the storage housing is also controlled by the laboratory storage control device.
  • the transport assembly inside the storage housing transports sample containers that have been brought into the storage housing through both the at least one automated lock and the at least one manual lock. As soon as a sample container has passed through one of the locks on the storage housing into the storage housing, the distinction between sample containers that were originally transported manually and those that were transported automatically can no longer be made.
  • Fig. 1 is a side view of an embodiment of an automated laboratory storage system according to the invention of the present application
  • Fig. 2 is a plan view of the automated laboratory storage of Figure 1, omitting the ceiling of the laboratory housing
  • Fig. 3 is a sectional view through the automated laboratory storage of Figures 1 and 2 along the cutting plane shown in Figure 2, looking along the arrows III in Figure 2 that are orthogonal to the cutting plane and parallel to the drawing plane of Figure 2, and
  • Fig. 4 is a sectional view through the automated laboratory storage system of Figures 1 and 2 along the cutting plane shown in Figure 2, looking along the arrows IV in Figure 2 that are orthogonal to the cutting plane and parallel to the drawing plane of Figure 2.
  • an embodiment of an automated laboratory storage system according to the invention of the present application is generally designated by 10.
  • the automated laboratory storage system comprises a laboratory storage control device 12 (see Figures 3 and 4), which is shown as a control computer with integrated circuits and data storage devices arranged purely by way of example on the ceiling component 14 of a laboratory housing 16.
  • the laboratory housing 16 surrounds an interior space or an interior 18 of the laboratory housing 16 and separates the interior 18 from the external environment 20 of the laboratory housing 16.
  • a storage device 22 is formed from a plurality of storage modules 24.
  • the storage modules 24 are designed to accommodate storage sample container carriers 26, one of which is shown on a handling station 28 and a further handling station 29 of an automated handling assembly 30 and two others are shown on a handling station 32 and a further handling station 33 of a further automated handling assembly 34. Further storage sample container carriers 26 are shown on an inner handling station 36 in the interior 18 of the laboratory housing 16.
  • the storage sample container carriers 26 at the handling stations 28 and 29 are located in the working and gripping area of a handling robot 38, which is used for automated
  • the storage sample container carriers 26 at the handling stations 32 and 33 are located in the working and gripping area of a handling robot 40, which belongs to the automated handling assembly 34.
  • the two handling robots 38 and 40 are economically advantageous identical handling robots and are designed as SCARA robots in the present embodiment.
  • the two automated handling assemblies 30 and 34 are located between the laboratory housing 16 and an automated transport device 42 in the form of a conveyor belt 44. More precisely, the automated handling assemblies 30 and 34 are located between the front 16a of the laboratory housing 16 and the automated transport device 42. The automated transport device 42 is also located in the working and gripping area of the handling robots 38 and 34.
  • An automated laboratory storage 10, such as the one shown here, is part of an automated laboratory system with several functional stations, which are connected to one another by the automated transport device 42 for a common automated sample container material flow AMF.
  • Sample containers 46 are shown symbolically on the automated transport device 42 as an example in Figure 2. These are vials with a cylindrical section, with the viewer of Figure 2 looking parallel to the cylinder axis of the cylindrical sections of the individual vials. The sample containers 46 are therefore symbolized as circles.
  • the handling stations 28 and 29 are designed on a common work table 48. The same applies to the handling stations 32 and 33.
  • the automated handling assemblies 30 and 34 are preferably designed identically as functional modules.
  • this can be removed from the automated transport device by means of a gripper device 50 42 can grasp transported sample containers 46 and move them to a storage sample container carrier 26 in its working and gripping area and vice versa.
  • sample containers 46 can be transported in a transport sample container.
  • the individual transport shown is preferred over batch transport in transport sample containers.
  • Each handling station 28, 29, 32 and 33 is assigned an automated lock 54, 56, 58 and 60 in the front wall 52 of the laboratory housing 16, through which sample containers 46 can be moved between the interior 18 and the outside environment 20 of the laboratory housing 16.
  • the sample containers 46 are held exclusively in the storage sample container carriers 26 and moved through the assigned automated lock 54, 56, 58 and 60.
  • the respective automated locks 54, 56, 58 and 60 are again identically designed.
  • the automated locks are known per se from the prior art and are not explained in detail here.
  • a manual lock 64 is formed in the opposite rear wall 62 parallel to the front wall 52.
  • the arrangement of the manual lock 64 in the rear wall 62 with a considerable spatial distance from the automated locks 54, 56, 58 and 60 in the front wall 52 serves to decouple the automated sample container material flow AMF from the manual sample container material flow MMF. It is thus possible for an operator to move one or more sample containers 46 through the manual lock 64 from the outside environment 20 of the laboratory housing 16 into its interior 18 or to pick them up from there at any time and regardless of the operating state of the automated locks 54, 56, 58 and 60 and the automated handling assemblies 30 and 34 located in front of them.
  • the manual lock 64 When not in use, the manual lock 64 is closed by an outer sliding door 66, which is shown in Figure 2 displaced to the left in its open position, in which an intervention in the manual lock 64 by an operator is possible. While the automated sample container material flow AMF is defined and predetermined by the direction of travel and movement of the conveyor belt 44 or the automated transport device 42, the manual sample container material flow MMF is undefined, i.e. every movement path that leads from outside the laboratory housing 16 to the manual lock 64 is a manual sample container material flow MMF.
  • the spatial distance and the spatial separation of the manual lock 64 from the automated locks 54, 56, 58 and 60 on different walls 52 and 62, the outer sides 16a and 16b of which point in opposite directions, ensures that the manual sample container material flow MMF, despite its undefined nature, does not interfere with the automated sample container material flow AMF in any of its possible implementations.
  • the automated sample container material flow AMF and the manual sample container material flow MMF are physically separated from one another by the bearing housing 16.
  • a transport assembly 68 is provided in the interior 18 of the laboratory housing 16, which can be moved in a corridor 70 between the storage modules 24 arranged on both sides of the corridor along the front wall 52 and the rear wall 62, parallel to the front wall 52 and the rear wall 62.
  • the transport assembly 68 is shown only in a simplified manner. It has a movement apparatus (not shown) with a gripper mechanism (also not shown) which allows sample containers 46 in storage sample container carriers 26 to be taken from the automated locks 54, 56, 58 and 60 and from the manual lock 64 and to be transported within the interior 18 of the laboratory housing 16 and in particular to be deposited in one of the storage modules 24.
  • the operator preferably transports the at least one sample container 46 to be manually introduced in a storage sample container carrier 26 to and from the manual lock 64.
  • sample containers 46 are not moved individually in the interior 18 of the laboratory housing 16 but exclusively in storage sample container carriers 26.
  • a data acquisition device can be provided on the automated handling assemblies 30 and 34 for each handling station 28, 29, 32 and 33 and thus for each automated lock 54, 56, 58 and 60, for example in the form of a barcode reader, in order to inventory incoming sample containers 46 before they are brought into the interior 18 of the laboratory housing 16 and to assign them to the storage sample container carrier 26 on which they are arranged for further transport in the interior 18 of the laboratory housing 16.
  • the data acquisition device can use other types of information transmission to acquire data coupled with the respective sample container 46.
  • the data acquisition device can be an RFID reader that reads RFID chips carried on sample containers 46.
  • the sample containers 46 are very densely packed in the storage sample container carriers 26 and these in turn are densely packed in the storage modules 24, the use of a barcode reader as a data acquisition device is preferred in order to avoid false readings.
  • each sample container 46 is individually removed from the conveyor belt 44 by one of the handling robots 38 or 40 upon arrival at the automated handling assemblies 30 and 34 and placed on a storage sample container carrier 26, the passing of a sample container 46, which is to be gripped individually anyway, past the data acquisition device does not result in any significant loss of time.
  • a further handling robot can be arranged at the inner handling station 36, which is not shown in the figures for the sake of clarity.
  • the inner handling robot at the inner handling station 36 is preferably identical in construction to the handling robots 38 and 40 of the automated handling assemblies 30 and 34. However, this does not have to be the case.
  • it can also be a handling robot of the same type, such as SCARA, with smaller dimensions and a smaller working and movement area.
  • a further data recording device can be provided at the inner handling station 36, for example again a barcode reader or an RFID reader, in order to inventory manually introduced sample containers 46 and/or to again record sample containers 46 whose data assignment has become less reliable or is otherwise missing for some reason, without having to remove them from the interior 18 of the laboratory housing 16 for this purpose.
  • the automated laboratory warehouse 10 is generally in operation 24 hours a day, seven days a week.
  • the laboratory warehouse control device 12 can record and log the utilization of the automated laboratory warehouse 10 over the operating period, for example in the number of movements of sample containers 46 per unit of time, and determine operating phases of higher utilization and lower utilization from the recorded data and logs.
  • the laboratory warehouse control device 12 can also determine regularly recurring operating phases of lower activity and can control the inner transport assembly 68 and the inner handling robot at the inner handling station 36 to sort and group sample containers 46 with the same disposal times, i.e. with the same expiration date, on common laboratory sample container carriers 26 during these operating phases of lower activity.
  • sample containers 46 it is possible to initially transport sample containers 46 as quickly as possible from the automated transport device 42 or through the manual lock 64 into the interior 18 of the laboratory housing 16 and still dispose of them sample container by sample container after the described sorting on the basis of the common disposal time. In this way, all sample containers 46 on a storage sample container carrier 26 can always be disposed of at the same time.
  • the laboratory housing 16 has a disposal lock 72.
  • the disposal lock 72 is on the same side as the manual lock 64, in the present case on the rear wall 62 of the laboratory housing 62.
  • the disposal lock 72 is closed by an outer sliding door 74 and an inner sliding door 76 or can be opened through these sliding doors 74 and 76.
