(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源であるモータと、該モータによって回転されるロータと、該ロータに揺動可能に設けられる複数のバケットと、該バケット内に収容される試料を保持するための容器と、該容器を前記バケットに対して搬入或いは搬出させるためのロボットハンドを有するハンドリング装置と、該ハンドリング装置などを制御するための制御部とを備えた自動遠心機において、前記バケットの底面プレートの一対の側面に切欠部を設け、該切欠部を前記ロボットハンドによる挟持動作により前記バケットの有無を検出することを特徴とする自動遠心機。
【請求項２】
前記切欠部は、前記バケットの底部プレートに設けられていることを特徴とする請求項１記載の自動遠心機。
【請求項３】
前記バケットの有無は、前記ロボットハンドの移動量を検出する光学系センサからの出力信号を基に前記制御部で判断されることを特徴とする請求項１記載の自動遠心機。
【請求項４】
前記光学系センサは、フォトセンサであることを特徴とする請求項３記載の自動遠心機。
【請求項５】
前記バケットが確認されなかった場合には、アラームを発することを特徴とする請求項３記載の自動遠心機。
【請求項６】
前記アラームは、表示部に表示されるエラーメッセージであることを特徴とする請求項５記載の自動遠心機。
【請求項７】
前記アラームは、ブザーによる警報音であることを特徴とする請求項５記載の自動遠心機。
【請求項８】
前記バケットは、前記容器を収容可能な空間を有する直方体状から成り、その底部プレートから立脚する側板面のうち互いに向かい合う側板面であって且つ長手方向に延びる側板面には、前記ロータに設けた凸部に揺動可能に接触する凹部を有する突出部をそれぞれ設け、また互いに向かい合う他の側板面であって且つ前記底部プレートとの接続部には、前記切欠部をそれぞれ設け、更に該切欠部を設けた側板面の高さが長手方向に延びる側板面の高さより低く形成することを特徴とする請求項１記載の自動遠心機。
【請求項９】
前記バケット内に収容された前記容器の一部が前記切欠部に突出していることを特徴とする請求項８記載の自動遠心機。
【請求項１０】
前記ロボットハンドは、前記切欠部に突出している前記容器の底部側面を挟持することを特徴とする請求項９記載の自動遠心機。
【請求項１１】
前記容器の有無は、前記ロボットハンド内の前記光学系センサからの出力信号を基に前記制御部で判断されることを特徴とする請求項１０記載の自動遠心機。
【請求項１２】
駆動源であるモータと、該モータによって回転されるロータと、該ロータに揺動可能に設けられるのバケットの底面プレートの一対の側板面に切欠部を設け、該バケット内に収容される試料を保持するための容器と、該容器を前記バケットに対して搬入或いは搬出させるためのロボットハンドを有するハンドリング装置と、該ハンドリング装置を制御するための制御部とを備えた自動遠心機において、前記ロボットハンドにより前記バケット内の前記容器の有無を検出する第１工程と、該第１工程で前記容器が確認されなかった場合、前記バケットの切欠部を前記ロボットハンドによる挟持動作により前記バケットの有無を検出する第２工程とを有することを特徴とする自動遠心機。
【請求項１３】
前記第１工程において前記容器が確認された場合、前記容器を搬出する工程を実行し、その後、再び前記第１工程を経て前記第２工程に移行することを特徴とする請求項１２記載の自動遠心機。
【請求項１４】
前記第１工程において前記容器が確認された場合、前記容器を搬出する工程を実行した後、前記ロータを回転させて別の容器に対する前記第１工程を実効することを特徴とする請求項１２記載の自動遠心機。
【請求項１５】
前記ロータは、ステッピングモータにより９０度回転されることを特徴とする請求項１４記載の自動遠心機。
【請求項１６】
前記第２工程において前記バケットが確認されなかった場合、前記バケットの未装着状態を知らせるアラーム工程を実行することを特徴とする請求項１２記載の自動遠心機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットハンドを有するハンドリング装置を備えた自動遠心機に関するものである。