專利名稱：用于存放和提供帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于存放和提供帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的、在實(shí)驗(yàn)室中使用的物體的裝置以及帶有這樣的裝置的室。此類裝置由本申請(qǐng)人公開，本申請(qǐng)人已在DE 19746455C 1中介紹了這樣的裝置，并生產(chǎn)和銷售。
背景技術(shù)：
由于使用用于放置和取出帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體的裝置如在分子生物學(xué)、生物化學(xué)和分子遺傳學(xué)研究、醫(yī)學(xué)、生物工程或診斷方面的大量的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用領(lǐng)域中使用的US標(biāo)準(zhǔn) ANSI/SBS 2-2004 "for microplates-footprint dimensions” 的標(biāo)準(zhǔn)化器皿板，由現(xiàn)有技術(shù)公知的裝置在也稱為堆垛機(jī)、擱架或儲(chǔ)料器的存放筒腔(Lagerschacht)的底面的形狀和尺寸方面沒有區(qū)別。標(biāo)準(zhǔn)化的器皿板是具有約127. 76mm x85. 48mm的底面的標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的板。但其它標(biāo)準(zhǔn)化的物體(例如吸液管端的容器、用于保存試樣的板或貯藏器例如帶有蓋的器皿板)也可以在裝置內(nèi)放置，因此后面總體上使用名稱“物體”。為將盡可能多的物體安放在裝置內(nèi)，這些物體堆疊地安放在存放筒腔內(nèi)并將盡可能多的這樣的存放筒腔分別布置在裝置內(nèi)的存放位置上。在存放筒腔內(nèi)可設(shè)置存放格，在這些存放格內(nèi)可以分別放置物體，從而使得這些物體能以任意順序利用取出機(jī)構(gòu)取出或插入(隨機(jī)存取)。物體也可以直接相疊地位于存放筒腔內(nèi)，其中，最下面的物體平放在可以移置的支托和分離元件上(后面稱為分離裝置)，該支托和分離元件為了移交最下面的物體而移置到取出機(jī)構(gòu)處。對(duì)存放筒腔裝備和取出物體按照兩種基本原則進(jìn)行。按照所謂的“先進(jìn)先出 (first in-first out，F(xiàn)IFO) ”，將首先接納在存放筒腔內(nèi)的物體也第一個(gè)再次取出。按照 FIFO原則工作的裝置例如是PEAKR0B0TICS公司的Q-Stacker (QR-210型)。第二種原則稱為“后進(jìn)先出”(last in-first out，LIF0)。在此，將最后接納到存放筒腔內(nèi)的物體第一個(gè)再次取出。對(duì)此的例子是iTomtec Quadra 3 (Tomtec，Hamden，CT)。按照所公知的現(xiàn)有技術(shù)(DE 19746455C1)將待接納的物體5接納到存放筒腔3內(nèi)的過程的原理例在圖Ia至圖Ig的圖解中示出。待接納的物體5平放在取出機(jī)構(gòu)12. 1上，該裝置處于存放筒腔3的底面3. 2下方的起始位置中。已存在于存放筒腔3中的物體5平放在封閉的分離裝置8上，該分離裝置構(gòu)造為可逆地且受控制地插入到存放筒腔3的敞空截面內(nèi)。存在于存放筒腔3內(nèi)的物體5 通過分離裝置8保持(圖la)。待接納的物體5借助取出機(jī)構(gòu)12. 1從下方輸送到存放筒腔3處，方法是取出機(jī)構(gòu)12. 1朝著底面3. 2的方向借助取出機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器12. 2運(yùn)動(dòng)(圖 lb)?？赡娴厍沂芸刂频夭迦氲酱娣磐睬?的敞空截面中的卡銷8. 1在現(xiàn)存的物體5提升時(shí)從存放筒腔3的敞空截面中磁性地收回，并且分離裝置8打開(圖lc)。在此，兩個(gè)物體 5通過接觸面相互接觸。待接納的物體5借助取出機(jī)構(gòu)12. 1完全運(yùn)動(dòng)到存放筒腔3內(nèi)。已存在于存放筒腔3內(nèi)的物體5通過待接納的物體5和取出機(jī)構(gòu)12. 1提升并沿著存放筒腔 3進(jìn)一步推移(圖Id)。分離裝置8現(xiàn)在關(guān)閉，接著卡銷8. 1伸入到存放筒腔3的敞空截面內(nèi)和兩個(gè)物體5的下方(圖le)。取出機(jī)構(gòu)12. 1向下運(yùn)動(dòng)，由此，兩個(gè)物體5在存放筒腔3 內(nèi)下降，直至其位于卡銷8. 1上并通過這些卡銷保持住(圖If)。取出機(jī)構(gòu)12. 1運(yùn)動(dòng)回其起始位置，而兩個(gè)物體5保留在存放筒腔3內(nèi)(圖lg)。物體5從存放筒腔3中的取出相應(yīng)類似地進(jìn)行。依據(jù)WO 98/05753，存放筒腔以旋轉(zhuǎn)木馬的方式布置在轉(zhuǎn)盤上。在此，單個(gè)存放筒腔徑向朝外地取向。為可以將物體從存放筒腔的存放格中取出而存在取出裝置，該取出裝置在這里構(gòu)造為帶有可水平樞轉(zhuǎn)的運(yùn)送平臺(tái)的靜止的升降機(jī)。在此，相關(guān)的存放筒腔隨同轉(zhuǎn)盤向著升降機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到移交位置中，運(yùn)送平臺(tái)行進(jìn)到所選取的存放格的高度并向存放格的方向樞轉(zhuǎn)，以便取出或放置物體。在存放筒腔的所介紹的旋轉(zhuǎn)木馬式布置方式上相對(duì)不利的是，存放筒腔的數(shù)量和轉(zhuǎn)盤的所需尺寸的關(guān)系(下面稱為占用比)隨著存放筒腔數(shù)量的增加而變差。