CN102209886A - 具有用于配量分配单元的变换机构的配量分配装置 - Google Patents

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Abstract

一种配量分配装置包括：底架；用于接收任何配量分配单元或功能单元的至少一个接收装置，所述配量分配单元或功能单元允许插入接收装置中；保持器；以及至少一个驱动机构。所述保持器具有至少一个用于配量分配单元或功能单元的保持位置。而且，设有称重单元，所述称重单元设置在底架的下水平面上，且包括用于接收目标容器的载荷接收器。根据本发明，配量分配装置包括变换机构，所述变换机构能够使接收装置相对于底架水平移动。通过接收装置的水平位置移位，配量分配单元或功能单元可从其保持位置取出和被接收到接收装置中，相反也可从接收装置取出和被接收到保持位置中。而且，借助于变换机构，接收装置与驱动机构一起可相对于底架沿朝着已被设置在载荷接收器上的目标容器的充填开口的方向垂直移动，以及可相对于底架沿着远离目标容器的充填开口的方向向着保持位置垂直移动。

Description

具有用于配量分配单元的变换机构的配量分配装置
技术领域
本发明涉及一种具有用于配量分配单元或功能单元的变换机构的配量分配装置。
背景技术
用于成粉末或膏体的形式的配量材料的配量分配装置特别是用于高精度地将小的配量分配到小目标容器中。这种目标容器通常放置在秤上，以称量从配量分配装置给送出的物质，使得物质可随后根据给定的指令被进一步处理。配量材料例如容纳在配量分配单元中，所述配量分配单元实质上包括源容器和分配头。流动调节元件例如滑动闸门设置在分配头中，且在致动时打开出口孔眼。配量材料可通过连接到源容器的出口孔眼流入设置在出口孔眼下方的目标容器中。滑动闸门优选被设计成使它可与驱动机构配合，所述驱动机构与配量分配单元分离。
这种配量分配装置还通常用于制备多种物质的混合物。为此，优选具有可用的变换机构，从而，具有各种物质的各个配量分配单元可自动地设置到配量分配装置中和从配量分配装置取出。
EP1947427A1中公开了一种配量分配装置，其中，多个配量分配单元设置在保持器中。配量分配单元可借助于装载机构例如工业机器人在保持器与配量分配装置的接收位置之间传递。这种解决方案具有严重的问题，其配置有各个单独的模块的整个系统需要大的表面积进行放置，即它具有大的着地区域。在实验室设备中，尤其是具有排放系统的操作隔间中，隔间内使用的任何仪器的着地区域都是关键问题，这是因为这些隔间中的许多隔间安装在用户实验室处，因此，空间限制是一个实际问题。而且，当安装这种综合设备时，人们必须想到在配量分配装置、装载机构和保持器之间调节、布线和程序设计的重要问题。
这些不足中的部分不足通过公开于EP1959244A1中的具有变换机构的两种形式的配量分配装置解决。在第一种形式中，用于多个配量分配单元的保持器可沿着直线路径移动。第二种形式具有环形保持器，所述环形保持器被设置成它环绕配量分配装置且可绕着后者转动。根据选择，例如基于预设在配量分配装置中的算法，各个配量分配单元根据它们的位置数字一个在另一个之后地移动到位，配量分配单元它们接合到驱动机构，且该算法中指定的物质量分配到目标容器中。然而，这种配置方式仍占据相当大的表面积，这是因为变换机构仅设置在工作面上方的小的高度处，因此，变换机构下方的表面空间不可加以利用。
前述的具有变换机构的不同形式的配量分配装置易于制造，占据小的表面空间，且由于变换机构植入装置中，因此不需要费太大努力就可被使得投入操作。
然而，作为附加要求，为了避免污染周围空间和物质本身，从配量分配单元的出口孔眼到设置在称重单元的称重盘上的目标容器的充填开口的距离应尽可能小。这在处理有毒或高反应性的物质中是特别重要的。优选地，配量分配单元的在其下端包括出口孔眼的部分实际上在分配过程中进入到充填开口内，使得目标容器的唇缘内的区域不被配量材料污染。对于EP1959244A1中公开的配量分配装置来说，这是不可能的。为了提供这种能力，整个变换机构必须是高度可调节的。因此，可设置到变换机构中的所有配量分配单元的组合重量必须垂直上下移动。必须移动的大的重量体会在变换配量分配单元中影响各个步骤的速度，且可使得振动增大。而且，变换机构可在其内移动的整个空间需要没有其他物体或仪器的其他部件。此外，保持器不可在配量分配过程中移动。
发明内容
因此，本发明的目的是提供这样一种配量分配装置，所述配量分配装置对表面积和纯净空气空间的要求小，且可快速地变换和迅速地装载配量分配单元或功能单元。
上述任务通过一种包括变换机构且具有独立权利要求中限定的特征的配量分配装置解决。