また、ハンドリング装置により自動遠心機用バケットの有無を検出するための制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動遠心機は、駆動源であるモータと、モータの回転動力を伝達するシャフトを介して回転されるロータと、ロータの回転により生じる遠心力により揺動し且つロータに設けた凸部（ピン）に対して着脱自在な凹部を有するバケットと、バケット内に収容される試料を保持するための直方体状の容器と、容器である９６穴或いは３８４穴のウエルの形成されたマイクロプレート容器をバケット内に搬入或いはバケット内から搬出するためのハンドリング装置と、ハンドリング装置及びモータなどを制御するための制御部と、上記ロータを収容する回転室（チャンバ）と、回転室の外周に巻配されたパイプ状のエバポレータ内に冷媒を循環供給することによりロータを冷却する冷凍機とを有しており、更に上記ハンドリング装置は、一対のアームをリンクさせたリンクアーム機構と、Ｈ形のベースに互いに平行な２本の案内部材と、案内部材上を独立してそれぞれ摺動する２つのスライダと、スライダの固定されるタイミングベルトを駆動するステッピングモータと、ステッピングモータの駆動によるスライダのスライド動作により位置決め制御されるアームの先端に設けられた一対のロボットハンドとを具備している。また、上記凸部と上記凹部との接触部には、バケットをスムースに揺動させるためのグリースが塗布されている。
【０００３】
上述した自動遠心機の保守作業としては、例えばバケットの腐食，傷，揺動状態（スイング状態）のチェック、或いは回転室の清掃作業などがあるが、これらの作業を行う場合には、ロータに装着されたバケットを回転室から取り出してバケットの外観を目視により入念にチェックしたり、バケットを手で揺動させた時の動きがスムース（滑らか）でない時には、回転室からバケットを取り出して附属のグリースを接触部であるピンに塗布したり、ロータ室の内壁を布などで拭いたりして行われている。このように何れの保守作業もロータからバケットを取り外すことで行われていることから、取り外したバケットを再びロータに取り付ける作業をし忘れてしまう場合がある。そこで、バケット未装着を防ぐために以下に示す方法が用いられていた。
（１）ロータに対して揺動可能に設けたバケット自体の有無を検出するためのセンサを設け、そのセンサからの信号に応じてバケットの有無を判断する検出方法。
（２）ロータにバケットが設けられているものと想定した上で、ロボットハンドで挟持された実際の容器或いは擬似的なダミー容器をバケット内に搬入した後、バケット内に収容されているはずの容器を再びロボットハンドで挟持する動作を実行させ、容器を挟持した時にはバケット有りと判断し、容器を挟持できなかった時にはバケット無しと判断する検出方法。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した（１）の場合には、バケット自体の有無を検出するためのセンサを設ける必要があるため、コスト高になってしまったり、センサを配置するためのスペースを確保しなければならないと共にセンサを組込むための手間を要するために作業性が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
また、上述した（２）の場合には、ロータにバケットが設けられているものと想定した上で、ロボットハンドにより容器をバケット内に搬入しているため、万一、ロータにバケットが設けられていない状態で容器を離してしまうと、容器が回転室の底面まで落下してしまい、この結果、容器が破損してしまったり、試料が回転室内に飛散してしまったりするため、容器の取り出し作業及び回転室内の清掃を行わなければならないため、作業効率が低下してしまうという問題があった。更に破損したラックの取り扱いや生化学的に人体に悪影響を及ぼす可能性のある試料を清掃させることは使用者に対する安全性が十分に確保されていない点で大きな問題である。また、回転室の底面から揺動可能に装着されるバケット位置までの距離があまり離れていない場合において、バケットの未装着により回転室の底面に向かい落下した容器が回転室の底面に倒れることなく直立してしまうと、その容器をロボットハンドが挟持してしまう可能性があるため、バケットが無いにも係らずバケットが有るように誤って判断してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解消し、バケットの有無を確実に検出することにより、使用者の安全性を確保し且つ作業性に優れた自動遠心機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、駆動源であるモータと、モータによって回転されるロータと、ロータに揺動可能に設けられる複数のバケットと、バケット内に収容される試料を保持するための容器と、容器をバケットに対して搬入或いは搬出させるためのロボットハンドを有するハンドリング装置と、ハンドリング装置などを制御するための制御部とを備えた自動遠心機において、ロボットハンドの挟持動作によりバケットの有無を検出することにより達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本実施例におけるロボットハンド６ａを有するハンドリング装置６を備えた自動遠心機１のバケット有無検出方法を図１〜図３を用いて説明する。