建立和/或維持機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法與流程
本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2013年03月26日，申請(qǐng)?zhí)枮?01380028336.2，發(fā)明名稱為“建立和/或維持機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2012年3月29日提交的題為“systemandmethodforestablishingand/ormaintainingproperalignmentofarobotictransfermechanism(用于建立和/或維持機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法)”的第61/617,440號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的權(quán)益，其被并入本文。
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于建立和/或維持機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法。更具體地，本系統(tǒng)涉及用于自動(dòng)化微生物檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的標(biāo)本容器(例如，培養(yǎng)瓶)的精確裝載、轉(zhuǎn)移和/或卸載的機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)或方法。
發(fā)明背景
生物流體中的致病微生物的檢測(cè)應(yīng)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，特別在敗血癥的情況下，對(duì)于敗血癥，盡管廣泛范圍的抗生素對(duì)于醫(yī)生是可利用的，但死亡率依然高。通常利用血培養(yǎng)瓶確定患者的體液(特別是血液)中生物活性劑(比如微生物)的存在。少量的血液被穿過(guò)封閉的橡膠隔片注射到包含培養(yǎng)基的無(wú)菌瓶中，并且該瓶然后在37℃培育并且用于微生物生長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)。
檢測(cè)生物樣品中微生物的生長(zhǎng)的儀器當(dāng)前存在于市場(chǎng)上。一種此類儀器是本代理方biomérieux公司的
完全自動(dòng)化的微生物檢測(cè)系統(tǒng)在本領(lǐng)域中也是已知的，例如見(jiàn)u.s.2011/0124028，其內(nèi)容通過(guò)引用特此被并入。其中公開(kāi)的完全自動(dòng)化的微生物檢測(cè)系統(tǒng)可以包括以下特征的一種或更多種：(1)殼體，其封閉內(nèi)部室(例如，培育室)；(2)自動(dòng)化的裝載機(jī)構(gòu)，其用于把一個(gè)或更多個(gè)容器裝載到系統(tǒng)的內(nèi)部室中；(3)自動(dòng)化的容器管理機(jī)構(gòu)或者定位裝置，其用于在系統(tǒng)內(nèi)的各種工作流站之間移動(dòng)或定位容器；(4)自動(dòng)化的轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，其用于容器在系統(tǒng)內(nèi)的轉(zhuǎn)移；(5)一個(gè)或更多個(gè)容器保持結(jié)構(gòu)，其用于保持多個(gè)標(biāo)本容器，其可選擇地設(shè)置有攪動(dòng)組件；(6)檢測(cè)單元，其用于微生物生長(zhǎng)的檢測(cè)；和/或(7)用于將標(biāo)本容器從系統(tǒng)自動(dòng)化卸載的機(jī)構(gòu)。
發(fā)明概述
然而，如技術(shù)人員可理解的，仍然需要開(kāi)發(fā)用于建立和/或維持這些自動(dòng)化機(jī)構(gòu)中的一種或更多種的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的系統(tǒng)、裝置和方法，所述這些自動(dòng)化機(jī)構(gòu)為比如用于標(biāo)本容器(例如，培養(yǎng)瓶)在自動(dòng)化微生物檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的精確裝載、轉(zhuǎn)移和/或卸載的自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)。
公開(kāi)的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)和對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)包括完全自動(dòng)化的微生物檢測(cè)系統(tǒng)，其是可操作的以檢測(cè)包含對(duì)于微生物劑存在為陽(yáng)性的測(cè)試樣品(例如，生物樣品)的標(biāo)本容器內(nèi)的生長(zhǎng)。本公開(kāi)的系統(tǒng)和方法具有以下潛力：(a)減少實(shí)驗(yàn)室勞動(dòng)力和使用者錯(cuò)誤；(b)改進(jìn)樣品跟蹤、可追蹤性和信息管理；(c)與實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)的接口連接；(d)改進(jìn)工作流和人類工程學(xué)；(e)傳遞臨床相關(guān)信息；(f)使結(jié)果更快。本文公開(kāi)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法通過(guò)改進(jìn)機(jī)器人對(duì)準(zhǔn)來(lái)改進(jìn)系統(tǒng)可靠性，并且允許標(biāo)本容器(例如，培養(yǎng)瓶)在自動(dòng)化微生物檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的準(zhǔn)確或者精確裝載、轉(zhuǎn)移和/或卸載。
以下將在下面的詳細(xì)描述中解釋超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的很多另外的優(yōu)勢(shì)和好處。
在一方面，本發(fā)明涉及用于建立和/或維持自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)中的自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于用于保持一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)本容器的保持結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，包括：(a)自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)，其用于處理標(biāo)本容器，所述自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)具有封閉內(nèi)部室的殼體；(b)保持結(jié)構(gòu)，其在所述內(nèi)部室內(nèi)，所述保持結(jié)構(gòu)具有一個(gè)或更多個(gè)保持凹進(jìn)部(holdingwell)，以用于保持單個(gè)標(biāo)本容器，其中所述保持結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)(fiducial)；(c)自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，其用于所述標(biāo)本容器在所述內(nèi)部室內(nèi)的自動(dòng)化轉(zhuǎn)移，所述自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)還包括夾緊機(jī)構(gòu)和激光對(duì)準(zhǔn)裝置，所述激光對(duì)準(zhǔn)裝置是可操作的以檢測(cè)所述一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并且從而確定所述自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述保持結(jié)構(gòu)的原始位置(homeposition)；以及(d)控制器，其用于確定所述一個(gè)或更多個(gè)保持凹進(jìn)部相對(duì)于所述自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述保持結(jié)構(gòu)的原始位置的x位置和y位置。在其他實(shí)施方案中，激光對(duì)準(zhǔn)裝置可以用來(lái)使機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于與該機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)對(duì)接的其他機(jī)構(gòu)或裝置(比如，分度器、容器拾取站、廢物槽、容器返回口或槽)定位和對(duì)準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，激光對(duì)準(zhǔn)裝置附接至可調(diào)整塊，所述可調(diào)整塊具有一對(duì)槽和一對(duì)螺釘，所述一對(duì)槽和所述一對(duì)螺釘是可操作的以用于相對(duì)于所述自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)調(diào)整所述激光對(duì)準(zhǔn)裝置。
在一個(gè)實(shí)施方案中，激光對(duì)準(zhǔn)裝置還包括對(duì)準(zhǔn)工具，所述對(duì)準(zhǔn)工具包括基準(zhǔn)點(diǎn)，所述對(duì)準(zhǔn)工具的所述基準(zhǔn)點(diǎn)是可操作的以建立所述激光對(duì)準(zhǔn)裝置相對(duì)于所述自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，激光對(duì)準(zhǔn)裝置還包括第一調(diào)整機(jī)構(gòu)，以用于所述激光對(duì)準(zhǔn)裝置相對(duì)于所述對(duì)準(zhǔn)工具的所述基準(zhǔn)點(diǎn)的調(diào)整。
在一個(gè)實(shí)施方案中，激光對(duì)準(zhǔn)裝置還包括第二調(diào)整機(jī)構(gòu)，以用于所述激光對(duì)準(zhǔn)裝置相對(duì)于所述對(duì)準(zhǔn)工具的所述基準(zhǔn)點(diǎn)的調(diào)整。
在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)工具還包括可移除的定位件，所述可移除的定位件包括水平的指示線和豎直的指示線，所述水平的指示線和豎直的指示線是可操作的以在x軸和y軸上建立所述夾緊機(jī)構(gòu)相對(duì)于容器拾取站的對(duì)準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，單個(gè)保持凹進(jìn)部還包括導(dǎo)入斜面，以將單個(gè)標(biāo)本容器引導(dǎo)到所述保持凹進(jìn)部中，并且從而校正當(dāng)所述標(biāo)本容器被裝載到所述保持凹進(jìn)部中時(shí)所述標(biāo)本容器的任何未對(duì)準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，導(dǎo)入斜面包括多個(gè)成角度的導(dǎo)入節(jié)點(diǎn)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，導(dǎo)入斜面包括連續(xù)的錐形導(dǎo)入斜面。
在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)還包括帶張緊裝置，所述帶張緊裝置是可操作的以向一個(gè)或更多個(gè)同步帶提供張力。
在一個(gè)實(shí)施方案中，帶張緊裝置是壓縮彈簧。
在一個(gè)實(shí)施方案中，帶張緊裝置還包括壓縮機(jī)構(gòu)，所述壓縮機(jī)構(gòu)包括一個(gè)或更多個(gè)盤形墊圈，其中所述盤形墊圈串接地、平行地或者以其組合布置。
在一個(gè)實(shí)施方案中，夾緊機(jī)構(gòu)包括2至6個(gè)夾緊指狀物，所述夾緊指狀物是可操作的以牢固地夾緊和/或保持所述標(biāo)本容器。
在一個(gè)實(shí)施方案中，夾緊指狀物還包括2個(gè)可相對(duì)的半圓形形狀的夾緊指狀物，其中所述半圓形形狀的夾緊指狀物界定夾持腔，所述夾持腔是可操作的以牢固地夾緊和/或保持所述標(biāo)本容器。
在一個(gè)實(shí)施方案中，半圓形形狀的夾緊指狀物還包括可相對(duì)的一對(duì)成角度的對(duì)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，所述可相對(duì)的一對(duì)成角度的對(duì)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)是可操作的以使所述標(biāo)本容器在所述夾持腔內(nèi)居中。
在一個(gè)實(shí)施方案中，夾緊指狀物還包括彈性體夾緊襯墊，所述彈性體夾緊襯墊是可操作的以牢固地保持所述標(biāo)本容器。
在一個(gè)實(shí)施方案中，激光對(duì)準(zhǔn)裝置是可調(diào)整的，并且可以被調(diào)整以使激光對(duì)準(zhǔn)裝置相對(duì)于機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)。激光對(duì)準(zhǔn)裝置可以附接至可調(diào)整塊，所述可調(diào)整塊具有樞軸螺釘和鎖緊螺釘，所述樞軸螺釘和鎖緊螺釘是可操作的以用于調(diào)整并且然后鎖緊激光對(duì)準(zhǔn)裝置以建立激光對(duì)準(zhǔn)裝置相對(duì)于機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，并且從而建立與夾緊機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)。如本文別處所述，具有基準(zhǔn)點(diǎn)的對(duì)準(zhǔn)工具可以用來(lái)使激光對(duì)準(zhǔn)裝置關(guān)于機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)。在其他實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)還可以包括第一調(diào)整機(jī)構(gòu)和/或第二調(diào)整機(jī)構(gòu)，以用于所述激光束分別在x軸和/或y軸上相對(duì)于所述一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的調(diào)整。
在另一實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的激光對(duì)準(zhǔn)裝置識(shí)別位于所述保持結(jié)構(gòu)上的一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，其中通過(guò)定位所述一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，所述激光對(duì)準(zhǔn)裝置提供可以例如通過(guò)控制器確定或計(jì)算的單個(gè)凹進(jìn)部相對(duì)于機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的精確的x位置或x坐標(biāo)和y位置或y坐標(biāo)。
