供給裝置的制作方法

本發明涉及一種用于供給實驗室器皿的裝置，該裝置的類型如權利要求1的前序部分所述。

背景技術：

在現有技術中已知多種向實驗室器皿(通常是皮氏培養皿)供給的方法，對于創建處理和分析微生物和細胞培養物的系統，能夠將用戶的手動工作量減至最小。常見的做法是將皮氏培養皿堆疊到裝載處，并從裝載處將他們單獨地傳遞到下一個步驟，例如，傳送到分析或制備裝置。此外，現有技術試圖一次性在系統中完成多個堆疊動作，以增加裝載步驟之間的周期，給用戶做其他工作的時間。

例如，iul，s.a.提出了具有集成處理器的進樣器(板處理器)，該集成處理器上設置有載滿皮氏培養皿的培養皿運載體。該運載體具有用于垂直堆疊皮氏培養皿的四個保持器，并且這四個保持器一旦裝載到設備中，還可以以傳送帶的方式圍繞其自身的軸進行旋轉。還設置有常規的驅動電機用于驅動該運載體的旋轉運動。在卸載區域中，皮氏培養皿的堆疊從保持器處移除并朝分析單元水平移動。在該位置，設置有升降軌道，用于將皮氏培養皿單獨地供給到分析單元，并且在分析完成后，立刻從分析單元中移除該皮氏培養皿。在分析完皮氏培養皿堆疊中的所有皮氏培養皿后，將該皮氏培養皿堆疊運送回運載體并再次插入原本的保持器中。然后，輸送單元旋轉運載體，直到能夠接觸到下一個完整的保持器以移除皮氏培養皿。

該解決方案允許運載體裝載多達四個皮氏培養皿堆疊，并且能夠在沒有任何用戶干預的情況下將這些皮氏培養皿供給到分析單元。然而，保持器設置在運載體中并且不能在整個分析過程中用于裝載和輸送其他的皮氏培養皿。此外，每當從保持器中取出皮氏培養皿堆疊并且隨后再次放回時，存在使得該皮氏培養皿堆疊變得不穩定的危險，并且易造成皮氏培養皿在該皮氏培養皿堆疊中移動或甚至從中掉落。此外，卸載區域不容易被接觸到，且在修復故障之前可能需要移除運載體。

德國專利申請de102015207617.2(其尚未公開)公開了一種用于接收和存儲實驗室器皿的承載器，其已經提出了用于解決上述問題的方法。

該承載器具有多個用于接收和存儲實驗室器皿的保持器。每個保持器在承載器的頂部都設置有裝載開口，并且在承載器的底部設置有可以通過關閉機構關閉的卸載開口。當承載器正在裝載實驗室器皿時和在運輸期間內，卸載開口關閉。一旦承載器已經插入用于實驗室器皿的供給裝置的盒中，則關閉機構打開，將承載器從盒中移除，并將實驗室器皿保留在盒中。通過使用這種方法，位于在承載器的保持器中的堆疊的實驗室器皿將被安全地傳送到盒中。但是，在分析期間，承載器將可用于存儲和運輸其他實驗室器皿。此外，由于承載器不在位置上，使得盒中的實驗室器皿更容易存取，這將便于維修工作。

然而，在實踐中發現，在承載器和實驗室器皿被引入到盒中之后，難以在任何時間都清楚地識別特定實驗室器皿的位置。特別是當用于檢測實驗室器皿位置的傳感器存在故障時，而該機械故障的還沒有被意識到或還不完全清楚的情況下，其中的實驗室器皿已經在沒有操作者的情況下被處理了。