図１は本実施例におけるロボットハンド６ａを有するハンドリング装置６を備えた自動遠心機１を示す一部縦断側面図、図２は本実施例におけるバケット２を示しており（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図、図３は本実施例における自動遠心機１のバケット有無検出方法を示すフローチャート、図４は本実施例における自動遠心機１の他のバケット有無検出方法を示すフローチャートである。
【０００９】
図１に示す自動遠心機１は、駆動源であるモータ４と、モータ４の回転動力を伝達するシャフト９を介して回転されるロータ３と、ロータ３の回転により生じる遠心力により揺動（スイング）し且つロータ３に設けた凸部（ピン）３ａに対して着脱自在な凹部を有する突出部２３の設けられたバケット２と、バケット２内に収容される試料を保持するための直方体状の容器８と、容器８である９６穴或いは３８４穴のウエルの形成されたマイクロプレート容器をバケット２内に搬入或いはバケット２内から搬出するためのハンドリング装置６（移送装置）と、ハンドリング装置６及びモータ４などを制御するための制御部７と、上記ロータ３を収容する回転室５（チャンバ）と、回転室５の外周に巻配されたパイプ状のエバポレータ１２内に冷媒を循環供給することによりロータ３を冷却する冷凍機１１とを有しており、更に上記ハンドリング装置６は、２つのアーム１３ａ，１３ｂをリンクさせたリンクアーム機構と、Ｈ形のベースに互いに平行な案内部材１４ａ，１４ｂと、案内部材１４ａ，１４ｂ上を独立してそれぞれ摺動するスライダ１５ａ，１５ｂと、スライダ１５ａ，１５ｂの固定されるタイミングベルト１６ａ，１６ｂを駆動するステッピングモータ１７ａ，１７ｂと、ステッピングモータ１７ａ，１７ｂの駆動によるスライダ１５ａ，１５ｂのスライド動作により位置決め制御されるアーム１３ａ，１３ｂの先端に設けられた一対のロボットハンド６ａとを具備している。また、上記凸部３ａと上記突出部２３の凹部との接触部には、バケットをスムースに揺動させるためのグリースが塗布されていると共に、上記モータ４は、遠心回転時の共振動を吸収するためフレーム間に設けたバネ及びダンパから成る防振部材１０により懸架して設けられている。更にロボットハンド６ａがバケット２或いは容器８を挟持している時とそうでない時の移動量（ストローク）を検出するフォトセンサなどの光学系センサ（図示しない）をロボットハンド６ａ内に設けている。なお、上記光学系センサ以外としてマイクロスイッチ等のオン／オフ制御により検出しても良い。また、ロボットハンド６ａ内にそれぞれ設けられた１つのセンサによりバケット２及び容器８の有無を検出しても良く、或いはバケット２或いは容器８を個々に検出する複数の専用センサを設けても良い。
【００１０】
上述したバケット２は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、容器８を収容可能な空間を有する直方体状から成り、その底部プレート（底面部）から立脚する４つの側板面のうち互いに向かい合う側板面であって且つ長手方向（Ｌ方向）に延びる側板面には、前記ロータ３に設けた凸部３ａに揺動可能に接触する凹部を有する突出部２３がそれぞれ設けられており、また互いに向かい合う他の側板面であって且つ前記底部プレートとの接続部近傍には、切欠部２１，２２がそれぞれ設けられており、バケット２の長手方向の長さＬは、側面から側面までの長手方向の長さＬ１より短く構成されている。また、切欠部２１，２２の設けられる側板面の高さは、長手方向に延びる側板面の高さより低く構成されている。このようなバケット２内の容器８の有無を検出するためには、ロボットハンド６ａの移動量に応じてオン動作或いはオフ動作する例えば光学系センサが用いられている。これによりバケット２内に容器８が収容されていなければロボットハンド６ａは、少なくとも長さＬになるまで移動するため、この長さＬになるまで移動したことをセンサにより検出した時にはバケット２内に容器８が無いと判断している。