在另一實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)工具，或者更具體地說(shuō)，其可移除的定位件可以用來(lái)建立和/或維持機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)與拾取站的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，所述拾取站可以是分度器(indexer)或裝載站的一部分，如本文以下所述。根據(jù)本實(shí)施方案，可移除的定位件是可操作的以設(shè)置或確保夾緊機(jī)構(gòu)相對(duì)于拾取站的適當(dāng)?shù)耐S對(duì)準(zhǔn)。
在又一實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的單個(gè)保持凹進(jìn)部還可以包括導(dǎo)入斜面(leadinramp)以將單個(gè)標(biāo)本容器引導(dǎo)到所述保持凹進(jìn)部中，并且從而校正當(dāng)所述容器被裝載到單個(gè)保持凹進(jìn)部中時(shí)所述標(biāo)本容器的任何細(xì)微的未對(duì)準(zhǔn)。導(dǎo)入斜面可以包括多個(gè)成角度的導(dǎo)入節(jié)點(diǎn)(leadinnode)或者連續(xù)的錐形導(dǎo)入斜面。
在其他實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)還可以包括一個(gè)或更多個(gè)帶張緊裝置，以用于維持一個(gè)或更多個(gè)帶(比如傳動(dòng)帶、同步帶或鏈傳動(dòng))上適當(dāng)?shù)膹埩?。根?jù)本實(shí)施方案，帶張緊裝置將包括用于提供力的機(jī)構(gòu)或裝置，其是可操作的以用于維持帶上適當(dāng)?shù)膹埩?。該機(jī)構(gòu)或裝置可以是壓縮彈簧；一個(gè)或更多個(gè)盤形墊圈(diskwasher)，比如belleville墊圈，串接布置的多個(gè)盤形墊圈或者平行布置的多個(gè)盤形墊圈或者以串接與平行方向的組合布置的盤形墊圈。
在另一實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)還包括機(jī)器人頭部和夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)具有至少2個(gè)夾緊指狀物(例如，2至6個(gè)夾緊指狀物)。在一個(gè)實(shí)施方案中，夾緊指狀物可以包括2個(gè)可相對(duì)的半圓形形狀的夾緊指狀物，其中所述半圓形形狀的夾緊指狀物界定夾持腔，該夾持腔是可操作的以牢固地夾緊和/或保持標(biāo)本容器(例如，圓形或半圓形標(biāo)本容器)。半圓形形狀的夾緊指狀物還可以包括可相對(duì)的一對(duì)成角度的對(duì)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，該可相對(duì)的一對(duì)成角度的對(duì)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)是可操作的以使所述容器在所述夾持腔內(nèi)對(duì)準(zhǔn)并且居中，例如，使得所述標(biāo)本容器的中心線與所述夾緊機(jī)構(gòu)或者夾持腔的中心線對(duì)準(zhǔn)，即同軸。夾緊指狀物還可以包括柔軟的或者彈性體的夾緊襯墊，該夾緊襯墊是可操作的以牢固地保持所述容器和/或限制所述容器相對(duì)于所述夾緊指狀物的移動(dòng)，同時(shí)成角度的對(duì)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)確保所述容器在所述夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)的適當(dāng)?shù)耐S對(duì)準(zhǔn)。
在另一方面，本發(fā)明涉及用于維持轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)同步帶上的適當(dāng)張力的帶張緊裝置，包括：(a)機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，其具有至少一個(gè)軸、沿著所述至少一個(gè)軸是可移動(dòng)的機(jī)器人頭部，和同步帶；以及(b)張緊裝置，其是可操作的以向所述同步帶提供張力，所述張緊裝置包括：(i)滑板，其聯(lián)接至張緊器殼體并且聯(lián)接至惰輪；(ii)固定塊和螺紋軸，其中所述螺紋軸相對(duì)于所述固定塊是可移動(dòng)的；(iii)張緊器殼體，其具有沉孔、柱塞和壓縮機(jī)構(gòu)，所述沉孔、柱塞和壓縮機(jī)構(gòu)是可操作的以提供力，其中所述柱塞相對(duì)于所述沉孔和所述壓縮機(jī)構(gòu)是可移動(dòng)的；并且其中所述螺紋軸是可操作的以將所述柱塞推動(dòng)到所述沉孔中，從而壓縮所述壓縮機(jī)構(gòu)并且向所述同步帶提供張力。
在一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮機(jī)構(gòu)是彈簧。
在一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮機(jī)構(gòu)包括一個(gè)或更多個(gè)盤形墊圈，其中所述盤形墊圈串接地、平行地或者以其組合布置。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及用于維持轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)同步帶上的適當(dāng)?shù)膹埩Φ膸埦o裝置，包括：(a)機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，其具有至少一個(gè)軸、沿著所述至少一個(gè)軸是可移動(dòng)的機(jī)器人頭部，以及同步帶；以及(b)張緊裝置，其是可操作的以向所述同步帶提供張力，所述張緊裝置包括：(i)固定塊，其具有螺紋柱塞、壓縮機(jī)構(gòu)和多個(gè)齒，所述多個(gè)齒是可操作的以接合所述同步帶的第一端，其中所述固定塊被聯(lián)接至支撐機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的支架；以及(ii)可滑動(dòng)塊，其具有沉孔、螺紋柱塞和多個(gè)齒，所述多個(gè)齒用于接合所述同步帶的第二端，其中所述柱塞相對(duì)于所述沉孔和所述壓縮機(jī)構(gòu)是可移動(dòng)的；并且其中所述螺紋柱塞是可操作的以將所述柱塞驅(qū)動(dòng)到所述沉孔中，從而壓縮所述壓縮機(jī)構(gòu)并且為所述同步帶提供張力。
在一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮機(jī)構(gòu)是彈簧。
在一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮機(jī)構(gòu)包括一個(gè)或更多個(gè)盤形墊圈，其中所述盤形墊圈串接地、平行地或者以其組合布置。
在另一方面中，本發(fā)明涉及用于建立和/或維持自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)的方法，該方法包括：(a)提供自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，所述自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)具有機(jī)器人頭部、夾緊機(jī)構(gòu)和激光對(duì)準(zhǔn)裝置，所述夾緊機(jī)構(gòu)用于圍繞所述夾緊機(jī)構(gòu)的中心線夾緊標(biāo)本容器，所述激光對(duì)準(zhǔn)裝置附接至機(jī)器人頭部，所述激光對(duì)準(zhǔn)裝置；(b)提供保持結(jié)構(gòu)，其包括多個(gè)保持凹進(jìn)部和一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)；(c)用所述激光對(duì)準(zhǔn)裝置檢測(cè)所述一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，從而設(shè)置所述自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述保持結(jié)構(gòu)的原始位置；以及(d)使用控制器確定所述一個(gè)或更多個(gè)凹進(jìn)部的x位置和y位置。在一個(gè)實(shí)施方案中，激光對(duì)準(zhǔn)裝置是可操作的以用于建立和/或維持機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于與該機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)對(duì)接的一個(gè)或更多個(gè)機(jī)構(gòu)或裝置的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，所述與機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)對(duì)接的一個(gè)或更多個(gè)機(jī)構(gòu)或裝置選自由分度器、容器拾取站、保持結(jié)構(gòu)、廢物槽和容器返回口或容器返回槽組成的組。
在一個(gè)實(shí)施方案中，使用對(duì)準(zhǔn)工具將所述可調(diào)整的激光對(duì)準(zhǔn)裝置相對(duì)于所述自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)工具還包括基準(zhǔn)點(diǎn)，并且其中所述可調(diào)整的激光對(duì)準(zhǔn)裝置被調(diào)整以檢測(cè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)以建立所述激光對(duì)準(zhǔn)裝置相對(duì)于所述自動(dòng)化機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)，并且從而建立與所述夾緊機(jī)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)工具還包括可移除的定位件，所述可移除的定位件包括水平的指示線和豎直的指示線，其中所述方法還包括使用所述水平的指示線和豎直的指示線在x軸和y軸上相對(duì)于容器拾取站對(duì)準(zhǔn)所述夾緊機(jī)構(gòu)。
附圖簡(jiǎn)述
在閱讀下面的各種實(shí)施方案的詳細(xì)描述連同附加的附圖時(shí)，各種發(fā)明方面將變得更加明顯，在附圖中：
圖1示出了檢測(cè)系統(tǒng)的側(cè)透視圖，其中左側(cè)板被移除以顯示系統(tǒng)的內(nèi)部部件。如所示，檢測(cè)系統(tǒng)包括多個(gè)豎直堆疊的保持結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)。
圖2是圖1中示出的保持結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的透視圖。如所示，在此實(shí)施方案中，自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括下部臥式支撐、立式支撐、樞軸板和機(jī)器人頭部，以用于將標(biāo)本容器轉(zhuǎn)移在檢測(cè)設(shè)備內(nèi)。為了清楚起見(jiàn)，保持結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)與檢測(cè)設(shè)備被分離示出。
圖3a-3b是圖2中示出的自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的樞軸板和機(jī)器人頭部的透視圖。機(jī)器人頭部以?shī)A緊機(jī)構(gòu)和標(biāo)本容器的剖視圖示出以揭露夾緊機(jī)構(gòu)的特征。如圖3a中所示，機(jī)器人頭部位于樞軸板的第一端處并且在水平方向，使得標(biāo)本容器也定向在水平方向。在圖3b中，機(jī)器人頭部被顯示為位于樞軸板的第二端處并且在豎直方向，使得標(biāo)本容器也定向在豎直方向。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的可選擇的實(shí)施方案的機(jī)器人頭部和夾緊機(jī)構(gòu)的剖視圖。
圖5a-5b是圖1-3b中示出的自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的機(jī)器人頭部、夾緊機(jī)構(gòu)和激光器的透視近視圖。
圖6a-6b示出了根據(jù)本發(fā)明的可選擇的實(shí)施方案的附接至機(jī)器人頭部和夾緊機(jī)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)工具。
圖7是圖5a-5b中示出的機(jī)器人頭部和夾緊構(gòu)件的前透視圖。
圖8a-8c是根示出了據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的相對(duì)于容器拾取站的圖5-7的機(jī)器人頭部和夾緊機(jī)構(gòu)的透視圖。圖8a示出了相對(duì)于容器拾取站的兩件式對(duì)準(zhǔn)工具的可拆卸的定位件的透視圖。圖8b示出了兩件式對(duì)準(zhǔn)工具及其用于機(jī)器人頭部和夾緊機(jī)構(gòu)與容器拾取站的適當(dāng)?shù)耐S對(duì)準(zhǔn)的使用的透視圖。圖8c示出了從容器拾取站“拾取”標(biāo)本容器的機(jī)器人頭部和夾緊機(jī)構(gòu)的透視圖。
圖9a-9b是如圖1-2中示出的保持結(jié)構(gòu)的前視圖。
圖10a-10b是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的圖5a-7中的夾緊機(jī)構(gòu)和夾緊指狀物的透視近視圖。
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的圖5a-5b和圖9-10的夾緊機(jī)構(gòu)和夾緊指狀物的實(shí)體截面圖。
圖12a-12b是圖4-7和圖10a-11中示出的夾緊指狀物的前剖視圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的示出將標(biāo)本容器裝載到具有導(dǎo)入斜面的保持結(jié)構(gòu)凹進(jìn)部中的機(jī)器人頭部和夾緊機(jī)構(gòu)的透視圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的示出將標(biāo)本容器裝載到具有導(dǎo)入斜面的保持結(jié)構(gòu)凹進(jìn)部中的機(jī)器人頭部和夾緊機(jī)構(gòu)的透視圖。
圖15a是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的張緊裝置的側(cè)透視圖。圖15b是圖15a中示出的張緊裝置的側(cè)視圖。
圖16是圖15a-15b的張緊裝置的側(cè)視圖。
圖17是圖15a-16中示出的張緊裝置的側(cè)剖視圖。
圖18是圖15a-17中示出的張緊裝置的分解圖。
圖19是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的張緊裝置的剖視圖。
圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的belleville墊圈的各種構(gòu)型。
發(fā)明詳述