技術實現要素：

本發明的目的是進一步開發一種供給系統，其不具有上述缺點，并且即使在故障的情況下，也能在任何時間識別供給裝置內的實驗室器皿的精確位置。

該目的通過權利要求1的特征部分結合其前序部分的特征來實現。

從屬權利要求中指定的是本發明的優選實施例。

本發明基于如下發現：當明確限定一個方案是由承載器裝載供給裝置時，可以更容易地識別供給裝置內的實驗室器皿，特別是實驗室器皿堆疊的位置。

在本發明實施例中，承載器具有至少兩個保持器，所述承載器和在所述供給裝置的所述裝載區域中的所述接收單元的所述定位鎖定只允許所述承載器在所述裝載區域內呈單一預設方向設置。因此，當實驗室器皿從承載器供給到裝載區域時，一疊或者多疊實驗室器皿可以被清楚地分配給一個接收單元。這有助于同時處理具有不同內容物的實驗室器皿，并降低混合的可能性。樣品的混合可能造成災難性后果，例如，病人樣本的不正確診斷等。混合可能性的降低增加了患者的安全性并減少了不正確診斷的風險。此外，這也節省了大量的時間。

在另一個優選實施例中，在需要的時候，特別是在有故障的情況下，所述接收單元可以設置為通過所述環形輸送單元傳送回所述裝載區域中。每當存在故障，特別是機械類型的故障時，通常優選地將涉及故障的所述接收單元沿與其被傳送的方向相反的方向移出故障區域。這有利于故障的修復，并且使得供給裝置的操作變得更可靠。

所述環形輸送單元具有基本位置，所述基本位置可以優選地通過光電傳感器的方式來檢驗。這個特征使得堆疊被唯一地編號并且因此被精準分配。在電氣故障的情況下，例如停電，所述環形輸送帶將返回到其原始位置，并且因此仍然可以正確地分配堆疊。

優選地，設置控制電子器件以在裝載期間檢測和存儲所述接收單元在所述裝載區域中的位置，如果必要，所述接收單元可以移動回到其在所述裝載區域中的初始位置，剩下的接收單元分配給所述承載器中插入到所述裝載區域中的預定的保持器。在出現故障的情況下，供給裝置中剩余的實驗室器皿可以通過承載器再次進行移動，并且可以以相同的構造插入到不同的供給裝置中。這樣能夠提高供給裝置的自動化程度，且節約時間。

在本發明的一個優選實施例中，在所述供給裝置的所述裝載區域中設置傳感器，特別是觸覺傳感器，所述傳感器用于檢測所述承載器是否出現在所述裝載區域中。所述傳感器優選地與所述控制電子裝置協作，當所述承載器出現在所述裝載區域中時，停止所述環形輸送單元的輸送動作。這將防止供給裝置的機械損壞，從而延長其使用壽命。所述傳感器可以是微型開關，其將不僅防止所述承載器在原始位置的傳送動作，而且還可以僅在承載器位于原始位置時打開和關閉承載器。優選地，可以設置由塑料制成的靜態機械位置檢測裝置，即，所述承載器具有凹部，并且只有在被正確引入時才能完全插入，在這種情況下，微型開關將被開啟，從而允許承載器被打開和/或關閉。“正確”插入的優點是，即使承載器具有對稱設計，其使得各堆疊的位置能夠被正確識別。承載器的堆疊保持器被唯一指定，從而便于分配。可選擇地，承載器具有不對稱的設計。

在本發明的一個方面，若有需要，可在所述裝載區域中設置所述承載器的解鎖機構，所述承載器的所述解鎖機構將打開已經正確引入在所述裝載區域中的所述承載器，使得實驗室器皿可以被運送到所述接收單元中，或者將關閉所述承載器，使得處于所述接收單元中的實驗室器皿可以被再次移除。以這種方式，承載器和供給裝置可以更好地集成在供給系統中，并且與上述觸覺傳感器組合，可以實現更高程度的自動化。

優選地，在所述裝載區域中設置有傳感器，所述傳感器將檢測在接收單元中是否存在至少一個實驗室器皿，所述傳感器可以優選地采取光電傳感器例如光柵的形式。所述光電傳感器允許非接觸式測量。這使得電磁兼容性良好。空的接收單元可以立即通過環形輸送單元移走，并且確保在所述移除區域中僅接收滿載的接收單元。這可以節省大量的時間。

