CN109219654B - 用于使培养皿居中的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于使培养皿(2)居中的装置(3)，该培养皿(2)包括具有侧表面(10)的底部容器(9)和具有盖子直径(12)的盖子(11)，该装置(3)包括具有升降机轴线(14)和升降机驱动器(15)的升降机(13)，其中输送机(6)包括同心地沿着升降机轴线(14)向下逐渐变小的截头圆锥形通孔(17)，并且其中升降机驱动器(15)被构造成使基本上平坦的板(20)从中性位置向下移动到第一位置，一旦培养皿(2)以其重量停留在通孔(17)的内表面(21)上就到达第一位置，其中升降机驱动器(15)被构造成在板(20)从中性位置移动到第一位置的期间使板(20)旋转。

Description

用于使培养皿居中的装置

技术领域

本发明涉及一种用于使培养皿居中的装置，该培养皿由具有侧表面的底部容器和具有盖子直径的盖子组成，该装置包括具有升降机轴线和升降机驱动器的升降机，通过该升降机驱动器，升降机沿着升降机轴线可移动，该装置还包括输送机，该输送机保持与升降机轴线基本成直角的输送机平面上的培养皿。

本发明还涉及一种用于培养皿的居中和操作的方法，该方法利用包括升降机和输送机的装置，升降机能够通过升降机驱动器沿着升降机轴线移动，输送机保持输送机平面上的培养皿并且包括同心地沿着升降机轴线向下逐渐变小的截头圆锥形通孔。

背景技术

培养皿是带有重叠盖子的扁平的、圆形的和透明的容器，用于生物学、医学或化学中的微生物的培养和细胞培养物。施加在容器底部上的薄薄的凝胶生长培养基层为微生物提供水和营养。通常，培养皿在盖子在下和容器向上的情况下被储存和操作，以便改善盖子和容器之间的封闭并在盖子中积聚多余的水。在细胞培养的培育期或分析期间，需要经常对它们进行视觉检查。因此，很需要过程自动化，特别是关于培养皿的操作和视觉检查。

EP 2 482 079 A2公开了一种用于培养皿的操作***，包括用于将培养皿移动到转移站的操作装置，以及用于从转移站接收培养皿的容器并将容器移动到视觉检查单元中的夹持器。

这种已知的操作***的缺点在于它非常复杂并且需要大量的空间和投资。此外，培养皿的相关操作和移动非常复杂，因此不安全且缓慢。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的***，该***节省空间和投资并且允许以非常快速、简单和安全的方式操作和移动培养皿。

该目的通过一种输送机实现，该输送机包括同心地沿着升降机轴线、从第一开口到第二开口、向下逐渐变小的截头圆锥形通孔，该第一开口位于输送机平面中并且大于培养皿的盖子直径，该第二开口小于培养皿的盖子直径，并且该目的通过升降机驱动器实现，该升降机驱动器被构造成将构造为接收培养皿的、基本平坦的板从位于输送机平面中的中性位置向下移动到第一位置，一旦培养皿以其重量停留在通孔的内表面上，就到达第一位置，其中升降机驱动器被构造成使板围绕升降机轴线旋转，以便在板从中性位置移动到第一位置的期间旋转板。

本发明的另一个目的是提供一种允许以非常快速、简单和安全的方式操作和移动培养皿的方法。

该目标通过包括以下步骤的方法实现：

将输送机平面上的培养皿沿输送机方向移动到升降机的板上，其中板处于中性位置；

旋转板并且同时使板沿着升降机轴线向下移动穿过通孔，直到板处于第一位置，其中，一旦培养皿以其重量停留在通孔的内表面上就到达第一位置；

使板从第一位置、经由中性位置沿着升降机轴线向上移动穿过通孔，直到板处于第二位置，其中，一旦底部容器的侧表面位于夹持器的夹持器平面中就到达第二位置；

用夹持器从板上取下培养皿的底部容器。

根据本发明的装置包括以下优点：有利地呈圆形的且基本上任何尺寸的培养皿都能够以非常快速、安全和简单的方式居中。因此，升降机的升降机驱动器有利地被构造成使板旋转并同时使板从中性位置沿着升降机轴线移动穿过截头圆锥形通孔。因此，偏心地放置在板上的培养皿通过截头圆锥形通孔的内表面自动地居中，同时以旋转方式向下移动。一旦培养皿以其重量停留在截头圆锥形通孔的内表面上，培养皿就根据升降机轴线完美地居中，而升降机的板处于其第一位置。

