实验室样品分配系统、实验室系统及操作方法 |
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| 申请号 | CN201280066122.X | 申请日 | 2012-11-02 | 公开(公告)号 | CN104024866A | 公开(公告)日 | 2014-09-03 |
| 申请人 | 霍夫曼-拉罗奇有限公司; | 发明人 | M.海斯; H.施耐德; | ||||
| 摘要 | 实验室样品分配系统(100)，包括：多个容器载体(1)，所述容器载体每个包括至少一个磁活性装置，优选的是至少一个永久磁体，并且适于携带含有样品的样品容器(3)；运送平面(4)，其适于携带所述多个容器载体；多个电磁 致动器 ，其固定设置在所述运送平面下方，所述电磁致动器适于通过施加磁 力 至所述容器载体来移动在所述运送平面顶部上的容器载体；以及至少一个转移装置(33)，其布置成在所述运送平面与实验室站(22)，优选为预分析、分析和/或后分析站之间转移 采样 物品，所述采样物品是容器载体、样品容器、部分样品和/或完整样品。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种实验室样品分配系统(100)，包括： |
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| 说明书全文 | 实验室样品分配系统、实验室系统及操作方法技术领域[0001] 本发明涉及一种实验室样品分配系统、实验室系统及相应的操作方法。 背景技术[0002] 实验室样品分配系统用于在实验室系统的各个不同站或标本处理仪器比如预分析站、分析站和后分析站之间分配样品或标本，例如血液样品。 [0003] US2005/0196320A1公开了一种驱动机构，其操作通过产生在表面下方的X/Y可动磁场来在表面上推进标本容器架。该可动磁场通过由X/Y可动磁性搬运车(truck)组件所携带的永久磁体产生。由每个磁体所产生的磁场与携带于每个标本运送架基部的磁性吸引的部件磁耦合。磁体与磁性吸引的部件之间的磁性粘合足够强，以便随着磁性搬运车组件在X/Y平面上移动时磁耦合的架紧跟其后。由于由X/Y可动磁性搬运车组件所引起的机械约束，难以实现多个标本运送架的独立同步运动。另外，标本容器只能以标本运送架的数量一起移动。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种实验室样品分配系统、实验室系统及操作方法，其高度灵活并提供高运送性能。 [0006] 该实验室样品或标本分配系统包括多个容器载体，例如50至500个容器载体。所述容器载体不是自带动力的。所述容器载体包括至少一个磁活性即磁性吸引的装置并且适于携带单个样品容器。此外，该系统包括二维运送平面或支撑表面，其可能是完全平坦的并且适于携带至少一部分的容器载体。多个电磁致动器例如50至5000个电磁致动器布置成静止或固定于运送平面下方。电磁致动器适于通过施加或促使磁力至容器载体即至容器载体的磁活性装置在至少两个不同的方向上于运送平面的顶部上移动容器载体。 [0007] 所述运送平面以允许沿着如由磁力所引导的方向运动的方式支撑容器载体。因此，运送平面在运动的至少那些方向上是连续的以允许容器载体的顺畅行进。为了允许载体沿着许多横向方向灵活转移，平坦的运送平面是有利的。在微观水平上，可能有利的是采用带有许多小突起的表面，以减少运送平面与容器载体的底表面之间的摩擦。 [0008] 运送平面还需要透射电磁致动器的磁场。因此，运送平面由磁透射材料制成，例如玻璃或塑料。此外，运送平面的厚度是机械稳定性与磁屏蔽之间的折衷。已经表明，具有厚度为2至10毫米的运送平面是非常适合的。 [0009] 所述磁活性装置是适于引起磁力与相应磁场相互作用的装置，其中，磁活性装置可以包括至少一个永久磁体。通过多个电磁致动器与相应的容器载体单独地进行交互，可以在提供高运送灵活性的运送平面上沿着给定的栅格独立且同时地移动多个单个的样品容器，这意味着单个容器可以相互独立地被运送至在运送平面上所需的位置。 [0010] 此外，提供了至少一个例如自动转移装置，其布置成在所述运送平面与实验室站之间例如自动地转移或移动采样物品，所述采样物品是容器载体、样品容器、部分样品和/或完整样品。术语“自动”是指通过使用控制用于所述转移所必要的装置的过程控制或控制装置来执行转移。在自动转移的情况下，对于所述转移来说不需要任何人工或手动交互。实验室站可以是通常用于实验室系统中的预分析、分析和/或后分析站。分析站或分析仪可以例如适于使用样品或部分样品来产生可测量的信号，基于其可以确定分析物的存在或浓度。 [0011] 转移装置在运送平面与实验室站之间提供接口。转移装置布置成使得置于邻近运送平面的甚至常规的实验室站可以很容易地与运送平面连接，而无需修改。转移装置可以例如包括拾取器，用于拾取容器载体或样品容器，拾取器可以沿着预定轴例如沿着垂直轴Z和沿着单一的水平轴X或Y移动。如果实验室站基于此操作架，即处理设置在置于特定位置的样品容器架中的样品或样品容器，则转移装置可以将样品容器从运送平面转移至样品容器架，反之亦然。