樣品自動處理系統的制作方法

專利名稱：樣品自動處理系統的制作方法
背景本發明大體涉及試驗室化驗自動化的系統，尤其是涉及生物試樣的化驗。
過去的70年中，試驗室化驗已發生變化并得到顯著地改善。最初，化驗或分析是通過人工操作進行的，并且一般要使用大量的血漿、血液或其它生物液體。但是，隨著機械技術在工業化工廠的發展，類似的技術被引入分析試驗室。隨著新技術的引入，方法得以改善，因而，由單一儀器得到的結果的質量得以提高并使進行每次化驗所需的試樣量減少。
已經開發出這樣的儀器，其通過減少完成各種分析所需的來回時間和試樣量來提高化驗過程的效率。例如，這類儀器可以是California,Fullerton的Beckman儀器公司提供的SynchronTM系列自動分析儀。這類儀器能自動分析許多血樣和進行多種分析，并提供可靠、準確和快速的試樣分析。
盡管已作出改進，但在分析試驗室的操作中還有改進的余地。例如，還需要許多時間用于樣品準備。樣品準備包括用于處理的試樣的分類、離心處理和去掉裝有試樣的容器的蓋。離心處理需要將多個試樣容器，一般是試管，裝入離心機接受槽，使接受槽的重量平衡，以便使離心機平衡，將接受槽裝入離心機，然后關上離心機蓋，進行離心處理，打開離心機蓋，取出接受槽，然后從接受槽中取出試管。所有這些操作都是勞動密集型的，增加了實驗室分析的成本。而且，這些勞動密集型步驟易導致操作員出錯。另外，人的參予也帶來了試樣被操作人員污染的危險，以及操作員暴露在危險的生物物質之下。
已經嘗試提供自動化，包括使用傳送機系統將試樣運送到分析儀，如美國專利No.5,178,834和5,209,903所述。使用傳送機系統的一個問題是，它們一般是一個總的完整系統的一部分，這個系統包括特定的分析儀和其它處理裝置。這樣，希望換接到一個傳送機系統的一個分析實驗室需要更換它的全部現有系統，這需要大量的資金投入和對操作員的大量培訓費用。
在分析實驗室中的另一普遍問題是如何處理“STAT”試樣。這些是需要立即處理的試樣。例如，來自急救室的病人的試樣常常需要“STAT”分析，以便值班醫生能夠確定病情的起因。當前的分析系統主要依靠操作員介入來中斷正常的工作流程以確保STAT試樣得到及時的關注。但是，在實驗室的繁忙期間，這些STAT樣品和試樣不是總可以得到它們所需的及時處理。
現有技術的實驗室離心機一般具有一個高速電機驅動的主軸、若干個放置試管的夾持器、試管支架和/或提供在主軸箱組件的各個成角度間隔開的裝料臺的小瓶，主軸箱組件位于一個管形腔中并被一個安全環所包圍，離心機也有一個安全-緊鎖門，用于在主軸運行期間蓋住腔。主軸以一個選定的速度被驅動，該速度能從大約3600RMP直到大約100,000RMP。
離心處理的自動化帶來許多問題。例如1．在某些情況下需要繞過離心處理；2．進入離心機的通道被防護蓋所阻擋，該防護蓋一般在打開和閉合位置之間豎直地變換；3．在運動過程中，伴隨著使蓋自動化和防止人員受到傷害的是過高的費用；4．在高速運行開始以前，必須使離心機平衡在大約10克范圍內；以及；
5．由于旋轉樣品所需的時間，導致許多工藝費用昂貴，尤其是裝卸離心機、為旋轉操作過程編制程序以及使離心機加速和減速需要較長的周期時，導致費用昂貴。
在現有技術的某些離心機中，一個主軸箱可被轉位到若干個靜止位置中的一個，以便在主軸箱組件對應的成角度間隔開的接受器裝料臺裝卸離心機。但是，由于對于轉位和高速運行使用的是不同的電機和控制，這些離心機變得復雜和昂貴；由于轉位電機導致的慣量增加，因而降低了高速的性能。
因此，需要一個能使樣品處理和樣品準備過程自動化的系統，包括用于分析過程的離心處理，尤其包括用于分析實驗室的離心處理。這個系統必須能與現有的裝置一起使用，即，現有裝置不需要更換，并且該系統能與許多現有的分析裝置一起使用。還有，系統的處理能力受到需要離心處理的試樣最小程度地影響。而且，需要該系統能夠識別和迅速處理STAT樣品，使與生物試樣相接觸所帶來的健康危險最小，以及使試樣被操作員的錯誤所導致的污染的幾率最小。
綜述本發明提供了一個滿足上述需要的系統。本發明的系統以一個組合式工作臺為基礎，該工作臺能自動地準備生物試樣用于由許多分析裝置進一步處理，而不需要更換現有分析裝置。該系統能對新進的試樣分類并優先處理STAT試樣。根據需要，新進試樣可被自動地離心處理、去頂蓋并運送到選定的分析裝置。通過使用一個中心控制器可以自動地控制該系統。該系統提供了有效的、高的處理能力和快速的分析結果，同時降低了操作員錯誤幾率以及減少了操作員暴露在生物物質之下。
一般地，被自動處理的試樣裝在多個容器中，例如試管，它可以帶有蓋。每個容器帶有容器識別標記，例如，一個條形碼。容器位于諸如扇形體和/或支架的一個或多個夾持器中，扇形體和/或支架上有識別標記。
根據本發明的一個方面，一個處理系統包括(ⅰ)中心控制器，(ⅱ)一個具有用于分類、準備和運送容器的子系統的工作臺，(ⅲ)一個用于離心處理選定的試樣的離心處理系統，以及(ⅳ)用于有選擇地分析試樣的至少一個分析儀。不僅整個系統被認為是新穎和創新的，而且整個系統的子系統以及系統的具體的機械部件也被認為是新穎和創新的。中心控制器可以作為工作臺的一部分的中心控制器包括存儲器和一個數據輸入部件，數據輸入部件用于將處理指令輸入存儲器中以便按照容器識別標記處理每個容器。根據中心控制器的指令，對每個容器可以優選地進行如下處理(a)只進行分類，即，工作臺僅用于對容器進行分類以便進一步處理；(b)分類和離心處理；(c)分類、離心處理和去頂蓋；(d)分類、離心處理、去頂蓋和分析；(e)分類、去頂蓋和分析(適于不需要離心處理的樣品)；和(f)分類和分析(適于不需要離心處理和自動去蓋的樣品)。
中心控制器裝有一個處理監控器，處理監控器具有一個設定程序的探測輸入步驟，用于確定在工作臺上的輸入位置引入了容器；一個容器選擇步驟，被探測的容器在該步驟中被選擇進行處理；一個識別步驟，用于根據容器識別標記對每個選定的容器確定處理分項；以及一個處理選擇步驟，用于開始確定的處理分項，處理分項是分類、離心處理、去頂蓋和分析中的一個或多個。工作臺工作臺裝有探測器，用于探測系統中夾持器存在與否。探測器具有一個輸出部件，用于向中心控制器發出存在一個夾持器的信號。工作臺具有一個標記讀取器，例如，一個條形碼讀取器，用于讀取容器識別標記。標記讀取器裝有一個輸出部件，用于向中心控制器提供容器識別標記。優選地，標記讀取器也可有效地用于向中心控制器發出夾持器識別標記信號。
工作臺也包括一個容器分類子系統，它有一個與中心控制器連通的數據輸入部件，用于接受來自中心控制器的指令，以便按照存儲在中心控制器存儲器中的處理指令對容器分類以用于選擇性的處理。容器分類系統也包括若干個分類位置，用于按照它們的處理指令放置容器。
一般地，工作臺包括多個輸入位置，用于由操作員最初放置容器，每個輸入位置具有一個探測器。優選地，至少一個位置被選擇用于優先處理的容器，即，STAT試樣，因此，當探測器輸出部件發出存在一個優先處理容器的信號時，中心信息處理機提供優先處理優先容器的指令。
工作臺一般包括一個平臺，平臺帶有諸如標柱的定位裝置，用于使夾持器和離心機接受器在預定位置定位。平臺可以裝有低于表面的探測器，例如，笛簧接點管，用于探測平臺上存在一個夾持器。一個工作臺自動臂支承在平臺上并且一般裝有一個標記讀取器，讀取器可以是一個條形碼讀取器。平臺具有一個分析儀運送位置，用于放置夾持器以便由分析儀進行分析；以及一個分析儀接受位置，用于接受來自分析儀的已分析過的樣品。優選地，工作臺裝有一個防護系統，用于有選擇地阻擋操作員接近，例如，操作員干擾系統運行。防護系統包括一個圍起工作臺頂部并具有用于使分析儀自動臂通過的開口的隔板、一個用于將接受器運到離心機的擴展部分和一個聯鎖的入口小門。入口小門可以是一個框格門，它有一個對中心控制器作出反應的驅動裝置和一個用于向中心控制器發出要求進入的信號的操作員輸入裝置，控制器運行以便合適地制止工作臺自動臂的運行并隨后啟動驅動裝置以打開入口小門。優選地，平臺的基座具有若干個按標準尺寸設計的隔板，它們通過一對橫梁和自動臂軌道的一個導軌連接。優選地，導軌提供了一個用于系統的大容量的空氣蓄氣器。
可以使用兩種不同類型的夾持器，并且對于不同類型的夾持器可以使用不同類型的定位裝置。例如，對于將要處理的容器可以使用第一夾持器，例如，扇形體，其中，第一夾持器由輸送系統運送。可以使用第二夾持器，例如，支架，在使用第二種夾持器時，第二夾持器的容器由輸送系統單個地運送以便分類。優選地，第二夾持器的夾持器定位裝置比第一夾持器的夾持器定位裝置離輸送系統更近，以使輸送系統的移動量最少。
一般地，平臺靠近一個分析儀安置。優選地，平臺最靠近分析儀的部分是用于放置將運送到分析儀的容器。平臺可以具有一個輸入側部，用于接受要進一步處理的容器，輸入側部與分析儀的側部相對，在輸入側部和分析儀側部之間是一個供工作臺自動臂使用的運送通道。離心處理系統離心處理系統包括一個自動化離心機，它裝有多個接受器，也稱作接受筐或接受槽，每個接受槽接受多個容器。離心機包括一個與主軸耦合的電機，主軸安放著接受槽、一個控制器，并根據需要安放著一個蓋和一個蓋驅動器。離心機控制器使主軸組件轉位或停住在選定的位置，以便根據來自中心控制器的信號自動地放置和取出接受槽。蓋具有一個關閉位置和一個打開位置，蓋驅動器根據來自離心機控制器的指令打開和關閉蓋。
在裝有容器的接受器被放入離心機以前，優選地，它們在一個平衡系統中被平衡。平衡系統可以是工作臺的一個部分，其包括一個具有用于接受和放置若干個容器接受器的位置的天平，以及一個天平控制器，天平控制器用于在相關的遞增重量隨著每次存放位置變化時有選擇地在接受器腔中存放容器，以使各對接受器中的重量相等。平衡控制器可以設計成中心控制器中的一個平衡程序，平衡程序保持著容器位置和相關重量的基本數據，并且指導自動臂存放容器。優選地，平衡系統也包括一批平衡載荷，即，平衡試管，平衡控制器運行以便有選擇地將選定的平衡載荷存放在接受器中，以限定接受器之間的重量差別。優選地，平衡載荷被裝載以限定各對接受器之間的重量差別不超過10克。
根據本發明的一個優選的離心機包括一個機體；一個相對于機體支承的主軸箱，用于支承成角度間隔開的若干個流體接受器并使接受器繞著豎直軸旋轉；一個與主軸箱耦接的主軸電機；一個與該電機連接的旋轉編碼器，用于對于主軸的每次旋轉產生一個轉位信號和若干個位置信號；一個驅動器，用于根據一個外來信號驅動主軸電機；一個由機體支承的罩，用于在轉動過程中密封主軸箱裝置，罩的一個上部具有一個可打開的進入蓋，以便接近流體樣品；一個與進入蓋耦接的定位裝置，以便使進入蓋在打開和關閉位置之間水平轉換；一個蓋位置傳感器，用于發出蓋的關閉位置的信號；以及一個控制器，用于根據編碼器、門位置傳感器和外來信號向驅動器和門定位裝置發出信號。離心機控制器優選地，離心機控制器運行，用于(a)接受并儲存一個離心機旋轉概況，包括一個轉子軸速度和周期；(b)使轉子轉位，以便使一個選定的樣品臺前進進入一個存取位置；(c)根據循環概況使轉子轉動；以及(d)停住轉子，使一個預定的樣品臺位于存取位置。優選地，使轉子轉位和旋轉由同一個主軸電機完成，以避免對主軸箱有害的慣量增加。優選地，控制器還運行以實現旋轉概況設定的加速度和速度以及一個旋轉距離，這個旋轉距離包括與旋轉速度和周期對應的第一距離，以及與加速到旋轉速度和減速到靜止對應的第二距離。優選地，旋轉距離還包括從轉位位置到預定的樣品臺間隔的一個距離，以使從旋轉速度到靜止平滑地減速，靜止時樣品臺處于存取位置。
優選地，蓋定位裝置與蓋摩擦地配合，以防止在運動過程中萬一與蓋不小心的接觸而發生傷害。蓋定位裝置可包括一個與蓋偏壓地接觸的驅動輪，用于在蓋移動時限定作用在其上的驅動力。去頂蓋系統在經離心處理后的容器被分析以前，它們可在一個去頂蓋系統中去掉蓋，去頂蓋系統也可以是包括在工作臺內的一部分。去頂蓋系統包括一個用于夾緊地固定住一個容器的接受器；一個相對于接受器可移動地安裝并具有用于夾住安裝在容器上的一個蓋的裝置的軛架部件；一個用于在打開和閉合位置之間側向移動軛架部件的轉換裝置；以及一個升降機，用于在閉合位置時相對于接受器提升軛架部件從而去掉頂蓋。
優選地，去頂蓋系統也包括一個收集器，用于接受來自軛架部件的蓋；以及一個卸料機，用于將去掉的頂蓋從軛架部件轉移到收集器。用于夾緊蓋的裝置可以包括軛架的一個向上凸起部分，用于與蓋的一個向外延伸凸出表面配合，軛架凸出部分在閉合位置位于蓋的下部延伸。通過一個相對于接受器固定安裝的支柱連同轉換裝置的設定程序的運行可以執行卸料機的功能，升降機用于使軛架部件定位在打開位置并使去掉的頂蓋位于支柱上方對齊，軛架部件下降以使蓋與支柱配合，從而從軛架部件上去掉頂蓋。在另一優選的軛架凸出部分中，軛架部件有一個電驅動的夾緊裝置以夾緊蓋，并且卸料機可以是一個偏壓地支承在軛架上的柱塞，連同轉換裝置的設定程序運行以使在驅動抓手裝置前蓋裝載在柱塞上，一旦松開夾緊裝置可以將蓋彈出。