また、バケット２内に容器８が収容（長さＬ＜容器底面部長さＬ１）されていればロボットハンド６ａは、長さＬに達する前に切欠部２１，２２から突出（露出）している容器８の側面下部を挟持するため、このロボットハンド６ａの移動距離により容器８を掴んだことをセンサにより検出した時にはバケット２内に容器８が有ると判断している。また、上記容器８の形状は各メーカによって、例えば容器８の側面胴回りが太いタイプ或いは細いタイプ、或いは試料の収容量によって容器８の高さが高いタイプ或いは低いタイプなど容器８の厚みや高さにある程度の違いがある。しかし、本自動遠心機に使用されるこれら容器８は、上述したように形状的に多少の違いがあっても底面部の寸法においてはあまり差がないことから、上記容器８の挟持位置としては、バケット２の底面よりやや上方に位置する部位、即ち容器８の底面側壁部近傍（容器の底辺付近）が適切である。なお、上記挟持位置はロボットハンド６ａを閉動作させた時にロボットハンド６ａがバケット２に接触しない位置に設けられている。
【００１１】
次に図３に示すフローチャートを用いて自動遠心機１におけるバケット２の有無検出方法を説明する。まず、スタートとして電源投入後、図示しないスタートスイッチを作業者がオンし、予めプログラムされた手順に従い制御部７に基づきハンドリング装置６及びロータ３の原点戻り動作を実行し、その後、ドア１８をハンド６ａの先端で開く。
【００１２】
次に処理段階１００により、バケット２内に容器８が収容されていないかをチェックするために、制御部７によりハンドリング装置６を制御してロボットハンド６ａをバケット２の容器挟持位置に移動させてロボットハンド６ａを閉動作させる。
【００１３】
次に処理段階１１０（第１工程）により、ロボットハンド６ａに設けた図示しないセンサにより容器８の有無を制御部７にて判断する。容器８が有ると判断した時には、処理段階１２０により容器８の搬出処理を実行し、再び処理段階１００を実行する。また、容器８が無いと判断した時には、処理段階１１５によりロボットハンド６ａを開動作させて処理段階１３０にステップする。
【００１４】
次に処理段階１３０により、制御部７に基づきロボットハンド６ａをバケット挟持位置に移動させて再びロボットハンド６ａを閉動作させる。このバケット挟持位置としては、上述した容器挟持位置に対して例えば下方に５ｍｍ程度下がった部位、即ちバケットの底部を形成する切欠部を有するプレートの側面部（長さＬ間）が適切である。
【００１５】
次に処理段階１４０（第２工程）により、ロボットハンド６ａに設けた図示しないセンサによりロータに対するバケット２の有無を制御部７にて判断する。バケット２が有ると判断した時には、処理段階１４５によりロボットハンド６ａを開動作させて処理を終了する。また、バケット２が無いと判断した時には、処理段階１５０により、バケット未装着エラーなどのメッセージを図示しない液晶パネルなどに表示したり、或いはブザーなどによる警報音を鳴らしたり、これらメッセージ及び警報音の両方を利用して作業者に異常を知らせることにより作業安全性の向上化が図れる。
【００１６】
なお、本実施例ではロータ３に４個のバケット２が設けられているため、処理終了後にはサーボモータによりロータ３を９０度回転させ今度は別容器に対して上述した一連の処理を繰り返し実効していき最終的に全バケット２の有無を確実に検出している。
【００１７】
また、以下に上述したフローとは異なる処理方法を図４を用いて説明する。上述した一連の処理においては、処理段階１１０により、ロボットハンド６ａに設けた図示しないセンサにより容器８の有無を制御部７にて判断しており、容器８が有ると判断した場合には、処理段階１２０により容器８の搬出処理を実行し、再び処理段階１００を実行させた後に、処理段階１４０により、ロボットハンド６ａに設けた図示しないセンサによりロータに対するバケット２の有無を制御部７にて判断している。しかし、処理段階１１０にて容器８が有ると判断した場合には、ロータにバケット２が装着されているものと考えられるため、容器８の搬出処理を実行した後にロータ３を回転させて次の容器８の有無を検出するようにして第１工程を実効すれば、処理スピードの効率向上化をより図ることができる。なお、ロータ３に対するバケット２の有無を検出する第２工程においてバケット２が無いと判断した場合には、上述したようにバケット２の未装着状態を知らせるアラーム工程を実行させれば良い。
【００１８】
