在自动分析器中传送液体容器的制作方法

本发明涉及自动分析器的领域，并且涉及借助夹紧夹持器来传送液体容器。

背景技术：

目前用于分析、取证、微生物学和临床诊断中的常规物质的分析器可进行多种检测反应和多种样本的分析。为了能够以自动方式进行多次检查，需要用于测量单元、反应容器和试剂液体容器的空间传送的各种自动操作装置，诸如具有夹持器功能的传送臂、传送带或可旋转传送轮和用于传送液体的装置，诸如移液装置。分析器包括中央控制单元，其通过适当的软件能够在很大程度上独立地规划和完成用于所需分析的工作步骤。

在以自动方式操作的这种分析器中使用的许多分析方法基于光学方法。基于光度(例如比浊、浊度法、荧光或发光)或辐射测量原理的测量系统特别广泛。这些方法允许定性和定量地检测液体样本中的分析物，而不必提供附加的分离步骤。临床相关参数的确定，例如分析物的浓度或活性，通常是通过患者的体液的等分试样与一种或多种试剂液体在反应容器中同时或相继地混合来实现的，由此开始生物化学反应，这导致测试制剂的光学性能发生可测量的变化。

测量结果进而通过测量系统被转发到存储单元并进行评估。随后，分析器通过诸如监视器、打印机或网络连接的输出介质向用户供应样本专用的测量值。

为了液体容器的空间传送，通常提供用于抓持、保持和释放液体容器的夹紧夹持器，所述夹紧夹持器通过柔性连接元件固定在可水平和垂直移动的传送臂上。ep-a2-2308588描述了用于在自动分析器内传送管状反应容器(试管)的装置的示例。该装置包括被动的、可弹性变形的夹持器，该夹持器具有用于力配合捕获和保持液体容器的两个夹持臂，并且该装置适于容纳放置在容纳位置的单个试管，将所述试管输送到目标位置，以及在另外的容纳位置将其放下。与主动机械夹持器相比，由于其简单的设计，并且需要最少的维护，这种被动夹紧夹持器具有相对稳健的优点。

在ep-a2-2308588中描述的具有夹紧夹持器的液体容器的输送基本上包括以下步骤：

a)水平地移动夹紧夹持器，以便在开始位置中产生夹紧夹持器和液体容器之间的夹紧连接；

b)升起夹紧夹持器，以便从开始位置移除液体容器；

c)将夹紧夹持器水平地移动到目标位置；

d)降低夹紧夹持器，以便将液体容器定位在目标位置中；以及

e)水平地移动夹紧夹持器，以便释放夹紧连接。

为了容纳，或者换句话说，在容纳位置(开始位置)中握持竖立的液体容器，夹紧夹持器通过传送臂的水平运动而侧向地移动到液体容器上，并且被压靠在液体容器上，直到夹紧夹持器使用力配合接合打开并包围液体容器。通过传送臂的向上运动，由夹紧夹持器保持的液体容器从容纳位置升起，并且现在可被输送到分析器中的任何给定的目标位置，例如输送到测量站中的容纳位置。为了放下，或者换句话说，将液体容器释放在目标位置中，液体容器首先通过传送臂的向下运动而被下降到容纳位置，并且夹紧夹持器通过传送臂的水平运动被侧向地拉动离开液体容器。以这种方式，液体容器被压靠在容纳位置的内壁上，并且在夹紧夹持器上施加力，这最终打开并释放液体容器。

存在这样的问题，即当试管被容纳和释放时，侧向按压或拉开夹持器可产生液体从试管中溅出的效果，因为在按压或拉开夹持器期间，试管首先可在容纳位置稍微倾斜，并且当夹持器快速运动打开时，试管与夹持器的行进方向相反地加速并且撞击容纳位置的内壁。分析器中的飞溅液体可导致液体体积的损失，敏感部件受损，液体飞溅到相邻的样本容器或反应容器中，因此导致测量结果的失真，并且还增加了用户感染的风险，特别是如果飞溅液体含有人体或动物体液，诸如血液或尿液。

为了避免这种干扰，已知使用主动夹持器系统。us-a-5772962描述了一种夹持装置，该夹持装置具有通过拉伸弹簧连接到彼此的两个夹持臂。此外，设置扩张装置，该扩张装置能够按压夹持臂离开彼此，并且因此控制夹持机构。

然而，主动夹持器系统的缺点是需要高水平的维护，因为每天数百次甚至数千次的使用导致机械部件的快速磨损。

技术实现要素：

因此，在具有用于输送液体容器的带有两个夹持臂的被动夹紧夹持器的自动分析器中，本发明的目的是改进液体容器在为其提供的容纳位置中的自动放置，使得避免液体飞溅，而没有根据本发明的解决方案会导致过度磨损和繁重的维护要求。