转移装置还可以被并入作为移液器。移液器例如可以拿取包含在样品容器中的部分样品，并且将该样品转移至实验室站。 [0012] 转移装置可以被设置成与运送平面和实验室站分开，即运送平面、转移装置和实验室站可以被提供为单独的模块或装置。可替代地，转移装置可以是实验室站的一部分。 [0013] 转移装置可以提供样品容器架格式化和/或重新格式化操作。 [0014] 格式化是指转移装置将样品容器从运送平面转移至一个或多个样品容器架。重新格式化是指转移装置将样品容器从一个或多个样品容器架转移至运送平面上的容器载体。 [0015] 由于样品容器由相应单独可动的容器载体携带，所以样品容器可以在具有高度灵活的运送平面上移动。连同转移装置一起执行格式化/重新格式化操作，实验室站可以基于此操作架，具有优化的通过量。 [0017] 特定的架格式可以对应于特定的实验室站。转移装置可以适于特定的架格式。转移装置可以确定架格式，例如通过合适的传感器。在已经确定架格式之后，转移装置可以执行格式化/重新格式化操作架格式特定的，例如通过将相应数量的样品容器置于样品容器架中。 [0018] 可以输送包含在输入样品容器架中的样品容器用于进行处理，这些样品容器架通过相应装置被自动地或手动地置于邻近专用转移装置的特定位置。此转移装置可以从输入样品容器架拿取样品容器，并将其置于相应的空容器载体中，例如设置在适于存储实际上没有携带样品容器的容器载体的一个或多个缓冲区中。在处理之后，可以通过专用的转移装置将样品容器转移至相应的输出样品容器架，其中输入样品容器架的类型与输出样品容器架的类型可以不同。 [0019] 转移装置的操作、运送平面的操作以及实验室站的操作可以如下进行同步。 [0020] 一种同步操作的方法是提供运送平面、转移装置和实验室站之间的数据通信。运送平面可以将容器载体置于特定转移位置的信号发送给转移装置。结果，转移装置可以将样品容器准备用于分析的信号发送给相应的实验室站。然后，实验室站可以发送信号给转移装置来将样品容器转移至实验室站，前提是如果处理能力能达到的话。 [0021] 将样品容器从运送平面转移至实验室站的工作流程还可以由与运送平面、转移装置和实验室站数据通信的主控制装置进行控制。 [0023] 另外或可替代地，可以提供传感器来将样品容器准备用于转移例如已经到达转移位置的信号发送给转移装置。这种传感器可以是光学传感器或磁传感器，如霍尔传感器，感测在运送平面上特定转移位置的容器载体。 [0024] 另外或可替代地，可以提供一个或多个信号线来同步运送平面、转移装置和实验室站的操作。 [0025] 例如，可以通过转移装置来填充样品容器架。如果样品容器架被完全填充，则转移装置可以通过相应的信号线将这种状况的信号发送给实验室站。然后实验室站可以处理该样品容器架。 [0026] 如果容器架或样品容器包括RFID标签，则RFID读取器可以检测容器载体的存在，前提是如果容器载体进入RFID读取器的读取距离的话。 [0028] 图像处理系统、传感器和/或RFID读取器可以是转移装置的一部分。 [0029] 根据实施例，运送平面固定至转移装置，转移装置固定至实验室站。例如，这可以通过将这些物品拧在一起来实现，通过闭锁或夹紧。 [0030] 转移装置可适于沿着至少两个轴转移所述采样物品。由于高度灵活的运送平面能够在各个不同的转移位置移动容器载体，所以如果转移装置适于只沿着两个轴转移采样物品是基本足够的。例如，这些轴可能会是Z轴，其使得能够在垂直于运送平面的方向上转移，即提供高度移动；以及X轴或Y轴，其提供至和/或从实验室站的运动。 [0031] 由于灵活的运送系统，容器载体可以被传送到每个实验室站的单个转移位置中，用于将采样物品转移至实验室站。因此，转移装置可以保持简单，并且可被减少成仅沿两个轴操作。 [0032] 转移装置可适于并行地转移多个采样物品，从而提高处理性能。 [0033] 运送平面可以包括至少一个转移区，其位于邻近所述至少一个转移装置。转移区可适于在不同位置存储固定或可变数量的容器载体。转移装置可以布置成例如自动地在所述转移区的至少一个特定转移位置与所述实验室站之间转移采样物品。转移区可以为相应的实验室站提供动态的处理队列，从而能够为特定的实验室站实现灵活的负载平衡。如果大量的样品须由具有有限处理能力的相应实验室站进行处理的话，则动态处理队列可能变得更长。未处理的样品载体或样品在转移区内的位置进行排队，其中位置的数量可以是固定的或可变的。如果该数量是可变的，则转移区的大小可以响应于等待处理的容器载体的数量而动态地增加。 [0034] 转移区可以包括优先区。转移装置可以布置成例如自动地在优先区的至少一个特定优先位置与具有优先级的实验室站之间转移采样物品，即具有与常规转移位置的采样物品相比的优先级。优先区加快在实验室站之间分配的紧急样品的处理，从而与没有优先化的系统相比，显著减少紧急样品的总处理时间。 [0035] 运送平面可以包括至少一个缓冲区，其适于存储实际上没有携带样品容器的容器载体。位于缓冲区的这些空容器载体可以填充有包括要被处理的样品的样品容器。如果具有容器载体ID的空容器载体填充有具有样品容器ID的样品容器，则可以更新存储匹配的容器载体ID和样品容器ID的数据库。