專利名稱：自動存儲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、農(nóng)業(yè)、臨床醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域的自動存儲系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及用于存儲多個樣品容器并拾取所選擇的樣品容器的這樣一種自動存儲系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為在例如醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、農(nóng)業(yè)、臨床醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)的各種領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)革新的結(jié)果，必須研究各種測試樣品。為此，為了進(jìn)行研究必須存儲和拾取大量的樣品容器，在容器中積聚了各種測試樣品，例如血液、酵素、基因、化合物和化學(xué)試劑等。
在圖8和9中顯示了傳統(tǒng)的自動存儲系統(tǒng)。此存儲系統(tǒng)包括存儲部分110，其用于存儲多個容納在多個支架3上的樣品容器2；傳送部分120，其用于從存儲部分110中選取支架3；以及再分配部分(repacking section)126，其用于從支架3中拾取一個或多個樣品容器，或?qū)⑵渌鼧悠啡萜鞔娣旁谥Ъ?中。此存儲系統(tǒng)還包括控制部分130，用于控制存儲部分110、傳送部分120和再分配部分126的操作。
在存儲部分110中，并排排列了多個擱架114的區(qū)域，這些擱架114可以如圖8中箭頭F所示地環(huán)形運(yùn)動。在各擱架114中垂直排列了多個支架3并將其固定住。此存儲部分110具有伸長的結(jié)構(gòu)。
傳送部分120位于存儲部分110的一個縱向端部處。該傳送部分120包括可在如箭頭G和H所示的水平和垂直方向上運(yùn)動的機(jī)械手和傳送帶，用于從運(yùn)動到并停靠在傳送部分120旁邊的一個選出擱架114中拾取一個所選支架3，并將所選支架3傳送到再分配部分126中。傳送部分120還用于將支架3從再分配部分126傳送到存儲部分110中。
再分配部分126位于傳送機(jī)構(gòu)120旁的與存儲部分110相對的位置處。再分配部分126包括拾取機(jī)構(gòu)129以及臺架122，在臺架122上安裝了接收支架4。拾取機(jī)構(gòu)129適于從支架3中拾取所選樣品容器2，并將所選樣品容器2存放在接收支架4中。再分配部分126還適于將樣品容器2從接收支架4放到支架3中。
控制部分130存儲了指示各樣品容器2和各支架3的位置的數(shù)據(jù)，并將命令信號傳送到存儲部分110、傳送部分120和再分配部分126中。更具體地說，當(dāng)通過控制部分130輸入特定的樣品容器2時，存儲部分110執(zhí)行環(huán)形運(yùn)動，使得根據(jù)支架和樣品容器的位置數(shù)據(jù)就可將容納有此特定樣品容器2的特定支架3定位在與傳送部分120相面對的位置。然后，傳送部分120從存儲部分110中拾取出此特定支架3，并將此特定支架3傳送到再分配部分126，在那里，拾取機(jī)構(gòu)129從此特定支架3中拾取此特定樣品容器2，并將此特定樣品容器2放在安裝于臺架122上的接收支架4中。然后通過傳送部分120將此特定支架3送回到存儲部分110中。重復(fù)進(jìn)行此操作，使得將所需樣品容器2放到接收支架4中。
上述傳統(tǒng)的自動存儲系統(tǒng)從工業(yè)自動化倉庫發(fā)展而來，其非常龐大，占據(jù)了倉庫的整個空間。然而，除了用于制藥工業(yè)公司的化合物存儲之外，這種系統(tǒng)對醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、農(nóng)業(yè)、臨床醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域來說顯得過于龐大。因此，需要一種緊湊的存儲系統(tǒng)。
另外，在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，由于存儲部分110、傳送部分120和再分配部分126彼此隔開，因此在每次拾取所需樣品容器時，各支架都必須從存儲區(qū)域110運(yùn)動到再分配部分126。這就花費(fèi)了較長的時間。