  • the manual lock 64 also has an inner sliding door 78 in addition to the outer sliding door 66. While the two sliding doors 74 and 76 of the disposal lock 72 are shown in their closed position, in which they close the disposal lock 72, the sliding doors 66 and 78 of the manual lock 64 are shown in their open position, in which they allow passage from the outside environment 20 to the interior 18 of the laboratory housing 16.
  • the possibility of closing the manual lock 64 or the disposal lock 72 on both sides means that an undesirable loss of conditioned atmosphere in the interior 18 of the laboratory housing 16 can be greatly reduced in quantity by ensuring that when a storage sample container carrier 26 moves through the respective lock, only one of the two lock doors of a lock is open at a time, while the other is closed.
  • the automated locks 54, 56, 58 and 60 each have an inner lock door 54i, 56i, 58i and 60i and an outer lock door 54a, 56a, 58a and 60a in order to also affect the atmosphere set inside 18 of the laboratory housing 16 as little as possible by a movement of sample carriers 46 through the respective automated lock.
  • the lock doors 54i, 56i, 58i and 60i and 54a, 56a, 58a and 60a can also be moved vertically between their operating positions, like the lock doors 74 and 76 of the disposal lock 72.
  • the sliding doors 54i, 56i, 58i and 60i as well as 54a, 56a, 58a and 60a are each shown in their closed position in the figures.
  • An air conditioning system 80 on the ceiling component 14, controlled by the laboratory storage control device 12, ensures a defined temperature and a defined humidity of the atmosphere in the interior 18 of the laboratory housing 16.
  • the temperature in the interior 18 of the laboratory housing 16 can be set to +4 °C.
  • a storage sample container carrier 26 When disposing of sample containers 46 in a storage sample container carrier 26, the latter is pushed from the interior 18 of the laboratory housing 16 through the disposal lock 72 onto a receiving rail 82 provided in front of the disposal lock 72, where the storage sample container carrier 26 is held captively. If the storage sample container carrier 26 rests on the receiving rail 82, the latter is rotated by 180° about an axis of rotation D that is parallel to the drawing plane of Figure 2 and orthogonal to the rear wall 62 of the laboratory housing 16, together with a nail board 84 that was originally located beneath the receiving rail 82. After the 180° rotation, the nail board 84 lies above the receiving rail, in which the storage sample container carrier 26 is now arranged in a hanging manner. The sample containers 46 are then in turn arranged in a hanging manner in the storage sample container carrier 26. Through the disposal lock 72, sample containers are only transported out of the interior 18 of the bearing housing 16, but not into it.
  • the nail board 84 has as many pins 86 as the storage sample container carrier 26 has recesses for receiving sample containers 46, in the same grid.
  • the pins 86 of the nail board 84 are inserted into the recesses of the respective storage sample container carrier 26 and thereby the sample containers 46 received in the recesses are pushed downwards. These fall into the disposal container 88 arranged under the receiving rail 82, from where the disposed sample containers 46 can be disposed of collectively.

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Abstract

Ein automatisiertes Laborlager (10) zur Aufbewahrung von Probenbehältern (46) umfasst: - eine Laborlager-Steuervorrichtung (12), - ein Lagergehäuse (16), - wenigstens eine automatisierte Transportvorrichtung (42) außerhalb des Lagergehäuses (16) zum Transport von Probenbehältern (46) in einem auto- matisierten Probenbehälter-Materialfluss (AMF), - wenigstens zwei mit räumlichem Abstand voneinander jeweils in einem Wandabschnitt (52, 62) des Lagergehäuses (16) angeordnete Schleusen (54, 56,58, 60, 64, 72) zur Verlagerung von Probenbehältern (46) zwischen dem Inneren (18) und dem Äußeren (20) des Lagergehäuses (16), wobei wenigstens eine Schleuse (54, 56, 58, 60) als eine automatisierte Schleuse (54, 56, 58, 60) ausgebildet ist, und - wenigstens eine automatisierte Handhabungsbaugruppe (30, 34) an der wenigstens einen automatisierten Schleuse (54, 56, 58, 60), um durch die automatisierte Schleuse (54, 56, 58, 60) hindurch automatisiert Probenbehälter (46) zwischen der automatisierten Transportvorrichtung (42) und dem Inneren (18) des Laborgehäuses (16) zu verbringen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eine weitere der Schleusen (64, 72) als manuelle Schleuse (64) dazu ausgebildet ist, abseits des automatisierten Probenbehälter-Materialflusses (AMF) ein Anliefern von Probenbehältern (46) oder/und eine Abholung von Probenbehältern (46) zu gestatten.

Description

Automatisierte Laborlager mit automatisierter und manueller Schleuse
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisiertes Laborlager zum Einlegern und Auslagern von Probenbehältern in eine Speichervorrichtung.
Das automatisierte Laborlager umfasst: eine Laborlager-Steuervorrichtung zur Steuerung automatisierter Komponenten am und im Laborlager, ein Lagergehäuse, wobei im Inneren des Lagergehäuses wenigstens die Speichervorrichtung zur Aufnahme und Abgabe von Probenbehältern aufgenommen ist, wenigstens eine automatisierte Transportvorrichtung außerhalb des Lagergehäuses zum Antransport von Probenbehältern zum Lagergehäuse und zum Abtransport von Probenbehältern vom Lagergehäuse in einem automatisierten Probenbehälter-Materialfluss, wenigstens zwei mit räumlichem Abstand voneinander jeweils in einem Wandabschnitt des Lagergehäuses angeordnete Schleusen zur Verlagerung von Probenbehältern von außerhalb des Lagergehäuses in das Lagergehäuse hinein und vom Inneren des Lagergehäuses aus dem Lagergehäuse hinaus, wobei wenigstens eine Schleuse der wenigstens zwei Schleusen als eine automatisierte Schleuse ausgebildet ist, und wenigstens eine automatisierte Handhabungsbaugruppe an der wenigstens einen automatisierten Schleuse, um durch die automatisierte Schleuse hindurch automatisiert Probenbehälter zwischen der automatisierten Transportvorrichtung und dem Inneren des Laborgehäuses zu verbringen.
Ein solches automatisiertes Laborlager ist aus der WO 2014/082944 A1 bekannt. Ein derartiges automatisiertes Laborlager ist in der Regel durch die automatisierte Transportvorrichtung mit weiteren Stationen eines Labors verbunden, etwa chemischen biologischen, und medizinischen Prüf- und Analysestationen sowie organisierenden Stationen, wie Etikettierstationen und dergleichen. Ein sehr wesentlicher Punkt der Wirtschaftlichkeit automatisierter Laborlager ist die Zeitdauer, die das automatisierte Laborlager benötigt, um einen Probenbehälter in der Speichervorrichtung einzulagern, sowie die Zeitdauer, die das automatisierte Laborlager benötigt, um einen Probenbehälter aus der Speichervorrichtung auszulagern, also den Probenbehälter durch eine Schleuse hindurch aus dem Laborgehäuse zu entnehmen und für eine weitere Verwendung außerhalb des Laborgehäuses bereitzustellen.
Das aus der WO 2014/082944 A1 bekannte automatisierte Laborlager weist zur Verkürzung der genannten Zeitdauern zwei automatisierte Schleusen auf, von welchen die eine Schleuse Probenbehälter nur von der Transportvorrichtung in das Lagergehäuse verbringt, und von welchen die andere Schleuse Probenbehälter nur aus dem Lagergehäuse zur Transportvorrichtung verbringt. Hierdurch wird eine die sogenannte Durchsatzzeit verkürzende Parallelisierung von Einlagerungsvorgängen und Auslagerungsvorgängen erreicht.
Weitere automatisierte Laborlager sind beispielsweise bekannt aus der US 2010/0049358 A1 , der US 2010/0028124 A1 , der US 2009/0003981 A1 und der EP 2 864 796 B1.
Die automatisierten Laborlager sind, wie oben dargelegt, Teil eines automatisierten Labors, in welchen medizinische, biologische oder chemische Proben in Probenbehältern möglichst vollständig automatisiert verarbeitet und aufbewahrt werden. Ein wesentlicher Teil der Verarbeitung der Proben ist ihre chemische, medizinische oder biologische Analyse.
Üblicherweise werden Proben für eine vorbestimmte Zeitdauer aufbewahrt, um sie für eine erneute Analyse im Bedarfsfall erneut abrufen und analysieren zu können. Diese Aufbewahrung geschieht in den vorliegend diskutierten automatisierten Laborlagern. Ein erneuter Abruf von bereits analysierten und im automatisierten Laborlager eingelagerten Proben betrifft etwa 10 % bis 15 % des Lagerbestands eines automatisierten Laborlagers. Neben den automatisierten Abläufen in einem Laborsystem können bestimmte Ereignisse, wie etwa medizinische Notfälle, eine wenigstens teilweise manuelle Bearbeitung von Probenbehältern erfordern. Zwar erfolgt die automatisierte Verarbeitung von Probenbehältern besonders sicher. Jedoch kann im Einzelfall eine manuelle Verarbeitung gegenüber der automatisierten Verarbeitung einen signifikanten Zeitvorteil bringen. Dies bedeutet, dass anstelle der automatisierten Transportvorrichtung eine Person einen oder mehrere Probenbehälter zum automatisierten Lagerlabor bringt oder/und von dort abholt.