可以检查在ID之间的所存储的匹配，例如在分析相应的样品之前和/或如果将样品容器从运送平面移除的话。如果这些ID不匹配，其可能例如是由手动交换样品容器引起的，则可能会产生错误。这可以防止错误的分析结果。 [0036] 可以手动或自动地进行在相应容器载体中的样品容器的填充或放置，例如通过从包括要被处理的多个样品容器的样品容器架拾取样品容器的相应转移装置。可以手动地将样品容器架放置在转移装置的操作范围内。 [0037] 该系统可以包括容器载体传送器或传送带系统，其在功能上联接至运送平面，即具有运送网关以在运送平面与传送器之间转移容器载体和/或样品容器。容器载体传送器可以布置成传送未被放置在所述运送平面顶部上的容器载体。容器载体传送器可以是常规的运送系统，例如适于容器载体的长距离运送。运送平面与传送器的组合提供了其中是必要的样品灵活分配以及在长距离上的具有成本效益的迅速分配。电磁致动器可以被控制成使得旨在从运送平面转移至传送器的样品容器的速度与传送器的线速度相匹配。 [0038] 该系统可以包括至少一个RFID读取器，其中，每个容器载体包括存储独特ID的RFID标签，从而使得可以很容易地识别特定的容器载体。 [0040] 条形码读取器可以包括在所述至少一个转移装置中。 [0041] 转移装置还可以包括用于图像处理的照相机。通过使用条形码读取器和/或照相机，转移装置能够确定被提供用于转移的所述采样物品的特征并且在转移过程中使用这些特征。所述特征可以包括管类型、帽类型、流体水平、样品质量、样品颜色、样品识别等。 [0042] 转移装置可以包括拾放装置，所述拾放装置适于从所述运送平面拾取采样物品或样品容器，并且将所述采样物品或所述样品容器放置在样品容器架中。另外或可替代地，所述拾放装置可适于从样品容器架拾取采样物品或样品容器，并且将所述采样物品或样品容器放置在置于所述运送平面上的容器载体中。 [0043] 所述拾放装置可适于使所述样品容器旋转，以使得条形码读取器，例如作为转移装置的一部分，能够读取连接至所述样品容器的条形码。 [0044] 所述拾放装置可以仅在垂直方向(Z)上并且在一个水平方向(X或Y)上移动抓取器。 [0045] 所述转移装置可以包括至少一个传送器，例如以具有推送器的传送带的形式，所述传送器适于将样品容器架从拾放装置朝向实验室站移动和/或将样品容器架从实验室站朝向所述拾放装置移动。这样的配置使得可以使用仅在垂直方向(和一个水平方向)上移动的拾放装置，因为可以通过传送器来进行朝向实验室站的转移。 [0046] 转移装置可以包括适于存储样品容器架的样品容器架存储装置。样品容器架适于包括多个(例如，1至128个)样品容器。这样的样品容器架通常用在基于此操作架的实验室站中。例如可以通过相应的转移装置来手动或自动地填充样品容器架。 [0047] 所述样品容器架存储装置可以适于存储样品容器架托盘，每个样品容器架托盘适于存储多个例如2至24个样品容器架。 [0048] 所述样品容器架存储装置可以包括推送装载抽屉，所述推送装载抽屉具有打开和闭合状态，其中在所述打开状态，所述推送装载抽屉适于被填充有样品容器架和/或样品容器架托盘。在所述闭合状态，所述推送装载抽屉可适于在必要时提供样品容器架或样品容器架托盘。 [0049] 所述样品容器架存储装置可以适于以至少一个存储水平将样品容器架或样品容器架托盘存储在所述运送平面的运送平面水平下方，其中，所述样品容器架存储装置包括升降装置，所述升降装置适于将样品容器架或样品容器架托盘从所述至少一个存储水平提升至所述运送平面水平。将存储水平放低至运送平面水平下方使得可以使用运送平面下方的空间，用于存储样品容器架或样品容器架托盘。 [0050] 转移装置可以适于自动地从样品容器架存储装置移除样品容器架，顺序地或并行地拿取要从运送平面被转移的多个(对应于所述样品容器架的容量)样品容器，以及将它们插入样品容器架并且将包括所插入的样品容器的样品容器架提供给实验室站。 [0051] 因此，转移装置可以将处理过的样品容器从运送平面转移回样品容器架中。 [0052] 实验室系统包括至少一个实验室站，优选为预分析、分析和/或后分析站，以及如上所述的实验室样品分配系统。 [0053] 所述预分析、分析和/或后分析站可以包括开盖站、重盖站、标签站、等分站、离心站、存放站、移液站、分拣站、管型识别站以及样品质量确定站中的至少一个。 [0054] 实验室系统可以包括存储装置，存储匹配成对的对应于容器载体的独特ID和由容器载体携带的容器ID，从而可以在运送路径上控制和跟踪样品容器的路径。 [0055] 操作实验室系统的方法包括以下步骤：通过所述电磁致动器在所述运送平面上将容器载体从起始位置移动至目标位置；通过所述转移装置在所述目标位置与邻近所述目标位置的实验室站之间转移采样物品；以及通过所述实验室站执行预分析、分析和/或后分析功能。起始位置可以是在运送平面上的位置，其旨在用于将容器载体导入到实验室系统中。这些导入的容器载体携带包括旨在用于分析的样品的样品容器。此外，该起始位置可以是容器载体在由站服务之后被置于其上的位置。目标位置可以例如位于转移区内。换句话说，容器载体在用于目的分析所需的实验室站之间的运送平面上行进。