样本分配系统的模块、样本分配系统、和自动化系统 |
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| 申请号 | CN201511028063.9 | 申请日 | 2015-10-08 | 公开(公告)号 | CN105600468A | 公开(公告)日 | 2016-05-25 |
| 申请人 | 霍夫曼-拉罗奇有限公司; | 发明人 | M·马利诺夫斯基; H·沃尔兹; C·里瑟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于实验室样本分配系统的模 块 ，并且涉及一种包括所述模块的实验室样本分配系统，以及一种包括所述实验室样本分配系统的实验室自动化系统。提供了 磁性 耦合增强器件，以便于增加相邻模块之间的磁性耦合。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种模块(105，105a)，用于实验室样本分配系统(100)，所述模块包括： |
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| 说明书全文 | 样本分配系统的模块、样本分配系统、和自动化系统技术领域[0001] 本发明涉及一种用于实验室样本分配系统的模块，并且涉及一种包括所述模块的实验室样本分配系统，以及一种包括所述实验室样本分配系统的实验室自动化系统。 背景技术[0002] 已知的实验室样本分配系统通常用于实验室自动化系统，以便于在不同的实验室站点之间分配或输送容纳在样本容器中的样本。 [0003] 典型的实验室样本分配系统在文献WO 2013/064656 A1中示出。这种实验室样本分配系统提供了较高的处理能力(throughput)和可靠的操作。 [0004] 已经发现，这种实验室样本分配系统可以由多个模块组装，其中这些模块可被放置在一起，以便于得到所产生的实验室样本分配系统的输送平面的希望的形状和尺寸。 发明内容[0005] 本发明的目的在于，提供一种用于实验室样本分配系统的模块，这些模块之间的磁性耦合被改进。本发明的另一目的在于，提供一种包括所述模块的实验室样本分配系统，并且本发明的又一目的在于，提供一种包括所述实验室样本分配系统的实验室自动化系统。 [0007] 本发明涉及一种用于实验室样本分配系统的模块。所述模块包括适于支撑样本容器承载件的输送平面。每个样本容器承载件包括至少一个磁性有源装置(magnetically active device)。应当注意，输送平面也可以以输送表面表示。还应当注意，也可以说成是输送平面或输送表面携带所述样本容器承载件。 [0008] 所述模块还包括多个电磁致动器，其固定设置于所述输送平面下方。所述电磁致动器适于通过向样本容器承载件施加磁性力而在输送平面的顶部移动所述样本容器承载件。每个电磁致动器包括铁磁芯，其中相邻的铁磁芯通过相应的磁性耦合元件彼此磁性耦合。 [0009] 所述磁性耦合元件具体为杆(bars)或其它形状的由磁性、尤其是铁磁性材料制成的元件。所述磁性耦合元件增加了铁磁芯之间的磁性耦合，并因此增加了用于驱动所述样本容器承载件的磁场强度。因此，所述磁性耦合元件增加了模块的能效。 [0010] 所述模块还包括用于增加至相邻模块的铁磁芯和相邻模块的铁磁芯之间的磁性耦合的磁性耦合增强器件(magnetic coupling enhancement means)。所述磁性耦合增强器件可以按照下述方式执行。 [0011] 所述磁性耦合增强器件可包括多个磁性耦合突出部(magnetic coupling protrusions)，每个磁性耦合突出部位于模块的外部边缘和邻近所述外部边缘设置的电磁致动器的对应铁磁芯之间。