Zwar weist das oben genannte automatisierte Laborlager des Stands der Technik bereits mehr als eine Schleuse auf, um Probenbehälter einzulagern oder/und aus- zulagern. Jedoch sind alle an dem automatisierten Laborlager ausgebildeten Schleusen automatisierte Schleusen, die lediglich in unterschiedliche Richtungen arbeiten. Dies bewirkt, dass manuell, also von einer Bedienperson, an das automatisierte Laborlager antransportierte oder/und von diesem abtransportierte Probenbehälter an den automatisierten Schleusen vom automatisierten Laborlager übernommen bzw. bereitgestellt werden müssen, was die manuell transportierten und verarbeiteten Probenbehälter in Konflikt mit dem automatisierten Probenbehälter-Materialfluss bringt. Dieser Konflikt bewirkt nicht nur eine Störung und dadurch eine Verzögerung des automatisierten Probenbehälter-Materialflusses, sondern auch eine Verzögerung des manuellen Probenbehälter-Materialflusses, da dieser an den automatisierten Schleusen in den automatisierten Probenbehälter-Materialflusses „eingeflochten“ werden muss. Diese Situation wird noch dadurch erschwert, dass die genannten manuellen Probenbehälter-Materialflüsse zeitlich und mengenmäßig unvorhersehbar auftreten.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs genannte automatisierte Laborlager hinsichtlich seiner Verträglichkeit mit erforderlichen manuellen Probenbehälter-Materialflüssen zu verbessern.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung an einem eingangs genannten automatisierten Laborlager dadurch, dass wenigstens eine weitere Schleuse der wenigstens zwei Schleusen als manuelle Schleuse mit räumlichem Abstand von der auto- matisierten Schleuse angeordnet ist, wobei die manuelle Schleuse dazu ausgebildet ist, abseits des automatisierten Probenbehälter-Materialflusses der automatisierten Transportvorrichtung eine Anlieferung von Probenbehältern oder/und eine Abholung von Probenbehältern durch eine Bedienperson zu gestatten.
Durch Vorsehen der manuellen Schleuse mit räumlichem Abstand von der wenigstens einen automatisierten Schleuse abseits des automatisierten Probenbehälter- Materialflusses kann ein manueller Probenbehälter-Materialfluss zum automatisierten Laborlager und von diesem weg eingerichtet werden, ohne dass der manuelle Probenbehälter-Materialfluss den automatisierten Probenbehälter-Materialfluss stört. Probenbehälter müssen also nicht manuell an der automatisierten Schleuse abgestellt und in den automatisierten Probenbehälter-Materialfluss integriert werden, sondern können gesondert und unabhängig vom automatisierten Probenbehälter- Materialfluss an einer eigenen manuellen Schleuse angeliefert werden.
Bevorzugt zusätzlich, aber im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich auch alternativ, gestattet die manuelle Schleuse ein Abholen von Probenbehältern durch die Bedienperson. Zwar ist die Anlieferung von Probenbehältern der kritischere manuelle Vorgang, da der in der Regel zeitlich nicht planbaren Anlieferung von Pro- benbehältern an der manuellen Schleuse die weitere Verarbeitung der manuell angelieferten Probenbehälter im Inneren des Lagergehäuses folgt. So werden üblicherweise auch die manuell angelieferten Probenbehälter zunächst durch die manuelle Schleuse in das Innere des Lagergehäuses verbracht und dort in die Speichervorrichtung eingelagert. Jedoch ist auch eine manuelle Abholung von Probenbehältern an einer automatisierten Schleuse grundsätzlich geeignet, den automatisierten Probenbehälter-Materialfluss zu stören, da üblicherweise für die Dauer der manuellen Abholung eines Probenbehälters an einer automatisierten Schleuse die der automatisierten Schleuse zugeordnete automatisierte Handhabungsbaugruppe stillgelegt werden muss, um eine Verletzungsgefahr der abholenden Bedienperson durch bewegte Bauteile der Handhabungsbaugruppe, wie etwa Roboterarme, ausschließen zu können. Das Lagergehäuse weist üblicherweise einen Korpus auf, welche das Innere des Lagergehäuses umschließt und körperlich von der Außenumgebung des Lagergehäuses trennt. Die Größe des Lagergehäuses, also etwa sein Volumen, sind abhängig von der Lagerkapazität des automatisierten Laborlagers in der Anzahl der maximal einlagerbaren Probenbehälter. Das Lagergehäuse kann von der Größe eines handelsüblichen Kühlschranks mit Kantenlängen im zweistelligen Zentimeterbereich über die Größe eines Schranks mit Kantenlängen im Meterbereich für wenigstens in einer Raumrichtung verlaufende Kanten bis zur Größe eines Gebäudes mit Kantenlängen im Meterbereich für Kanten in jeder von drei kartesischen Raumrichtungen aufweisen.
Das Lagergehäuse kann durch eine Temperiervorrichtung des automatisierten Laborlagers temperiert, insbesondere gekühlt, sein und kann durch eine Konditioniervorrichtung des automatisierten Laborlagers zusätzlich oder alternativ eine konditionierte Atmosphäre aufweisen, also insbesondere eine Gasfüllung mit vorbestimmter Gaszusammensetzung oder/und definierter relativer oder absoluter Feuchte. Die Temperiervorrichtung und die Konditioniervorrichtung können als eine kombinierte Temperier- und Konditioniervorrichtung in der Art einer Klimaanlage am Lagergehäuse vorgesehen sein.
Die automatisierte Transportvorrichtung kann eine beliebige Transportvorrichtung sein, welche zum Transport von Probenbehältern ausgebildet ist. Dabei können Probenbehälter einzeln oder in einem Probenbehälterträger transportiert werden. Die automatisierte Transportvorrichtung kann fest mit einem bewegten Antriebs- oder Fördermittel der Transportvorrichtung zur gemeinsamen Bewegung verbundene Aufnahmeformationen aufweisen, von welchen jede zur Aufnahme eines einzelnen Probenträgers ausgebildet ist. Die automatisierte Transportvorrichtung kann zusätzlich oder alternativ dazu ausgebildet sein, Probenbehälter nur in einem Probenbehälterträger zu transportieren. Bevorzugt ist die Transportvorrichtung als Transportband ausgebildet, auf welchem die Probenbehälter, gegebenenfalls unter Zwischenanordnung eines Probenbehälterträgers, stehen. Nicht auszuschließen ist allerdings ebenso eine Transportvorrichtung mit einer vorbestimmten Transportstrecke und darauf angeordneten Transportwagen mit eigenem Antrieb. Die wenigstens eine automatisierte Schleuse oder/und die wenigstens eine manuelle Schleuse können durch eine bloße Öffnung in einer Wand des Lagergehäuses gebildet sein. Eine Schleuse durchsetzt eine Wand des Laborgehäuses. Zum Schutz einer im Inneren des Lagergehäuses gebildeten definierten Atmosphäre kann die wenigstens eine automatisierte Schleuse oder/und die wenigstens eine manuelle Schleuse ein Verschlussmittel aufweisen, welches die der jeweiligen Schleuse zugeordnete Öffnung in der Wand des Lagergehäuses verschließt, solange keine Probenbehälter durch die Öffnung hindurch zwischen dem Inneren und der Außenumgebung des Lagergehäuses bewegt werden. Das Verschlussmittel kann ein passives Verschlussmittel sein, wie etwa ein flexibler Vorhang oder eine gegen ihre Schließstellung auslenkbare Verschlussklappe, sodass der durch die der Schleuse zugeordnete Öffnung bewegte Probenbehälter das passive Verschlussmittel aus seiner Schließstellung verlagert, in die es nach der Bewegung des Probenbehälter selbsttätig zurückkehrt.
Das Verschlussmittel kann ein aktives Verschlussmittel sein, wie eine durch einen Aktuator zwischen der Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbare Klappe, Türe oder Schott, sodass zunächst der Aktuator das Verschlussmittel in der Öffnungsstellung bewegt und nach Abschluss der Bewegung des wenigstens einen Probenbehälters durch die jeweilige Schleuse hindurch wieder in die Schließstellung bewegt. Auch ein rotatorisch bewegbares Verschlussmittel ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar.
Eine Schleuse kann zur Reduzierung von Verlusten an klimatisierter oder konditionierter Atmosphäre im Inneren des Laborgehäuses beim Durchschleusen von Probenbehältern grundsätzlich je ein näher beim Inneren des Laborgehäuses gelegenes Verschlussmittel und ein näher bei der Außenumgebung des Laborgehäuses gelegenes Verschlussmittel aufweisen, so dass die Schleuse ein eigenes von seiner Umgebung abgrenzbares Schleusenvolumen aufweist. In diesem Fall kann jedes der beiden Verschlussmittel als ein oben genanntes passives oder aktives Verschlussmittel ausgebildet sein. Bevorzugt sind zur Erzielung einer möglichst präzisen Steuerung beide Verschlussmittel aktive Verschlussmittel. Die Laborlager-Steuervorrichtung steuert in der vorliegenden Anmeldung als „automatisiert“ bezeichnete Vorgänge und Komponenten am oder/und im Lagergehäuse, wie beispielsweise die oben genannte Temperierung oder/und Konditionierung der Gehäuseatmosphäre, die Bewegung des aktiven Verschlussmittels, soweit vorhanden, Vorgänge rund um die Speichervorrichtung zur Einlagerung von Probenbehäl- tern in die Speichervorrichtung und zur Auslagerung von Probenbehältern aus der Speichervorrichtung. Die Laborlager-Steuervorrichtung steuert somit eine etwaig vorhandene Klimaanlage im oder am Lagergehäuse, den wenigstens einen Aktuator des wenigstens einen aktiven Verschlussmittels einer automatisierten oder/und manuellen Schleuse sowie eine Bewegungsvorrichtung an der Speichervorrichtung zur Einlagerung und Auslagerung von Probenbehältern. Sofern die Speichervorrichtung selbst beweglich ist, etwa als ein um seine Zylinderachse drehbarer Zylinderspeicher, steuert die Laborlager-Steuervorrichtung auch die Bewegung der Speichervorrichtung. Weitere Komponenten des automatisierten Laborlagers, insbesondere im Inneren des Laborgehäuses, werden im Verlauf der Beschreibung der vorliegenden Erfindung als vorteilhafte Weiterbildungen erwähnt werden.