通过转移装置，采样物品被转移到工作站。在样品容器的情况下，转移装置还可以将容器运送回运送平面上的容器载体中。为此，可以使用相同的容器载体，在样品容器位于其中之前，或者可以采用新的容器载体。 [0056] 该方法还可以包括以下步骤：手动或自动地将样品容器供给至所述实验室系统；确定为处理包含在样品容器中的样品所需的实验室站；将所述样品容器移动至所述确定的实验室站；以及通过所述确定的实验室站处理样品容器和/或样品。可以通过读取连接至样品容器的样品信息来确定为处理所需的实验室站。连接至样品容器的样品信息可以以连接至样品容器的条形码的形式被并入。 [0057] 容器载体的至少一个永久磁体可以是球形的，其中球形永久磁体的北极或南极指向运送平面。换句话说，延伸通过球形永久磁体的相反极的轴线垂直于运送平面。球形永久磁体的直径可以是大约12毫米。球形永久磁体促使优化的磁场与电磁致动器相互作用，例如与磁棒进行比较，导致在横向运动方向上更高的磁力分量。 [0058] 永久磁体与当前相邻的未被激活的电磁致动器的铁磁芯相结合引起不必要的磁保持力。该保持力阻碍容器载体的所需运动远离当前相邻的未被激活的电磁致动器朝向被激活的电磁致动器。增加永久磁体与运送平面之间的距离，即还增加永久磁体与电磁致动器之间的距离，减少了该磁保持力。不利的是，增加的距离还降低了在横向运动方向上的所需的磁运送力。因此，至少一个永久磁体的中心与容器载体的底表面(该底表面适于与运送平面接触)之间的距离可以选择在5毫米至50毫米的范围内。给定的距离范围提供了在运动方向上所需的磁运送力与不必要的磁保持力之间的最佳。 [0059] 容器载体可以包括布置在容器载体架中心的第一永久磁体和具有布置在围绕着该第一永久磁体的架中的环形形状的第二永久磁体。这种布置在引起推拉磁力方面提供了高的灵活性，特别是如果在给定时间激活一个以上的电磁致动器。所述第一和第二永久磁体可以具有相反的极性，即第一永久磁体的南极和第二永久磁体的北极可能指向运送平面，或者反之亦然。环状的第二永久磁体可以构成圆形区域，其具有的直径小于运送平面的电磁致动器的轴线之间的距离。 [0060] 容器载体可以包括存储独特ID的RFID标签。这使得能够实现样品容器ID例如条形码与相应容器载体之间的匹配。独特的载体ID可以由可选的RFID读取器读取，该RFID读取器是系统的一部分并且被放置在系统内的一个或多个特定位置。 [0061] 该RFID标签可以包括布置在容器载体架中的环状天线。此天线布置使得可以由运送平面下方的RFID读取器天线读取RFID标签。因此，运送平面本身和/或运送平面以上的区域可被设计成免于任何干扰RFID读取器天线。 [0062] 容器载体的架具有直径在约3.5厘米至4.5厘米的圆形横截面。该架的圆形横截面减小了在不同方向上移动相邻的容器载体的架碰撞的可能性。例如与二次架进行比较，这减少了相邻位置之间所要求的安全距离及在定位精度上的要求。此外，圆形架改善了容器载体的自支撑，例如防止容器载体在正常运行条件下倾斜。 [0063] 电磁致动器可以包括引导和放大磁场的铁磁芯。电磁致动器可以具有中央手指和四个外侧手指，每个手指延伸垂直于运送平面。只有中央手指可以由被致动电流所驱动的线圈包围。此布置减少了所需用于激活电磁致动器的线圈的数量，其中所述中央手指和外侧手指通过分别提供推拉力有利地相互作用，特别是如果容器载体包括布置在架中心的第一永久磁体和具有布置在围绕着该第一永久磁体的架中的环形形状的第二永久磁体。 [0064] 该系统还可以包括容器载体感测装置，其适于感测位于运送平面上的容器载体的存在和/或位置。容器载体感测装置提供置于运送平面上的容器载体的优化轨迹。 [0065] 所述容器载体感测装置可以在基于红外线(IR)的反射光栅的基础上得以实施。这些光栅可能布置在运送平面的凹部中或者可能布置在运送平面下方，其对于所采用的光至少部分透明。在后一种情况下，可以提供封闭的运送平面，其特别更易于清洗。 [0066] 电磁致动器可以成行成列地布置，形成主动运送领域的栅格或矩阵。根据实施例，这些行和列或具有第一栅格尺寸g1或具有第二栅格尺寸g2，其中g2＝2*g1。相邻行和相邻列具有不同的栅格尺寸。栅格尺寸指定在给定的行或列中的相邻或连续的电磁致动器之间的距离。换句话说，电磁致动器以栅格或矩阵的形式布置，其中所述栅格或矩阵具有表示省略的电磁致动器的空白位置。这种布置认为容器载体的对角线运动对于达到运送平面上的特定目标是没有必要的，因为基于沿着所述行和列的运动可以达到特定目标。相比于具有恒定栅格尺寸的解决方案，电磁致动器的上述布置显著减少了所需的电磁致动器的数量(例如达33％)。然而，如果需要对角线运动，则不言而喻的是，行和列可以被提供成具有恒定的栅格尺寸，例如形成在具有相同尺寸的主动运送领域中被划分的运送平面。 [0067] 运送平面可以被划分为多个子平面，每个子平面具有第一外侧面、第二外侧面、第三外侧面和第四外侧面，其中其他平面可以以平铺的方式布置来形成运送平面。这种做法因此具有提供所需形状的运送平面的能力。由于存在的实验室站或由于空间限制，这对于满足单独的实验室可能具有的需要是特别有利的。 [0068] 从子平面建立运送平面的方法可以与具有不同栅格尺寸的行的概念进行组合，以减少所需的电磁致动器的数量。可以采用子平面，其中沿着所述第一和第二外侧面，电磁致动器以第一栅格尺寸g1布置，沿着所述第三和第四外侧面，电磁致动器以第二栅格尺寸g2布置，其中g2＝2*g1。多个子平面可以以平铺的方式布置成相邻来形成运送平面，其中不同子平面的相邻外侧面具有不同的栅格尺寸。 [0069] 该系统可以包括可磁化的耦合元件，其适于提供相邻电磁致动器之间的磁耦合。由于耦合元件，被激活的电磁致动器自动地在具有逆偏振的相邻致动器中引起磁场。这自动地提供相应的拉推力，即使只有单一的电磁致动器被激活，例如通过相应的激活电流。 [0070] 容器载体的表面和运送平面的表面可以布置成减少这些表面之间的摩擦，例如通过涂覆容器载体和/或运送平面。 [0071] 该系统可以包括盖轮廓，其覆盖运送平面，特别是覆盖形成运送平面的多个子平面，覆盖平面是流体密封的。覆盖平面简化了运送平面的清洁，并且当运送平面由多个相邻子平面形成时避免了相邻子平面之间的干扰间隙。此外，盖轮廓减轻了相邻子平面之间的高度差。覆盖平面可以仅仅叠加运送平面或者可被粘合至子平面的顶表面，以稳定此布置并且防止将会减少磁力的间隔。 [0072] 用于多功能运送样品容器的方法可以通过采用包括如上所述的多个容器载体的实验室样品分配系统来实现。容器载体包括至少一个磁活性装置且适于携带样品容器。实验室样品分配系统还包括适于携带所述容器载体的运送平面、以及固定布置在所述运送平面下方的多个电磁致动器。电磁致动器适于通过将磁力施加至所述容器载体来移动在所述运送平面顶部上的容器载体。该方法包括以下步骤：激活所述电磁致动器中的至少一个以在所述至少一个被激活的电磁致动器的操作距离内将磁力施加至容器载体。激活电磁致动器是指磁场由电磁致动器产生。可以通过产生施加至围绕着铁磁芯的线圈的驱动电流来实现激活。 [0073] 可以通过设置相邻电磁致动器的连续激活之间的时间段来设置容器载体在运送平面上移动的速度。如果此持续时间设置得较短，则速度增加，反之亦然。通过动态地改变持续时间，容器载体可被加速或减慢。 [0074] 电磁致动器可以响应于所述容器载体的感测位置而被激活，以被施加有所述磁力。电磁致动器可以被激活，以使得所产生的磁场的极性取决于容器载体相对于电磁致动器的位置。这会引起取决于位置的拉推力。在容器载体正移向被激活的电磁致动器时的第一位置范围中，拉力可能会吸引容器载体朝向被激活的电磁致动器。在容器载体已经经过电磁致动器时的第二位置范围中，推力可能会推动容器载体远离现正产生具有相反极性的磁场的被激活的电磁致动器。另外，磁场强度可响应于感测位置而改变，以提供容器载体的稳定运动。电磁致动器可适于产生仅具有单一极性的磁场来简化系统。在这种情况下，被激活的电磁致动器可以在容器载体正移向被激活的电磁致动器时的第一位置范围中产生拉力。在容器载体已经经过电磁致动器时的第二位置范围中，电磁致动器可以被去激活。 [0075] 为了使第一容器载体沿着第一运送路径移动，第一组电磁致动器可以沿着第一运送路径被激活。为了独立地且至少部分地同时使第二容器载体沿着第二运送路径移动，第二组多个电磁致动器可以沿着第二运送路径被激活。术语“同时”是指在一定的时间间隔内，第一和第二容器载体都移动。所述第一或第二组电磁致动器可以沿着相应的运送路径一个接一个地被激活。可替代地，沿着相应运送路径的两个或更多个相邻的电磁致动器可以至少在部分重叠的时间内被激活。 [0076] 置于第一电磁致动器顶部上的领域上的容器载体运动至第二电磁致动器顶部上的相邻领域可以包括激活所述第一和第二电磁致动器以及第三电磁致动器，其相邻于所述第一电磁致动器并与所述第二电磁致动器相对且是以预定顺序与第一和第二电磁致动器相同的行或列的一部分。 [0077] 如果容器载体包括布置在容器载体架中心的第一永久磁体和具有布置在围绕着该第一永久磁体架中的环形形状的第二永久磁体，则该方法还可以包括以下步骤：激活所述第二电磁致动器，以使得关于具有环形形状的所述第二永久磁体所得到的拉力被产生，并且激活所述第三电磁致动器，以使得关于所述第二永久磁体所得到的推力被产生；在预定的时间间隔之后或者在容器载体的预定位置：激活所述第一电磁致动器，以使得关于所述第二永久磁体所得到的拉力被产生，并且关于所述第一永久磁体所得到的推力被产生；以及在第二预定的时间间隔之后或者在容器载体的第二预定位置：激活所述第二电磁致动器，以使得关于所述第二永久磁体所得到的拉力被产生。相邻电磁致动器之间的运动以关于三个相邻电磁致动器的三种激活模式的序列来完成。这会导致具有高定位精度的连续均匀的运动。可以基于由容器载体感测装置所提供的容器载体的感测位置来确定所述第一和第二时间间隔或所述第一和第二位置。 