配量分配装置包括：底架；用于接收任何配量分配单元或功能单元的至少一个接收装置，所述配量分配单或功能单元允许插入接收装置中；以及至少一个驱动机构。在配量分配单元或功能单元已被插入接收装置中之后，它可配合到驱动机构。相对于配量分配装置的操作位置，保持器设置在底架的上水平面上且连接到底架。保持器具有用于配量分配单元或功能单元的至少一个保持位置。而且，在底架的下水平面上设有称重单元，所述称重单元包括用于接收目标容器的载荷接收器。
根据本发明，配量分配装置包括变换机构，所述变换机构能够使接收装置相对于底架水平移动。通过水平位置移位，接收装置可使配量分配单元或功能单元从其保持位置取出和被接收到接收装置中，相反也可从接收装置取出和被接收到保持位置中。而且，借助于变换机构，接收装置与驱动机构一起可相对于底架沿朝着已被设置在载荷接收器上的目标容器的充填开口的方向垂直移动，以及可相对于底架沿着远离目标容器的充填开口的方向即向着保持位置垂直移动。
已在前面的现有技术的描述中解释和描述了配量分配单元的结构和功能。显而易见，也可使用执行不同功能的功能单元替代一个或多个配量分配单元。可设置在配量分配装置中的这种功能单元的概念详细地呈现在欧洲专利申请EP1959243A1中，该申请的全部内容通过引用在此并入到本专利申请中。尤其值得提及的是，从外部供给的功能单元，例如泵单元或阀单元，所述泵单元或阀单元借助于供给导管连接到容纳液体或气体的外部储存器。这使得功能单元可被连续地供给自由流动的介质。
因此，变换机构具有至少一个水平线性引导件作为接收装置和驱动机构之间的连接元件；以及垂直线性引导件，所述垂直线性引导件使由驱动机构和接收装置组成的单元与底架连接。此外，具有用于每个线性引导件的驱动单元，而且还具有用于控制驱动单元的控制器。如上所述，水平运动主要用于在接收装置和保持位置之间传送配量分配单元或功能单元。然而，这并没有排除以下可能性：还可为附属特性的所需的功能使用水平运动，例如用于使配量分配单元或功能单元与目标容器对齐。垂直运动主要用于将配量分配单元或功能单元从保持位置传递到目标容器以及反之。与水平运动类似，这也没有排除以下可能性：为其他所需的功能使用垂直运动，例如执行短的上或下运动，以固定和释放锁定装置。
保持器优选具有至少两个保持位置，且被设计用于相对于底架的线性运动或转动运动。理想地，每个保持位置的位置均储存在配料分配装置的电子存储单元中，使得可在配量分配装置的处理器模块中执行的操作程序可找到期望的保持位置且将期望的保持位置转动到下面将描述的转移位置。当然，电子存储单元也可用于储存坐落在保持位置的配量分配单元的数据。如果具有设置在保持器的区域中的电子读取装置例如RFID读取器而且如果配量分配单元具有识别元件例如RFID标签，则每个配量分配单元或功能单元的数据也可在给保持器装载配量分配单元时自动被记录。这种数据可包括配量分配单元的技术数据、例如投入工作的日期，配量分配循环数量，最后一次配量分配操作的日期以及类似信息。其他数据可涉及容纳在配量分配单元中的物质，例如物质的类型和组分，其有效期、关于其流动特性的测量参数等。功能单元同样可具有RFID存储芯片，有关功能单元的功能的技术数据储存在所述芯片上。可能地，该存储芯片也可包含操作信息或甚至包含可调用的程序模块，该程序模块用于影响和/或控制配量分配装置的各个过程步骤。保持器独立移动的能力对于数据采集和给配量分配装置装载配量分配单元或功能单元特别有利。因此，保持器甚至在配量分配过程中也可从单个方向被装载，且仅需要一个读/写装置来记录所有RFID存储芯片的数据。而且，一旦接收装置离开上平面，位于保持器中的每个配量分配单元或功能单元可在任何时刻移动经过读/写装置，以扫描或改变其数据。
所述至少一个保持位置优选具有至少两个保持器凹槽，接收装置包括至少两个支撑件。而且，与支撑件相配的坐落位置和与保持器凹槽相配的引导轨形成在配量分配单元或功能单元上。保持器凹槽、坐落位置、支撑件和引导轨优选在它们的纵向上彼此平行地定向，以及与变换机构的水平运动平行地定向。
为了可极其紧凑地构造配量分配单元、功能单元、保持位置和接收装置，接收装置的所述支撑件优选伸到保持位置中。这在以下情况下是可能的：配量分配单元或功能单元设置在垂直定向的内、外平面对之间，其中，内平面对中的每一个平面包含至少一个坐落位置，外平面对中的每一个平面包含至少一个引导轨。