本公開(kāi)涉及用于建立和/或維持自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法。為了更好地理解對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法的所示的實(shí)施方案如何操作，本說(shuō)明書描述在特定的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)和用于轉(zhuǎn)移檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的標(biāo)本容器的特定的自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)情況下的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法。然而，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法可以在其他實(shí)施方案中實(shí)行，可以獲得根據(jù)本文公開(kāi)的具體的實(shí)施方案的變型以適合特定的實(shí)施方式，并且因此以例證并且非限制的方式提供用于實(shí)行本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案和最佳的模式的本描述。
系統(tǒng)綜述
本文描述用于建立和/或維持自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法，所述自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)是可操作的以從拾取站拾取標(biāo)本容器、轉(zhuǎn)移標(biāo)本容器以及使標(biāo)本容器裝載到多個(gè)保持凹進(jìn)部中和/或從多個(gè)保持凹進(jìn)部卸載標(biāo)本容器。在一方面，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法起作用為建立和/或維持自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)在自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)或儀器內(nèi)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，以用于非侵入式檢測(cè)樣品容器內(nèi)包含的測(cè)試樣品中的微生物劑(例如，微生物)的存在。在另一方面，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法起作用為建立和/或維持自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)或儀器內(nèi)與機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)對(duì)接的其它機(jī)構(gòu)或裝置的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，所述其他機(jī)構(gòu)或裝置為比如，例如分度器、容器拾取站、保持結(jié)構(gòu)和包含在保持結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或更多個(gè)保持凹進(jìn)部、廢物槽以及容器返回口或容器返回槽。一般來(lái)說(shuō)，可以使用任何已知的測(cè)試樣品(例如，生物樣品)。例如，測(cè)試樣品可以是懷疑包含一種或更多種微生物劑的臨床的或非臨床的樣品。臨床樣品(比如體液)包括但不限于血液、血清、血漿、血液細(xì)粒、關(guān)節(jié)液、尿、精液、唾液、糞便、腦脊液、胃內(nèi)容物、陰道分泌物、組織勻漿、骨髓穿刺液、骨勻漿、痰、抽出物、藥簽和藥簽清洗液、其他體液以及類似物?？梢员粶y(cè)試的非臨床的樣品包括但不限于食品、飲料、藥物、化妝品、水(例如，飲用水、非飲用水和污水)、海水壓載物、空氣、土壤、污物、植物材料(例如，種子、葉、莖、根、花、果實(shí))、血液制品(例如血小板、血清、血漿、白血球細(xì)粒，等等)、捐贈(zèng)器官或組織樣品、生物戰(zhàn)樣品以及類似物。在一個(gè)實(shí)施方案中，測(cè)試的生物樣品是血液樣品。
根據(jù)本發(fā)明的此方面，本文描述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法可以結(jié)合u.s.2011/0124028(其通過(guò)引入并入本文)中進(jìn)一步詳細(xì)描述的自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備來(lái)實(shí)行。簡(jiǎn)言之，用于迅速非侵入式檢測(cè)測(cè)試樣品中微生物生長(zhǎng)的自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備可以包括以下特征中的一種或更多種：(a)可密封的標(biāo)本容器，其具有內(nèi)部室，其中培養(yǎng)基被布置在該內(nèi)部室中以用于培養(yǎng)可能存在于測(cè)試樣品中的任何微生物；(b)封閉內(nèi)部室(例如，氣候控制室或培育室)的殼體；(c)保持結(jié)構(gòu)，其被容納在內(nèi)部室內(nèi)，并且具有多個(gè)凹進(jìn)部以用于保持單個(gè)標(biāo)本容器；(d)自動(dòng)化的裝載機(jī)構(gòu)，其用于將標(biāo)本容器自動(dòng)化裝載到內(nèi)部室中；(e)容器定位裝置，其是可操作的以將標(biāo)本容器移動(dòng)到一個(gè)或更多個(gè)容器工作流站以用于處理，包括例如容器拾取站或容器拾取位置；(f)自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，其位于內(nèi)部室內(nèi)，以用于標(biāo)本容器在內(nèi)部室內(nèi)的自動(dòng)化轉(zhuǎn)移；(g)檢測(cè)單元，其位于內(nèi)部室內(nèi)，以用于檢測(cè)標(biāo)本容器中的微生物生長(zhǎng)和/或(h)自動(dòng)化的卸載機(jī)構(gòu)，其用于“陽(yáng)性”和/或“陰性”標(biāo)本容器的卸載。
在本發(fā)明的另一方面，本文公開(kāi)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可以包括以下特征中的一種或更多種：(1)激光對(duì)準(zhǔn)裝置，其是可操作的以提供機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于與機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)對(duì)接的一個(gè)或更多個(gè)機(jī)構(gòu)或裝置的精確的位置坐標(biāo)(或者x位置和y位置)和/或?qū)?zhǔn)，所述與機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)對(duì)接的一個(gè)或更多個(gè)機(jī)構(gòu)或裝置為比如包括多個(gè)凹進(jìn)部的保持結(jié)構(gòu)和/或容器拾取站或者容器拾取位置，從而允許標(biāo)本容器的適當(dāng)?shù)氖叭?、轉(zhuǎn)移以及裝載和/或卸載；(2)對(duì)準(zhǔn)工具，其用于建立和/或維持激光對(duì)準(zhǔn)裝置相對(duì)于機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，以建立或者確保機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于與機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)對(duì)接的一個(gè)或更多個(gè)其它機(jī)構(gòu)或裝置的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)；(3)導(dǎo)入斜面，其連同單個(gè)保持凹進(jìn)部一起來(lái)引導(dǎo)單個(gè)標(biāo)本容器進(jìn)入保持凹進(jìn)部中，從而當(dāng)容器被裝載到單個(gè)保持凹進(jìn)部中時(shí)校正或調(diào)節(jié)標(biāo)本容器的任何不對(duì)準(zhǔn)；(4)夾緊機(jī)構(gòu)，其具有至少兩個(gè)夾緊指狀物，其中該夾緊指狀物界定夾持腔以及中心線，該夾緊機(jī)構(gòu)是可操作的以在夾緊機(jī)構(gòu)的中心線周圍牢固地夾緊和/或夾住標(biāo)本容器；和/或(5)一個(gè)或更多個(gè)帶張緊裝置，其用于提供和/或維持自動(dòng)轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的一個(gè)或更多個(gè)同步帶上的適當(dāng)?shù)膹埩Α?/p>
檢測(cè)系統(tǒng)
現(xiàn)在參照附圖，圖1圖示了可以在其中使用本文描述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和/或方法的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)。如圖1中所示，自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)2可以包括殼體4，該殼體4具有前板6a和后板6b、側(cè)板(未示出)以及頂板8a和底板8b，其封閉內(nèi)部室10(例如氣候控制室或者培育室)，以用于促進(jìn)和/或增進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)的微生物生長(zhǎng)。殼體還可以包括可操作的入口門12，以用于提供給使用者或者技術(shù)員接近封閉的內(nèi)部室10(例如，氣候控制室或培育室)的入口。門12還可以具有一個(gè)或更多個(gè)用戶界面顯示器14、一個(gè)或更多個(gè)容器口16以及下部入口板18，所述容器口16用于“陽(yáng)性”容器的收回，所述下部入口板18通常用于遮蔽為“陰性”容器的廢棄容器。如圖1中所示，自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)2還可以包括自動(dòng)化的裝載機(jī)構(gòu)20，以用于使標(biāo)本容器裝載到系統(tǒng)中。自動(dòng)化的裝載機(jī)構(gòu)20的使用允許標(biāo)本容器被裝載到內(nèi)部室10中而不打開(kāi)入口門12，打開(kāi)入口門12將破壞封閉的內(nèi)部室10。
自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)還將通常包括保持裝置或保持結(jié)構(gòu)20，以用于保持一個(gè)或更多個(gè)單個(gè)標(biāo)本容器，例如多個(gè)單個(gè)標(biāo)本容器。檢測(cè)系統(tǒng)2的保持裝置或者保持結(jié)構(gòu)20可以采取多種物理構(gòu)型，以用于處理多個(gè)單個(gè)標(biāo)本容器，使得大量的容器(例如，200或400個(gè)容器，這取決于使用的特定的保持結(jié)構(gòu))可以被同時(shí)處理。保持裝置或者保持結(jié)構(gòu)可以用于標(biāo)本容器的存儲(chǔ)、攪動(dòng)和/或培育。圖1中示出了一種可能的構(gòu)型。然而，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，對(duì)于保持裝置或者保持結(jié)構(gòu)的其他設(shè)計(jì)是可能的并且被考慮在本發(fā)明的實(shí)踐中。
如圖1-2中所示，圖示的系統(tǒng)包括多個(gè)豎直堆疊的保持結(jié)構(gòu)20。一種可能的構(gòu)型利用多個(gè)豎直堆疊的容器保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22，每個(gè)具有一個(gè)或更多個(gè)單個(gè)標(biāo)本容器接納結(jié)構(gòu)或凹進(jìn)部24，所述標(biāo)本容器接納結(jié)構(gòu)或凹進(jìn)部24每個(gè)用于保持單個(gè)標(biāo)本容器。在一個(gè)實(shí)施方案中，保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22可以包括多個(gè)接納結(jié)構(gòu)或凹進(jìn)部24，每個(gè)用于保持單個(gè)標(biāo)本容器。根據(jù)此實(shí)施方案，可以使用兩個(gè)或更多個(gè)豎直堆疊的保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22。例如，可以使用從約2至約40、從約2至約20或約16個(gè)豎直堆疊的保持結(jié)構(gòu)或者擱物架。再參照?qǐng)D1-2，檢測(cè)系統(tǒng)2包括氣候控制內(nèi)部室(或培育室)10，其具有十六(16)個(gè)豎直布置的保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22，每個(gè)保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22具有在其中的一個(gè)或更多個(gè)單個(gè)容器接納結(jié)構(gòu)或凹進(jìn)部24。在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22可以包括在其中的一個(gè)或更多個(gè)接納結(jié)構(gòu)或凹進(jìn)部24。在另一實(shí)施方案中，每個(gè)保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22可以包括在其中的從約2至約40、從約2至約30或從約2至約20個(gè)接納結(jié)構(gòu)或凹進(jìn)部24。在又一實(shí)施方案中，如圖1-2中所示，保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22可以包括兩(2)個(gè)錯(cuò)開(kāi)的接納結(jié)構(gòu)或凹進(jìn)部24的列。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，單個(gè)容器接納結(jié)構(gòu)或凹進(jìn)部24中的每個(gè)具有特定的x坐標(biāo)位置或地址和y坐標(biāo)位置或地址，其中x是每個(gè)容器接納結(jié)構(gòu)或凹進(jìn)部24的水平位置并且y是每個(gè)容器接納結(jié)構(gòu)或凹進(jìn)部24的豎直位置。根據(jù)本發(fā)明，單個(gè)凹進(jìn)部24可以通過(guò)自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)或者機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)或者機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂被進(jìn)入。例如，如圖1-3b中所示以及下文中更加詳細(xì)的描述的，自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)30(例如，機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu))可以操作以移動(dòng)機(jī)器人頭部32，并且從而將標(biāo)本容器移動(dòng)到擱物架22中特定的凹進(jìn)部24(即，特定的x、y位置)并且將容器安置在其中。在另一實(shí)施方案中，利用控制器可以確定單個(gè)凹進(jìn)部的中心線28(參見(jiàn)例如圖9a-9b)的x位置和y位置。并且機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)可以操作以移動(dòng)機(jī)器人頭部32，并且從而將標(biāo)本容器移動(dòng)到擱物架22中特定的凹進(jìn)部24(即，如通過(guò)特定凹進(jìn)部的中心線的x、y位置確定的)并且將容器安置在其中。在操作中，自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)30可以操作以例如在入口位置或者容器拾取站處拾取標(biāo)本容器、將容器轉(zhuǎn)移到檢測(cè)系統(tǒng)的單個(gè)凹進(jìn)部24并且將容器安置到系統(tǒng)的單個(gè)凹進(jìn)部24中。如另外在us2011/0124028中所述，自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)還可以操作以從特定的凹進(jìn)部24移除確定對(duì)于微生物生長(zhǎng)為“陽(yáng)性”的標(biāo)本容器，并且將標(biāo)本容器轉(zhuǎn)移到陽(yáng)性容器出口位置16和/或?qū)⒋_定對(duì)于微生物生長(zhǎng)為“陰性”的容器轉(zhuǎn)移到陰性容器位置或者廢物箱。
轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)
例如，如圖3a-3b中所示，圖示的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)2包括自動(dòng)化轉(zhuǎn)移裝置或機(jī)構(gòu)(例如，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂)，該自動(dòng)化轉(zhuǎn)移裝置或機(jī)構(gòu)是可操作的以用于系統(tǒng)內(nèi)標(biāo)本容器的轉(zhuǎn)移。檢測(cè)系統(tǒng)2可以從自動(dòng)化的裝載機(jī)構(gòu)20(在圖1中最佳示出)接納標(biāo)本容器。當(dāng)容器在入口位置或端口處進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)可以拾取(例如，在拾取站或者拾取位置處)標(biāo)本容器并且將該標(biāo)本容器移動(dòng)到檢測(cè)系統(tǒng)2中，如u.s.2011/0124028中更加詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的此方面，轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)(例如，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂)還包括容器夾緊機(jī)構(gòu)或者夾持器，該容器夾緊機(jī)構(gòu)或者夾持器是可操作的以拾取或者以其他方式接納單個(gè)標(biāo)本容器50，并且將該容器轉(zhuǎn)移并且放置到檢測(cè)系統(tǒng)2內(nèi)的保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22的單個(gè)凹進(jìn)部24中。然而，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，對(duì)于機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂和/或夾持器機(jī)構(gòu)的其他設(shè)計(jì)是可能的并且被考慮在本發(fā)明的實(shí)踐中。
標(biāo)本容器50通常以豎直方向(即，使得容器的頂部或者蓋部是直立的)被裝載到檢測(cè)系統(tǒng)2中。然而，如圖1-2和圖13-14中最佳示出，容器50以水平方向(即，使得標(biāo)本容器也定向在水平方向)被放置或保持在保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22內(nèi)的多個(gè)凹進(jìn)部24中，并且被可選擇地?cái)噭?dòng)以增進(jìn)該容器中的微生物生長(zhǎng)。因此，自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)必須在容器50從裝載機(jī)構(gòu)20或者拾取站轉(zhuǎn)移到保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22的凹進(jìn)部24期間將容器50從豎直方向重新定向至水平方向。
在操作中，自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)30可以操作以將標(biāo)本容器50轉(zhuǎn)移或者以其他方式移動(dòng)或重定位到檢測(cè)系統(tǒng)2的內(nèi)部室內(nèi)。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)30可以將標(biāo)本容器50從拾取站或者拾取位置(例如，在入口位置或者端口處)轉(zhuǎn)移至多個(gè)保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中的一個(gè)。在另一實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)可以操作以從保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22移除或者卸載“陽(yáng)性”容器和“陰性”容器。該自動(dòng)化的卸載機(jī)構(gòu)可以操作以確保一旦已經(jīng)對(duì)于每個(gè)標(biāo)本容器50作出“陽(yáng)性”或者“陰性”判定，則容器50從保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22的凹進(jìn)部24被移除，為要被裝載到檢測(cè)系統(tǒng)2中的另一容器騰出空位，從而增加系統(tǒng)物料通過(guò)量。
在一個(gè)實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)30可以是機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂。一般來(lái)說(shuō)，可以使用本領(lǐng)域已知的任何類型的機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂。例如，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30可以是多軸機(jī)械臂(例如，2軸、3軸、4軸、5軸或6軸機(jī)械臂)。此外，為了便利轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)或者機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂的必要的移動(dòng)，檢測(cè)系統(tǒng)2的內(nèi)部室10可以包括用于機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂的一個(gè)或更多個(gè)支撐。例如，可以提供一個(gè)或更多個(gè)立式支撐和/或一個(gè)或更多個(gè)臥式支撐。轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)或者機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂在必要時(shí)將沿著這些支撐上下以及橫穿這些支撐而移動(dòng)或者滑動(dòng)以接近保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22的單個(gè)凹進(jìn)部24中的任何一個(gè)。如早先所述，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂可以操作以將標(biāo)本容器的方向從豎直方向(即，使得容器的頂部或者蓋向上的直立方向)改變到水平方向(即，使得容器50在其一側(cè)上平躺)，例如，以便利容器從拾取站或者裝載站轉(zhuǎn)移成放置到保持結(jié)構(gòu)和/或攪動(dòng)組件內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂是2軸或3軸的機(jī)械臂，并且將能夠在一個(gè)或更多個(gè)水平軸(例如，x軸和/或z軸)上并且可選擇地在豎直軸(y軸)上將容器50轉(zhuǎn)移到特定的位置，比如本文描述的容器凹進(jìn)部24。根據(jù)此實(shí)施方案，2軸機(jī)械臂將允許在2個(gè)軸(例如，x軸和z軸)上的移動(dòng)，然而3軸機(jī)械臂將允許在3個(gè)軸(例如，x軸、y軸和z軸)上的移動(dòng)。
在另一實(shí)施方案中，2軸或3軸的機(jī)械臂還可以采用一種或更多種旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，其能夠?qū)?biāo)本容器50圍繞一個(gè)或更多個(gè)軸旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)移或移動(dòng)。該旋轉(zhuǎn)移動(dòng)可以允許機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂將標(biāo)本容器50從豎直的裝載方向轉(zhuǎn)移到水平的方向，如本文別處所述。例如，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂可以采用旋轉(zhuǎn)移動(dòng)以使標(biāo)本容器圍繞或者繞著水平軸旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。該類型的機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂將被界定為3軸或4軸機(jī)械臂。例如，允許在一個(gè)水平軸(x軸)、一個(gè)豎直軸(例如，y軸)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上移動(dòng)的機(jī)械臂將被認(rèn)為是3軸機(jī)械臂。然而，允許在兩個(gè)水平軸(例如，x軸和z軸)、一個(gè)豎直軸(y軸)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上移動(dòng)的機(jī)械臂將被認(rèn)為是4軸機(jī)械臂。類似地，允許在單一水平軸(例如，x軸)、一個(gè)豎直軸(y軸)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上移動(dòng)的機(jī)械臂也將被認(rèn)為是4軸機(jī)械臂。在又一實(shí)施方案中，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30可以是4軸、5軸或6軸機(jī)械臂，從而允許在x軸、y軸和z軸上的移動(dòng)，以及圍繞或者繞著一個(gè)軸(即，4軸機(jī)器人)、兩個(gè)軸(即，5軸機(jī)械臂)或所有三個(gè)水平軸(x軸和z軸)和豎直軸(y軸)(即，6軸機(jī)械臂)的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。
圖1-3b中示出對(duì)于自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)或者機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂的一種可能的設(shè)計(jì)可能性。如圖1-3b中所示，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30將包括一個(gè)或更多個(gè)臥式支撐結(jié)構(gòu)40、一個(gè)或更多個(gè)立式支撐結(jié)構(gòu)42和機(jī)器人頭部32，該機(jī)器人頭部32將包括一個(gè)或更多個(gè)特征或裝置(即，夾緊機(jī)構(gòu))34以拾取、夾緊和/或保持標(biāo)本容器50。機(jī)器人頭部32可被臥式支撐和/或立式支撐中的一個(gè)支撐、聯(lián)接到和/或附接到臥式支撐和/或立式支撐中的一個(gè)。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖1-3b中所示，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30包括下部臥式支撐結(jié)構(gòu)40和單一立式支撐結(jié)構(gòu)42。盡管未示出，但是如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的，上部臥式支撐結(jié)構(gòu)或者其它類似的裝置可以用來(lái)進(jìn)一步支撐或引導(dǎo)立式支撐結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，本領(lǐng)域中任何已知的裝置可以用來(lái)使機(jī)器人頭部32沿著立式支撐軌42上下移動(dòng)(如由箭頭46所表示的(參見(jiàn)圖2))，以及使立式支撐軌42沿著臥式支撐結(jié)構(gòu)40來(lái)回移動(dòng)(如由箭頭47所表示的(參見(jiàn)圖2))。例如，如圖2中所示，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30還可以包括立式驅(qū)動(dòng)電機(jī)60和立式傳動(dòng)帶或同步帶62，立式傳動(dòng)電機(jī)60和立式傳動(dòng)帶或同步帶62將操作以將機(jī)器人頭部32沿著立式支撐軌42上下(箭頭46)轉(zhuǎn)移或者移動(dòng)，以將容器50沿著(即，上下地沿著)豎直軸(即，y軸)轉(zhuǎn)移或者移動(dòng)。立式支撐結(jié)構(gòu)42還可以包括立式導(dǎo)軌64和機(jī)器人頭部支撐塊或者支撐架66，如圖2中所示。因此，立式支撐結(jié)構(gòu)42、立式導(dǎo)軌64、立式驅(qū)動(dòng)電機(jī)60和立式傳動(dòng)帶或同步帶62允許機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30沿著y-軸移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移機(jī)器人頭部支撐塊或支撐架66，并且從而沿著y-軸移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移機(jī)器人頭部32和標(biāo)本容器50。同樣地，也如圖2中所示，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30還可以包括第一臥式驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未示出)、第一臥式傳動(dòng)帶或同步帶72和臥式導(dǎo)軌74，該第一臥式驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未示出)、第一臥式傳動(dòng)帶或同步帶72和臥式導(dǎo)軌74將操作以使立式支撐結(jié)構(gòu)42沿著水平導(dǎo)軌74并且從而沿著檢測(cè)系統(tǒng)2的殼體4內(nèi)的第一水平軸(即，x軸)來(lái)回(即，從左到右和/或從右到左)移動(dòng)(參見(jiàn)箭頭47)。因此，臥式支撐結(jié)構(gòu)40、第一臥式驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未示出)、第一臥式傳動(dòng)帶72和臥式導(dǎo)軌74允許機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30沿著x軸移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移標(biāo)本容器50。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)包括沿著水平軸可移動(dòng)的立式支撐，允許檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的增加的容量，這是因?yàn)闄C(jī)器人轉(zhuǎn)移臂在儀器內(nèi)增加的區(qū)域內(nèi)是可移動(dòng)的。此外，申請(qǐng)人相信，具有可移動(dòng)的立式支撐的機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂可以提供更可靠的機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂。