根据本发明，该目的是通过可控制的扩张装置实现的，该扩张装置设置在夹紧夹持器上，并且在主动位置上，该扩张装置在夹持臂上施加力，使得夹持臂被按压远离彼此，并且在被动位置中，该扩张装置不在夹持臂上施加力，并且通过这种“主动”，夹持器系统仅当需要传送包含液体容积的液体容器时才被投入使用。

这样做的优点在于，当含有液体的液体容器被容纳和/或释放时，可致动扩张装置，使得能够简单地减小夹持器的夹紧力。这防止了在产生夹持器和液体容器之间的夹紧连接期间的快速运动，并且因此防止了液体的飞溅。在输送空的液体容器期间，当根本没有任何液体溅出的危险时，可省去扩张装置的主动致动，并且因此可减少夹持器系统的机械部件的磨损。

因此，本发明涉及一种自动分析器，该分析器包括第一容纳装置和第二容纳装置，每个容纳装置具有用于液体容器的多个容纳位置，以及固定在可自动移动的传送臂上的装置，该装置用于将液体容器从第一容纳装置上的容纳位置传送到第二容纳装置上的容纳位置。用于传送液体容器的装置包括具有两个夹持臂的被动夹紧夹持器，通过夹持器的水平运动可在两个夹持臂之间夹紧液体容器。夹紧夹持器包括可控制的扩张装置，在主动位置中，该扩张装置在夹持臂上施加力，使得夹持臂被按压远离彼此，并且在被动位置中，该扩张装置不在夹持臂上施加力。

双臂夹持器可被设计为一体的，并且可弹性地变形，并且基本上由塑料或金属制成。夹持器优选地处于张紧状态，使得只要扩张装置处于被动位置并且夹持器以足够的力压靠在液体容器上，存在卡接效果，并且夹持器打开液体容器并围绕液体容器接合，并且固定液体容器。相反的，仅仅当夹持器以足够的力移动离开固定的液体容器时,夹持器再次打开并且释放液体容器。

扩张装置被设计为可控制的。其一方面可采用主动位置，在该位置中，其在夹持臂上施加力，使得夹持臂被按压远离彼此并处于减小张力的状态。另一方面，其可采用被动位置，在该位置中，其不在夹持臂上施加力。

在一个实施例中，扩张装置包括驱动轴，该驱动轴在夹持器的两个夹持臂之间垂直地突出，并且在该驱动轴的端部处提供销形扩张头，在扩张装置的主动位置中，该销形扩张头相对于两个夹持臂横向地放置，并且因此在夹持臂上施加按压力，使得夹持臂被按压远离彼此，并且在扩张装置的被动位置中，销形扩张头相对于两个夹持臂纵向放置，并且不在夹持臂上施加力。

在夹持臂之间，优选地具有开口或间隙，该开口或间隙的范围适于要待传送的液体容器的尺寸。销形扩张头的长度优选地被选择成使得当扩张装置相对于两个夹持臂被横向放置在主动位置时，扩张头的端部接触夹持臂的内侧面，并且因此在夹持臂上施加按压力。销状扩张头的宽度优选地被选择成使得当扩张装置相对于两个夹持臂被纵向放置在被动位置时，扩张头与夹持臂的内表面之间不存在接触，使得没有力施加在夹持臂上。

扩张头优选地通过连接元件，例如通过连接螺钉连接到驱动轴的端部。另选地，驱动轴的端部可被设计成螺纹，具有匹配内螺纹的扩张头被旋拧到该螺纹上。

在最简单的情况下，扩张头可由金属或塑料制成的销组成。

在优选的实施例中，扩张头在其两个端部中的每一个处具有围绕垂直轴线可旋转地安装的辊或滚珠。这具有减小摩擦力的优点，当通过驱动轴的旋转将扩张头从被动位置带到主动位置并且夹持臂被按压分开时会产生该摩擦力。一方面，这减少了移动驱动轴所需的力。另一方面，其减少了夹持臂、扩张头和驱动轴的驱动上的磨损。辊或滚珠可由硬橡胶、塑料或金属制成。

驱动轴优选地是致动器的一部分，通过该致动器，将从控制单元发出的命令转换成机械运动，特别是驱动轴围绕其纵向轴线的旋转。例如，致动器可被电力地或气动地驱动。

在另一个实施例中，扩张装置包括杆，该杆可垂直地插入在夹持器的两个夹持臂之间，并且在该杆的端部处设置圆锥形扩张装置，在扩张装置的主动位置中，该圆锥形扩张装置在夹持臂之间被插入深得使得其在夹持臂的内表面上施加按压力，使得夹持臂被按压远离彼此，并且在扩张装置的被动位置中，该圆锥形扩张装置不接触两个夹持臂，并且不在夹持臂上施加力。

