WO2021002080A1 - 搬送装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention is, for example, a sample analyzer that analyzes biological samples (hereinafter referred to as "samples”) such as blood, plasma, serum, urine, and other body fluids, and a sample that performs pretreatment necessary for this analysis.
- samples biological samples
- the present invention relates to a transport device used for a sample analysis system such as a pretreatment device.
- samples such as blood, plasma, serum, urine, and other body fluids.
- This sample analysis system connects devices with multiple functions and automatically executes the processing of each process.
- an analysis unit that executes multiple analyzes such as biochemistry and immunity
- a pretreatment unit that executes multiple pretreatments required for this analysis, etc.
- an analysis unit that executes multiple analyzes such as biochemistry and immunity
- pretreatment process that executes multiple pretreatments required for this analysis, etc.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-166890
- Patent Document 1 describes a laboratory sample delivery system that is extremely flexible and has high transport performance.
- some laboratory sample delivery systems each equipped with at least one magnetically active device, preferably at least one permanent magnet, are adapted to carry a sample container containing the sample.
- Container carrier, transport device, control device, and a transport plane adapted for the transport device to carry a plurality of container carriers, and some electromagnetics statically arranged below the transport plane.
- the actuator, and the electromagnetic actuator is adapted to move the container carrier located above the transport plane by applying magnetic force to the container carrier so that the control device drives the electromagnetic actuator. It has been described that three or more container carriers have been adapted to control their movement so that they can move simultaneously and independently of each other (see summary).
- Patent Document 1 by comparing the scheduled position with the detected position, it is possible to detect, for example, a gradual decrease in the transport speed caused by dirt on the transport plane that causes an increase in frictional force. If a gradual decrease in transport speed is detected, the control device may increase the magnetic force generated by the electromagnetic actuator and / or display an error message if the transport speed is below a given threshold. It is described (see 0021).
- Patent Document 1 describes that by comparing the scheduled position of the container carrier with the detected position, a decrease in the transfer speed caused by dirt on the transfer plane is detected.
- the thrust of the container carrier (container) is increased due to a change in the mass of the container carrier (container) depending on the type and amount (including presence / absence) of the sample, or a decrease in the magnetic force of the permanent magnet. It is not described that the transport speed of the container carrier (container) changes due to a decrease in the state of the container carrier (container), that is, the transport performance changes.
- the present invention provides a transport device that detects an abnormality in the transport device due to a change in the surface state of the transport plane of the transport device and maintains high transport performance.
- the transport device of the present invention has a transport plane for transporting a transport container provided with a magnetic material above the transport plane, a position detection unit for detecting the position of the transport container on the transport plane, and a transport plane. It has a magnetic pole arranged below and having a core and a coil, a drive unit that applies a voltage to the magnetic pole, and a calculation unit that controls the drive unit.
- the calculation unit is positioned on a transfer plane of a transfer container. It is characterized in that the transport speed of the transport container is calculated based on the time when the container passes the position and the surface state of the transport plane is detected based on the calculated transport speed of the transport container.
- the present invention it is possible to provide a transport device that detects an abnormality in the transport device due to a change in the surface state of the transport plane of the transport device and maintains high transport performance.
- FIG. 5 is an explanatory diagram schematically illustrating the relationship between the position Xi of the magnetic pole and the transport speed vi of the transport container when the transport container is transported by a constant current in the transport device 1 described in the first embodiment.
- FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the current value for each position of the magnetic pole in the transport device 1 described in the third embodiment in chronological order.
- FIG. 5 is an explanatory diagram schematically illustrating the relationship between the position Xi of the magnetic pole and the transport speed vi of the transport container when the transport container is transported by a constant current in the transport device 1 described in the fourth embodiment.
- FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of the transport device 1 described in the first embodiment.
- the transport device 1 described in the first embodiment includes a transport plane (not shown) for transporting a transport container (not shown) provided with a permanent magnet (magnetic material) 10 and a transport container provided with the permanent magnet 10 (not shown).
- a magnetic pole 25 having a position detecting unit 30 for detecting a position on the transport plane, a core 22 which is a magnetic material, and a coil 21 which is a winding wound around the core 22 which is arranged below the transport plane. It has a drive unit (drive device that drives the transport container) 50 that applies a voltage to the coil 21 of the magnetic pole 25, and a calculation unit (control device that controls the drive device) 40 that controls the drive unit 50.
- the magnetic pole 25 and the permanent magnet 10 are arranged so as to face each other via the transport plane.
- the permanent magnet 10 moves relatively above the magnetic pole 25. That is, the permanent magnet 10 moves above the magnetic pole 25 via the transport plane.
- a transport plane is arranged between the magnetic pole 25 and the permanent magnet 10, and the permanent magnet 10 slides on the transport plane.
- the permanent magnet 10 is arranged in the transport container.
- a permanent magnet 10 such as neodymium or ferrite is used.
- the permanent magnet 10 will be used in the first embodiment, other magnets or soft magnetic materials may be used instead of the permanent magnet 10. Further, instead of the permanent magnet 10, the permanent magnet 10 and the soft magnetic material may be used in combination.
- the "magnetic material” means a permanent magnet 10, another magnet or a soft magnetic material, or a combination of the permanent magnet 10 and the soft magnetic material.
- the permanent magnet 10 will be used as a representative.
- a permanent magnet 10 is arranged in a transport container such as a container carrier.
- the transport container is a sample holder (not shown) or a sample rack (not shown) that holds a plurality of sample holders.
- one sample container for accommodating a sample is arranged in the transport container. Then, the sample container is transported to a desired position as the permanent magnet 10 moves. That is, the transport container has the permanent porcelain 10 and the sample container, and is transported on the transport plane.
- the transport device 1 generates an electromagnetic force in the core 22 by applying a voltage to the coil 21 of the magnetic pole 25, and places the permanent magnets 10 arranged in the transport container between the plurality of magnetic poles 25 (between the magnetic poles 25 and the magnetic poles 25). Move between).
- relative position information between the permanent magnet 10 and the magnetic pole 25 is required.
- the permanent magnet 10 is above (directly above) one of the two magnetic poles 25. Even if a voltage is applied to the magnetic pole 25 (coil 21) directly below the permanent magnet 10, no force (thrust) is generated in the permanent magnet 10 in the transport direction. On the other hand, when a voltage is applied to the magnetic pole 25 (coil 21) where the permanent magnet 10 is not above (directly above), a force attracted to the magnetic pole 25 is generated in the permanent magnet 10, and a force (thrust) in the transport direction is generated. appear.
- the permanent magnet 10 can efficiently generate a force in the transport direction. Then, by selecting the magnetic pole 25 (coil 21) to which the voltage is applied, the direction (direction) of the force in the transport direction can be controlled.
- the position detection unit 30 detects the position on the transport plane of the transport container provided with the permanent magnet 10.
- the method of detecting the position of the permanent magnet 10 is as long as the position of the permanent magnet 10 can be obtained, for example, magnetism detection by a Hall element, detection using a physical position sensor, detection using an image, or the like. It doesn't matter. That is, the position detection unit 30 detects which magnetic pole 25 (conveying plane) above the permanent magnet 10 is located.
- the drive unit 50 applies a voltage to the magnetic pole 25 (coil 21).
- calculation unit 40 controls the drive unit 50.
- the voltage applied to the magnetic pole 25 (coil 21) is calculated by the calculation unit 40.
- the calculation unit 40 is in the transport direction of the transport container (permanent magnet 10), and the position of a certain magnetic pole 25A detected by the position detection unit 30 and the time at that position (time to pass or reach this position). ), The position of the next magnetic pole 25B (not necessarily the adjacent magnetic pole 25) detected by the position detection unit 30, and the time of that position (time to pass or reach this position). , The time for the permanent magnet 10 to move between one magnetic pole 25A and the next magnetic pole 25B (conveyance time) and the time calculated by calculating the distance between the certain magnetic pole 25A and the next magnetic pole 25B. The transport speed of the transport container is calculated based on the distance.
- the calculation unit 40 is in the transfer direction of the transfer container (permanent magnet 10) based on the calculated transfer speed of the transfer container, and is the next magnetic pole of the next magnetic pole 25B detected by the position detection unit 30.
- the voltage to be applied to 25C (not necessarily adjacent magnetic poles 25) is calculated.
- the drive unit 50 applies a voltage to the magnetic pole 25C based on the voltage calculated by the calculation unit 40.
- the transport container slides on the transport plane in sequence based on the voltage applied to the magnetic pole 25 (coil 21) arranged below the transport plane.
- the mass of the transport container changes depending on the type of transport container (for example, rack or holder), the type and amount of sample contained in the sample container (including the presence or absence), and the like. That is, even when the state of the transport container changes and the transport container is transported by a constant current, the transport speed of the transport container may change.
- the repulsive force of the permanent magnet 10 with respect to the magnetic pole 25 decreases, and the thrust of the transport container decreases. That is, the state of the transport container changes (deteriorates), and even when the transport container is transported by a constant current, the transport speed of the transport container may change (decrease).
- the frictional force between the transport plane and the transport surface of the transport container increases due to a change (deterioration) in the state of the transport surface (contact surface with the transport plane) of the transport container. That is, the state of the transport container changes (deteriorates), and even when the transport container is transported by a predetermined current such as a constant current, the transport speed of the transport container may change (decrease).
- the mass of the transport container (same shape) as a reference, the magnetic force of the normal permanent magnet 10, the state of the transport surface of the normal transport container, and the surface state of the normal transport plane of the transport container.
- the transport speed (the transport speed of the reference transport container) is grasped in advance, and the grasped transport speed of the transport container (the transport speed of the reference transport container) is compared with the calculated transport speed of the transport container. If the difference in transport speed does not fall within a predetermined range, it is detected that there is an abnormality in the transport device (for example, the transport plane) 1 or the transport container.
- the calculated transport speed of the transport container is, for example, when the reference transport container is used and the reference transport container is moved on the transport plane to be calculated (1).
- the abnormality of the transport device 1 and the transport container due to the change in the state of the transport device 1 and the transport container is detected based on the change (decrease) in the transport speed of the transport container. That is, in the first embodiment, the abnormality of the transport device 1 and the transport container due to the change in the state of the transport device 1 and the transport container is detected based on the calculated transport speed of the transport container.
- the reference transport container has, for example, a predetermined shape and mass. In particular, it is desirable that the transport container is in a new state. Further, the reference transport plane has a predetermined material and shape. In particular, it is desirable that the transport plane is in a new state with little change (deterioration) in the surface state.
- the transport speed of the reference transport container is grasped (measured) by the transport device on the transport plane in a new state using such a reference transport container.