所述模块的外部边缘是限定至另一模块的边界线的边缘。典型地，所述外部边缘由相应的模块的输送平面的边界线确定。典型地，所述模块具有形成为矩形形状的四个外部边缘。所述磁性耦合突出部增加了至相邻模块的磁性耦合，因为其通常朝向相邻的模块。当邻近的模块具有一对应的突出部使得两个突出部之间的距离减小时，磁性耦合被增强。 [0012] 所述磁性耦合增强器件或磁性耦合突出部是磁性耦合元件的一部分(或属于磁性耦合元件)。 [0013] 所述磁性耦合增强器件可包括多个接触表面，接触表面位于邻近所述模块的外部边缘定位的电磁致动器的铁磁芯处，或位于邻近所述模块的外部边缘定位的电磁致动器的相应的磁性耦合元件处，或位于相应的磁性耦合突出部处。所述接触表面适于被对应数量的磁性耦合杆接触。该实施例允许通过在接触表面之间放置磁性杆来提供增强的磁性耦合。通过该实施例，可以无间隙地耦合邻近相邻模块的外部边缘设置的铁磁芯。在该种情况下，杆的数量等于每个模块的接触表面的数量。可选地，也可以是，单个杆沿模块的外部边缘延伸并因此接触多个接触表面。 [0014] 所述磁性耦合增强器件或接触表面是磁性耦合元件的一部分(或属于磁性耦合元件)。 [0015] 根据一实施例，每个磁性耦合突出部包括一磁性耦合表面，所述磁性耦合表面位于模块的外部边缘并且面向模块的周围，其中所述磁性耦合表面设置成磁性耦合于一相邻模块的另一磁性耦合表面。换言之，当两个模块被放置于一起时，两个磁性耦合表面被彼此邻近地定位并且面向彼此，使得所述表面之间的间隙减小。这可通过垂直于模块的外部边缘的磁性耦合突出部的设置，以及通过平行于所述外部边缘的磁性耦合表面的设置而实现。这导致特别高的磁性耦合。 [0016] 根据一实施例，每个磁性耦合表面具有的横截面面积大于磁性耦合元件的横截面面积。尤其地，所述磁性耦合表面具有的横截面面积至少两倍于所述磁性耦合元件的横截面面积。增加所述磁性耦合表面的横截面面积可以增加不同模块的铁磁芯之间的磁性耦合。相对于磁性耦合元件的横截面面积增大磁性耦合表面是考虑到不同模块的铁磁芯之间的磁性耦合通常因磁性耦合表面之间的间隙而减小。增加磁性耦合表面的面积至少部分补偿了这种影响。 [0017] 根据一实施例，在模块上以格子的方式(in a chequered manner)限定了多个位置。每个电磁致动器位于一个所述位置，使得在所述位置的每个第二条线中，每个第二位置被留空(left blank)。电磁致动器的该种设置被证实对于实验室样本分配系统的通常应用是合适的。例如，在每个位置在其中存在有电磁致动器的线可被用作样本容器承载件在其上移动的路径。具有更少的电磁致动器的相邻线提供了路径之间的一定距离。 [0018] 根据一实施例，所述模块具有形成一矩形形状的四个外部边缘。电磁致动器位于沿四个边缘中的彼此垂直的两个边缘的每个位置。此外，电磁致动器位于沿四个边缘的另两个边缘的每个第二位置。该实施例允许理论上不受限地串联模块以形成实验室样本分配系统。如果模块被串联，使得邻近在每个位置具有电磁致动器的一外部边缘的一线连接位于在每个第二位置具有电磁致动器的相邻模块上的一线，形成于延伸经过所有模块的整个共用输送平面上方的电磁致动器的形式不受两个模块之间的边界的干扰。 [0019] 根据一实施例，所述铁磁芯、这些铁磁芯之间的磁性耦合元件以及未留空(having no blanks)的位置中的每条线或某些线的磁性耦合增强器件形成为单个的铁磁性杆。这样可以大大简化所述模块的组装。 [0020] 根据一实施例，所述模块包括第一组铁磁性杆和第二组铁磁性杆。所述第一组铁磁性杆彼此平行地设置并且所述第二组铁磁性杆彼此平行地设置。所述第一组铁磁性杆垂直于第二组铁磁性杆。当所述杆在模块组装期间被适当地放置时，铁磁芯、磁性耦合元件以及磁性耦合增强器件通过所述杆形成。 [0021] 根据一实施例，所述铁磁性杆每个具有凹部(recesses)，其设置成使得第一组铁磁性杆的凹部与第二组铁磁性杆的凹部互补。所述铁磁性杆被设置成使得对应的互补的凹部彼此邻接。这允许模块组装的大大简化。通常，在一凹部处彼此邻接的两个杆中的一个杆具有一向上延伸的铁磁芯。 [0022] 根据一实施例，所述铁磁性杆每个由变压器板(transformer sheet)形成或者由一组彼此电绝缘的平行的变压器板形成。该种构造被证实对于通常的应用是有效的。尤其是，可以利用廉价、且磁性合适的材料。利用多个彼此电绝缘的变压器板尤其可以减少板中的涡电流。因此，可以减少寄生电阻以及相应的热量产生。 [0023] 根据一实施例，磁性耦合突出部由铁板形成。它们也可以由变压器板形成。已经证明这对于通常的应用是合适的。 [0024] 根据一实施例，所述铁磁芯、所述磁性耦合元件、所述磁性耦合增强器件、所述铁磁性杆、和/或所述变压器板由磁性高渗透性材料(magnetically high permeable material)形成。已经证实这对于通常的应用是有用的，因为磁场的耦合被显著增强。这增加了模块的能效并因此增加了实验室样本分配系统的能效。 [0025] 本发明还涉及一种实验室样本分配系统。所述实验室样本分配系统可以按照如下方式实施。 [0026] 所述实验室样本分配系统可以包括多个适于承载一个或多个样本容器的样本容器承载件。每个样本容器承载件包括至少一个磁性有源装置。 [0027] 所述实验室样本分配系统包括根据本发明的如上文描述的多个模块。应当注意，上面描述的所有变形以及实施例可用于实验室样本分配系统，只要存在磁性耦合突出部。已经讨论的优点相应地适用。 [0028] 所述模块彼此邻近地设置，使得相邻模块的磁性耦合突出部面向彼此，并且所述模块的输送平面形成适于支撑所述样本容器承载件的一共用输送平面。这允许通过使用适当数量的模块容易且有效地缩放所述实验室样本分配系统，所述模块以特定方式设置以便类似于共用输送平面的期望的(intended)形状。 [0029] 所述实验室样本分配系统还包括一控制装置，其被配置为通过驱动所述模块的电磁致动器来控制样本容器承载件在共用输送平面的顶部的运动，使得样本容器承载件沿对应的输送路径移动。这允许对样本容器承载件的中央控制，使得它们执行特定的输送任务，例如将容纳有血液样本或其它医疗样本的样本容器分配或输送至实验室站点或从实验室站点分配或输送。 [0030] 所述控制装置适于控制样本容器承载件在共用输送平面上在两个方向上的运动。这允许更高的灵活性。 [0031] 通过上文描述的实验室样本分配系统，包括多个模块的实验室样本分配系统的能效可被显著提高，因为相邻模块之间的磁性耦合被增强，如上文参照模块所描述的。 [0032] 下面，描述了实施实验室样本分配系统的第二种方式。它基于具有接触表面的模块。 [0033] 所述实验室样本分配系统包括多个磁性耦合杆，其被定位和固定在相应的不同模块的两个相邻的接触表面之间。这增加了相邻模块之间的磁性耦合，以增加实验室样本分配系统的能效。通常，杆的数量等于每个模块的接触表面的数量。可选地，也可以，单个杆沿模块的外部边缘延伸并且因此接触多个接触表面。 [0034] 所述杆提供了相应的相邻模块之间的增强的耦合。所述杆可被一个接一个地互换，并且它们在已有的实验室样本分配系统中可被改进以提高能效。 [0035] 根据一实施例，所述实验室样本分配系统包括一保持框架，其中所述保持框架从模块的底部侧保持所述多个模块。所述模块的底部侧与共用输送平面相对。所述多个磁性耦合杆通过多个从保持框架延伸至杆的弹簧、尤其是卷簧可拆卸地固定。所述接触表面位于邻近所述模块的外部边缘定位的电磁致动器的铁磁芯的底部侧，或者位于邻近所述模块的外部边缘定位的电磁致动器的相应的磁性耦合元件的底部侧，或位于相应的磁性耦合突出部的底部侧。