また、以下に上述したフローとは異なる処理方法を説明する。上述した一連の処理においては、処理段階１１０により、ロボットハンド６ａにより容器８の有無を検出することで、移送される容器８の搬入或いは搬出を誤ることなく確実に行えるように制御している。即ち前回の遠心分離時に使用された容器８がバケット２内から搬出されていない状態（例えば遠心分離終了後の搬出制御を行う前に電源をオフした状態）にも係らずバケット２内に別の容器８が移送されてしまうことを防ぐように初期制御している。しかしながら上述したようにバケット２内に容器８が残されたままの状態で一連の作業が終了してしまうというケースは、通常の作業の中では稀なケースであることからこれによる不具合はそう起きるものではない。よって、容器８の有無を検出せずにバケット２の有無を直接的に検出するように制御すれば、上述した他の処理方法に比べてやや確実性に欠けてしまうものの更なるスピード化を図ることができる。なお、バケット２が確認されなかった場合には、バケット２の未装着状態を知らせるアラーム工程を実行させれば良い。
【００１９】
また、以下に上述したフローとは更に異なる処理方法を説明する。上述した一連の処理においては、ロボットハンド６ａにより容器８の有無を検出した後に同じくロボットハンド６ａによりバケット２の有無を検出するように制御している。しかしながら上述した容器挟持位置とバケット挟持位置とは非常に近い位置関係にあるため、ロボットハンド６ａの一閉塞動作により容器８及びバケット２の有無を検出するように制御しても良い。例えばロボットハンド６ａを容器挟持位置及びバケット挟持位置の両挟持位置に接触可能な構成とすることで、バケット２内に容器８が収容されていれば長さＬに達する前に切欠部２１，２２から突出している容器８の側面下部を挟持するため、ロボットハンド６ａの移動距離により容器８を掴んだことをセンサにより検出した時にはバケット２内に容器８が有ると判断することができる。また、バケット２内に容器８が収容されていなければ少なくとも長さＬになるまで移動するため、この長さＬになるまで移動したことをセンサにより検出した時にはバケット２内に容器８が無いと判断することができると同時にバケット２が有ると判断することができる。また、ロボットハンド６ａが長さＬ内まで移動してしまう場合には、バケット２が無いと判断することができる。これによりバケット２内の容器８を搬出した後に再び容器８を挟持する動作（図３及び図４中の処理段階１１５）や、容器８の有無検出後にロボットハンド６ａを容器挟持位置からバケット挟持位置に移動した後に挟持する動作（図３及び図４中の処理段階１３０）をなくすことができるので、バケット２及び容器８の検出を確実に行え且つスピーディーな処理が行える。なお、バケット２が確認されなかった場合には、バケット２の未装着状態を知らせるアラーム工程を実行させれば良い。
【００２０】
よって、本実施例における自動遠心機は、必要最小限のセンサにより容器及びバケットの有無を検出することができるためコストの低減化が図れると共に、確実にバケットの有無を検出することができるため使用者の安全性を確保することができ、更に作業性の効率化向上が図れる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、ロボットハンドの挟持動作によりバケットの有無を確実に検出することで、使用者の安全性を確保し且つ作業性に優れた自動遠心機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明になるロボットハンドを有するハンドリング装置を備えた自動遠心機を示す一部縦断側面図である。
【図２】  本発明になるバケットを示しており（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図３】  本発明になる自動遠心機のバケット有無検出方法を示すフローチャートである。
【図４】  本発明になる自動遠心機の他のバケット有無検出方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１は自動遠心機、２はバケット、３はロータ、４はモータ、５は回転室、６はハンドリング装置、６ａはロボットハンド、７は制御部、８は容器、９はシャフト、１０は防振部材、１１は冷凍機、１２はエバポレータ、１３はアーム、１４は案内部材、１５はスライダ、１６はタイミングベルト、１７はステッピングモータ、１８はドア、２１は切欠部、２２は切欠部、２３は突出部、１１０は容器の有無を検出する工程（第１工程）、１４０はバケットの有無を検出する工程（第２工程）である。
【図１】
0003951626.tif 000002
【図２】
0003951626.tif 000003
【図３】
0003951626.tif 000004
【図４】
0003951626.tif 000005