優選地，去頂蓋裝置還包括一個引導件，用于引導去掉的蓋進入接受器。而且，去頂蓋裝置還包括一個蓋傳感器，用于探測蓋進入接受器中并發出信號以證實合適地去頂蓋。
優選地，接受器可控制地轉動以去掉帶螺紋的蓋。接受器可以包括一個位于一個剛性部件中的可充氣的軟外殼，軟外殼通過一個控制閥流體相通地連接到一個壓力源，以便有選擇地夾緊容器。在另一優選的變化中，一個具有一個封閉底端的柔性套筒包圍著位于一個剛性部件中的容器的一部分，在剛性部件中的一個夾緊裝置穿過套筒有選擇地夾緊容器，萬一一個容器破裂，套筒可以有利地防止碎片。
本發明的系統可以適用于許多試樣，并且一般適用于生物試樣，例如，人體血樣。但是，它也可適用于非生物試樣。分析儀一般地，該系統包括兩個分析儀，即，一個單一的工作臺離心機可以服務于兩個分析儀。但是，該系統也可使用一個分析儀或多于兩個的分析儀。一般地，每個分析儀包括一個用于對一個試樣有選擇地完成至少兩種不同的分析的裝置，和一個與中心控制器連通的分析儀控制器，因此，中心控制器可以指令分析儀控制器對每個試樣進行什么分析。每個分析儀也包括一個輸出系統，用于向中心控制器的存儲器提供分析結果。一般地，每個分析儀的輸出系統有一個輸出部件，用于向中心控制器提供分析儀可獲得的信息，并且中心控制器具有用于有選擇地確定將要分析的每個試樣由哪個分析儀進行分析的裝置。
一個典型的分析儀具有相對的側部、一個前部、一個頂部和一個后部，頂部上具有分析裝置并且使用者可從前部接近。優選地，工作臺接近于分析儀的一個側部，而對分析儀的前部不會有任何妨礙。工作臺有一個前部、一個后部和相對的側部，并且優選地，工作臺的后部靠近分析儀的側部。當使用離心機的時候，優選地它接近于工作臺的一個側部。當使用兩個分析儀的時候，優選地它們背靠背，工作臺的后部接近于每個分析儀的一個側部。
在一個典型的分析儀中，分析儀具有一個基座以及一個位于基座上的支架，支架具有一個頂板。優選地，分析儀自動臂位于頂板上，以使它處于靜止位置時不會造成妨礙。沿著頂板可以有一個自動臂通道以及一個用于沿著自動臂通道移動自動臂的驅動裝置，自動臂有一個軌道配合部件。一個延伸臂從軌道配合部件沿著與通道延伸相同的方向延伸，并且容器抓手裝置與延伸臂連接。優選地，延伸臂是足夠的長以使在軌道配合部件位于通道的端部時，自動臂不妨礙支架前工作區的機體的上部。
優選地，分析儀的自動臂抓手裝置適合與容器夾持器配合，以便在分析儀接受位置和分析儀之間提起并運送夾持器。夾持器可以是扇形體，在扇形體的向上的壁上具有一對間隔開的抓手裝置開口，抓手裝置具有相對延伸的鉤形末端，以便通過各個抓手裝置開口與壁部的一個底表面配合。在另一優選的變化中，夾持器具有一個直立的柄部件，柄部件包括一個彈性部件并具有一個柱形，以便有助于抓手裝置相對于夾持器一段豎直位置有效地抓緊夾持器。這里所用的“柱形”意味著具有一個由一條直線形成的表面，這條直線與一個參考軸線平行。輸送系統輸送系統(ⅰ)將容器輸送到離心機接受器、分析儀和去頂蓋系統以及從它們那里運走；(ⅱ)將接受器運到平衡系統和離心處理系統以及從它們那里運走；以及(ⅲ)將容器運送到分類系統。輸送系統有一個與中心控制器連通的控制器，以便中心控制器可以指揮輸送系統。
在一個優選系統中，輸送系統包括至少兩個自動臂。每個分析儀具有一個自動臂用于運送容器到和離開分析儀，并且工作臺有一個自動臂用于其它運送功能。
優選地，工作臺自動臂包括(ⅰ)一個位于工作臺上的縱向軌道，(ⅱ)一個可沿著工作臺軌道定位的基架，軌道在接近工作臺的相對端部之間延伸并且近似地橫向居中，(ⅲ)一個可控制地旋轉支承的錐形頭，(ⅳ)一個可控制地旋轉支承在錐形頭的上臂，(ⅴ)一個可控制地旋轉支承在上臂的一個端部的下臂，(ⅵ)一個可控制地旋轉支承在下臂的一個端部的肘節頭，以及(ⅶ)一個可旋轉控制地被支承在一個抓手裝置軸上的抓手裝置頭部。抓手裝置頭部具有一對從其上延伸出的抓手裝置指，它隨著觸覺反饋可控制地向著抓手裝置軸的相對側部運動和遠離抓手裝置軸的相對側部，以便有選擇地抓緊和運送其上的容器和夾持器。優選地，抓手裝置頭部包括一個光學頭部傳感器，用于探測位于接近抓手裝置指的物體。頭部傳感器能包括一個光源部分和一個光接受器部分，并具有接近于抓手裝置軸匯聚的各個光源和接受器軸，這些軸優選地相對于抓手裝置軸與抓手裝置指成近似的正交關系，以便探測在抓手裝置指之間有一個容器部分或夾持器端部進入。
優選地，自動臂裝有一個標記掃描儀，用于讀取容器標記和夾持器標記以便識別。標記掃描儀相對于一個掃描軸運行，掃描儀優選地安裝到自動臂的上臂上使掃描軸從接近于錐形頭的上部向下和向外地取向，以便在抓手裝置指在標記附近時讀取水平和垂直取向的標記。
優選地，錐形頭可繞著面位顯示軸移動大于180度的角度，并且基架可移動到接近于工作臺的相對端部，以方便運輸大體上位于工作臺上任何位置的容器和夾持器。此外，抓手裝置頭部可優選地與工作臺成伸出關系的安置，以便接近一個外部處理臺。
中心控制器通過夾持器跟蹤容器所處的位置是必要的。因此，優選地，標記讀取器可以讀取夾持器識別標記，讀取器輸出部件向中心控制器提供夾持器識別標記，以便根據各自的夾持器來跟蹤容器。
在本發明的另一方面，一個離心機系統包括若干個接受器；離心機具有主軸組件、使主軸組件轉位以自動裝卸接受器的離心機控制器；以及電驅動蓋；平衡系統；以及用于在平衡系統和離心機之間運送容器和接受器的輸送系統。
用于離心機接受器的一個優選平衡系統包括上述標記的平衡系統，其中位于接受器中的容器的位置與它們的重量有關，以便對稱裝載每個接受器。
根據本發明的一個優選去頂蓋裝置包括上述的去頂蓋系統，它包括去掉螺紋蓋的能力。
裝有將要分析的試樣的試管具有不同的高度和不同的直徑。因此，夾持器和離心機接受器優選地裝有彈性指。
在使用工作臺的過程中，工作臺有可能與分析儀沒有對齊，以至分析儀自動臂不能足夠地夾緊裝有用于分析的容器的夾持器，和/或不正確地將裝有已分析過的試樣運送到工作臺。因此，優選地，工作臺上保持著夾持器以便運送到分析儀或由分析儀接受的位置裝有一個調節裝置，以便獨立地使這些位置對齊，而不用移動分析儀或工作臺。調節裝置包括一個可旋轉和可平移的平臺，在平臺上具有至少一個夾持器位置；以及一個夾緊驅動裝置，用于有選擇地保持平臺位于工作臺上一個固定的位置。使用該系統的方法根據本發明的一個方法使用該系統。在本發明的方法中，用于按照容器識別標記處理每個容器的指令儲存在中心控制器的存儲器中。探測系統中存在一個夾持器并向中心控制器發出信號。容器識別標記被讀取并也向中心控制器發出信號。容器按照存儲器中的指令通過自動臂被運送到若干個分類位置。選定的試樣被分類，并被有選擇地離心處理、去頂蓋和分析。
為了對選定的試樣進行離心處理，裝有選定試樣的容器按照處理指令被運送到離心機接受器并通過工作臺自動臂裝入一個選定的接受器。裝有容器的接受器隨后被平衡，例如，通過采用具有相等裝載位置數的對稱裝載方式裝載成對的接受器，和/或在需要另外重量的接受器中裝入“平衡”試管。被平衡的接受器被裝入離心機，容器按照來自中心控制器的指令以一個速度被離心處理一段時間。通過停住離心機、將離心機轉位到選定的卸料位置，并根據來自中心控制器的信號通過自動臂從離心機中取出接受器，從而為離心機卸載。
在分析過程中，每個分析儀向中心控制器提供分析儀可獲得的信息，并且中心控制器確定將要進行分析的每個試樣由哪個分析儀進行分析。
因此，在本發明的系統和方法中，用于分析的試樣的樣品準備是自動進行的。而且，該系統可以與現有裝置一起使用，即，現有分析儀通過使它們具有一個自動臂和與一個中心控制器信息連通的改進能夠被使用。而且，該系統能夠識別和快速處理STAT樣品。此外，該系統使手工處理試樣最少化。這可以減少接觸生物樣品所引起的健康危害和污染試樣的危險。
附圖從下面的描述、權利要求和附圖中可以更好地理解本發明的各種特征、方面和優點，其中

圖1是根據本發明的一個系統的立體圖，包括一個工作臺、一個離心機和兩個分析儀；圖2A-2C是采用圖1的系統處理容器的步驟的流程圖；圖2A用于一個處理監控裝置，圖2B用于圖2A的監控裝置的離心處理子系統，圖2C用于圖2A的監控裝置的分析子系統；
圖2D顯示了圖2A的系統處理控制器如何控制工作臺、分析儀和離心機；圖3A-3E是工作臺、分析儀和離心機的不同布置的平面圖；圖3F是本發明的工作臺和離心機與一個傳送機系統一起使用的平面圖；圖3G是本發明的分析儀與一個傳送機系統一起使用的平面圖；圖4是圖1的工作臺的平面圖；圖5與圖4類似，是圖1的工作臺的示意圖，顯示了用于固定夾持器的定位銷的位置和用于探測夾持器的探測器的位置；圖6A-6C顯示了用在圖5的工作臺上的定位銷的不同形式；圖7是圖5的工作臺的局部剖視圖，顯示了一個用于探測存在一個夾持器的探測器；圖8A是用于本系統的一個扇形體的立體圖，并顯示了工作臺的定位銷如何與扇形體連接；圖8B和8C是圖8A的扇形體的俯視圖和仰視圖；圖8D是顯示圖8A的扇形體的另一結構的局部立體圖；圖9A和9B分別是用于本發明的系統的一個支架的俯視圖和側視圖；圖9C和9D是圖9A和9B的支架的插入部分的分解圖和局部側剖視圖；圖10A是一個位于本發明系統的離心機主軸箱托板中的接受槽的俯視圖；圖10B是圖10A中的接受槽的側視圖；圖10C是圖10A中的接受槽的仰視立體圖，顯示了離心機托板的另一種結構；圖11A-11D顯示了對于根據本發明的離心機接受槽的不同裝載方式；圖12A是圖1的工作臺的運送位置調節裝置的俯視圖；圖12B是沿著圖12A中的線12B-12B截取的調節裝置的剖面圖；圖13A-13D是圖1的工作臺的自動臂的細節，圖13A是一個立體圖；圖13B是顯示自動臂相對于圖1的工作臺的一個運動范圍的平面圖；圖13C是自動臂的一個抓手裝置頭部和一個光學頭部傳感器的局部分解立體圖；圖13D是與圖13C相同的立體圖，顯示了光學傳感器的另一結構；圖14A和14B是圖1的系統的一個分析儀的主視圖和側視圖，圖14B是沿著圖14A中的線14B-14B截取的；圖15A-15G顯示了圖14A的分析儀自動臂的一個抓手裝置部分的細節，15A和15B是主視圖和右側視圖；圖15C是與圖15B的右側視圖，圖中抓手裝置部分下降與一個扇形體配合；圖15D和15E是沿著圖15A的線15D-15D的截面圖；圖15E顯示了與一個扇形體的配合；以及圖15G是顯示抓手裝置部分另一結構的一個立體圖；圖16A是圖1的系統的一個離心機的局部前視立體圖；圖16B是一個局部細節后視立體圖，顯示了圖16A的離心機裝置的一個入口小門的另一結構；圖16C是一個細節立體圖，顯示了圖16B的入口小門的一個驅動裝置；圖16D和16E是圖16B的離心機裝置的一個圖示方框圖和一個電路方框圖；圖16F是圖16B的離心機裝置的一個電路接口組件的放大電路圖；圖16G是圖16B的離心機裝置的一個計算機程序的流程圖；圖17A和17B分別是圖1的系統的平衡子系統的一個俯視圖和一個側視圖；圖18A是圖1的系統的去頂蓋子系統的立體圖；圖18B是顯示工作臺上的圖18A的去頂蓋子系統的平面圖；圖18C是顯示圖18A的去頂蓋系統的一部分的另一結構的立體圖；圖18D和18E是圖18C的去頂蓋系統部分的側剖面圖和仰視圖；圖18F是圖18A的去頂蓋系統部分的另一接受器部分的局部側視圖19是圖1的系統的一個氣動子系統的示意圖；圖20A和20B是圖1的系統的一個工作臺平臺的分解立體圖和側視圖；圖21是工作臺的一個防護罩的一個門部分的局部截面圖；描述系統綜述參看圖1、2、4、8A、9A和10A，根據本發明的一個系統10包括一個工作臺100、一個離心機裝置1000和至少一個分析儀2000，一般是標明為2000A和2000B的兩個分析儀，這些作為本系統的主要組成部分。由一個操作者在工作臺100裝上容器12，例如試管102(參看圖8)。試管102上帶有識別標記，即一個條形碼104和一個頂蓋103。容器一般放在一個夾持器14，例如一個扇形體300(圖8A)或一個試管支架600(圖9A)中。為了進行離心處理，容器12一般被轉移到接受器或接受槽1200(圖10A)。
如圖2A所示，系統10的一個處理監控裝置200包括一個探測輸入步驟202，用于探測在工作臺100的輸入位置16(圖4)的容器12的存在。在一個容器選擇步驟204中，被探測的容器12被選擇進行處理。除了需要優先或“STAT”處理的容器外，處理是以先進先出為基礎。那些容器12由操作者放入工作臺100上的一個優先區18內以便優先處理。
在選擇了用于處理的一個容器12后，在容器識別標記讀取步驟206讀取容器識別標記，即條形碼104，并且在處理選擇步驟208基于對容器12的具體處理確定主要處理分項。該容器然后在離心步驟210、去掉頂蓋步驟212、分析步驟214和輸出分類步驟216的一個或多個中進行處理。