在一个有利的实施例中，升降机驱动器被构造成将板从第一位置向上移动穿过截头圆锥形通孔并经由中性位置移动到第二位置，一旦底部容器的侧表面位于夹持器平面中就到达第二位置。因此，培养皿的整个运动——从其放入到升降机的板上到其可能例如通过夹持器被接收——是沿着升降机轴线完成的，这有利地防止培养皿再次离开中心，并且允许加快整体的操作过程。此外，因为培养皿停留在升降机的基本平坦的板上，所以夹持器可以非常容易地在夹持器平面内接收培养皿而无需额外地沿着或平行于升降机轴线移动，这又允许加速整体的操作过程。

在进一步有利的实施例中，升降机驱动器被构造成将板从第二位置向下移动到输送机平面中的中性位置。因此，例如在视觉地分析培养皿并将其放回到升降机的板上之后，可以非常快速、安全和简单地移动或处理培养皿。因此，给出的优点是，除了沿着升降机轴线和在夹持器平面中的移动之外，培养皿移进装置中到升降机的板上并且从板上离开移出装置的完整运动可以在输送机平面上完成。这减少了培养皿的可能的倾斜和旋转，并且允许加快伴随的操作过程。

有利地，输送机包括输送机驱动器，该输送机驱动器被构造成将输送机平面上的培养皿沿输送机方向输送到升降机的板上。因此，培养皿到升降机板上的移动可以被自动化。另外，例如已经视觉地检查过的培养皿可以通过借助于输送机驱动器移动到板上的新培养皿而被自动地推离升降机的板，其中板处于其中性位置。

有利地，根据本发明的装置包括第一传感器，其被构造成检测升降机的板上的培养皿。这具有的优点是，该装置自动检测由升降机的板接收的培养皿，以便例如自动地开始培养皿的居中。

有利地，根据本发明的装置是用于操作和使培养皿居中的***的一部分。该***包括具有至少两个夹持器臂的夹持器，夹持器臂在夹持器平面中能够朝向彼此移动。夹持器被构造成通过由夹持器臂将侧向力施加到底部容器的侧表面上而在板的第二位置从板接收培养皿的底部容器。因此，根据上述段落，可以快速和简单地完成往返于视觉检查***或***的另一部分的整个操作过程。

在本发明的有利实施例中，每个夹持器臂包括至少一个，特别是两个夹持器尖端，以便将侧向力施加到底部容器的侧表面上。有利地，每个夹持器尖端的形状采用隐形设计。因此，由于减少了不想要的来自夹持器尖端的反射和背向反射，视觉检查的质量显着提高。

在进一步有利的实施例中，根据本发明的***包括推动手段，该推动手段被构造成沿着输送机方向将输送机上的培养皿移动到升降机的板上，其中板处于其中性位置。这具有的优点是，培养皿移进装置中到升降机的板上的运动可以通过推动手段进行，其中输送机可以例如是常规的工作台。另外，已经视觉地检查过的培养皿可以通过借助于推动手段移动到升降机板上的新培养皿而被自动地推离升降机的板，其中板处于其中性位置。

