自动传递设备的制作方法

本实用新型涉及一种自动传递设备，该自动传递设备用于将生物组织、尤其是承载有多个载玻片的篮架从第一位置传递到第二位置。

背景技术：

随着精准医学的发展，观察和了解生理和病理状态下各种细胞的形态结构，对基础医学研究和临床病理诊断具有重要意义。为了更好进行显微观察，通常需要对生物组织进行标本制作，并且在此基础上对生物标本进行分析。

在诸如组织切片、血液、细胞培养物等等之类的生物标本的分析中，常利用染色剂的一个或多个组合给生物标本染色，并且查看结果产生的试验物或者对该试验物成像以用于进一步分析。目前，标本的染色是医学实验的一项基本技术，广泛用于微生物学、免疫学、病理学、组织胚胎学和临床实验诊断等生物医学学科。

在对标本进行染色之后并且在对各种细胞进行显微观察之前，还需要对染色的标本进行盖片处理。此种在显微镜载玻片上采用盖玻片、即玻璃盖的做法，特别是应用于医院或医学实验室中，其中，针对不同类型医疗样本的显微镜载玻片，都必须用保护性的盖玻片将染色的组织盖住。

然而，由于所需盖玻片的增加，单纯靠人工进行盖玻片的制作费时费力，严重降低试验的工作效率。传统的染色和盖片装置多是属于半自动化，染色与盖片分离，不仅染色速度慢，数量少，分离的工作方式也繁杂，长此以往，会给医学研究带来极大的不便。

近年来，全自动染色盖片机逐渐被许多实验室和各大医院所接受。尽管全自动染色盖片机的工作效率高、稳定性好，但其价格十分昂贵，并且也由可能会发生染色和盖片的时间同步性问题。尤其是，在许多病理学实验室已经购买了传统的组织染色机和盖片机(即、两个彼此独立的仪器)的情况下，再重新购买整套全自动染色盖片机的意愿并不强烈。

在上述情况下，为了将载有生物组织的篮架从上游的组织染色机传递到下游的盖片机，仍然需要试验人员手动地进行这种传递。这一方面增加了试验人员的操作量，另一方面，试验人员还将面临染色盖片过程中出现的二甲苯之类的有害化学物质的侵袭的风险。

因此，始终存在一种对能自动地将篮架从上游的组织染色机传递到下游的盖片机而避免试验人员受到化学物质侵害、同时提高工作效率、还特别是能适配于目前已有的试验室设备(例如，染色机和盖片机)的设备或系统的需求。

技术实现要素：

本实用新型提供一种自动传递设备，该自动传递设备用于将生物组织从第一位置传递到第二位置，其中，该自动传递设备包括：第一承载构件，该第一承载构件构造成在该第一位置接纳该生物组织，并且将该生物组织传递到处于该自动传递设备中的交接位置；第二承载构件，该第二承载构件构造成在该交接位置处从该第一承载构件接纳该生物组织，并且将该生物组织从该交接位置传递到该第二位置。

借助该自动传递设备，可以将来自上游工位的生物组织全自动且稳定地传递到下游工位上，从而一方面可以避免试验人员受到化学物质侵害，另一方面可以无须较大改装而直接利用目前已存在于实验室中的上游工位和下游工位处的机器设备。

有利地，该生物组织被保持于篮架上，该篮架从第一位置被传递到第二位置。借助篮架可以容易地保持多个生物组织、尤其是数量较多的载玻片，并且篮架也便于接纳在后续的第一承载构件和第二承载构件上以及在二者之间交接。

优选地，该第一承载构件可以包括承载臂，该承载臂构造成能沿该自动传递设备的纵向作直线往复移动。由此，可以容易地实现第一承载构件带动保持于其上的生物组织或篮架的直线移位，尤其是可以实现在多个步骤中的位置、例如在水平方向上的微调。

附加地，该第一承载构件可以包括旋转臂，该旋转臂构造成能在一水平面内旋转，以带动该生物组织相对于该承载臂枢转。由此，可以容易地实现第一承载构件带动保持于其上的生物组织或篮架旋转到指定位置，该指定位置通常具有良好的空间大小，以方便进行后续交接。

特别是，该第二承载构件可以包括翻转臂，该翻转臂构造成能在一垂直平面内进行翻转，并且能在该交接位置从该旋转臂上接过该生物组织。

这样，一方面，翻转臂可以在交接前处于并不阻碍或者干涉到第一承载构件带动保持于其上的生物组织或篮架运动的位置，从而节省空间，提高设备应用性。另一方面，可以再次实现带动保持于其上的生物组织或篮架旋转到另一指定位置。