Die Laborlager-Steuervorrichtung kooperiert auch mit einer Steuerung der automatisierten Transportvorrichtung oder steuert die automatisierte Transportvorrichtung. Hierdurch können Probenbehälter im Wirkungsbereich der wenigstens einen automatisierten Handhabungsbaugruppe an der wenigstens einen automatisierten Schleuse angehalten und durch die wenigstens eine automatisierte Handhabungsbaugruppe des automatisierten Laborlagers bewegt werden.
Die Laborlager-Steuervorrichtung steuert außerdem die wenigstens eine automatisierte Handhabungsbaugruppe, um Probenbehälter durch die automatisierte Schleuse hindurch zwischen der automatisierten Transportvorrichtung und dem Inneren des Laborgehäuses zu verbringen.
Für einen sicheren Antransport von Probenbehältern zum Lagergehäuse des automatisierten Lagerlabors hin kann die automatisierte Transportvorrichtung dazu ausgebildet sein, mit dem automatisierten Probenbehälter-Materialfluss Probenbehälter in den Wirkungsbereich der wenigstens einen automatisierten Handhabungsbaugruppe an der wenigstens einen automatisierten Schleuse zu transportieren. Ebenso kann die automatisierte Transportvorrichtung für einen sicheren Abtransport von Probenbehältern vom Lagergehäuse dazu ausgebildet sein, mit dem automatisierten Probenbehälter-Materialfluss Probenbehälter von diesem Wirkungsbereich weg zu transportieren.
Um keine Störung durch manuelle Transportvorgänge zu erfahren, ist die automatisierte Transportvorrichtung bevorzugt nicht dazu ausgebildet, den automatisierten Probenbehälter-Materialfluss zur Verbringung von Probenbehältern durch die manuelle Schleuse in das Lagergehäuse hinein zur manuellen Schleuse hin oder von dieser weg zu führen. Die automatisierte Transportvorrichtung befindet sich daher bevorzugt in einem derart großen Abstand von der wenigstens einen manuellen Schleuse, dass eine automatisierte Übernahme von Probenbehältern von der automatisierten Transportvorrichtung durch irgendeine automatisierte Handhabungsvorrichtung zum Zweck der Einschleusung von Probenbehältern in das Laborgehäuse durch die manuelle Schleuse nicht möglich ist. Gleiches gilt für die entgegengesetzte Richtung einer Bewegung von Probenbehältern von der manuellen Schleuse zur automatisierten Transportvorrichtung hin. Dieser bevorzugte Abstand der automatisierten Transportvorrichtung von der manuellen Schleuse sorgt außerdem für eine gute Zugänglichkeit der wenigstens einen manuellen Schleuse für eine manuelle Bedienperson ohne deren Bewegungsweg nennenswert räumlich, zu beschränken.
Grundsätzlich kann daran gedacht sein, den Antransport einerseits und den Abtransport von Probenbehältern andererseits durch gesonderte automatisierte Teil- Transportvorrichtungen zu bewirken. Bevorzugt wird Antransport und Abtransport durch ein und dieselbe automatisierte Transportvorrichtung bewirkt, welche auch andere Funktionsstationen des Labors bedient, in dem sich das automatisierte Laborlager befindet. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn die automatisierte Transportvorrichtung an der wenigstens einen automatisierten Schleuse vorbei verläuft. In Übereinstimmung mit der oben dargelegten vorteilhaften Weiterbildung verläuft die automatisierte Transportvorrichtung bevorzugt nicht an der wenigstens einen manuellen Schleuse vorbei, um eine ungestörte Zugänglichkeit der manuellen Schleuse für Bedienpersonal sicherzustellen und um eine Störung des automatisierten Proben- behälter-Materialflusses durch manuelle Transportvorgänge von Probenbehältern zu vermeiden.
Zur Sicherstellung einer möglichst ungestörten Zugänglichkeit der wenigstens einen manuellen Schleuse kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine manuelle Schleuse an einem Wandabschnitt des Lagergehäuses angeordnet ist, welcher in eine andere Richtung weist als ein Wandabschnitt, an dem wenigstens eine automatisierte Schleuse angeordnet ist. Sind mehrere automatisierte Schleusen am Lagergehäuse vorhanden, befinden diese sich bevorzugt im selben Wandabschnitt bzw. in derselben Wand des Lagergehäuses, damit möglichst alle automatisierten Schleusen über eine einzige automatisierte Transportvorrichtung an den automatisierten Pro- benbehälter-Massenstrom angebunden sein können.
Grundsätzlich können der Wandabschnitt mit der wenigstens einen manuellen Schleuse und der Wandabschnitt mit der wenigstens einen automatisierten Schleuse aneinander angrenzende, beispielsweise als zwei über Eck miteinander verbundene und eine Ecke des Laborgehäuses bildende, Wandabschnitte sein. Eine noch größere räumliche und funktionale Trennung des automatisierten Probenbehälter-Materialflusses vom manuellen Probenbehälter-Materialfluss kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht werden, dass der Wandabschnitt mit der wenigstens einen manuellen Schleuse parallel zum Wandabschnitt der wenigstens einen automatisierten Schleuse verläuft, wobei die Außenfläche des Wandabschnitts mit der wenigstens einen manuellen Schleuse in eine entgegengesetzte Richtung weist wie die Außenfläche des Wandabschnitts mit der wenigstens einen automatisierten Schleuse. Beispielsweise können die wenigstens eine automatisierte Schleuse und die wenigstens eine manuelle Schleuse an einander gegenüberliegenden Seitenwänden oder an der Vorderwand und der Rückwand des, vorzugsweise quaderförmigen, Lagergehäuses angeordnet sein. Wenngleich mehrere manuelle Schleusen an dem Lagergehäuse vorgesehen sein können, was insbesondere bei großen Lagergehäusen mit hoher Speicherkapazität von etwa 100.000 oder mehr Probenbehältern sinnvoll sein kann, reicht üblicherweise eine einzige manuelle Schleuse an einem Lagergehäuse aus, da die Anzahl an pro Zeiteinheit in einem manuellen Probenbehälter-Materialfluss bewegten Pro- benbehältern in der Regel um den Faktor 7 bis 10 kleiner ist als die Anzahl an pro Zeiteinheit in dem automatisierten Probenbehälter-Materialfluss bewegten Probenbehältern.
Grundsätzlich reicht auch nur eine automatisierte Schleuse am Lagergehäuse aus, wenngleich wenigstens zwei automatisierte Schleusen am Lagergehäuse bevorzugt sind, um parallel Probenbehälter in das Lagergehäuse hinein und aus dem Lagergehäuse heraus verbringen zu können.
Die wenigstens eine automatisierte Handhabungsbaugruppe kann ein beliebiges automatisiertes Handhabungsgerät sein, um einen oder mehrere Probenbehälter zwischen zwei mit Abstand voneinander vorgesehenen Orten zu verlagern. Bevorzugt umfasst oder ist die wenigstens eine automatisierte Handhabungsbaugruppe ein Mehrachsen-Roboter, wie beispielsweise ein SCARA-Roboter, als einen Handhabungsroboter. Bevorzugt ist jeder automatisierten Schleuse wenigstens eine, bevorzugt genau eine automatisierte Handhabungsbaugruppe zugeordnet, sodass durch jede automatisierte Schleuse hindurch Probenbehälter zwischen dem Inneren des Laborgehäuses und seiner Außenumgebung automatisiert und unabhängig vom Probenbehälter-Materialfluss durch eine jeweils andere automatisierte Schleuse hindurch verbracht werden können.
Bei ausreichend großem Arbeits- und Wirkbereich eines Handhabungsroboters können diesem mehr als eine automatisierte Schleuse zugeordnet sein, etwa zwei automatisierte Schleusen. Eine gleichzeitig wirtschaftliche und sehr leistungsfähige Ausgestaltung kann beispielsweise mit zwei Handhabungsrobotern und vier automatisierten Schleusen erreicht werden, wobei jeder Handhabungsroboter zwei automatisierte Schleusen bedient. Zur Sicherstellung definierter Arbeits- und Bewegungsräume, in welchen die automatisierte Handhabungsbaugruppe, insbesondere der Handhabungsroboter, operieren kann, weist das automatisierte Laborlager einen automatisierten Handhabungsplatz auf. Der automatisierte Handhabungsplatz ist bevorzugt einem Handhabungsroboter zugeordnet, welcher darin Probenbehälter greift und entnimmt oder/und ablegt und loslässt. Da in der Regel innerhalb des Laborgehäuses, insbesondere in der Speichervorrichtung, Probenbehälter in baulich anderen Probenbehälterträgern aufgenommen sind als während ihres Transports durch die automatisierte Transportvorrichtung, ist der Handhabungsroboter bevorzugt dazu ausgebildet, Probenbehälter zwischen der automatisierten Transportvorrichtung und einem am Handhabungsplatz bereitgestellten Lager-Probenbehälterträger zu verlagern. Dabei kann der Probenbehälter an der automatisierten Transportvorrichtung lediglich in einer oben genannten Transportformation aufgenommen sein oder in einem von der automatisierten Transportvorrichtung lösbaren Transport-Probenbehälterträger, welcher sich jedoch baulich von dem Lager-Probenbehälter unterscheidet.