有利地，该***包括在输送机处的第二传感器，其中第二传感器被构造成在装置的方向上检测由输送机驱动器或由推动手段沿着输送机方向推动的培养皿。

附图说明

基于以下描述和附图，将解释本发明的这些和进一步有利的实施例。本领域技术人员将理解，可以组合各种实施例。

图1以立体图示出了根据本发明第一实施例的***。

图2A以立体图示出了常规的培养皿。

图2B以立体图示出了根据本发明第一实施例的***的一部分。

图3A以立体图示出了根据本发明第一实施例的装置。

图3B以立体图示出了图3A的装置。

图4A以立体图示出了图2B的***的一部分。

图4B以立体图示出了图2B的***的一部分。

具体实施方式

图1示出了根据本发明第一实施例的用于操作培养皿2和使其居中的***1。***1是用于培养皿2的全自动操作、视觉研究和后续分拣的更全面的设备的一部分。

***1包括用于使培养皿2居中的装置3、图1中未示出的夹持器4，以及用于沿着输送机方向8在输送机6的输送机平面7上移动培养皿2的推动手段5。***1还包括在输送机6处的第二传感器16，该第二传感器16被构造成检测借助于推动手段5沿着输送机方向8移动的培养皿2。有利地，***1以如下方式安装：输送机平面7基本上是水平的。

如图2A所示，每个培养皿2由底部容器9和盖子11组成，底部容器9具有侧表面10，盖子11具有盖子直径12和外周表面22。盖子11的外周表面22与底部容器9的侧表面10重叠。培养皿2在盖子11在下且底部容器9向上的情况下在整个***1中***作。当然，***1也可以在底部容器9在下且盖子11向上的情况下操作培养皿2。

培养皿2有利地为圆柱形，包括圆柱形底部容器9和圆柱形盖子11。

图2B示出了***1的一部分，该部分包括根据本发明第一实施例的装置3。***1的这个部分和装置3也在图3A至4B中示出。装置3包括具有升降机轴线14和升降机驱动器15的升降机13，升降机轴线14基本上与输送机平面7成直角。升降机驱动器15被构造成使升降机13沿着升降机轴线14移动。装置3还包括输送机6，该输送机6将培养皿2保持在输送机平面7上，该输送机平面7基本上与升降机轴线14成直角。在当前的第一实施例中，输送机可以看作是常规的板，培养皿2在该板上借助推动手段5沿着输送机方向8移动。替代地，输送机6可以是包括输送机驱动器的输送带，该输送机驱动器被构造成沿着输送机方向8在输送机平面7上输送培养皿2。本领域技术人员将意识到可以使用输送机6的其他配置的事实。

同心地沿着升降机轴线14，输送机6包括向下逐渐变小的截头圆锥形通孔17，其在图2B中详细示出。有利地，围绕升降机轴线14的通孔17的圆周形状是圆形的。通孔17从第一开口18贯穿输送机6到第二开口19向下逐渐变小，第一开口18位于输送机平面7中并且大于培养皿2的盖子直径12，第二开口19小于培养皿2的盖子直径12。因此，根据本发明的通孔17以及由此根据本发明的装置3可以与任何尺寸和形状的任何培养皿2一起使用，只要培养皿2的盖子直径12小于第一开口18且大于第二开口19。

替代地，例如，如果输送机6的厚度不足以将整个通孔17纳入在其厚度内，则通孔17可以由在输送机平面7中安装在输送机7处或安装到输送机7上的环或类似元件构成。有利地，这种环或类似元件可以是可更换的，以便包括具有不同尺寸或形状的第一开口和第二开口。因此，根据本发明的通孔17以及因此根据本发明的装置3可以与任何尺寸和形状的任何培养皿一起使用。

装置3还包括第一传感器26，第一传感器26构造成一旦培养皿2被移动或推动到处于其中性位置的、基本平坦的板20上就检测培养皿2，如图3A所示。因此，装置3可以自动检测由板20接收的培养皿2，以便例如自动开始使培养皿2居中。

在这种情况下，“基本平坦”意味着培养皿2可以例如借助推动手段5被移动或推动到板20上，而没有来自板20的任何明显的阻力，其中板20需要在位于输送机平面7中的中性位置。