對于要經過整個處理過程的試樣，容器由離心步驟210送到離心子系統以便在離心機裝置1000(圖16A-16G)中進行離心處理。被離心處理的容器隨后在去掉頂蓋步驟212中由一個去掉頂蓋子系統900處理(圖18A-18B)。接著，去掉頂蓋的試樣被輸送到分析步驟214以便在任何可獲得的分析儀上進行分析。大體上，可以進行對生物料樣有效的任何類型的分析，包括尿、血液和腦脊髓液的分析。而且，本發明的系統10能用于工業分析，因此它不局限于生物物質。
在一個或兩個分析儀2000上分析之后，容器被送回到工作臺100，并隨后在輸出分類步驟216中取出分類，其中，每個容器12被放入一個特定的夾持器14中。一些夾持器14用于還要進行進一步分析或處理的容器，其它的夾持器用于已完成處理的容器。
如圖2A所示，容器12不必經過全部處理步驟210、2122、214和216。例如，工作臺100能僅用于取出分類。另外，它能用于不需要分離和/或去掉頂蓋的容器，監控裝置200采用處理選擇步驟208的結果以便確定后續的處理步驟。例如，合適的容器12可直接送去分析并隨后取出分類。
以下將詳細描述的離心機裝置1000設計用于將裝在接受器或接受槽1200(圖10A)中的容器進行離心處理。每個接受槽1200裝有多個將被離心處理的容器，并且離心機1000用于使多個接受槽進行離心處理，一般是四個。離心機的合適運行和避免離心機的損壞是很重要的，裝在離心機中的接受槽有大體相同的重量，偏差一般是在大約10克以內。
離心步驟210監控大體上如圖2B所示的離心子系統。在離心子系統中，接受槽1200裝入選定的位置，每個接受槽中的各個容器的位置存儲在存儲器中。接受槽以預定的順序裝入以便被近似平衡以及被需要離心處理的容器12的具體的補充物合理地許可。優選地，由一個平衡系統800(圖17A,17B)監控裝入過程，并且可進一步平衡接受槽1200以符合預定的公差。被平衡的接受槽隨后裝入離心機1000、進行離心處理并被取出。然后，再將單個的容器12從接受槽1200中取出以便進一步的處理。
分析步驟214監控大體上如圖2C所示的分析子系統，容器12(一般是試管102)被放入扇形體300，與容器放入其中的特定扇形體對應的數據被存儲在一個處理控制器500的存儲器中。如圖1所示，一個裝有試管的扇形體300通過工作臺100的一個自動臂110放在工作臺100的一個運送位置106，每個分析儀都有一個運送位置106。一個分析儀自動臂2002將扇形體從運送位置106撿起并運送到一個分析儀轉移位置2004。接著，分析儀2000按照來自處理控制器的處理指令分析試樣，并將分析結果存儲在處理控制器500的存儲器中。然后，分析儀自動臂2002將裝有分析過的試樣的扇形體300從分析儀轉移位置2004撿起并將它們送到工作臺接受位置110。在工作臺接受位置110的扇形體300隨后由工作臺自動臂700撿起以便分類。
圖2D顯示了數據和運行指令信息在系統10的不同部分之間的流程圖。該系統包括中心處理控制器500，它一般是一個計算機系統。例如，可以使用的計算機系統是廣泛可得的32位個人計算機的工業類似物，該計算機具有在幾兆位范圍內的讀寫存儲器。控制器500裝有一個合適的輸入裝置，例如，一個鍵盤、觸摸屏、卡片讀取器或另一計算機，用于將處理指令輸入存儲器以便根據容器識別標記處理每個容器12。
處理控制器500利用以工作臺狀態和樣品識別數據形式的反饋提供用于機械控制工作臺100的指令。每個分析儀2000分別裝有各自的控制器2008A和2008B以及用于自動臂2002的分開的控制器2010A和2010B。分析儀控制器2008A和2008B可以是商業上可買到的工業微型計算機或處理控制器500的類似物。每個分析儀控制器2008A和2008B有一個輸出連接裝置，用于向中心控制器500提供來自每個分析儀的關于可利用性的信息，即分析儀是否能進行一個具體的化驗以及化驗結果。回過來，處理控制器500對每個試樣向每個分析儀2000提出化驗要求以及通過對應的控制器2008A和2008B的一個輸入連接裝置提供運行指令。類似地，處理控制器500向每個分析儀自動臂控制器2010A和2010B提供不同的裝載和卸載指令。用于分析儀自動臂控制器2010A和2010B的合適裝置可以從許多工業機器人供應商獲得。
根據每個分析儀輸出向中心控制器500提供的分析儀獲得的信息，中心控制器選擇確定哪個分析儀用于各個試樣。這可以通過裝在控制器存儲器中的軟件來完成，在存儲器中，軟件將分析儀可獲得的信息與試樣所需進行的化驗進行對比。分析儀可獲得信息包括每個分析儀能進行什么化驗以及分析儀的狀態信息，例如，是否已經裝入了用于特定化驗的試劑以及分析儀是否有儲備可用。
處理控制器500也向離心機裝置1000提供機械控制指令并從離心機裝置接受狀態信息。
有選擇地，整個系統可與一個主計算機502連接。主計算機502可與多個系統連接，每個系統包括一個工作臺、一個離心機和一個或多個分析儀。主計算機可用于對每個試樣向處理控制器500輸入指令，并且化驗結果可由中心處理控制器500報告給主計算機502。
在系統的組成部分，即輸出單元、輸出系統單元和輸入系統之間的連接裝置可以是現有的數據連接件，例如，與電纜、總母線、和諸如IR傳輸或直接硬導線的數據傳輸裝置相互連接的RS232連接器。系統部件布置如圖1所示，工作臺100包括一個具有一個平臺頂面114的平臺112。工作臺有一個前部或輸入部116、一個后部或分析儀部118和兩個相對的側部120。前部具有放置夾持器14的放置位置，夾持器14用于存放將要處理的容器12、已經完成了處理的容器和已被部分地處理了的容器。沿著平臺的中部是一個供自動臂700使用的導軌704。
該系統適于與多種結構的夾持器14一起使用。例如，它能用于如圖8A、8B和8C所示的扇形體300，該扇形體可存放少量的試管102。扇形體300尤其適用于需要經過同樣處理的容器。如下詳述，自動臂700具有抓手裝置726，抓手裝置726不僅用于抓起單個的容器12而且還抓起扇形體300，結果，能運輸一組容器12以便同時進行各種處理步驟。工作臺100也能與支架600一起使用，如圖9所示，該支架能存放多個容器。一般是試管102的容器12一個接一個地從支架600中取出用于處理。優選地，支架600放得比扇形體300更接近自動臂導軌704，以有助于提高和增大系統的處理能力。在工作臺100的分析儀部118，有裝有容器的扇形體300，用于向分析儀2000輸送或接受來自分析儀2000的容器。
如圖1所示，工作臺自動臂700優選地居中地位于平臺112上，以便容易接近平臺的前輸入部116和分析儀部118。而且，離心機1000優選地安裝在工作臺100的一個側部120處，以便操作者能接近平臺112的前部或輸入部116的全部長度，后部或分析儀部118保留供分析儀2000進入。
在圖1的布置中，分析儀2000以使它們的側部接近、優選地是毗連工作臺100的方式安裝，并使兩個分析儀2000背靠背。在圖1的結構中，工作臺100不會妨礙任何一個分析儀的運行，并且任何一個分析儀也不會妨礙工作臺的運行。此外，位于工作臺一個端部的離心機1000也不妨礙分析儀和工作臺。分析儀大體上是相同的，區別在于一個分析儀(2000A)“在右邊裝備”它的自動臂2002A，以到達工作臺100的右邊，第二個分析儀2000B“在左邊裝備”它的自動臂2002B，以到達工作臺100的左邊。
圖3A是圖1所示系統的布置的俯視圖。另外可能的布置如圖3B-3F所示。圖3B的布置與圖3A的布置相同，除了離心機1000放在由工作臺100和兩個分析儀2000形成的一個U形空間中并緊靠兩個分析儀的底部2012的后部2020。
在圖3C所示的本發明的形式中，布置與圖3B所示的布置相同，除了第二分析儀2000B緊靠著工作臺100遠離第一分析儀的那一端放置。
在圖3D的布置中，兩個分析儀2000放置在工作臺100的相對側，從而形成一個“十”字形，右側分析儀2000A緊靠工作臺的后部118，左側分析儀2000B緊靠工作臺100的前部116。離心機1000如圖3A的布置一樣位于工作臺的一個端部。
圖3E的布置類似于圖3D的布置，除了兩個分析儀2000安放在工作臺100的離心機端而不是在工作臺的中部。圖3E的布置與圖3D的布置相比的優點在于，工作臺的輸入側不被任何分析儀所妨礙。
從這些不同的布置可以看出，可以安裝工作臺和離心機1000以使它們不妨礙接近任何一個分析儀。
本發明的工作臺和離心機不局限于如圖3A-3E所示的直接連同分析儀一起使用。而且，它們能與包括一個傳送機126的傳送機系統一起使用，如圖3F和3E所示。在圖3E的形式中，工作臺的自動臂700從傳送機126上拾起一般位于扇形體中的容器，對容器進行處理，并有選擇地對容器進行離心處理。隨后，處理過的容器被送回到傳送機126。
在圖3G的形式中，傳送機與分析儀2000配合，分析儀的自動臂2002將容器和/或扇形體拾起并送到傳送機126。分析儀圖1中所示的分析儀2000是由Califomia Fullerton的Beckman儀器公司提供的Synchron CX分析儀裝置，可以將它進行修改或改型以便裝有這里所述的自動臂2002。如圖14A和14B所示，每個分析儀2000有一個基座2012，基座具有相對的側部2014、一個前部2016、一個頂部2018和一個后部2020。頂部2018具有分析儀移動位置2004和在其上的分析裝置，使用者可以從前部接近頂部2018。支架2022安裝在基座2012的頂部2018的后部，支架2022具有一個前工作區2024和一個頂板2026。在頂板2026上是一個包括自動臂2002的傳遞機構，用于將試樣從工作臺100自動傳遞到分析儀2000，以及用于將分析后的試樣從分析儀2000傳遞到工作臺100。具有驅動裝置2030的一個軌道或導軌2028延伸貫穿頂板2026，用于沿著導軌2028移動自動臂2002。自動臂2002具有一個導軌嚙合部件2032和一個延伸臂2034，延伸臂2034從導軌嚙合部件2032沿著軌道2028延伸的相同方向延伸。從延伸臂2034的端部，有一個向前延伸臂2036，在向前延伸臂2036的端部有一個向下懸臂2038。在向前延伸臂的底端是抓手裝置2040。
由于有延伸臂2034，抓手裝置2040能到達工作臺100上的扇形體300。而且，在“靜止”狀態，第一分析儀2000A的自動臂2002A不會妨礙基座2012的頂部2018和支架的前工作區，從而不會妨礙處理和操作者接近分析儀。
進一步如圖15A-15F所示，每個分析儀自動臂2002的抓手裝置2040由一個抓手裝置傳動裝置2041支承，傳動裝置2041安裝在一個托架2042上，托架剛性地固定在自動臂2002的升降部件2043上。一個曲柄部件2044可繞著傳動裝置2041的豎直軸線2045在第一和第二位置之間經過大約180度的角度移動，以便選擇相反取向地將扇形體300放置在分析儀轉移位置2004和工作臺運送位置106上或回收其上的扇形體。一個自動鉗2046安裝到曲柄部件2044的一個端部末端，用于可移動地支承一對朝向外部的鉤形抓手裝置部件2048，每個抓手裝置部件2048可插入扇形體300的各個頂部壁槽322中，以下將結合圖8A-8C對扇形體300進行描述。這樣插入以后，一旦自動鉗2046啟動以使抓手裝置部件2048分開，抓手裝置部件2048的鉤形端部末端2049嵌入頂部壁306(在其上形成有槽322)的下側。而且，每個抓手裝置部件2048有一個與其豎直可滑動地配合的提取器部件2050，一個豎直定向的壓縮彈簧2052安放在提取器部件的上方，用于在抓手裝置部件伸入槽322時在槽322之間偏壓地接觸頂部壁306。提取器部件2050的一個目的是確保在扇形體300被放置在一個位置時扇形體保持一個不受干擾的狀態，在升降部件2043提升、撤回抓手裝置部件2048的過程中，提取器保持扇形體300向下。提取器部件2050的另一個目的是在分析儀抓手裝置2040的操作過程中使抓手裝置部件2048上的扇形體300穩定。
一個適于傳動裝置2041的裝置可以是加拿大Tustin的SMC公司供應的型號為NCRB/BW30-180S旋轉傳動裝置。一個適于用作自動鉗2046的裝置可以是紐約Hauppauge的Festo公司供應的HGP-10-A型抓手裝置。適于用作分析儀導軌2028和驅動裝置2030的裝置可以是加拿大Torrance的Intelligent Actuator公司供應的帶有型號為SA-A豎直移動部件的型號為IS-MX-20-200-400自動定位系統。
進一步參考圖15G，可用于扇形體300’的抓手裝置部件2048優選的另一結構包括一個抓手裝置部件，標號為2048’，用于嵌入彈性快334，以及一個輔助抓手裝置部件，標號為2048”，用于夾緊扇形體300’的后壁305。工作臺一個優選的工作臺100或實驗臺的布置如圖4所示。這種布置尤其適合在工作臺100的右側具有離心機1000，如圖1和4所示。在平臺112的輸入部分116上，具有從左到右標為A-O的供扇形體300使用的十五個分類位置128、以及供安放試管的支架使用的對應的十五個分類位置130A-O。供自動臂700使用的導軌沿著平臺的中部延伸，從一端延伸到另一端，將平臺分成輸入部分116和分析儀部分118。支架比扇形體更接近導軌704，因為對于支架自動臂需要更多次的輸送，支架上的容器需要一個接一個地裝和卸。