可手动地给所述至少一个保持位置装载配量分配单元。然而，如果根据本发明的配量分配装置例如植入较大的系统中，则可借助于装载机构对保持位置或保持器装载。为了满足该目的，至少一个用于抓具的接合位置形成在配量分配单元或功能单元上。装载机构、例如工业机器人具有可与接合位置接合的抓具，使得配量分配单元或功能单元可通过接触-力接合或形状配合接合方式连接到装载机构。为了避免冲击和振动的传播，优选将装载机构布置成独立于配量分配装置。实际可行的是，通过指向底架的水平运动给保持位置装载配量分配单元或功能单元，因为配量分配装置没有构件妨碍沿着该方向的运动。当然，保持位置、具体地讲是保持器凹槽需要以这种方式构造，使得从该方向、即从“前部”的装载是可能的。理想地，变换机构同样从该方向将配量分配单元或功能单元移动到所述至少一个保持位置，以便从接收装置移除配量分配单元或功能单元。因此，以远离底架指向的水平运动使配量分配单元传递到接收装置。特别是在装载过程中，保持器与接收装置独立运动的自由是非常有利的。这使得甚至在配量分配操作过程中也可从单个方向给保持器装载。
为了防止配量分配单元或功能单元在传送运动过程中从接收装置掉落或由于机械冲击或扰动从保持位置掉落，可通过机械力释放的卡锁元件可设置在至少一个保持器凹槽和引导轨之间和/或设置在至少一个支撑件和坐落位置之间。这种卡锁元件可以是弹簧推压的球-卡扣元件、弹簧推压舌和类似物，或甚至为成对磁体。
作为卡锁元件的替代方式，所述至少一个保持器凹槽和/或坐落位置可具有大致沿垂直方向且与保持器凹槽或坐落位置的纵向轴线正交地延伸的凹部，且在至少一个引导轨和/或在支撑件上形成有凸出部，所述凸出部大致沿着垂直方向且与引导轨或支撑件的纵向轴线正交地延伸。在这种情况下，需要垂直解锁运动来将配料分配单元从接收装置和/或从所述至少一个保持位置分离。相反地，需要垂直放下运动来将配量分配单元或功能单元设置到接收装置中和/或所述至少一个保持位置中。
根据使用场合，例如在药物的开发实验室中，需要具有高精度地分配微小量的这些物质的能力。满足这些要求的配量分配装置具有高精度的称重单元，所述高精度的称重单元的信号用于监测和控制配量分配过程。因此，分配和测量过程在防风罩内进行，使得周围环境的空气湍流不会影响称重结果。为了避免具有机械复杂的空气锁的防风罩的复杂设计，公开于EP1959244A1中的变换机构必须设置在防风罩内。然而，防风罩的尺寸越大，就需要越长的时间来使空气湍流平静，所述空气湍流可能例如由于防风罩内的配量分配单元的更换产生。而且，在防风罩具有较大的内部容积的情况下，称重隔间内的温差引起空气运动的可能性就增大。这使得防风罩的内部容积还在大的程度上决定对于给定的质量目标可设置多么窄的公差。
根据本发明的具有变换机构的配量分配装置使得可使用围绕载荷接收器且连接到底架的防风罩。该防风罩可与使用的目标容器匹配。因此，其内部容积可保持得非常小。由于配量分配单元或功能单元从保持器向目标容器的传送实质上是垂直运动，因此防风罩优选在上水平面的方向上即朝着上方至少部分敞开。
为了在配量分配过程中也从上方封闭防风罩，根据第一实施例的合适的防风罩盖可设置在接收装置上。该防风罩盖具有用于形成在配量分配单元或功能单元上的出口孔眼的至少一个切口。在功能单元的情况下，如前所述，功能单元的工作元件、例如温度传感器或搅动器穿过切口，而不是出口孔眼穿过切口。
根据第二实施例，防风罩盖也可设置在配量分配单元上或功能单元上。这种防风罩盖也可使得从上方封闭通到防风罩隔间的开口。当然，整个防风罩也可被形成为分配头的一部分且可在配量分配过程中完全围住目标容器和载荷接收器。
如果配量分配单元的包含出口孔眼的那部分意欲部分伸入到目标容器中，则在防风罩盖中需要足够大的开口。优选地，上方局部敞开的防风罩的开口的轮廓与配量分配单元在配量分配过程中位于该开口中的那部分的轮廓相匹配。
由于前述措施，防风罩的内部空间与周围环境之间的空气交换得到大大地防止。
如果正被分配的物质是粘性的，各个颗粒可在出口孔眼的周围区域中附着到配量分配单元的壳体的外侧。此外，功能单元特别是在使用之后会被污染。因此，优选地，清洁装置设置在底架上，以用于清洁配量分配单元和功能单元。根据配量分配装置的设计，清洁装置可设置在保持器附近或也可设置在中间位置处。设置在保持器的区域中的优点在于，保持位置可通过保持器相对于底架的滑动运动或转动被带到清洁装置的作用范围内。如果清洁装置设置在中间位置，则将接收装置移到清洁装置可能如上所述地需要沿着水平和垂直方向的另外的从属运动。清洁装置可以是擦拭装置和/或真空吸引装置和/或洗涤站。
显然，保持器并不局限于仅具有一个用于配量分配单元和功能单元的保持位置，而是可具有多个保持位置，所述多个保持位置在水平面上以线性阵列并排布置。每个保持位置均被布置成能够相对于底架和确定的转移位置线性运动，所述确定的转移位置占据相对于底架固定的位置。变换机构以这种方式构造，使得在该转移位置，接收装置从其保持位置接收当前需要的配量分配单元或功能单元且还将所述当前需要的配量分配单元或功能单元返回到其保持位置。
如果保持器需要容纳大量配量分配单元和功能单元，实际可行地，保持器具有用于配量分配单元的多个保持位置，所述多个保持位置在水平面上彼此相邻地以环形布置方式布置。该保持器可相对于底架绕着垂直转动轴线转动。因此，每个保持位置均可移动到确定的转移位置，所述确定的转移位置处于相对于底架固定的位置。
