Robot de dos ejes para la transferencia de especímenes.

Un sistema con un robot de dos ejes (10) para transferir un recipiente de espécimen (58) de una primera localización de referencia sobre una primera cinta transportadora (12) a una segunda localización de referencia separada de la primera cinta transportadora (12),

comprendiendo el sistema:

a) un recipiente de espécimen (58);

b) un primer portamuestras (18) que es generalmente rectangular y que tiene una línea central longitudinal horizontal;

c) un segundo portamuestras (18) que es generalmente rectangular y que tiene una línea central longitudinal horizontal;

d) un marco (60) para soportar el robot;

e) un poste verticalmente orientado (66) que tiene un eje de rotación vertical, dicho poste montado para la rotación selectiva sobre dicho marco (60);

f) un primer motor (76) montado sobre el marco (60), para girar selectivamente en primera y segunda direcciones sobre el eje de rotación;

g) dicho marco (60) conectado a dicha primera cinta transportadora (12) para mantener la primera cinta transportadora (12) a una distancia predeterminada con respecto al eje de rotación del poste;

h) una cola (26) sobre dicha primera cinta transportadora (12), para retener selectivamente el recipiente de espécimen (58) sobre la primera cinta transportadora (12) en una primera localización de referencia, en el que dicha primera localización de referencia es una primera abertura vertical (28b) en la parte superior del primer portamuestras (18);

i) un par de raíles de guía alargados (32, 34) dispuestos a lo largo de la primera cinta transportadora (12) para guiar el primer portamuestras (18) entremedias;

j) una segunda localización de referencia separada de la primera cinta transportadora (12), para recibir el recipiente de espécimen (58) de la primera localización de referencia, dicho marco (60) conectado a la segunda localización de referencia para mantener la segunda localización de referencia a una distancia predeterminada del eje de rotación del poste, en el que dicha segunda localización de referencia es una primera abertura vertical (28b) en la parte superior del segundo portamuestras (18), el segundo portamuestras (18) llevado sobre una segunda cinta transportadora con un eje central de la abertura localizado a lo largo de la línea central;

k) dicha primera y segunda localizaciones de referencia separadas una distancia igual del eje de rotación del poste;

l) un segundo motor (88) sobre dicho marco (60), conectado al árbol para subir y bajar selectivamente el árbol sobre dicho poste;

m) un brazo (90) montado sobre un extremo superior de dicho árbol y que se extiende radialmente hacia afuera del árbol a un extremo externo (90a) localizado a una distancia para extenderse sobre la primera y segunda localizaciones de referencia;

n) un ensamblaje de agarrador (94) montado sobre el extremo externo (90a) del brazo (90), con un par de mordazas operables (98) que dependen del mismo;

o) dichas mordazas orientadas generalmente verticalmente y paralelas entre sí, y operables entre una posición abierta con ambas mordazas separadas equidistantes hacia afuera de un eje central vertical, y una posición cerrada en interacción de agarre sobre lados opuestos del recipiente de espécimen (58);

p) un módulo de mando y de control (56) con un procesador eléctricamente conectado al primer y segundo motores y la cola (26), para controlar la operación del robot para mover el recipiente de espécimen (58) entre la primera y segunda localizaciones de referencia caracterizado porque el primer motor está conectado al poste para girar selectivamente el poste en primera y segunda direcciones sobre el eje de rotación; en el que el primer y segundo portamuestras incluyen una pluralidad de aberturas (28a, 28b, 28c) formadas en la parte superior, teniendo cada una de las aberturas un eje vertical localizado a lo largo de la línea central de la cinta transportadora, cada abertura formada en la parte superior es operable para retener el recipiente de espécimen (58) y en el que dicha primera cinta transportadora está orientada de forma que la línea central del primer portamuestras sea perpendicular a un radial del eje de rotación del poste cuando el primer portamuestras está alineado con la primera localización de referencia; el robot comprende además un árbol vertical (78) deslizablemente montado sobre dicho poste para el movimiento vertical selectivo; el segundo motor está conectado al árbol para subir y bajar selectivamente el árbol sobre dicho poste; el brazo está montado sobre un extremo superior de dicho árbol y se extiende radialmente hacia afuera del árbol; y dicha primera y segunda localizaciones de referencia localizadas a lo largo de un círculo circunscrito por el eje central vertical de las mordazas del ensamblaje de agarrador a medida que el brazo se gira sobre el eje de rotación del poste.

