本發(fā)明涉及一種用于處理用具托盤組件的設(shè)備和過程。本發(fā)明特別涉及生物負(fù)載測(cè)試、水測(cè)試、制藥、化妝品、食品加工、半導(dǎo)體生產(chǎn)、電子器件和封閉加工區(qū)域的環(huán)境監(jiān)測(cè)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、在相關(guān)過程中，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試用具如過濾漏斗、過濾器、杯、收集介質(zhì)(例如以培養(yǎng)皿、培養(yǎng)基板或沉降板的形式)(術(shù)語“用具”將在本說明書中一致且統(tǒng)一地用于指代用于測(cè)試的所有此類裝置，其中“過濾漏斗”將在后面用作具體示例來闡釋本發(fā)明的構(gòu)想)必須優(yōu)選通過自動(dòng)化系統(tǒng)在工作場所之間反復(fù)傳送，或反復(fù)傳送到封閉的生產(chǎn)區(qū)域中并從其移除，以進(jìn)行進(jìn)一步處理和評(píng)估。如今，這仍然普遍以手動(dòng)過程完成，其中此類用具的一個(gè)或多個(gè)部件例如通過無菌傳送端口，手動(dòng)地傳送進(jìn)入和離開加工或生產(chǎn)區(qū)域的內(nèi)部。

2、然而，手動(dòng)處理此類用具涉及在處理期間污染的風(fēng)險(xiǎn)(例如在打開蓋、覆蓋物或密封件之后)，以及在引入、安裝、移除和進(jìn)一步處理期間培養(yǎng)基板的不安全傳送，特別是當(dāng)用具填充有物質(zhì)和/或同時(shí)處理多個(gè)用具作為一套或一批或一組(例如成堆)時(shí)。

3、此外，在一系列加工步驟期間將用具(如培養(yǎng)皿)的若干部件保持成組也是復(fù)雜的任務(wù)，并且需要如將若干培養(yǎng)皿用膠帶粘貼或捆扎在一起和/或?qū)ζ溥M(jìn)行標(biāo)記的措施。

4、此外，如過濾組件(其通常包括保持過濾膜的膜支承件和可釋放地附接到膜支承件的過濾漏斗)、膜支承件、過濾漏斗或培養(yǎng)皿本身的用具的單獨(dú)部件不特別適合用于成批或成堆的自動(dòng)化處理。對(duì)于自動(dòng)化處理用具，難以牢固地抓住、保持和傳送用具或其部分(如蓋/覆蓋物)的通常光滑的圓柱形周邊表面，因?yàn)樗鼈冃枰薅ǖ奈恢煤投ㄏ蛞杂糜谧プ?，并且在該過程的各個(gè)階段處的處理期間，存在蓋無意地打開、移位或移除或者內(nèi)容物溢出的高風(fēng)險(xiǎn)，從而影響檢測(cè)結(jié)果。

5、因此，為了便于和確保用具的若干部件的處理，此用具的一個(gè)或多個(gè)部件(特別是過濾組件以及上述類型的單獨(dú)部件)可釋放但牢固地機(jī)械保持在托盤或支承框架上的相應(yīng)容置部中(術(shù)語“托盤”在本說明書中將一致且統(tǒng)一地用于指代所有這樣的裝置，其為處理提供支承，特別是為運(yùn)輸和/或儲(chǔ)存(例如，也在孵育期間)可釋放地保持的用具的一個(gè)或多個(gè)部件提供支承)，以形成用具托盤組件。

6、此外，在下文的公開中，術(shù)語“用具的部件”統(tǒng)一是指通常用于上述應(yīng)用領(lǐng)域的上文提到的測(cè)試用具的部件或其部分，由此最優(yōu)選的應(yīng)用涉及過濾組件的處理，并且在這種語境下，更具體地涉及如下所述的過濾漏斗(代表過濾組件的一部分)與膜支承件的分離。然而，要理解的是，本發(fā)明還適用于將整個(gè)過濾組件與托盤分離，或?qū)⑵渌糠?如膜支承件)或如上所述的其它類型的用具脫離與托盤的接合，或脫離與托盤中仍保持的其它元件的接合。