Bevorzugt ist die Anzahl an automatisierten Handhabungsplätzen gleich der Anzahl an automatisierten Schleusen, so dass an jedem automatisierten Handhabungsplatz je ein Lager-Probenbehälterträger zur Einschleusung in das Laborgehäuse durch eine automatisierte Schleuse konfektioniert werden kann.
Für einen wirtschaftlich effizienten Probenbehälter-Materialfluss ist der automatisierte Handhabungsplatz bevorzugt zwischen der automatisierten Transportvorrichtung und wenigstens einer automatisierten Schleuse angeordnet. Dann ist es nämlich möglich, außerhalb des Laborgehäuses Probenbehälter von der Transportvorrichtung, sei es als einzelne in Transportformationen transportierte Probenbehälter oder sei es als in Transport-Probenbehälterträgem transportierte Probenbehälter, durch die automatisierte Handhabungsvorrichtung, insbesondere durch den Handhabungsroboter, in einen zur Verwendung im Inneren des Lagergehäuses und insbesondere in der Speichervorrichtung ausgebildeten Lager-Probenbehälterträger zu übernehmen und den Lager-Probenbehälterträger durch die automatisierte Schleuse ins Innere des Lagergehäuses zu verbringen. Die Dauer des Verbringvorgangs, während welcher die automatisierte Schleuse geöffnet ist und damit einen Gasaustausch zwischen dem Inneren und der Außenumgebung des Lagergehäuses ermöglicht, kann somit sehr kurz gehalten werden.
Grundsätzlich kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung wenigstens ein Probenträger durch die manuelle Schleuse direkt ins Innere des Lagergehäuses verbracht werden. Um einen den Innenraum des Lagergehäuses möglicherweise kontaminierenden Zugriff durch eine manuelle Bedienperson auszuschließen oder wenigstens auf ein unvermeidliches Minimum zu reduzieren, kann die wenigstens eine manuelle Schleuse ein Schleusentransportmittel aufweisen, welches dazu ausgebildet ist, einen Probenbehälter aufzunehmen und durch die wenigstens eine manuelle Schleuse hindurch zwischen dem Inneren des Lagergehäuses und dessen Außenbereich zu verlagern. Das Schleusentransportmittel kann ein kurzes Transportband sein, welches die zu manuellen Schleuse gehörende Öffnung in einer Wand des Lagergehäuses durchfährt, vorzugsweise bidirektional durchfährt, oder kann eine rotierende Probenbehälteraufnahme sein, wie etwa ein rotierendes Tablett, welches um 180° zwischen dem Inneren des Laborgehäuses und seinem Außenbereich drehbar ist. Das Schleusentransportmittel ist bevorzugt motorisch angetrieben.
Für nachfolgende Sortiervorgänge oder für eine Konfektionierung von auszuschleusenden Probenbehältern in einem gemeinsamen Probenbehälterträger kann im Inneren des Lagergehäuses wenigstens eine innere automatisierte Handhabungsbaugruppe, vorzugsweise umfassend einen inneren Handhabungsroboter, an wenigstens einem automatisierten inneren Handhabungsplatz vorgesehen sein. Bevorzugt ist die wenigstens eine innere Handhabungsbaugruppe, insbesondere der wenigstens eine innere Handhabungsroboter, zur Erledigung von Sortieraufgaben ausgebildet ist. Hierzu kann die innere Handhabungsbaugruppe Probenbehälter im Inneren des Lagergehäuses aus einem am inneren Handhabungsplatz bereitgestellten Lager-Probenbehälterträger entnehmen oder/und in einen am inneren Handhabungsplatz bereitgestellten Lager-Probenbehälterträger einbringen.
Das automatisierte Laborlager kann außerdem wenigstens eine der nachfolgenden weiteren Funktionsstationen aufweisen: - eine Datenerfassungsstation mit einer Datenerfassungsvorrichtung zur Erfassung von Daten, betreffend einen jeweiligen in das Lagergehäuse verbrachten Probenbehälter, und
- eine Abfallstation zur Sammlung von zu entsorgenden Probenbehältern.
Die Datenerfassungsstation kann beispielsweise einen Barcode-Leser oder ein Lesegerät für RFID-Chips und dergleichen umfassen, sodass die Laborlager-Steuervorrichtung eine Inventarliste über aktuell im Lagergehäuse aufgenommene Probenbehälter führen kann. Darüber hinaus ist die Datenerfassungsstation hilfreich, um Probenbehälter gezielt in der Speichervorrichtung abzulegen und wiederzufinden.
Grundsätzlich kann eine einzige Datenerfassungsstation im Inneren des Lagergehäuses ausreichen, wobei dann alle in das Lagergehäuse eingeschleusten Probenbehälter, unabhängig davon, ob diese manuell oder automatisiert antransportiert wurden, im Inneren des Lagergehäuses an die Datenerfassungsstation bewegt werden müssen. Zur Verkürzung von Bewegungswegen und Transportzeiten von Pro- benbehältern im Inneren des Lagergehäuses kann an jeder Schleuse je eine Datenerfassungsstation vorgesehen sein oder kann wenigstens für alle automatisierten Schleusen eine gemeinsame Datenerfassungsstation und für alle manuellen Schleusen eine weitere gemeinsame Datenerfassungsstation vorgesehen sein.
Die Abfallstation dient dazu, Probenbehälter, deren Aufbewahrungszeitraum abgelaufen ist, zu entsorgen und damit Platz im Laborgehäuse für weitere Probenbehälter zu schaffen. Der einem Probenbehälter zugeordnete Aufbewahrungszeitraum kann über die Datenerfassungsstation erfasst und in Zuordnung zum betroffenen Probenträger in einem Datenspeicher gespeichert werden.
Bevorzugt weist das automatisierte Laborlager die Datenerfassungsstation auf, sodass die Laborlager-Steuervorrichtung für eingehende Probenbehälter eine zugeordnete Aufbewahrungszeitraum bzw. Entsorgungszeit erfassen kann. Weiter ist die Laborlager-Steuervorrichtung dann bevorzugt dazu ausgebildet, den wenigstens einen inneren Handhabungsroboter auf Grundlage von durch die Datenerfassungsstation erfassten Daten Probenbehälter mit gleicher Entsorgungszeit zur Anordnung auf einem gemeinsamen Lager-Probenbehälterträger anzusteuern. Dies ermöglicht die vorteilhafte gleichzeitige Entsorgung mehrerer Probenbehälter, was zu einer erheblichen Zeitersparnis führt, verglichen mit einer einzelnen Entsorgung von Probenbehältern.
Grundsätzlich kann daran gedacht sein, bereits bei der Ankunft von Probenbehältern an dem oben genannten automatisierten Handhabungsplatz Probenbehälter nach gemeinsamer gleicher Entsorgungszeit in Lager-Probenbehälterträger zu sortieren. Allerdings kann dies die Einschleusung von Probenbehältern durch die wenigstens eine automatisierte Schleuse in das Lagergehäuse unvorteilhaft verzögern. Außerdem können durch die wenigstens eine manuelle Schleuse weitere Probenbehälter in das Innere des Lagergehäuses verbracht werden, welche mit bereits durch die automatisierte Schleuse eingeschleusten Probenbehältern eine übereinstimmende Entsorgungszeit aufweisen, ohne mit diesen in einem gemeinsamen Lager-Proben- behälterträger aufgenommen zu sein.
Das automatisierte Laborlager wird während seines Betriebs Betriebsphasen unterschiedlicher Auslastung bzw. Betriebsamkeit aufweisen. In vielen Fällen wird beispielsweise die Anzahl an pro Zeiteinheit automatisiert oder/und manuell transportierten Probenbehältern zu Nachtzeiten deutlich geringer sein als während des helllichten Tages, wenn eine erheblich größere Anzahl an Personen arbeitet, welche Analyseergebnisse von in den Probenbehältern aufgenommenen Proben benötigt. Die Laborlager-Steuervorrichtung kann daher gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dazu ausgebildet sein, den wenigstens einen inneren Handhabungsroboter in einer Betriebsphase geringerer Betriebsamkeit zur Anordnung von Probenträgern mit gleicher Entsorgungszeit auf einem gemeinsamen Lager-Proben- behälterträger anzusteuern.
Die Laborlager-Steuervorrichtung kann außerdem dazu ausgebildet sein, die Anzahl an pro Zeiteinheit erfolgenden Bewegungen von Probenbehältern durch die wenigstens eine automatisierte Schleuse und durch die wenigstens eine manuelle Schleuse zu erfassen und dadurch Betriebsphasen unterschiedlich hoher Betriebsamkeit des automatisierten Laborlagers hinsichtlich der Anzahl von pro Zeiteinheit durch die Schleusen bewegter Probenbehälter statistisch zu ermitteln. Somit kann die Laborlager-Steuervorrichtung mit gewisser Sicherheit Betriebsphasen niedrigerer Auslastung bzw. Betriebsamkeit des automatisierten Laborlagers Vorhersagen und in diesen Betriebsphasen die Sortierung von Probenbehältern gleicher Entsorgungszeit in gemeinsame Lager-Probenbehälterträger veranlassen.
Für Transportvorgänge im Inneren des Lagergehäuses kann im Inneren des Lagergehäuses eine Transportbaugruppe angeordnet sein, welche dazu ausgebildet ist, Probenbehälter im Inneren des Lagergehäuses zu verlagern. Durch diese Transportbaugruppe können Lager-Probenbehälterträger von der Speichervorrichtung zu einer automatisierten Schleuse oder zu einer manuellen Schleuse oder zum inneren Handhabungsplatz transportiert werden. Auch der Betrieb der Transportbaugruppe im Inneren des Lagergehäuses ist durch die Laborlager-Steuervorrichtung gesteuert.