- the transport speed of a plurality of reference transport containers corresponding to the masses of a plurality of different transport containers may be grasped in advance. That is, a plurality of reference transport container masses may be prepared, and the reference transport speed of the reference transport container corresponding to each mass may be prepared.
- the change (deterioration) in the state of the transport device 1 is, for example, deterioration of the surface condition of the transport plane due to dirt or deterioration of the transport plane.
- the change (deterioration) in the state of the transport container is, for example, a decrease in the magnetic force of the permanent magnet 10 or a stain or deterioration of the transport surface of the transport container.
- the change in the state of the transport container is, for example, a change in the mass of the transport container.
- the transfer device 1 described in the first embodiment can provide a transfer device that detects an abnormality in the transfer device or the transfer container due to a change in the state of the transfer device or the transfer container and maintains high transfer performance. it can.
- FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a magnetic pole 25 of the transport device 1 described in the first embodiment.
- the transport device 1 described in the first embodiment includes, for example, 10 magnetic poles 25 in the X direction and 10 magnets in the Y direction, for a total of 100 magnetic poles 25.
- the transport device 1 described in the first embodiment excites a magnetic pole 25 (applies a voltage to the magnetic pole 25 (coil 21)) based on a target transport path to provide a transport container provided with a permanent magnet 10. , Can be transported in any desired direction (transportation direction).
- the transport device 1 described in the first embodiment includes, for example, X1Y1 to X10Y1 in the X direction and X1Y1 to X1Y10 in the Y direction, for a total of 100 magnetic poles 25.
- the drive unit 50 sequentially excites the magnetic poles of X3Y2, X4Y2, and X5Y2.
- the magnetic pole 25 sequentially slides on the transport plane from X2Y2 to X5Y2.
- a graph shows the relationship between the time, the position of the transfer container, and the time and the transfer speed of the transfer container when the transfer container is conveyed by a predetermined current such as a constant current. This will be schematically described in.
- FIG. 3 shows the relationship between the time, the position of the transport container, and the time and the transport speed of the transport container when the transport container is transported by a predetermined current such as a constant current in the transport device 1 described in the first embodiment. It is explanatory drawing which explains typically in the graph.
- the upper figure in FIG. 3 shows the relationship between the time and the position of the transport container, and the lower figure in FIG. 3 shows the relationship between the time and the transport speed of the transport container.
- the transport speed of the transport container it is preferable to use the distance between the plurality of magnetic poles 25.
- the transport speed (average) of the transport container is used. Transport speed) can also be calculated.
- the time required between the magnetic poles 25 in the acceleration region and the distance between the magnetic poles 25, and the transport speed (average transport speed) of the transport container is calculated to detect an abnormality in the transport device 1 or the transport container. It can also be detected.
- FIG. 4 is an explanatory diagram schematically explaining the cross section of the transport device 1 described in the first embodiment in chronological order.
- the permanent magnet 10 moves relative to the four magnetic poles 25a, 25b, 25c, and 25d.
- the magnetic pole 25a is at the position of X2Y2 (position Xa, time ta)
- the magnetic pole 25b is at the position of X3Y2 (position Xb, time tb)
- the magnetic pole 25c is at the position of X4Y2 (position Xc, time tc)
- the magnetic pole 25d is at the position.
- the permanent magnet 10 moves from X2Y2 to X5Y2.
- Each magnetic pole 25 includes a position detection unit 30.
- the position detection unit 30 transmits information indicating that the permanent magnet 10 has reached each position to the calculation unit 40, and the calculation unit 40 records the time when the permanent magnet 10 reaches each position.
- the information transmitted by the position detection unit 30 may be logical information indicating the presence or absence of position detection, or physical information such as a coil current and a voltage between shunt resistors.
- the position detection unit 30a transmits information indicating that the permanent magnet 10 has arrived to the calculation unit 40, and the calculation unit 40 records the time ta when the permanent magnet 10 reaches the position Xa. To do.
- the position detection unit 30b transmits information indicating that the permanent magnet 10 has arrived to the calculation unit 40, and the calculation unit 40 sets the time tb when the permanent magnet 10 reaches the position Xb. Record.
- the position detection unit 30c transmits information indicating that the permanent magnet 10 has arrived to the calculation unit 40, and the calculation unit 40 sets the time ct when the permanent magnet 10 reaches the position Xc. Record.
- the position detection unit 30d transmits information indicating that the permanent magnet 10 has arrived to the calculation unit 40, and the calculation unit 40 sets the time td at which the permanent magnet 10 reaches the position Xd. Record.
- the position detection unit 30 is arranged for each magnetic pole 25, and the position detection unit 30 transmits information indicating that the permanent magnet (magnetic material) 10 has passed or reached the magnetic pole 25 to the calculation unit 40.
- the calculation unit 40 records the position of the magnetic pole 25 and this time. Then, the calculation unit 40 calculates the transfer speed of the transfer container based on the position and the time.
- the start point (time ta) of the time may be set as the timing (starting point) of the command at the time of starting. That is, starting from the time ta corresponding to the position Xa, the times corresponding to the position Xb, the position Xc, and the position Xd can be set as the time tb, the time tk, and the time td, respectively.
- time-series data ⁇ t1, t2, ..., Ti of the time when the transport container (permanent magnet 10) passes through each of the N magnetic poles 25 from the position detection unit 30 provided on each magnetic pole 25. ..., tN ⁇ can be obtained. Note that ti is the time when the i-th magnetic pole 25 is passed.
- the position of the i-th magnetic pole is Xi.
- FIG. 5 is a schematic graph showing the relationship between the position Xi of the magnetic pole and the transport speed vi of the transport container when the transport container is transported by a predetermined current such as a constant current in the transport device 1 described in the first embodiment. It can be seen that when the transport container is transported by a constant current, the transport speed vi of the transport container is different at the positions Xi of the respective magnetic poles. That is, when the permanent magnet 10 moves from the position of one magnetic pole 25 to the position of the next magnetic pole 25 (not necessarily the adjacent magnetic pole 25), the acceleration region and the deceleration region are repeated, and the position of the magnetic poles is repeated. It can be seen that the Xi has an acceleration ai and the transport container is transported.
- the acceleration ai is a difference value (differential value) of the transport speed vi of the transport container, it is easily affected by noise and the like, and the error tends to be large.
- the average transport speed and the average acceleration in a predetermined section is set to (vN-v1) / (tN-t1).
- the calculation unit 40 calculates the average transfer speed and the average acceleration in the predetermined section, and detects the abnormality of the transfer device 1 and the transfer container based on the average transfer speed and the average acceleration. In particular, the calculation unit 40 calculates the average acceleration in a predetermined section and detects the surface state of the transport plane based on the average acceleration.
- the thrust of the transport container is substantially constant on average in a predetermined section (predetermined section of a plurality of magnetic poles 25 minutes), it is determined from Newton's equation of motion.
- the average acceleration (vN-v1) / (tN-t1) of a predetermined section is the value (F ⁇ m) obtained by dividing the force F applied to the transport container by the mass m of the transport container. Is proportional to.
- the force F applied to the transport container and the transport container Information on the mass m can also be obtained.
- the transport device 1 described in the first embodiment has a transport plane for transporting the transport container provided with the permanent magnet 10 and a position detection for detecting the position of the transport container (permanent magnet 10) on the transport plane.
- the calculation unit 40 calculates the transport speed of the transport container based on the position of the transport container (permanent magnet 10) on the transport plane and the time when the transport container (permanent magnet 10) passes through the position, and the calculated transport speed is calculated. It is characterized in that the surface state of the transport plane and / or the state of the transport container is detected based on the transport speed of the container.
- the transfer device 1 described in the first embodiment can detect an abnormality in the transfer device 1 and the transfer container due to a change in the state of the transfer device 1 and the transfer container, and can maintain high transfer performance.
- the surface state of the transport plane and the state of the transport container are detected at an early stage by using the transport speed of the transport container and detecting the surface state of the transport plane and the state of the transport container. be able to.
- FIG. 6 is an explanatory diagram schematically explaining a transport path of a transport container that transports on a transport plane in the transport device 1 described in the second embodiment.
- the frictional force between the transport plane and the transport surface of the transport container reflects the surface condition of the transport plane and differs depending on the location on the transport plane.
- the detection of the dependence depending on the location on the surface of the transport plane is executed by moving the transport container to be inspected on the transport plane (specific operation mode). At this time, it is preferable to execute the execution at each point on the transport plane in order along the side of the transport plane. This also applies when grasping the transport speed of the reference transport container. That is, the transport speed of the transport container is calculated at each point on the transport plane.
- a transport container for inspection which is the mass (same shape) of the transport container as a reference, is used, and the dependence depending on the location on the surface of the transport plane is detected.
- the transport speed of the transport container changes even if the transport path is the same. Therefore, in the second embodiment, an inspection transport container in which the magnetic force of the reference permanent magnet 10 and the state of the transport surface of the transport container are grasped is used, and the dependence depending on the location on the surface of the transport plane is detected. ..
- the transport container for inspection has a reference transport container mass (same shape), and the magnetic force of the reference permanent magnet 10 and the state of the transport surface of the transport container can be grasped.
- the reference mass of the transport container (same shape), the magnetic force of the reference permanent magnet 10, the state of the transport surface of the transport container, and the surface state of the transport plane are grasped. Then, the transport speed of the reference transport container is grasped in advance.
- the transport speed of the transport container to be grasped (the transport speed of the reference transport container) and the transport speed of the transport container calculated at each point on the transport plane using the transport container for inspection are calculated.
- the transport device for example, the transport plane
- the mass and shape of the transport container, the magnetic force of the permanent magnet 10 and the state of the transport surface of the transport container are unknown, that is, if the reference transport container for inspection cannot be used, the transport to be inspected.
- the container is moved on the transport plane, and the transport speed of the transport container is calculated at each point on the transport plane. Then, a plurality of different transport containers are used, and the transport speed of each transport container is calculated. Then, a typical value (for example, an average value or a median value) on the transport plane is used, standardized to a relative value, and the dependence depending on the location on the surface of the transport plane is detected.
- the mass difference of a plurality of different transport containers (see Example 4) described later is used to use the masses of the plurality of different transport containers and the relative value. It is also possible to detect the dependence depending on the location on the surface of the transport plane.
- the transport device 1 described in the second embodiment uses a transport container for inspection that can grasp in advance the mass and shape of the transport container, the magnetic force of the permanent magnet 10, and the state of the transport surface of the transport container. Then, the calculation unit 40 calculates the transport speed of the transport container based on the position of the transport container (permanent magnet 10) on the transport plane and the time when the transport container (permanent magnet 10) passes through the position, and the calculated transport speed of the transport container is calculated. It is characterized in that the surface state of the transport plane is detected based on the above.