優選地，用于所述承載器的所述形狀鎖定的突起部同時也用作容納在所述接收單元中的所述實驗室器皿的側向邊界。這簡化了設計并降低了供給裝置的成本。

在優選實施例中，一個接收單元只分配給所述承載器中的一個保持器。。這使得在供給裝置內分配實驗室器皿堆疊更容易，并且降低不正確分配的風險。

在本發明的一個優選實施例中，所述承載器具有一定數量的用于承載所述實驗室器皿的所述保持器，并且所述供給裝置的所述裝載區域由與所述承載器的所述保持器的數量相對應的多個所述接收單元構成。一旦插入所述承載器，所述裝載區域中的所有所述接收單元均可以被裝載或卸載。這使得一旦插入所述承載器之后錯誤定位所述實驗室器皿的情況幾乎不可能發生，特別是上述形狀鎖定的承載體和供給裝置相配合的情況下。這顯然提高了供給系統的可靠性。

在本發明的另一方面，所述環形輸送單元由線性段和彎曲段組成。特別是當所述卸載區域位于所述環形輸送單元的所述彎曲段中時，這種幾何形狀將獨立防止在卸載過程中裝載，從而降低堆疊和樣本混合的風險。

優選地，所述實驗室器皿的整個堆疊可以作為堆疊單元通過所述承載器從上方裝載到所述接收單元中，特別是四個所述堆疊單元一次裝載到四個所述接收單元中。這使得在一個裝載步驟中可以將更多數量的實驗室器皿引入到供給裝置中，從而有利于供給系統的操作。

為了更容易處理實驗室器皿，優選地，每疊實驗室器皿包含相同類型的培養物。這對實驗室器皿進行最佳分組，使之后的分析等更加容易，并且更容易分配單獨類型的培養物。

如果每個所述實驗室器皿和每個所述堆疊均被標記，使得每個所述實驗室器皿和每個所述堆疊在所述裝載區域中分配有一個位置，并在所述承載器中分配有一個位置。則其顯著地降低了不正確分配的風險。這種方式能夠提高用戶使用的方便性和供給系統的可靠性。例如，允許結合適合的掃描器來使用條形碼。

進一步優選地，特征和可能的應用可以從下面的描述中獲得，參考附圖中所示的實施例。

附圖說明

貫穿說明書，權利要求書和附圖的術語和相關聯的附圖標記如下面的附圖標記列表中所列出的方式使用。在附圖中：

圖1是具有在被引入供給裝置之前的滿載的承載器的供給系統的透視仰視圖；

圖2是供給裝置的裝載區域中裝載有四個皮氏培養皿堆疊的供給裝置的透視圖；

圖3是供給裝置的卸載區域中的具有一個皮氏培養皿堆疊的供給裝置的透視圖；

圖4是具有在轉移區域中裝載有皮氏培養皿的供給裝置的透視圖；

圖5是本發明的具有兩個彼此平行排列的供給裝置的實施例的結構示意圖。

具體實施方式

圖1是包括承載器和供給裝置30的供給系統10的透視仰視圖。所述承載器12滿載皮氏培養皿12a，皮氏培養皿12a在堆疊12b中以彼此豎直排列的方式堆疊，并且顯示出了在其插入供給裝置30之前的位置。圖2至圖4是供給裝置30在其不同裝載狀態下的視圖。