Während die automatisierte Transportvorrichtung außerhalb des Laborgehäuses nur Probenbehälter zu der wenigstens einen automatisierten Schleuse und von dieser weg bewegt, transportiert die Transportbaugruppe im Inneren des Lagergehäuses sowohl durch die wenigstens eine automatisierte Schleuse als auch durch die wenigstens eine manuelle Schleuse in das Lagergehäuse verbrachte Probenbehälter. Sobald also ein Probenbehälter durch eine der Schleusen am Lagergehäuse in das Lagergehäuse gelangt ist, kann die Unterscheidung zwischen ursprünglich manuell und automatisiert transportierten Probenbehältern wegfallen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines automatisierten Laborlagers der vorliegenden Anmeldung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das automatisierte Laborlager von Figur 1 , unter Weglassung der Decke des Laborgehäuses, Fig. 3 eine Schnittansicht durch das automatisierte Laborlager der Figuren 1 und 2 entlang der in Fig. 2 gezeigten Schnittebene, mit Blickrichtung längs der zur Schnittebene orthogonalen und zur Zeichenebene von Figur 2 parallelen Pfeile III in Figur 2, und
Fig. 4 eine Schnittansicht durch das automatisierte Laborlager der Figuren 1 und 2 entlang der in Fig. 2 gezeigten Schnittebene, mit Blickrichtung längs der zur Schnittebene orthogonalen und zur Zeichenebene von Figur 2 parallelen Pfeile IV in Figur 2.
In den Figuren 1 bis 4 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines automatisierten Laborlagers der vorliegenden Anmeldung allgemein mit 10 bezeichnet. Das automatisierte Laborlager umfasst eine Laborlager-Steuervorrichtung 12 (siehe Figuren 3 und 4), welche als Steuerungsrechner mit integrierten Schaltkreisen und Datenspeichern lediglich beispielhaft auf dem Deckenbauteil 14 eines Laborgehäuses 16 angeordnet dargestellt ist.
Das Laborgehäuse 16 umgibt einen Innenraum bzw. ein Inneres 18 des Laborgehäuses 16 und scheidet das Innere 18 von der Außenumgebung 20 des Laborgehäuses 16. Im Inneren 18 des Laborgehäuses 16 ist eine Speichervorrichtung 22 aus einer Mehrzahl von Speichermodulen 24 gebildet. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind nur einige der in den Figuren dargestellten Speichermodule 24 mit Bezugszeichen versehen. Die Speichermodule 24 sind zur Aufnahme von Lager- Probenbehälterträgern 26 ausgebildet, von welchen je einer auf einem Handhabungsplatz 28 und einem weiteren Handhabungsplatz 29 einer automatisierten Handhabungsbaugruppe 30 und zwei weitere jeweils auf einem Handhabungsplatz 32 und einem weiteren Handhabungsplatz 33 einer weiteren automatisierten Handhabungsbaugruppe 34 gezeigt sind. Weitere Lager-Probenbehälterträger 26 sind an einem inneren Handhabungsplatz 36 im Inneren 18 des Laborgehäuses 16 dargestellt.
Die Lager-Probenbehälterträger 26 an den Handhabungsplätzen 28 und 29 liegen im Arbeits- und Griffbereich eines Handhabungsroboters 38, welcher zur automati- sierten Handhabungsbaugruppe 30 gehört. Die Lager-Probenbehälterträger 26 an den Handhabungsplätzen 32 und 33 liegen im Arbeits- und Griffbereich eines Handhabungsroboters 40, welcher zur automatisierten Handhabungsbaugruppe 34 gehört.
Die beiden Handhabungsroboter 38 und 40 sind wirtschaftlich vorteilhaft identische Handhabungsroboter und sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel als SCARA- Roboter ausgeführt.
Die beiden automatisierten Handhabungsbaugruppen 30 und 34 befinden sich zwischen dem Laborgehäuse 16 und einer automatisierten Transportvorrichtung 42 in Gestalt eines Transportbands 44. Genauer befinden sich die automatisierten Handhabungsbaugruppen 30 und 34 zwischen der Vorderseite 16a des Laborgehäuses 16 und der automatisierten Transportvorrichtung 42. Die automatisierte Transportvorrichtung 42 liegt ebenfalls im Arbeits- und Griffbereich der Handhabungsroboter 38 und 34.
Ein automatisiertes Laborlager 10, wie das vorliegend dargestellte, ist Teil eines automatisierten Laborsystems mit mehreren Funktionsstationen, welche durch die automatisierte Transportvorrichtung 42 miteinander für einen gemeinsamen automatisierten Probenbehälter-Materialfluss AMF verbunden sind. Auf der automatisierten Transportvorrichtung 42 sind in Figur 2 Probenbehälter 46 beispielhaft symbolisch dargestellt. Es handelt sich dabei um Phiolen mit einem zylindrischen Abschnitt, wobei der Betrachter von Figur 2 parallel zur Zylinderachse der zylindrischen Abschnitte der einzelnen Phiolen blickt. Daher sind die Probenbehälter 46 als Kreise symbolisiert.
Wie Figur 1 zeigt, sind die Handhabungsplätze 28 und 29 an einem gemeinsamen Arbeitstisch 48 ausgebildet. Für die Handhabungsplätze 32 und 33 gilt das gleiche. Die automatisierten Handhabungsbaugruppen 30 und 34 sind als Funktionsmodule bevorzugt identisch ausgebildet.
Wie ebenfalls in Figur 1 am Beispiel des Handhabungsroboters 38 gezeigt ist, kann dieser mit einer Greifervorrichtung 50 von der automatisierten Transportvorrichtung 42 transportierte Probenbehälter 46 greifen und zu einem Lager-Probenbehälter- träger 26 in seinem Arbeits- und Griffbereich bewegen und umgekehrt.
Anstelle des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einzeltransports von Probenbehältern 46 können ein oder mehr Probenbehälter 46 in einem Transport-Probenbehälter aufgenommen transportiert werden. Der dargestellte Einzeltransport ist jedoch gegenüber einem losweisen Transport in Transport-Probenbehältern bevorzugt.
Jedem Handhabungsplatz 28, 29, 32 und 33 ist in der vorderen Wand 52 des Laborgehäuses 16 jeweils eine automatisierte Schleuse 54, 56, 58 und 60 zugeordnet, durch welche Probenbehälter 46 zwischen dem Inneren 18 und der Außenumgebung 20 des Laborgehäuses 16 verbracht werden können. Dabei werden die Probenbehälter 46 ausschließlich in den Lager-Probenbehälterträgem 26 aufgenommen durch die zugeordnete automatisierte Schleuse 54, 56, 58 und 60 bewegt. Die jeweiligen automatisierten Schleusen 54, 56, 58 und 60 sind wiederum identisch ausgebildet. Die automatisierten Schleusen sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und werden hier nicht vertieft erläutert.
Für einen manuellen Probenbehälter-Materialfluss MMF ist in der zur vorderen Wand 52 parallelen entgegengesetzten hinteren Wand 62 eine manuelle Schleuse 64 ausgebildet. Die Anordnung der manuellen Schleuse 64 in der hinteren Wand 62 mit räumlich erheblichem Abstand von den automatisierten Schleusen 54, 56, 58 und 60 in der vorderen Wand 52 dient der Entkopplung des automatisierten Probenbehälter- Materialfluss AMF vom manuellen Probenbehälter-Materialfluss MMF. Für eine Bedienperson ist es somit möglich, zu jeder Zeit und unabhängig vom Betriebszustand der automatisierten Schleusen 54, 56, 58 und 60 sowie der vor diesen gelegenen automatisierten Handhabungsbaugruppen 30 und 34 einen oder mehrere Probenbehälter 46 durch die manuelle Schleuse 64 aus der Außenumgebung 20 des Laborgehäuses 16 in dessen Inneres 18 zu verbringen oder von dort abzuholen.
Die manuelle Schleuse 64 ist bei Nichtgebrauch durch eine äußere Schiebetür 66 verschlossen, welche in Figur 2 nach links verschoben in ihrer Öffnungsstellung gezeigt ist, in welcher ein Eingriff in die manuelle Schleuse 64 durch eine Bedienperson möglich ist. Während der automatisierte Probenbehälter-Materialfluss AMF durch die Verlaufs- und Bewegungsrichtung des Transportbands 44 bzw. der automatisierten Transportvorrichtung 42 definiert und vorgegeben ist, ist der manuelle Probenbehälter-Materialfluss MMF Undefiniert, d. h. jeder Bewegungsweg, welcher von außerhalb des Laborgehäuses 16 zur manuellen Schleuse 64 führt, ist ein manueller Probenbehälter-Materialfluss MMF. Der räumliche Abstand und die räumliche Trennung der manuellen Schleuse 64 von den automatisierten Schleusen 54, 56, 58 und 60 an unterschiedlichen Wänden 52 und 62, deren Außenseiten 16a bzw. 16b in entgegengesetzte Richtungen weisen, sorgt dafür, dass der manuelle Probenbehälter-Materialfluss MMF trotz seiner Undefiniertheit in keiner seiner möglichen Realisierungen den automatisierten Probenbehälter-Materialfluss AMF stört. In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der automatisierte Probenbehälter-Materialfluss AMF und der manuelle Probenbehälter-Materialfluss MMF durch das Lagergehäuses 16 körperlich voneinander getrennt.