如圖1-3b中最佳顯示的，自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)或者機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30還可以包括直線滑座或者水平滑座82和樞軸板80。例如，如圖1-3b中所示，直線滑座或者水平滑座82支撐機(jī)器人頭部32和夾持器機(jī)構(gòu)34。直線滑座或者水平滑座82和機(jī)器人頭部32可被機(jī)器人頭部支撐塊66和立式導(dǎo)軌64(早先描述的)支撐、聯(lián)接到和/或附接到機(jī)器人頭部支撐塊66和立式導(dǎo)軌64。根據(jù)此實(shí)施方案，直線滑座或者水平滑座82可以通過(guò)機(jī)器人頭部支撐塊66和立式導(dǎo)軌64沿著豎直軸(即，y軸)上下移動(dòng)(參見(jiàn)圖2，箭頭46)，以在檢測(cè)系統(tǒng)2的殼體4內(nèi)上下移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移機(jī)器人頭部32和/或標(biāo)本容器50(即，沿著豎直軸(y軸))。如圖1-3b中所示，直線滑座或者水平滑座82還可以包括樞軸板80，該樞軸板80包括導(dǎo)軌82、樞軸槽84和樞軸槽凸輪從動(dòng)件86，所述導(dǎo)軌82、樞軸槽84和樞軸槽凸輪從動(dòng)件86是可操作的以允許機(jī)器人頭部32沿著直線滑座或者水平滑座82從前到后或者從后到前(參見(jiàn)圖2，箭頭48)滑動(dòng)或者移動(dòng)，以沿著第二水平軸(即z軸)轉(zhuǎn)移或者移動(dòng)容器50。根據(jù)此實(shí)施方案，第二水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)或者水平滑動(dòng)電機(jī)(未示出)和滑動(dòng)傳動(dòng)裝置或者同步帶(未示出)可以用來(lái)使機(jī)器人頭部32沿著z軸移動(dòng)。因此，直線滑座或者水平滑座82、水平滑動(dòng)電機(jī)和滑動(dòng)帶允許機(jī)器人頭部32沿著z軸移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移標(biāo)本容器50。如本領(lǐng)域已知的，一個(gè)或更多個(gè)傳感器(例如，參見(jiàn)圖3a中的90)可以用來(lái)指示機(jī)器人頭部32在直線滑座或者水平滑座82上的初始或原始位置。
如圖1-3b中所示，當(dāng)機(jī)器人頭部32沿著直線滑座或者水平滑座82移動(dòng)時(shí)，樞軸板80和樞軸板導(dǎo)軌84、樞軸槽84和樞軸槽凸輪從動(dòng)件86使樞軸架88圍繞或者繞著水平軸(即x軸)旋轉(zhuǎn)，并且從而使機(jī)器人頭部32從水平方向(如圖3a中所示)旋轉(zhuǎn)到豎直方向(如圖3b中所示)，或者反之亦然。如本文別處所示，容器50從豎直進(jìn)入方向轉(zhuǎn)移到水平方向可能對(duì)于把容器安置或放置在保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22的水平定向的凹進(jìn)部24中是必要的。因此，樞軸板80、樞軸槽84和樞軸架88允許機(jī)器人頭部32將標(biāo)本容器50從裝載到檢測(cè)系統(tǒng)2中時(shí)的豎直方向重新定向至水平方向，從而允許標(biāo)本容器50從自動(dòng)化的裝載機(jī)構(gòu)20或者拾取站轉(zhuǎn)移到保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中的凹進(jìn)部24。如圖1中所示，自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)還可以包括用于檢測(cè)系統(tǒng)2內(nèi)的纜線管理的一個(gè)或更多個(gè)纜線管理鏈條92和用于控制機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的電路板94。在又一實(shí)施方案中，機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30還可以包括制動(dòng)機(jī)構(gòu)96，該制動(dòng)機(jī)構(gòu)96可操作以制動(dòng)豎直傳動(dòng)帶62，從而阻止其落到儀器的底部(例如，由于斷電)。
機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30還可以包括夾緊機(jī)構(gòu)34，以拾取、夾緊或者以其他方式保持標(biāo)本容器50。例如，如圖1-3b中所示，夾緊機(jī)構(gòu)34可以包括至少兩個(gè)夾緊指狀物36。在其他實(shí)施方案中，夾緊機(jī)構(gòu)可以包括2至6個(gè)夾緊指狀物、2至4個(gè)夾緊指狀物、3個(gè)夾緊指狀物或4個(gè)夾緊指狀部。在一個(gè)可能的實(shí)施方案中，夾緊機(jī)構(gòu)34還可以包括直線促動(dòng)器38和直線促動(dòng)器電機(jī)39，所述直線促動(dòng)器電機(jī)39可以操作以移動(dòng)直線促動(dòng)器以打開(kāi)和關(guān)閉夾持器指狀物36。在操作中，如本領(lǐng)域眾所周知的，促動(dòng)器電機(jī)39可以用來(lái)移動(dòng)夾持器機(jī)構(gòu)34的直線促動(dòng)器38，從而移動(dòng)夾持器指狀物36。例如，直線促動(dòng)器可以在第一方向(例如，朝著電機(jī))移動(dòng)以閉合指狀物并且?jiàn)A緊容器50。相反地，直線促動(dòng)器可以在第二方向(例如，遠(yuǎn)離電機(jī))移動(dòng)以打開(kāi)夾持器指狀物并且釋放容器50。申請(qǐng)人已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)，一個(gè)或更多個(gè)夾緊指狀物36的使用允許夾緊機(jī)構(gòu)34容納(即，拾取和/或保持)各種各樣的不同的標(biāo)本容器50。此外，申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用從標(biāo)本容器50的約四分之一(1/4)長(zhǎng)度延伸至標(biāo)本容器50的約二分之一(1/2)長(zhǎng)度的夾持器指狀物36，夾持器指狀物將容納(即，拾取和/或保持)本領(lǐng)域中許多眾所周知的容器(例如，長(zhǎng)頸血液培養(yǎng)瓶)。
圖4中圖示了夾緊機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施方案。如圖4中所示，夾持器指狀物36a、36b在軸上旋轉(zhuǎn)以圍繞標(biāo)本容器(未示出)閉合以?shī)A緊并且牢固地保持容器。根據(jù)此實(shí)施方案，兩個(gè)拉伸彈簧116提供力以將容器夾緊并且保持在夾持器指狀物36a、36b中。使用拉伸彈簧116提供夾緊力確保在電力故障的情況下容器不掉下。拉伸彈簧116不需要電源來(lái)維持容器上的夾緊。此外，使用兩個(gè)拉伸彈簧116在彈簧斷裂或者從其安裝點(diǎn)移位的情況下為夾持器提供冗余。
為打開(kāi)夾持器，拉伸彈簧116的力必須被克服。如圖4中所示，滑動(dòng)凸輪塊190施加力以打開(kāi)夾持器指狀物36a、36b。夾持器指狀物36a、36b配置有滑動(dòng)凸輪塊190接合的操縱桿182。直線促動(dòng)器電機(jī)184驅(qū)動(dòng)導(dǎo)螺桿186，導(dǎo)螺桿186又驅(qū)動(dòng)螺母188，螺母將載荷轉(zhuǎn)移至彈簧194，彈簧194又將滑動(dòng)凸輪塊190朝操縱桿182移動(dòng)。螺母188通過(guò)電機(jī)184提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)沿著導(dǎo)螺桿186的長(zhǎng)度平移。通過(guò)將螺母188保留在滑動(dòng)凸輪塊190的凹進(jìn)的凹處內(nèi)來(lái)約束螺母188旋轉(zhuǎn)。滑動(dòng)凸輪塊190可以具有接合夾持器殼體的突出部192(參見(jiàn)圖5a-6a)，該突出部192阻止滑動(dòng)凸輪塊190旋轉(zhuǎn)，使得滑動(dòng)凸輪塊190受限于以直線運(yùn)動(dòng)來(lái)移動(dòng)。還如所示，兩個(gè)傳感器，當(dāng)夾持器指狀物在“打開(kāi)”位置中時(shí)第一傳感器或者打開(kāi)傳感器196檢測(cè)，并且當(dāng)夾持器指狀物36a、36b在“閉合”位置中時(shí)第二傳感器或者閉合傳感器198檢測(cè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖4中所示，當(dāng)信號(hào)發(fā)送器(flag)197觸發(fā)檢測(cè)時(shí)，打開(kāi)傳感器196和閉合傳感器198分別指示“打開(kāi)”位置和“閉合”位置的檢測(cè)。
在操作中，由螺母188施加的力通過(guò)彈簧194傳遞。彈簧194的剛度為使得當(dāng)夾持器拉伸彈簧116正在被打開(kāi)時(shí)其將不壓縮。當(dāng)夾持器達(dá)到完全打開(kāi)的位置時(shí)，夾持器接合硬停器(hardstop)195并且停止旋轉(zhuǎn)打開(kāi)。第一傳感器196檢測(cè)到夾持器指狀物完全打開(kāi)，并且直線促動(dòng)器電機(jī)184停止。在夾持器打開(kāi)傳感器196被觸發(fā)時(shí)，電機(jī)184不將馬上停止。在傳感器被觸發(fā)之后的短時(shí)間里，導(dǎo)螺桿186可以繼續(xù)向前移動(dòng)螺母188引起彈簧194壓縮或者偏移。彈簧194的壓縮阻止螺母188變成鎖定在導(dǎo)螺桿186上。
如本文別處所述，自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)或者機(jī)器人轉(zhuǎn)移臂30以及夾持器機(jī)構(gòu)34可以置于系統(tǒng)控制器(未示出)的控制之下并且被編程以用于檢測(cè)系統(tǒng)2內(nèi)的標(biāo)本容器50的管理(例如，拾取、轉(zhuǎn)移、放置和/或容器移除)。在一個(gè)實(shí)施方案中，控制器確定一個(gè)或更多個(gè)單個(gè)標(biāo)本容器凹進(jìn)部24的x位置和y位置(或者中心線的x位置和y位置)并且向機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)提供x位置和y位置，以用于把標(biāo)本容器50適當(dāng)放置或安置到單個(gè)凹進(jìn)部24中。
激光對(duì)準(zhǔn)裝置和對(duì)準(zhǔn)工具
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及包括激光對(duì)準(zhǔn)裝置的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，該激光對(duì)準(zhǔn)裝置是可操作的以提供精確的位置坐標(biāo)，以用于所述機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)和一個(gè)或更多個(gè)保持凹進(jìn)部或者接納凹進(jìn)部的對(duì)準(zhǔn)，并且從而允許將標(biāo)本容器適當(dāng)放置或者裝載到所述一個(gè)或更多個(gè)保持凹進(jìn)部或者接納凹進(jìn)部中以及從所述一個(gè)或更多個(gè)保持凹進(jìn)部或者接納凹進(jìn)部適當(dāng)卸載標(biāo)本容器。在操作中，激光對(duì)準(zhǔn)裝置可以用來(lái)檢測(cè)(即，是可操作的以檢測(cè))保持結(jié)構(gòu)上的一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并且從而確定機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)的初始位置或者原始位置(例如，以確定夾緊裝置的中心線相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)的初始位置或者原始位置)。控制器然后可以用來(lái)確定或計(jì)算每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部相對(duì)于機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的初始位置或者原始位置的x位置和y位置(例如，每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部的中心線的x位置和y位置)，并且從而確保容器精確地放置或安置到單個(gè)凹進(jìn)部中。在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及對(duì)準(zhǔn)工具，其可以附接至機(jī)器人頭部和夾緊裝置，并且本發(fā)明涉及建立激光對(duì)準(zhǔn)裝置相對(duì)于機(jī)器人頭部和夾緊裝置(例如，夾緊裝置的中心線)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的方法。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，激光對(duì)準(zhǔn)裝置和夾緊裝置的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)可以幫助建立機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架中的單個(gè)凹進(jìn)部的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，并且從而幫助建立夾緊機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架中的單個(gè)凹進(jìn)部的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)。換言之，通過(guò)建立激光對(duì)準(zhǔn)裝置與夾緊機(jī)構(gòu)(例如，夾緊裝置的中心線)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，激光對(duì)準(zhǔn)裝置可以用來(lái)建立和/或維持夾緊機(jī)構(gòu)與保持結(jié)構(gòu)上的一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)。控制器然后可以用來(lái)確定或計(jì)算每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部(例如，單個(gè)凹進(jìn)部的中心線)的x位置和y位置，如早先所述。