Robot de dos ejes para la transferencia de especímenes DESCRIPCIÓN

Campo de la invención La presente invención se refiere generalmente a robots cartesianos usados conjuntamente con un sistema clínico de cinta transportadora automatizado, y más particularmente a un robot de dos ejes mejorado para transferir tubos de especímenes de una localización a otra.

Información antecedente Las pruebas de laboratorio clínico han cambiado y mejorado considerablemente en los últimos 80 años. Inicialmente, se realizaban pruebas o ensayos de manera manual y en general se utilizaban grandes cantidades de suero, sangre u otros materiales y/o fluidos corporales. A medida que se iba desarrollando la tecnología mecánica en el lugar de trabajo industrial, se iba introduciendo una tecnología similar en el laboratorio clínico. Con la introducción de la nueva tecnología, también mejoraron las metodologías en un esfuerzo por mejorar la calidad de los resultados producidos por los instrumentos individuales, y por minimizar la cantidad de espécimen físico requerido para realizar una prueba particular.

Se han desarrollado instrumentos para aumentar la eficacia de los procedimientos de prueba reduciendo el tiempo de respuesta y disminuyendo los volúmenes necesarios para realizar diversos ensayos. La ingeniería robótica ha evolucionado hasta tal punto que se han aplicado diversos tipos de robots en el entorno de laboratorio clínico.

El objetivo principal de la automatización de laboratorios de la técnica anterior se basó en la implementación de sistemas de cinta transportadora para conectar zonas de un laboratorio clínico. Los sistemas de cinta transportadora conocidos en el entorno de un laboratorio utilizan segmentos de cinta transportadora separados para mover especímenes de una estación de procesamiento a una estación de trabajo de laboratorio específica. Para lograr un ahorro de costes, un escenario típico requería clasificar los especímenes manualmente y agruparlos en un bastidor portador para su transporte a una localización específica. De este modo, un portador movería un grupo de 5-20 especímenes de la localización de procesamiento a la estación de trabajo específica para realizar una única prueba en cada uno de los especímenes dentro del bastidor portador.

Con el desarrollo de nuevos sistemas de cinta transportadora automáticos y mejorados para laboratorios y otros entornos, es posible seleccionar, hacer un seguimiento y transportar especímenes individuales por todo un laboratorio para una diversidad de pruebas diferentes, mientras se mantiene un sistema de prioridad para determinados tipos de pruebas o peticiones urgentes especiales para una respuesta específica en el tiempo. Estos nuevos sistemas de cinta transportadora automatizados son de diversos tipos y diseño, aunque los inventores en el presente documento han encontrado que un sistema de transporte doble, que usa un par de bandas de cinta transportadora paralelas que circulan por todo el laboratorio, proporciona la mayor flexibilidad y versatilidad. La integración de diversos dispositivos de banda con software que dirige el funcionamiento del sistema de cinta transportadora y las diversas estaciones de prueba automatizadas, ha mejorado tanto la velocidad como la capacidad de los sistemas de transporte automatizados en los últimos años.

Los dispositivos de banda forman la intermediación física entre las muestras de especímenes en los portadores que se dirigen a través del sistema, mientras que la base de datos del sistema de automatización de laboratorio (LAS) proporciona indicaciones al sistema a través de sus características de mando y control. El LAS y los diversos dispositivos de banda funcionan en combinación para dirigir, gestionar y hacer un seguimiento de todos los especímenes a través del sistema.