Im Inneren 18 des Laborgehäuses 16 ist eine Transportbaugruppe 68 vorgesehen, welche in einem Korridor 70 zwischen den beiderseits des Korridors längs der vorderen Wand 52 und der hinteren Wand 62 angeordneten Speichermodulen 24 parallel zur vorderen Wand 52 und zur hinteren Wand 62 verfahrbar ist. Die Transportbaugruppe 68 ist lediglich vereinfacht dargestellt. Sie hat einen nicht dargestellten Bewegungsapparat mit einem ebenfalls nicht dargestellten Greifermechanismus, welcher gestattet, Probenbehälter 46 in Lager-Probenbehälterträgem 26 von den automatisierten Schleusen 54, 56, 58 und 60 und von der manuellen Schleuse 64 zu übernehmen und innerhalb des Inneren 18 des Laborgehäuses 16 zu transportieren und insbesondere in einem der Speichermodule 24 abzulegen. Bevorzugt transportiert die Bedienperson den wenigstens einen manuell einzuschleusenden Probenbehälter 46 in einem Lager-Probenbehälterträger 26 zur manuellen Schleuse 64 an und von dieser ab.
Bevorzugt werden also Probenbehälter 46 im Inneren 18 des Laborgehäuses 16 nicht einzeln sondern ausschließlich in Lager-Probenbehälterträgern 26 bewegt. An den automatisierten Handhabungsbaugruppen 30 und 34 können beispielsweise für jeden Handhabungsplatz 28, 29, 32 und 33 und damit für jede automatisierte Schleuse 54, 56, 58 und 60 je eine Datenerfassungsvorrichtung vorgesehen sein, etwa in Gestalt eines Barcode-Lesegeräts, um ankommende Probenbehälter 46 vor dem Verbringen in das Innere 18 des Laborgehäuses 16 zu inventarisieren und dem Lager-Probenbehälterträger 26 zuzuordnen, auf welchem er zum weiteren Transport im Inneren 18 des Laborgehäuses 16 angeordnet wird.
Anstelle eines Barcode-Lesegeräts kann die Datenerfassungsvorrichtung andere Arten der Informationsübertragung nutzen, um mit dem jeweiligen Probenbehälter 46 gekoppelte Daten zu erfassen. Beispielsweise kann die Datenerfassungsvorrichtung ein RFID-Lesegerät sein, welches an Probenbehältern 46 mitgeführte RFID-Chips ausliest. Da die Probenbehälter 46 jedoch in den Lager-Probenbehälterträgem 26 sehr dicht gepackt sind und diese wiederum in den Speichermodulen 24 dicht gepackt sind, ist die Verwendung eines Barcode-Lesegerät als Datenerfassungsvorrichtung bevorzugt, um Fehlauslesungen zu vermeiden.
Da ohnehin jeder Probenbehälter 46 bei Ankunft an dem automatisierten Handhabungsbaugruppen 30 und 34 einzeln durch einen der Handhabungsroboter 38 oder 40 vom Transportband 44 entnommen und einem Lager-Probenbehälterträger 26 abgelegt wird, bedeutet das Vorbeiführen eines ohnehin einzelnen zu greifenden Probenbehälters 46 an der Datenerfassungsvorrichtung keinen nennenswerten Zeitverlust.
An dem inneren Handhabungsplatz 36 kann ein weiterer Handhabungsroboter angeordnet sein, welche der besseren Übersichtlichkeit wegen in den Figuren nicht dargestellt ist. Bevorzugt ist der innere Handhabungsroboter am inneren Handhabungsplatz 36 baugleich mit den Handhabungsroboter 38 und 40 der automatisierten Handhabungsbaugruppen 30 und 34. Dies muss jedoch nicht so sein. Es kann beispielsweise auch ein Handhabungsroboter gleicher Bauart, etwa SCARA, mit kleineren Abmessungen und kleinerem Arbeits- und Bewegungsbereich sein. Da in der Regel manuell durch die manuelle Schleuse 64 ins Innere 18 des Laborgehäuses 16 eingeschleuste Probenbehälter 46 beim Durchgang durch die manuelle Schleuse 64 nicht automatisiert datentechnisch erfasst werden, kann am inneren Handhabungsplatz 36 eine weitere Datenerfassungsvorrichtung vorgesehen sein, etwa wieder ein Barcode-Lesegerät oder ein RFID-Lesegerät, um manuell eingeschleuste Probenbehälter 46 zu inventarisieren oder/und um Probenbehälter 46, deren Datenzuordnung aus irgendeinem Grund an Zuverlässigkeit eingebüßt hat oder sonstwie vermissen lässt, erneut datentechnisch zu erfassen, ohne diese hierfür aus dem Inneren 18 des Laborgehäuses 16 entfernen zu müssen.
Das automatisierte Laborlager 10 ist in der Regel sieben Tage die Woche jeweils 24 Stunden pro Tag im Betrieb. Die Laborlager-Steuervorrichtung 12 kann über die Betriebsdauer hinweg die Auslastung des automatisierten Laborlagers 10 beispielsweise in Anzahl von Bewegungen an Probenbehältern 46 pro Zeiteinheit erfassen und mitloggen und aus den erfassten Daten und Logs Betriebsphasen höherer Auslastung und niedrigerer Auslastung ermitteln. Die Laborlager-Steuervorrichtung 12 kann außerdem regelmäßig wiederkehrende Betriebsphasen niedrigerer Betriebsamkeit ermitteln und kann die innere Transportbaugruppe 68 sowie den inneren Handhabungsroboter am inneren Handhabungsplatz 36 dazu ansteuern, in diesen Betriebsphasen niedrigerer Betriebsamkeit Probenbehälters 46 mit gleichen Entsorgungszeiten, also mit gleichem Ablaufdatum, auf gemeinsamen Labor-Proben- behälterträgern 26 sortierend zusammenzufassen. Auf diese Weise ist es möglich, Probenbehälter 46 zunächst möglichst schnell von der automatisierten Transportvorrichtung 42 oder durch die manuelle Schleuse 64 ins Innere 18 des Laborgehäuses 16 zu verbringen und sie dennoch nach dem beschriebenen Sortieren auf Grundlage der gemeinsamen Entsorgungszeit probenbehälterweise zu entsorgen. Auf diese Weise können immer alle Probenbehälter 46 auf einem Lager-Probenbehälterträger 26 gleichzeitig entsorgt werden.
Zu dieser Entsorgung weist das Laborgehäuse 16 eine Entsorgungsschleuse 72 auf. Um durch die Entsorgung von nicht mehr benötigten Probenbehältern 46 nicht den automatisierten Probenbehälter-Materialfluss AMF zu stören oder zu beeinträchtigen, ist die Entsorgungsschleuse 72 auf derselben Seite wie die manuelle Schleuse 64, im vorliegenden Fall an der Rückwand 62 des Laborgehäuses 62 ausgebildet. Die Entsorgungsschleuse 72 ist durch eine äußere Schiebetür 74 und durch eine innere Schiebetür 76 verschlossen bzw. kann durch diese Schiebetüren 74 und 76 geöffnet werden.
Wie in den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, weist auch die manuelle Schleuse 64 neben der äußeren Schiebetür 66 eine innere Schiebetür 78 auf. Während die beiden Schiebetüren 74 und 76 der Entsorgungsschleuse 72 in ihrer Schließstellung gezeigt sind, in welcher sie die Entsorgungsschleuse 72 verschließen, sind die Schiebetür 66 und 78 der manuellen Schleuse 64 in ihrer Öffnungsstellung gezeigt, in welcher sie einen Durchgang von der Außenumgebung 20 zum Inneren 18 des Laborgehäuses 16 ermöglichen. Durch die Möglichkeit zur doppelseitigen Schließung der manuellen Schleuse 64 oder der Entsorgungsschleuse 72 kann ein unerwünschter Verlust an konditionierte Atmosphäre im Inneren 18 des Laborgehäuses 16 mengenmäßig stark reduziert werden, in dem bei der Bewegung eines Lager- Probenbehälterträger 26 durch die jeweilige Schleuse hindurch immer nur eine der beiden Schleusentüren einer Schleuse geöffnet ist, während die jeweils andere geschlossen ist.
Während die beiden Schiebetüren 66 und 78 der manuellen Schleuse 64 horizontal verschiebbar sind zwischen ihrer Offenstellung und ihrer Schließstellung, sind die Schiebetüren 74 und 76 der Entsorgungsschleuse 72 vertikal zwischen ihren Betriebsstellungen verschiebbar.
Nachzutragen ist, dass auch die automatisierten Schleusen 54, 56, 58 und 60 jeweils eine innere Schleusentür 54i, 56i, 58i und 60i und eine äußere Schleusentür 54a, 56a, 58a und 60a aufweisen, um ebenfalls die im Inneren 18 des Laborgehäuses 16 eingestellte Atmosphäre durch eine Bewegung von Probenträgem 46 durch die jeweilige automatisierte Schleuse hindurch möglichst wenig zu beeinträchtigen. Auch die Schleusentüren 54i, 56i, 58i und 60i und 54a, 56a, 58a und 60a sind wie die Schleusentüren 74 und 76 der Entsorgungsschleuse 72 vertikal zwischen ihren Betriebsstellungen verschiebbar. Die Schiebetüren 54i, 56i, 58i und 60i sowie 54a, 56a, 58a und 60a sind in den Figuren jeweils in ihrer Schließstellung dargestellt. Eine Klimaanlage 80 auf dem Deckenbauteil 14 sorgt, gesteuert durch die Laborlager-Steuervorrichtung 12, für eine definierte Temperatur und eine definierte Feuchtigkeit der Atmosphäre im Inneren 18 des Laborgehäuses 16. Beispielsweise kann die Temperatur im Inneren 18 des Laborgehäuses 16 auf +4 °C eingestellt sein.