- the magnetic force of the constant mass, the same shape, and the reference permanent magnet (magnetic material) 10 (the magnetic force of the new transport container or the permanent magnet (magnetic material) 10 can be grasped. It is carried out using a transport container) and a transport container having a reference transport surface condition (a new transport container or a transport container whose transport surface condition can be grasped).
- the transport device 1 described in the second embodiment can detect an abnormality in the transport device 1 due to a change in the surface state of the transport plane of the transport device 1 and maintain high transport performance.
- the surface state of the transport plane can be detected at an early stage by detecting the surface state of the transport plane using the transport speed of the transport container.
- FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the current value for each position of the magnetic pole in the transport device 1 described in the third embodiment in chronological order.
- the static friction coefficient (conveyance between the transfer plane and the transfer container) on the transfer plane is determined from the position, current, voltage, and time when the permanent magnet 10 starts moving on the transfer plane. Information on the surface state of the transport plane corresponding to the frictional force between the surfaces) is acquired.
- the transport device 1 described in the third embodiment detects the current (current value) flowing through the magnetic pole 25 (coil 21) from, for example, the drive unit 50 or the position detection unit 30. Then, the current is acquired every predetermined time (date and time) (time series). That is, the currents of the magnetic pole position Xa, the magnetic pole position Xb, the magnetic pole position Xc, and the magnetic pole position Xd corresponding to a predetermined time are acquired.
- the transport container (permanent magnet 10) to be detected is moved in a specific operation mode in order to evaluate the coefficient of static friction.
- the permanent magnet 10 is above (immediately above) one of the two magnetic poles 25 (for example, the magnetic pole position Xa and the magnetic pole position Xb) (the magnetic pole position Xa).
- a voltage is applied to the magnetic pole 25 (magnetic pole position Xb) where the permanent magnet 10 is not above (directly above)
- a force attracted to the magnetic pole 25 (magnetic pole position Xb) is generated in the permanent magnet 10 and a force in the transport direction is generated. (Thrust) is generated.
- the current value (0.50A to 0.51A) at the magnetic pole position Xa and the current value (0.48A to 0.19A) at the magnetic pole position Xb are acquired, and the current value (0.48A to 0.48A to) is acquired. There is almost no change in 0.51A). Therefore, it can be seen that the permanent magnet 10 is moving from the magnetic pole position Xa to the magnetic pole position Xb with a substantially constant current.
- the current value (0.50A to 0.49A) of the magnetic pole position Xa and the current value (0.90A to 0.91A) of the magnetic pole position Xb are acquired, and the current value (0.90A to 0.91A) of the magnetic pole position Xa is acquired from the magnetic pole position Xa. It can be seen that the current detected from the magnetic pole position Xb is larger than the detected current.
- the current for exciting the magnetic pole 25 at the magnetic pole position Xb is gradually increased to acquire the current for the permanent magnet 10 to move.
- this monitoring system has a display device (user interface) and displays changes in the surface state of the transport plane.
- the coefficient of static friction between the transport plane and the transport surface of the transport container can be evaluated based on the current value when the permanent magnet 10 moves to the adjacent magnetic pole position.
- the direct current value of the exciting current may be used instead of the current value.
- the current effective value the current instantaneous value, the duty of the voltage pulse, or the like may be used.
- the magnetic pole 25 at the magnetic pole position Xa (immediately below the permanent magnet 10).
- a current may be passed through the magnetic pole 25) so that the repulsive force of the permanent magnet 10 with respect to the magnetic pole 25 at the magnetic pole position Xa is generated.
- the transport container for inspection (permanent magnet 10)
- the surface condition of the transport plane can be evaluated in particular. Further, by using the transport container for inspection, the influence of individual differences in the transport container can be suppressed.
- the transport container for inspection grasps the mass and shape of the reference transport container, the magnetic force of the reference permanent magnet 10, and the state of the transport surface of the transport container.
- the reference transport container is, for example, a new transport container having a predetermined shape and having no sample.
- the mass and shape of the transport container, the magnetic force of the permanent magnet 10 and the state of the transport surface of the transport container are known in advance, the mass and shape of the transport container, the magnetic force of the permanent magnet 10 and the transport container By standardizing the state of the transport surface of, different types of transport containers can be evaluated.
- the drive unit 50 detects the current flowing through the magnetic pole 25 when the permanent magnet 10 passes through the magnetic pole 25, and estimates the surface state of the transport plane. To do.
- the drive unit 50 By acquiring the current flowing through the magnetic pole 25 and evaluating the coefficient of static friction, it is possible to detect an abnormality in the transport device 1 due to a change in the surface state of the transport plane of the transport device 1 and maintain high transport performance. it can.
- FIG. 8 is a graph illustrating the relationship between the position Xi of the magnetic pole and the transport speed vi of the transport container when the transport container is transported by a predetermined current such as a constant current in the transport device 1 described in the fourth embodiment. It is explanatory drawing for demonstrating.
- the acceleration region of the transport speed of the transport container is used, the average acceleration of a plurality of different transport containers is evaluated, and the mass (ratio) of a plurality of different transport containers is evaluated. To estimate.
- the electromagnetic force is large among the forces F applied to the transport container, and the frictional force is relatively ignored with respect to the electromagnetic force.
- the average acceleration of the transport container (conveyance speed vi / time ti of the transport container) is inversely proportional to the mass of the transport container. In this way, the masses of a plurality of different transport containers can be estimated based on the average acceleration of the transport containers.
- the average acceleration aA in the acceleration region of the transport container A is (VAb-VAa) / (tAb-tAa)
- the average acceleration aB in the acceleration region of the transport container B is (VBb-VBa) / (tBb-tBa). .. That is, the two different transport containers A and the transport container B differ in the difference in transport speed between the transport containers (VAb-VAa) / (tAb-tAa) and (VBb-VBa) / (tBb-tBa).
- the transport container when the transport container is transported by a predetermined current such as a constant current, and the transport container is used in which the shape of the transport container, the magnetic force of the permanent magnet 10, and the state of the transport surface of the transport container are grasped. Also, when the surface state of the transport plane is grasped, the mass difference (ratio) between the two different transport containers A and the transport container B is estimated based on the difference in the transport speeds of the transport containers. Can be done.
- the acceleration region of the transport speed of the transport container is used. This is because the difference in the transport speed between the two different transport containers A and the transport container B is remarkable. In regions other than this acceleration region, the difference in transport speed of the transport container becomes small due to the speed control of the transport container.
- the calculation unit 40 is different in plurality (Example 4) based on the position of the transfer container (permanent magnet 10) on the transfer plane and the transfer speed of the transfer container. Then, the mass difference between the two) transport containers is estimated. As a result, it is possible to estimate the mass difference between a plurality of different transport containers, and it is possible to realize highly reliable detection of an abnormality in the transport device 1.
- the calculation unit 40 estimates the masses of a plurality of different transport containers based on the average acceleration (average transport speed) in a predetermined section of the plurality of different transport containers.
- the predetermined section is an acceleration region in which the transport container accelerates.
- FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a calculation unit 40 in the transfer device 1 described in the fifth embodiment.
- the transfer device 1 described in the fifth embodiment has a current detection unit that detects a current, and detects the position of the transfer container based on the current detected by the current detection unit. That is, the position of the transport container is detected by detecting the current detected by the current detection unit (the amount of change in the rising / falling current of the position detection pulse).
- the calculation unit 40 processes a control signal for exciting the magnetic pole 25 to move the transport container and a signal for detecting an event in which the transport container passes the position of the magnetic pole 25.
- the calculation unit 40 includes a position estimation unit 210 that estimates the position of the magnetic pole 25 through which the permanent magnet 10 passes, a transfer path storage unit 211 that stores the transfer path of the transfer container, and a voltage applied to the magnetic pole 25 to move the transfer container. It has a coil driving unit 212 for controlling a pulse.
- the position estimation unit 210 estimates the position of the transport container based on the current output from the motor driver, and outputs the estimated position of the transport container to the coil drive unit 212.
- the coil drive unit 212 applies a voltage pulse to the magnetic pole 25 in the transport direction based on the estimated position of the transport container and the transport path of the transport container stored in the transport path storage unit 211. Then, the coil drive unit 212 uses the magnetic pole 25 for applying the voltage pulse applied to the magnetic pole 25 to move the transport container and the voltage pulse for detecting the position of the magnetic pole 25 through which the transport container passes as a voltage command. , Calculate.
- FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a voltage waveform applied to a coil for detecting the position of a transport container and a corresponding current waveform in the transport device 1 described in the fifth embodiment.
- the magnitude (V) and pulse width (t) of the voltage pulse 60 are determined by how much voltage is applied to the magnetic pole 25. Then, when the permanent magnet 10 of the transport container approaches the magnetic pole 25, the current waveform 70a changes to the current waveform 70b due to the magnetic saturation of the magnetic pole 25.
- the transport device 1 described in the fifth embodiment has a transport plane for transporting the transport container provided with the permanent magnet (magnetic material) 10 above the transport plane, and a core 22 and a coil 21 arranged below the transport plane. 25, a driving unit 50 for applying a voltage (particularly, a voltage pulse) to the magnetic pole 25, and a calculation unit 40 for controlling the driving unit 50.
- the drive unit 50 detects the current (particularly, the current waveform) flowing through the magnetic pole 25.
- the calculation unit 40 detects the position of the transport container on the transport plane based on the detected current, and determines the transport speed of the transport container based on the position on the transport plane of the transport container and the time when the position passes through the position.
- the surface state of the transport plane is detected based on the calculated transport speed of the transport container.
- the drive unit 50 detects the current flowing through the resistor connected to the coil of the magnetic pole 25.
- the position of the transport container can be estimated using this change in the current. For example, by detecting the amount of change in the rising / falling current of the position detection pulse between the current waveform 70a and the current waveform 70b, the position of the transport container can be estimated while transporting the transport container.
- the position of the transport container can be estimated without arranging the position detection unit 30 on the magnetic pole 25. Further, the transport speed of the transport container is calculated based on the position on the transport plane of the transport container and the time when the transport container passes through the position, and the surface state of the transport plane is detected based on the calculated transport speed of the transport container. Can be done.
- the mass of the known transport container (known shape), the magnetic force of the known permanent magnet 10, the state of the transport surface of the known transport container, and the transport speed of the transport container in the surface state of the known transport plane (known).
- the transport speed of the transport container is grasped in advance, and the grasped transport speed of the transport container (the transport speed of the known transport container) is compared with the calculated transport speed of the transport container. If it does not fall within the predetermined range, it is detected that there is an abnormality in the transport device (for example, the transport plane) 1.