承載器12的殼體14具有布置成星形構造的四個保持器16，用于接收垂直堆疊的皮氏培養皿12a。保持器16朝向外部打開，但是僅到這樣的程度——允許與外部部分接觸的程度——皮氏培養皿12a僅能夠通過從保持器16的上部裝載開口18a豎直地滑出而被移走，并且沒有皮氏培養皿可以從承載器12脫落。使用者可以方便地從側面接觸到皮氏培養皿12a，但是只能從上面取出皮氏培養皿12a，同時皮氏培養皿12a可以安全地被運輸，而沒有任何掉出并可能污染環境的風險。皮氏培養皿12a掉出并開裂的問題將造成嚴重的后果。其可能導致危險的病原體被釋放并污染環境。此外，許多樣品是非常珍貴的，例如，兒童骨髓樣品，其需要極其小心的處理。

保持器16的加載軸線相對于承載器12的中心軸線m彼此平行。在殼體14中，在承載器12的頂部18處形成裝載開口18a，每個裝載開口18a用于將皮氏培養皿12a沿著該裝載軸線裝載到相應的保持器16中。類似地，在底部20，在殼體14中形成卸載開口20a，皮氏培養皿12a通過卸載開口卸載。

為了運輸和防止皮氏培養皿12a的意外卸載，承載器12的底部20處設置有關閉機構22，其關閉保持器16的卸載開口20a。關閉機構22包括四個滑塊24，該四個滑塊24在關閉機構22處于關閉狀態下覆蓋住插入保持件16中的皮氏培養皿12a，從而沿著加載軸線方向固定住它們。

滑塊24成對布置，同時，在它們的關閉狀態下相對于彼此偏移90°并且相對于承載器12的中心軸線m同心設置。兩對滑塊24連接到齒輪，為了顯示清楚，在這里并未示出齒輪，所述齒輪優選為行星齒輪，另外兩對滑塊24可以連接到驅動器上。關于關閉機構22的更詳細的解釋，請參考德國專利申請de102015207617.2。在這方面，請參考該出版物的公開內容。

在底部20處，兩個保持器16之間的殼體14中還設置有凹部26。供給裝置30中設置有與凹部26匹配的銷28(突出部)，如圖3所示，凹部26和銷28構成解鎖機構。當承載器12正確地插入到供給裝置30中時，該銷28將以定位鎖定的方式與凹部26配合。只有在凹部26和銷28之間定位配合時，承載器12才能完全插入。

同時，當銷28(突出部)與凹部26相配合時，上述齒輪被開啟，使得成對設置的滑塊24旋轉運動，導致關閉機構22打開或關閉。關閉機構22的開啟是通過位于銷28旁邊的微型開關28a來實現的，參見圖3、圖4，微型開關28a可以發送信號到控制單元49以控制銷28的運動從而打開或關閉承載器12。在該實施例中，用戶通過外部用戶界面進行關閉或打開微型開關28a的操作。然而，這些操作只有承載器12已正確插入的情況下才有可能實施。為此，銷28不可轉動地與供給裝置30下方的驅動馬達29連接。下面參考圖3和圖4對控制單元49進行更詳細地解釋，控制單元49啟動驅動馬達29，引起銷28的旋轉運動，從而啟動或停用關閉機構22。

當一個裝載的承載器12插入到供給裝置30中，且其關閉機構22處于關閉狀態時，銷28的旋轉運動將導致關閉機構22打開。類似地，例如，在故障情況下，一個未裝載的承載器12且其關閉機構22處于開啟狀態，可以插入到裝載有皮氏培養皿12a的供給裝置30中，關閉機構22可以通過銷28的旋轉運動關閉，同時承載器12可以與皮氏培養皿12a一起被移走。

如果承載器12以不同于由凹部26和銷28的設計和由位置檢測裝置32(突出部)限定的方向插入，則承載器12將不可能完全插入，從而防止關閉機構22打開。

圖2是皮氏培養皿12a的四個堆疊12b插入到供給裝置30的裝載區域36中的供給裝置30的透視圖。皮氏培養皿12a的堆疊12b容納在接收架34中，每個接收架34由三個垂直桿34a組成，這三個垂直桿34a彼此平行延伸且相對于皮氏培養皿12a的周界彼此均勻間隔開。