有利地，板20的形状遵循通孔17的形状，通孔17可以是圆形的，而板20的直径有利地但不是必须的小于通孔17的第二开口19。

升降机驱动器15被构造成使板20围绕升降机轴线14旋转，并且同时使板20从中性位置沿着升降机轴线14向下移动到第一位置。由于板20可以非常快速地进行旋转并且同时进行向下运动，因此培养皿2能够以非常快速、简单和安全的方式被居中。因此，在板20的旋转和同时向下运动的期间，盖子11的外周表面22以其相对于升降机轴线14而言周边最外的点接触通孔17的内表面21。因此，培养皿2在板20在通孔17内旋转且同时向下运动的期间根据升降机轴线14居中。一旦培养皿2以其重量停留在通孔17的内表面21上，板20就到达第一位置，并且升降机驱动器15停止板20的旋转和向下运动。这种情况如图3B所示。

在下一步骤或另一步骤中，如图4A所示，升降机驱动器15被构造成使板20从第一位置且经由中性位置向上移动穿过通孔17进入第二位置。一旦底部容器9的侧表面10位于夹持器平面23中，就到达板20的第二位置。

在本发明的当前第一实施例中，夹持器4可移动地布置在夹持器平面23中，例如通过图中未示出的夹持器驱动器。夹持器4可以包括两个夹持器臂24，它们能够在夹持器平面23中朝向彼此移动。夹持器臂24可以各自包括两个夹持器尖端25。夹持器4构造成在板20的第二位置从板20接收培养皿2的底部容器9。由此，夹持器驱动器使夹持器臂24朝向彼此移动，并且利用夹持器尖端25将侧向力施加到底部容器9的侧表面10上。这种情况在图4B中示出，其中承载盖子11的板20处于其中性位置。本领域技术人员将意识到可以使用夹持器臂24或夹持器尖端25的其他构造的事实。

有利地，每个夹持器尖端25的形状采用隐形设计。“隐形设计”意味着夹持器尖端25被设计成与视觉分析工具一起起作用。夹持器尖端25的特殊表面形状使光偏离视觉分析工具的相机，使得在相机图像中不存在不想要的反射。夹持器尖端25的“特殊表面形状”描述了具有多个平坦的小平面的表面，类似于隐形平面的外壳设计。此外，这些小平面涂有黑色和高吸收性材料或者薄膜，以减少背向反射。

例如，作为下一个步骤或在另一个步骤中，培养皿2可以通过夹持器驱动器移动到视觉分析工具(例如自动显微镜)中以进行视觉分析。

由此，夹持器4可以来回移动，有利地仅在夹持器平面23内来回移动，例如移出或者移进图3A至4B的相应图像平面。替代地，夹持器4可以在夹持器平面23内旋转以移动培养皿2。当然，夹持器还可以沿着升降机轴线14或者沿着平行于升降机轴线14的方向向上或向下移动培养皿2。然而，就培养皿2的快速和安全操作而言，对于本领域技术人员来说显而易见的是，尽可能少的方向变化和尽可能短的操作距离是有利的。在这种情况下，根据本发明的***1有利地使得能够仅在输送机平面7内沿着输送机方向8、沿着升降机轴线14以及在夹持器平面23内操作培养皿2和使其居中。

作为下一个步骤或在另一个步骤中，升降机驱动器15构造成将板20从其第二位置向下移动到其中性位置。

作为下一个步骤或在另一个步骤中，可以进一步移动或处理培养皿2。替代地，升降机驱动器15可以将板20从其第二位置向下移动到其中性位置，同时通过视觉分析工具视觉地分析培养皿2。因此，为了加快处理，在视觉地分析第一培养皿2的同时，第二培养皿2可以同时移动到板20上并且被居中。