- the calculated transfer speed of the transfer container is, for example, when the known transfer container is used and the known transfer container is moved on the transfer plane and calculated (1), and the known transfer is performed.
- a transport container having a flat surface state is used to move the transport container to be inspected on the transport plane and calculate.
- the known transport container is moved on the transport plane to be inspected in advance, and the position, current, and the position, current, when the known transport container moves on this transport plane.
- the surface condition of the transport plane can be evaluated as an absolute value.
- this reference value may be set in advance by the vendor, or may be set by the user or system administrator depending on the calibration mode.
- the process of detecting an abnormality can be speeded up.
- the known transport container is, for example, a transport container having a predetermined shape and a known mass without a sample. Further, the transport speed of the known transport container is the transport speed of the transport container in the surface state of the known transport plane using such a known transport container.
- the transport device 1 described in the sixth embodiment can detect an abnormality in the transport device 1 due to a change in the surface state of the transport plane of the transport device 1 and maintain high transport performance.
- the surface state of the transport plane can be detected at an early stage by detecting the surface state of the transport plane by using the transport speed of the transport container.
- the transfer information (position, voltage / current, transfer time, etc.) of the transfer container is collected, and the surface condition of the transfer plane and the mass of the transfer container are monitored.
- the outline configuration of the system will be described.
- FIG. 11 shows, in the transfer device 1 described in the seventh embodiment, collecting transfer information (position, voltage / current, transfer time, etc.) of the transfer container, and monitoring the surface condition of the transfer plane, the mass of the transfer container, and the like. It is explanatory drawing explaining the schematic structure of the system.
- the transport device 1 described in Example 7 is used as a sample analysis system by combining a plurality of transport devices 1. During the operation of this sample analysis system, the transfer information (position, voltage / current, transfer time, etc.) of the transfer container is collected from these plurality of transfer devices 1 to the server for controlling the transfer device.
- the transport information (position, voltage / current, transport time, etc.) of the transport container is collected, and the surface condition of the transport plane and the mass of the transport container are monitored.
- the position is acquired from the control information, or is detected by the position detection unit 30, the current waveform corresponding to the voltage pulse, or the like.
- the voltage / current is estimated from the control information or acquired from the voltage / current sensor.
- the transport time (time) is obtained from the sensor or estimated from the current waveform.
- the surface condition of the transport plane and the mass of the transport container are monitored, and control defects due to changes in the surface condition of the transport surface and the mass of the transport container (for example, the surface roughness of the transport surface and the transport surface of the transport container). Increased, increased coefficient of static friction, damage, dust adhesion, dirt and deterioration) can be detected early. Then, by calling attention with an alert or displaying it on the monitoring system, it is possible to promptly notify the user or the system administrator of the change in the surface condition of the transport plane or the mass of the transport container. This makes it possible to provide a highly reliable transfer device.
- the server aggregates the transport information of these transport containers in a database existing in a data center such as the cloud, and utilizes it for the detection analysis system.
- the current flowing through the magnetic pole 25, the voltage applied to the magnetic pole 25, the position of the transport container on the transport plane, the time when the transport container passes through this position, the transport speed of the transport container, the surface condition of the transport plane, and the transport Time etc. are stored. Then, these are preferably transmitted to the database by a communication device having a communication function.
- the server acquires the dependency depending on the location on the surface of the transport plane as described in the second embodiment. Further, the server has a surface state of the transport plane corresponding to the coefficient of static friction on the transport plane from the position, current, voltage, and time when the permanent magnet 10 moves on the transport plane as described in the third embodiment. Get information about. Then, in particular, the current flowing through the magnetic pole 25 at a predetermined time is acquired.
- the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and includes various modifications.
