检体传送装置、检体分析系统、检体预处理系统

技术领域

本发明涉及一种传送用于容纳检体的检体容器的检体传送装置。

背景技术

例如，用于分析血液、尿液等生物试料(检体)的检体分析系统，具备检体传送装置，该检体传送装置用于传送容纳了检体的检体容器。近年来，为了提高检体分析系统的分析处理的能力，希望进行检体的高速传送、大量同时传送以及朝多个方向的传送。专利文献1和专利文献2记载了实现这种传送的技术的一个示例。

专利文献1以“提供了一种具有非常灵活且具有高传送性能的实验室试料配送系统和对应的动作方法。”作为课题，记载了“实验室试料配送系统100包括：容器载体，该容器载体是若干个容器载体1，各个容器载体具有至少一个磁活性器件，优选为具有至少一个永磁体，且该容器载体适合于传送试料容器3；传送平面4，该传送平面4适合于运送容器载体1；以及多个电磁致动器，该多个电磁致动器静止地配置在传送平面4的下方，且适合于通过向容器载体1施加磁力从而使容器载体1在传送平面4上移动。”这样一种技术(参照摘要)。

专利文献2以“提供一种可靠性较高、小型且重量轻的传送装置”作为课题，记载了“包括：被传送物，该被该传送物具有至少一个以上永磁体10；磁极25，该磁极25具有由第二磁性体形成的芯体22以及卷绕在芯体22的外周上的绕组21；驱动电路50，该驱动电路50用于向磁极25的绕组21提供电流；电流检测部30，该电流检测部30用于检测流过绕组21的电流值；以及运算部40，该运算部40用于基于由电流检测部30检测的电流值，来推定永磁体10的位置，并基于推定出的永磁体10的位置信息控制从驱动电路50提供给绕组21的电流值”这样一种技术(参照摘要)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2017-077971号公报

专利文献2：日本专利特开2020-106354号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在使用了专利文献1记载的电磁致动器或专利文献2记载的具有绕组的磁极的传送方式中，通过对检体支架施加规定推力，从而将检体支架传送到规定的位置。作为向检体支架施加推力的单元，例如使用向作为磁极的绕组施加电压并使电流流过的方式。

若电流流过绕组，则由于焦耳损耗，绕组自身会发热。由于绕组发热会导致绕组的导体电阻增加，因此即使施加了使所期望的电流流过绕组所需的规定电压，流过绕组的电流也会低于所期望的电流值。如果流过绕组的电流下降，则无法充分地获得传送容器载体的推力，认为有可能发生在传送途中容器载体停止，或者容器载体无法传送到目的地点这样的现象，有可能无法实现作为传送装置的功能/性能。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种检体传送装置，即使在由于绕组发热导致导体电阻变化的情况下，也能保持检体容器的传送推力。

用于解决技术问题的技术手段

本发明的检体传送装置计算由于电流流过绕组时所述绕组的导体电阻上升导致所述电流从设定电流值减小的减小量，使用所述计算出的所述减小量来变更所述电流的电流值。

发明效果

根据本发明的检体传送装置，即使在由于绕组发热导致导体电阻变化的情况下，也能保持检体容器的传送推力。上述以外的问题、结构以及效果通过以下实施方式的说明变得更为明确。

附图说明

图1是示出了实施方式1的检体传送装置100的结构图。

图2是检体传送装置100的局部放大图。

图3接着图2示出了磁性体103移动到位置P’时的情况。

图4示出表示在磁性体103位于图2的位置P时的电流值和推力之间的关系的电流值-推力波形401a。

图5示出表示在磁性体103位于图3的位置P’时的电流值和推力之间的关系的电流值-推力波形401b。

图6示出流过绕组106的电流值和磁极107的温度的时间变化的一个示例。

图7是说明检测磁极107的温度的处理和改变流过磁极107的电流的处理的流程图。

图8是针对绕组106的每个初始温度示出由于向绕组106提供电流而导致的绕组106的温度上升的曲线图。

图9是说明推定绕组106的初始温度的方法的图。

图10是表示实施方式4的检体分析系统1000的结构的俯视图。

具体实施方式

＜实施方式1＞

图1是本发明的实施方式1的检体传送装置100的结构图。架设有收纳了检体的检体容器101的多个托架102被设置在检体传送装置100中。磁性体103被设置在各个托架102的底表面部分上。磁性体103由例如铷、铁氧体等永磁体构成，但也可以由其它磁体和软磁体构成，还可以将它们适当组合来构成。尽管磁性体103不需要设置在托架102的下表面上，但是从本发明的传送方法中的传送力所涉及的范围来看，优选为设置在下表面上。