在扇形體和支架位置的一般分配中，輸入位置16包括標為A-J的支架位置128和扇形體位置130，這里放置將要被處理的新容器(包括在位置A供“STAT”試樣使用的優先區18)；輸出位置17包括位置N和O，這里放置已完成處理并等待從工作臺100上移走的扇形體和支架；輔助區19包括位置K-M，這里放置裝有準備進行分析的試樣的扇形體和支架，例如，由分析儀中的一個進行第一次分析的試樣，或者已由一個分析儀進行了分析并準備在第二個分析儀上進行第二次分析處理的試樣。應理解的是對于輸入部分116上的位置的功能的具體劃分將根據分析儀的處理速率、可供使用的分析儀數目以及其它因素而改變，在支架位置128和扇形體位置130之間的分配也可以不同。
帶有條形碼識別標記601的支架600用于存放和/或分類試管，并作為從工作臺上移走或放置大量試管的一種方法。盡管扇形體300具有較小的容積，但它能被自動臂700和2002拾起，不僅用于處理而且可用于對多個試管同時進行分類，從而增加了工作臺100的效率。
圖4所示的工作臺適合與至少兩個分析儀一起使用。這樣，在分析儀部分118的每端的一個“發射臺”105具有運送位置106，用于由分析儀自動臂2002拾起扇形體；以及接受位置110，用于從自動臂2002運送裝有分析過的樣品的扇形體。若干個扇形體位置134環繞在發射臺周圍，以便供空扇形體使用，或者當輸入部分裝滿時在高峰處理時間放置裝有試樣的扇形體。
在分析儀側的中部是接受器或接受槽1200、一個天平802以及平衡系統800的一個輔助支架位置804。圖4顯示了在天平802上有四個進行平衡的接受器或接受槽，輔助位置804具有一個供平衡試管806使用的支架，平衡試管用于平衡裝有容器的接受器的重量。輔助支架位置804的右側是去掉頂蓋系統900，緊接著是四個接受器1200，它們或者是在離心處理后被取出試管，或者是裝入新的試管以進行離心處理。
再參看圖20A和20B，平臺112的一個優選結構包括一個基座20，基座20具有與若干個間隔的隔板24連接的一對平行間隔的橫梁部件22，隔板24各自具有支承導軌704的軌道部件26的柱形部分25。每個隔板24也在橫梁部件22上裝有一對柱形部件28，平臺114的輸入部分和分析儀部分116和118被單獨地固定在各排柱形部件28的上部。由于具有這種結構，平臺112可以作為一個緊湊的包裝被方便地存放和運輸，該緊湊包裝包括橫梁部件22、軌道部件26以及輸入部分116和分析儀部分118，另一個緊湊包裝包括具有柱形部件28固定到其上的隔板24。共有五個隔板24，在它們之間的空間限定了四個隔間用于以方便的形式安裝系統10的動力分配和電氣組件。在每個端部隔板24的下部裝有一對旋轉小腳輪130，用于可轉動地支承工作臺100；以及一個可調節腳組件132向內地與每個端部間隔并安裝在每個橫梁部件22的下部，用于以方便的形式調節和固定平臺112。
一個通常的工作臺長度為約2.83m，整個寬度為約980mm，其中輸入部分寬約540mm、軌道寬約145mm以及分析部分寬約440mm。
還是參考圖1，工作臺100優選地裝有一個保護性的防護系統40，用于阻擋操作者進入平臺頂面114上的空間。防護系統40有一個框架42，在框架42上裝有若干個透明壁板部件44，壁板部件44接近平臺頂面114豎直地安裝，防護系統40沿著后部118間斷開以便清洗各個分析儀自動臂2002A和2002B。緊鄰著離心機裝置100的壁板部件，標號為44A，有一個形成在其上的氣泡形延伸部分46，以便將到離心機裝置1000的一個通道包括在防護系統40內。另外，再參考圖21，沿著前部116的壁板部件，標號為44B，從框架42的頂部向下延伸僅僅一部分，三個透明門壁板48被支承著以便相對壁板44B的各個部分重疊地豎直移動。每個門壁板48通過一個曲柄制動組件54與一個氣動傳動裝置52的一個活塞桿50配合，傳動裝置52安裝在框架42的頂上部。一個螺線管鎖閂56與每個門壁板48相結合地安裝在平臺114內，以便在一個關閉位置同時鎖緊門壁板。在如圖21所示的示例性的結構中，當螺線管鎖閂56打開時，螺線管鎖閂與形成在活塞桿50下端的間斷點或狹槽58配合，鎖閂56啟動松開桿50。門壁板48通過曲柄制動組件54依靠過量的向內力得到加強，曲柄制動組件在其上具有從動凸塊60，從動凸塊在壁板48的關閉位置近似地沿著平臺頂面114的邊緣延伸。在每個曲柄制動組件54的下面有一個門按鈕62，用于向處理控制器500發出門需要打開的信號。受合適的互鎖和處理懸架所支配，對應的鎖閂58被驅動，接著對應的氣動傳動裝置52被啟動，于是，門壁板48被提升以便操作者接近工作臺100的輸入部分116。工作臺100優選地裝有兩個備用止動裝置64，分別接近輸入部分116的每個端部，以供操作者使用。
參考圖5，對于每個扇形體300提供兩個扇形體定位柱或銷142。類似地，提供兩個支架定位銷146用于固定工作臺100上的每個支架600。一個平臺磁體145與平臺頂面114平齊安裝并與各對銷子142和146保持預定關系，以便吸住如下所述的扇形體300和支架600的各個夾持器磁體330。而且，對于用于離心機的每個接受器或接受槽1200，在工作臺100上有兩個接受槽定位銷144。圖6A-6C分別顯示了一個典型的扇形體銷142、支架銷146和接受槽銷144。選擇銷子的特定形狀以便它們能與各自定位的裝置相配合。如這些圖所示，銷子的三種形式不同以防操作者將裝置在工作臺上錯誤定位。還是如圖6A-6C所示，平臺114上的銷子142、144和146位于一個淺凹部156中，以便限制從容器12的任何無意的灑落物。在天平802上也有與凹部156對應的凹部。此外，一個圓周槽158形成在平臺114的前部116和后部118中并環繞著供夾持器14使用的不同位置，如圖6A所示。
扇形體銷142和扇形體300之間的配合如圖8A所示；支架600與支架定位銷144之間的配合如圖9A和9B所示；離心機接受槽1200與接受槽定位銷146之間的關系如圖10C所示，它顯示了在離心機1000的另一種結構中的銷子146。
工作臺裝有一個探測系統，用于探測工作臺上存在扇形體和支架。在圖7所示的本發明優選形式中，使用了置于稍低于工作臺上表面凹處的一個傳感器或笛簧接點管150。每個笛簧接點管150由一個平齊安裝的孔塞部件152固定，孔塞部件是可以去除以便維修和/或更換笛簧接點管150。優選地，笛簧接點管150的電路帶有合適的連接件(未顯示)以便有助于更換笛簧接點管150而不需到達平臺頂面114的下部。笛簧接點管150的位置如圖5所示。可以通過提供帶有磁體的扇形體、支架和接受槽來啟動笛簧接點管，磁體的強度要足夠強以啟動笛簧接點管。此外，也可使用其它探測系統，包括重量系統，其中探測器通過重量來探測一個扇形體或類似物的存在；或者一個依靠電流的探測系統，其中一個扇形體或支架的存在接通一個電路以便測出電流；或者一個光學中斷器，其中該裝置斷開一個光路徑。
如圖8A、8B和8C所示的示例性的扇形體包括一個具有一個凸形前壁302、一個凹形后壁304、一個底壁308和側壁310的基體301。一個頂部315極容易地安裝在基體301上并包括一個頂部壁306，頂部壁306從基體的側壁310的部分向后和向外地延伸。側壁310交錯排列以便清洗工作臺100的扇形體定位銷142，從而形成一個突出部分318，突出部分318上有兩個容納銷子142的孔320。沿著前壁302是用于容納試管102的管形腔314，在如圖所示的形式中有七個這種腔。它們從頂部壁306延伸并能通過底部壁308排出液體。每個腔的前部有一個狹槽316以便條形碼讀取器讀取在試管102前部上的條形碼104。在頂部壁306上是兩個狹槽322，狹槽322由分析儀自動臂2002(圖15A-15F)的抓手裝置部件或夾緊裝置2048嵌入。狹槽316部分地延伸在基體301中并且部分地在頂部315中。
從扇形體300的頂部壁306向上延伸的是一個后壁對應體，標為305，從它上面突起一個T形柄324，后壁305和柄324的組合被工作臺自動臂700的抓手裝置部件726(圖13C)所嵌入。
扇形體300的前壁302上具有可識別的條形碼326，以使中心控制器500跟蹤扇形體和其中的試管。基體301也具有一個內部條形碼條紋327，在試管狹槽316是空的時候，內部條形碼條紋327是可見的，但試管在狹槽中時，內部條形碼條紋327被遮住。這樣，一個條形碼掃描儀724(圖13A)能給中心控制器500發出在每個扇形體中試管的數目和位置的信息。一個夾持器磁體330與底壁308平齊地安裝以便在移動試管102的過程中使扇形體300穩定并使扇形體保持在工作臺100原來的位置上。夾持器磁體330被定位和定向以便被工作臺100的各個平臺磁體145所吸引。一個傳感器磁體332類似地與底壁308平齊地安裝以便啟動工作臺100的各個笛簧接點管傳感器150。
參考圖8D，標為300’的扇形體的另一優選結構具有后壁305(和柄324)和一個三角形彈性塊334，后壁305從頂部壁306延伸并具有一個向后凸起的凸出部分305’，彈性塊334接近沿著凸出部分305’的下側固定在柄324上。與圖15E的嵌入結構相比具有增大的豎直(或水平)對齊的配合公差，彈性塊334有助于扇形體300被圖13G所示結構中的分析儀自動臂2002的抓手裝置部件2048’和2048”可靠的嵌入。通過彈性塊334與一個抓手裝置部件726彈性地適應以及塊334與后壁305的組合具有一個非圓形的柱形，彈性塊334有助于圖13D的結構中的工作臺自動臂700的抓手裝置部件726更有效地抓取，盡管抓手裝置部件的豎直定位有稍微變化，抓手裝置部件的嵌入在扇形體300’和抓手裝置軸線715之間形成了一個中心豎直對齊的關系。
由于實驗室一般處理不同來源的試樣，如不同的醫院、試驗室和醫生診所，容器或試管102常常具有不同的直徑和不同的高度。為了適應直徑的變化，頂部315對于每個試管腔314有四個懸指328，懸指徑向向內偏移。圖8D所示扇形體300’可從Beckman Instruments withthe Synchron CX machine獲得。
參考圖9A-9D，一個適合用于系統10的試管支架600包括一個框架602，框架602具有加在其上的條形碼識別標記601并限定了5×10排豎直腔603。框架包括容納定位銷146的孔604并具有夾持器磁體330和傳感器磁體332的對應體。每個腔603具有帶有彈簧指607的插入部606以便在支架中放置不同大小的試管，形成彈簧指以便固定一個彈性O形環部件609，O形環部件609通過彈性指607增大了作為試管102的容器12的摩擦配合。這樣，每個支架600形成一個容納容器12的夾持器14，腔603一般間隔大約20mm的間距，插入部606作成大小使得直到直徑大約為16mm的容器偏置地放在中心，彈性指部件607和O形環609的組合具有足夠的彈性以便使直徑不大于大約13mm的容器更有效地放在中心。
盡管本發明對用于跟蹤本系統的試管和其它部件的條形碼和條形碼讀取器進行了描述，但其它探測系統也可使用。例如，可將磁性油墨標記貼在試管或其它部件上以便通過一個磁性油墨讀取器讀取。
參考圖10A、10B和10C，每個接受槽或接受器1200具有與支架600的開口603對應的一系列腔1203，腔1203對稱地環繞著一個桿部件1204。桿部件1204的上部的截面為方形以便沿著四個獨立的直角方向的任一個方向與自動臂700的抓手裝置部件726(圖13)配合，一對間隔的彈性O形環1206固定在桿部件上以增大與抓手裝置部件726的摩擦配合。如圖10A所示，在每個接受器1200中有16個腔1203，每個腔1203由一個插入部606的對應體所限定并具有彈性指部件607的對應體。接受器1200放置在離心機裝置1000的各個托板1008中，接受器具有一對形成在其兩側的凹槽1208以便如圖10A所示與每個托板1008的各個軸承蓋1009對齊。
如圖10C所示，每個接受器1200形成有一對孔1210以便定位在對應的接受槽定位銷144上，以及一個傳感器磁體330的對應體以便啟動工作臺平臺114的相關笛簧接點管傳感器150(圖5)。有選擇地進一步參考圖10C，一個傳感器150的對應體可以位于托板1008中或其下部以便檢測在離心機端部1006中的接受器1200的放置狀態，和/或定位銷144的對應體作為另一種選擇安裝在托板1008的上部以便通過軸承蓋1009使接受槽1200定位。