这允许在模块中的一个应当被替换的情况下简单地拆卸和连接所述磁性耦合杆。 [0036] 根据一实施例，每个磁性耦合杆具有矩形的横截面。所述接触表面可以平行于所述共用输送平面并且如上文提及的那样位于底部侧。随后所述杆可以容易地从所述底部至所述接触表面提供。 [0037] 本发明还涉及一种实验室自动化系统，包括多个预分析、分析、和/或后分析(实验室)站点(stations)，以及如上文所描述的适于在这些站点之间分配或输送所述样本容器承载件和/或样本容器的实验室样本分配系统。这些站点可以邻近所述实验室样本分配系统设置。 [0038] 预分析站点适于执行样本、样本容器和/或样本容器承载件的各种预处理。 [0040] 后分析站点适于执行样本、样本容器和/或样本容器承载件的各种后续处理。 [0041] 所述预分析、分析和/或后分析站点可包括开盖站点、重新封盖站点、等分试样站点、离心站点、存档站点、移液站点、分选站点、管类型识别站点、样本质量测定站点、添加缓冲站点、液位检测站点以及密封/开封站点中的至少一个。附图说明 [0042] 本发明将参照示意性描述本发明实施例的附图详细描述。具体地： [0043] 图1示出了根据第一实施例的用于实验室样本分配系统的模块的一部分，[0044] 图2a示出了用于图1中结构的铁磁性杆， [0045] 图2b示出了用于图1中结构的另一铁磁性杆， [0046] 图3示出了根据第二实施例的用于实验室样本分配系统的模块的一部分，[0047] 图4示出了采用图1中结构的用于实验室样本分配系统的模块， [0048] 图5示出了包括具有两个图4中示出的模块的实验室样本分配系统的实验室自动化系统， [0049] 图6更加详细地示出了图5中的实验室自动化系统的一部分， [0050] 图7示出了包括具有两个模块的实验室样本分配系统的实验室自动化系统的一部分，其中两个模块中的一个在图3中部分示出。 具体实施方式[0051] 图1示出了根据第一实施例的用于实验室样本分配系统的模块的一部分。应当注意，所述模块的典型部件例如输送平面或支撑结构在图1中未示出。 [0052] 多个包括电磁线圈的电磁致动器120被设置在结构中，使得以格子的方式限定一位置区域，其中在位置的每个第二条线中，每个第二位置留空。 [0053] 每个电磁致动器120包括一铁磁芯125。所述铁磁芯125增加了由电磁致动器120的相应的电磁线圈产生的磁性区域。 [0054] 在相邻的电磁致动器120的铁磁芯125之间，设置一单独的磁性耦合元件126。所述磁性耦合元件126增加了相应的对铁磁芯125之间的磁性耦合。 [0055] 所述电磁致动器120适于驱动位于输送平面(未示出)上的样本容器承载件，输送平面通常定位于电磁致动器120上方。通过磁性耦合元件126，可提高模块的能效，因为相邻的电磁致动器120的相应的芯125是磁性耦合的。 [0056] 沿图1中从前侧向后侧延伸的直线设置的铁磁芯125以及磁性耦合元件126体现为相应的第一铁磁性杆10。相应地，沿垂直于上述方向的直线，也就是说沿从图1中的左侧向右侧的直线设置的铁磁芯125以及磁性耦合元件126，除了已经属于第一铁磁性杆10的铁磁芯125以外，体现为相应的第二铁磁性杆20。 [0057] 铁磁性杆10、20每个具体由多个彼此电绝缘的变压器板形成。通过该种构造，可避免涡电流。 [0058] 铁磁芯125和磁性耦合件126作为相应的铁磁性杆10、20的实施例提供了良好的磁性耦合，因为在一个模块中的芯125和磁性耦合件126之间没有间隙并且甚至没有材料接头。 [0059] 如果图1中示出的模块的部分与另一模块的相同部分串联，则将保持相邻模块的芯125之间的相应的间隙。由于该原因，铁磁性杆10、20每个包括一接触表面127作为磁性耦合增强器件。