依據(jù)EP 1332987B 1的存放裝置承諾了更高的占用比，方法是在通道兩側(cè)的架子中布置有兩個(gè)平行列的存放位，在移交位置之間的接納單元可以在通道中來回運(yùn)動(dòng)，以便借助取出裝置每次取出或放置一個(gè)物體。DE 102005001888A1公開了一種特別用于溫控箱的存放裝置，在該溫控箱中在架子上布置有多個(gè)平行列的存放位，并且取出機(jī)構(gòu)以如下方式實(shí)施，即，使該取出裝置可以接納數(shù)量等于列數(shù)量的物體，從而在移交位置中每次取出所有處于位置連續(xù)的物體。然后利用分離裝置將物體從取出機(jī)構(gòu)中取下并重新放置剩下的物體。通過這種解決方案進(jìn)一步地提高了占用比。通過RapidStack 系統(tǒng)(Thermo Fisher) (http:www. thermo. com/eThermo/CMA/ PDFs/Product/roductPDF_1133. pdf ;2010年6月24日下載)公知一種用于存放和提供帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體的裝置，在該裝置中，物體借助取出和提供裝置在固定配屬于各一個(gè)存放筒腔的移交位置上從存放筒腔中取出并提供。取出和提供裝置可以在x_y平面上移動(dòng)并可以向每個(gè)存放筒腔的移交位置進(jìn)給。在此，取出和提供裝置在χ軸方向和垂直于 x-y平面的ζ軸方向上的進(jìn)給由第一模塊產(chǎn)生，而在y軸方向上的進(jìn)給則通過第二和與第一模塊不同的模塊產(chǎn)生。在按照RapidStack 系統(tǒng)的解決方案中，從該裝置的一側(cè)只能取出或裝備各個(gè)直接布置在相應(yīng)側(cè)上的存放筒腔。因此，為了取出或裝備單個(gè)存放筒腔，在 RapidStack 系統(tǒng)的側(cè)向和上方需要足夠大的夠到自由度。但由此，該系統(tǒng)在空間上狹小的條件下，例如在室內(nèi)很難進(jìn)行布置和裝備。由本申請(qǐng)人設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售一種用于存放或提供充當(dāng)用于例如CyBi -Well和 JOBI-Well吸液系統(tǒng)的配件的帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體的裝置(圖2)。屬于現(xiàn)有技術(shù)(DE 19746455C1)的裝置中存在存放件1，該存放件包括一個(gè)承載板2和兩個(gè)利用各一個(gè)底表面 3. 2布置在承載板2上側(cè)上的垂直存放筒腔3。為每個(gè)存放筒腔3在貫通孔7上分配一個(gè)移交位置6 (通過箭頭示出)，其中，移交位置6彼此平行且同向地取向。此外，存在承載板 2裝到其上的下部結(jié)構(gòu)11。此外，存在取出和提供裝置12。各存放筒腔3的開放壁3. 11上存在各一個(gè)門3. 5，通過該門在打開狀態(tài)下允許存放筒腔3的簡單裝備。由現(xiàn)有技術(shù)所公知的解決方案具有每個(gè)存放筒腔一個(gè)移交位置，所述移交位置必須各自通過取出機(jī)構(gòu)移行，由此限制了可以達(dá)到的時(shí)鐘周期。此外，取出機(jī)構(gòu)到不同移交位置的不同長度的進(jìn)給行程也導(dǎo)致不同長度的時(shí)鐘周期，這對(duì)于自動(dòng)化而言是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于以下任務(wù)，即，提供一種用于存放和提供帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體的裝置，借助該裝置能以短且恒定的時(shí)鐘周期提供物體。此外，該裝置應(yīng)具有高占用比，且盡管夠到自由度低仍能容易地進(jìn)行裝備。該任務(wù)通過一種用于存放和提供帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體的裝置來解決，所述裝置具有包括承載板的存放件、在承載板下方的下部結(jié)構(gòu)和取出機(jī)構(gòu)，所述存放件具有大量垂直地處于承載板上的用于相疊地存放物體的存放筒腔，其中，所述存放筒腔分別以底表面布置在承載板的上側(cè)上，借助所述取出機(jī)構(gòu)可以從相關(guān)的存放筒腔中取出位于處于移交位置上的存放筒腔內(nèi)的所選取的物體，其特征在于，-四個(gè)存放筒腔中心對(duì)稱地圍繞垂直地豎立于承載板上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線分別以90° 角彼此偏移地布置，并且-存放件可以圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，由此，存放筒腔可以有選擇地轉(zhuǎn)動(dòng)到移交位置中。本發(fā)明的核心是非常緊湊地構(gòu)造和布置存放筒腔，以及可以向唯一的移交位置進(jìn)給，其中，對(duì)于四個(gè)存放筒腔僅需一個(gè)移交位置。存放筒腔的移交位置在下面理解為存放筒腔在其圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的圓形軌跡上的確定的相對(duì)的取向。例如可以這樣限定存放筒腔的角位置，即，在該角位置上可以取出物體。每個(gè)存放筒腔通過圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)可以向移交位置進(jìn)給，其中，每次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)角通過控制提供。