當裝有試管的接受槽用于離心機時，它們應以對稱的方式裝入以提供平衡是很重要的。圖11A-11D提供了裝入離心機的接受器1200的一個俯視圖，顯示了令人滿意的裝載方式。沒填的圓圈代表空的試管腔1203，涂黑的圓圈代表裝有試管102的腔。裝入接受槽以便在離心機的中心點的相對側提供均勻的重量，同時保持每個接受器相對于各個桿部件1004近似地平衡。對于本領域的普通技術人員來說，其它合適的裝載方式是已知的。
參考圖13A、13B和13C，自動臂700的一個示例性結構包括一個可沿著工作臺軌道704定位的基架702。軌道704近似地在工作臺100的相對的端部之間延伸并近似地集中在相對的側部之間的中心，以及具有防護性的摺狀罩705。一個錐形頭706可控制地旋轉支承在基架702的豎直底座軸707上，一個上部臂708類似地可控制地旋轉支承在錐形頭706的一個水平凸出軸709上。一個下部臂710類似地可控制地旋轉支承在上部臂708的彎頭軸711上，彎頭軸711與凸出軸709平行間隔地位于上部臂708的一個外端部。類似地，一個肘節頭712可控制地旋轉支承在下部臂710的一個肘節軸713上，并具有一個可控制地旋轉支承在一個抓手裝置軸715上的抓手裝置頭714。軸713和715是正交的，肘節軸713與彎頭軸711平行間隔地位于下部臂710的一個外端部。抓手裝置頭714具有一個抓手裝置體716和一對隨著觸覺反饋可控制地向著或離開抓手裝置軸715的相對側部移動的抓手裝置銜鐵717。抓手裝置頭714也包括一個相對于抓手裝置體716固定地支承的光學頭部傳感器718，頭部傳感器718包括具有一個光源軸720的一個光源719以及具有一個接受器軸722的光接受器721，軸720和722從與抓手裝置體716和抓手裝置銜鐵717成間隔關系的相對側部接近于抓手裝置軸715匯聚。自動臂700也包括一個自動控制系統(未顯示)，它具有相對于工作臺軌道704操縱抓手裝置頭714的合適裝置以便以本領域的已知方式抓取并運送物體。就所描述而言，示例性的自動臂700是一個可從CRS Robotics of Ontario,Canada獲得的255型商業化的裝置。
進一步如圖所示，自動臂700裝有一個識別標記掃描儀724，有時稱作條形碼掃描儀724，掃描儀724具有一個掃描軸725并固定地安裝在上部臂708上，以便掃描軸725遠遠地從光源軸720和接受器軸722的交叉點相交于抓手裝置軸715。這樣，掃描儀724有利地定位在上部臂708上以使得有效地掃描豎直和水平定向的識別標記。尤其是，盡管支架600、接受器1200和扇形體300的各種識別標記一般是水平地定向，但容器識別標記104一般是豎直地定向。此外，抓手裝置頭714裝有一對抓手裝置部件726，抓手裝置部件726安裝在各個抓手裝置銜鐵上并用于如這里所述那樣抓緊容器、接受器和扇形體以便轉運它們。而且，頭部傳感器718連同抓手裝置頭714的程序化移動可以確定容器12的高度以使它與抓手裝置部件726有效配合。
進一步參考圖13B，自動臂700可繞著底座軸707在θ角范圍內移動，θ角對稱地位于工作臺導軌704的相對側并大于180度，近似為315度。繞著底座軸707的角度取向范圍連同可移動到接近工作臺100的每個端部的基架有助于將容器12、扇形體300和其它夾持器實際地運送到平臺114上的任何一個位置，而且常常不需要沿著軌道704移動基架702。另外，抓手裝置頭714以相對于平臺板114伸出的關系有利安裝以使它到達離心機裝置1000。
進一步參考圖13D，抓手裝置頭714的另一結構具有僅在抓手裝置體716的一側的頭部傳感器718以及一個取代發光體719并安裝在光接受器721附近的激光源719’。這樣，光源軸線720和接受器軸線722從抓手裝置軸線715的同一側匯聚，但是，激光源719’可以更大地補償傳感器718的效率損失，這種損失是由于軸線720和722與抓手裝置軸線715不對稱導致的。位置調節器工作臺運送位置106和接受位置對應于每個分析儀2000優選地裝有一個位置調節裝置961，每個調節裝置961有助于在工作臺100和對應的分析儀2000之間交換夾持器300。如圖12A和12B所示，運送位置調節器961包括一個平臺部件962和一個夾板部件964，它們通過若干個螺栓緊固件965可移動地安裝在工作臺100的平臺板112的相對側，緊固件965和平臺部件962的一個凸起部966延伸穿過形成在平臺112中的一個間隙開口967。每個緊固件上裝有一個壓縮彈簧968以便對平臺部件962和夾板部件964加偏壓使其進入與平臺板112的壓緊配合，平臺部件962也有一個部分地置入其上凹槽中的O形環以便在夾緊過程中摩擦地緊夾平臺。一個氣動氣缸970裝配在夾板部件964和平臺部件962的凸起部966之間以便與通過一個壓力系統850(圖19)選擇性地將高壓氣體施加到氣動氣缸970的一個氣體口971相對應地松開夾緊。當氣動氣缸970被驅動時，平臺部件962可自由地轉動和側向移動。平臺部件962有兩對安裝在其上的定位銷142以便使位于其上的扇形體300定位并保持不動，扇形體300可被工作臺自動臂700或對應的分析儀自動臂2002所夠得著。此外，平臺部件962具有嵌入其中的傳感器150以便探測被定位在相關的銷子對142上的對應的扇形體300，每個傳感器150一般通過現有技術的磁性笛簧接點管來實現并被裝配以便向處理控制器500發送信號。
一旦每個傳感器2000定位在近似與工作臺100對準時，通過首先驅動氣動氣缸970調節相關的調節裝置961以便松開夾緊，然后手動地使平臺部件962定位和定向以便使扇形體300對應于分析儀自動臂2002的工作臺轉移位置與分析儀抓手裝置2040對準。隨后，氣動氣缸970被松開以便在對準位置夾緊平臺部件962，從而進行調節。最后，通過任何合適的裝置將平臺部件962的定位和定向存儲在處理控制器500的存儲器中，例如，通過采用工作臺自動臂700的光學頭部傳感器718掃描平臺部件962上處于固定位置的扇形體300。平衡系統如上所述，并參考圖4、17A和17B，處理系統10包括一個平衡系統800以便在離心處理之前使接受器或接受槽1200中的容器12平衡，該平衡系統包括天平802和在工作臺100的后部118上的輔助支架位置804。天平802可以是現有技術中的電子平臺天平，在其上加裝接受槽定位銷144的對應體以使接受器1200定位。通過工作臺自動臂700，接受槽可在天平802、離心機裝置1000和后部118上的其它位置之間移動，工作臺自動臂也將容器12從在輔助位置804的支架600以及從工作臺100上的其它位置轉移到天平802上的接受槽1200。平衡系統800也包括一個平衡控制器，用于有選擇地將容器存放在接受器的腔中，這時相關的遞增重量隨著每次存放的位置而變化，從而使各對接受器中的重量均衡。平衡控制器可以作為中心處理控制器500中的一個平衡程序808來實現，平衡程序808保存著容器位置和有關重量的一個基本數據810并指令自動臂700，以便根據天平平臺802測定的重量將容器12存放在接受器1200中，以任何合適的形式將重量發信號給處理控制器500。
優選地，平衡系統也包括選擇性地存放入接受器1200的一批平衡荷載806(可以是裝有預定重量的試管102)。因此，平衡系統運轉以便將平衡荷載806轉移到特定的接受器1200中的合適位置以限定在接受器之間的重量偏差。優選地，平衡荷載806被逐漸地裝載以便限定各對接受器1200的重量偏差不超過10克。在工作臺100上的輔助支架位置804接近天平802以方便平衡荷載806的暫時存儲，在位置804的支架600也對將要進一步處理和/或存儲的容器12提供另外的暫時存儲。
在平衡程序808中，天平基本數據810最初是隨著容器識別標記104的對應體和相關的公共旋轉操作過程1002的數據輸入一個選擇試樣步驟812，對應的容器12具有被離心機裝置1000同時進行離心處理的合適數量。接著，在稱皮重步驟814中，用于保存容器12的接受器1200的合適補充被標出，如果必要，并放置在天平平臺802的各個位置上。在將各個物品放置在天平802上之后，在天平802上的總載荷被測出，在各次測定值之間的差別表示每次特定加載的載荷。接跟著稱皮重步驟814的是一個加載步驟816。其中，將要離心處理的容器12按照圖11A-11D的合適方式依次放入各個接受器1200，具體按照哪種方式主要取決于將要離心處理的容器12的數目。在加載步驟816過程中，平衡程序808繼續監控加到天平802上的載荷。這樣，平衡程序808運行以監控與每個接受器相關的總重量。在加載步驟816之后，根據需要在校正步驟820中加入平衡荷載806以使各對接受器1200的重量在預定的許可偏差范圍內。去頂蓋系統具體參看圖18A-18B，去頂蓋系統900包括一個接受裝置902，用于夾緊地固定住具有蓋103的一個容器或試管102，蓋103與試管102摩擦地配合并從試管102頂部的相對側橫向延伸。接受裝置902相對于以下進一步描述的工作臺100的一個去頂蓋插入面板903懸掛地安裝。本發明的一個重要方面是，去頂蓋系統900既可對如下所述的螺紋配合蓋也可對這里所述的與容器12只有摩擦配合的蓋運行。一個具有形成在其中的一個蓋槽905的軛架部件904可移動地安裝在升降機906上并由其支承，升降機凸出在插入面板903上部。升降機906包括一個驅動裝置908和一個與軛架部件剛性連接的升降機柱909，驅動裝置908通過一個平移皮帶911與一個平移電機910連接以便在打開和關閉位置之間以升降機柱909為中心轉動平移軛架部件904。升降機906也通過一個升降機皮帶913與一個升降機電機912連接以便連著軛架部件904一起升降升降機柱。軛架部件904具有一個形成在蓋槽905中面向上的凸出部分916，用于在蓋103安放在試管102上時與蓋103的向外延伸凸出表面917的下側配合，試管102在軛架部件904的閉合位置固定在接受裝置902中。
在軛架部件904的閉合位置具有在凸出表面917下部延伸的凸出部分916，升降機906運行以相對接受裝置902提升軛架部件904以便去掉蓋103。對應地，軟外殼保持架920可轉動地安裝到插入面板930上，并通過一個旋轉皮帶925與一個轉動電機924連接以便可控制地以容器12為中心轉動軟外殼921，從而從蓋103上旋出容器12。蓋103位于軛架部件904中以防轉動，蓋103形成了一個在其上具有擴展部分927的非圓形外形，當轉矩通過接受裝置902作用在容器12上時，蓋103的擴展部分927靠在蓋槽905的一個部分上。氣體口922優選地形成以便給軟外殼921提供一個旋轉連接，口922通過一個保持架管929與三通控制閥928連接以便根據中心控制器500來選擇性地壓力驅動，從而實現所述的容器12的固定。
進一步參考圖18F，軟外殼保持架的另一優選結構，標為夾緊保持架920’，包括一個代替軟外殼921的彈性套筒921’，套筒921’具有三個向外凸出的吊架926，吊架926與保持架920’的各個吊架槽929配合以確保套筒921’隨著保持架920’整體轉動。三個豎直定向的夾緊裝置913在帶有對應的偏心桿914的吊架926之間間隔開，桿914擱靠在一個圓盤板915上。通過接頭922經保持架管929與控制閥928連接的一個氣缸918向上驅動圓形板915和桿914。桿914具有與對應的銷子913A配合的一對間隔的偏心槽914A，銷子是從夾緊裝置913上凸出的，從而根據桿914的向上運動向內驅動夾緊裝置913以便沿著試管102壓緊套筒921’。套筒921’的底部是封閉的以便萬一其中的試管102破裂時限定破片。另外，套筒921’具有形成在其中的肋條923用于與試管102接觸，包括三個與夾緊裝置913對準的全長夾緊肋條923A和三個按比例縮短的夾持器肋條923B。在肋條923之間的空間使得套筒921’具有靈活性以提高夾緊裝置913在夾緊試管102時的效率。正常100mm長的試管102延伸到套筒921’的底部，盡管具有長度為75mm的試管102正常地只有一部分插入套筒921’，如圖18F中虛線所示，夾持器肋條923B制作成用于固定部分地插入的短試管102，而不會不必要地增加對于全部插入和取出100mm試管102所必須的軸向力。
優選地，去頂蓋系統也包括一個收集器930，用于收集來自軛架部件的蓋103；以及一個卸料機932，用于將去下的蓋103從軛架部件904運送到收集器930。卸料機的一個示例性裝置包括一個接近收集器930固定地安裝到插入面板903上的一個直立的卸料機桿934，它在軛架部件打開位置與蓋槽905對齊。中心控制器500的去頂蓋程序部分運行以移動在其中帶有一個去掉的蓋103的軛架部件904，直到桿934從軛架部件上移去蓋103。優選地，收集器930還包括一個管部件936，用于引導被移去的蓋103進入收集器930。