- the above-described embodiment has been specifically described in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the described configurations.
- Conveyor device 10 ... Permanent magnet, 21 ... Coil, 22 ... Core, 25, 25a, 25b, 25c, 25d ... Magnetic pole, 30 ... Position detection unit, 40 ... Calculation unit, 50 ... Drive unit, 60 ... Voltage pulse , 70a, 70b ... Current waveform, 210 ... Position estimation unit, 211 ... Conveyance path storage unit, 212 ... Coil drive unit.
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Abstract
本発明は、搬送装置の搬送平面の表面状態の変化に起因する搬送装置の異常を検出し、高い搬送性能を維持する搬送装置を提供する。本発明の搬送装置は、磁性体を具備する搬送容器をその上方で搬送する搬送平面と、搬送容器の搬送平面上の位置を検出する位置検出部と、搬送平面の下方に配置され、コアとコイルとを具備する磁極と、磁極に電圧を印加する駆動部と、駆動部を制御する演算部と、を有し、演算部は、搬送容器の搬送平面上の位置と位置を通過する時刻とに基づいて、搬送容器の搬送速度を演算し、演算される搬送容器の搬送速度に基づいて、搬送平面の表面状態を検出することを特徴とする。
Description
本発明は、例えば、血液、血漿、血清、尿、その他の体液などの生体試料(以下「検体」と呼称する)の分析を実行する検体分析装置やこの分析に必要な前処理を実行する検体前処理装置などの検体分析システムに使用する搬送装置に関する。
臨床検査のための検体分析システムでは、血液、血漿、血清、尿、その他の体液などの検体(サンプル)に対して、指示される分析項目の検査を実行する。
この検体分析システムは、複数の機能を有する装置を接続して、自動的に各工程の処理を実行する。つまり、検査室の業務合理化のため、生化学や免疫などの複数の分析を実行する分析部(分析工程)やこの分析に必要な複数の前処理を実行する前処理部(前処理工程)などを、搬送ラインで接続して、1つの検体分析システムとして使用する。
近年、医療の高度化及び患者の高齢化によって、検体分析の重要性が高まっている。そこで、検体分析システムの分析処理能力を向上させるため、検体の高速搬送、大量搬送、同時搬送、及び、複数方向への搬送が要望されている。
このような本技術分野の背景技術として、特開2016-166890号公報(特許文献1)がある。
この特許文献1には、非常に柔軟であり、高い搬送性能を有する研究室試料配送システムが記載されている。そして、特許文献1には、研究室試料配送システムは、各々が、少なくとも1つの磁気的活性デバイス、好ましくは少なくとも1つの永久磁石を備え、試料を含む試料容器を運ぶように適合された幾つかの容器キャリアと、搬送デバイスと、制御デバイスと、を備え、搬送デバイスが、複数の容器キャリアを運ぶように適合された搬送平面と、搬送平面の下方に静止して配置された幾つかの電磁アクチュエータと、であって、電磁アクチュエータが、容器キャリアに磁力を印加することによって、搬送平面の上方に配置された容器キャリアを移動させるように適合され、制御デバイスが、電磁アクチュエータを駆動するように適合され、3つ以上の容器キャリアが、同時にかつ互いから独立して移動可能であるように移動を制御するように適合されたことが記載されている(要約参照)。
更に、特許文献1には、スケジュール位置と検出された位置とを比較することによって、例えば、摩擦力の増加をもたらす搬送平面の汚れによって引き起こされる、搬送速度の緩やかな低下を検出することができ、搬送速度の緩やかな低下が検出される場合、制御デバイスは、電磁アクチュエータによって生成される磁力を増加させ、及び/又は、搬送速度が所与の閾値を下回る場合、エラーメッセージを表示することが記載されている(0021参照)。
このように、特許文献1には、容器キャリアのスケジュール位置と検出された位置とを比較することによって、搬送平面の汚れによって引き起こされる搬送速度の低下を検出することが記載されている。
しかし、特許文献1に記載される研究室試料配送システムでは、容器キャリア(搬送容器)のスケジュール位置と検出された位置とが不一致となるまでは、搬送平面の汚れによって引き起こされる搬送速度の低下を検出することは難しい。
また、特許文献1には、検体の種類や量(有無を含む)などによって容器キャリア(搬送容器)の質量が変化する場合や永久磁石の磁力の低下などによって容器キャリア(搬送容器)の推力が低下する場合など、つまり、容器キャリア(搬送容器)の状態の変化によって、容器キャリア(搬送容器)の搬送速度が変化し、搬送性能が変化することについては記載されていない。
そこで、本発明は、搬送装置の搬送平面の表面状態の変化に起因する搬送装置の異常を検出し、高い搬送性能を維持する搬送装置を提供する。
上記課題を解決するため、本発明の搬送装置は、磁性体を具備する搬送容器をその上方で搬送する搬送平面と、搬送容器の搬送平面上の位置を検出する位置検出部と、搬送平面の下方に配置され、コアとコイルとを具備する磁極と、磁極に電圧を印加する駆動部と、駆動部を制御する演算部と、を有し、演算部は、搬送容器の搬送平面上の位置と位置を通過する時刻とに基づいて、搬送容器の搬送速度を演算し、演算される搬送容器の搬送速度に基づいて、搬送平面の表面状態を検出することを特徴とする。
本発明によれば、搬送装置の搬送平面の表面状態の変化に起因する搬送装置の異常を検出し、高い搬送性能を維持する搬送装置を提供することができる。
なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、下記する実施例の説明により、明らかにされる。
以下、本発明の実施例を、図面を使用して、説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。
まず、実施例1に記載する搬送装置1の概略構成を説明する。
図1は、実施例1に記載する搬送装置1の概略構成を説明する説明図である。
実施例1に記載する搬送装置1は、永久磁石(磁性体)10を具備する搬送容器(図示なし)をその上方で搬送する搬送平面(図示なし)と、永久磁石10を具備する搬送容器の搬送平面上の位置を検出する位置検出部30と、搬送平面の下方に配置され、磁性体であるコア22とその外周側に巻回される巻線であるコイル21とを具備する磁極25と、磁極25のコイル21に電圧を印加する駆動部(搬送容器を駆動する駆動装置)50と、駆動部50を制御する演算部(駆動装置を制御する制御装置)40と、を有する。
そして、磁極25と永久磁石10とは、搬送平面を介して、対向して配置される。永久磁石10は、磁極25の上方を、相対的に移動する。つまり、永久磁石10は、搬送平面を介して、磁極25の上方を、移動する。このように、磁極25と永久磁石10との間には、搬送平面が配置され、永久磁石10は、搬送平面上を、滑るように移動する。
永久磁石10は、搬送容器に配置される。永久磁石10には、例えば、ネオジムやフェライトなどの永久磁石10が使用される。なお、実施例1では、永久磁石10を使用して説明するが、永久磁石10の代わりに、その他の磁石や軟磁性体を使用してもよい。また、永久磁石10の代わりに、永久磁石10と軟磁性体とを組み合わせて、使用してもよい。
なお、「磁性体」とは、永久磁石10、その他の磁石や軟磁性体、又は、永久磁石10と軟磁性体との組み合わせなどを、意味することとする。実施例1では、代表して、永久磁石10を使用して、説明する。
容器キャリアなどの搬送容器には、永久磁石10が配置される。なお、搬送容器は、検体ホルダ(図示なし)や複数本の検体ホルダを保持する検体ラック(図示なし)などである。
搬送容器には、検体を収容する検体容器が、通常、1本配置される。そして、検体容器は、永久磁石10の移動に伴って、所望の位置まで、搬送される。つまり、搬送容器は、永久磁器10や検体容器を有し、搬送平面上を搬送される。
搬送容器には、検体を収容する検体容器が、通常、1本配置される。そして、検体容器は、永久磁石10の移動に伴って、所望の位置まで、搬送される。つまり、搬送容器は、永久磁器10や検体容器を有し、搬送平面上を搬送される。
搬送装置1は、磁極25のコイル21に電圧を印加することによって、コア22に電磁力を発生させ、搬送容器に配置する永久磁石10を、複数の磁極25間(磁極25と磁極25との間)で移動させる。電磁力を効率よく永久磁石10に作用させるためには、また、永久磁石10を目的の方向に移動させるためには、永久磁石10と磁極25との相対的な位置情報が必要となる。
例えば、永久磁石10が、二つの磁極25の一方の上方(直上)にある場合を想定する。永久磁石10が直下にある磁極25(コイル21)に電圧を印加しても、永久磁石10には、搬送方向への力(推力)が発生しない。一方、永久磁石10が上方(直上)にない磁極25(コイル21)に電圧を印加すると、永久磁石10には、その磁極25に引き寄せられる力が発生し、搬送方向への力(推力)が発生する。
つまり、所望の磁極25(コイル21)に電圧を印加することによって、永久磁石10に効率よく搬送方向への力を発生させることができる。そして、電圧を印加する磁極25(コイル21)を選択することによって、搬送方向への力の向き(方向)を制御することができる。
また、位置検出部30は、永久磁石10を具備する搬送容器の搬送平面上の位置を検出する。永久磁石10の位置の検出は、例えば、ホール素子による磁性の検出、物理的な位置センサを使用する検出、画像を使用する検出など、永久磁石10の位置を取得することができれば、その方法は問わない。つまり、位置検出部30は、永久磁石10がどの磁極25(搬送平面)の上方に位置するか、を検出する。
また、駆動部50は、磁極25(コイル21)に電圧を印加する。
また、演算部40は、駆動部50を制御する。磁極25(コイル21)に印加される電圧は、演算部40にて演算される。
つまり、演算部40は、搬送容器(永久磁石10)の搬送方向にあって、位置検出部30にて検出される或る磁極25Aの位置及びその位置の時刻(この位置を通過又は到達する時刻)と、位置検出部30にて検出される次の磁極25B(必ずしも隣接する磁極25である必要はない)の位置及びその位置の時刻(この位置を通過又は到達する時刻)と、に基づいて、或る磁極25Aと次の磁極25Bとの間を、永久磁石10が移動する時間(搬送時間)及び或る磁極25Aと次の磁極25Bとの間の距離を演算し、演算される時間と距離とに基づいて、搬送容器の搬送速度を演算する。
そして、演算部40は、演算される搬送容器の搬送速度に基づいて、搬送容器(永久磁石10)の搬送方向にあって、位置検出部30にて検出される次の磁極25Bの次の磁極25C(必ずしも隣接する磁極25である必要はない)に、印加する電圧を演算する。演算部40にて演算される電圧に基づいて、駆動部50は磁極25Cに電圧を印加する。
これにより、搬送容器は、搬送平面上を、搬送平面の下方に配置される磁極25(コイル21)に印加される電圧に基づいて、順次、滑るように移動する。
なお、搬送容器の種類(例えば、ラックやホルダなど)、検体容器に収容される検体の種類や量(有無を含む)などによって、搬送容器の質量が変化する。つまり、搬送容器の状態が変化し、一定電流によって搬送容器を搬送する場合であっても、搬送容器の搬送速度が変化する場合がある。
また、永久磁石10の磁力の低下(減磁などの永久磁石10の劣化)などによって、磁極25に対する永久磁石10の反発力が低下し、搬送容器の推力が低下する。つまり、搬送容器の状態が変化(悪化)し、一定電流によって搬送容器を搬送する場合であっても、搬送容器の搬送速度が変化(低下)する場合がある。