另外，由于反復(fù)的拾取和存儲操作，樣品容器2可能會分散在不同的支架3上。因此，在數(shù)量減少的支架3中樣品容器必須以整齊的順序擺放。為了適當(dāng)?shù)嘏帕袠悠啡萜鳎僮魅藛T必須人工地將樣品容器在存儲部分110中的支架上重新分配。然而在這種情況下，可能會破壞樣品容器和支架的位置數(shù)據(jù)。
在傳統(tǒng)的自動再分配操作中，存儲部分110必須執(zhí)行環(huán)形運(yùn)動，直到所需支架3被帶到與傳送部分120相面對的位置時為止，并且在每次必須通過拾取機(jī)構(gòu)129從各支架3中拾取所需樣品容器時都必須執(zhí)行這種環(huán)形運(yùn)動，而相同的接收支架4則保持在臺架122上。這一過程非常復(fù)雜。
日本專利申請No.2002-205804公開了并排設(shè)置的存儲擱架，以及一種在存儲擱架之間運(yùn)行的自動拾取機(jī)構(gòu)，其用于從擱架上拾取所需支架，并將所取支架傳送到擱架之外的傳送箱中。此外還設(shè)置了外部臺架，用于拾取容納在支架中的容器或試管。
日本專利申請No.2002-234601公開了一對均可在垂直方向上環(huán)形運(yùn)動的擱架。導(dǎo)桿延伸穿過這對擱架之間的空間，傳送機(jī)構(gòu)沿此導(dǎo)桿運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是克服上述問題，并提供一種緊湊的自動存儲系統(tǒng)，其能夠迅速地將樣品容器從一個支架上再分配到另一支架上，或者可在同一支架中將樣品容器迅速地重新定位。
本發(fā)明的這些和其它目的將通過一種用于存儲夾持在支架中的樣品容器的自動存儲系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，其包括外框架、第一擱架部分和第二擱架部分、傳送部分、再分配機(jī)構(gòu)和控制部分。第一和第二擱架部分處于外框架內(nèi)，用于存儲多個其中安裝了多個樣品容器的支架。第一和第二擱架部分并排地設(shè)置，它們之間存在著一定的空間。傳送部分可以在此空間中運(yùn)動，并包括支架拉出機(jī)構(gòu)和底座。支架拉出機(jī)構(gòu)適于從第一或第二擱架部分中拉出支架，將所拉出的支架保持在支架拉出機(jī)構(gòu)上，并將所拉出的支架送回到第一或第二擱架部分中。底座可在此空間內(nèi)沿水平方向和垂直方向運(yùn)動。支架拉出機(jī)構(gòu)固定在底座上。底座包括可安裝接收支架的安裝區(qū)域。再分配機(jī)構(gòu)位于傳送部分上，用于使至少一個樣品容器從第一位置運(yùn)動到第二位置。控制部分與傳送部分和再分配機(jī)構(gòu)相連，用于管理它們的操作，并管理支架和樣品容器的位置數(shù)據(jù)。


在附圖中圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自動存儲系統(tǒng)的正視圖，其中系統(tǒng)的傳送部分處于其待用位置；圖2是顯示了根據(jù)此實(shí)施例的自動存儲系統(tǒng)的截面視圖，其中系統(tǒng)的傳送部分處于其待用位置；圖3是顯示了根據(jù)此實(shí)施例的自動存儲系統(tǒng)的側(cè)視圖，其中系統(tǒng)的傳送部分發(fā)生了運(yùn)動；圖4是顯示了根據(jù)此實(shí)施例的自動存儲系統(tǒng)的截面視圖，其中系統(tǒng)的傳送部分發(fā)生了運(yùn)動；圖5是顯示了根據(jù)此實(shí)施例的將樣品容器從支架中再分配到接收支架中的過程的流程圖；圖6是用于描繪根據(jù)此實(shí)施例的通過接收支架將樣品容器從一個支架再分配到另一支架中的截面視圖；圖7是用于描繪根據(jù)此實(shí)施例的在同一支架中整齊地重新放置所有樣品容器的視圖；圖8是顯示了傳統(tǒng)的自動存儲系統(tǒng)的示意性平面圖；和圖9是顯示了傳統(tǒng)的自動存儲系統(tǒng)的正視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考圖1到7來介紹根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的自動存儲系統(tǒng)。這里采用了多個盒形支架3以及多個盒形接收支架4。各支架3和接收支架4都形成有多個用于容納多個樣品容器2的孔。接收支架4適用于從支架3中收集至少一個樣品容器2。