附加地，该第二承载构件还可以包括该直线移动元件，该生物组织借助该直线移动元件能从该翻转臂处直线移位到该第二位置。由此，可以容易地实现第二承载构件带动保持于其上的生物组织或篮架的直线移位、尤其是直接移位到对接下游工位的第二位置上。

在一些实施例中，该自动传递设备可以包括直线驱动电机以及用于将该直线驱动电机的直线移动转化成该旋转臂和该翻转臂中的至少一者的转动的第一中间机构。由此，可以容易实现直线运动与旋转运动之间的转化，从而提高设备的工作效率和适配性。

在另一些实施例中，该自动传递设备可以包括旋转驱动电机以及用于将该旋转驱动电机的转动转化成该承载臂和该直线移动元件中的至少一者的直线移动的第二中间机构。同样，可以容易实现直线运动与旋转运动之间的转化，从而提高设备的工作效率和适配性。

尤其是，该旋转臂可以借助同步带由驱动齿轮来转动。由此，驱动齿轮可以不必直接驱动第一承载构件的旋转臂进行旋转，从而为空间布置和传动的可靠性方面带来显著优势。

更佳的是，该自动传递设备可以包括锁定构件，该锁定构件能与该驱动齿轮接合以阻止其转动，并且能在该承载臂移动到预定位置时被触发而与该驱动齿轮脱开，以允许该驱动齿轮的转动。借助该锁定构件，驱动齿轮可以仅在生物组织运动到适当位置时才进一步驱动其旋转，从而提高设备的工作效率，同时可以提高设备安全性，以避免各个部件之间的运动发生干涉。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，本实用新型的其他特征和优点将变得显而易见，其中：

图1示意性地示出根据本实用新型的自动传递设备的总立体图；

图2示意性地示出根据本实用新型的自动传递设备的一部分的立体图，其中，篮架在自动传递设备内进行纵向直线运动，而图2a则示出触发和锁定旋转的机构；

图3示意性地示出根据本实用新型的自动传递设备的第一中间机构的俯视图；

图4示意性地示出根据本实用新型的自动传递设备的同步带的俯视图，其中，同步带将驱动齿轮的转动传递到旋转臂上；

图5示意性地示出根据本实用新型的自动传递设备的一部分的立体图，其中主要示出直线驱动电机以及第一中间机构；

图6示意性地示出根据本实用新型的自动传递设备的一部分的立体图，其中主要示出翻转臂以及用于驱动翻转臂枢转的电机；

图7示意性地示出根据本实用新型的自动传递设备的一部分的立体图，其中，篮架在自动传递设备内沿与图1中相反的方向进行纵向直线运动；

图8示意性地示出根据本实用新型的自动传递设备的一部分的立体图，其中，翻转臂向上翻转90度；

图9示意性地示出根据本实用新型的自动传递设备的交接位置处的俯视图，其中主要示出了翻转臂和旋转臂；以及

图10示意性地示出根据本实用新型的自动传递设备的一部分的立体图，其中，篮架在自动传递设备内借助直线移动元件正在从翻转臂处直线向第二位置移位。

应注意参考的附图并非都按比例绘制，而是可扩大来说明本实用新型的各方面，且在这方面，附图不应被解释为限制性的。

附图标记列表：

100自动传递设备

10篮架

12旋转臂

14承载臂

16锁定构件

17触发构件

18驱动齿轮

20齿条

22同步带

24翻转臂

26直线移动元件

28丝杠螺母

30第一电机

32第二电机

34第三电机。

具体实施方式

在本实用新型中，自动传递设备100主要用于在两个位置之间传递生物组织，生物组织例如可以是组织切片或者其它供病理学研究的组织试样。可以理解到，在本实用新型中，这些生物组织可以已经保持在诸如载玻片之类的介质上，因而，传递生物组织也即传递包含这些生物组织的介质/元件/装置。

如图1中总地所示，自动传递设备100主要用于在两个工位、例如上游的染色机和下游的盖片机之间传递生物组织以及载有该生物组织的介质/元件/装置。然而，可以理解到，根据本实用新型的自动传递设备100不限于在以上描述的各工位之间传递生物组织，而是可以在任何两个需要传递的工位之间、例如还可以是切片工位、固定工位等等。