また、搬送容器の搬送面(搬送平面との接触面)の状態の変化(悪化)などによって、搬送平面と搬送容器の搬送面との間の摩擦力が増加する。つまり、搬送容器の状態が変化(悪化)し、例えば一定電流などの所定の電流によって搬送容器を搬送する場合であっても、搬送容器の搬送速度が変化(低下)する場合がある。
実施例1では、基準となる搬送容器の質量(同一の形状)であって、正常な永久磁石10の磁力、正常な搬送容器の搬送面の状態、正常な搬送平面の表面状態における搬送容器の搬送速度(基準となる搬送容器の搬送速度)を予め把握し、把握される搬送容器の搬送速度(基準となる搬送容器の搬送速度)と演算される搬送容器の搬送速度とを比較し、この搬送速度の差が、所定の範囲に入らない場合には、搬送装置(例えば、搬送平面)1や搬送容器に異常があると検出する。
なお、演算される搬送容器の搬送速度には、例えば、基準となる搬送容器を使用して、この基準となる搬送容器を、搬送平面上を移動させ、演算する場合(1)と、基準となる搬送平面の表面状態を有する搬送平面を使用して、検査すべき搬送容器を、この搬送平面上を移動させ、演算する場合(2)と、がある。
このように、実施例1では、搬送容器の搬送速度の変化(低下)に基づいて、搬送装置1や搬送容器の状態の変化に起因する搬送装置1や搬送容器の異常を検出する。つまり、実施例1では、演算される搬送容器の搬送速度に基づいて、搬送装置1や搬送容器の状態の変化に起因する搬送装置1や搬送容器の異常を検出する。
なお、基準となる搬送容器とは、例えば、所定の形状や質量を有する。特に、新しい状態の搬送容器であるのが望ましい。また、基準となる搬送平面とは、所定の材質や形状を有する。特に、表面状態の変化(悪化)の少ない、新しい状態の搬送平面であるのが望ましい。基準となる搬送容器の搬送速度とは、こうした基準となる搬送容器を使用し、新しい状態の搬送平面の搬送装置にて把握(計測)されるものである。
また、異なる複数の搬送容器の質量に対応する複数の基準となる搬送容器の搬送速度を予め把握しもよい。つまり、基準となる搬送容器の質量を、複数準備し、それぞれの質量に対応する基準となる搬送容器の搬送速度を準備してもよい。
なお、搬送装置1の状態の変化(悪化)とは、例えば、搬送平面の汚れや劣化などによる搬送平面の表面状態の悪化などである。また、搬送容器の状態の変化(悪化)とは、例えば、永久磁石10の磁力の低下や搬送容器の搬送面の汚れや劣化などである。また、搬送容器の状態の変化とは、例えば、搬送容器の質量の変化などである。
実施例1では、こうした搬送装置1や搬送容器の状態の変化を、搬送容器の搬送速度に基づいて評価することができる。これにより、実施例1に記載する搬送装置1は、搬送装置や搬送容器の状態の変化に起因する搬送装置や搬送容器の異常を検出し、高い搬送性能を維持する搬送装置を提供することができる。
次に、実施例1に記載する搬送装置1の磁極25の概略構成を説明する。
図2は、実施例1に記載する搬送装置1の磁極25の概略構成を説明する説明図である。
実施例1に記載する搬送装置1は、例えば、X方向に10個、Y方向に10個、合計100個の磁極25を具備する。実施例1に記載する搬送装置1は、目的とする搬送経路に基づいて、磁極25を励磁する(磁極25(コイル21)に電圧を印加する)ことによって、永久磁石10を具備する搬送容器を、任意の目的の方向(搬送方向)に搬送することができる。
実施例1に記載する搬送装置1は、例えば、X方向にX1Y1からX10Y1まで、Y方向にX1Y1からX1Y10まで、合計100個の磁極25を具備する。永久磁石10を、X2Y2からX5Y2まで移動させる場合、駆動部50は、X3Y2の磁極、X4Y2の磁極、X5Y2の磁極を、順次、励磁する。これにより、磁極25は、X2Y2からX5Y2まで、搬送平面上を、順次、滑るように移動する。
次に、実施例1に記載する搬送装置1において、例えば一定電流などの所定の電流によって搬送容器を搬送する場合の、時刻と搬送容器の位置及び時刻と搬送容器の搬送速度との関係をグラフに模式的に説明する。
図3は、実施例1に記載する搬送装置1において、例えば一定電流などの所定の電流によって搬送容器を搬送する場合の、時刻と搬送容器の位置及び時刻と搬送容器の搬送速度との関係をグラフに模式的に説明する説明図である。
図3における上段の図は、時刻と搬送容器の位置との関係を示すものであり、図3における下段の図は、時刻と搬送容器の搬送速度との関係を示すものである。
永久磁石10が、所定区間を移動する場合、その所定区間には、加速領域と減速領域とが存在する。
搬送容器の搬送速度を演算するためには、複数の磁極25間の距離を使用することが好ましい。例えば、X2Y2の磁極25からX5Y2の磁極25までの間の距離と、この磁極25間に要する時間(この磁極25間を移動する時間:搬送時間)を使用して、搬送容器の搬送速度(平均搬送速度)を演算することもできる。
特に、加速領域における磁極25間に要する時間とこの磁極25間の距離とを使用するのが望ましく、搬送容器の搬送速度(平均搬送速度)を演算して、搬送装置1や搬送容器の異常を検出することもできる。
次に、実施例1に記載する搬送装置1の断面を時系列に模式的に説明する。
図4は、実施例1に記載する搬送装置1の断面を時系列に模式的に説明する説明図である。
実施例1に記載する搬送装置1は、例えば、永久磁石10が、4つの磁極25a、磁極25b、磁極25c、磁極25dに対して、相対的に移動する。例えば、磁極25aがX2Y2(位置Xa、時刻ta)の位置に、磁極25bがX3Y2(位置Xb、時刻tb)の位置に、磁極25cがX4Y2(位置Xc、時刻tc)の位置に、磁極25dがX5Y2(位置Xd、時刻td)の位置に配置され、永久磁石10は、X2Y2からX5Y2まで移動する。
つまり、コイル21a、コイル21b、コイル21c、コイル21dの順番に電圧を印加し、磁極25a、磁極25b、磁極25c、磁極25dを順番に励磁し、永久磁石10に推力(搬送方向への力)を与え、永久磁石10を、位置Xa、位置Xb、位置Xc、位置Xdの順番に移動させる。
なお、各磁極25は、位置検出部30を具備する。
位置検出部30は、永久磁石10が各位置に到達したことを示す情報を演算部40に伝え、演算部40は、永久磁石10が各位置に到達した時刻を記録する。位置検出部30が伝える情報は、位置検出の有無を示す論理情報であってもよいし、コイル電流やシャント抵抗間の電圧などの物理情報であってもよい。
つまり、位置検出部30aは、永久磁石10が位置Xaに到達した際に、到達したことを示す情報を演算部40に伝え、演算部40は永久磁石10が位置Xaに到達した時刻taを記録する。同様に、位置検出部30bは、永久磁石10が位置Xbに到達した際に、到達したことを示す情報を演算部40に伝え、演算部40は永久磁石10が位置Xbに到達した時刻tbを記録する。同様に、位置検出部30cは、永久磁石10が位置Xcに到達した際に、到達したことを示す情報を演算部40に伝え、演算部40は永久磁石10が位置Xcに到達した時刻tcを記録する。同様に、位置検出部30dは、永久磁石10が位置Xdに到達した際に、到達したことを示す情報を演算部40に伝え、演算部40は永久磁石10が位置Xdに到達した時刻tdを記録する。
つまり、位置検出部30は、磁極25毎に配置され、そして、位置検出部30は、永久磁石(磁性体)10が、磁極25を通過又は到達したことを示す情報を演算部40に伝え、演算部40は、磁極25の位置とこの時刻とを記録する。そして、演算部40は、位置と時刻とに基づいて、搬送容器の搬送速度を演算する。
また、例えば、時刻の始点(時刻ta)を、始動時の指令のタイミング(起点)としてもよい。つまり、位置Xaに対応する時刻taを起点として、位置Xb、位置Xc、位置Xdに対応する時刻を、それぞれ、時刻tb、時刻tc、時刻tdとすることもできる。
概念的には、各磁極25に具備される位置検出部30から、搬送容器(永久磁石10)が、N個の各磁極25を通過する時刻の時系列データ{t1、t2、…、ti、…、tN}を取得することができる。なお、tiは、i番目の磁極25を通過する時刻である。
ここで、i番目の磁極の位置をXiとする。i番目と(i+1)番目との磁極25間のピッチdXiを、dXi=X(i+1)-Xiとする。
なお、搬送容器(永久磁石10)が、磁極(i+1)と磁極iとを通過する時刻の差(搬送時間)dtiは、dti=t(i+1)-tiとなる。
従って、磁極の位置Xiにおける搬送容器の搬送速度viは、vi=dXi/dtiとなる。
次に、実施例1に記載する搬送装置1において、例えば一定電流などの所定の電流によって搬送容器を搬送する場合の、磁極の位置Xiと搬送容器の搬送速度viとの関係をグラフに模式的に説明する。
図5は、実施例1に記載する搬送装置1において、例えば一定電流などの所定の電流によって搬送容器を搬送する場合の、磁極の位置Xiと搬送容器の搬送速度viとの関係をグラフに模式的に説明する説明図である
一定電流によって搬送容器を搬送する場合、搬送容器の搬送速度viは、それぞれの磁極の位置Xiおいて、相違することがわかる。つまり、永久磁石10が、或る磁極25の位置から次の磁極25(必ずしも隣接する磁極25である必要はない)の位置まで移動する場合には、加速領域及び減速領域を繰り返し、磁極の位置Xiでは加速度aiを有して、搬送容器が搬送されることがわかる。
一定電流によって搬送容器を搬送する場合、搬送容器の搬送速度viは、それぞれの磁極の位置Xiおいて、相違することがわかる。つまり、永久磁石10が、或る磁極25の位置から次の磁極25(必ずしも隣接する磁極25である必要はない)の位置まで移動する場合には、加速領域及び減速領域を繰り返し、磁極の位置Xiでは加速度aiを有して、搬送容器が搬送されることがわかる。
加速度aiは、搬送容器の搬送速度viの差分値(微分値)であるため、ノイズなどの影響を受け易く、誤差が大きくなり易い。
そこで、例えば、所定区間(磁極の位置X1から磁極の位置XN)における平均搬送速度や平均加速度を演算することが好ましい。実施例1では、特に、所定区間(磁極の位置X1から磁極の位置XN)の平均加速度を(vN-v1)/(tN―t1)とする。
つまり、実施例1では、演算部40は、所定区間における平均搬送速度や平均加速度を演算し、この平均搬送速度や平均加速度に基づいて、搬送装置1や搬送容器の異常を検出する。特に、演算部40は、所定区間における平均加速度を演算し、平均加速度に基づいて、搬送平面の表面状態を検出する。
また、例えば、一定電流によって搬送容器を搬送する場合、所定区間(複数の磁極25分の所定区間)において、搬送容器の推力が、平均的に概略一定であれば、ニュートンの運動方程式から、その所定区間(磁極の位置X1から磁極の位置XN)の平均加速度(vN-v1)/(tN―t1)は、搬送容器に加わる力Fを搬送容器の質量mで割った値(F÷m)に比例する。
これにより、搬送容器の搬送速度(磁極25間の距離(磁極25の位置)や磁極25間の搬送時間(磁極25の時刻))を評価することによって、搬送容器に加わる力Fや搬送容器の質量mに関する情報も取得することができる。
このように実施例1に記載する搬送装置1は、永久磁石10を具備する搬送容器をその上方で搬送する搬送平面と、搬送容器(永久磁石10)の搬送平面上の位置を検出する位置検出部30と、搬送平面の下方に配置され、コア22とコイル21とを具備する磁極25と、磁極25(コイル21)に電圧を印加する駆動部50と、駆動部50を制御する演算部40と、を有し、演算部40は、搬送容器(永久磁石10)の搬送平面上の位置と、その位置を通過する時刻とに基づいて、搬送容器の搬送速度を演算し、演算される搬送容器の搬送速度に基づいて、搬送平面の表面状態及び/又は搬送容器の状態を検出することを特徴とする。
これにより、実施例1に記載する搬送装置1は、搬送装置1や搬送容器の状態の変化に起因する搬送装置1や搬送容器の異常を検出し、高い搬送性能を維持することができる。
このように、実施例1では、搬送容器の搬送速度を使用し、搬送平面の表面状態や搬送容器の状態を検出することによって、早期に、搬送平面の表面状態や搬送容器の状態を検出することができる。
次に、実施例2に記載する搬送装置1において、搬送平面上を搬送する搬送容器の搬送経路を模式的に説明する。
図6は、実施例2に記載する搬送装置1において、搬送平面上を搬送する搬送容器の搬送経路を模式的に説明する説明図である。
搬送容器に加わる力において、搬送平面と搬送容器の搬送面との間の摩擦力は、搬送平面の表面状態を反映し、搬送平面上の場所によって相違する。