附图说明 [0078] 本发明的实施例示出在示意性附图中，其中 [0079] 图1示出了包括具有由多个子平面形成的运送平面的实验室样品分配系统的实验室系统， [0080] 图2示出了在图1所示的示例性子平面上的顶视图， [0081] 图3示出了图2所示的子平面的更加详细的透视侧视图， [0082] 图4示出了根据第一实施例的容器载体， [0083] 图5示出了根据第二实施例的容器载体及相应的电磁致动器， [0084] 图6示出了对于容器载体定位在未被激活的电磁致动器和被激活的相邻电磁致动器的顶部上的情况所模拟的磁通密度， [0085] 图7示出了包括在相邻电磁致动器之间提供磁耦合的可磁化耦合元件的子平面的实施例的侧视图， [0086] 图8示出了根据第一实施例的容器载体的移动及相应电磁致动器的激活顺序，[0087] 图9示出了根据第二实施例的容器载体的移动及相应电磁致动器的激活顺序，以及 [0088] 图10示出了转移装置。 具体实施方式[0089] 图1示出了实验室系统1000，其包括预分析、分析及后分析站22；例如以开盖站、重盖站、等分站、离心站、存放站、移液站、标签站、分拣站、管型识别站、分析器和探头质量确定站的形式；以及实验室样品分配系统100。图1仅示出了两个示例性的实验室站22，但不言而喻的是可以提供两个以上的实验室站。 [0090] 实验室样品分配系统100用来在不同的实验室站22之间分配包含在样品容器3内的样品或标本，例如血液样品。 [0091] 实验室样品分配系统100包括多个容器载体或单管载体1，每个都适于在运送平面4上携带相应的样品容器3。多个电磁致动器5(参见图2和3)固定布置在运送平面4的下方。每个电磁致动器5适于通过施加磁力至容器载体1来使容器载体1在相应电磁致动器5的操作距离中移动。 [0092] 该系统还包括条形码读取器31、RFID读取器32、对应于实验室站22的转移装置23以及可操作地联接至运送平面4的常规带驱动的容器载体传送器34。 [0093] 所示的运送平面4被分成四个二次子平面23，子平面23布置成彼此相邻。运送平面被可选的盖轮廓24覆盖，盖轮廓24是流体密封的并且覆盖间隙及减轻相邻子平面23之间的高度差。盖轮廓24的材料提供了低摩擦系数。盖轮廓24可以例如是玻璃板或者聚乙烯或PTFE(聚四氟乙烯)箔片。 [0094] 转移装置33适于在运送平面4与相应的实验室站22之间转移采样物品。采样物品可以是容器载体1连同相应的样品容器3一起，样品容器3包括样品、部分样品或完整样品，而没有相应样品容器3。 [0095] 每个转移装置22适于沿着至少两个轴例如沿着Z-轴和Y-轴转移所述采样物品。至少一些转移装置22可适于并行地转移多个采样物品来加快转移能力。转移装置22可以是拾放装置、具有拾取器的多轴机器人、移液器等。 [0096] 使用转移装置提供了常规的实验室装置可以用于与该运送系统相结合，而不需要重新设计现有的实验室装置或专门使它们适于该转移系统。 [0097] 为了提供处理队列，运送平面4包括位于邻近相应转移装置22的转移区27。转移区27适于以一维或二维队列存储多个例如10至20个容器载体，其中相应的转移装置33布置成在转移区27内的至少一个特定的转移位置28与相应的实验室站22之间转移采样物品，反之亦然。 [0098] 为了提供优化的处理路径用于紧急样品，每个转移区27包括优先区29。相应的转移装置33布置成在优先区29内的特定优先位置30与具有优先级的相应实验室站22之间转移所述采样物品，即在那些采样物品被放置在非优选转移位置28之前。 [0099] 为了处理实际上没有携带样品容器的容器载体，运送平面4包括缓冲区37，其适于存储实际上没有携带样品容器的容器载体3。可替代地或者另外，可以提供用于卸载的容器载体的缓冲单元，其位于邻近运送平面。缓冲单元可以具有内建的转移机构，用于将容器载体从缓冲单元转移到运送平面上，或者如上所述的转移装置可用在所述缓冲单元与运送平面之间。 [0100] RFID读取器32用于与包含在每个容器载体1中的RFID标签9相互作用(参见图5)。条形码读取器31适于读取表示样品特征的在样品容器3上的条形码(未示出)。实验室系统1000包括存储装置作为实验室系统控制装置(未示出)的一部分，存储匹配成对的对应于容器载体的独特ID和由容器载体携带的样品容器的条形码，以便在处理路径上跟踪样品容器3。 [0101] 常规的带驱动容器载体传送器34在功能上通过运送网关36联接至运送平面4，所述容器载体传送器34布置成在相应的架35中传送未被放置在运送平面4顶部上的容器载体3。 [0102] 图2示出了在图1的示例性子平面23上的示意性顶视图。该子平面具有第一外侧面20、第二外侧面21、第三外侧面18以及第四外则面19。沿着第一和第二外侧面20和21，电磁致动器5以第一栅格尺寸g1布置。沿着第三和第四外侧面18和19，电磁致动器5以第二栅格尺寸g2布置，其中，g2＝2*g1。栅格尺寸g1例如可以是20毫米。 [0103] 电磁致动器5成行成列地布置，例如16行和16列，这些行和列或具有第一栅格尺寸g1或具有第二栅格尺寸g2，其中g2＝2*g1，并且相邻行具有不同的栅格尺寸以及相邻列具有不同的栅格尺寸。如果运送平面上的位置或领域须可接近作为目标位置的话，则相应的电磁致动器设置在该目标位置下方。如果特定的领域或区域必须不可接近的话，则可以省略在该位置的电磁致动器。 [0104] 图3示出了在图2中所示的子平面23的更详细的透视侧视图。 [0105] 如图所示，每个电磁致动器5固定在载体板26上，并且包括延伸大致垂直于运送平面4的铁磁圆柱形芯5a。