不言自明，处于至少一个中间水平面上的至少一个中间保持器可设置在底架的保持器设置处的上平面与底架的具有载荷接收器的称重单元设置处的下平面之间。为了可将配量分配单元和功能单元从上平面传送到下平面，中间保持器应具有至少一个用于接收装置的越过位置。因此，该越过位置可不被保持位置占用。
所述至少一个配量分配单元可被充填成粉末、膏体或液体形式的物质。然而，配量分配单元也可具有供给导管，所述供给导管连接到储存容器以及可能连接到泵。
此外，也可使用大量不同的功能单元。例如，功能单元可以是滴定器单元、泵单元、吸液单元、具有导管和阀门手柄(armature)的单元、容器单元、传感器单元或用于接收前面的单元中的一个单元的适配器，或其他单元。可采用的其他这种单元例如包括搅动器、研磨器以及加热和/或冷却单元。由于用户可从各种相容的功能单元中选择，配量分配装置并不局限于分配粉状或膏状配量材料和液体，而是可转换为一种用于配量材料的进一步处理的微型实验室，其中，重量值可借助于力测量装置连续地被记录。
附图说明
下面，通过描述附图中示出的实施例，可发现根据本发明的配量分配装置的具体细节，附图包括：
图1是配量分配装置的示意性三维图，所述配量分配装置具有变换机构、底架、可转动地支撑在底架上的环形保持器、驱动机构以及借助于变换机构连接到底架的接收装置，以及还具有设置在底架上且配备有载荷接收器的称重单元，而且还具有坐落在保持器中的十二个配量分配单元；
图2再次以示意性三维图示出了图1的配量分配装置，其中，载荷接收器和设置在载荷接收器上的目标容器被防风罩包围，且接收装置和坐落在接收装置中的配量分配单元位于保持器与称重单元之间的中间位置；
图3实质上示出了图1和2的配量分配装置的示意性三维图，其中附加了在保持器与目标容器之间设置在底架上的中间保持器，其中，接收装置和坐落在接收装置中的配量分配单元紧邻地定位在目标容器上方；
图4是配量分配装置的示意性三维图，所述配量分配装置具有变换机构、底架、支撑在底架上而具有沿直线滑动的活动性的保持器、驱动机构以及借助于变换装置连接到底架的接收装置，以及还具有设置在底架上且配备有载荷接收器的称重单元和坐落在保持器中的三个配量分配单元和两个功能单元；
图5A示出了属于图1-3的保持器的保持位置的三维详细视图；
图5B示出了位于所述目标容器上方的图3和4的分配头的三维详细视图，其中附加了设置在接收装置上的防风罩盖以及图中还示出了装载机构的抓具的一部分；以及
图6以沿图1中限定的平面A-A所作的剖视图示出了坐落在保持器的保持位置的配量分配单元。
具体实施方式
图1以示意性三维图示出了具有变换机构110的配量分配装置100。配量分配装置100具有底架101。环形保持器120设置在底架101的上平面上且连接到所述底架101，而且支撑在底架101上并能绕着垂直转动轴线转动。保持器120具有总共12个保持位置121，每个保持位置由配量分配单元140占据。当然，并不必所有保持位置121都被占据才能使配量分配装置100正确地工作。作为一个优选特征，每个保持位置121的位置存储在电子存储单元中，使得可在配量分配装置100的处理器模块中执行的操作程序可找到期望的保持位置121并将它转到转移位置123。显然，该存储单元也可用于存储已被设置到保持位置121的配量分配单元140的数据。如果电子读取装置、例如RFID读取器设置在保持器120的区域中，以及如果配量分配单元140携带有识别标识例如RFID标签，则每个配量分配单元140的数据的记录也可在给保持器120装载配量分配单元140时自动地进行。这种数据可表示配量分配单元140的操作历史，例如它首次投入操作的日期、执行的分配循环的次数、最近一次分配循环的日期以及类似的信息。另外的数据可涉及容纳在配量分配单元140中的物质，例如其特性和组分、其有效期、与其流动特性有关的测量参数等。显然，除了配量分配单元140以外，保持位置121也可被EP 1959243A1中公开的任何功能单元占据。这些功能单元也可携带RFID存储芯片，与相应的功能单元的功能有关的技术数据存储在所述RFID存储芯片上。可能地，该存储芯片也可包含用户信息或甚至包含可被调用的程序模块，所述程序模块用于影响和/或控制配量分配装置100的各个过程步骤。特别是为了数据采集，保持器120的独立活动性证明是非常有利的。因此，保持器120甚至在配量分配过程中也可由单个方向装载，且仅需要一个读/写装置来记录所有RFID存储芯片的数据。
在底架101的下水平面上构造有壳体102，所述壳体102在图中以局部剖切的方式示出，以便露出设置在壳体102内的称重单元130。载荷接收器131借助于力传递件133连接到称重单元130，且在配量分配装置100的操作位置时设置在壳体102的上方，所述力传递件133通过壳体102中的贯通开口伸出。目标容器132搁置在载荷接收器131上。