托架102在传送面104上以滑动的方式移动。为了生成该搬运力，在搬运面104的下部设有多个磁极107，该磁极107由圆柱状的芯体105和卷绕在该芯体105的外周的绕组106构成。磁极107连接到驱动部108，该驱动部108通过对磁极107施加规定电压而使绕组106中流过规定电流。在本实施方式1中，驱动部108同样连接到为了图示方便而省略的其它磁极107。

被驱动部108施加电压的磁极107作为电磁体工作，吸引位于搬运面104上的托架102所具有的磁性体103。在通过磁极107吸引了托架102之后，从驱动部108停止向磁极107施加电压，与上述同样地从驱动部108对与磁极107相邻的不同的磁极施加电压，从而将托架102所具有的磁性体103吸引到相邻的磁极。通过对所有相邻磁极107重复该步骤，托架102在传送面104上移动，即，将收纳在被设置有磁性体103的托架102所保持的检体容器101内的检体传送到目的地。

在搬运过程中的流过磁极107的绕组106的电流被电流检测部109检测出。

通过电流检测部109检测在向绕组106提供电流时流过的电流值。电流检测部109所检测到的流过绕组106的电流被发送到运算部110并进行数值化处理。在本实施方式1中，优选为，在存在多个不同的托架102的情况下，当多个托架102中的每一个停止在相同区域内时，电流检测部109检测电流值。然而，可以在传送过程中检测电流。优选为，即使在传送过程中，当不同的托架102中的每一个存在于相同区域内时，也检测电流值。确定在同一范围内的手段可以使用霍尔元件等公知手段或各种手段。

运算部110使用托架102的位置信息、速度信息、重量信息等各种信息，运算流过各个绕组106的电流，并降用于指示该电流值的指令信号输出到各个驱动部108。驱动部108根据该指令信号将电压施加到对应的绕组106。运算部110还基于电流检测部109所检测到的流过绕组106的电流值来推定磁极107的温度。运算部110可以通过使用安装了该功能的电路设备等硬件来构成，也可以通过处理器等的运算装置来执行实现了该功能的软件来构成。

存储部111由存储运算部110所使用的数据的存储装置来构成。例如，可以存储后述的图4～图6所示的数据。关于数据及其使用方法的详细内容将在后面叙述。

图2是检体传送装置100的局部放大图。在图2中，磁性体103位于位置P。即使在没有向绕组106a施加电压的非励磁状态下，力(以下称为吸力)也在磁性体103和磁极107a彼此吸引的方向上起作用。此时，吸力也从磁极107b作用于磁性体103，但是与来自磁极107a的吸力相比非常弱，因此作用于磁性体103的吸力中来自磁极107a的吸力占主导地位。因此，当向绕组106b施加电压时，在磁性体103中产生朝向磁极107b的推力，但是只要不产生超过作用于磁性体103和磁极107a之间的吸力的力，磁性体103就无法在传送面104上朝磁极107b的方向移动。为了在传送面104上使磁性体103朝磁极107b的方向移动，需要使超过作用于磁性体103和磁极107a之间的吸力的力作为对磁极107b的推力起作用。具体地，需要提高流过绕组106b的电流值，直到磁性体103开始在传送面104上朝磁极107b的方向移动。

图3接着图2示出了磁性体103移动到位置P’时的情况。位置P’在磁极107a和磁极107b之间。在磁性体103位于位置P’时，根据磁极107a和位置P’之间的距离以及磁极107b和位置P’之间的距离，吸力从磁极107a和磁极107b两者作用于磁性体103。此时，作用于磁性体103的来自磁极107a的吸力与在位置P的吸力相比较弱，并且来自磁极107b的吸力也作用于磁性体103，因此，与图2相比，即使流过绕组106b的电流值较低，也能使磁性性体103在传送面104上朝磁极107b的方向移动。