线圈5b围绕着铁磁圆柱形芯5a。线圈5b可以被施加有由在电触点5c上的驱动器单元(未示出)所提供的致动电流。如果由致动电流驱动，则每个电磁致动器5产生磁场。当该领域与布置在容器载体1上的永久磁体2(参见图4)相互作用时，其提供沿着运送平面4移动容器载体1的驱动力。铁磁圆柱形芯5a捆扎并且放大由线圈5b所产生的磁场。 [0106] 在最简单的形式中，每个容器载体1可暴露于由靠近相应容器载体1的单个被激活的电磁致动器5所产生的驱动力，从而拉动容器载体1朝向被激活的电磁致动器5。另外，可以叠加靠近相应容器载体1的多个电磁致动器5的推拉驱动力。 [0107] 另外，可同时激活多个电磁致动器5，以使多个不同的容器载体1沿着运送平面4上的预定路径彼此独立地移动。 [0108] 为了感测位于运送平面4上的容器载体1的存在和位置，提供了容器载体感测装置。所示的实施例包括印刷电路板25，其具有以栅格布置在顶部上的多个基于IR的反射光栅17，如图3所示。 [0109] 基于IR的反射光栅17检测置于相应光栅17顶部上的容器载体1，因为容器载体1布置成反射由光栅17发出的IR辐射。如果不存在任何容器载体的话，则没有任何反射的IR光进入相应光栅17的IR传感器。 [0110] 图4示出了根据第一实施例的容器载体1。容器载体1包括球形的永久磁体2。所述至少一个永久磁体2的中心与所述容器载体的底表面8a(所述底表面8a适于与所述运送平面4接触)之间的距离I在5毫米至50毫米的范围内，并且可以是约12毫米。 [0112] 所示的容器载体的架8具有直径在约3.5厘米至4.5厘米的圆形横截面，如果定位在由五个电磁致动器5所形成的交叉的中心则覆盖约五个电磁致动器5。在交叉的中心的电磁致动器被完全覆盖，其中四个外侧电磁致动器几乎被覆盖了一半。由于这两个载体，在相邻轨道上移动可以相互通过而不碰撞。另一方面，覆盖区足够大以提供平滑的运送，而没有太多的倾斜。因此，容器载体可以具有优化的圆形底表面8a，其半径比运送平面的栅格距离小5％至30％。 [0113] 容器载体可以包括样品容器固定装置，其可以例如以柔性扁平弹簧43的形式并入。柔性扁平弹簧43布置在容器载体3的圆柱形开口的侧壁。柔性扁平弹簧43将样品容器3安全地固定在容器载体1内，即使样品容器3具有比相应开口更小的直径。 [0114] 如果使用不同的样品容器类型，例如具有不同的形状因素，则甚至可以提供具有对应于相应样品容器类型的不同内径的特定容器载体。 [0115] 图5示出了根据第二实施例的具有不同磁体布置的容器载体1'及相应的电磁致动器5'。 [0116] 容器载体1'包括布置在所述容器载体1'的架8的中心的第一永久磁体6和具有布置在围绕着所述第一永久磁体6的所述架8中的环形形状的第二永久磁体7。永久磁体6和7具有相反的极性。中央永久磁体6的北极和环状永久磁体7的南极指向运送平面4。 [0117] 此外，容器载体1'包括存储对应于特定容器载体的独特ID的RFID标签9。RFID标签9包括环状的天线10，其布置在第一永久磁体6与第二永久磁体7之间的容器载体1'的架8中。 [0118] 相应的电磁致动器5'包括铁磁芯，其具有中央手指11和四个外侧手指12、13、14和15，每个手指延伸垂直于运送平面4，其中只有中央手指11由被致动电流Ia所驱动的线圈16包围。与图3中所示的实施例相比，此布置减少了所需用于激活电磁致动器5'的线圈的数量，其中中央手指11和外侧手指12至15通过分别提供推拉力有利地相互作用，特别是如果容器载体1'被布置成如图所示。 [0119] 图6示出了对于如图4所示的容器载体定位在未被激活的电磁致动器5_2和被激活的相邻电磁致动器5_3的顶部上的情况所模拟的磁通密度B。不同的磁通密度B由相应的阴影线表示。 [0120] 如图所示，球形的永久磁体2与未被激活的电磁致动器5_2相结合引起不必要的磁保持力F2，拉动永久磁体2朝向未被激活的电磁致动器5_2的铁磁芯，从而在所需运动的相反方向上引起不必要的力分量，并且另外增加运送平面和架的相应表面之间的摩擦。被激活的电磁致动器5_3产生力F1。 [0121] 为了减少这些不必要的效果，可以通过反向激活电磁致动器5_2来产生相对的磁场，推动容器载体，从而减少摩擦。 [0122] 可替代地或另外，可以选择永久磁体2与运送平面之间的优化距离，同样参见关于图4的说明。 [0123] 然而，相比于磁棒，在通过使用球形永久磁体2的所需运动方向上的磁力更高。磁棒在一个方向上捆扎磁场，从而使横向场密度很低。因此，需要用于横向运送的侧向力相对较低，而不必要的保持力相对较高。在球形磁体的情况下，磁场被更少捆扎，且横向场密度类似于在运送平面方向上的场密度。因此，可以产生更高的侧向力且降低不必要的保持力。 [0124] 图7示出了包括在相邻电磁致动器5之间提供磁耦合的可磁化耦合元件27的子平面的实施例的侧视图。 [0125] 如图所示，仅电磁致动器5_3通过采用驱动电流驱动相应线圈被激活，并促使磁流由耦合元件27引导且在未被激活的电磁致动器5_2和5_3的铁磁芯中延伸。结果，磁推力由与永久磁体2相互作用的电磁致动器5_2产生，减少摩擦并且在所需的方向上与由被激活的电磁致动器5_3所产生的拉力叠加。 [0126] 图8示出了根据第一实施例的容器载体1的移动及相应电磁致动器5_1至5_5的激活顺序。 [0127] 如图所示，在时间t＝0，仅电磁致动器5_2被激活，以使得其产生使容器载体1在所示方向上移动的拉力。 [0128] 在时间t＝1，容器载体1已经移动，从而使其驻留在电磁致动器5_2的顶部，其例如可以通过容器载体感测装置来感测。为了继续运动，电磁致动器5_2被去激活且电磁致动器5_3被激活，从而向前拉动容器载体1。 [0129] 在时间t＝2，容器载体1已经移动，从而使其驻留在电磁致动器5_3的顶部。为了继续运动，电磁致动器5_3被去激活且电磁致动器5_4被激活，从而向前拉动容器载体1。 [0130] 只要运动是所需的就重复上述步骤。结果，沿着运送路径的成组的多个电磁致动器5_1至5_5被顺序激活，以沿着所述第一运送路径移动容器载体1。 [0131] 由于电磁致动器5可以被独立地激活，所以可以使多个不同的容器载体1沿着不同的路径独立且同时地移动，其中，不言而喻的是碰撞必须加以避免。 [0132] 图9示出了根据第二实施例的容器载体1'的移动及相应电磁致动器5_1至5_3的激活顺序。图5更详细地示出了容器载体1'。 [0133] 在所示的实施例中，置于第一电磁致动器5_2上的容器载体1'移动至相邻的第二电磁致动器5_3包括激活第一和第二电磁致动器5_2和5_3以及第三电磁致动器5_1，其以特定的顺序和极性相邻于第一电磁致动器5_2。电磁致动器5_1至5_3是相同的行或列的一部分，并且可以被激活，产生指向容器载体1'的南极(S)或北极(N)。 [0134] 在t＝0的第一步骤中，第二电磁致动器5_3被激活，以使得关于具有环形形状的第二永久磁体7的所得到的拉力被产生，并且激活第三电磁致动器5_1，以使得关于所述第二永久磁体7所得到的推力被产生。 [0135] 在时间t＝1的容器载体1'达到第一预定位置之后，其例如可以通过容器载体感测装置来感测，第二和第三电磁致动器5_1和5_3被去激活且第一电磁致动器5_2被激活，以使得关于第二永久磁体7所得到的拉力被产生，并且关于所述第一永久磁体6所得到的推力被产生。 [0136] 在时间t＝2的容器载体1'达到第二预定位置之后，第一和第三电磁致动器5_1和5_2被去激活且第二电磁致动器5_3被激活，以使得关于第二永久磁体7的所得到的拉力被产生。 [0137] 在所示的实施例中，相邻电磁致动器5_2和5_3之间的运动以关于三个相邻电磁致动器5_1至5_3的三种激活模式的序列来完成。这会导致具有高定位精度的连续均匀的平滑运动。 [0138] 图10示出了转移装置33。转移装置33可以布置成邻近或部分地在运送平面4的顶部上(部分重叠)并且邻近实验室站22(同样参见图1)。 [0139] 转移装置33包括可以沿垂直方向(Z方向)和水平方向(X方向和/或Y方向)移动的拾放装置42。此外，转移装置33可以适于使样品容器3沿垂直轴转动。转移装置33还可以适于仅在样品容器本体上拾取或抓住样品容器3，避免拾取样品容器盖。 [0140] 拾放装置42适于从放置在运送平面4上的容器载体1拾取样品容器3，并且以格式化操作将样品容器3放置在样品容器架35中。在重新格式化操作中，拾放装置42适于从样品容器架35拾取样品容器3，并且将样品容器3放置在置于所述运送平面4上的空容器载体1中。 [0141] 转移装置33包括第一和第二传送带41，适于将样品容器架35从拾放装置42下方的格式化位置朝向实验室站22移动，并且适于将样品容器架35从实验室站22朝向所述拾放装置42之下的重新格式化位置移动。 [0142] 转移装置33包括适于将样品容器架35存储在样品容器架托盘40中的样品容器架存储装置38。 [0143] 样品容器架存储装置38包括推送装载抽屉，所述推送装载抽屉具有打开和闭合状态，其中在所述打开状态，所述推送装载抽屉适于被填充有样品容器架托盘40。 [0144] 样品容器架存储装置38适于以三个不同的存储水平将样品容器架托盘40存储在所述运送平面4的运送平面水平下方。 [0145] 样品容器架存储装置38包括升降装置39，所述升降装置39适于将样品容器架35从所述存储水平之一提升至所述运送平面水平。 [0146] 在闭合状态，所述推送装载抽屉适于将样品容器架托盘供给至升降装置39，其中升降装置39从样品容器架托盘依次地移除样品容器架35，并且将样品容器架35依次地提升至运送平面水平。 [0147] 结果，转移装置33适于从样品容器架存储装置38移除样品容器架35，(依次地)拿取要从运送平面4被转移的多个样品容器3以及将它们插入样品容器架35。在所述样品容器架35被填充之后，包括所述插入的样品容器的样品容器架35通过第一传送带41被转移至实验室站22。 [0148] 在被处理之后，该实验室站输出样品容器架35。然后，样品容器架35通过第二传送带41被转移至拾放装置42。 [0149] 最后，拾放装置42将样品容器3转移回到置于在运送平面4顶部上的拾放装置42之下的相应容器载体1中。 |
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