变换机构110的垂直线性引导件111部分可见地在管形底架101的内部。借助于该垂直线性引导件111，驱动机构103和仅勉强可见的接收装置104被引导做垂直滑动运动。驱动机构103被设计成与设置在配量分配单元140中但图1中未示出的排放速率控制元件配合。一旦排放速率控制元件与驱动机构103配合且被它致动，则排放速率控制元件就会打开配量分配单元140的出口孔眼。在出口孔眼的通道畅通的情况下，存储在配量分配单元140中的配量材料此时可流入设置在出口孔眼下方的目标容器132中。
当前处于转移位置123的保持位置121被配量分配单元140占据。图1示出了变换机构110准备好使配量分配单元140向接收装置104转移的时刻，因为接收装置104的支撑件105正接合配量分配单元。接收装置104和变换机构110的具体设计将在下面对图2的描述中更全面地描述。下面将在图6的情况下描述以光滑转移状态配合操作的引导轨、坐落位置、支撑件和保持器凹槽的布置情况，其中图6是沿图1绘出和标出的平面A-A所作的视图。
图2再次示出了图1的配量分配装置100。已经描述于图1中的所有元件均以相同的附图标记表示。图2示出了变换机构110以及其两个线性引导件111、112的更清楚的图示。变换机构110的水平线性引导件112设置在驱动机构103与接收装置104之间。因此，接收装置104可相对于驱动机构103和底架101水平滑动。驱动机构103、水平线性引导件112和接收装置104通过垂直线性引导件111被约束成相对于底架101的共同的垂直运动。而且，线性引导件111、112中的每个分别具有其自身的驱动机构(图中未示出)，所述驱动机构可在控制器(同样未示出)的命令下操作。该控制器可以是变换装置110的部件。然而，可能更为有利的是，驱动机构直接通过配量分配装置100的控制器或通过与配量分配装置100独立的控制器系统控制。
接收装置104以叉的形状构造，且具有沿水平方向延伸的四个支撑件105，每个支撑件105具有垂直指向的凸出部106。当配量分配单元140坐落在接收装置104中时，支撑件105接合在坐落位置143中，所述坐落位置形成在配量分配单元140上。仅可看见其中两个支撑件105，这是因为其他两个支撑件视觉上被安装的配量分配单元140遮挡。凸出部106接合在形成在配量分配单元140上的凹部141中，从而，防止配量分配单元140在借助于变换机构110的输送过程中掉落出接收装置104。因此，将配量分配单元140搁置在接收装置104中、以及从接收装置104移除配量分配单元140需要接收装置104相对于配量分配单元140的短的垂直运动。
在图2示出的时刻，图1中描述的配量分配单元的转移已经完成，且配量分配单元140在此处于其到目标容器132的路途上，其中，第一箭头201表示已经经过的路径，第二箭头202表示仍为完成的行进路径。第一箭头201具有水平区段和垂直区段。水平区段表示配量分配单元140已被以远离底架101的水平运动移出保持位置121。这仅在形成在配量分配单元140上的引导轨142和保持位置121的相应的保持器凹槽122与第一箭头201的水平区段平行地延伸的情况下才是可能的。一旦配量分配单元完全脱开保持位置，可开始垂直运动。第二箭头202也具有水平区段，所述水平区段表示配量分配单元140向着驱动机构103的水平运动，直到运动到配量分配单元140、更具体地讲是其排放速率控制元件可配合到驱动机构103的位置。此外，在该运动作用下，配量分配单元140、特别是出口孔眼被使得与目标容器132的充填开口对齐。为了防止目标容器132和载荷接收器132遭受可影响称重信号的空气湍流运动，顶部敞开的防风罩203安装在壳体102上。
图3中示意性地示出的配量分配装置300与图1和2中所示的基本相同。图1和2中已描述的相同元件还以相同的附图标记表示。实质上，配量分配装置300与之前图1和2描述的配量分配装置的区别在于，它具有中间保持器320，所述中间保持器320设置在保持器120与壳体102之间的中间水平面上。类似于保持器120，中间保持器320枢转地连接到底架101而能够绕着垂直转动轴线转动。中间保持器320及其保持位置321被构造成与保持器120基本相同，它们之间的差别主要在于，越过位置322取代一个保持位置321。这是必须的，以便可使配量分配单元140从保持器120移动到目标容器132。