7、例如，為了儲(chǔ)存和運(yùn)輸目的，用具e的部件夾在或卡在托盤上，并且克服保持力或摩擦力以將用具的單獨(dú)部件從托盤上的其容置部釋放或?qū)⒔M件的一部分(如過濾漏斗)從該一部分與其組裝的組件的另一部分(如膜支承件)釋放所需的力例如在約80n的量級(jí)。圖1a至1c中示出了以托盤或框架t上的四個(gè)過濾組件fa的陣列的形式的這種用具托盤組件a的示例。過濾組件fa分別由在底部處的膜支承件s和可釋放地附接到膜支承件s的頂側(cè)的過濾漏斗f形成為單元，膜支承件s在其頂側(cè)上保持過濾膜(未示出)。過濾漏斗f通常在其上開口端處由蓋l封閉。過濾組件fa、膜支承件s、過濾漏斗f和蓋l各自稱為“用具e的部件”。

8、用具的部件或其部分通常由操作者逐一分離。這些任務(wù)在過程中是關(guān)鍵的，并且需要高度小心和注意才能反復(fù)執(zhí)行任務(wù)而不會(huì)因例如交叉污染或單元(例如過濾組件)的意外分解的風(fēng)險(xiǎn)而失效?？梢允褂锰幚硌b置(例如機(jī)器人臂)，但也必須在過程期間保持用具的完整性。例如，如過濾漏斗的用具部分在與托盤上保持的膜支承件分離時(shí)，不得分解(即使是部分地)或污染，并且/或者膜支承件在過濾漏斗的分離期間不得無意地從其容置部移除。

9、自動(dòng)化正在成為一種優(yōu)先途徑，例如，由制藥公司在其關(guān)鍵過程中采用以便降低交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)、提高質(zhì)量和改進(jìn)產(chǎn)量。存在的總體行業(yè)趨勢(shì)朝向全自動(dòng)化過程。

10、然而，過程的自動(dòng)化需要大量的投資和符合法規(guī)的可用空間。自動(dòng)化單元可為具有潛在危險(xiǎn)裝置的大型系統(tǒng)。

11、這就是為什么自動(dòng)化某些過程的特定方式需要設(shè)計(jì)能夠執(zhí)行特定任務(wù)的小型集成專用模塊。此類系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為裝配到現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施中，并極大地便于它們?cè)谄渲械募?。作為另一示例，可提到協(xié)作機(jī)器人，因?yàn)檫@些機(jī)器人可以安全地與人類交互，并且因此可以更容易地集成到實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)環(huán)境中。

12、所期望的是一種至少部分地或優(yōu)選完全地自動(dòng)化的設(shè)備和過程，以用于處理上述用具托盤組件，測(cè)試用具的一個(gè)或多個(gè)部件在用具托盤組件上成組并牢固地保持在托盤的相應(yīng)容置部上以用于運(yùn)輸和處理，其中該設(shè)備和過程不涉及人處理步驟或交互來用于安裝用具托盤組件以及用于將用具的單獨(dú)部件或這些用具的單獨(dú)部件的部分從托盤上的其容置部分離或從組合兩個(gè)或更多個(gè)此類部分的組件分離。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明提供了如由權(quán)利要求1所限定的用于處理用具托盤組件的設(shè)備和由如權(quán)利要求11所限定的用于處理用具托盤組件的過程。優(yōu)選實(shí)施例在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中限定。

2、因此，本發(fā)明特別提供了一種用于處理用具托盤組件的設(shè)備，該用具托盤組件優(yōu)選地具有保持在托盤上的相應(yīng)容置部中的用具的一個(gè)或多個(gè)部件，該設(shè)備包括支承件，其用于接收用具托盤組件，并且提供有用于將托盤可釋放機(jī)械固定在限定的工作位置的鎖定裝置；以及分離機(jī)構(gòu)，其用于抵抗保持力/阻力將用具的一個(gè)或多個(gè)部件從托盤上的一個(gè)/多個(gè)容置部機(jī)械地拆卸/分離，或者用于抵抗保持力/阻力將用具的一個(gè)或多個(gè)部件的一部分從該一部分與其接合以形成單元的另一部分機(jī)械地拆卸/分離，同時(shí)該另一部分仍保持在托盤上的一個(gè)/多個(gè)容置部中。

3、優(yōu)選地，用于將托盤可釋放地機(jī)械固定在工作位置的鎖定裝置構(gòu)造成接合托盤并且主動(dòng)地將托盤定位到限定的工作位置。

4、優(yōu)選地，用于將托盤可釋放地機(jī)械固定在限定的工作位置的鎖定裝置包括吸力裝置，以用于通過產(chǎn)生亞常壓來抓住托盤的表面，并用于將抓住的托盤移動(dòng)到限定的工作位置。