根据本实用新型的自动传递设备100沿纵向方向延伸，其中，术语“纵向方向”是指从上游工位延伸到下游工位或者说从第一位置(也称为加载位置，例如来自染色机的组织篮加载到自动传递设备100中)延伸到第二位置(卸载位置、例如自动传递设备100中的组织篮卸载到盖片机)的主方向。在一些实施例中，“纵向方向”也是自动传递设备100的长度方向。可以理解到，“第一位置”和“第二位置”尽管处于上下游关系，但二者之间可以在前后方向上错开，即不一定在前后方向上是对齐的。

有利地，在第一位置、即与上游工位(例如，染色机)交接的位置处，生物组织位于载玻片上，而载玻片、尤其是多个载玻片可同时保持在篮架10上。尽管在本实用新型中用于直接保持生物组织及其载玻片的构件被称为“篮架”，但可以理解到只要是保持构件皆在本实用新型的范围内，例如但不限于是框架元件、中空元件、实心元件等。

在一些实施例中，自动传递设备100可以包括第一承载构件和第二承载构件，其中，第一承载构件构造成在第一位置接纳生物组织(也即载玻片、篮架10)，而第二承载构件构造成从第一承载构件接纳生物组织，并且将生物组织继续传递到第二位置。

因此，可以理解到，在自动传递设备100中，存在交接位置，在该交接位置处，生物组织从第一承载构件交接到第二承载构件。此外，第一/第二承载构件对生物组织的“接纳”动作不言自明地包含了稳定保持以使其不会相对晃动的含义。

有利地，第一承载构件包括可以沿自动传递设备100的纵向作直线往复移动的构件，例如图2中示意所示的承载臂14。可以理解到，尽管该构件被描述为“承载臂”，但除了臂状构件外的其它形式也在本实用新型的保护范围之内，只要该承载臂能起到使保持于第一承载构件的生物组织作直线运动即可。

此外，第一承载构件还可包括带动生物组织(也即载玻片、篮架10)相对于上述承载臂14进行枢转的构件，例如图2中示意所示的旋转臂12。该旋转臂12主要可以在水平面内相对于承载臂14进行旋转。旋转的角度可以是任何角度，但尤其是可以从图2中所示位置顺时针或逆时针转动大约90度，然后再返回旋转到图2中所示位置。

根据本实用新型的自动传递设备100可包括直线驱动电机以及用于将该直线驱动电机的直线移动转化成旋转构件的转动的第一中间机构。此外，该自动传递设备100也可以包括旋转驱动电机以及用于将该旋转驱动电机的转动转化成直线运动构件的直线移动的第二中间机构。换言之，本实用新型可以提供各种运动方式的电机或其它等同的驱动装置，以驱动整个设备的传递动作。

下面，例如参照图2、图3-5来介绍使第一承载构件发生运动的过程。

首先，当生物组织(也即载玻片、篮架10)已经在第一位置(参见图1)处保持于第一承载构件上时，第一电机30、也称为x电机用于驱动第一承载构件的承载臂14进行直线运动。在该步骤中，承载臂14带动生物组织(也即载玻片、篮架10)向图2中的右侧进行水平直线移动。

该第一电机30例如可以是直线驱动电机，但有利地是旋转驱动电机。在后一种情况下，用于将该旋转驱动电机的转动转化成承载臂14的直线移动的第二中间机构例如可以是丝杠螺母28。更具体而言，当丝杠被旋转驱动电机、即图2中所示的x电机驱动时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，然后就可以通过螺母座和螺母连接，从而实现承载臂14的对应的直线运动。当然，也可以设想除了由螺母和丝杠构成的其它第二中间机构，例如齿轮齿条机构、凸轮连杆机构等。

自动传递设备100还包括触发构件17，该触发构件17例如可以实施成图2a中所示的板状元件，该板状元件面向待被触发的锁定构件16。触发构件17也可以是适于与锁定构件16配合协作的其它形式的元件。锁定构件16例如可以是锁定销(也称为防转动销)。优选的是，板状元件相对于该锁定构件16呈一斜角、例如30度、45度、60度，以更平稳地触发该锁定构件16。