接收架34安裝在環形輸送單元38上，環形輸送單元38具有驅動器(在該圖中未示出)和環形的輸送鏈40。輸送鏈40在具有兩個平行線性段42a、42b以及兩個彎曲段44a、44b的路徑中運行，其中線性段42b可以在圖3中更好地觀察到。更具體地，彎曲段44a與裝載區域36相鄰，彎曲段44b延伸到與裝載區域36鄰接的卸載區域46附近，該彎曲段44b在所選的透視圖中未顯示。環形輸送單元38與供給裝置30的基板31貼合。此外，設置原位開關以查找環形輸送單元38的原始位置。為此目的，將小板形式的反射器貼附到輸送鏈40上，該反射器與叉形光柵相配合作用。當反射器通過叉形光柵時，環形輸送單元38處于原始位置。相應地布置反射器和叉形光柵。

一部分的驅動電機48顯示在在圖1中的供給裝置30的下方，驅動電機48用于驅動環形輸送單元38，并以常規方式連接到控制單元49。驅動電機48位于基板上，如圖3所示，使用齒輪和齒形帶的傳動齒輪48a位于底側。驅動電機48可以用于沿著順時針和逆時針方向將輸送鏈40與安裝在其上的接收架34一起移動。在供給裝置30的裝載區域36中，位置檢測裝置32安裝在環形輸送單元38上。承載器12插入裝載區域36中會啟動微型開關28a，微型開關28a將向控制單元49發送信號，然后控制單元49控制驅動電機48停止運行，從而防止環形輸送單元38在承載器12就位時移動。銷28以及位置檢測裝置也會防止承載器完全插入在除了指定的方向之外的其他方向上。微型開關28a，參見圖3，均用于防止輸送單元的運動，并且只允許在啟動狀態下裝載和/或卸載承載器。

在移除承載器12之后，在皮氏培養皿12a保留在供給裝置30中的情況下，微型開關28a不再發送信號，并且控制單元49釋放驅動電機48。此外，光電傳感器56c設置在裝載區域36中的基板31上并且與控制單元49相連接，該光電傳感器56c將檢測存在于裝載區域36中的接收架34中是否存在至少一個皮氏培養皿12a。

裝滿皮氏培養皿12a的堆疊12b的接收架34將沿順時針方向從裝載區域36傳送到卸載區域46，使得另外四個未裝載的接收架34可以接收來自另一個承載器12的皮氏培養皿12a的堆疊12b。因此，供給裝置30可以一次裝載多達八個堆疊12b，每個堆疊12b中均裝載有皮氏培養皿12a。環形輸送單元38沿順時針和逆時針方向的移動確保了皮氏培養皿12a的堆疊12b能夠按照期望的順序處理。此外，在故障的情況下，根據當前的輸送位置，可以使接收架34沿逆時針方向更快地返回到其插入承載器12時的位置上，并且相對于彼此的初始方向上再次移除皮氏培養皿12a的堆疊12b。

為了清楚地顯示，圖3中僅示出了引入到供給裝置30的卸載區域46中的皮氏培養皿12a的一個堆疊12b。經由線性連接軌道58與基板31間隔開的傳送板60安裝在卸載區域46上方，傳送板60平行于供給裝置30的基板31。傳送板60用于將皮氏培養皿12a轉移到與供給裝置30相連接的另一系統，例如，如下所述的分析單元。

為了將皮氏培養皿12a從皮氏培養皿12a的堆疊12b運送到傳送板60，裝載有皮氏培養皿12a的堆疊12b的接收架34移動到環形輸送單元38的彎曲段44b。在與供給裝置30的卸載區域46相關聯的端部，設置有升降叉50，其在備用狀態下設置在環形輸送單元38的彎曲段44b的下方。升降叉50的最佳視圖見圖1。升降叉50可以通過安裝在直線連接軌道58上的升降軌道52沿升降機軸線l豎直移動。升降器由連接到控制單元49的常規電動機54驅動，控制單元49設置在升降軌道52的背離升降叉50的一側上，并且通過齒形帶驅動升降叉的運動。