术语“圆锥形”尤其包括扩张头的圆锥体和圆形截头圆锥体几何形状。

杆的端部可被设计成旋拧螺纹，具有匹配内螺纹的圆锥形扩张头被旋拧到该螺纹上。

在最简单的情况下，圆锥形扩张头可由金属、塑料或硬橡胶制成。为了减少摩擦并且减小当在夹持臂之间引入扩张头时施加的力，表面优选地涂覆有有助于滑动的材料，例如特氟隆(teflon)。另选地或除此之外，可在扩张头的锥形侧面上设置在每种情况下围绕水平轴线可旋转地安装的一个或多个辊或滚珠。这具有减小摩擦力的优点，当通过杆的垂直运动将扩张头从被动位置带到主动位置并且因此夹持臂被按压远离彼此时产生该摩擦力。一方面，这减少了移动杆所需的力。另一方面，其减少了夹持臂、扩张头和杆的驱动上的磨损。辊或滚珠可由硬橡胶、塑料或金属制成。

杆优选地是致动器的一部分，通过该致动器，将从控制单元发出的命令转换成机械运动，特别是沿着杆的纵向轴线的线性向上和向下运动。例如，可电力地或气动地驱动致动器。

如果扩张装置包括驱动轴，该驱动轴在夹持器的两个夹持臂之间垂直突出，并且在该驱动轴的端部处设置销形扩张头，则通过旋转驱动轴约90度，扩张装置从主动位置被带到被动位置，并且反之亦然。对于从主动位置到被动位置的变化，并且反之亦然，旋转可在一个方向上以90度步进进行，或者在一个方向上以90度并且随后在相反方向上90度进行。

如果扩张装置包括杆，该杆可垂直地插入在夹持器的两个夹持臂之间，并且在该杆的端部处设置圆锥形扩张头，则通过垂直地降低杆，扩张装置从被动位置被带到主动位置。对于从扩张装置的主动位置到被动位置的变化，杆被垂直地升起。

在优选的自动分析器中，传送装置的夹紧夹持器通过柔性连接元件连接到可水平和垂直移动的传送臂。此外，扩张装置优选地固定在相同的传送臂上。

“用于液体容器的容纳位置”是指被提供用于放置液体容器的位点。这通常是在结构上经过调整的容纳位置，其允许液体容器被安全地直立存储，例如套筒，特定配置的液体容器可形状配合的接合插入在该套筒中。在自动分析器中，首先为原始样本容器、反应容器(通常为透明管状试管的形式)和为试剂液体容器提供容纳位置。容纳位置位于定义的位置处，例如在可移动容纳装置(诸如可旋转的试管或试剂板或静止的储存容器)中。

液体容器可以是例如含有待分析液体的原始样本容器，诸如血液采样管，或诸如透明管状试管的反应容器，其中原始样本与一种或多种试剂混合以形成反应混合物，该反应混合物然后在测量站中进行测量，或者包含含有用于检测一种或多种分析物的一种或多种物质的液体的试剂液体容器。试剂液体容器还可以是多室形式，并且可包含多种不同的试剂液体。

根据本发明的自动分析器还包括控制装置，该控制装置被配置成使得其控制具有以下步骤的用于传送液体容器的方法：

·检查待传送的液体容器是否含有一定量的液体或是空的；并且

a)如果确定待传送的液体容器是空的，则如下进行传送：

i)水平地移动传送装置，以便在第一容纳装置(5)的容纳位置(4)中生成夹紧夹持器(11)和液体容器之间的夹紧连接；

ii)升起传送装置，以便从容纳位置(4)移除液体容器；

iii)将传送装置水平地移动到第二容纳装置(15)的容纳位置(14)；

iv)降低传送装置，以便将液体容器定位在第二容纳装置(15)的容纳位置(14)中；以及

v)水平地移动传送装置，以便释放夹紧连接；

其中，在步骤a)i)至a)v)期间，扩张装置仅仅只位于被动位置中；并且

b)如果确定待传送的液体容器含有一定量的液体，则如下进行传送：

i)水平地移动传送装置，以便在第一容纳装置(5)的容纳位置(4)中生成夹紧夹持器(11)和液体容器之间的夹紧连接，其中，在夹紧夹持器(11)和液体容器之间产生夹紧连接之前，扩张装置(50、60)被带到主动位置，使得所述扩张装置在夹持臂(52、62)上施加力，并且夹持臂(52、62)被按压远离彼此；