图4示出表示在磁性体103位于图2的位置P时的电流值和推力之间的关系的电流值-推力波形401a。电流值是流过绕组106b的电流值。推力是用于使磁性体103在传送面104上朝磁极107b的方向移动的推力。

在没有向绕组106b施加电压的非励磁状态下，吸力作用于磁性体103和磁极107a之间，因此，为了使托架102被磁极107b吸引，并且产生使托架102在传送面104上朝磁极107b的方向开始移动的推力F，需要使电流流过磁极107b，直到达到电流值I为止。通过使电流值I以上的电流流过磁极107b，托架102在传送面104上朝磁极107b的方向移动，之后，电流值和推力具有大致成比例的关系，施加在托架102上的推力随着电流值的上升而增大。在使电流值I以下的电流流过磁极107b时，施加在托架102上的推力无法超过磁性体103和磁极107a之间的吸力，托架102无法在传送面104上移动。

电流值I获取根据磁极107的材质、磁性体103和磁极107之间的距离等而变动的值。推力F获取根据托架102和磁极107的材质和形状、传送面104的材质等而变动的值。

图5示出表示在磁性体103位于图3的位置P’时的电流值和推力之间的关系的电流值-推力波形401b。在非励磁状态下，吸力从磁极107a和磁极107b双方作用于磁性体103。此时，作用于磁性体103的来自磁极107a的吸力与在位置P的情况相比较小，因此，通过产生比图4中所示的推力F更小的力即推力F’，能使设置在托架102上的磁性体103朝磁极107b的方向移动。即，能通过使比图4中所示的电流值I更小的电流值I’流过磁极107b，来产生推力F’。

图6示出流过绕组106的电流值和磁极107的温度的时间变化的一个示例。电流值-时间波形601是表示当将某个特定的电压施加到绕组106时流过绕组106的电流值的时间变化的波形。温度-时间波形602是表示当将某个特定的电压施加到绕组106时磁极107的温度的时间变化的波形。

在对绕组106继续施加某个特定的电压时，由于焦耳损耗导致磁极107的绕组106发热，因此磁极107的温度随时间上升，并且持续上升直到取决于绕组106和磁极107的材质和电阻值等的一定程度的温度为止。因此，成为温度-时间波形602那样的波形。

绕组106的导体电阻随着温度上升而增加。由此，在将某个特定的电压持续施加到绕组106的情况下，随着磁极107的温度上升，流过磁极107的绕组106的电流值随着时间而降低，因而成为电流值-时间波形601那样的波形。

为了将收纳在检体容器101内的检体传送到目的地，即使在如图6那样电流值降低的情况下，也需要使电流值I或超过电流值I’的电流值流过绕组106。

图6还示出了在向绕组106施加某个特定的电压时的流过绕组106的电流值与磁极107的温度之间的关系。作为一个示例，在流过绕组106的电流值为Is时，能推定此时的磁极107的温度为Ts。由此，通过针对每个特定电压或流过绕组106的假设的电流值，将图6所示的流过绕组106的电流值和磁极107的温度之间的关系存储在图1所示的存储部111中，从而能根据电流检测部109检测到的电流值来推定磁极107的温度。

图7是说明检测磁极107的温度的处理和改变流过磁极107的电流的处理的流程图。通过运算部110实施本流程。以下说明图7的各步骤。

(图7：步骤S701～S702)

若开始传送用于保持检测容器101的托架102，则开始本流程图(S701)。在检体传送动作中，电流检测部109将托架102传送到用于检测流过绕组106的电流的磁极107的上部(S702)。

(图7：步骤S703)

驱动部108将规定的电压施加到磁极107。这里所谓的规定电压是提供产生为了使托架102在传送面104上移动所需的推力的电流的电压，并且不考虑绕组106的导体电阻上升的情况。

(图7：步骤S704)