設置在連接軌道58上的光電傳感器56a同樣與控制單元49連接。一旦集成在基板31中的光電傳感器56a和叉形光柵檢測到裝載有至少一個皮氏培養皿12a的接收架34出現在環形輸送單元38的彎曲段44b中，相應的信號即被傳送到控制單元49，控制單元49將控制電動機54移動升降叉50。然后，升降叉50沿著升降軌道52移動到皮氏培養皿12a的堆疊12b下方，并且和皮氏培養皿12a的堆疊12b一起繼續沿著傳送板60的方向運動。

傳送板60具有大致為圓形的孔62，其直徑在9.4cm且足夠大以使得具有所有常見尺寸的皮氏培養皿12a可以通過。升降叉50朝向傳送板60移動，使得位于最上方的皮氏培養皿12a通過孔62進入如圖4所示的傳送位置tp中。

在傳送位置tp處，位于最上方的皮氏培養皿12a已經完全從傳送板60頂部的孔62穿過，因此可以在傳送板60上水平移動。一旦其到達傳送位置tp，則被安裝在傳送板60上的光電傳感器56b檢測到，傳感器56b發送信號到控制單元49，然后，控制單元49控制電動機54停止升降叉50的垂直移動。

圖4是具有處于傳送位置tp的皮氏培養皿12a的供給裝置30的視圖。推動器64安裝在傳送板60上，并可以通過平行延伸的兩個軌道66沿著傳送板60移動。如圖1至圖4所示，在起始位置sp中，推動器64在升降叉52上方，但不覆蓋孔62上方的區域，從而使得皮氏培養皿12a可以以上述方式移動到傳送位置tp。推動器64在傳送板60上沿傳送方向td推動擱置在升降叉50上的處于傳送位置tp處的皮氏培養皿12a。

在供給裝置30與另一個系統連接的狀態下，例如分析單元，傳送裝置設置在傳送板60的遠離孔62的端部，該傳送裝置接管皮氏培養皿12a，并將其運送到例如相機室處。

一旦推動器64將皮氏培養皿12a移出傳送位置tp并且推動器64已經回到其起始位置，則升降叉50繼續沿著線性升降軌道52朝向傳送板60的方向運動，直到下一個皮氏培養皿12a到達傳送位置tp。

在堆疊12b中位于最下方的皮氏培養皿12a移動到傳送板60上之后，升降叉50移動到上述位于環形輸送單元38的彎曲段44b下方的位置。裝載有皮氏培養皿12a的堆疊12b的另一接收架34移動到環形輸送單元38的彎曲段44b。然后，皮氏培養皿12a的下一個堆疊12b可以被運輸到與供給裝置30連接的系統。

圖5是具有并排設置的兩個供給裝置30的本發明的實施例的示意圖。通過設置相鄰的多個供給裝置30使供給系統10的接收容量增加數倍。

引用標號表

10供給系統

12承載器

12a皮氏培養皿

12b皮氏培養皿12a的堆疊

14殼體

16保持器

18頂部

18a裝載開口

20底部

20a卸載開口

22關閉機構

24滑塊

26凹部

28銷

28a微型開關

29驅動馬達

30供給裝置

31基板

32位置檢測裝置

34接收架

36裝載區域

38環形輸送單元

40輸送鏈

42a,b線性段

44a,b彎曲段

46卸載區域

47齒輪

48驅動電機

48a傳動齒輪

49控制單元

50升降叉

52升降軌道

54電動機

56a,b,c光電傳感器

58連接軌道

60傳送板

62孔

64推動器

66軌道

l升降機軸線

m中心軸線

sp起始位置

tp傳送位置

td傳送方向