進一步參考圖18C-18E，去頂蓋系統的另一優選結構，標為900’，包括一個具有底罩939的軛架外殼938作為軛架部件904的一個對應體，以及一個夾緊機構940，它在外殼938中運行以便可靠地夾緊蓋103。如圖18E所示，夾緊機構940有一對相對的、繞樞軸安裝的夾緊裝置942，夾緊裝置942由具有一個楔形偏心驅動裝置946的氣動氣缸944所驅動，偏心驅動裝置946根據作用的氣體壓力從氣缸944延伸。每個夾緊裝置942在其上形成有若干個凸起943以便在蓋103放置在蓋槽905中時夾緊蓋103的相對側。軛架外殼938中形成有一個從氣缸944到凸出在罩939下部的一個接頭949的一個通道948，以便與一個柔性管950連接，管950在插入面板903下部延伸到一個三通閥952。如上述的閥928一樣，通過一個去頂蓋管870與氣動系統850連接的閥952啟動以便根據中心控制器500來驅動氣動氣缸944以夾緊蓋103。這樣，蓋103就不必需要有一個擴展部分927或者具有一個與蓋槽905的旋轉過盈配合。此外，在優選的去頂蓋系統900’中，蓋103不需要具有向外凸出的凸出表面917(圖18A)。
如圖18C和18D所示，去頂蓋系統900’包括一個在軛架外殼938上卸料機932的對應體，它以一個柱塞組件954的形式存在。柱塞組件954包括一個在噴射器支架956中操作的凸出柱塞955，柱塞955有一個與噴射器支架956滑動配合的向上凸出桿957，一個噴射器彈簧958安裝在桿957上以便頂著軛架外殼938向下偏壓柱塞955。通過關閉閥952從夾緊裝置942上松開的蓋103，通過使柱塞955軸向移動進入與軛架外殼948的配合而被從蓋槽905中強制取出。當夾緊機構打開時，應防止蓋103粘到夾緊裝置942的凸起部分943上，以便將蓋可靠地卸入收集器930中。
當蓋槽905被轉動到蓋103上方的一個位置時，控制器500運行程序以驅動升降機906到足夠高，以便柱塞955清除蓋103，然后降低軛架外殼938，從而在夾緊裝置942降低到與蓋103對準時壓縮噴射器彈簧952，蓋103支承著柱塞955。接著，通過開啟閥952關閉夾緊機構940，夾緊裝置942夾緊蓋103，去頂蓋系統900’如上述的圖18A和18B的去頂蓋系統一樣連續運行。
還是如圖18B所示，管部件936裝有一個蓋探測器959，用于一旦每有一個進入收集器930的蓋103通過就向控制器500發出信號。這樣，萬一通過去頂蓋系統900’處理一個要去蓋的容器12未能檢測到進入收集器930的蓋103的通過，可以進行適當的校正。
如圖19所示，工作臺100裝有一個氣動回路或氣體壓力系統850，該系統具有與一個合適的高壓氣體源852的一個插塞連接851，氣體通過一個輸入過濾器853給入到一個近似22升容量的蓄氣器854中，裝有一個單向輸入閥855用于在氣體源852關閉時保持壓力。一個主螺線管閥858和一個壓力傳感器859在輸入過濾器853和輸入閥855之間串聯連接，壓力傳感器859在大約5個大氣壓時發出氣體壓力正常存在的信號。軌道704的導軌26被用作蓄氣器854，導軌26有利地提供了大容量并大體上沿著工作臺100的全長延伸，從而使相對短的氣動連接成為可能。
一個配氣管860與蓄氣器854連接以便如這里所述將氣體給到工作臺100的氣動部件。在從配氣管860分出的一個軸承分支861中，一個水份過濾器862、一個具有一個油過濾器864和一個壓力顯示器865的壓力調節器863以及一個壓力傳感器866串聯連接以便將氣體給到工作臺自動臂700的軌道704的軸承，壓力傳感器發出大約4.5大氣壓正常存在的信號。一個從配氣管860分出的制動器分支867有一個連接在其上的螺線管制動器閥868用于驅動軌道704的一個軌道制動器。一個壓力調節器的對應體，標為869，從配氣管860分出連接在去頂蓋分支870中以便將氣體給到去頂蓋系統900。一個從配氣管860分出、具有另一個調節器872的防護分支871將氣體給到三個門閥873，用于控制防護系統40的氣動驅動裝置52。一對安裝到軌道704的導軌26上的調節器閥874與蓄氣器854氣體連通以便有選擇地松開運送位置調節器961，閥874通過各個調節器管875與調節器961的對應的氣體口971連接。最后，配氣管960的一對側部裝料器分支876具有閥874的對應體，指定為手動驅動閥878，用于將氣體給到分析儀2000的氣動部件，包括分析儀自動臂2002。離心機裝置如上所述，離心機裝置1000接受已被裝入接受器1200的容器12中的試樣，使試樣在分析儀2000中進一步處理之前經受一個特定的旋轉操作過程1002。具體參考圖16A，離心機裝置1000在一個可旋轉驅動的主軸箱1006的各個托板1008上具有若干個裝料臺1004，用于將一套平衡的接受器1200接受到離心機裝置1000的一個旋轉腔1010中。這里所用的“接受器”包括接受槽1200，但它廣泛地指用于將液體試樣保持在一個離心機中以及在試樣運送過程中將試樣放入或從離心機中取出的裝置。這樣，“接受器”能夠表示(1)一個單一的試管、小瓶或可直接裝入離心機箱部腔的其它容器；或(2)一個支架、扇形體或裝有一個或多個容器的全體夾持器，在離心處理過程中容器處于這種夾持器中。
離心機裝置1000的一個示例性實施例包括一個具有一個腔開口1014的機殼1012；一個被支承在機殼1012中并處于開口1014以下的主軸部件1016，用于驅動主軸箱1006；以及如圖所示通過一對軸承蓋1009可繞樞軸轉動地安裝在主軸箱1006中的托板1008。機殼1012包括一個具有一塊基座板1020固定在其上的帶輪的基座架1018；若干個機體壁板，包括環繞著基座架1018并從基座板1020向上延伸的各對側部壁板1022和端部壁板1024；以及一個面板1026，面板1026在機體壁板1024和1022的上端部之間延伸。一個具有腔開口1014形成在其上的腔擋板1028覆蓋了面板1026的一部分，一個觀察板1030也覆蓋了面板1026的一部分，面板1026具有一個與腔開口1014對應的開口(未顯示)以及在觀察板1030下部便于維修機殼1012的內部的另一開口(未顯示)。
根據本發明，離心機裝置1000包括一個水平定向的門部件1032，它可在腔擋板1028之下在如圖16A實線所示的打開位置和虛線所示的閉合位置之間橫向移動。門部件1032的打開位置提供了到達旋轉腔1010的通道，閉合位置關閉了這種通道以便在離心機裝置1000的運轉過程中防止與主軸箱1006和其中的試樣意外的接觸。門部件1032支承在門架1034中，門架1034在基座板1020之上間隔一定距離的安置在若干個柱部件1036上。門部件1032由一個如下進一步描述的摩擦配合的門驅動裝置1038在打開和閉合位置之間驅動；萬一人們不小心穿過到達了腔開口1014，此時門部件移動到閉合位置，通過限制驅動力作用到門部件1032，驅動裝置1038可以有利地保護人們免受傷害。還是如圖16A所示，離心機裝置1000可以包括一個輸入鍵盤1040和一個陰極射線管顯示器(CRT display)1042，用于與離心機裝置1000的一個操作員進行接口。
進一步參看圖16B-16E，離心機裝置1000的另一優選結構具有帶有門部件和門架的對應體1032’和1034’的一個小的機殼對應體(未顯示)，因此，穿過腔開口1014到旋轉腔1010的通道正常地穿過一個縮小的通道開口1044以便打開和關閉門部件1032’。如圖16B所示，門壁板1032’支承在位于一個上部或外部托架部件1048和一個下部或內部托架部件1050之間的一個可拆卸的門模件1046中，開口1044的垂直對齊的對應體形成在每個托架部件1048和1050中。進入口1044是足夠的大以便在裝料臺1004如下描述的指向一個裝載位置時將一個接受器1200穿過它垂直傳送進入到與一個裝料臺1004穩定配合。更具體的是，門模件1046的托架部件1048和1050固定到各個橫柱1052的相對側，一個手柄1054安裝在一個橫柱1052上以便從門架1034’中水平地拉回門模件1046，從而使旋轉腔1010穿過腔開口1014完全地露出來。應理解的是，可以通過任何合適的方式提供通向門模件1046的通道，例如，去掉相關的端部壁板1024。
還是如圖16B所示，門架1034’包括一個在柱部件1036的上端部之間延伸的支承板1056，以及一對沿著支承板1056的相對側部剛性固定的側部導軌1058，用于使門模件1046橫向定位。如圖16C所示，門驅動裝置1038包括一個由一個驅動殼體1062可轉動地支承的摩擦驅動輪1060和一個與其配合的步進電機1064。驅動輪1060有一個形成在其上的彈性環部件1066，用于與門部件1032’的一個側部表面1068偏壓地接觸，從而在一個打開和關閉位置之間平移門部件1032’。
門驅動裝置1038的一個重要特征是，驅動輪1060與門部件1032’不是剛性配合，而只是滑動接觸以防門部件1032’的移動被中斷，例如，在門部件1032’正向閉合位置移動時實驗室人員伸入旋轉腔1010中。門部件1032’通過若干個導滾1070可移動地支承在門模件1046中，導滾1070與一對軌道配合，這對軌道為主軌道1072和輔助軌道1073，軌道1072和1073固定到內部托架部件1050上。
還是參考圖16C，門部件1032’相對于主軌道1072被豎直和水平地支承，豎直定向的導滾1070通過各個螺栓緊固件1070A安裝到門部件1032’上，水平定向的導滾1070被支承在各個桿1070B上，它通過對應的定位器板1070C安裝到門部件1032’上。殼體1062通過合適的緊固件1074可調節地安裝到門架1034’上，以便在驅動輪1060和側部表面1068之間提供一個所需的配合角度。
還是如圖16B和16D所示，一個螺線管操作的門閂1076安裝到門架1034’上，用于在閉合位置鎖緊門部件1032’，門部件1032’有一個形成在其中的開口1078，用于與門閂1076配合。此外，一個狹槽1079形成在內部托架部件1050和一個橫柱1052中，以便在門閂1076從門部件1032’收回時使門模件1046拉回。應理解的是，如上所述的門驅動裝置1038適合于驅動圖16A的門部件1032以及圖16B的門部件1032’，導滾1070的對應體也適合于圖16的門部件1032的支承。
如圖16D所示，離心機裝置1000包括一個用于操作主軸裝置1016、驅動裝置1038和門閂1076的控制電路1080；以及一對相對于門架1034’安裝的光學位置傳感器，用于發出門部件1032’打開和關閉位置的信號，一個第一傳感器1081用于發出關閉位置的信號，一個第二傳感器1082’用于發出門部件1032’打開位置的信號。
主軸裝置1016包括主軸箱1006，以及一個具有一個主軸1085的主軸組件1084，主軸1085用于可轉動地支承位于旋轉腔1010中的主軸箱1006，主軸組件1084也有一個從基座板1020支承的主軸外殼1086。一個主軸電機1088與主軸1085按照現有技術的方式連接，電機1088以任何合適的方式相對于基座板1020被固定地支承。
本發明的一個重要特征是，主軸裝置1016能將每個裝料臺1004轉到與進入口1044對齊以便接受或運送接受器1200，在任何一個所需的旋轉操縱過程結束時主軸箱1006可在一個預定的標定位置直接和迅速地停住。因此，主軸電機1088裝有一個位置編碼器1090，用于發出主軸箱1006的角度位置信號。在如圖16D和16E所示的控制電路1080的一個示例性的優選結構中，主軸電機1088是一個四極無刷交流伺服電機，這種電機是SGM-00A3型伺服電機，它是由Yaskawa ElectricAmerica,Inc.,of Northbrook,IL提供的。上述標記的電機包括編碼器1090，編碼器1090具有一個正交遞增計數脈沖輸出端1091和一個標準脈沖輸出端1092。還是如圖16D所示，控制系統1080包括一個離心機信息處理機1093、一個運動信息處理機1094和一個電機驅動器1095，運動信息處理機1094對編碼器1090和來自離心機信息處理機的位置定點信號作出反應，以便將加速控制信號給到電機驅動器1095，從而驅動電機1088從一個標定的初始靜止位置到一個擬定的旋轉速度，在一個擬定的旋轉周期內保持這個速度，然后使電機減速到停止在一個預定的最終靜止位置。
用作離心機信息處理器1093的合適裝置可以從不同的商業渠道獲得，例如，可從Ziatech of San Luis Obispo,CA獲得的STD-32486(CPU Board)主機板。適合用作運動信息處理機1094的裝置可以是從Motion Engineering,Inc.,Of Santa Barbara,CA獲得的STD/DSP型運動控制器。這個裝置處理計數輸出端1091的正交信號以便在主軸電機1088的每次運轉中向一個位置記錄器提供8192個脈沖，該裝置也有一個裝在離心機信息處理機1093中的終點記錄器和一個數字-模擬轉換器(DAC)，數字-模擬轉換器產生一個隨著位置記錄器和終點記錄器之間的差別以及包括最大速度和加速度的其它變量而變的模擬輸出。應理解的是，上述標記的電機和電機驅動器一般認為不適合于用作主軸電機1088和運動信息處理機1094，因為額定許可負載慣量僅為0.189 oz-in sec2(0.836×10-4)，是比本發明的離心機裝置1000中實際可行的值低250倍的一個值。根據本發明已經發現的是，上述標記的電機和電機驅動器適用于帶有一個連接在運動信息處理機1094和過濾器1095之間的合適的補償濾波器1096的離心機1000中。基本上是，補償濾波器1095提供了一個“下凹”的頻率特性曲線，下凹處位于大約75HZ的中心。