该锁定构件16能与图2a中位于其右侧的驱动齿轮18接合以阻止其转动，即产生锁定驱动齿轮18旋转的作用。但当承载臂14带动生物组织(也即载玻片、篮架10)运动到适当位置或预定位置时，触发构件17向下按压该锁定构件16、例如锁定销的轴承，以使其向下移位，从而脱开与驱动齿轮18的接合，从而允许驱动齿轮18的转动。但也可以设想其它用于锁定和解锁该驱动齿轮18的旋转的机构。

该驱动齿轮18可以由旋转驱动电机直接驱动旋转，或者替代地可以由直线驱动电机(如图5中清楚所示，也称第二电机32)来驱动。在后一种情况下，自动传递设备100还可以提供运动转化机构。如图3中所示，直线驱动电机可以带动齿条20作直线移动，而齿条20与驱动齿轮18直接啮合，以使得驱动齿轮18可以进行旋转。但也可以设想其它实现这种直线运动和旋转运动之间的机构。

在一些实施例中，该驱动齿轮18可以直接驱动第一承载构件的旋转臂12进行旋转。可以理解到，旋转臂12围绕一旋转轴进行旋转。但有利的是，可以将该驱动齿轮18与旋转臂12的旋转轴间隔开布置。在此情况下，旋转臂12可以借助同步带22由驱动齿轮18来转动，其中，驱动齿轮18为主动同步轮，而旋转臂12的旋转轴为从动同步轮。

更佳的是，该驱动齿轮18与旋转臂12的旋转轴沿纵向方向看可以并不处于一直线上，这样可以有利于空间布置。在此情况下，自动传递设备100还可以包括多个中间同步轮，而同步带22则围绕经过这些同步轮，如图4中最清楚所示。

在生物介质(载玻片、篮架10)被旋转臂12带动在水平面内旋转后，尤其是顺时针旋转90度之后，篮架10从面向前的方向改变到面向左侧的方向，以准备好与后续构件交接该篮架10，如图6中所示。

如前所述，自动传递设备100除了第一承载构件外还包括第二承载构件，并且利用这两个承载构件完成对生物组织(载玻片、篮架10)的交接传递运动。为此，优选地，第二承载构件可以包括翻转构件、例如如图7中所示的翻转臂24。可以理解到，尽管该构件被描述为“翻转臂”，但除了臂状构件外的其它形式也在本实用新型的保护范围之内，只要该翻转臂24能起到使保持于其上的生物组织作翻转运动即可。

在一些实施例中，翻转臂24可以构造成能在一垂直平面内进行翻转。例如，在生物组织(载玻片、篮架10)由第一承载构件传递(包括直线移动和旋转运动中的至少一者)到交接位置时，翻转臂24可以翻转、例如向上翻转诸如90度，以尽快到达交接位置。但可以理解到，在本实用新型中，翻转臂24可以根据本身所处的空间位置选择适合的方向和角度进行旋转，只要能运动到交接位置附近并且呈能够接纳来自旋转臂12的生物组织(载玻片、篮架10)的姿态即可。在一个实施例中，该翻转臂24由第三电机34、例如是旋转驱动电机来驱动翻转的、诸如可以通过由第三电机带动皮带来进行翻转。

在有利的实施例中，为了使得第一承载构件的旋转臂12尽可能在交接位置与已翻转好的翻转臂24彼此面对进行交接，可以利用第一承载构件的承载臂14再次对旋转臂12进行纵向位置的调整。这种纵向位置的调节包括但不限于是使旋转臂12以及保持于旋转臂12上的生物组织沿纵向向图2中所示的左侧、即返回直线移动一段距离(参照图8)。此时，可以如前所述，利用第一电机30、即旋转驱动电机来再次进行这种直线方向上的移动，区别只是旋转方向可以发生变换。

还可以理解到，根据翻转臂24的位置与旋转臂12的当前运动位置之间的关系，可以合理地选择旋转臂12的运动路线、方向和距离，而不限于以上描述的方式。

当第一承载构件的旋转臂12和第二承载构件的翻转臂24在图9中示意所示的交接位置彼此面对时，自动传递设备100已经做好了将生物组织(载玻片、篮架10)从第一承载构件传递到第二承载构件的准备。

此时，可以利用承载臂14的直线移动而将生物组织(载玻片、篮架10)逐步向左(根据在图9中的方向)推到第二承载构件的翻转臂24上。在完成交接之后，可以再次利用承载臂14的向右直线移动而使第一承载构件与第二承载构件远离彼此。在特别有利的实施例中，在翻转臂24上存在阻止生物组织(载玻片、篮架10)由于第一承载构件的旋转臂12向右退回而导致生物组织重新又回到旋转臂12上的单向机构，以确保交接的顺利完成，而不会影响生物组织的质量(例如，由于剧烈晃动)。