在依據(jù)本發(fā)明的裝置的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，為每個(gè)存放件精確地限定一個(gè)移交位置。非常有利的是，每個(gè)存放件各自僅存在一個(gè)移交位置，因?yàn)橛纱巳〕鰴C(jī)構(gòu)的進(jìn)給降到僅一個(gè)移交位置上。由此，以有利的方式可行的是，取出機(jī)構(gòu)的進(jìn)給以恒定的時(shí)鐘周期進(jìn)行。帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體在這里優(yōu)選為微量滴定板、吸液管端的擱架和與現(xiàn)有技術(shù)相應(yīng)地配備和操作的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所使用的類似的輔助器具和工作器具。依據(jù)上面所稱的SBS標(biāo)準(zhǔn)具有矩形敞空截面的存放筒腔不是像在旋轉(zhuǎn)木馬中常見的那樣均以相同的方式布置在徑向上，而是緊湊地圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置。在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，通過存放筒腔在俯視圖中形成一個(gè)具有敞空的中心區(qū)域的正方形。在此，在存放筒腔的俯視圖中存放筒腔輪廓的各個(gè)相應(yīng)的點(diǎn)分別處于共同的圓形軌跡上。存放筒腔的依據(jù)本發(fā)明的這種緊湊的布置方式允許了圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的快速轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。通過該靠近軸線的布置方式，無論是離心力還是通過存放件的慣性產(chǎn)生的所需的加速力，在圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)均保持較低，由此可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的短進(jìn)給時(shí)間和小度量尺寸以及低能耗。此外，在物體中含有的材料或混合物如溶液或試樣不會(huì)劇烈加速，這大幅降低了如溶液從單個(gè)儲(chǔ)液容器 (wells)中溢出(spillover)的不利影響。存放筒腔例如可以構(gòu)造為空心型材。在每個(gè)存放筒腔的至少一個(gè)壁內(nèi)可以存在槽或可封閉的開口，例如像門，通過其可以進(jìn)行存放筒腔的裝備。所述壁也可以例如降到兩個(gè)在對(duì)角上對(duì)置的角區(qū)域上。此外，所提到的構(gòu)造方式的組合是可行的。承載板可以是由大量可能的材料例如合成材料、金屬、合金或復(fù)合材料構(gòu)成的任何適用的平面元件。在承載板內(nèi)或承載板上可以沿著在承載板與下部結(jié)構(gòu)之間的接口存在如球軸承或滑動(dòng)軸承等元件，以保證存放件圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，在承載板的接口上或其它部位上存在將用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的指向的力傳遞到承載板上的器具。這樣的裝置可以是力鎖合、形狀鎖合或力鎖合/形狀鎖合的離合器。優(yōu)選的是依據(jù)本發(fā)明的裝置的一種實(shí)施方案，在該實(shí)施方案中承載板與用于產(chǎn)生承載板圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器連接，并且驅(qū)動(dòng)器再信號(hào)傳導(dǎo)地與控制器連接。此外有利的是，承載板以如下方式構(gòu)造，S卩，使該承載板可以模塊式地可逆地裝到下部結(jié)構(gòu)上，也就是能從下部結(jié)構(gòu)分開和重新裝上。由此可以實(shí)現(xiàn)依據(jù)本發(fā)明的裝置的容易且靈活的裝備和配置。同樣有利的是，存放筒腔可逆地與承載板連接。存放筒腔例如可以是待手動(dòng)或自動(dòng)取出的儲(chǔ)料器。通過這樣的構(gòu)造可以快速地且與各自的運(yùn)行條件相匹配地將單個(gè)或所有存放筒腔替換以帶有其它度量尺寸的(例如更高的容量)或以其它方式裝備的存放筒腔。 此外，存放筒腔的裝備可以在該裝置外進(jìn)行，并且裝備好的存放筒腔可以容易地裝入到存放件內(nèi)。下部結(jié)構(gòu)可以例如構(gòu)造為敞開式、半敞開式或封閉的框架。取出和提供裝置的取出機(jī)構(gòu)例如可以是適當(dāng)?shù)淖ト?、夾緊或升降系統(tǒng)。提供機(jī)構(gòu)本身例如可以是運(yùn)送帶、運(yùn)送平臺(tái)或其它適用的運(yùn)送系統(tǒng)。取出和提供裝置在依據(jù)本發(fā)明的裝置的一種簡單的實(shí)施方案中以如下方式布置， 即，使物體從處于移交位置中的存放筒腔中的取出和隨后的提供可行。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，取出機(jī)構(gòu)和提供機(jī)構(gòu)本身可以在笛卡爾坐標(biāo)系的至少一個(gè)軸的方向上移動(dòng)。取出和提供裝置能以如下方式實(shí)施，S卩，使所取出的物體的預(yù)先確定的取向在其提供時(shí)可以調(diào)整。特別是這些物體可以圍繞確定的或能自由選擇的角位置轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣例如可行的是，物體與其在存放筒腔內(nèi)的取向無關(guān)地在移交位置上可選擇地以縱向形式 ("portrait format”)、以橫向形式("landscape format")或在其它角位置的情況下提 {共。