進一步如圖16D所示，控制電路1080也包括一個步進電機驅動器1098，用于根據離心機信息處理機1093來運轉門驅動裝置1038的步進電機1064。一個適合用作步進電機驅動器1098的裝置是從Intelligent Motion Systems,Inc.of Taftville 。CT可獲得的48312型微步電機。離心機信息處理機1093也有一個用于與處理控制器400連通的系統接口1099。應理解的是，在圖16A所示的結構中的鍵盤1040和顯示器1042具有與離心機信息處理機1093連接的現有技術接口(未顯示)，當信息處理機1093與處理控制器400連接時，這些部件是不必要的。在控制電路1080的部件之間的實際連接最好如圖16E所示，電路1080還包括一個用于裝離心機信息處理器1093和運動信息處理器1040的現有的STD-32(cardcage)卡片盒1100；一個帶有用于與一個外部電源連接的裝置的EMI濾波器1102；一個主電源1104和一個用于步進電機控制器1098的步進電源1106；以及一個輸入/輸出板(I/Oboard)1110，它提供控制電路1080的部件之間的主要相互連接。回收裝置1108吸收減速過程中從主軸電機1088回收的能量，用于通過電機驅動器1095限制不必要的能源損耗。一個適合用作回收裝置1108的裝置可以是從Yaskawa Electric獲得的JUSP-RG08型回收裝置。輸入/輸出板1110也把補償濾波器1096和現有技術的緩沖電路包括在其中，緩沖電路用于傳感器1081和1082以及螺線管門閂1076，如圖16F所示。更具體的是，補償濾波器1096包括一個雙T濾波器、一個低通運算放大器1114、一個兩級低通濾波器1116和一個緩沖放大器1118，這些部件串聯在前面描述的運動信息處理機1094的模擬輸出端1120與電機驅動器1095的轉矩命令輸入端1122之間。
圖16E圖示了離心機信息處理機1093的一個控制程序1130，程序1130具有一個初始步驟，程序和數據信息在這個步驟被輸入運動信息處理機1094的存儲器中，在信息處理機1093和步進電機驅動器1098之間建立了順次的連接，錯誤變量值被儲存在信息處理機1093的變量存儲器中，并且作用標記被重新設定。緊跟著初始步驟1031的是一個主循環1132，它具有一個獲得命令步驟1133，用于接受來自處理控制器400的命令和數據。在程序1130的示例性執行過程中，可執行的命令列在如下的表1中。
表1．離心機命令
應理解的是，在下面的描述中，控制程序1130的許多細節是在一般的處理控制程序員的技術范圍內。例如，獲得命令步驟1133伴隨著幾個命令可以適當地儲存數據，只有在命令被全部接受到后才被執行，在執行費時的命令過程中，控制從命令步驟被傳遞以便通過控制程序1130進行連續的狀態監視。緊跟著獲得命令步驟1130的是開始執行命令的一個執行命令步驟1134并且設定了合適的標記以及類似物。在一個主軸回復原位步驟1135中執行Home Motor命令，主軸箱1006被驅動到一個回復原位轉位位置，裝料臺1004A在這里與進入口1044對準，這是由編碼器1090的標準輸出端1092的啟動決定的。主軸回復原位步驟1135包括一個前進步驟1136、一個倒轉步驟1137和一個偏移步驟1138。主軸箱在前進步驟1136中以適當的速度前進直到主軸箱通過轉位位置，在這個位置標準輸出端啟動；主軸箱在倒轉步驟1137中停住，然后以前進步驟1136的速度很小的一部分(1/25)倒轉；主軸箱在偏移步驟138中再次停住，然后通過偏移前進超過轉位位置。轉位位置被從裝料臺1004A傾斜地移動，以便稍微在與裝料臺1004A對準之前在前進步驟1133中優選地啟動標準輸出端1092。這樣，偏移可以是很小以便有利于迅速完成偏移步驟1138。
通過一個轉位操作1140執行Index Move命令，其中裝料臺1004A、1004B、1004C和1004D通過對應的數字1、2、3和4被編址，并且主軸箱根據一個當前的轉位位置和編址位置之間的差別前進(代數地)，這個差別是在裝料臺時間0、1、2或-1之間的編碼器計數數目。
在開始運行步驟1142中執行Begin Run命令，其中旋轉操作過程1002的數據用來計算一個終點距離作為一個加速距離和一個勻速距離總和，加速距離是加速和減速距離的一個綜合。更具體的是，勻速距離Dv是速度V和旋轉操作過程1002的時間T的乘積，加速距離是V2/A，其中A是預定的加速度，A、T和V通過對應的上述識別命令被預先確定。這些距離相加，然后被對應于當前轉位位置的一個距離相對于回復原位位置所抵消，這個結果被發送到運動信息處理機1094以便啟動主軸電機1088。因此，主軸箱1006按照設定的加速度被加速以達到設定的旋轉速度，在設定的旋轉時間中維持住旋轉速度，然后主軸箱1006按照設定的加速度被減速以便停在回復原位位置。
在門回復原位步驟1144中執行Home Door命令，門回復原位命令1144具有一個檢查回復原位步驟1145和一個移動回復原位步驟1146。如果第一傳感器是開啟的并顯示門是關閉的，步驟1144從檢查回復原位步驟退出；否則，進入移動回復原位步驟1146以便啟動步進電機驅動器1098，從而以慢的回復原位速度(100steps/sec.)向著關閉位置轉動步進電機1064。
在一個門操作1148中對應于打開和關閉步驟1149和1150執行Open Door和Close Door命令。在關閉步驟1150中，步進電機1064向著關閉位置以1500steps/sec.被驅動1200steps，接著再以50steps/sec.運動，直到測定到回復原位(關閉)位置。萬一門的移動被如上所述的障礙所妨礙，通過驅動輪1060沿著門部件1032’的側部表面1068如上所述的滑動可以防止離心機裝置1000的損壞和/或實驗室人員的傷害。類似地，打開步驟1149相反地驅動步進電機1064，直到第二傳感器1082發出門部件1032’的打開位置信號。系統軟件處理監控裝置200和包含的圖形用戶界面(GUI)的一個優選軟件運行是以Lab-ViewTM軟件開發包為基礎，它可以從NationalInstrumentation Corp.of Austin,TX獲得。例如，在執行這個程序中，包括工作臺100和離心機1000的系統10的圖形連同不同的狀態指示器和控制器顯示出來。圖形顯示展示了所有夾持器14的位置，并且通過輕點一個特定的夾持器，它的識別標記顯示出來并且也可獲得容器12的一個圖形。相反地，輸入它的識別標記也可搜索一個特定的容器12的位置。這個程序可以作為Accel Net軟件從Beckman Instruments獲得。
盡管參照不同的優選形式對本發明進行了詳細描述，但也可能是其它形式。例如，作為防護系統40的另一形式或是一種補充，工作臺100可以裝有探測器，用于探測能對操作員造成傷害的工作平臺部分存在一個操作員以自動停止運行，就象在工業機械中一般使用的一樣。它可以是諸如光束和一個光束探測器的裝置，通過遮斷光束可使工作臺停止運轉。因此，附后的權利要求的范圍不應局限于這里所包括的優選形式的描述。
權利要求
1．一種用于自動處理裝有試樣的多個容器的系統，至少一些容器具有一個頂蓋，每個容器上具有容器識別標記，容器被放置在一個夾持器中，該系統包括(a)一個中心控制器，它包括(ⅰ)存儲器和(ⅱ)一個數據輸入部件，用于輸入指令，以便根據容器識別標記來處理每個容器，處理指令存儲在存儲器中；(b)用于探測該系統中存在一個夾持器的探測器，探測器有一個輸出部件，用于向中心控制器發出一個夾持器存在的信號；(c)一個識別標記讀取器，用于讀取容器識別標記，讀取器有一個輸出部件，用于向中心控制器提供容器識別標記；(d)一個容器分類系統，它包括(ⅰ)一個與中心控制器連通的數據輸入部件，用于接受來自中心控制器的指令，以便將容器分類，從而按照儲存在中心控制器存儲器中的指令有選擇地處理容器中試樣，以及(ⅱ)若干個分類位置，用于按照它們的處理指令存放容器；(e)一個離心處理系統，用于對所選擇的試樣進行離心處理，離心處理系統包括(ⅰ)用于接受多個容器的接受器；以及(ⅱ)一個用于對多個接受器同時進行離心處理的離心機，離心機具有一個電機；一個離心機控制器，用于在選定的位置停住離心機，以便根據來自中心控制器的信號從離心機中自動取出接受器；一個具有閉合位置和打開位置的蓋；以及一個蓋驅動器，用于根據來自中心控制器的指令打開和關閉蓋；(f)一個接受器平衡系統，用于使接受器重量平衡以便進行離心處理；(g)一個去頂蓋系統，用于有選擇地給容器去掉頂蓋；(h)至少一個分析儀，用于有選擇地分析試樣；以及(ⅰ)一個輸送系統，用于(ⅰ)將容器輸送到離心機接受器、分析儀和去頂蓋系統以及將容器從它們那里運走，(ⅱ)將接受器輸送到接受器平衡系統和離心處理系統以及將接受器從它們那里運走，以及(ⅲ)將容器輸送到分類系統，輸送系統具有一個與中心控制器連通的控制器以便中心控制器能夠控制輸送系統。
2．如權利要求1所述的系統，還包括一個過程監控器，它具有(a)一個設定程序的探測輸入步驟，用于確定在工作臺的輸入位置的容器；(b)一個容器選擇步驟，被探測的容器在該步驟中被選擇用于處理；(c)一個識別步驟，用于根據容器識別標記來確定每個被選擇的容器的處理選項；(d)一個處理選擇步驟，用于開始已確定的處理選項，所述處理選項是分類、離心處理、去頂蓋和分析中的一項或多項。
3．如權利要求1所述的系統，其特征在于，每個分析儀包括(a)一個用于對一個試樣有選擇地進行至少兩種不同的分析的裝置；(b)一個與中心控制器連通的分析儀控制器，以便中心控制器能夠指示分析儀對每個試樣進行什么分析；以及(c)一個用于向中心控制器的存儲器提供分析結果的輸出系統。
4．如權利要求1或3所述的系統，包括兩個分析儀，其特征在于，每個輸出系統具有一個輸出部件，用于向中心控制器提供分析儀可獲得的信息，并且中心控制器具有用于選擇性地確定將要進行分析的每個試樣由哪個分析儀進行分析的裝置。
5．如權利要求1所述的系統，其特征在于，輸送系統包括一個用于將容器輸送到分析儀和從分析儀運走的第一自動臂以及一個第二自動臂。
6．如權利要求5所述的系統，還包括一個防護系統，用于有選擇地阻擋操作員接近工作臺，防護系統包括一個包圍工作臺上部的隔板，該隔板具有一個供分析儀自動臂通過的開口；一個將接受器送到離心機的擴展部分；一個具有一個驅動裝置的入口小門；以及一個向中心控制器發出進入要求信號的操作員輸入裝置，控制器運行以便合適地制止工作臺自動臂的運行并隨后按照操作員的輸入來啟動驅動裝置打開入口小門。
7．如權利要求1所述的系統，其特征在于，該系統包括多個用于放置容器的進料位置，每個進料位置有一個探測器，至少一個位置用于優先處理的容器，其中，探測器輸出部件向中心信息處理機發出優先處理容器存在的信號，并且中心信息處理機提供指令以便優先處理優先容器。
8．如權利要求1所述的系統，其特征在于，容器夾持器上具有夾持器識別標記，其中，標記讀取器能讀取夾持器識別標記，讀取器輸出部件向中心控制器提供夾持器識別標記，以便根據它們各自的夾持器來跟蹤容器。
9．一種用于自動處理裝有試樣的多個容器的系統，每個容器上具有容器識別標記，容器被放置在一個其上具有夾持器識別標記的夾持器中，該系統包括(a)一個中心控制器，它包括(ⅰ)存儲器和(ⅱ)一個數據輸入部件，用于輸入處理指令，以便根據容器識別標記來處理每個容器，處理指令存儲在存儲器中；(b)用于探測該系統中存在一個夾持器的探測器，探測器有一個輸出部件，用于向中心控制器存儲器發出一個夾持器存在的信號；(c)一個標記讀取器，用于讀取容器識別標記和夾持器識別標記，標記讀取器有一個輸出部件，用于向中心控制器存儲器提供容器識別標記和夾持器識別標記；(d)一個容器分類系統，它包括(ⅰ)一個與中心控制器連通的數據輸入部件，用于接受來自中心控制器的指令，以便將容器分類，從而按照儲存在中心控制器存儲器中的指令有選擇地處理容器中試樣，以及(ⅱ)若干個分類位置，用于按照它們的處理指令存放容器。
10．一種用于自動準備裝有試樣的多個容器的系統，它包括(a)一個對所選擇的試樣進行離心處理的離心處理系統，該離心處理系統包括(ⅰ)用于接受多個容器的接受器；以及(ⅱ)一個用于對多個接受器同時進行離心處理的離心機，離心機具有一個電機；一個離心機控制器，用于在選定的位置停住離心機，以便根據來自中心控制器的信號從離心機中自動取出接受器；一個具有閉合位置和打開位置的蓋；以及一個蓋驅動器，用于根據來自中心控制器的指令打開和關閉蓋；(b)一個接受器平衡系統，用于使接受器重量平衡以便進行離心處理；以及(c)一個輸送系統，用于(ⅰ)將容器輸送到離心機接受器和將容器從離心機接受器運走，以及(ⅱ)將接受器輸送到接受器平衡系統和離心處理系統以及將接受器從它們那里運走。