图3示出了配量分配过程中的配量分配装置300。驱动机构103、接收装置104以及坐落在接收装置104中的配量分配单元140位于底架101的下平面上，从上方接近目标容器132的充填开口。配量分配单元140的排放速率控制元件配合到驱动机构103的驱动轴107。一旦驱动轴107致动排放速率控制元件，配量分配单元140的出口孔眼被使得畅通，且配量材料从配量分配单元140排放到目标容器132中。在配量分配过程完成后，配量分配单元140沿着图2中的箭头201、202表示的相同路径返回到其相应的保持位置121、321，但显然运动方向相反。
图3中还示意性地示出了收集盘390，所述收集盘390在中间保持器320下方设置在底架101上。收集盘390是环形的，用于收集灰尘，例如用于收集可出现于配量分配单元140的出口孔眼附近的物质颗粒。显然，收集盘390的设计可例如通过添加可滑动的区段以便还罩盖越过位置322而被进一步改进。而且，封闭的壳体可添加给收集盘390，使得坐落在保持位置121、321的配量分配单元140完全被围在该壳体内。显然，这种壳体的内部空间可持续地被保护气体流过，以防止配量分配单元140中的物质受环境大气的影响。
图4示出了配量分配装置400的示意性三维图。已经在图1-3中描述的所有元件均以相同的附图标记表示。底架401与前面的例子中的底架稍微不同。这是由于：配量分配装置400具有保持器420，所述保持器420借助于纵向引导轨424被约束成沿直的水平线移动。形成在保持器420上的保持位置121在结构方面与前面描述的保持位置类似。配量分配装置400被三个配量分配单元140和两个功能单元440、441占据。第一功能单元440是泵单元，所述泵单元用于将液体从单独的储存容器442通过供给导管泵送到目标容器132中。如果储存容器442的内部被用气体加压，功能单元440也可仅配备有微型阀，因为液体被气体压力推动以从储存容器向着微型阀移动。第二功能单元是搅动器，所述搅动器例如可用于搅动从配量分配单元140分配到通过泵单元添加的液体中的粉末。
在搅动动作之后，搅动器会被弄湿，从而会被位于目标容器132中的溶液污染。作为一种用于清洁功能单元440、441和配量分配单元140的措施，配量分配装置400可配备有清洁装置450，所述清洁装置450在此仅以示意性的形式示出，且可设置在底架401上。清洁可例如以这种方式进行，使得在功能单元440、441已被使用之后，它首先传送到其保持位置121且然后移动到清洁装置450。然而，以下这种配置也是也可以的：配量分配单元140或功能单元440、441在返回保持位置121的过程中通过清洁装置450。当然，清洁装置450可包括不同的附属模块，例如用于被粉末污染的配量分配单元140的真空吸引装置；和/或用于污染的功能单元440、441的洗涤站。此外，也可使用其他元件，例如刷子、热空气吹式烘干机以及类似物。
为了更好地说明和描述某些结构细节，图5A示出了前面的图1-4的保持器中的保持位置121中的一个的三维详细视图，所述保持位置优选布置成多个。每个保持位置121实质上由保持器中的U形切口形成，其中，U形切口的敞开部分朝下。切口具有两个侧壁523、524，每个侧壁具有保持器凹槽122。保持器凹槽中的至少一个具有卡锁元件525。图5A中的仅部分可见的卡锁元件525是传统设计的弹簧推压球卡扣件，所述弹簧推压球卡扣件主要包括球和压缩弹簧，所述球和压缩弹簧设置在盲孔(弹簧位于球之后，因此不可见)。
图5B示出了图3和4的结构细节的三维视图，其中，配量分配单元140被示出坐落在接收装置104中。配量分配单元140位于目标容器132的上方，即，处于用于分配过程的操作位置。可从图中进一步看出，驱动机构103通过驱动轴107配合到配量分配单元140。因此，驱动机构103可用于致动配量分配单元140的排放阀。
如已在图2的描述中所提及到的，具有形成在配量分配单元140上的引导轨142。引导轨142还具有槽口541，当配量分配单元140坐落在保持位置121时，所述槽口被图5A中描述的卡锁元件525咬合。这是必须的，因为当配量分配单元140或功能单元440、441插入保持位置121时，它同时还需要从接收装置104取出，且克服摩擦将需要一定量的力。此外，卡锁元件525防止配量分配单元140意外从保持位置121掉落。
图5B还示出了防风罩盖560，所述防风罩盖连接到接收装置104。配量分配装置140的一部分伸过防风罩盖560中的开口，其中，防风罩盖中的开口的轮廓以这种方式与所述配量分配装置的一部分的轮廓相匹配，使得当配量分配单元140坐落在接收装置104中时，所述开口几乎完全被封闭。当配量分配单元处于执行分配过程的位置时，防风罩盖560贴合地位于防风罩203上。为了防止防风罩盖560和/或防风罩203由于变换装置的垂直运动损坏，配量分配装置可配备有合适的传感器，一旦防风罩203和防风罩盖560彼此接触时，所述传感器向变换装置的控制器发送信号。