在依據(jù)本發(fā)明的裝置進(jìn)一步的實(shí)施方案中，存放筒腔以如下方式構(gòu)造，S卩，使物體彼此堆疊地處于該存放筒腔內(nèi)。承載板具有貫通孔，這些貫通孔與存放筒腔的底表面相一致，每個(gè)存放筒腔存在分離裝置，以便將各最下方的物體與處于該最下方的物體上的物體分隔開。存在用于垂直提升和降下存放筒腔的物體的升降裝置，并且取出機(jī)構(gòu)布置在移交位置下方的下部結(jié)構(gòu)內(nèi)，從而使得物體可以運(yùn)動(dòng)穿過承載板?？尚械氖牵矬w借助取出機(jī)構(gòu)穿過承載板從存放筒腔運(yùn)動(dòng)出或運(yùn)動(dòng)到存放筒腔內(nèi)。同樣可行的是，取出機(jī)構(gòu)在ζ軸的方向上移動(dòng)，并且物體在存放筒腔內(nèi)通過作為升降裝置的取出裝置進(jìn)行垂直提升和下降。分離裝置可以由可逆地且受控制地水平插入到存放筒腔敞空截面內(nèi)的元件構(gòu)成。 堆疊的物體平放在這些元件上。分離裝置可以由至少兩個(gè)布置在存放筒腔的相對(duì)置的側(cè)上的、能運(yùn)動(dòng)的卡銷構(gòu)成，在這些卡銷上平放有一疊存在于存放筒腔內(nèi)的物體?？ㄤN例如可以機(jī)械地、磁性地、氣動(dòng)地或液壓地驅(qū)控和運(yùn)動(dòng)。
卡銷的優(yōu)點(diǎn)是，堆疊的下方的和上方的物體在接觸面上接觸，所述接觸面由下方物體的頂面和上方物體的底面形成，且接觸面在至少兩個(gè)相對(duì)置的側(cè)上的擴(kuò)展小于堆疊在其上的物體的底面。由此(在外邊緣處)在接觸面附近形成凹陷部，卡銷能以如下方式插入到該凹陷部內(nèi)，即，使堆疊在其上的物體平放并保持在卡銷上。例如按照US標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ SB S 2-2004 "for microplates-footprint dimensions” 的微量滴定板就是這種情況，所述微量滴定板的底面全面地大于頂面。分離裝置也可以由至少兩個(gè)布置在存放筒腔的相對(duì)置的側(cè)上的夾緊顎板形成，通過所述夾緊顎板可以將存在于存放筒腔內(nèi)的物體夾緊在夾緊顎板之間。這種實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)是，接觸面僅略小于、大小相等于或大于上方物體的底面。例如帶有遮蓋件的微量滴定板就是這種情況。此外，可以存在分離裝置的組合，例如同時(shí)布置可運(yùn)動(dòng)的卡銷和夾緊顎板。這些部件也可以共同或與彼此無關(guān)地受驅(qū)控，由此，該裝置可以用于不同類型的物體(微量滴定板、吸液管端的擱架)。分離裝置的各個(gè)元件也可以實(shí)施為能上下調(diào)設(shè)的，從而使得物體在存放筒腔內(nèi)的垂直提升和下降也可以通過作為升降裝置的這些元件進(jìn)行。依據(jù)本發(fā)明的裝置的另一種可能的實(shí)施方案是，存放筒腔具有用于接納物體的水平存放格，且取出機(jī)構(gòu)可以平行于ζ軸移動(dòng)，以及借助取出裝置可以從存放格中取出確定的物體(隨機(jī)存取)?？膳cζ軸平行移動(dòng)的取出裝置可以是帶有可以水平樞轉(zhuǎn)的運(yùn)送平臺(tái)的升降機(jī)。在依據(jù)本發(fā)明裝置的進(jìn)一步的實(shí)施方案中，多個(gè)存放件在底板上均勻分布，并圍繞垂直地豎立于底板上的中心軸線布置。處于底板上的存放件形成存放件的一種布置方式。底板處于存放件的承載板與下部結(jié)構(gòu)之間。此外有利的是，底板實(shí)施為可以圍繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。由此可行的是，將單個(gè)存放件引入到允許容易地裝備存放筒腔的位置中。利用這種解決方案，即使在狹窄地或受限夠到的情況下也可以在一個(gè)底板上使用多個(gè)存放件
存放件最好這樣近地圍繞中心軸線布置，即，使存放件的這種布置方式覆蓋了盡可能小的底面，但單個(gè)存放件的承載板仍可以自由地圍繞其相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，將圍繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)所需的力保持得較低。存放件的這種布置方式具有至少一個(gè)上面介紹的取出和提供裝置。在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中存在一種取出機(jī)構(gòu)，該取出機(jī)構(gòu)可以在承載板下方沿與承載板平行的x-y平面移動(dòng)，并可向每個(gè)存放筒腔的移交位置進(jìn)給?？尚械氖牵诘装鍑@中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)后重新限定移交位置，由此，可以優(yōu)化取出機(jī)構(gòu)的進(jìn)給行程。不同的存放件然后不必運(yùn)動(dòng)回到這些存放件的初始位置中。此外，在所提出的任務(wù)范圍內(nèi)，上面介紹的依據(jù)本發(fā)明的裝置的至少一個(gè)存放件布置在室內(nèi)，并且所述室是從包括人工氣候室、熏蒸室、照射室、冷卻室和冷凍室、以及它們的組合的組中選取的室。此外可行的是，存放件的布置布置在室內(nèi)。此外可行的是，存放件的布置可以布置為一定數(shù)量的在兩側(cè)沿著通道的的存放件，并限定通道上的每個(gè)存放筒腔的移交位置。