5、優(yōu)選地，該設(shè)備進(jìn)一步包括用于監(jiān)測(cè)吸力裝置的亞常壓狀態(tài)的裝置。

6、優(yōu)選地，用于將托盤可釋放地機(jī)械固定在限定的工作位置的鎖定裝置包括用于將托盤可釋放地鎖定在限定的工作位置的機(jī)械閂鎖。

7、優(yōu)選地，分離機(jī)構(gòu)包括推動(dòng)構(gòu)件，以用于將推力選擇性地施加到用具的部件或單元的部分的底部或周邊，以克服將用具的部件保持在托盤的容置部中的保持力/阻力或?qū)⒂镁叩牟考脑撘徊糠峙c該另一部分接合以形成單元的保持力/阻力。

8、優(yōu)選地，推動(dòng)構(gòu)件構(gòu)造成最初在偏心位置處將推力施加到用具的部件或其該一部分的底部或周邊。

9、優(yōu)選地，推動(dòng)構(gòu)件包括一個(gè)或多個(gè)排出銷，排出銷構(gòu)造成優(yōu)選通過構(gòu)造成將一個(gè)或多個(gè)排出銷抵靠用具的部件或其該一部分的底部或周邊移動(dòng)的線性致動(dòng)器，或者通過與布置成線性驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)排出銷的凸輪機(jī)構(gòu)組合的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，或者通過與承載一個(gè)/多個(gè)排出銷的杠桿臂組合的線性致動(dòng)器來選擇性地、優(yōu)選相移地抵靠用具的部件的底部或周邊被推動(dòng)。

10、優(yōu)選地，該設(shè)備進(jìn)一步包括傳感器布置，以用于監(jiān)測(cè)在支承件處、在限定的工作位置處的托盤的存在和/或用于監(jiān)測(cè)/檢測(cè)托盤上的容置部處的用具的一個(gè)或多個(gè)部件的存在/不存在。

11、優(yōu)選地，該設(shè)備進(jìn)一步包括控制器，該控制器配置成根據(jù)傳感器布置的監(jiān)測(cè)/檢測(cè)結(jié)果發(fā)出警告和/或操作鎖定裝置和/或分離機(jī)構(gòu)。

12、本發(fā)明還提供了一種用于優(yōu)選地使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備來處理用具托盤組件的過程，該用具托盤組件具有保持在托盤上的相應(yīng)容置部中的用具的一個(gè)或多個(gè)部件，該過程包括將用具托盤組件放置在支承件上并且將托盤可釋放地機(jī)械固定在限定的工作位置；以及抵抗保持力/阻力將用具的一個(gè)或多個(gè)部件從托盤上的一個(gè)/多個(gè)容置部機(jī)械地拆卸/分離，或者用于抵抗保持力/阻力將用具的一個(gè)或多個(gè)部件的一部分從該一部分與其接合以形成單元的另一部分機(jī)械地拆卸/分離，同時(shí)該另一部分仍保持在托盤上的一個(gè)/多個(gè)容置部中。

13、優(yōu)選地，用具的一個(gè)或多個(gè)部件的拆卸/分離包括將推力選擇性地施加到用具的部件或其該一部分的底部或周邊，以克服將用具的部件保持在托盤的容置部中的保持力/阻力或?qū)⒂镁叩牟考脑撘徊糠峙c該另一部分接合以形成單元的保持力/阻力。

14、優(yōu)選地，推力最初在偏心位置處施加到用具的部件或其該一部分的底部或周邊。

15、優(yōu)選地，該過程進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)在支承件處、在限定的工作位置處的托盤的存在和/或監(jiān)測(cè)/檢測(cè)托盤上的容置部處的用具的一個(gè)或多個(gè)部件的存在/不存在。

16、優(yōu)選地，該過程進(jìn)一步包括根據(jù)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)結(jié)果發(fā)出警告，和/或啟動(dòng)將托盤固定在限定的工作位置，和/或?qū)⒂镁叩囊粋€(gè)或多個(gè)部件從其一個(gè)/多個(gè)容置部拆卸/分離或?qū)⑵洳糠謴南鄳?yīng)單元的其它部分拆卸/分離。

17、優(yōu)選地，完成將托盤可釋放地機(jī)械固定在限定的工作位置是通過產(chǎn)生亞常壓以抓住托盤并將抓住的托盤移動(dòng)到限定的工作位置，和/或通過將機(jī)械閂鎖與放置在支承件上的托盤接合。