ii)升起传送装置，以便从容纳位置(4)移除液体容器，其中，在传送装置被升起之前，扩张装置(50、60)被带到被动位置，使得所述扩张装置不在夹持臂(52、62)上施加力；

iii)将传送装置水平地移动到第二容纳装置(15)的容纳位置(14)；

iv)降低传送装置，以便将液体容器定位在第二容纳装置(15)的容纳位置(14)中；以及

v)水平地移动传送装置，以便释放夹紧连接，其中，在传送装置被水平地移动以便释放夹紧连接之前，扩张装置(50、60)被带到主动位置，使得所述扩张装置在夹持臂(52、62)上施加力，并且夹持臂(52、62)被按压远离彼此。

关于待传送的液体容器是否含有一定体积的液体或空的这样的检查可以各种方式进行。例如，可在传送装置上设置摄像机，并且监测待传送的液体容器是否含有液体。还可通过控制装置从存储给定液体容器的填充状态的数据存储器中检索信息来进行检查。

所描述的本发明及其实施例的优点具体为，通过扩张装置的布置可优化已知的被动夹持器系统，而不需要对夹持器系统本身进行复杂的修改。由于可致动扩张装置以便改善液体容器的接收和/或放下，而不一定必须被更换，所以可根据需要以及当需要时使扩张装置投入使用。例如，在传送空的容器期间，当没有液体溅出的危险时，可省去扩张装置的主动使用。

附图说明

下面参照附图解释本发明。

具体地：

图1示出了根据本发明的自动分析器1；

图2示出了根据现有技术的试管300的放置；

图3示出了具有扩张装置50的根据本发明的夹紧夹持器11；

图4从侧面示出了扩张装置50的销形扩张头53；

图5从上方示出了的扩张装置50的销形扩张头53；

图6示出了具有处于被动位置中的扩张装置50的夹紧夹持器11；

图7示出了具有处于主动位置中的扩张装置50的夹紧夹持器11；

图8示出了具有处于被动位置中的截头圆锥形扩张头63的扩张装置60；以及

图9示出了具有处于主动位置具有截头圆锥形扩张头63的扩张装置60。

所有附图中相同的附图标记表示相同的部分。

具体实施方式

图1是其中具有一些部件的自动分析器1的示意图。在这里，仅示出了最重要的部件，并且以非常简化的方式，以便解释自动分析器1的基本功能，而不详细描绘每个部件的各个部分。

自动分析器1被设计成以完全自动的方式对血液或其他体液进行非常不同的类型的分析，同时这不需要用户方采取行动。代替地，用户的必要干预限于维修或修理和再填充工作，例如，如果需要重新填充试管或需要更换液体容器。

患者样本通过未详细描绘的托架上的供给轨道2被供给到自动分析器1。关于对每个样本进行的分析信息可例如通过条形码来传送，该条形码附接到样本容器，并且在自动分析器1中读取条形码。借助第一移液装置3，通过移液针从样本容器中移除样本等分试样。

将样本等分试样同样地供给到试管(未详细描述)，该试管被布置在温度控制到37℃的可旋转培养装置5的容纳位置4中。将试管从试管储存容器6移除。具有各种试剂液体的试剂容器8储存在试剂容器储存容器7中，该容器冷却至约8-10℃。通过第二移液装置9的移液针从试剂容器8中取出试剂液体，并且被施用到已经含有样本等分试样的试管中，以提供反应混合物。通过传送臂10，借助夹紧夹持器11(具有未详细示出的扩张装置)从培养装置5取出具有反应混合物的试管，并将其传递到用于测光测量站12的可旋转容纳装置15的容纳位置14，在其中测量反应混合物的吸光度。

在夹紧夹持器11和容纳位置4中的包含液体的试管之间产生夹紧连接之前，将扩张装置带到主动位置，使得其按压夹紧夹持器的夹持臂远离彼此。在升起夹紧夹持器11之前，扩张装置被带到被动位置，使得其不再在夹持臂上施加力，并且夹持臂在该试管上施加完全夹紧力。在夹紧夹持器11已经下降以便将试管定位在测量站12的容纳位置14中之前，并且在夹紧夹持器11已经被水平移动以释放夹紧连接之前，扩张装置被带到主动位置，使得其按压夹持臂远离彼此。以这种方式，当填充有反应混合物的试管被放下时，试管在容纳位置14中的冲力降低，并且因此避免了溅出液体。