如果根据本发明的配量分配装置植入较大的系统中，实际上可使用装载机构(图5B中仅示出了其部分)装载保持位置121和整个保持器。该目的通过至少一个接合区域542实现，所述接合区域542形成在配量分配单元140或功能单元440、441上，用于接合机器人抓具。装载机构、例如工业机器人具有抓具550，所述抓具可接合到接合区域542，使得配量分配单元140或功能单元440、441可通过接触-力接合和/或形状配合接合方式连接到装载机构。优选这样一种配置：装载机构与配量分配装置独立。实际可行地，给保持位置121装载配量分配单元140或功能单元440、441通过指向底架的水平运动执行，这是因为没有配量分配装置的构件妨碍沿该方向的运动。当然，保持位置121、具体地讲是保持器凹槽122需要以这种方式构造，使得从该方向、也就是从“前方”的装载是可能的。
图6示出了沿图1中限定的平面A-A所作的正视图，示出了坐落在保持器的保持位置121的配量分配单元140。为了特别紧凑地构造配量分配单元140或功能单元、保持位置121和接收装置，提出了这样一种设计：接收装置的支撑件105可伸到保持位置121。可能地，配量分配单元140或功能单元设置在垂直定向的一对内平面Y，Y’与一对外平面X，X’之间。一对内平面Y，Y’中的每个平面例如包含一个位于另一个之上的两个坐落位置143以及用于抓具的接合区域542。一对外平面X，X’中的每个平面包含引导轨。接收装置和保持位置121被相应地设计，其中，每个保持器凹槽122设置在一对外平面X，X’的平面上。在一对内平面Y，Y’中的每个平面上设有接收装置的一个位于另一个上方的两个支撑件105。此外，抓具550与接合区域542相匹配，所述接合区域542设置在内平面上。作为图5B的一种变型，图6中的防风罩盖660连接到配量分配单元140，而不连接到接收装置。显而易见的是，防风罩203也可加装到接收装置104的防风罩盖560或配量分配单元140的防风罩盖660，而不是加装到壳体102。
尽管已通过实施例的特定示例描述了本发明，但显而易见的是，实施例的其他许多变型也可在本发明的教导下获得，例如通过组合各个实施例的结构特征、例如防风罩盖，和/或通过互换不同实施例之间的各个功能单元。特别地，支撑件、坐落位置、引导凹槽和引导轨在内、外平面对上的布置是专业优选方案。可将该概念扩展为辨别代码，使得功能单元和配量分配单元可插入不同的、专门保留的保持位置。还可以想到，多个接收装置和多个驱动机构设置在一个变换装置上。配量分配装置也可具有这样多个变换装置，所述多个变换装置可彼此独立地操作，每个变换装置均具有接收装置和驱动机构。因此，这种组合和替代性方案被考虑包括在本发明中。
附图标记列表
400，300，100    配量分配装置
401，101    底架
102    壳体
103    驱动机构
104    接收装置
105    支撑件
106    凸出部
107    驱动轴
110    变换装置
111    垂直线性引导件
112    水平线性引导件
420，120    保持器
321，121    保持位置
122    保持器凹槽
123    转移位置
130    称重单元
131    载荷接收器
132    目标容器
133    力传递件
140    配量分配单元
141    切口，开口
142    引导轨
143    坐落位置
201    第一箭头
202    第二箭头
203    防风罩
320    中间保持器
322    越过位置
390    收集盘
424    纵向引导件
441，440    功能单元
442    储存容器
443    供给导管
450    清洁装置
524，523    侧壁
525    卡锁元件
541    槽口
542    用于抓具的接合区域
550    抓具
660，560    防风罩盖

Claims (17)

1.一种配量分配装置(100，300，400)，包括：底架(101，401)；用于接收任何配量分配单元(140)或功能单元(440，441)的至少一个接收装置(104)，所述配量分配单元(140)或功能单元(440，441)允许插入接收装置(104)中；至少一个驱动机构(103)，所述驱动机构能配合到已被插入接收装置(104)中的配量分配单元(140)或功能单元(440，441)；保持器(120，420)，所述保持器相对于配量分配装置(100，300，400)的操作位置设置在底架(101，401)的上水平面上，且包括用于配量分配单元(140)或功能单元(440，441)的至少一个保持位置(121，321)；以及称重单元(130)，所述称重单元设置在底架(101)的下水平面上，且具有用于接收目标容器(132)的载荷