そこで、例えば、搬送平面上のA地点、B地点、C地点の平均搬送速度を比較することによって、搬送平面の表面上の場所による依存性を検出することができる。
つまり、搬送平面の表面上の場所による依存性の検出は、検査すべき搬送容器を、搬送平面上を移動させること(特定の動作モード)によって、実行する。この際、搬送平面の辺に沿って、順番に、搬送平面上の各地点において、実行することが好ましい。これは、基準となる搬送容器の搬送速度を、把握する場合も同様である。つまり、搬送平面上の各地点において、搬送容器の搬送速度を演算することになる。
つまり、搬送容器の質量や形状が異なる場合には、同一の搬送経路であっても、搬送容器の搬送速度が変化する。このため、実施例2では、基準となる搬送容器の質量(同一の形状)である検査用の搬送容器を使用し、搬送平面の表面上の場所による依存性を検出する。
また、永久磁石10の磁力や搬送容器の搬送面の状態が異なる場合にも、同一の搬送経路であっても、搬送容器の搬送速度が変化する。このため、実施例2では、基準となる永久磁石10の磁力や搬送容器の搬送面の状態が把握される検査用の搬送容器を使用し、搬送平面の表面上の場所による依存性を検出する。
つまり、検査用の搬送容器は、基準となる搬送容器の質量(同一の形状)であって、基準となる永久磁石10の磁力や搬送容器の搬送面の状態が把握されるものである。
このように、実施例2では、基準となる、搬送容器の質量(同一の形状)であって、基準となる永久磁石10の磁力、搬送容器の搬送面の状態、搬送平面の表面状態を把握し、基準となる搬送容器の搬送速度を予め把握する。
そして、把握される搬送容器の搬送速度(基準となる搬送容器の搬送速度)と、検査用の搬送容器を使用し、搬送平面上の各地点において、演算される搬送容器の搬送速度と、を比較し、この搬送速度の差が、所定の範囲に入らない場合には、搬送装置(例えば、搬送平面)1に異常があると検出する。これにより、搬送平面の表面上の場所による依存性を検出することができる。
なお、搬送容器の質量や形状、永久磁石10の磁力や搬送容器の搬送面の状態が未知の場合には、つまり、基準となる検査用の搬送容器が使用できない場合には、検査すべき搬送容器を、搬送平面上を移動させ、搬送平面上の各地点において、搬送容器の搬送速度を演算する。そして、異なる複数の搬送容器を使用し、それぞれ搬送容器の搬送速度を演算する。そして、搬送平面上における典型的な値(例えば、平均値や中央値)を使用し、相対値に規格化し、搬送平面の表面上の場所による依存性を検出する。
また、特に、搬送容器の質量が未知の場合には、後述する異なる複数の搬送容器の質量差(実施例4参照)を使用することによって、異なる複数の搬送容器の質量を使用し、相対値に規格化し、搬送平面の表面上の場所による依存性を検出することもできる。
このように実施例2に記載する搬送装置1は、特に、搬送容器の質量や形状、永久磁石10の磁力や搬送容器の搬送面の状態を予め把握することができる検査用の搬送容器を使用し、演算部40は、搬送容器(永久磁石10)の搬送平面上の位置と、その位置を通過する時刻とに基づいて、搬送容器の搬送速度を演算し、演算される搬送容器の搬送速度に基づいて、搬送平面の表面状態を検出することを特徴とする。
つまり、搬送平面の表面状態の検出は、一定の質量、同一の形状、基準となる永久磁石(磁性体)10の磁力(新しい搬送容器又は永久磁石(磁性体)10の磁力が把握できている搬送容器)、基準となる搬送面の状態(新しい搬送容器又は搬送面の状態が把握できている搬送容器)の搬送容器を使用して実行する。
これにより、実施例2に記載する搬送装置1は、搬送装置1の搬送平面の表面状態の変化に起因する搬送装置1の異常を検出し、高い搬送性能を維持することができる。
このように、実施例2では、搬送容器の搬送速度を使用し、搬送平面の表面状態を検出することによって、早期に、搬送平面の表面状態を検出することができる。
次に、実施例3に記載する搬送装置1において、磁極の位置毎の電流値を、時系列に説明する。
図7は、実施例3に記載する搬送装置1において、磁極の位置毎の電流値を、時系列に説明する説明図である。
実施例3に記載する搬送装置1は、搬送平面上を永久磁石10が移動を開始する際の、位置、電流、電圧、時刻から、搬送平面上の静止摩擦係数(搬送平面と搬送容器の搬送面との間の摩擦力)に相当する搬送平面の表面状態に関する情報を取得する。
実施例3に記載する搬送装置1は、例えば、駆動部50あるいは位置検出部30などから、磁極25(コイル21)に流れる電流(電流値)を検出する。そして、所定の時刻(日時)毎(時系列)の電流を取得する。つまり、所定の時刻に対応する、磁極の位置Xa、磁極の位置Xb、磁極の位置Xc、磁極の位置Xdの電流を取得する。
検出すべき搬送容器(永久磁石10)は、静止摩擦係数を評価するため、特定の動作モードにて、移動される。
具体的には、例えば、二つの磁極25(例えば、磁極位置Xaと磁極位置Xb)の一方(磁極位置Xa)の上方(直上)に、永久磁石10がある場合を想定する。永久磁石10が上方(直上)にない磁極25(磁極位置Xb)に電圧を印加すると、永久磁石10には、その磁極25(磁極位置Xb)に引き寄せられる力が発生し、搬送方向への力(推力)が発生する。
日時(1)や日時(2)の場合は、磁極位置Xaの電流値(0.50A~0.51A)、磁極位置Xbの電流値(0.48A~0.19A)が取得され、電流値(0.48A~0.51A)には、ほぼ変化がない。このため、ほぼ一定の電流にて、永久磁石10は、磁極位置Xaから磁極位置Xbへ、移動していることがわかる。
一方、日時(3)や日時(4)の場合は、磁極位置Xaの電流値(0.50A~0.49A)、磁極位置Xbの電流値(0.90A~0.91A)が取得され、磁極位置Xaから検出される電流よりも、磁極位置Xbから検出される電流が、大きいことがわかる。
これは、磁極位置Xbの磁極25に、一定の電流で励磁して、永久磁石10に発生する、磁極位置Xbの磁極25に引き寄せられる力が変わらなくても、永久磁石10に働く静止摩擦力が増加した結果、搬送方向への力(推力)が小さいことを示すものと推測される。
そこで、実施例3では、磁極位置Xbの磁極25に励磁する電流を、徐々に、大きくし、永久磁石10が移動する電流を取得する。
このように、日時(3)から磁極位置Xbの電流値が大きくなり、電流値が所定の閾値を超えた場合には、アラートにて注意を促すことによって、又は、監視システムに表示することによって、搬送平面の表面状態の変化を、ユーザやシステム管理者に速やかに通知することができる。つまり、この監視システムは表示装置(ユーザインターフェイス)を有し、搬送平面の表面状態の変化を表示する。
そして、永久磁石10が隣接する磁極位置に移動する場合の電流値に基づいて、搬送平面と搬送容器の搬送面との静止摩擦係数を評価することができる。
なお、実施例3では、電流値を使用して説明するが、電流値の代わりに、励磁電流の直流電流値を使用してもよい。また、電流値の代わりに、電圧パルスにて永久磁石10を移動させる場合には、電流実効値、電流瞬間値、電圧パルスのデューティーなどを使用してもよい。
また、例えば、磁極位置Xbの磁極25には一定の電圧を印加し、磁極位置Xbの磁極25に印加する電圧を徐々に大きくする代わりに、磁極位置Xaの磁極25(永久磁石10の直下の磁極25)に、磁極位置Xaの磁極25に対する永久磁石10の反発力が発生するように、電流を流してもよい。
なお、検査用の搬送容器(永久磁石10)を使用することによって、特に、搬送平面の表面状態を評価することができる。また、検査用の搬送容器を使用することによって、搬送容器の個体差の影響を抑制することができる。
検査用の搬送容器は、基準となる搬送容器の質量や形状、基準となる永久磁石10の磁力や搬送容器の搬送面の状態が把握されるものである。なお、基準となる搬送容器とは、例えば、所定の形状であり、検体が無い状態の新しい搬送容器である。
なお、事前に、搬送容器の質量や形状、永久磁石10の磁力や搬送容器の搬送面の状態を把握している場合には、こうした搬送容器の質量や形状、永久磁石10の磁力や搬送容器の搬送面の状態を、規格化することによって、異なる種類の搬送容器を評価することができる。
このように実施例3に記載する搬送装置1は、駆動部50にて、永久磁石10が、磁極25を通過する際の、その磁極25に流れる電流を検出し、搬送平面の表面状態を推定する。その磁極25に流れる電流を取得し、静止摩擦係数を評価することによって、搬送装置1の搬送平面の表面状態の変化に起因する搬送装置1の異常を検出し、高い搬送性能を維持することができる。
次に、実施例4に記載する搬送装置1において、例えば一定電流などの所定の電流によって搬送容器を搬送する場合の、磁極の位置Xi(横軸)と搬送容器の搬送速度vi(縦軸)との関係をグラフに模式的に説明する。
図8は、実施例4に記載する搬送装置1において、例えば一定電流などの所定の電流によって搬送容器を搬送する場合の、磁極の位置Xiと搬送容器の搬送速度viとの関係をグラフに模式的に説明する説明図である。
本実施例では、同一の搬送箇所又は同一の搬送経路において、搬送容器の搬送速度の加速領域を使用し、異なる複数の搬送容器の平均加速度を評価し、異なる複数の搬送容器の質量(比率)を推定する。
具体的には、例えば一定電流などの所定の電流によって搬送容器を搬送する場合、搬送容器に加わる力Fの内、電磁力が大きく、電磁力に対して摩擦力が相対的に無視することができ、永久磁石10が概略同一である場合には、搬送容器の平均加速度(搬送容器の搬送速度vi/時刻ti)は、搬送容器の質量に逆比例する。このように、搬送容器の平均加速度に基づいて、異なる複数の搬送容器の質量を推定することができる。
例えば、図8に示すように、搬送容器Aの位置Xaにおける搬送容器Aの通過時刻tAa、搬送速度VAa、搬送容器Aの位置Xbにおける搬送容器Aの通過時刻tAb、搬送速度VAb、搬送容器Bの位置Xaにおける搬送容器Bの通過時刻tBa、搬送速度VBa、搬送容器Bの位置Xbにおける搬送容器Bの通過時刻tBb、搬送速度VBb、とする。
搬送容器Aの加速領域の平均加速度aAは、(VAb-VAa)/(tAb-tAa)、搬送容器Bの加速領域の平均加速度aBは、(VBb-VBa)/(tBb-tBa)、となる。つまり、異なる2つの搬送容器Aと搬送容器Bとは、搬送容器の搬送速度の差(VAb-VAa)/(tAb-tAa)と(VBb-VBa)/(tBb-tBa)が、相違する。
つまり、例えば一定電流などの所定の電流によって搬送容器を搬送する場合であって、搬送容器の形状、永久磁石10の磁力、搬送容器の搬送面の状態が把握される搬送容器を使用する場合には、また、搬送平面の表面状態が把握される場合には、この搬送容器の搬送速度の差に基づいて、異なる2つの搬送容器Aと搬送容器Bとの質量差(比率)を推定することができる。
なお、実施例4では、搬送容器の搬送速度の加速領域を使用する。これは、異なる2つの搬送容器Aと搬送容器Bとの搬送容器の搬送速度の差が、顕著に表れるためである。この加速領域以外の領域は、搬送容器の速度制御によって、その搬送容器の搬送速度の差が小さくなる。
このように実施例4に記載する搬送装置1は、演算部40は、搬送容器(永久磁石10)の搬送平面上の位置と、搬送容器の搬送速度とに基づいて、異なる複数(実施例4では2つ)の搬送容器の質量差を推定する。これにより、異なる複数の搬送容器の質量差を推定することができ、信頼性の高い搬送装置1の異常の検出を実現することができる。
つまり、演算部40は、異なる複数の搬送容器の所定区間における平均加速度(平均搬送速度)に基づいて、異なる複数の搬送容器の質量を推定する。そして、この所定区間は、搬送容器が加速する加速領域である。
また、この異なる複数の搬送容器の質量差と、搬送容器の位置や搬送容器の搬送速度とに基づき、より信頼性の高い搬送平面の表面状態の推定を実現することができる。
次に、実施例5に記載する搬送装置1における、演算部40の概略構成を説明する。
図9は、実施例5に記載する搬送装置1における、演算部40の概略構成を説明する説明図である。
実施例5に記載する搬送装置1は、電流を検出する電流検出部を有し、この電流検出部にて検出される電流に基づいて、搬送容器の位置を検出する。つまり、電流検出部が検出する電流(位置検出パルスの立上り/立下りの電流の変化量)を検出することによって、搬送容器の位置を検出する。