整个过程由控制单元20控制，诸如通过数据线连接的计算机，其由自动分析器1及其组成部分内的多个其它电子电路和微处理器(未详细示出)支持。

图2是根据现有技术将试管300放置在自动分析器中的容纳位置140中的示意图。用于传送试管300的装置150包括水平和垂直移动的传送臂100，以及连接到传送臂100的夹持器110，用于抓持、保持和释放试管。夹持器110通过柔性中间元件111连接到传送臂100。

从左到右，附图示出了现有技术中如何将试管300放置在容纳位置140中。在试管300首先已经通过传送臂100的向下运动而降低到容纳位置140之后，夹紧夹持器110通过传送臂100在箭头的方向上的水平运动被侧向地拉动离开试管300。以这种方式，试管300被压靠在容纳位置140的内壁上，并且在夹紧夹持器110上施加力，这最终打开并释放试管300。如左图所示，试管300首先在夹紧夹持器110被拉动离开时略微倾斜，并且当夹紧夹持器110如右图所示打开时，试管300与夹持器110的运动方向相反地加速，并且撞击容纳位置140的内壁。在这种情况下，存在反应液溅出试管300的危险。

图3示出了具有扩张装置50的夹紧夹持器11的侧视图。扩张装置50的驱动轴51在夹持臂52之间突出。

图4示出了扩张装置50的扩张头53的侧视图，并且图5示出了扩张装置50的扩张头53的平面图。扩张头53通过螺钉54固定在电驱动的致动器(未示出)的驱动轴51的端部上。在扩张头53的两个端部处设置由硬橡胶制成的可旋转地安装的辊55。

图6示出了具有处于被动位置的扩张装置50的扩张头53的夹紧夹持器11的平面图。夹紧夹持器11的夹持臂52被张紧，并且形成用于夹紧圆柱形试管(未示出)的开口56。销形扩张头53相对于两个夹持臂52被纵向放置，使得扩张头53与夹持臂52的内表面之间没有接触，由此没有力施加在夹持臂52上。例如当试管位于开口56中并被水平或垂直地传送时，设定被动位置，在该位置中，夹紧夹持器11的夹紧力处于其最高水平。

图7示出了具有处于主动位置的扩张装置50的扩张头53的夹紧夹持器11的平面图。当扩张头53旋转90度时，达到主动位置。以这种方式，扩张头53相对于两个夹持臂52横向放置。扩张头53的端部与夹持臂52的内表面接触，并且因此在夹持臂52上施加按压力，因此夹持臂52被按压离开彼此。以这种方式，开口56被扩大，使得减小为了容纳或释放试管必须克服的力。例如，当试管位于开口56中并且在目标位置处要被放下时，和/或当试管需要在起始位置处被夹紧在开口56中时，设定主动位置，在该位置中，减小夹紧夹持器11的夹紧力。

图8和图9示出了具有处于被动位置(图8)和处于主动位置(图9)的扩张装置60的扩张头63的夹紧夹持器11的前视图。为了说明的目的，夹持臂62的弧形部分以与装置的其余部分稍微不同的视角示出，即从上方多于从前方。

在被动位置(图8)中，夹紧夹持器11的夹持臂62被张紧，并且形成用于夹紧圆柱形试管(未示出)的开口66。截头圆锥形扩张头63位于两个夹持臂62的上方，使得扩张头63与夹持臂62的内表面之间没有接触，由此没有力施加在夹持臂62上。例如当试管位于开口66中并被水平或垂直地传送时，设定被动位置，在该位置中，夹紧夹持器11的夹紧力处于其最高水平。

当扩张头63被垂直向下移动并插入在夹紧夹持器11的两个夹持臂62之间时，到达主动位置(见图9)。以这种方式，截头圆锥体的夹套表面接触夹持臂62的内表面，并且因此在夹持臂62上施加按压力，因此夹持臂被按压远离彼此。以这种方式，开口66被扩大，使得减小为了容纳或释放试管必须克服的力。例如，当试管位于开口66中并且在目标位置处要被放下时，和/或当试管需要在起始位置处被夹紧在开口66中时，设定主动位置，在该位置中，减小夹紧夹持器11的夹紧力。

附图标记列表

1分析器

2供给轨道

3移液装置

4容纳位置

5培养装置

6试管储存容器

7试剂容器储存容器

8试剂容器

9移液装置

10，100传送臂

11，110夹紧夹持器

12测量站

14，140容纳位置

15容纳装置

20控制单元

111中间元件

150传送装置

300试管

50，60扩张装置

51驱动轴

52，62夹持臂

53，63扩张头

54螺钉

55辊

56，66开口