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依據(jù)本發(fā)明的裝置能以如下方式構(gòu)造，即，使該裝置以帶恒定時(shí)鐘周期的節(jié)拍在存放筒腔的一端上將物體接納到存放筒腔內(nèi)，由此，每個(gè)物體隨同每個(gè)新接納到存放筒腔內(nèi)的物體朝著存放筒腔另一端的方向運(yùn)動(dòng)，并在達(dá)到存放筒腔的另一端時(shí)將物體取出，從而使得所有物體在存放筒腔內(nèi)存在經(jīng)過相同的停留持續(xù)時(shí)間。那么物體逐步地(每個(gè)節(jié)拍一步)推移通過存放筒腔。在此，保留以其將物體接納到存放筒腔內(nèi)的順序。這種接納和取出的原則稱為“先進(jìn)先出”(FIFO)。依據(jù)本發(fā)明的裝置按照FIFO原則的運(yùn)行有利地允許以下，即，在物體內(nèi)通過對(duì)所有物體相同的停留持續(xù)時(shí)間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的化學(xué)或生物化學(xué)過程。這樣的過程例如可以是生物試樣的孵化(例如細(xì)菌分解、限制和/或結(jié)扎)。同樣可行的是，依據(jù)本發(fā)明裝置的構(gòu)造允許將一定數(shù)量的物體以一定的順序接納到存放筒腔內(nèi)，并且所接納的物體再以相反的順序從存放筒腔中取出，從而使得物體在存放筒腔內(nèi)存在經(jīng)過彼此不同的停留持續(xù)時(shí)間。這種接納和取出的原則稱為“后進(jìn)先出，，(LIFO)。為將物體從存放件的存放筒腔中取出和提供，通過控制器和驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生存放筒腔向移交位置的進(jìn)給。取出裝置向移交位置進(jìn)給并從下方引導(dǎo)到存放筒腔處。根據(jù)裝置的實(shí)施方案，該疊物體借助升降裝置提升到并保持在至少一個(gè)待取出的物體上。分離裝置的元件從存放筒腔的敞空截面中離開，由此可釋放物體，并可通過取出機(jī)構(gòu)穿過承載板取出，并可以通過提供機(jī)構(gòu)提供。同樣可行的是，分離裝置的元件從存放筒腔的敞空截面中離開，而該疊物體通過夾緊件保持，并以大致相當(dāng)于堆疊物體的確定的量降下，并且分離裝置的元件在待取出的物體上方重新插入到存放筒腔和該疊物體中。在松開夾緊件后，釋放最下方的物體。同樣可行的是，物體借助取出機(jī)構(gòu)穿過承載板運(yùn)動(dòng)到向移交位置進(jìn)給的存放筒腔內(nèi)。在此，上面所提到的步驟相應(yīng)地以相反的方式進(jìn)行。在依據(jù)本發(fā)明的裝置第一運(yùn)行方式中，各存放件的存放筒腔之一是空的，而存放筒腔的其它三個(gè)存放筒腔則裝填以物體。從經(jīng)裝填的存放筒腔中一個(gè)接一個(gè)取出物體并提供給另一個(gè)單元，例如吸液系統(tǒng)。在各物體由其它單元過程處理例如裝填后，將經(jīng)處理的物體借助取出和提供裝置接納到空的存放筒腔內(nèi)。按照這種方式裝填的存放筒腔可以卸空， 而同時(shí)裝填開始為空的存放筒腔。如果布置有多個(gè)存放件，那么每個(gè)存放件可以具有一個(gè)空的存放筒腔。同樣可行的是，在存放件的整個(gè)布置方式中僅存在一個(gè)空的存放筒腔。此外，同樣可行的是，裝填所有存放筒腔并將所取出的物體提供給另一個(gè)單元，并且從該處不運(yùn)送回存放件或存放件的布置。依據(jù)本發(fā)明的裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)，S卩，利用該裝置在小空間上存放高數(shù)量的物體， 但盡管如此這些物體仍可以快速和靈活地從存放筒腔取出和提供。


下面借助圖解和實(shí)施例詳細(xì)闡釋依據(jù)本發(fā)明的裝置。在此這些圖解圖la)至圖Ig)示出用于將物體接納到存放筒腔內(nèi)的順序示圖(現(xiàn)有技術(shù))；圖2示出用于接納、存放和提供帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體的裝置的實(shí)施方案(現(xiàn)有技術(shù))；圖3示出依據(jù)本發(fā)明的裝置第一實(shí)施方案的透視圖；圖4示出依據(jù)本發(fā)明的裝置第二實(shí)施方案的透視圖；圖5a)示出依據(jù)本發(fā)明的存放件的一種實(shí)施方案的透視圖；5b)示出依據(jù)本發(fā)明的存放件的示意性俯視圖；圖6示出依據(jù)本發(fā)明的裝置的承載板和下部結(jié)構(gòu)的透視圖；圖7示出帶有a)三個(gè)和b)四個(gè)存放件的依據(jù)本發(fā)明的裝置的第三實(shí)施方案的示意性俯視圖；圖8示出在室內(nèi)的依據(jù)本發(fā)明的裝置的示圖。
具體實(shí)施例方式依據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施方案在圖3中示出，并且包括帶有承載板2的存放件1作為主要元件，在承載板上中心對(duì)稱地圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線4且各自以90°角彼此偏移地布置有四個(gè)存放筒腔3 ；該第一實(shí)施方案還包括下部結(jié)構(gòu)11，該下部結(jié)構(gòu)具有取出和提供裝置12、驅(qū)動(dòng)器14和控制器15。圓形的承載板2處于笛卡爾坐標(biāo)系的χ-y平面上。存放筒腔3具有矩形的敞空截面并適用于接納按照US標(biāo)準(zhǔn)ANSI/2-2004的帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體5的疊堆。存放筒腔 3分別以90°相對(duì)彼此扭轉(zhuǎn)地布置，其中，存放筒腔3的呈U形布置的壁3.1局部接觸。通過存放筒腔3的呈U形布置的壁3. 1，在每個(gè)存放筒腔3內(nèi)形成一個(gè)指向承載板2的外緣敞開的面。在存放筒腔3的壁3. 1接觸的區(qū)域上，壁3. 1由僅各個(gè)存放筒腔3之一的壁3. 