此外，还有利的是，篮架10是挂设在旋转臂12和/或翻转臂24上的，这样使得交接过程更容易进行。例如，旋转臂12和/或翻转臂24上可以设置有突出部，而篮架10上可对应地设置有匹配的凹陷部，因而篮架10可以稳定地套设在/挂设在旋转臂12和/或翻转臂24上。但本领域技术人员也可以设想其它实现二者之间接合/保持的机制。

在完成交接之后，现在由第二承载构件的翻转臂24接纳并且保持该生物组织(载玻片、篮架10)。在一些实施例中，该翻转臂24然后带动该生物组织(载玻片、篮架10)再进行翻转、例如返回(向下)翻转90度到其之前所在位置。当然，翻转臂24可以根据在自动传递设备100中的空间利用情况再翻转到其它适当位置，而不必须回到之前的位置。

优选的是，第二承载构件、尤其是翻转臂24在空间上设置成位于第一承载构件(例如，旋转臂12或承载臂14或二者)的下方，但可以在图中所示的前后方向和/或左右方向上错开。

除了翻转臂24之外，第二承载构件还可以包括直线移动元件26，该直线移动元件26通常可以设置在翻转臂24的下游、例如图10中所示的更右侧。生物组织可以从翻转臂24过渡到该直线移动元件26上，并且借助该直线移动元件26从翻转臂24处直线移位到第二位置，完成整个自动传递过程。

在图10中所示的实施例中，该直线移动元件26可以例如包括导轨或者传送带。在传送带的情况下，生物组织(载玻片、篮架10)可随传送带直线移动到第二位置。在导轨的情况下，生物组织(载玻片、篮架10)可沿着该导轨被其它推动构件推动到第二位置。但本实用新型不限于上述两种方式，而是只要能实现使生物组织(载玻片、篮架10)直线移动到第二位置的任何构件都在保护范围内。

此外，篮架10从翻转臂24过渡到该直线移动元件26上的过程可以通过各种方式来实现，例如，翻转臂24可以触发弹出构件，以将该篮架10弹出/推到下游的直线移动元件26上。

在本实用新型的自动传递设备100中，可以设置有至少一个传感器、尤其是光电传感器，该传感器可以用于感测生物组织(载玻片、篮架10)在自动传递设备100中的当前位置，并且由此将该当前位置信息发送给控制装置，以触发预定动作。控制器应与前述传感器电气连通，并且可以将预先确定的操作程序或者警报清单存储在该控制内。

例如，自动传递设备100可包括第一传感器、尤其是第一光电传感器，其设置成可以感测第一承载构件的承载臂14带动篮架10到达预定位置，从而(借助该信息)控制触发图2a中放大所示的触发构件17，以使得锁定构件16与驱动齿轮18脱开接合。还例如，自动传递设备100可包括第二传感器、尤其是第二光电传感器，其设置可以感测翻转臂24带动篮架10到达预定位置，从而(借助该信息)开始起动直线移动元件26(参照图10)的直线移位。

在一个示例中，整个自动传递设备100可以传递总数超过200k个组织篮架，单个篮架的传递时间大约为26秒的量级。而整个自动传递设备100的宽度仅为250毫米，可以适应于实验室中已有的染色机和盖片机的操作工位，无须人员介入传递，从而大幅提高了工作效率，避免对试验人员的化学伤害、降低改装费用等。

尽管在各附图中参照了用于设置有生物组织的载玻片的篮架的实例来描述了本实用新型的各种实施例，但应当理解到，本实用新型的范围内的实施例可应用至具有相似结构和/或功能的其它应用场合上，例如用于其它生物学、化学等试验或临床研究中。

前面的描述已经给出了许多特征和优点，包括各种替代的实施方式，以及装置和方法的结构和功能的细节。本文的意图是示例性的，并不是穷尽性的或限制性的。

对于本领域的技术人员来说显然可对由所附权利要求所表达的术语的宽泛上位含义所指示的全部范围内做出各种改型，尤其是在结构、材料、元素、部件、形状、尺寸和部件的布置方面，包括这些方面在此处所描述的原理范围内的结合。在这些各种改型未偏离所附权利要求的精神和范围的程度内，意味着它们也包含于此。