运算部110推定流过绕组106的电流随时间减小量。作为推定方法可以使用以下任意一种。

(图7：步骤S704：推定方法之一)

即使在驱动部108开始向绕组106提供电流之后，电流检测部109也持续地检测流过绕组106的电流。运算部110根据在步骤S703中提供给绕组106的设定电流值与在本步骤时刻电流检测部109所检测到的电流值之间的差分来获取绕组电流的减小量。在这种情况下，由于可以使用检测值本身，因此能够准确地获得减小量。

(图7：步骤S704：推定方法之二)

将描述了向绕组106提供电流的时间与绕组106的电流值的随时间变化之间的关系的数据(图6中的标号601)预先存储在存储部111中。可以对于提供给绕组106的每个设定电流值，存储同样的数据，并使用与设定电流值对应的数据。运算部110通过使用从步骤S703到本步骤的经过时间并参照该数据，来推定流过绕组106的电流的随时间减小量。

(图7：步骤S704：推定方法之三)

将描述了向绕组106提供电流的时间与绕组106的温度上升之间的关系的数据(图6中的标号602)预先存储在存储部111中。绕组106的初始温度例如可以假设为标准的室温(例如：20℃)，也可以对绕组106的每个初始温度设置相同的数据，通过温度计等测量绕组106的温度来确定对应的数据。运算部110通过使用从步骤S703到本步骤的经过时间并参照该数据，来推定绕组106的从初始温度开始的温度上升量。此外，将描述了绕组106的从初始温度开始的温度上升量与绕组106的电流值的随时间变化之间的关系的数据(图6中的标号601)预先存储在存储部111中。运算部110通过使用推定出的绕组温度并参照该数据，来推定流过绕组106的电流的随时间减小量。

(图7：步骤S705)

存储部111存储描述了流过绕组106的电流值与通过该电流值获得的推力之间的关系的数据(图4至图5所例示的数据)。该数据还描述了实施托架102的规定的移动动作所需的推力。例如，对于每个移动动作的内容(移动方向、移动速度、加速度等)，描述了必要的推力。运算部110使用通过从设定电流值减去在步骤S704中推定出的绕组电流的减小量而获得的值并参照该数据，从而获得根据当前的绕组电流值获得的推力。运算部110一并判断根据当前的绕组电流值获得的推力是否达到实施期望的移动动作所需的推力。在获得所需的推力的情况下，前进至S707，在没有获得所需的推力的情况下，前进至S706。

(图7：步骤S706)

运算部110对驱动部108进行指示，使得将对绕组106施加的电压或流过绕组106的电流值提高一个等级。具体地，进行将施加到绕组106上的规定电压提高5V，或者将流过绕组106的电流值提高10mA等指示。在本步骤之后，返回到S703，重复同样的处理。

(图7：步骤S707)

运算部110对驱动部108进行指示，使得继续施加在步骤S703中施加的电压，直到托架102移动到下一个磁极107附近为止。

＜实施方式2＞

在实施方式1中，对即使在随着绕组106的温度上升而使流过绕组106的电流随时间减小的情况下，也能够获得所希望的推力的方法进行了说明。在本发明的实施方式2中，对推定绕组106的温度自身的方法进行说明。推定绕组106的温度具有间接检测推力减小的意义。另外，根据实施方式1，为了确保推力，有时会持续提高绕组电流，因此绕组温度也会持续上升，因此，为了避免极端的温度上升，对其进行监视具有意义。

图8是针对绕组106的每个初始温度示出由于向绕组106提供电流而导致的绕组106的温度上升的曲线图。绕组电流和绕组温度根据经过时间收敛到某个值。然而，由于绕组温度的时间上升率根据绕组106的初始温度而不同，因此即使提供给绕组106的初始电流值相同，也可以认为电流值的时间减小率根据初始温度而不同。因此，针对绕组106的每个初始温度将与图6相同的数据预先存储到存储部111中，通过参照与绕组106的初始温度相对应的数据，能够获得与经过时间相对应的绕组温度的推定值。