Con el desarrollo de la robótica para ayudar en el entorno del laboratorio, el robot cartesiano de tres ejes ha sido el dispositivo convencional instalado para cargar y descargar tubos de espécimen en portamuestras. Estos robots de tres ejes identifican las coordenadas X e Y de la localización del tubo de espécimen en un portador y entonces agarran el tubo y suben y bajan el tubo en el portador, a lo largo del eje Z.

Aunque los robos cartesianos son adecuados para realizar esta tarea, en el caso de un portador localizado en una posición predeterminada a lo largo de una banda de cinta transportadora recta, la necesidad del caro robot cartesiano es menos necesaria. Los inventores en el presente documento han encontrado que un simple robot de dos ejes puede realizar una función idéntica, a un coste inicial reducido, y con los menores costes concomitantes de mantenimiento y reparación de un dispositivo menos complicado.

El documento US 3 635 394 desvela un sistema de centrífuga automatizado que tiene una cinta transportadora para tubos de ensayo que van a cargarse en ella en una primera estación de transferencia, los tubos de ensayo se sacan de la cinta transportadora y se colocan en copas de muñón en un portador de muñón. Los medios de programa se acoplan al portador de muñón para girar primero lentamente el portador de muñón a medida que los tubos de ensayo se cargan sobre él, segundo, rápidamente giran el portador de muñón para centrifugar los especímenes en

él y, tercero, giran lentamente los tubos de ensayo de manera que el tubo de ensayo pueda ser descargado. Los tubos de ensayo se sacan entonces del portador de muñón y, segundo, la cinta transportadora lleva los tubos de ensayo lejos del portador de muñón.

El documento US 6 177 050 desvela un dispositivo de posicionamiento de recipientes que incluye un mecanismo de parada para parar un portador que se mueve a lo largo de una cinta transportadora, soportando el portador un recipiente sobre él. Un par de brazos están pivotantemente montados para moverse entre una posición abierta que permite que el recipiente pase a lo largo de la banda de la cinta transportadora y una posición de centrado con extremos delanteros en contacto con el recipiente y que posicionan el recipiente en una localización de centrado. Un extremo delantero del brazo aguas abajo es operable para mover aguas arriba y poner en contacto el recipiente para mover el recipiente aguas arriba a la localización de centrado, donde el segundo brazo se pondrá en contacto con el recipiente para retenerlo en su sitio.

El documento US 6 458 324 desvela una estación de trabajo que tiene un dispositivo de transferencia con un agarrador que es adecuado para agarrar tubos de muestra por una pinza agarradora y para moverlos de un bastidor de tubos a un cubo de tubos de muestra, por ejemplo, para centrifugar. El dispositivo de transferencia tiene un dispositivo receptor que puede ser agarrado en una parte de manipulación superior cilíndrica por el agarrador y sacarse de un recipiente en el que se ha colocado en una posición definida. Tiene una parte intermedia con, sobre su extremo inferior, cuatro ganchos que están dispuestos en los vértices de un rectángulo y pueden enganchar ojos en los cubos de tubos de muestra. Después de uso, el dispositivo receptor se cambia en el recipiente.

El documento US 4 927 545 desvela un aparato para procesar y analizar suero sanguíneo que incluye una banda de entrada para sujetar tubos de ensayo que contienen especímenes de sangre completa y gel separador, una centrífuga, una unidad de detección óptica para recibir tubos de ensayo centrifugados y generar señales de salida indicativas de si el centrifugado fue satisfactorio y, si lo fue, la posición límite entre el gel separador y el suero sanguíneo, y un ordenador conectado para recibir y analizar las señales de salida de la unidad de detección óptica. Un unidad de aguja aspiradora / dispensadora está posicionada encima de la unidad de detección y puede bajar una aguja, bajo el control del ordenador, para pinchar el tapón de un tubo de ensayo y luego extraer suero sanguíneo. El aparato también incluye una estación de alimentador de copas para guardar y dispensar copas vacías para recibir y contener suero sanguíneo dispensado de la aguja, un bastidor de salida para contener copas que contienen muestras de suero sanguíneo, junto con los tubos de ensayo correspondientes, un lector de códigos de barras para identificar tubos de ensayo y una estación de deposición para recibir tubos de ensayo que el ordenador ha determinado que son defectuosos. Un brazo robótico mueve el tubo de estación a estación bajo el control del ordenador.