現(xiàn)在參照附圖，圖5a-7顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的機(jī)器人頭部32和夾緊機(jī)構(gòu)(或者夾持器)34。如所示，并且如早先所述，機(jī)器人頭部32包括夾緊機(jī)構(gòu)34，該夾緊機(jī)構(gòu)34具有2個(gè)相對(duì)的夾緊指狀物36a和36b。而且，如早先所述，機(jī)器人頭部32附接至樞軸板80和直線滑座或者水平滑座82(例如，參見(jiàn)圖2-3b)，其允許機(jī)器人頭部沿著z軸移動(dòng)和圍繞x軸旋轉(zhuǎn)，如以上所述。機(jī)器人頭部還包括激光對(duì)準(zhǔn)裝置100，其可以在控制器裝置的控制之下通過(guò)激光纜線106傳輸激光束102(例如，參見(jiàn)圖5b)。如從制造商收到的，激光束投射的角公差相對(duì)于其外殼安裝表面通常為±3°。為消滅激光器的此制造變化，激光器可以被安裝到可調(diào)底座104。激光束102從激光裝置100的前部投射并且檢測(cè)光束從表面離開(kāi)的反射，所述表面為例如保持結(jié)構(gòu)或者擱物架。通常，激光束102可以用來(lái)檢測(cè)表面的邊緣(或者基準(zhǔn)點(diǎn)的邊緣，如本文所述)并且在0.3mm內(nèi)是可復(fù)驗(yàn)的。使用對(duì)準(zhǔn)工具將激光束調(diào)整至相對(duì)于夾持器的中心線的固定位置，如本文別處進(jìn)一步詳細(xì)描述的。對(duì)準(zhǔn)工具包括支撐臂54和可選擇的可移動(dòng)的定位件240(參見(jiàn)圖8a-8c)，所述支撐臂54支撐基準(zhǔn)板56和對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)58(參見(jiàn)圖6a-6b)，并且利用一個(gè)或更多個(gè)銷將對(duì)準(zhǔn)工具精確地并且可移除地附接至夾持器。在使用中，從激光器到對(duì)準(zhǔn)工具的距離與從激光器到位于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架上的基準(zhǔn)點(diǎn)的距離相同。
利用可調(diào)底座104，可調(diào)整的激光對(duì)準(zhǔn)裝置100可以附接至機(jī)器人頭部32，可調(diào)底座104還包括第一調(diào)整機(jī)構(gòu)105a-105d和第二調(diào)整機(jī)構(gòu)108，第一調(diào)整機(jī)構(gòu)105a-105d用于激光束102沿著x軸的調(diào)整，第二調(diào)整機(jī)構(gòu)108用于激光束102沿著y軸的調(diào)整。第一調(diào)整機(jī)構(gòu)105和第二調(diào)整機(jī)構(gòu)108可以被獨(dú)立地調(diào)整并且一旦被適當(dāng)調(diào)整則鎖定到合適位置。第一調(diào)整機(jī)構(gòu)105包括樞軸螺釘105c(見(jiàn)圖6a)和兩個(gè)鎖緊螺釘105a、105b，激光器可以圍繞樞軸螺釘105c旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)鎖緊螺釘105a、105b允許激光器沿著x軸被調(diào)整，并且一旦被適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，則該兩個(gè)鎖緊螺釘105a、105b可以被鎖定以固定激光器。第一調(diào)整機(jī)構(gòu)105還包括調(diào)整螺釘107，調(diào)整螺釘107促進(jìn)激光器圍繞樞軸螺釘105c的旋轉(zhuǎn)。在操作中，當(dāng)調(diào)整螺釘107被擰緊時(shí)，激光束102在x軸上從左到右移動(dòng)。第一調(diào)整機(jī)構(gòu)還包括彈簧105d，當(dāng)調(diào)整螺釘107未被擰緊時(shí)，該彈簧105d提供回程力以使激光束102沿著x軸從右到左移動(dòng)。
第二調(diào)整機(jī)構(gòu)108a-108c包括樞軸銷108b和鎖緊螺釘108a，激光器可以圍繞樞軸銷108b旋轉(zhuǎn)，鎖緊螺釘108a允許激光器在y軸上被調(diào)整并且一旦適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)則鎖緊螺釘108a可以被鎖定以(固定激光器。第二調(diào)整機(jī)構(gòu)108a-108c還包括調(diào)整螺釘109，該調(diào)整螺釘109促進(jìn)激光器圍繞樞軸銷108b的旋轉(zhuǎn)。在操作中，當(dāng)調(diào)整螺釘109被擰緊時(shí)，激光束102在y軸上從y軸上較低的位置移動(dòng)到y(tǒng)軸上較高的位置。第二調(diào)整機(jī)構(gòu)還包括至少一個(gè)彈簧108c，當(dāng)調(diào)整螺釘109未被擰緊時(shí)，該彈簧108c提供回程力以使激光束102從y軸上較高的位置移動(dòng)到較低的位置。
第一調(diào)整機(jī)構(gòu)105a-105d和第二調(diào)整機(jī)構(gòu)108a-108c可以用來(lái)對(duì)準(zhǔn)如表1中所示的可調(diào)整的激光裝置100。這些調(diào)整機(jī)構(gòu)105、108允許使用者或技術(shù)員相對(duì)于位于對(duì)準(zhǔn)工具和/或保持結(jié)構(gòu)或者擱物架上的基準(zhǔn)點(diǎn)適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)激光裝置100，如本文別處所述。一旦被適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)，并且知道激光束102和夾緊機(jī)構(gòu)的中心線110之間的精確距離(即，在x方向和y方向的精確的距離)(例如，見(jiàn)圖7)，則夾緊機(jī)構(gòu)34的中心線110的精確的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)可以通過(guò)控制器確定。其次，激光對(duì)準(zhǔn)裝置可以用來(lái)檢測(cè)位于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22上的一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并且被控制器用來(lái)確定機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架的初始位置或者原始位置，并且從而確定夾緊機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架的初始位置或者原始位置。知道機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)或者夾緊機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架的精確的初始位置或者原始位置允許控制器確定或計(jì)算每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部24的精確的x位置和y位置(或者更具體地，每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部24的中心線的x位置和y位置)。系統(tǒng)控制器然后可以精確地協(xié)調(diào)機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的移動(dòng)，并且從而精確地協(xié)調(diào)夾緊機(jī)構(gòu)的移動(dòng)，以與保持凹進(jìn)部或者接納凹進(jìn)部24適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，并且從而適當(dāng)?shù)匕褬?biāo)本容器裝載到保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中的特定的凹進(jìn)部24中或者從保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中的特定的凹進(jìn)部24卸載標(biāo)本容器。
在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖9a-9b中所示，保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22包括一個(gè)或更多個(gè)正方形基準(zhǔn)點(diǎn)26。在操作中，在保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22上的這些基準(zhǔn)點(diǎn)26可以用來(lái)確定或設(shè)置機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22的初始位置或者原始位置。此外，如本文提到的，知道機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)的初始位置或者原始位置允許確定對(duì)于每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部24的中心線28的x位置和y位置。如圖9a-9b中所示，基準(zhǔn)點(diǎn)26可以包括保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中的正方形形狀的孔。根據(jù)此實(shí)施方案，激光器裝置100用來(lái)發(fā)現(xiàn)正方形基準(zhǔn)點(diǎn)26的兩個(gè)邊緣(在y軸上的第一邊緣和在x軸上的第二邊緣)。通過(guò)使激光對(duì)準(zhǔn)裝置100的激光束102對(duì)準(zhǔn)到正方形基準(zhǔn)點(diǎn)26的x邊緣和y邊緣，保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中的每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部24的中心線28的精確的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)可以被精確地確定(如以上提到的)，從而允許夾緊機(jī)構(gòu)34與單個(gè)凹進(jìn)部24的對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，夾緊機(jī)構(gòu)的中心線可以與單個(gè)凹進(jìn)部24的中心線或者相對(duì)于單個(gè)凹進(jìn)部24的中心線對(duì)準(zhǔn)(即，夾緊機(jī)構(gòu)的中心線與單個(gè)凹進(jìn)部的中心線的同軸對(duì)準(zhǔn))。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及將激光對(duì)準(zhǔn)裝置100與位于對(duì)準(zhǔn)工具中和/或位于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22上的一個(gè)或更多個(gè)正方形基準(zhǔn)點(diǎn)26對(duì)準(zhǔn)的方法。根據(jù)此實(shí)施方案，激光對(duì)準(zhǔn)裝置100可以被定位使得成激光束102與通過(guò)在以下表格中提供的調(diào)整的順序所示的目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)。
表1—使用對(duì)準(zhǔn)工具適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)可調(diào)整的激光裝置的方法
如上文中提到的，本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可以包括對(duì)準(zhǔn)工具52。如圖6a-6b中所示，對(duì)準(zhǔn)工具52包括支撐臂54，其支撐基準(zhǔn)板56和對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)58。在操作中，利用對(duì)準(zhǔn)工具52上的一對(duì)銷55a(圖6b)，對(duì)準(zhǔn)工具52可以附接至機(jī)器人頭部32，所述對(duì)準(zhǔn)工具52上的一對(duì)銷55a與位于機(jī)器人頭部32上的一對(duì)銷孔55b(圖5a-5b)配合。在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)工具52的支撐臂54包括長(zhǎng)度(l)，當(dāng)附接至機(jī)器人頭部32時(shí)該長(zhǎng)度允許工具的對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)58與機(jī)器人頭部32隔開(kāi)的距離(即，距離z)同保持結(jié)構(gòu)22的基準(zhǔn)點(diǎn)26與機(jī)器人頭部32隔開(kāi)的距離相同。換言之，距離z既是從激光器100到工具對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)58的距離，也是從激光器100到保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22的正方形基準(zhǔn)點(diǎn)26的距離，從而允許對(duì)準(zhǔn)工具52被用來(lái)建立和/或維持機(jī)器人頭部32和夾緊機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)22和凹進(jìn)部24的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)(即，夾緊機(jī)構(gòu)和保持結(jié)構(gòu)22的凹進(jìn)部24的同軸對(duì)準(zhǔn))。
在操作中，激光對(duì)準(zhǔn)裝置100可以相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)工具52的對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)58被調(diào)整，以確保激光對(duì)準(zhǔn)裝置100相對(duì)于機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，并且從而相對(duì)于夾緊機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)。一旦適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)工具52可以被移除并且激光對(duì)準(zhǔn)裝置100可以用來(lái)建立機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，或者更具體地，建立機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的邊緣的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)(即，在y軸上的第一邊緣和在x軸上的第二邊緣)，如早先所述。一旦適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)，控制器然后可以精確地計(jì)算保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中的每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部24的精確的x位置和y位置。知道每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部24相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)22的基準(zhǔn)點(diǎn)26的精確的位置(即，x坐標(biāo)、y坐標(biāo))允許控制器精確地控制機(jī)器人頭部32的移動(dòng)，以用于將標(biāo)本容器轉(zhuǎn)移到保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中的特定的凹進(jìn)部24，并且適當(dāng)?shù)貙?biāo)本容器裝載到保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中的特定的凹進(jìn)部24中或者從保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中的特定的凹進(jìn)部24卸載標(biāo)本容器。在又一實(shí)施方案中，特定的保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22的基準(zhǔn)點(diǎn)26的識(shí)別傳達(dá)給控制器保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22存在，從而確保在控制器把容器放置或者裝載到保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中之前存在保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22。