在各支架3的外部垂直面上形成有用于識別的條形碼。另外，在各樣品容器2的底部也形成有用于識別的條形碼。該條形碼還標(biāo)識了容納在樣品容器2中的內(nèi)容物。
自動存儲系統(tǒng)1包括存儲部分10以及與之相連的控制部分30。存儲部分10包括盒形框架11。腳輪18與框架11的底壁相連，用于將存儲部分10運(yùn)送到所需地點(diǎn)。在框架11的側(cè)壁上形成有取出孔11a。
如圖2所示，在存儲部分10中以并列的方式安裝了用于存儲多個支架3的第一和第二擱架部分14，15。第一擱架部分14安裝在框架11的后部內(nèi)垂直壁上，而第二擱架部分15安裝在其前方內(nèi)垂直壁上。如圖1所示，各擱架部分14，15都具有多個水平延伸并彼此平行的擱架，以便在其豎立方向上安放多個支架3。
在第一和第二擱架部分14和15之間的線性空間內(nèi)設(shè)有傳送機(jī)構(gòu)20，其可在如圖1和2中的箭頭A和B所示地在垂直和水平方向上運(yùn)動。傳送機(jī)構(gòu)20包括可在水平方向上運(yùn)動的垂直桿21、水平地延伸并可沿垂直桿21在垂直方向上運(yùn)動的底座22，以及設(shè)于底座22上的支架拉出機(jī)構(gòu)23。支架拉出機(jī)構(gòu)23用于從擱架中拉出所需支架3，或者將已拉出的支架3放回到所需擱架的所需位置上。為此，支架拉出機(jī)構(gòu)23包括可在如圖4中箭頭C所示的前/后方向以及在垂直方向上運(yùn)動的滑臂(未示出)，其可進(jìn)入到緊鄰于存儲在第一和第二擱架部分14，15中的任一擱架處的所需支架3的底部之下的位置。
底座22具有安裝區(qū)域22A，接收支架4可安裝在此安裝區(qū)域22A上。當(dāng)傳送部分20處于其待用位置時，安裝區(qū)域22A可通過側(cè)開孔11a而處于框架11之外，以方便將接收支架4從框架11的外部安裝到安裝區(qū)域22A上的過程。
在傳送機(jī)構(gòu)20上設(shè)有再分配機(jī)構(gòu)26。也就是說，再分配機(jī)構(gòu)26包括從底座22中延伸出并可在前/后方向C上運(yùn)動的垂直支撐桿27、從垂直支撐桿27上延伸出的水平桿28，以及可沿水平桿28運(yùn)動的拾取機(jī)構(gòu)29。拾取機(jī)構(gòu)29可垂直地運(yùn)動，并包括多個用于夾持所需那個樣品容器2的臂。水平桿28在支架拉出機(jī)構(gòu)23和接收支架的安裝區(qū)域22A之上延伸，使得拾取機(jī)構(gòu)29可以接觸到放置在支架拉出機(jī)構(gòu)23的支架3上的樣品容器2，以及安裝區(qū)域22A上的接收支架4。
控制部分30包括存儲了用于傳送機(jī)構(gòu)20和再分配機(jī)構(gòu)26的各種操作程序的ROM(未示出)?？刂撇糠?0還包括內(nèi)存區(qū)(未示出)，其存儲了各樣品容器2相對于支架3的位置數(shù)據(jù)、各樣品容器2的內(nèi)容物數(shù)據(jù)，以及各支架3的位置數(shù)據(jù)。條形碼閱讀器(未示出)與控制部分30相連，用于讀取支架3和樣品容器2的條形碼以作為初始設(shè)定值。輸入裝置31與控制部分30相連，用于輸入各種數(shù)據(jù)。
下面將介紹將樣品容器2放入支架3中以及將支架3放入擱架部分14，15中的設(shè)置操作。首先，通過條形碼閱讀器(未示出)讀取各樣品容器2的數(shù)據(jù)以及各樣品容器2相對于支架3的位置數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)存儲在控制部分30的內(nèi)存區(qū)中。
然后，將攜帶樣品容器2的各支架3安放到支架拉出機(jī)構(gòu)23上，從而將支架3放在其中一個擱架部分14，15中。然后，通過輸入裝置31輸入各支架相對于擱架的位置，并將這些位置存儲到內(nèi)存區(qū)中。
通過這一過程，可將支架3放在第一和第二擱架部分14，15中的擱架的任意位置，因此，可以將大量支架3迅速存放在擱架區(qū)域14和15上。另外，可通過控制部分30來識別所有樣品容器2相對于支架3的位置以及支架3的位置。
接著將參考圖1，2和5來介紹用于拾取所需樣品容器2的過程。如上所述，在傳送部分20的待用位置中，底座22的安裝區(qū)域22A穿過側(cè)開孔11a而突出到框架11之外。在底座22的這種突出狀態(tài)下，可從框架11的外部將接收支架4安裝到底座22的安裝區(qū)域22A上，并通過與控制部分30相連的輸入裝置31來輸入待拾取的樣品容器2的數(shù)據(jù)(S1)，之后啟動例程(S2)。然后，如圖3和4所示，傳送機(jī)構(gòu)20的底座22運(yùn)動到夾持有在S1中所輸入的樣品容器2的支架3附近的位置(S3)。然后，支架拉出機(jī)構(gòu)23拉出支架3。也就是說，滑臂水平地運(yùn)動到此支架3下，之后稍稍向上運(yùn)動，使得支架3稍微運(yùn)動而離開擱架。然后滑臂退回，使得支架3運(yùn)動到底座22上(S4)。