总之，根据本发明的用于大量培养皿2的快速自动居中和操作过程的方法可以通过处理以下步骤来完成：

推动手段5沿着输送机方向8在输送机平面7上移动培养皿2。

第二传感器16检测当前移动的培养皿2并且初始化升降机驱动器15以将板20移动到其中性位置。

推动手段5将培养皿2移动到升降机13的板20上。

第一传感器26检测由板20接收的培养皿2并且初始化升降机驱动器15以开始居中过程。

升降机驱动器15使板20旋转并且同时使板20沿升降机轴线14向下移动穿过通孔17，直到板20处于第一位置，一旦培养皿2以其重量停留在通孔17的内表面21上就达到第一位置。培养皿2现在根据升降机轴线14居中。

升降机驱动器15使板20从第一位置且经由中性位置向上沿着升降机轴线14穿过通孔17，直到板20处于第二位置，一旦底部容器9的侧表面10位于夹持器4的夹持器平面23中就到达第二位置。

夹持器4通过夹持器臂24从板20接收培养皿2的底部容器9，同时盖子11保持在板20上。

夹持器4使培养皿2的底部容器9在夹持器平面23中移动，例如向前移出图4B的图像平面，进入视觉分析工具。

完成第一培养皿2的视觉分析，并且夹持器4将培养皿2的底部容器9移回到板20上的盖子11上。

***1初始化推动手段5，以沿着输送机方向8在输送机平面7上移动另一个培养皿2。

第二传感器16检测当前移动的第二培养皿2，并且初始化升降机驱动器15以将板20移动到其中性位置。

推动手段5使第二培养皿2移动到升降机13的板20上，其中第一培养皿2被第二培养皿2从板20推出。

第一传感器26检测正由板20接收的第二培养皿2，并且初始化升降机驱动器15以开始居中过程。

居中和操作过程相应地继续。

可以采用根据本发明进一步实施例的***或装置来在其他分析工具或设备内，或者往返于其他分析工具/设备之间操作和/或使培养皿2居中，其他分析工具/设备例如是化学成分分析工具、孵化***、烤箱、存储***、分拣***、称重工具、辐射设备(诸如X射线、IR或UV)、用于标记培养皿2的标记设备或者类似***。

可以采用根据本发明进一步实施例的***或装置来操作矩形或方形形状的培养皿，包括矩形或方形底部容器和矩形或方形盖子。在这种情况下，盖子直径是矩形或方形盖子的对角线。另外，培养皿可以是任何随意的形状，包括有利地具有与盖子基本相同的形状的底部容器。

可以采用根据本发明进一步实施例的***或装置来操作和居中各种类似的扁平和透明或不透明的、带有盖子的容器或盒子，例如实验室器皿或者容纳化学或生物材料或电子装置的盒子/容器。

Claims (13)

1.一种用于使培养皿（2）居中的装置（3），所述培养皿（2）由具有侧表面（10）的底部容器（9）和具有盖子直径（12）的盖子（11）组成，所述装置包括具有升降机轴线（14）和升降机驱动器（15）的升降机（13），通过所述升降机驱动器，所述升降机（13）沿着升降机轴线（14）可移动，所述装置还包括输送机（6），所述输送机保持在输送机平面（7）上的所述培养皿（2），所述输送机平面基本上与所述升降机轴线（14）成直角，其特征在于，

所述输送机（6）包括同心地沿着所述升降机轴线（14）、从第一开口（18）到第二开口（19）、向下逐渐变小的截头圆锥形通孔（17），所述第一开口（18）位于所述输送机平面（7）中并且大于所述培养皿（2）的盖子直径（12），所述第二开口（19）小于所述培养皿（2）的盖子直径（12），并且所述升降机驱动器（15）被构造成将构造为接收所述培养皿（2）的、基本上平坦的板（20）从位于所述输送机平面（7）中的中性位置向下移动到第一位置，一旦所述培养皿（2）以其重量停留在所述通孔（17）的内表面（21）上就到达所述第一位置，其中所述升降机驱动器（15）被构造成使所述板（20）围绕所述升降机轴线（14）旋转，以便在所述板（20）从所述中性位置移动到所述第一位置的期间使所述板（20）旋转。