所述接触表面127位于铁磁性杆10、20的相应的下侧或底侧。它们可被采用以用于邻接磁性耦合杆，以增加相邻模块的磁性耦合。下面将参照附图5进一步解释这是如何实现的。 [0060] 图2a示出了第一铁磁性杆10的示意性截面视图。图2b示出了第二铁磁性杆20的示意性截面视图。注意到，图2a和图2b仅描述了相应的铁磁性杆10、20的部分，其中如图1中示出的铁磁性杆10、20是相当长的。 [0061] 如图2a示出的第一铁磁性杆10具有向上延伸的铁磁性125，其中铁磁芯125具有一固定距离，每两对芯125之间的该距离相等。在每两个芯125之间，设置有一个磁性耦合元件126。 [0062] 在每个第二芯125下方，形成有一凹部15。凹部15设置在第一铁磁性杆10的下侧。 [0063] 第二铁磁性杆20也具有铁磁芯125，但是，其设置为图2a中示出的第一铁磁性杆10的铁磁芯125的距离的两倍。第二铁磁性杆20反而具有形成于每个第二位置的上侧的凹部25，在第二位置第一铁磁性杆10具有芯125。第二铁磁性杆20的凹部25与第一铁磁性杆10的对应的凹部15相互作用，使得第一铁磁性杆10和第二铁磁性杆20如图1中设置。尤其是，它们可被如此设置，使得多个第一铁磁性杆10彼此平行设置，多个第二铁磁性杆20彼此平行设置，以及第一铁磁性杆10与第二铁磁性杆20垂直设置。 [0064] 凹部15、25允许如图1所述的简单的组装结构。 [0065] 图3示出了根据第二实施例的用于实验室样本分配系统的模块的一部分。该构造类似于如图1所示的根据第一实施例的构造。出于该原因，下面仅讨论不同之处。关于其它术语和特征，参照上面给出的图1的描述。 [0066] 与图1相比，铁磁性杆10、20每个包括一位于一铁磁芯125和作为磁性耦合增强器件的模块的外部边缘160、170、180、190(如用虚线示出的)之间的磁性耦合突出部128。模块的外部边缘160、170、180、190是确定与另一模块的边界线的边缘。所述外部边缘160、170、180、190由相应的模块的输送平面(未示出)的边界线确定。磁性耦合突出部128与芯125之间的磁性耦合件126设置成一直线。磁性耦合突出部128提供了相邻模块的铁磁芯125的增强的耦合。 [0067] 每个磁性耦合突出部128包括一位于模块的外部边缘160、170、180、190且面向模块周围的磁性耦合表面129。磁性耦合表面129尤其可以面向相邻模块的另一磁性耦合表面，使得磁性耦合表面129之间的距离减小。因此，磁性耦合表面129之间的间隙缩小。相邻模块之间的磁性耦合因此增强。 [0068] 通过图3中示出的第二实施例，在不需要附加的磁性耦合杆的情况下磁性耦合可被增强。 [0069] 图4示出了用于实验室样本分配系统的模块105，模块105包括一输送平面110，样本容器承载件适于在输送平面110上移动。此外，多个磁性传感器130分布于输送平面110。这些磁性传感器130可被采用以感知样本容器承载件的相应的位置。 [0070] 在输送平面110下方，设置有如图1所示的部件。典型地，设置有多个具有相应的铁磁芯125的电磁致动器120。在铁磁芯125之间，设置有相应的磁性耦合元件126。杆10、20由模块105的支撑结构250支撑。模块105利用支撑结构250的下侧或底侧保持在实验室样本分配系统的保持框架300的立柱310上。支撑结构的底侧与输送平面110相对。 [0071] 图5示出了实验室自动化系统，包括一第一实验室站点6、一第二实验室站点7和一实验室样本分配系统100。实验室站点6、7是通常存在于实验室自动化系统中的多个实验室站点的示例。它们例如可以是适于执行如样本分析、样本分离或类似操作的预分析、分析和/或后分析站点。 [0072] 实验室样本分配系统100包括一第一模块105和一第二模块150a。