El documento US 3 635 394 desvela un sistema de centrífuga automatizado que tiene una cinta transportadora para tubos de ensayo que van a cargarse en ella en una primera estación de transferencia, los tubos de ensayo se sacan... [Seguir leyendo]

1. Un sistema con un robot de dos ejes (10) para transferir un recipiente de espécimen (58) de una primera localización de referencia sobre una primera cinta transportadora (12) a una segunda localización de referencia separada de la primera cinta transportadora (12) , comprendiendo el sistema:

a) un recipiente de espécimen (58) ; b) un primer portamuestras (18) que es generalmente rectangular y que tiene una línea central longitudinal horizontal; c) un segundo portamuestras (18) que es generalmente rectangular y que tiene una línea central longitudinal horizontal; d) un marco (60) para soportar el robot; e) un poste verticalmente orientado (66) que tiene un eje de rotación vertical, dicho poste montado para la rotación selectiva sobre dicho marco (60) ; f) un primer motor (76) montado sobre el marco (60) , para girar selectivamente en primera y segunda direcciones sobre el eje de rotación; g) dicho marco (60) conectado a dicha primera cinta transportadora (12) para mantener la primera cinta transportadora (12) a una distancia predeterminada con respecto al eje de rotación del poste; h) una cola (26) sobre dicha primera cinta transportadora (12) , para retener selectivamente el recipiente de espécimen (58) sobre la primera cinta transportadora (12) en una primera localización de referencia, en el que dicha primera localización de referencia es una primera abertura vertical (28b) en la parte superior del primer portamuestras (18) ; i) un par de raíles de guía alargados (32, 34) dispuestos a lo largo de la primera cinta transportadora (12) para guiar el primer portamuestras (18) entremedias; j) una segunda localización de referencia separada de la primera cinta transportadora (12) , para recibir el recipiente de espécimen (58) de la primera localización de referencia, dicho marco (60) conectado a la segunda localización de referencia para mantener la segunda localización de referencia a una distancia predeterminada del eje de rotación del poste, en el que dicha segunda localización de referencia es una primera abertura vertical (28b) en la parte superior del segundo portamuestras (18) , el segundo portamuestras (18) llevado sobre una segunda cinta transportadora con un eje central de la abertura localizado a lo largo de la línea central; k) dicha primera y segunda localizaciones de referencia separadas una distancia igual del eje de rotación del poste; l) un segundo motor (88) sobre dicho marco (60) , conectado al árbol para subir y bajar selectivamente el árbol sobre dicho poste; m) un brazo (90) montado sobre un extremo superior de dicho árbol y que se extiende radialmente hacia afuera del árbol a un extremo externo (90a) localizado a una distancia para extenderse sobre la primera y segunda localizaciones de referencia; n) un ensamblaje de agarrador (94) montado sobre el extremo externo (90a) del brazo (90) , con un par de mordazas operables (98) que dependen del mismo; o) dichas mordazas orientadas generalmente verticalmente y paralelas entre sí, y operables entre una posición abierta con ambas mordazas separadas equidistantes hacia afuera de un eje central vertical, y una posición cerrada en interacción de agarre sobre lados opuestos del recipiente de espécimen (58) ; p) un módulo de mando y de control (56) con un procesador eléctricamente conectado al primer y segundo motores y la cola (26) , para controlar la operación del robot para mover el recipiente de espécimen (58) entre la primera y segunda localizaciones de referencia caracterizado porque el primer motor está conectado al poste para girar selectivamente el poste en primera y segunda direcciones sobre el eje de rotación; en el que el primer y segundo portamuestras incluyen una pluralidad de aberturas (28a, 28b, 28c) formadas en la parte superior, teniendo cada una de las aberturas un eje vertical localizado a lo largo de la línea central de la cinta transportadora, cada abertura formada en la parte superior es operable para retener el recipiente de espécimen (58) y en el que dicha primera cinta transportadora está orientada de forma que la línea central del primer portamuestras sea perpendicular a un radial del eje de rotación del poste cuando el primer portamuestras está alineado con la primera localización de referencia; el robot comprende además un árbol vertical (78) deslizablemente montado sobre dicho poste para el movimiento vertical selectivo; el segundo motor está conectado al árbol para subir y bajar selectivamente el árbol sobre dicho poste; el brazo está montado sobre un extremo superior de dicho árbol y se extiende radialmente hacia afuera del árbol; y dicha primera y segunda localizaciones de referencia localizadas a lo largo de un círculo circunscrito por el eje central vertical de las mordazas del ensamblaje de agarrador a medida que el brazo se gira sobre el eje de rotación del poste.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicho recipiente de espécimen es un tubo de espécimen generalmente cilíndrico.

3. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha pluralidad de aberturas (28) en el primer y segundo portamuestras (18) incluyen una abertura más delantera y una abertura más trasera, dichos ejes verticales de la abertura más delantera y más trasera separados equidistantes y a una distancia predeterminada del eje vertical de la primera abertura.

4. El sistema de la reivindicación 3, en el que dicha primera y segunda localizaciones de referencia están separadas una distancia del eje de rotación del poste de forma que los ejes verticales de las aberturas más delantera y más traseras no son superiores a 0, 18 mm (0, 007 pulgadas) del círculo circunscrito por el eje vertical central de las mordazas del agarrador (98) a medida que gira alrededor del eje de rotación del poste.

5. El sistema de la reivindicación 4, en el que dicha segunda cinta transportadora está orientada de forma que la línea central del segundo portamuestras (18) sobre el mismo sea perpendicular a un radial del eje de rotación del poste.

6. El sistema de la reivindicación 5, en el que el segundo portamuestras (18) sobre la segunda cinta transportadora

(14) incluye una pluralidad de aberturas (28) formadas en la parte superior, teniendo cada una de las aberturas (28) un eje vertical localizado a lo largo de la línea central del cinta transportadora, y en el que dicha primera abertura está generalmente centrada entre la pluralidad de aberturas (28) .

7. El sistema de la reivindicación 6, en el que dicha cola (26) incluye un árbol retraíble (46, 48) operable entre una posición extendida que se proyecta a través de la primera cinta transportadora (12) para detener el primer portamuestras (18) sobre el mismo, y una posición retraída clara de la primera cinta transportadora (12) para así permitir el movimiento del primer portamuestras sobre la primera cinta transportadora (12) .

8. El sistema de la reivindicación 7, en el que dicha cola (44) incluye un motor para extender y retraer selectivamente el árbol retraíble (46, 48) , dicho motor eléctricamente conectado al procesador de mando y de control y sensible a instrucción del mismo para extender y retraer el árbol retraíble (46, 48) .

9. El sistema de la reivindicación 8, en el que dicha cola (44) incluye adicionalmente un sensor (50, 52) adyacente al árbol retraíble (46, 48) para detectar la presencia del segundo portamuestras (18) en dicho árbol retraíble (46, 48) , dicho sensor (50, 52) electrónicamente conectado al procesador del módulo de mando para transmitir la información de detección al mismo.

10. El sistema de la reivindicación 9, en el que dicha cola (44) incluye adicionalmente un escáner (54) en dicha carcasa orientada para escanear el segundo portamuestras (18) limitado por el árbol retraíble (46, 48) , para recoger datos de identificación del mismo, dicho escáner (54) eléctricamente conectado al módulo de mando y adaptado para transmitir datos de identificación al módulo de mando.

11. El sistema de la reivindicación 10, en el que dicha segunda localización de referencia incluye adicionalmente un escáner (42) orientado para escanear el segundo portamuestras (18) en la segunda localización de referencia, para recoger datos de identificación del mismo, dicho escáner (42) eléctricamente conectado al procesador del módulo de mando y adaptado para transmitir datos de identificación al módulo de mando.