然后，拾取機(jī)構(gòu)29夾取支架3中的所需樣品容器2，并將所需樣品容器2傳送到接收支架4上(S5)。一旦傳送完成，就通過支架拉出機(jī)構(gòu)23將指定支架3送回到其原始位置(S6)。如果要拾取多個容納在不同支架中的樣品容器2，那么應(yīng)重復(fù)地執(zhí)行從S3到S6的上述過程(S7)。當(dāng)全部的所需樣品容器都再分配到接收支架4中時，傳送部分20運(yùn)動到如圖1和2所示的待用位置(S8)。
在上述設(shè)置中，由于支架拉出機(jī)構(gòu)23和再分配機(jī)構(gòu)26的拾取機(jī)構(gòu)29都設(shè)于傳送機(jī)構(gòu)20上，因此就可以在形成于第一和第二擱架部分14和15之間的空間內(nèi)進(jìn)行支架3和接收支架4之間的再分配操作。換句話說，不需要如圖8和9所示的傳統(tǒng)系統(tǒng)那樣將這些支架送到不同的再分配區(qū)域中。因此就可以節(jié)省再分配操作的時間。此外，由于存儲部分10、傳送部分20以及再分配部分26均處于框架11中，因而可提供緊湊的系統(tǒng)。
圖6顯示了通過接收支架4來將樣品容器從支架3-1再分配到支架3-2中的過程。在圖6中，黑色圓圈表示放置有樣品容器，白色圓圈表示未放置樣品容器，而陰影圓圈表示已經(jīng)放置了樣品容器。首先，通過支架拉出機(jī)構(gòu)23將支架3-1拉到底座22上的某一位置。然后，拾取機(jī)構(gòu)29在支架3-1和接收支架4上運(yùn)動，使其將支架3-1中的所有樣品容器2都轉(zhuǎn)移到接收支架4上，如圖6中箭頭D所示。
然后，通過支架拉出機(jī)構(gòu)23將空支架3-1送回到其原始位置。或者，可將空支架3-1收集到支架收集箱(未示出)中。然后，傳送部分20攜帶著接收支架4運(yùn)動到空支架3-2前方的位置，在接收支架4中已經(jīng)重新分配了所有來自支架3-1的樣品，并通過支架拉出機(jī)構(gòu)23將支架3-2拉出。然后，拾取機(jī)構(gòu)29在支架3-2和接收支架4上運(yùn)動，從而將接收支架4中的所有樣品容器2都轉(zhuǎn)移到支架3-2上，如圖6中箭頭E所示。
圖7顯示了在同一支架3中重新安放樣品容器2以正確地排列容器2。在重新安放之前，樣品容器2以分散的方式散布在支架3中。通過操作支架拉出機(jī)構(gòu)23和操作拾取機(jī)構(gòu)29，就可以緊湊的方式重新安放樣品容器2。結(jié)果，可以有效地利用存儲部分10內(nèi)的空間。
在此實(shí)施例中，可將樣品容器2自動地存儲到存儲部分10中。首先，通過條形碼閱讀器(未示出)讀取樣品容器2的條形碼，并將待存儲的樣品容器2放置到位于安裝區(qū)域22A上的接收支架4中。然后，通過輸入裝置31將樣品容器2的存儲信息輸入到控制部分30中。由于控制部分30可識別不同支架3的樣品容器的放置方式，因此控制部分30可選擇能夠存放其它樣品容器2并已存儲在第一和第二擱架部分14和15之一中的適當(dāng)支架3。然后通過支架拉出機(jī)構(gòu)23將所選支架3位出，并通過拾取機(jī)構(gòu)29將樣品容器2從接收支架4傳送到所選支架3中。這樣，樣品容器可以自動地存儲在適當(dāng)?shù)闹Ъ苤小?br> 雖然已經(jīng)參考本發(fā)明的特定實(shí)施例來詳細(xì)介紹了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可對本發(fā)明進(jìn)行各種變化和修改。
例如，如果容器2中的測試樣品需要溫度控制，那么可在盒形框架11中安裝溫度控制裝置。
此外，框架11可以由沖壓金屬板形成，其中可在金屬板上穿透整個厚度而形成多個穿孔，從而在存儲部分10的內(nèi)、外空間之間提供自由的通風(fēng)。這樣，即使存儲部分10未裝備溫度控制裝置，只要存儲部分10安裝在裝有空調(diào)系統(tǒng)的房間內(nèi)，就可以通過這些穿孔來執(zhí)行與存儲在存儲部分10中的樣品容器2相關(guān)的溫度控制。因此，在存儲部分10中不需要用于安裝溫度控制裝置的額外空間，從而增加了用于樣品容器2的安裝空間。