1 形成。在其它實(shí)施方案中，在其上存放筒腔3的壁3. 1接觸的區(qū)域也可以由兩個(gè)存放筒腔 3的壁3.1形成。由于存放件1的這種構(gòu)造，每個(gè)存放筒腔3具有不局部接觸其它壁3. 1的開放壁 3. 11。在這些開放壁3. 11中的每一個(gè)上借助各兩個(gè)鉸鏈3. 51以如下方式安裝門3. 5，即， 使門3. 5在關(guān)閉的狀態(tài)下達(dá)到超過相應(yīng)的開放壁3. 11所屬的存放筒腔3的敞開側(cè)的一半寬度。在打開狀態(tài)下，門3. 5平行于開放壁3. 11地取向(參見右前存放筒腔3)。垂直于開放壁3. 11地安裝伸入到存放筒腔3的敞開側(cè)內(nèi)的止擋3. 52,該止擋用于在存放筒腔3內(nèi)引導(dǎo)物體5和界定門3. 5在存放筒腔3的敞空截面的方向上的運(yùn)動(dòng)。門3. 5在其開放長邊上具有朝著存放筒腔3的敞開側(cè)方向的凸起部，其長度相當(dāng)于止擋3. 52的厚度。在其它實(shí)施方案中，門3. 5的構(gòu)造，鉸鏈3. 51以及止擋3. 52的類型、數(shù)量和布置方式能夠以其它方式進(jìn)行。特別是門3. 5可以處于存放筒腔3的開放壁3. 11上并在關(guān)閉狀態(tài)下達(dá)到超過相鄰布置的存放筒腔3的敞開側(cè)的一半寬度。壁3. 1也能以不同方式構(gòu)造或減少。同樣可行的是，不存在門3. 5。承載板2具有貫通孔7，這些貫通孔在形狀、位置和尺寸上與存放筒腔3的底表面 3. 2相一致。存放件1沿接口 10可逆地且形狀鎖合地裝在下部結(jié)構(gòu)11上。接口 10具有環(huán)繞的平面，安裝在承載板2的底表面上的球軸承圈(未示出)在該平面上滾動(dòng)。環(huán)繞的且垂直地從平面向上伸出的邊緣與承載板2內(nèi)的槽相一致地構(gòu)造(同樣未示出)，從而防止在下部結(jié)構(gòu)11上的存放件1在x-y平面上的不期望的運(yùn)動(dòng)。在接口 10上存在驅(qū)動(dòng)器14，該驅(qū)動(dòng)器與控制器15信號(hào)傳導(dǎo)地連接，且存放件1通過該驅(qū)動(dòng)器的作用可以圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線4受控制地轉(zhuǎn)動(dòng)。在承載板2上裝有用于保護(hù)接口 10和處于該處的機(jī)構(gòu)的遮蓋件21。是取出和提供裝置12的組成部分的取出機(jī)構(gòu)12. 1布置在處于移交位置6中的那個(gè)貫通孔7下方。取出機(jī)構(gòu)12. 1與驅(qū)動(dòng)器12. 2以及與同樣為取出和提供裝置12組成部分的提供機(jī)構(gòu)12. 3以如下方式連接，即，使取出的物體5可以從取出機(jī)構(gòu)12. 1移交到提供機(jī)構(gòu)12. 3處并通過該提供機(jī)構(gòu)提供。取出機(jī)構(gòu)12. 1與升降裝置9組合，取出機(jī)構(gòu)12. 1借助該升降裝置可以在ζ軸的方向上運(yùn)動(dòng)。在依據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施方案中，依據(jù)圖4的存放筒腔3具有用于存放物體5的相疊布置的存放格3. 4。承載板2如圖3中所闡釋的那樣實(shí)施，但不存在貫通孔7。 取出機(jī)構(gòu)12. 1實(shí)施為與移交位置6相對(duì)布置的且可在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線4的方向上上下調(diào)設(shè)的、帶有可以向每一個(gè)存放格3. 4樞轉(zhuǎn)的運(yùn)送平臺(tái)13. 1的升降機(jī)13。所選取的物體5可以借助取出機(jī)構(gòu)12. 1從處于移交位置6內(nèi)的存放筒腔3的所選取的存放格3. 4中取出。在存放件的控制器15和驅(qū)動(dòng)器14之間的信號(hào)傳導(dǎo)的連接斷開地示出。在圖fe中示出無下部結(jié)構(gòu)11的單個(gè)存放件1。存放筒腔3各自以90°相對(duì)彼此扭轉(zhuǎn)地布置，其中，存放筒腔3的處于靠近轉(zhuǎn)動(dòng)軸線4的壁3. 1相接觸并形成圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線 4的敞空正方形。承載板2的實(shí)施方案相應(yīng)于對(duì)圖3的說明。在圖恥中可以看見由存放件1的存放筒腔3及該存放筒腔的底表面3. 2覆蓋住的面。存放筒腔3的輪廓的各相應(yīng)的點(diǎn)分別處于一個(gè)共同的圓形軌跡上，這正如例如為存放筒腔3輪廓的中心點(diǎn)3. 3通過虛線所圖示的。移交位置限定為存放筒腔3的輪廓的中心點(diǎn)3. 3的45°的相對(duì)角位置a。作為0°的相對(duì)角位置的參考，使用一條虛擬的、從轉(zhuǎn)動(dòng)軸線4的通過點(diǎn)通過承載板2平行于x-y平面的y軸方向分布的直線(簡示為點(diǎn)線)。在此， 承載板2的直徑d為320mm并且僅稍大于存放件1的對(duì)角線D。在該裝置的其它實(shí)施方案中可以限定移交位置6的其它位置和其它數(shù)量。在圖6中示出無存放筒腔3和遮蓋件21的情況下的承載板2。承載板2裝在與處于一側(cè)上的U形型材相應(yīng)的下部結(jié)構(gòu)11上。在各個(gè)貫通孔7上存在各一個(gè)分離裝置8的元件，這些元件可逆地插入到每個(gè)存放筒腔3的敞空截面中，并且構(gòu)造為能磁動(dòng)的卡銷8. 1。此外，在貫通孔7的各端側(cè)上分別布置有一件式實(shí)施的且能運(yùn)動(dòng)到存放筒腔3的敞空截面內(nèi)的夾緊顎板8. 2，用于在夾緊顎板8. 2之間夾緊處于夾緊顎板8. 