在另一實(shí)施方案中，對(duì)準(zhǔn)工具52還可以包括可移動(dòng)的定位件240，該定位件240是可操作的以用于夾緊機(jī)構(gòu)34與拾取站260的適當(dāng)?shù)耐S對(duì)準(zhǔn)，并且從而與位于拾取站260中的標(biāo)本容器50的適當(dāng)?shù)耐S對(duì)準(zhǔn)，如圖8a-8c中所示?？梢苿?dòng)的定位件240可以利用附接銷242附接至對(duì)準(zhǔn)工具，所述附接銷242與對(duì)準(zhǔn)工具52的支撐臂54上的一對(duì)銷接合槽244配合，從而建立可移除的定位件240與拾取站260的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)?？梢瞥亩ㄎ患?40還包括水平的指示線246和豎直的指示線248，該水平的指示線246和豎直的指示線248是有用的或者是可操作的以建立在x軸(如箭頭247所表示的(見(jiàn)圖8b))和y軸(如箭頭249所表示的(見(jiàn)圖8b))上夾緊機(jī)構(gòu)34相對(duì)于拾取站260的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，并且從而相對(duì)于拾取站260中包含的標(biāo)本容器50的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)(例如，見(jiàn)圖8c)。拾取站260還可以包括拾取站調(diào)整螺釘264。調(diào)整螺釘264可以被調(diào)整以在z軸(如箭頭263所表示的(見(jiàn)圖8b))上相對(duì)于夾緊機(jī)構(gòu)34定位調(diào)整螺釘?shù)墓ぷ鞫?66，并且從而定位拾取站260的底板262，使得標(biāo)本容器50被從拾取站260適當(dāng)?shù)厥叭??？梢瞥亩ㄎ患?40和調(diào)整螺釘264允許夾緊機(jī)構(gòu)34在x軸、y軸上的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)和標(biāo)本容器在z軸上的適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)，以建立和/或維持夾緊機(jī)構(gòu)34的中心線與位于拾取站260內(nèi)的標(biāo)本容器50的適當(dāng)?shù)耐S對(duì)準(zhǔn)(即，建立包含在拾取站內(nèi)的標(biāo)本容器的中心線與夾緊機(jī)構(gòu)的中心線的同軸對(duì)準(zhǔn))。
在操作中，可移除的定位件240可以放置在拾取站260內(nèi)并且使用銷(未示出)在拾取站260中居中，所述銷與位于拾取站260的底板262內(nèi)的銷孔268配合。一旦適當(dāng)?shù)鼐又?，可移除的定位?40的水平的指示線246和豎直的指示線248可以用于基準(zhǔn)板56相對(duì)于拾取站260并且從而夾緊機(jī)構(gòu)34相對(duì)于拾取站260的對(duì)準(zhǔn)，如圖8b中所示。首先，利用水平軸電機(jī)在x軸上調(diào)整機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)34，直到基準(zhǔn)板56的前邊緣與豎直的指示線248對(duì)準(zhǔn)，從而建立在x軸上夾緊機(jī)構(gòu)34相對(duì)于拾取站260的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)(見(jiàn)圖8a)。其次，利用豎直軸電機(jī)在y軸上調(diào)整機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)34，直到基準(zhǔn)板56的頂邊緣相對(duì)于水平的指示線246豎直地對(duì)準(zhǔn)，從而設(shè)置在y軸上夾緊機(jī)構(gòu)34和拾取站260之間的適當(dāng)?shù)拈g隔或高度(再參見(jiàn)圖8b)。設(shè)置適當(dāng)?shù)呢Q直間隔或高度允許標(biāo)本容器50的一致的和牢固的夾緊，如圖8c中所示。
本發(fā)明還涉及用于建立機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的方法，所述轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)具有機(jī)器人頭部、用于夾緊標(biāo)本容器的夾緊機(jī)構(gòu)和對(duì)準(zhǔn)激光器，所述方法包括以下連續(xù)的步驟：(a)將對(duì)準(zhǔn)工具附接至機(jī)器人頭部；(b)相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)工具的正方形基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)激光對(duì)準(zhǔn)裝置；(c)調(diào)整激光對(duì)準(zhǔn)裝置以使激光束朝正方形基準(zhǔn)點(diǎn)的左邊緣水平(即，在x軸上)移動(dòng)，直到傳感器led指示檢測(cè)到正方形基準(zhǔn)點(diǎn)的左邊緣(即，當(dāng)led傳感器照明時(shí))；(d)鎖定x軸對(duì)準(zhǔn)螺釘(即，水平對(duì)準(zhǔn)螺釘)；(e)調(diào)整激光裝置以使激光束朝正方形基準(zhǔn)點(diǎn)的底邊緣豎直(即，在y軸上)移動(dòng)，直到傳感器led指示檢測(cè)到正方形基準(zhǔn)點(diǎn)的底邊緣(即，當(dāng)led傳感器照明時(shí))；以及(f)鎖定y軸對(duì)準(zhǔn)螺釘(即，豎直對(duì)準(zhǔn)螺釘)。一旦對(duì)準(zhǔn)工具基準(zhǔn)點(diǎn)的左邊緣和底邊緣已經(jīng)被檢測(cè)到，激光對(duì)準(zhǔn)裝置相對(duì)于機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)，或者更具體地，相對(duì)于夾緊機(jī)構(gòu)的中心線適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)。
夾緊機(jī)構(gòu)或裝置
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解的，標(biāo)本容器與夾緊機(jī)構(gòu)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)是需要的，以用于夾緊機(jī)構(gòu)相對(duì)于容器的精確的對(duì)準(zhǔn)，以用于使標(biāo)本容器適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)移到保持結(jié)構(gòu)或者擱物架的凹進(jìn)部，并且適當(dāng)?shù)貙?biāo)本容器裝載到保持結(jié)構(gòu)或者擱物架的凹進(jìn)部中或者從保持結(jié)構(gòu)或者擱物架的凹進(jìn)部卸載標(biāo)本容器。本發(fā)明還涉及具有至少兩個(gè)夾緊指狀物的夾緊機(jī)構(gòu)，其中所述夾緊指狀物界定夾持腔，該夾持腔是可操作的以牢固地夾緊和/或保持標(biāo)本容器。該夾持腔還包括中心線，可以使用至少兩個(gè)夾緊指狀物將標(biāo)本容器沿著該中心線適當(dāng)?shù)鼐又?即，夾緊機(jī)構(gòu)和標(biāo)本容器的同軸對(duì)準(zhǔn))，如下文中所述。在其他實(shí)施方案中，夾緊機(jī)構(gòu)可以包括2至6個(gè)夾緊指狀物、2至4個(gè)夾緊指狀物、3個(gè)夾緊指狀物或4個(gè)夾緊指狀物。
夾緊指狀物采用硬夾緊表面和軟夾緊表面兩者的使用。發(fā)明人已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)，雙夾緊材料的使用校正并且穩(wěn)定標(biāo)本容器相對(duì)于機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的機(jī)器人頭部的水平對(duì)準(zhǔn)。在當(dāng)夾持器指狀物閉合時(shí)標(biāo)本容器沒(méi)有與夾緊機(jī)構(gòu)的中心線適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的情況中，硬夾緊表面將首先接觸瓶，促使瓶滑動(dòng)到夾緊機(jī)構(gòu)的中心線。隨著夾緊指狀物繼續(xù)關(guān)閉，標(biāo)本容器被居中。一旦容器被居中，軟夾緊表面接觸標(biāo)本容器，并且由軟夾緊表面提供的更高的摩擦牢固地保持標(biāo)本容器沿著夾持器的中心線。夾緊機(jī)構(gòu)的與標(biāo)本容器接觸的硬表面還確保容器不可以從一邊到另一邊的方式在夾持器內(nèi)旋轉(zhuǎn)，如本文別處更加詳細(xì)描述的。
如圖5a-7和圖10-12b中所示，本發(fā)明的夾緊機(jī)構(gòu)34包括2個(gè)可相對(duì)的半圓形形狀的夾緊指狀物36a、36b。半圓形形狀的夾緊指狀物36a、36b的使用允許具有半圓形或圓形形狀的橫截面的標(biāo)本容器(比如血液培養(yǎng)瓶)的最優(yōu)的夾緊。而且，如圖7中最佳顯示的，夾緊指狀物界定夾持腔和夾緊中心線110。
夾緊機(jī)構(gòu)還將包括用于閉合夾緊指狀物以牢固地拾取、抓住或以其他方式保持標(biāo)本容器的裝置。夾緊裝置包括夾緊電機(jī)、螺釘、第一夾緊促動(dòng)器和第二夾緊促動(dòng)器以及彈簧。在操作中，夾緊電機(jī)將把螺釘驅(qū)動(dòng)到第一促動(dòng)器和第二促動(dòng)器中。螺紋螺釘將推動(dòng)被附接至夾緊指狀物的第一促動(dòng)器和第二促動(dòng)器，從而使夾緊指狀物移動(dòng)到“打開(kāi)”位置，使得夾緊機(jī)構(gòu)可以接受標(biāo)本容器。為了“夾緊”標(biāo)本容器，電機(jī)倒轉(zhuǎn)螺釘，從而允許彈簧將夾緊指狀物拉至圍繞標(biāo)本容器的閉合位置。
如圖10-12b中所示，可相對(duì)的夾緊指狀物36a、36b中的每個(gè)包括硬的半圓形夾緊表面，每個(gè)夾緊指狀物36a、36b還具有一對(duì)可相對(duì)的成角度的對(duì)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)112a、112b，其中第一成角度的節(jié)點(diǎn)112a在夾緊指狀物的第一端處并且第二成角度的夾緊節(jié)點(diǎn)112b在夾緊指狀物36a和36b的第二端處。通常，硬的半圓形夾緊表面是金屬，比如鋁。在一個(gè)實(shí)施方案中，成角度的第一對(duì)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)112a和第二對(duì)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)112b產(chǎn)生硬的表面區(qū)，當(dāng)夾緊機(jī)構(gòu)閉合時(shí)，所述硬的表面區(qū)迫使容器滑動(dòng)至夾緊機(jī)構(gòu)的中心線。還如圖10-12b中所示，每個(gè)夾緊指狀物還包括位于夾緊指狀物36a和36b的中心處的軟的夾緊襯墊114或者表面。軟的夾緊襯墊114可以包括本領(lǐng)域已知的任何已知的軟的材料或者彈性體材料，并且該材料提供夾緊襯墊和容器之間的摩擦，從而牢固地保持容器。在一個(gè)實(shí)施方案中，彈性體可以是橡膠。在另一實(shí)施方案中，彈性體可以是氯磺化聚乙烯(cspe)合成橡膠
根據(jù)另一實(shí)施方案，在夾緊期間頂部夾持器指狀物36a和底部夾持器指狀物36b可以獨(dú)立地移動(dòng)以適應(yīng)標(biāo)本容器的任何豎直的未對(duì)準(zhǔn)。如果夾緊機(jī)構(gòu)沒(méi)有與容器的中心線適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)，首先與容器接觸的指狀物將幫助使容器沿著夾持器中心線重新對(duì)準(zhǔn)和居中。
保持結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)特征
如早先所述，在本發(fā)明的實(shí)踐中使用的保持結(jié)構(gòu)或者擱物架可以采取多種物理構(gòu)型。如圖1-2、圖6和圖10-11中所示，保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22可以包括多個(gè)豎直堆疊的擱物架22，每個(gè)具有用于保持單個(gè)標(biāo)本容器的一個(gè)或更多個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部24。如圖9中最佳顯示，如上文中所述，保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22可以包括一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)26，以用于建立機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22的初始位置或者原始位置，或者更具體地，建立機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于保持結(jié)構(gòu)或者擱物架22中的一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的初始位置或者原始位置。知道機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的初始位置或者原始位置允許確定或計(jì)算每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部24的x位置和y位置，從而建立或確保在將標(biāo)本容器裝載到單個(gè)凹進(jìn)部中或者將標(biāo)本容器從單個(gè)凹進(jìn)部卸載期間機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)與單個(gè)凹進(jìn)部的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)(即,同軸對(duì)準(zhǔn))。