此外，在上述實(shí)施例中，各支架拉出機(jī)構(gòu)23，24的滑臂可以在垂直方向以及前/后方向上運(yùn)動，以進(jìn)入到緊鄰于存放在擱架上的所需支架3的底部之下的位置。然而，通過在滑臂的上表面上設(shè)置可伸縮的棘爪，就可以取消滑臂的垂直運(yùn)動。這種可伸縮棘爪在其運(yùn)動穿過支架底面時收回，而在棘爪完成穿過后突出，從而與支架的后垂直壁相接合。
權(quán)利要求
1.一種用于存儲夾持在支架中的樣品容器的自動存儲系統(tǒng)，包括外框架，位于所述外框架內(nèi)的用于存儲多個支架的第一擱架部分和第二擱架部分，多個樣品容器可安裝在所述支架中，所述第一擱架部分和第二擱架部分并列地設(shè)置，在它們之間存在有一定的空間；可在所述空間中運(yùn)動的傳送部分，其包括支架拉出機(jī)構(gòu)，用于從所述第一或第二擱架部分中拉出所述支架，將所拉出的支架保持在所述支架拉出機(jī)構(gòu)上，并將所拉出的支架送回到所述第一和第二擱架部分中的一個上，和可在所述空間內(nèi)沿水平方向和垂直方向運(yùn)動的底座，所述支架拉出機(jī)構(gòu)安裝在所述底座上，所述底座還包括可安裝接收支架的安裝區(qū)域；位于所述傳送部分上的再分配機(jī)構(gòu)，其用于將至少一個樣品容器從第一位置運(yùn)動到第二位置；以及與所述傳送部分和所述再分配機(jī)構(gòu)相連的控制部分，用于管理它們的操作，并管理所述支架和樣品容器的位置數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述第一位置位于所述支架中，而所述第二位置位于所述接收支架中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述第一位置和第二位置位于同一支架內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述外框架具有形成了側(cè)開孔的側(cè)壁，至少所述底座的安裝區(qū)域可通過所述側(cè)開孔而突出到所述側(cè)壁之外。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送部分包括可沿所述空間運(yùn)動的水平運(yùn)動件，所述底座可沿所述水平運(yùn)動件垂直地運(yùn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述再分配機(jī)構(gòu)包括位于在所述底座上并可在所述框架的前/后方向上運(yùn)動的支撐桿，所述支撐桿在所述空間的長度方向上在所述拉出機(jī)構(gòu)和所述底座的安裝區(qū)域的上方延伸；和支撐在所述支撐桿之上并可沿其運(yùn)動的拾取機(jī)構(gòu)，所述拾取機(jī)構(gòu)還可在垂直方向上運(yùn)動，并具有用于夾持由所述支架支撐的樣品容器的臂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動存儲系統(tǒng)，其特征在于，各所述支架都形成有用于識別的條形碼，所述自動存儲系統(tǒng)還包括與所述控制部分相連的條形碼閱讀器，其用于讀取各條形碼并傳輸所述第一和第二擱架部分上的各支架的位置數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括安裝在所述外框架中的溫度控制裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述外框架形成有多個通風(fēng)孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括設(shè)于所述外框架底部的腳輪。
全文摘要
第一和第二擱架部分并列地設(shè)置在外框架內(nèi)。傳送部分可沿形成于第一和第二擱架部分之間的線性空間運(yùn)動。傳送部分包括可動底座和設(shè)在可動底座上的支架拉出機(jī)構(gòu)，用于將存儲在擱架部分中的各支架拉出。底座具有處于支架拉出機(jī)構(gòu)旁的用于安裝接收支架的安裝區(qū)域。在傳送部分上設(shè)有包括拾取機(jī)構(gòu)的再分配機(jī)構(gòu)，用于使樣品容器從支架拉出機(jī)構(gòu)上的支架中運(yùn)動到安裝區(qū)域上的接收支架中。
文檔編號B65G1/04GK1486912SQ0315513
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月21日
發(fā)明者佐藤孝二, 五十嵐貞人, 貞人 申請人:日立工機(jī)株式會社