2區(qū)域中的物體 5。在其它實(shí)施方案中，夾緊顎板8. 2也可以多件式地以其它方式布置或以其它數(shù)量存在。此外，存放筒腔3也可以為了存放帶有其它或不同標(biāo)準(zhǔn)的物體5而設(shè)計(jì)。在依據(jù)圖7的第三實(shí)施方案中，多個(gè)存放件1 (出于概覽的原因而未示出詳細(xì)的附圖標(biāo)記)垂直地且彼此平行地布置在底板18上。存放件1在其實(shí)施方案中與在圖3中所介紹的存放件1相符。在依據(jù)圖7a的第一實(shí)施方案中，三個(gè)同類型的存放件1均勻地圍繞中心軸線16布置。單個(gè)存放件1可以圍繞其各自的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線4轉(zhuǎn)動(dòng)。存放件1的單個(gè)存放筒腔3可以從側(cè)向或從上方裝備。在其它設(shè)計(jì)方案中同樣可行的是，整個(gè)存放件1或單個(gè)存放筒腔3構(gòu)造為能替換以其它的、必要時(shí)新裝備或以其它方式裝備的存放件1或存放筒腔3。
11
如在圖7b中所示的實(shí)施方案由四個(gè)中心對(duì)稱地圍繞中心軸線16布置的存放件1 組成。底板18可借助與控制器15信號(hào)傳導(dǎo)地連接(未示出)的驅(qū)動(dòng)器19而受控制地圍繞中心軸線16轉(zhuǎn)動(dòng)。該裝置能以如下方式這樣安置在室20內(nèi)，即，使該裝置只能從一側(cè)自由地夠到 (簡示為敞開側(cè))。存放筒腔3的裝備只能從敞開側(cè)進(jìn)行。對(duì)此，相關(guān)的存放件1可以通過底板18圍繞中心軸線16的轉(zhuǎn)動(dòng)帶到敞開側(cè)處。相關(guān)的存放筒腔3在該處通過圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線4的轉(zhuǎn)動(dòng)帶到如下位置中，S卩，從該位置可以裝備存放筒腔3且在其它實(shí)施方案中可以替換存放筒腔3和/或處于該位置上的存放件1。取出機(jī)構(gòu)12. 1可構(gòu)造為可以在底板18下方的、與χ-y平面平行的平面上移動(dòng)的平面式運(yùn)送裝置17。取出機(jī)構(gòu)12. 1與驅(qū)動(dòng)器12. 2連接，且該驅(qū)動(dòng)器再與控制器15信號(hào)傳導(dǎo)地連接。為每個(gè)存放件1在裝置的運(yùn)行期間精確地限定移交位置6，取出機(jī)構(gòu)12. 1可以選擇性向該移交位置進(jìn)給。用于取出和提供物體5的時(shí)鐘周期通過取出機(jī)構(gòu)12. 1的用于最長進(jìn)給行程的回位所需的時(shí)間來確定?？尚械氖牵〕鰴C(jī)構(gòu)12. 1的運(yùn)動(dòng)借助控制器15受控制地以如下方式減速，即，使用于取出和提供物體5的時(shí)鐘周期與進(jìn)給行程的長度無關(guān)并且恒定。在其它實(shí)施方案中，取出機(jī)構(gòu)12. 1可以由多個(gè)運(yùn)送裝置17組成。也可以存在多個(gè)取出機(jī)構(gòu)12. 1?？尚械氖牵平晃恢?在底板18圍繞中心軸線16轉(zhuǎn)動(dòng)后重新且彼此無關(guān)地限定， 由此可以優(yōu)化取出機(jī)構(gòu)12. 1的進(jìn)給行程。帶有存放件1的裝置在依據(jù)圖8的另一實(shí)施方案中布置在構(gòu)造為人工氣候室的室 20中。物體5通過提供機(jī)構(gòu)12. 3在室20內(nèi)部提供。在其它實(shí)施方案中，物體5也可以從室20運(yùn)送出來并在室20的外部提供。室20在其它設(shè)計(jì)方案中也可以具有用于調(diào)節(jié)溫度(冷卻、加熱)、用于照射、用于熏蒸和/或用于調(diào)設(shè)確定壓力的裝置。依據(jù)本發(fā)明的裝置可以在分子生物學(xué)、生物化學(xué)和分子遺傳學(xué)的研究、醫(yī)學(xué)、生物工程或診斷方面的大量實(shí)驗(yàn)應(yīng)用領(lǐng)域中使用。該裝置允許了非常節(jié)省位置的存放以及頻繁并以大數(shù)量需要的物體的靈活和快速的提供，并且特別適用于與其它器具例如吸液設(shè)備、 烘干箱或滅菌器組合。依據(jù)本發(fā)明的裝置也可以用于在實(shí)驗(yàn)室外部接納、存放和提供帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體。附圖標(biāo)記列表1存放件
2承載板
3存放筒腔
3.1壁
3.11開放壁
3.2底表面
3.3中心點(diǎn)
3. 4存放格
3. 5門
3. 51鉸鏈
3. 52止擋
4轉(zhuǎn)動(dòng)軸線
5物體
6移交位置
7貫通孔
8分離裝置
8. 1卡銷
8. 2夾緊顎板
9升降裝置
10接口
11下部結(jié)構(gòu)
12取出和提供裝置
12. 1取出機(jī)構(gòu)
12. 2驅(qū)動(dòng)器
12. 3提供機(jī)構(gòu)
13升降機(jī)
13. 1運(yùn)送平臺(tái)
14驅(qū)動(dòng)器
15控制器
16中心軸線
17運(yùn)送裝置
18平板
19驅(qū)動(dòng)器
20室
21遮蓋件
d直徑
D對(duì)角線
a角度
權(quán)利要求