图9是说明推定绕组106的初始温度的方法的图。为了使用图8所示的数据推定绕组106的温度，需要测定绕组106的初始温度。因为需要参照与初始温度相对应的曲线。若为了测定绕组106的温度而使用温度测定元件，则装置成本上升。因此，通过测定多个绕组106中的每一个的电流值来代替使用温度测定元件，从而推定绕组106的初始温度。

绕组电流和绕组温度根据经过时间收敛到某个值。然而，即使绕组106的初始温度相同，根据提供给绕组106的初始电流值，绕组温度的时间上升率也不同。因此，对于绕组106的每个初始电流值，将与图6相同的数据预先存储到存储部111中，并且将彼此不同的初始电流值提供给多个绕组106。通过参照对应于绕组106的初始电流值的数据，能获得与经过时间相对应的绕组温度的推定值。如果与各个绕组相对应的数据在时刻0收敛至相同的初始温度，则可以推定为该初始温度是绕组106的初始温度。

在与各个绕组对应的数据中的至少两个以上收敛于彼此不同的初始温度的情况下，例如可以通过重新测定电流值来重复同样的处理。在能够确认与各个绕组相对应的数据在时刻0收敛到相同的初始温度的时刻，判断为该初始温度是绕组106的初始温度。

在利用图9推定绕组106的初始温度的方法中，在利用与各绕组相对应的数据而推定出的初始温度仅略有不同(两者之间的差分小于阈值)的情况下，可以将这些中间温度近似地采用作绕组106的初始温度。

在利用图8推定绕组106的温度的情况下，可以通过使用向绕组106提供电流的时间和电流值来确定对应的数据，来代替设置温度测定元件。这种情况下，只要对提供电流的时间进行计数来代替温度测定元件即可，从装置成本的观点来看是有利的。在利用图9推定绕组106的初始温度的情况下，在针对每个初始温度设置与图9相同的数据的情况下，也同样地可以使用向绕组106提供电流的时间来确定对应的数据。

绕组106的初始温度被认为大致等于设置检体传送装置100的环境的室温。因此，例如，也能够通过利用上述方法推定当启动检体传送装置100时的启动流程中绕组106的初始温度来推定其室温。

＜实施方式3＞

在上述实施方式中，已经描述了当传送对收纳有检体的检体容器101进行保持的托架102时推定流过绕组106的电流的减小量，但是不一定需要使用保持检体容器101的托架102来推定电流减小量。也可以使用流过没有传送托架102的绕组106的电流来推定同样的减小量。

例如，能够通过使用在托架102的传送动作之前或在传送托架102的过程中暂时未使用的磁极107，从驱动部108对磁极107的绕组106施加试验电压(或者流过试验电流)，来推定绕组电流的减小量。

＜实施方式4＞

图10是表示本发明的实施方式4的检体分析系统1000的结构的俯视图。在图10中，检体分析系统1000是用于自动分析血液、尿液等检体的成分的系统。检体分析系统1000的主要构成要素是检体投入部1001、检体收纳部1002、离心处理部1003、开栓处理部1004、子检体容器生成处理部1005、分注处理部1006、闭栓处理部1007、分析处理部1008、检体传送部1009、以及控制部1010。

检体投入部1001是用于将收纳检体的检体容器101投入到检体分析系统1000内的单元。在检体投入部1001内设置有检体识别部、栓体检测部、以及检体支架识别部(为了图示方便均省略)，识别被传送的检体容器101的容器种类、容器的栓体的形状、以及被赋予给架设有检体容器101的托架102上的ID信息，获取确定被传送的检体容器101的信息。检体托架识别部被设置在检体分析系统1000内的各个位置，可以通过各个位置的检体托架识别部确认检体容器101的位置。离心处理部1003是用于对所投入的检体容器101实施离心分离的单元。

开栓处理部1004是用于从投入的检体容器101对栓体进行开栓处理的单元。

子检体容器生成处理部1005是用于准备为了在下一个分注处理部1006中对收纳在所投入的检体容器101中的检体进行分注所需的其他检体容器101、并粘贴条形码等的单元。

分注处理部1006是用于为了由分析处理部1008等对未离心或在离心处理部1003中被离心的检体进行分析、而将检体分装到由子检体容器生成处理部1005所准备的其他检体容器101中的单元。