Bei der Entsorgung von Probenbehältern 46 in einem Lager-Probenbehälterträger 26 wird dieser vom Inneren 18 des Laborgehäuses 16 durch die Entsorgungsschleuse 72 auf eine vor der Entsorgungsschleuse 72 bereitstehende Aufnahmeschiene 82 geschoben, wo der Lager-Probenbehälterträger 26 verliersicher gehalten ist. Ruht der Lager-Probenbehälterträger 26 auf der Aufnahmeschiene 82 wird diese um 180° um eine zur Zeichenebene von Figur 2 parallele und zur Rückwand 62 des Laborgehäuses 16 orthogonale Drehachse D gedreht, und zwar gemeinsam mit einem ursprünglich unter der Aufnahmeschiene 82 gelegenen Nagelbrett 84. Nach der Drehung um 180° liegt das Nagelbrett 84 über der Aufnahmeschiene, in welcher nun der Lager-Probenbehälterträger 26 hängend angeordnet ist. Im Lager-Probenbehälterträger 26 sind dann wiederum die Probenbehälters 46 hängend angeordnet. Durch die Entsorgungsschleuse 72 werden Probenbehälter ausschließlich aus dem Inneren 18 des Lagergehäuses 16 hinaus, aber nicht in dieses hinein verbracht.
Das Nagelbrett 84 weist ebenso viele Stifte 86 auf wie der Lager-Probenbehälterträger 26 Ausnehmungen zur Aufnahme von Probenbehältern 46, und zwar in der gleichen Rasterung. Die Stifte 86 des Nagelbretts 84 werden in die Ausnehmungen des jeweiligen Lager-Probenbehälterträger 26 eingefahren und dadurch in den Ausnehmungen aufgenommene Probenbehältern 46 nach unten ausgedrückt. Diese fallen in den unter der Aufnahmeschiene 82 angeordneten Entsorgungsbehälter 88, von wo aus die entsorgten Probenbehälter 46 kollektiv entsorgt werden können.

Claims

Ansprüche Automatisiertes Laborlager (10) zum Einlagern und Auslagern von Probenbe- hältern (46) in eine Speichervorrichtung (22), umfassend: eine Laborlager-Steuervorrichtung (12) zur Steuerung automatisierter Komponenten am und im automatisierten Laborlager (10), ein Lagergehäuse (16), wobei im Inneren (18) des Lagergehäuses (16) wenigstens die Speichervorrichtung (22) zur Aufnahme und Abgabe von Probenbehältern (46) vorgesehen ist, wenigstens eine automatisierte Transportvorrichtung (42) außerhalb des Lagergehäuses (16) zum Antransport von Probenbehältern (46) zum Lagergehäuse (16) und zum Abtransport von Probenbehältern (46) vom Lagergehäuse (16) in einem automatisierten Probenbehälter- Materialfluss (AMF), wenigstens zwei mit räumlichem Abstand voneinander jeweils in einem Wandabschnitt (52, 62) des Lagergehäuses (16) angeordnete Schleusen (54, 56, 58, 60, 64, 72) zur Verlagerung von Probenbehältern (46) von außerhalb des Lagergehäuses (16) in das Lagergehäuse (16) hinein und vom Inneren (18) des Lagergehäuses (16) aus dem Lagergehäuse (16) hinaus, wobei wenigstens eine Schleuse (54, 56, 58, 60) der wenigstens zwei Schleusen (54, 56, 58, 60, 64, 72) als eine automatisierte Schleuse (54, 56, 58, 60) ausgebildet ist, und wenigstens eine automatisierte Handhabungsbaugruppe (30, 34) an der wenigstens einen automatisierten Schleuse (54, 56, 58, 60), um durch die automatisierte Schleuse (54, 56, 58, 60) hindurch automatisiert Probenbehälter (46) zwischen der automatisierten Transportvorrichtung (42) und dem Inneren (18) des Laborgehäuses (16) zu verbringen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Schleuse (64, 72) der wenigstens zwei Schleusen (54, 56, 58, 60, 64, 72) als manuelle Schleuse (64) mit räumlichem Abstand von der wenigstens einen automatisierten Schleuse (54, 56, 58, 60) angeordnet ist, wobei die manuelle Schleuse (64) dazu ausgebildet ist, abseits des automatisierten Probenbehälter- Materialflusses (AMF) der automatisierten Transportvorrichtung (42) ein Anlie- fern von Probenbehältern (46) oder/und eine Abholung von Probenbehältern (46) zu gestatten.
2. Automatisiertes Laborlager (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die automatisierte Transportvorrichtung (42) mit dem automatisierten Probenbehälter-Materialfluss (AMF) Probenbehälter (46) in den Wirkungsbereich der wenigstens einen automatisierten Handhabungsbaugruppe (30, 34) an der wenigstens einen automatisierten Schleuse (54, 56, 58, 60) und von diesem Wirkungsbereich weg transportiert, wobei die automatisierte Transportvorrichtung (42) den automatisierten Probenbehälter-Materialfluss (AMF) nicht zur Verbringung von Probenbehältern (46) in das Lagergehäuse (46) durch die manuelle Schleuse (64) zur manuellen Schleuse (64) hin oder von dieser weg führt.
3. Automatisiertes Laborlager (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die automatisierte Transportvorrichtung (42) an der wenigstens einen automatisierten Schleuse (54, 56, 58, 60) vorbei verläuft.
4. Automatisiertes Laborlager (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die automatisierte Transportvorrichtung (42) nicht an der wenigstens einen manuellen Schleuse (64) vorbei verläuft.
5. Automatisiertes Laborlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine manuelle Schleuse (64) an einem Wandabschnitt (62) des Lagergehäuses (16) angeordnet ist, welcher in eine andere Richtung weist als ein Wandabschnitt (52), an dem wenigstens eine automatisierte Schleuse (54, 56, 58, 60) angeordnet ist.
6. Automatisiertes Laborlager (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt (62) mit der wenigstens einen manuellen Schleuse (64) parallel zum Wandabschnitt (52) der wenigstens einen automatisierten Schleuse (64) verläuft, wobei die Außenfläche (16b) des Wandabschnitts (62) mit der wenigstens einen manuellen Schleuse (64) in eine entgegengesetzte Richtung weist wie die Außenfläche (16a) des Wandabschnitts (52) mit der wenigstens einen automatisierten Schleuse (54, 56, 58, 60). Automatisiertes Laborlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine automatisierte Handhabungsbaugruppe (30, 34) wenigstens einen Handhabungsroboter (38, 40) an einem automatisierten Handhabungsplatz (28, 29, 32, 33) aufweist, wobei der Handhabungsroboter (38, 40) dazu ausgebildet ist, Probenbehälter (46) zwischen der automatisierten Transportvorrichtung (42) und einem am Handhabungsplatz (28, 29, 32, 33) bereitgestellten Lager-Probenbehälterträger (26) zu verlagern. Automatisiertes Laborlager (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der automatisierte Handhabungsplatz (28, 29, 32, 33) zwischen der automatisierten Transportvorrichtung (42) und wenigstens einer automatisierten Schleuse (54, 56, 58, 60) angeordnet ist. Automatisiertes Laborlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine manuelle Schleuse (64) ein Schleusentransportmittel aufweist, welches dazu ausgebildet ist, einen Probenbehälter (46) aufzunehmen durch die wenigstens eine manuelle Schleuse (64) hindurch zwischen dem Inneren des Lagergehäuses (16) und dessen Außenbereich (20) zu verlagern. Automatisiertes Laborlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren (18) des Lagergehäuses (16) wenigstens ein innerer Handhabungsroboter an wenigstens einem automatisierten inneren Handhabungsplatz (36) aufweist, wobei der wenigstens eine innere Handhabungsroboter dazu ausgebildet ist, Probenbehälter (46) im Inneren (18) des Lagergehäuses (16) aus einem am inneren Handhabungsplatz (36) bereitgestellten Lager-Probenbehälterträger (26) zu entnehmen oder/und in einen am inneren Handhabungsplatz (36) bereitgestellten Lager- Probenbehälterträger (26) einzubringen. Automatisiertes Laborlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das automatisierte Laborlager (10) wenigstens eine der nachfolgenden weiteren Funktionsstationen aufweist:
- eine Datenerfassungsstation mit einer Datenerfassungsvorrichtung zur Erfassung von Daten, betreffend einen jeweiligen in das Lagergehäuse (16) verbrachten Probenbehälter (46), und
- eine Abfallstation zur Sammlung von zu entsorgenden Probenbehältern (46). Automatisiertes Laborlager (10) nach den Ansprüchen 10 und 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das automatisierte Laborlager (10) die Datenerfassungsstation aufweist und die Laborlager-Steuervorrichtung (12) dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen inneren Handhabungsroboter auf Grundlage von durch die Datenerfassungsstation erfassten Daten Probenbehälter (46) mit gleicher Entsorgungszeit zur Anordnung auf einem gemeinsamen Lager-Probenbehälterträger (26) anzusteuern. Automatisiertes Laborlager (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das automatisierte Laborlager (10) während seines Betriebs Betriebsphasen unterschiedlicher Betriebsamkeit aufweist, wobei die Laborlager-Steuervorrichtung (12) den wenigstens einen inneren Handhabungsroboter in einer Betriebsphase geringerer Auslastung zur Anordnung von Probenträgem (46) mit gleicher Entsorgungszeit auf einem gemeinsamen Lager-Probenbehälterträger (26) ansteuert. Automatisiertes Laborlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren (18) des Lagergehäuses (16) eine Transportbaugruppe (68) angeordnet ist, welche dazu ausgebildet ist, Probenbehälter (46) im Inneren (18) des Lagergehäuses (16) zu verlagern. Automatisiertes Laborlager (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportbaugruppe (68) sowohl durch die wenigstens eine automatisierte Schleuse (54, 56, 58, 60) als auch durch die wenigstens eine manuelle Schleuse (64) in das Lagergehäuse (16) ver- brachte Probenbehälter (46) transportiert.
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