11．一種用于自動準備裝有用于分析的試樣的多個容器的工作臺，工作臺與一個離心機和一個控制器合作運行，離心機能對裝有容器的多個接受器進行離心處理，至少一些容器具有一個頂蓋，每個容器上具有容器識別標記，容器被放置在夾持器中，工作臺包括(a)一個平臺；(b)位于平臺上的夾持器定位裝置，用于將夾持器定位在預定的位置；(c)位于平臺上的接受器定位裝置，用于使接受器定位；(d)用于探測平臺上的預定位置存在一個夾持器的探測器，探測器具有一個輸出部件，用于向控制器發出存在一個夾持器的信號；(e)一個用于讀取容器識別標記的標記讀取器，該讀取器具有一個輸出部件，用于向控制器提供容器識別標記；(f)一個位于平臺上的接受器平衡系統，用于使供給離心機的裝有容器的接受器的重量平衡；(g)一個位于平臺上的去頂蓋裝置，用于有選擇地使離心處理的容器去頂蓋；(h)一個位于平臺上的運送位置，用于放置裝有離心處理過的、去頂蓋的容器的夾持器，以便由一個分析儀進行分析；以及一個位于平臺上的接受位置，用于接受來自分析儀的已分析的樣品；(ⅰ)一個位于平臺上的輸送系統，用于(ⅰ)將容器輸送到離心機接受器、運送與接受位置和去頂蓋裝置以及將容器從它們那里運走，(ⅱ)將容器進行分類以便處理，以及(ⅲ)將接受器輸送到接受器平衡系統和離心機裝置以及將接受器從它們那里運走，輸送裝置具有一個與控制器連通的輸入部件以便控制器能夠控制輸送系統。
12．一種用于自動準備裝有用于分析的試樣的多個容器的工作臺，工作臺與一個離心機和一個控制器合作運行，離心機能對裝有容器的多個接受器進行離心處理，至少一些容器具有一個頂蓋，每個容器上具有容器識別標記，工作臺包括(a)一個平臺；(b)位于平臺上的夾持器，用于將容器放置在預定的位置；(c)位于平臺上的接受器定位裝置，用于使接受器定位；(d)一個用于讀取容器識別標記的標記讀取器，該讀取器具有一個輸出部件，用于向控制器提供容器識別標記；(e)一個位于平臺上的接受器平衡系統，用于使供給離心機的裝有容器的接受器的重量平衡；(f)一個位于平臺上的去頂蓋裝置，用于有選擇地使離心處理的容器去頂蓋；(g)一個位于平臺上的分析儀運送位置，用于接受離心處理過的、去頂蓋的容器，以便由一個分析儀進行分析；以及一個位于平臺上的分析儀接受位置，用于接受來自分析儀的已分析的樣品；以及(h)一個位于平臺上的輸送系統，用于(ⅰ)將容器輸送到離心機接受器、分析儀運送與接受位置和去頂蓋裝置以及將容器從它們那里運走，(ⅱ)將容器進行分類以便處理，以及(ⅲ)將接受器輸送到接受器平衡系統和離心機裝置以及將接受器從它們那里運走，輸送裝置具有一個與控制器連通的輸入部件以便控制器能夠控制輸送系統。
13．一種用于自動分類裝有用于分析的試樣的多個容器的工作臺，工作臺與一個控制器合作運行，每個容器上具有容器識別標記，容器被放置在夾持器中，工作臺包括(a)一個平臺；(b)位于平臺上的夾持器定位裝置，用于將夾持器定位在預定的位置；(c)用于探測平臺上的預定位置存在一個夾持器的探測器，探測器具有一個輸出部件，用于向控制器發出存在一個夾持器的信號；(d)一個用于讀取容器識別標記的標記讀取器，該讀取器具有一個輸出部件，用于向控制器提供容器識別標記；以及(e)一個位于平臺上的輸送系統，用于將容器分類，以便根據容器上的標記進行處理，輸送裝置具有一個與控制器連通的輸入部件以便控制器能夠控制輸送系統。
14．一種用于自動準備裝有用于分析的試樣的多個容器的工作臺，工作臺與一個控制器和至少一個分析儀合作運行，容器上具有容器識別標記，容器被放置在夾持器中，工作臺包括(a)一個平臺；(b)用于探測平臺上的預定位置存在一個夾持器的探測器，探測器具有一個輸出部件，用于向控制器發出存在一個夾持器的信號；(c)一個用于讀取容器識別標記的標記讀取器，該讀取器具有一個輸出部件，用于向控制器提供容器識別標記；(d)一個位于平臺上的分析儀運送位置，用于放置夾持器，以便由一個分析儀進行分析；以及一個位于平臺上的分析儀接受位置，用于接受來自分析儀的已分析的樣品；以及(e)一個位于平臺上的輸送系統，用于(ⅰ)將容器輸送到分析儀運送和接受位置以及將容器從它們那里運走，以及(ⅱ)將容器進行分類以便處理，輸送裝置具有一個與控制器連通的輸入部件以便控制器能夠控制輸送系統。
15．如權利要求14所述的系統，其特征在于，輸送系統包括一個位于一個縱向軌道上的自動臂，并且平臺包括一個基座，該基座包括(a)若干個剛性隔板；(b)與隔板的各個相對側部連接的一對縱向橫梁；以及(c)一個與在橫梁之間豎直間隔開的隔板的柱形末端連接的縱向導軌，軌道被支承在導軌上。
16．如權利要求15所述的系統，其特征在于，工作臺還包括一個用于輸送系統的氣動子系統，導軌形成了氣動子系統的一個蓄氣器。
17．一種用于自動準備裝有用于分析的試樣的多個容器的工作臺，工作臺與一個離心機和一個控制器合作運行，離心機能對裝有容器的多個接受器進行離心處理，至少一些容器具有一個頂蓋，每個容器上具有容器識別標記，容器被放置在夾持器中，工作臺包括(a)一個平臺；(b)用于探測平臺上存在一個夾持器的探測器，探測器具有一個輸出部件，用于向控制器發出存在一個夾持器的信號；(c)一個用于讀取容器識別標記的標記讀取器，該讀取器具有一個輸出部件，用于向控制器提供容器識別標記；(d)一個位于平臺上的接受器平衡系統，用于使供給離心機的裝有容器的接受器的重量平衡；以及(e)一個位于平臺上的輸送系統，用于(ⅰ)將容器輸送到離心機接受器以及將容器從離心機接受器運走，(ⅱ)將容器進行分類以便處理，以及(ⅲ)將接受器輸送到接受器平衡系統和離心機裝置以及將接受器從它們那里運走，輸送裝置具有一個與控制器連通的輸入部件以便控制器能夠控制輸送系統。
18．一種用于自動分析容器中的試樣的系統包括(a)一個用于準備用于分析的試樣的工作臺，工作臺具有一個前部、一個后部和相對的側部；(b)一個用于分析由工作臺準備的試樣的分析儀，分析儀具有相對的側部、一個前部、一個頂部和一個后部，頂部具有一個分析裝置并且可被一個使用者從前部接近；以及(c)一個用于將試樣從工作臺自動輸送到分析儀的輸送裝置；其特征在于，工作臺接近于分析儀的一個側部，而不會妨礙分析儀的前部。
19．一種用于自動分析容器中的試樣的系統包括(a)一個用于準備用于分析的試樣的工作臺，工作臺具有一個頂面，頂面具有一個用于放置容器的運送位置，以便分析儀進行分析，以及一個接受位置，用于接受來自分析儀的已分析的樣品；(b)一個用于分析由工作臺準備的試樣的分析儀；以及(c)一個位于分析儀上的自動臂，用于將試樣從工作臺自動輸送到分析儀。
20．如權利要求19所述的系統，其特征在于，工作臺具有一個調節裝置，用于使運送和接受位置與自動臂對齊，而不會移動分析儀或工作臺。
21．一種用于自動分析容器中的試樣的分析儀包括(a)一個具有相對側部、一個前部、一個頂部和一個后部的基座，頂部具有一個分析裝置并且可被一個使用者從前部接近；(b)一個位于基座上的支架，支架具有一個前工作區和一個頂板；以及(c)一個用于將試樣從工作臺自動輸送到分析儀的輸送裝置，輸送裝置位于頂板上。
22．一個用于從裝試樣的容器上去掉壓入的蓋的去頂蓋系統，它包括(a)一個用于夾緊地固定一個容器的接受器；(b)一個相對于接受器可移動地安裝的軛架部件，它具有夾住固定在容器上的蓋的裝置；以及(c)一個用于在打開和關閉位置之間側向移動軛架部件的轉換裝置；(d)一個升降機，用于在閉合位置相對于接受器提升軛架部件以去掉頂蓋；(e)一個用于接受來自軛架部件的頂蓋的收集器；以及(f)一個用于將去掉的頂蓋從軛架部件轉移到收集器的卸料機。
23．如權利要求22所述的去頂蓋系統，用于與具有一個從相對側部向外延伸的凸出表面的蓋一起使用，其特征在于，夾緊裝置包括軛架，該軛架具有一個向上的凸出部分，用于與固定在容器上的一個蓋的凸出表面配合，軛架凸出部分在閉合位置位于蓋的凸出表面下部延伸。
24．如權利要求22所述的去頂蓋系統，還包括一個蓋傳感器，用于探測去掉的蓋進入到收集器中并發出信號。
25．如權利要求22所述的去頂蓋系統，還包括一個用于轉動接受器的驅動裝置，以便從容器上去掉帶螺紋的蓋。
26．如權利要求22、23、24或25所述的去頂蓋系統，其特征在于，接受器包括(a)一個位于一個剛性部件中的柔性套筒，用于包圍著容器的底部部分，套筒具有一個封閉的端部；(b)一個在剛性部件和柔性套筒之間延伸的夾緊裝置；以及(c)一個驅動裝置，用于移動夾緊裝置有力地頂住套筒，從而相對于剛性部件夾緊容器。
27．一種用于自動處理裝有試樣的多個容器的方法，至少一些容器具有一個頂蓋，每個容器上具有容器識別標記，容器被放置在一個夾持器中，該方法包括步驟(a)提供一個具有存儲器的控制器，以便保存處理指令，從而根據容器識別標記處理每個容器；(b)探測系統中存在一個夾持器并且向控制器發出存在一個夾持器的信號；(c)讀取容器識別標記并向控制器發出容器識別標記信號；(d)根據與各個容器標記相關的對應處理指令，通過自動臂有選擇地將容器運送到若干個分類位置；(e)按照下列步驟離心處理選擇的試樣(ⅰ)根據對應的處理指令，通過自動臂將容器有選擇地運送和裝入多個離心機接受器；(ⅱ)使裝入容器的接受器的重量平衡；(ⅲ)通過自動臂將重量平衡的接受器放入一個離心機中；(ⅳ)根據來自控制器的指令對多個接受器同時進行離心處理；(ⅴ)停住離心機、將離心機轉位到選定的卸料位置并根據來自控制器的信號通過自動臂從離心機中取出接受器，從而給離心機卸下負載；(f)通過自動臂將離心處理過的容器運送到一個去頂蓋裝置并去頂蓋，從而有選擇地將離心處理過的容器去頂蓋；以及(g)通過按照來自控制器的指令將選擇的容器運送到一個分析儀、用分析儀分析試樣并向控制器報告分析結果，從而有選擇地分析試樣。
28．一種用于自動處理裝有試樣的多個容器的方法，每個容器上面具有容器識別標記，容器被放置在一個夾持器中，該方法包括步驟(a)將根據容器識別標記處理每個容器的處理指令存儲在一個控制器的存儲器中；(b)自動地探測系統中存在一個夾持器并且向控制器發出存在一個夾持器的信號；(c)讀取容器識別標記并向控制器發出容器識別標記信號；以及(d)根據處理指令通過一個自動臂有選擇地將容器輸送到若干個分類位置。
29．一種用于自動處理裝有試樣的多個容器的方法，每個容器上具有容器識別標記，容器被放置在一個夾持器中，該方法包括步驟(a)將根據容器識別標記處理每個容器的處理指令存儲在一個控制器的存儲器中；(b)讀取容器識別標記并向控制器發出容器識別標記信號；以及(c)按照下列步驟離心處理選擇的試樣(ⅰ)根據來自控制器的處理指令，通過一個自動臂將容器有選擇地運送到多個離心機接受器并裝入接受器；(ⅱ)使接受器的重量平衡；(ⅲ)通過自動臂將重量平衡的接受器放入一個離心機中，該離心機帶有一個具有一個關閉位置和一個打開位置的蓋；(ⅳ)根據來自控制器的指令對多個接受器同時進行離心處理；(ⅴ)停住離心機、打開蓋、將離心機轉位到選定的卸料位置并根據來自控制器的信號通過自動臂從離心機中取出接受器，從而給離心機卸下負載。
30．如權利要求27或29所述的方法，其特征在于，平衡步驟包括(a)當每個容器裝入接受器時，監控接受器和被裝載的特定接受器的總重量；(b)從連續的負載遞增和被裝載的接受器確定每個接受器的一個負荷；以及(c)調節特定的接受器對的負荷以取得一個預定的平衡度。
全文摘要
一種用于分析實驗室的系統,能對多個試樣容器進行自動處理,包括分類。該系統包括一個中心控制器、一個工作臺(100)、一個或多個分析儀(2000)以及一個自動離心機。工作臺(100)具有自動探測器用于探測存在一個放置試樣容器(12)的夾持器(14)。工作臺(100)有一個條形碼讀取器,用于讀取容器上的條形碼。該系統具有一個輸送子系統,優選地,一個工作臺自動臂(700)和一個分析儀自動臂(2000)用于輸送試樣容器(12),移動它們到或離開工作臺(100)、分析儀(2000)和離心機(1000)。離心機裝載著裝有試樣容器(12)的接受槽(1200)。工作臺(100)可以裝有一個平衡系統(800),用于使被用的接受槽(1200)的重量平衡。工作臺(100)也可以有一個去頂蓋裝置(900),用于從試樣容器上自動去掉頂蓋。
文檔編號G01N35/00GK1223721SQ97196024
公開日1999年7月21日 申請日期1997年7月3日 優先權日1997年7月3日
發明者彭永, 馬克·格羅斯, 亨德拉·坦尼米哈德加, 呂迪格·F·勞斯科爾伯, 安德烈亞·G·佩德拉齊尼, 圣地亞哥·F·艾倫 申請人:貝克曼考爾特公司