在另一方面，本發(fā)明還涉及結(jié)合每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部布置以校正當(dāng)所述容器被裝載到單個(gè)保持凹進(jìn)部中時(shí)所述標(biāo)本容器的任何微小的未對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)特征。在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖13中所示，每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部可以包括一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)入斜面120。根據(jù)此實(shí)施方案，每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部可以包括2-10個(gè)導(dǎo)入斜面、2-6個(gè)導(dǎo)入斜面、2-4個(gè)導(dǎo)入斜面、2個(gè)導(dǎo)入斜面、3個(gè)導(dǎo)入斜面或者4個(gè)導(dǎo)入斜面。在操作中，一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)入斜面120將起作用為或幫助將單個(gè)標(biāo)本容器50引導(dǎo)到單個(gè)保持凹進(jìn)部24中，從而校正當(dāng)所述容器被裝載到所述保持凹進(jìn)部24中時(shí)標(biāo)本容器50的任何未對(duì)準(zhǔn)。
在另一實(shí)施方案中，如圖14中所示，每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部可以包括連續(xù)的導(dǎo)入斜面或者連續(xù)的導(dǎo)入凹槽124。在操作中，連續(xù)的導(dǎo)入斜面或者連續(xù)的導(dǎo)入斜切面124將起作用為或者幫助將單個(gè)標(biāo)本容器50引導(dǎo)到單個(gè)保持凹進(jìn)部24中，從而校正當(dāng)所述容器被裝載到所述保持凹進(jìn)部24中時(shí)標(biāo)本容器50的任何未對(duì)準(zhǔn)。
帶張緊機(jī)構(gòu)或裝置
在又一方面，在本發(fā)明的實(shí)踐中可以使用一個(gè)或更多個(gè)帶張緊裝置，以建立和/或維持在一個(gè)或更多個(gè)同步帶或者傳動(dòng)帶上適當(dāng)?shù)膹埩?。如將由本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的，同步帶可以用在機(jī)器人系統(tǒng)中以使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人系統(tǒng)中同步帶和輪系統(tǒng)的使用是常見(jiàn)的，由于它們以低成本提供可靠性。然而，為實(shí)現(xiàn)精確的位置精度，同步帶的齒必須適當(dāng)?shù)亟雍想姍C(jī)輪槽。適當(dāng)?shù)慕雍嫌善У膹埩?lái)決定。因此，同步帶必須適當(dāng)?shù)貜埦o以確保精確的位置精度。不適當(dāng)張緊的帶可導(dǎo)致過(guò)早的帶故障、電機(jī)故障或者輪故障。
如圖15-18中所示，在一個(gè)實(shí)施方案中，第一張緊裝置140包括張緊裝置殼體142，其聯(lián)接至可滑動(dòng)的板144，該可滑動(dòng)的板144具有一對(duì)滑槽146，該對(duì)滑槽146帶有附接裝置或者螺釘148以用于使可滑動(dòng)的板144固定至轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的臥式支撐結(jié)構(gòu)或者立式支撐結(jié)構(gòu)。在操作中，可滑動(dòng)的板144利用滑槽146和相關(guān)聯(lián)的螺釘148相對(duì)于立式支撐軌42的臥式支撐40(即，自動(dòng)化轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的y軸)是可調(diào)整的。滑板144還聯(lián)接至惰輪150，惰輪150具有用于接合并且支撐水平同步帶72的齒。
如圖17中最佳顯示，張緊裝置的殼體142還包括柱塞160和沉孔162。沉孔162包括內(nèi)孔164、中間孔166和外孔165。張緊裝置的殼體142還包括壓縮機(jī)構(gòu)170，以用于向同步帶72提供力并且從而提供張力。在一個(gè)實(shí)施方案中，用于提供力的壓縮裝置可以是一個(gè)或更多個(gè)盤形墊圈，所述一個(gè)或更多個(gè)盤形墊圈為2至20個(gè)盤形墊圈、2-10個(gè)盤形墊圈、4-8個(gè)盤形墊圈或者約6個(gè)盤形墊圈。本申請(qǐng)已經(jīng)了解盤形墊圈可以在緊湊區(qū)域或者受限區(qū)域中產(chǎn)生大量的力。一般來(lái)說(shuō)，任何已知的盤形墊圈可以用在本發(fā)明的實(shí)踐中，例如盤形墊圈可以是belleville墊圈。根據(jù)此實(shí)施方案，一個(gè)或更多個(gè)盤形墊圈可以串接地、平行地或者以其任何組合布置(例如，見(jiàn)圖20)。如圖18中所示，用于提供力的壓縮機(jī)構(gòu)170可以包括串接布置的多個(gè)盤形墊圈(例如，6個(gè)盤形墊圈)。由于belleville墊圈的總撓曲可以是非常微小的以實(shí)現(xiàn)所需的力，因此這些墊圈可以被堆疊以產(chǎn)生更多的撓曲同時(shí)產(chǎn)生相同的力。例如，認(rèn)為單一belleville墊圈在一個(gè)單位的長(zhǎng)度的撓曲下產(chǎn)生一個(gè)單位的力。如果所述belleville墊圈中的六個(gè)串接堆疊，它們必須被彎曲六個(gè)單位的長(zhǎng)度以實(shí)現(xiàn)一個(gè)單位的力。6個(gè)墊圈的堆疊具有使用力/距離的單位的有效的彈簧剛度k，即單一墊圈的1/6。在張緊器的應(yīng)用中，張緊裝置可以被設(shè)計(jì)成使得當(dāng)使用者或技術(shù)員擰緊螺紋螺釘使得柱塞與張緊裝置殼體齊平時(shí)，可以建立適當(dāng)?shù)膿锨嚯x，并且從而建立適當(dāng)?shù)牧?。較低的彈簧剛度的使用允許在建立柱塞為齊平時(shí)的更多的誤差，同時(shí)將施加的力的可能誤差減到最小。在又一實(shí)施方案中，用于提供力的壓縮裝置可以是壓縮彈簧。
如圖15和圖16中最佳顯示，此實(shí)施方案的張緊裝置還可以包括固定的張力塊176，其被牢固地附接至臥式支撐40。如所示，固定的張力塊176支撐帶螺紋的調(diào)整螺釘178。帶螺紋的調(diào)整螺釘178可以被擰緊以壓縮壓縮機(jī)構(gòu)170，以用于提供力。在本發(fā)明的又一實(shí)施方案中，柱塞160可以被設(shè)計(jì)成使得當(dāng)壓縮機(jī)構(gòu)170被壓縮至必要的程度以用于產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膸埩r(shí)，柱塞的面將齊平于張緊裝置殼體142的前邊緣161(如圖17中最佳顯示)。這樣，張緊裝置140解決了關(guān)于建立適當(dāng)?shù)膸埩Φ娜魏慰赡艿念檻]，因?yàn)槠涮峁┩ㄖ夹g(shù)員何時(shí)達(dá)到適當(dāng)?shù)膸埩Φ奶卣?即，柱塞160齊平于固定的張力塊的殼體142的前邊緣161)。
在操作中，技術(shù)員可以手動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)帶螺紋的調(diào)整螺釘178或者擰緊帶螺紋的螺釘，直到柱塞160與固定的張力塊的殼體142的前邊緣161齊平。隨著柱塞160抵靠著前邊緣161平齊，用于提供力的壓縮裝置170(即，串接布置的盤形墊圈)以適當(dāng)?shù)木嚯x向內(nèi)壓縮，以提供給同步帶72所需的力或張力。此外，所產(chǎn)生的力以固定張力塊176的相反方向滑動(dòng)滑板144，并且從而滑動(dòng)惰輪150，以在同步帶72上放置適當(dāng)量的張力。
在張緊器的應(yīng)用中，安裝板螺釘148沒(méi)有完全擰緊，這允許帶有輪的板沿著槽146移動(dòng)。當(dāng)盤堆壓縮時(shí)，帶中的張力同樣增加。在柱塞為平齊的點(diǎn)處，板144可以通過(guò)收擰緊安裝板螺釘148而固定至安裝表面，從而設(shè)置適當(dāng)?shù)膸埩Α?/p>
圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的張緊裝置200的第二實(shí)施方案或者可選擇的實(shí)施方案。如圖19中所示，本發(fā)明的張緊裝置200包括固定塊202和可滑動(dòng)塊204，所述固定塊202聯(lián)接至用于支撐機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)30的水平滑動(dòng)軸的支架66，所述可滑動(dòng)塊204相對(duì)于第一固定塊是可調(diào)整的。第一固定塊202和第二可滑動(dòng)塊204還分別包括在第一塊202的第一邊緣207上的齒206和在第二塊204的第一邊緣209上的齒208。固定塊202的齒206接合并且牢固地保持同步帶62的第一端，并且可滑動(dòng)塊204的齒208接合并且牢固地保持同步帶62的第二端或者相對(duì)的端。
固定塊202還包括螺紋柱塞210，其與可滑動(dòng)塊204中的沉孔212對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)螺紋柱塞210被擰緊而將螺紋柱塞210推動(dòng)到可滑動(dòng)塊204的沉孔212中時(shí)，該螺紋柱塞壓縮壓縮機(jī)構(gòu)214以用于提供力。根據(jù)此實(shí)施方案，張緊裝置200還包括隔圈216。張緊器200可以被設(shè)計(jì)成使得當(dāng)使用者或技術(shù)員擰緊螺紋柱塞210使得隔圈216與固定塊202的頂表面平齊時(shí)，可以建立適當(dāng)?shù)膿锨嚯x，并且從而建立適當(dāng)?shù)牧?。所產(chǎn)生的力通過(guò)調(diào)整固定塊202與可滑動(dòng)塊204之間的距離來(lái)向同步帶62提供適當(dāng)?shù)膹埩?。在一個(gè)實(shí)施方案中，用于提供力的壓縮機(jī)構(gòu)214可以是一個(gè)或更多個(gè)盤形墊圈，所述一個(gè)或更多個(gè)盤形墊圈為2至20個(gè)盤形墊圈、2-10個(gè)盤形墊圈、4-8個(gè)盤形墊圈或者約6個(gè)盤形墊圈。本申請(qǐng)已經(jīng)了解，盤形墊圈可以在緊湊區(qū)域或者受限區(qū)域中產(chǎn)生大量的力。一般來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明的實(shí)踐中可以使用任何已知的盤形墊圈，例如盤形墊圈可以是belleville墊圈。根據(jù)此實(shí)施方案，一個(gè)或更多個(gè)盤形墊圈可以串接地、平行地或者以其任何組合布置(例如，參見(jiàn)圖20)。在另一實(shí)施方案中，用于提供力的壓縮機(jī)構(gòu)可以包括6個(gè)串接布置的盤形墊圈。在又一實(shí)施方案中，用于提供力的壓縮機(jī)構(gòu)可以是壓縮彈簧。
在操作中，螺紋柱塞210可以被擰緊或者擰到沉孔212中，從而使可滑動(dòng)塊204在第一方向朝著固定塊202移動(dòng)，從而使可滑動(dòng)塊204更接近固塊202。擰緊螺紋柱塞210壓縮壓縮機(jī)構(gòu)214，提供了導(dǎo)致同步帶62上的張力的力。在一個(gè)實(shí)施方案中，在適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)之后，可滑動(dòng)塊204可以利用螺釘相對(duì)于固定塊202固定或者鎖定。
控制器和用戶界面
檢測(cè)系統(tǒng)2將包括系統(tǒng)控制器(例如，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng))(未示出)和用于控制系統(tǒng)的各種操作和機(jī)構(gòu)的固件。通常，用于控制系統(tǒng)的各種機(jī)構(gòu)的操作的系統(tǒng)控制器和固件可以是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何已知的常規(guī)的控制器和固件。在一個(gè)實(shí)施方案中，控制器和固件將執(zhí)行控制系統(tǒng)的各種機(jī)構(gòu)所必需的所有操作，包括：系統(tǒng)內(nèi)的標(biāo)本容器的自動(dòng)化裝載、自動(dòng)化轉(zhuǎn)移、自動(dòng)化檢測(cè)和/或自動(dòng)化卸載。控制器和固件還將提供系統(tǒng)內(nèi)的標(biāo)本容器的識(shí)別以及跟蹤。在另一實(shí)施方案中，控制器和固件將控制轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)。例如，控制器可以提供機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的精確的位置控制，以使機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)相對(duì)于與該機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)對(duì)接的其它機(jī)構(gòu)或裝置定位和對(duì)準(zhǔn)，所述與機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)對(duì)接的其他機(jī)構(gòu)或裝置為比如保持結(jié)構(gòu)或者擱物架的單個(gè)凹進(jìn)部、分度器、容器返回口和/或廢物槽。
在另一實(shí)施方案中，如上文早先公開(kāi)的，控制器和固件可以用來(lái)計(jì)算保持結(jié)構(gòu)中每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部相對(duì)于機(jī)器人轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的夾緊機(jī)構(gòu)的精確的x位置或坐標(biāo)和y位置或坐標(biāo)。根據(jù)此實(shí)施方案，如本文別處所述，一旦激光對(duì)準(zhǔn)裝置和保持結(jié)構(gòu)或者擱物架相對(duì)于彼此適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)，則控制器然后可以精確地計(jì)算保持結(jié)構(gòu)或者擱物架中每個(gè)單個(gè)凹進(jìn)部的準(zhǔn)確的x位置和y位置。知道每個(gè)凹進(jìn)部的精確的位置允許控制器精確地控制機(jī)器人頭部的移動(dòng)，以用于適當(dāng)?shù)厥箻?biāo)本容器裝載到保持結(jié)構(gòu)或者擱物架中的特定的凹進(jìn)部中或者從保持結(jié)構(gòu)或者擱物架中特定的凹進(jìn)部卸載標(biāo)本容器。
檢測(cè)系統(tǒng)2還可以包括用戶界面14和相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用于操作系統(tǒng)，包括裝載機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)、擱物架、攪動(dòng)設(shè)備、培育設(shè)備并且接收來(lái)自檢測(cè)單元的測(cè)量。用戶界面14還可以提供給操作員或者實(shí)驗(yàn)室技術(shù)員關(guān)于裝載到檢測(cè)系統(tǒng)中的容器的狀態(tài)信息。用戶界面可以包括以下特征中的一個(gè)或者更多個(gè)：(1)接觸式屏幕顯示；(2)觸摸屏上的鍵盤；(3)系統(tǒng)狀態(tài)；(4)陽(yáng)性提醒；(5)與其他系統(tǒng)(dms、lis、bces&其他檢測(cè)或者識(shí)別儀器)的通信；(6)容器或者瓶的狀態(tài)；(7)檢索容器或者瓶；(8)可視和可聽(tīng)的陽(yáng)性指示器；(9)usb接入(備份和外部系統(tǒng)接入)；以及(10)陽(yáng)性、系統(tǒng)狀態(tài)和錯(cuò)誤信息的遠(yuǎn)程通知。
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