演算部40は、搬送容器を移動させるために磁極25を励磁するための制御信号と、磁極25の位置を搬送容器が通過する事象を検出する信号を処理する。
演算部40は、永久磁石10が通過する磁極25の位置を推定する位置推定部210、搬送容器の搬送経路を格納する搬送経路格納部211、搬送容器を移動させるために磁極25に印加する電圧パルスを制御するコイル駆動部212、を有する。
位置推定部210は、モータドライバから出力される電流に基づいて、搬送容器の位置を推定し、推定される搬送容器の位置を、コイル駆動部212に出力する。
コイル駆動部212は、推定される搬送容器の位置と、搬送経路格納部211に格納される搬送容器の搬送経路と、に基づいて、搬送方向にある磁極25に電圧パルスを印加する。そして、コイル駆動部212は、搬送容器を移動させるために磁極25に印加する電圧パルスと、搬送容器が通過する磁極25の位置を検出する電圧パルスと、を印加する磁極25を、電圧指令として、演算する。
次に、実施例5に記載する搬送装置1における、搬送容器の位置を検出するためにコイルに印加する電圧波形と対応する電流波形とを説明する。
図10は、実施例5に記載する搬送装置1における、搬送容器の位置を検出するためにコイルに印加する電圧波形と対応する電流波形とを説明する説明図である。
電圧パルス60の大きさ(V)やパルス幅(t)は、磁極25に、どの程度の電圧を印加するかによって決定される。そして、搬送容器の永久磁石10が磁極25に接近すると、磁極25の磁気飽和によって、電流波形70aから電流波形70bに変化する。
このように実施例5に記載する搬送装置1は、永久磁石(磁性体)10を具備する搬送容器をその上方で搬送する搬送平面と、搬送平面の下方に配置され、コア22とコイル21とを具備する磁極25と、磁極25に電圧(特に、電圧パルス)を印加する駆動部50と、駆動部50を制御する演算部40と、を有する。
そして、駆動部50は、磁極25に流れる電流(特に、電流波形)を検出する。演算部40は、検出される電流に基づいて、搬送容器の搬送平面上の位置を検出し、搬送容器の搬送平面上の位置と位置を通過する時刻とに基づいて、搬送容器の搬送速度を演算し、演算される搬送容器の搬送速度に基づいて、搬送平面の表面状態を検出する。
また、駆動部50は、磁極25のコイルに接続される抵抗に流れる電流を検出する。
なお、搬送平面の表面状態の検出は、検査用の搬送容器を使用して実行することが好ましい。
つまり、搬送容器の位置に応じて、電流(特に、電流波形)が変化するため、この電流の変化を使用して、搬送容器の位置を推定することができる。例えば、電流波形70aと電流波形70bとの位置検出パルスの立上り/立下りの電流の変化量を、検出することによって、搬送容器を搬送しつつ、搬送容器の位置を推定することができる。
このように、実施例5によれば、磁極25に位置検出部30を配置することなく、搬送容器の位置を推定することができる。また搬送容器の搬送平面上の位置と位置を通過する時刻とに基づいて、搬送容器の搬送速度を演算し、演算される搬送容器の搬送速度に基づいて、搬送平面の表面状態を検出することができる。
次に、搬送容器の質量や形状、永久磁石10の磁力や搬送容器の搬送面の状態が、既知の搬送容器を使用し、搬送装置(例えば、搬送平面)1に異常があると検出する。
つまり、既知の搬送容器の質量(既知の形状)であって、既知の永久磁石10の磁力、既知の搬送容器の搬送面の状態、既知の搬送平面の表面状態における搬送容器の搬送速度(既知の搬送容器の搬送速度)を予め把握し、把握される搬送容器の搬送速度(既知の搬送容器の搬送速度)と演算される搬送容器の搬送速度とを比較し、この搬送速度の差が、所定の範囲に入らない場合には、搬送装置(例えば、搬送平面)1に異常があると検出する。
ここで、演算される搬送容器の搬送速度とは、例えば、既知の搬送容器を使用して、この既知の搬送容器を、搬送平面上を移動させ、演算する場合(1)と、既知の搬送平面の表面状態を有する搬送平面を使用して、検査すべき搬送容器を、この搬送平面上を移動させ、演算する場合(2)と、がある。
また、既知の搬送容器を使用し、事前に、この既知の搬送容器を、検査すべき搬送平面上を移動させ、この既知の搬送容器が、この搬送平面を移動する際の、位置、電流、電圧、時刻を収集し、参照値として使用することよって、搬送平面の表面状態を、絶対値として、評価することができる。
なお、この参照値は、ベンダーが事前に設定してもよいし、校正モードによって、ユーザやシステム管理者が設定してもよい。
また、複数の検査用の搬送容器を使用することによって、異常を検出する処理を、高速化することができる。
なお、既知の搬送容器とは、例えば、所定の形状であり、検体が無い状態の質量が既知の搬送容器である。また、既知の搬送容器の搬送速度とは、こうした既知の搬送容器を使用し、既知の搬送平面の表面状態における搬送容器の搬送速度である。
これにより、実施例6に記載する搬送装置1は、搬送装置1の搬送平面の表面状態の変化に起因する搬送装置1の異常を検出し、高い搬送性能を維持することができる。このように、実施例6では、搬送容器の搬送速度を使用し、搬送平面の表面状態を検出することによって、早期に、搬送平面の表面状態を検出することができる。
次に、実施例7に記載する搬送装置1において、搬送容器の搬送情報(位置、電圧・電流、搬送時間など)を収集し、搬送平面の表面状態や搬送容器の質量などの監視を実行するシステムの概略構成を説明する。
図11は、実施例7に記載する搬送装置1において、搬送容器の搬送情報(位置、電圧・電流、搬送時間など)を収集し、搬送平面の表面状態や搬送容器の質量などの監視を実行するシステムの概略構成を説明する説明図である。
実施例7に記載する搬送装置1は、複数個の搬送装置1が組み合わされ、検体分析システムとして、使用される。この検体分析システムの稼動中、搬送容器の搬送情報(位置、電圧・電流、搬送時間など)は、これら複数個の搬送装置1から、搬送装置制御用のサーバに収集される。
そして、搬送容器の搬送情報(位置、電圧・電流、搬送時間など)を収集し、搬送平面の表面状態や搬送容器の質量などの監視を実行する。
つまり、位置は、制御情報から取得、又は、位置検出部30や電圧パルスと対応する電流波形などによって検出される。電圧・電流は、制御情報から推定、又は、電圧や電流のセンサから取得される。搬送時間(時刻)は、センサから取得、又は、電流波形から推定される。
このように、搬送平面の表面状態や搬送容器の質量などを監視し、搬送表面の表面状態や搬送容器の質量の変化による制御不具合(例えば、搬送表面や搬送容器の搬送面の表面粗さの増加、静止摩擦係数の増加、損傷、ほこりの付着、汚れや劣化)を、早期に、検出することができる。そして、アラートにて注意を促すことによって、又は、監視システムに表示することによって、搬送平面の表面状態や搬送容器の質量の変化を、ユーザやシステム管理者に速やかに通知することができる。これにより、信頼性の高い搬送装置を提供することができる。
また、サーバは、クラウドなどのデータセンターに存在するデータベースに、これら搬送容器の搬送情報を集約し、検出分析システムに活用する。
つまり、データベースには、磁極25に流れる電流、磁極25に印加する電圧、搬送容器の搬送平面上の位置、この位置を通過する時刻、搬送容器の搬送速度、及び、搬送平面の表面状態、搬送時間などが、格納される。そして、これらはデータベースに、通信機能を有する通信装置にて、送信されることが好ましい。
また、サーバは、実施例2に記載するような、搬送平面の表面上の場所による依存性を取得する。また、サーバは、実施例3に記載するような、永久磁石10が搬送平面を移動する際の、位置、電流、電圧、時刻から、搬送平面上の静止摩擦係数に相当する搬送平面の表面状態に関する情報を取得する。そして、特に、磁極25に流れる所定の時刻毎の電流を取得する。
これにより、搬送平面の表面状態や搬送容器の質量などを監視し、制御不具合を、早期に、自動的に、検体分析システムの稼動中に、検出することができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されない。また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の一部を、追加、削除、置換をすることも可能である。
1…搬送装置、10…永久磁石、21…コイル、22…コア、25、25a、25b、25c、25d…磁極、30…位置検出部、40…演算部、50…駆動部、60…電圧パルス、70a、70b…電流波形、210…位置推定部、211…搬送経路格納部、212…コイル駆動部。
Claims (14)
- 磁性体を具備する搬送容器をその上方で搬送する搬送平面と、前記搬送容器の搬送平面上の位置を検出する位置検出部と、前記搬送平面の下方に配置され、コアとコイルとを具備する磁極と、前記磁極に電圧を印加する駆動部と、前記駆動部を制御する演算部と、を有し、
前記演算部は、前記搬送容器の搬送平面上の位置と前記位置を通過する時刻とに基づいて、前記搬送容器の搬送速度を演算し、演算される前記搬送容器の搬送速度に基づいて、前記搬送平面の表面状態を検出することを特徴とする搬送装置。 - 前記位置検出部は、磁極毎に配置され、前記磁性体が前記磁極を通過又は到達する時刻を、前記演算部に伝えることを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。
- 前記演算部は、前記磁極の位置と前記時刻とを記録し、前記位置と前記時刻とに基づいて、前記搬送容器の搬送速度を演算することを特徴とする請求項2に記載の搬送装置。
- 前記演算部は、所定区間における平均加速度を演算し、前記平均加速度に基づいて、前記搬送平面の表面状態を検出することを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。
- 搬送平面の表面状態の検出は、一定の質量、同一の形状、基準となる磁性体の磁力、基準となる搬送面の状態の搬送容器を使用して実行することを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。
- 搬送平面の表面状態の変化を表示する監視システムを有することを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。
- 前記演算部は、異なる搬送容器の所定区間における平均加速度に基づいて、異なる搬送容器の質量を推定することを特徴とする請求項4に記載の搬送装置。
- 前記所定区間は、搬送容器が加速する加速領域であることを特徴とする請求項7に記載の搬送装置。
- 磁性体を具備する搬送容器をその上方で搬送する搬送平面と、前記搬送平面の下方に配置され、コアとコイルとを具備する磁極と、前記磁極に電圧を印加する駆動部と、前記駆動部を制御する演算部と、を有し、
前記駆動部は、前記磁極に流れる電流を検出し、
前記演算部は、検出される電流に基づいて、前記搬送容器の搬送平面上の位置を検出し、前記搬送容器の搬送平面上の位置と前記位置を通過する時刻とに基づいて、前記搬送容器の搬送速度を演算し、演算される前記搬送容器の搬送速度に基づいて、前記搬送平面の表面状態を検出することを特徴とする搬送装置。 - 前記駆動部は、前記コイルに接続される抵抗に流れる電流を検出することを特徴とする請求項9に記載の搬送装置。
- 前記駆動部が前記磁極に印加する電圧は、電圧パルスであり、前記駆動部が検出する電流は、電流波形であることを特徴とする請求項9に記載の搬送装置。
- 搬送平面の表面状態の検出は、検査用の搬送容器を使用して実行することを特徴とする請求項9に記載の搬送装置。
- 前記磁極に流れる電流、前記磁極に印加する電圧、前記搬送容器の搬送平面上の位置、前記位置を通過する時刻、前記搬送容器の搬送速度、及び、搬送平面の表面状態を格納するデータベースを有することを特徴とする請求項9に記載の搬送装置。
- 前記磁極に流れる電流、前記磁極に印加する電圧、前記搬送容器の搬送平面上の位置、前記位置を通過する時刻、前記搬送容器の搬送速度、及び、搬送平面の表面状態を、前記データベースに、通信機能を有する通信装置にて送信することを特徴とする請求項13に記載の搬送装置。
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