闭栓处理部1007是用于在对栓体被打开的检体容器101或分装后的检体容器101中对栓体进行闭栓处理的单元。根据用于检体容器101的闭栓的栓体种类，还可以是具有两个以上闭栓处理部1007的检体分析系统1000的结构。

分析处理部1008是用于转移由检体分析系统1000内的各处理部处理后的检体、并对检体的成分进行定性/定量分析的单元。该单元的分析项目没有特别限定，可以采用对生化项目或免疫项目进行分析的公知的自动分析装置的结构。在设置多个分析处理部1008的情况下，各个分析处理部1008可以是相同规格或不同规格，并且没有特别限定。

检体收纳部1002是用于收纳由闭栓处理部1007进行闭栓后的检体容器101的单元。

检体传送部1009是将从检体投入部1001投入的检体容器101或在分注处理部1006中分注的分装后的检体容器101传送到离心处理部1003、分注处理部1006、分析处理部1008等检体分析系统1000内的各部分的机构。检体传送部1009还用于将检体容器101传送至离心处理部1003、分注处理部1006、分析处理部1008等各部分内实施规定动作的各机构部。由此，架设有从检体投入部1001所投入的检体容器101的托架102经由检体传送部1009传送至规定的预处理单元，然后传送至分析处理部1008。检体传送部1009可以通过组合在实施方式1中说明的多个检体传送装置100来构成。

控制部1010是控制检体分析系统1000内的各部分和各部分内的各机构的动作、并且对分析处理部1008所获取的测定数据进行分析的功能部。控制部1010由具有液晶显示器等显示设备、输入设备、存储装置、CPU、存储器等的计算机构成。控制部1010通过与上述各部分和各机构的通信，能够根据托架102的ID信息确认检体在检体分析系统1000内的位置。基于控制部1010内的存储装置中所记录的各种程序来执行控制部1010对各设备的动作的控制。由控制部1010执行的动作的控制处理可以汇总成一个程序，也可以分别分成多个程序，或者可以是这些程序的组合。程序的一部分或全部可以在专用硬件上实现，也可以是模块化的。

本实施方式4中的检体传送装置100可以仅由在实施方式1中说明的检体传送装置100构成，也可以具有将不包括运算部110的检体传送装置100和在实施方式1中说明的检体传送装置100组合后的结构。检体传送部1009可以包括至少一个以上检体传送装置100。

在本实施方式4中，已经说明了检体分析系统1000包括用于检体预处理的检体投入部1001等各种预处理单元的情况，但是该检体分析系统1000可以是不包括用于预处理的各单元的系统(通过检体传送装置100连接了多个分析处理部1008的系统)。本实施方式也可以应用于从检体分析系统1000中省略了分析处理部1008的检体预处理系统中、通过检体传送装置100连接各个单元的结构。

<关于本发明的变形例>

本发明并不限于上述实施例，还包含各种变形例。上述的实施例是为了便于理解地说明本发明而进行的详细说明，本发明并不限定于要包括所说明的所有结构。此外，可以将某个实施例的结构的一部分替换成其他的实施例的结构，还可以在某个实施例的结构中追加其他实施例的结构。此外，对于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的增加、删除、替换。

作为本发明所涉及的检体传送装置100传送的检体的示例，例如，有血液、血浆、血清、尿液或其他体液等的生物试料等，然而，本发明并不限于此，并且本发明可以同样地应用于通过使用了磁力的推力来传送检体容器101的机构。

标号说明

100：检体传送装置

101：检体容器

102：托架(传送容器)

103：磁性体(第一磁性体)

104：传送面

105、105a、105b：芯体(第二磁性体)

106、106a、106b：绕组

107、107a、107b：磁极(磁回路)

108：驱动部

109：电流检测部

110：运算部

1000：检体分析系统

1001：检体投入部

1002：检体收纳部

1003：离心处理部

1004：开栓处理部

1005：子检体容器生成处理部

1006：分注处理部

1007：闭栓处理部

1008：分析处理部

1009：检体传送部

1010：控制部。