第一模块105的一外部边缘190接触第二模块的一外部边缘170a。第一模块105和第二模块105a串联，使得它们形成一共同的输送平面。该共同的输送平面由第一模块105的输送平面110和第二模块105a的输送平面110a形成。第一模块105和第二模块105a利用它们的支撑结构250、250a的底侧保持在实验室样本分配系统100的保持框架300的立柱310上。 [0073] 关于模块105、105a的进一步的细节，参照图4以及上面给出的相应描述。 [0074] 为了提高不同模块105、105a的铁磁芯125、125a之间的耦合，磁性耦合杆30被定位于不同模块105、105a的相应的铁磁性杆20、20a之间。所述每个具有矩形的横截面的磁性耦合杆30由磁性高度可渗透材料形成，以提供有效的耦合。每个磁性耦合杆30邻接不同模块105、105a的两个磁性耦合表面127、127a。因此，在相邻的磁性杆20、20a之间没有残余间隙。 该设置在图6中进一步详细示出，其中描述了图5中的被环绕部分VI。 [0075] 该测量导致不同模块105、105a的芯125、125a之间的磁性耦合与由磁性耦合件126连接的模块105的相邻的芯125之间的磁性耦合大致相同。 [0076] 磁性耦合杆30由多个弹簧200可拆卸地固定在从保持框架300到接触表面127、127a之间的立柱310上。这允许在模块105、105a中的一个应当被替换时简单地拆卸和连接所述磁性耦合杆30。 [0077] 应当理解，典型的实验室样本分配系统100包括多于两个的模块105、105a。多个模块105、105a之间的磁性耦合可被增强，正如参照两个模块105、105a描述的那样。 [0078] 实验室样本分配系统100还包括一个样本容器承载件140，其中样本容器承载件140承载样本容器145。所述样本容器承载件140具有永久磁铁形式的磁性有源装置，其在图 5中未示出。所述样本容器承载件140适于在共同的输送平面上移动。所述样本容器145具体为由透明塑料材料制成的管，其具有位于顶部侧的开口并且适于携带血液样本或其它医疗样本。通过该样本容器承载件140，样本容器145可以在实验室站点6、7和其它设备间分配。 [0079] 应当注意，典型的实验室样本分配系统100包括多于一个的样本容器承载件140。图5中示出的样本容器承载件140仅仅是作为示例性的说明。 [0080] 实验室样本分配系统100还包括一控制单元150，其适于驱动所述电磁致动器120、120a，使得样本容器承载件140在相应的输送路径上在共同的输送平面上方移动。 [0081] 图7详细示出了实验室自动化系统的一部分，其包括具有两个模块105、105a的实验室样本分配系统，其中模块105、105a的类型在图3中部分示出。关于模块105、105a的进一步的细节，参照图3以及上面给出的相应描述。图7的构造类似于根据图6示出的第一实施例的构造。出于该原因，下面仅讨论不同之处。关于其它术语和特征，参照上面给出的图6的描述。 [0082] 与图6相比，铁磁性杆20、20a每个包括一磁性耦合突出部128、128a。每个磁性耦合突出部128、128a包括一磁性耦合表面129、129a，磁性耦合表面面向另一磁性耦合表面，使得磁性耦合表面129之间的距离减小。因此，磁性耦合表面129之间的间隙减小。相邻模块105、105a之间的磁性耦合因此增强。 [0083] 通过图7中示出的第二实施例，在不需要附加的磁性耦合杆的情况下，磁性耦合可被增强。然而，可以如图5和6以及上面描述的那样提供磁性耦合杆。此外，每个磁性耦合表面可具有大于磁性耦合件126的截面面积的截面面积。 |
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