1.用于接納、存放和提供帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體(5)的裝置，所述裝置具有包括承載板O)的存放件(1)、在所述承載板(2)下方的下部結(jié)構(gòu)(11)和取出機(jī)構(gòu)(12. 1)，所述存放件具有大量垂直地處于所述承載板上的用于相疊地存放所述物體(5)的存放筒腔(3)， 其中，所述存放筒腔C3)分別以底表面(3. 2)布置在所述承載板( 的上側(cè)上，借助所述取出機(jī)構(gòu)能夠從相關(guān)的所述存放筒腔⑶中取出位于處于移交位置(6)中的存放筒腔(3)內(nèi)的所選取的物體(5)，其特征在于，-四個(gè)存放筒腔(3)中心對(duì)稱地圍繞垂直地豎立于所述承載板( 上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(4) 分別以90°角彼此偏移地布置，并且-所述存放件(1)能夠圍繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，由此，所述存放筒腔C3)能夠有選擇地轉(zhuǎn)動(dòng)到所述移交位置(6)中。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述存放筒腔(3)以如下方式構(gòu)造，即，使所述物體(5)相互堆疊地位于所述存放筒腔內(nèi)，所述承載板( 具有貫通孔(7)，所述貫通孔與所述存放筒腔(3)的所述底表面(3.2) 相對(duì)應(yīng)，對(duì)于每個(gè)存放筒腔C3)存在分離裝置(8)，以便將各自最下方的物體( 與位于最下方的物體上的物體( 分開；存在用于垂直提升和降下存放筒腔(3)的所述物體(5)的升降裝置(9)，并且所述取出機(jī)構(gòu)(12. 1)布置在所述移交位置(6)下方的所述下部結(jié)構(gòu) (11)中，從而使得物體( 能夠穿過所述承載板( 運(yùn)動(dòng)。
3.按權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述分離裝置(8)由水平的、可逆地且受控制地插入到存放筒腔(3)的敞空截面中的元件構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述分離裝置(8)由至少兩個(gè)布置在所述存放筒腔(3)的相對(duì)置的側(cè)上的夾緊顎板 (8. 2)構(gòu)成，利用所述夾緊顎板能夠?qū)⒋嬖谟谒龃娣磐睬? 內(nèi)的物體( 夾緊在所述夾緊顎板(8. 2)之間。
5.按權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述承載板( 與用于產(chǎn)生所述承載板( 圍繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(4)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器 (14)連接，且所述驅(qū)動(dòng)器(14)再信號(hào)傳導(dǎo)地與控制器(1 連接。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述承載板(2)能夠模塊式地與所述下部結(jié)構(gòu)(11)分開，并且能夠再次裝上。
7.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，多個(gè)存放件(1)在底板(18)上圍繞垂直地豎立于所述底板(18)上的中心軸線(16)均勻分布地布置，并且所述底板(18)處于所述存放件(1)的承載板(2)與所述下部結(jié)構(gòu)(11) 之間。
8.按權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述底板(18)實(shí)施為能夠圍繞所述中心軸線(16)轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.按權(quán)利要求7或8之一所述的裝置，其特征在于，所述取出機(jī)構(gòu)(12. 1)能夠沿著與所述承載板( 平行的χ-y平面移動(dòng)，并且能夠向每個(gè)存放筒腔(3)的所述移交位置(6)進(jìn)給。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)存放件(1)布置在室00)內(nèi)，并且所述室00)是從包括人工氣候室、熏蒸室、照射室、冷卻室和冷凍室、以及它們的組合的組中選取的室。
11.按前述權(quán)利要求之一所述的裝置用于按照“先進(jìn)先出”原則接納、存放和取出物體 (5)的應(yīng)用。
12.按權(quán)利要求1至10之一所述的裝置用于按照“后進(jìn)先出”原則接納、存放和取出物體(5)的應(yīng)用。
全文摘要
一種用于存放和提供帶有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的物體的裝置，裝置具有包括承載板的存放件、在承載板下方的下部結(jié)構(gòu)和取出機(jī)構(gòu)，存放件具有大量垂直地處于承載板上的用于相疊地存放物體的存放筒腔，存放筒腔分別以底表面布置在承載板的上側(cè)上，借助所述取出機(jī)構(gòu)能夠從相關(guān)的所述存放筒腔中取出位于處于移交位置中的存放筒腔內(nèi)的所選取的物體，四個(gè)存放筒腔中心對(duì)稱地圍繞垂直地豎立于所述承載板上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線分別以90°角彼此偏移地布置，存放件能夠圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，由此，存放筒腔能夠有選擇地轉(zhuǎn)動(dòng)到移交位置中。借助該裝置能以短且恒定的時(shí)鐘周期提供物體，該裝置具有高占用比且盡管夠到自由度低仍能容易地進(jìn)行裝備。
文檔編號(hào)B01L3/00GK102430437SQ20111026388
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者塞巴斯蒂安·埃克, 帕特里克·霍斯特, 托爾斯滕·舍佩, 托馬斯·摩爾, 斯文·蒂拉扎, ?？啤ざ蛎? 約亨·埃卡特 申請(qǐng)人:西比歐公司