2.根据权利要求1所述的装置（3），其中，所述升降机驱动器（15）被构造成使所述板（20）从所述第一位置向上穿过所述通孔（17）并且经由所述中性位置移动到第二位置，一旦所述底部容器（9）的侧表面（10）位于夹持器平面（23）中就到达所述第二位置。

3.根据权利要求2所述的装置（3），其中，所述升降机驱动器（15）被构造成将所述板（20）从所述第二位置向下移动到所述中性位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置（3），其中，所述输送机（6）包括输送机驱动器，其被构造成将所述输送机平面（7）上的所述培养皿（2）沿着输送机方向（8）输送到所述板（20）上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置（3），包括第一传感器（26），其被构造成检测所述板（20）上的所述培养皿（2）。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的装置（3），其中，所述输送机（6）包括环，所述环安装在所述输送机平面（7）中并包括所述通孔（17），其中所述环设计成可更换的。

7.一种用于通过根据权利要求2至6中任一项所述的装置（3）来操作和使培养皿（2）居中的***（1），包括具有至少两个夹持器臂（24）的夹持器（4），所述夹持器臂能够在夹持器平面（23）中朝向彼此移动，其中，所述夹持器（4）被构造成通过由所述夹持器臂（24）将侧向力施加到所述培养皿（2）的底部容器（9）的侧表面（10）上而在所述板（20）的第二位置从所述板（20）接收所述底部容器（9）。

8.根据权利要求7所述的***（1），其中，每个所述夹持器臂（24）包括至少一个夹持器尖端（25），以便将所述侧向力施加到所述底部容器（9）的侧表面（10）上。

9.根据权利要求8所述的***（1），其中，每个所述夹持器尖端（25）采用隐形设计形式，以便减少来自所述夹持器尖端（25）的不想要的反射和背向反射。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的***（1），包括推动手段（5），其被构造成沿着所述输送机方向（8）将所述输送机（6）上的所述培养皿（2）移动到所述升降机（13）的所述板（20）上，其中所述板（20）处于其中性位置。

11.根据权利要求10所述的***（1），包括在所述输送机（6）处的第二传感器（16），其中，所述第二传感器（16）被构造成在所述装置（3）的方向上检测正由所述推动手段（5）沿着所述输送机方向（8）移动的所述培养皿（2）。

12.一种用于使用装置（3）居中和操作培养皿（2）的方法，所述装置包括通过升降机驱动器（15）沿着升降机轴线（14）可移动的升降机（13）以及输送机（6），所述输送机保持在输送机平面（7）上的所述培养皿（2）并且包括同心地沿着所述升降机轴线（14）向下逐渐变小的截头圆锥形通孔（17），其特征在于，处理以下步骤：

将所述输送机平面（7）上的所述培养皿（2）沿着输送机方向（8）移动到所述升降机（13）的板（20）上，其中所述板（20）处于中性位置；

使所述板（20）旋转并且同时使所述板（20）沿着所述升降机轴线（14）向下移动穿过所述通孔（17），直到所述板（20）处于第一位置，一旦所述培养皿（2）以其重量停留在所述通孔（17）的内表面（21）上就到达所述第一位置；

将所述板（20）从所述第一位置且经由所述中性位置向上沿着所述升降机轴线（14）移动穿过所述通孔（17），直到所述板（20）处于第二位置，一旦所述培养皿（2）的底部容器（9）的侧表面（10）位于夹持器（4）的夹持器平面（23）中就到达所述第二位置；

通过所述夹持器（4）从所述板（20）接收所述底部容器（9）。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，在第一传感器（26）检测正由所述升降机（13）的所述板（20）接收的培养皿（2）之前，第二传感器（16）检测正在所述输送机平面（7）上沿着所述输送机方向（8）移动的培养皿（2）。

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