接收器(131)；其特征在于，配量分配装置(100，300，400)包括变换机构(110)，所述变换机构能够使接收装置(104)相对于底架(101，401)水平移动，使得通过接收装置(104)的水平位置移位，配量分配单元(140)或功能单元(440，441)可从其保持位置(121，321)取出和被接收到接收装置(104)中，相反也可从接收装置(104)取出和被接收到保持位置(121，321)中，其中，借助于变换机构(110)，接收装置(104)与驱动机构(103)一起可相对于底架(101，401)沿朝着已被设置在载荷接收器(131)上的目标容器(132)的充填开口的方向垂直移动，以及可相对于底架(101，401)沿着远离目标容器(132)的充填开口的方向向着保持位置(121，321)垂直移动。
2.如权利要求1所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，所述至少一个保持位置(121，321)包括至少两个保持器凹槽(122)，接收装置(104)包括至少两个支撑件(105)，其中，与支撑件(105)相配的坐落位置(143)和与保持器凹槽(122)相配的引导轨(142)形成在配量分配单元(140)或功能单元(440，441)上。
3.如权利要求2所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，配量分配单元(140)或功能单元(440，441)设置在垂直定向的内、外平面对(X，X’，Y，Y’)之间，其中，内平面对(Y，Y’)中的每个平面包含至少一个坐落位置(143)，外平面对(X，X’)中的每个平面包含至少一个引导轨(142)。
4.如权利要求2或3所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，具有用于机器人抓具的形成在配量分配单元(140)或功能单元(440，441)上的至少一个接合位置(542)，借助于所述接合位置(542)，配量分配单元(140)或功能单元(440，441)可连接到独立于配量分配装置(100，300，400)的装载机构的抓具(550)。
5.如权利要求2-4中任一所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，可通过机械力释放的卡锁元件(525)设置在至少一个保持器凹槽(122)和引导轨(142)之间和/或设置在至少一个支撑件(105)和坐落位置(143)之间。
6.如权利要求2-5中任一所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，所述至少一个保持器凹槽(122)和/或坐落位置(143)包括凹部(141)，所述凹部(141)大致沿着垂直方向且与保持器凹槽或坐落位置的纵向轴线正交地延伸，且凸出部(106)形成在所述至少一个引导轨(142)和/或支撑件(105)上，所述凸出部(106)大致沿着垂直方向且与引导轨或支撑件的纵向轴线正交地延伸，其中，为了从接收装置(104)和/或从所述至少一个保持位置(121，321)分离配量分配单元(140)或功能单元(440，441)，需要垂直解锁运动，相反地，为了将配量分配单元(140)或功能单元(440，441)设置到接收装置(104)和/或所述至少一个保持位置(121，321)中，需要垂直放下运动。
7.如权利要求1-6中任一所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，配量分配装置包括围绕载荷接收器(131)的防风罩(203)，其中，所述防风罩(203)在朝底架(101，401)的上水平面的方向上、即朝着顶部至少部分敞开。
8.如权利要求7所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，防风罩盖(560)设置在接收装置(104)上，从而，防风罩(203)的敞开顶部可被封闭，其中，所述防风罩盖(560)包括用于形成在配量分配单元(140)或功能单元(440，441)上的出口的切口。
9.如权利要求7所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，防风罩盖(660)设置在配量分配单元(140)或功能单元(440，441)上，从而，防风罩(203)的敞开顶部可被封闭。
10.如权利要求7所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，顶部部分敞开的防风罩(203)的开口的轮廓与配量分配单元(140)或功能单元(440，441)在配量分配过程中位于该开口中的那部分的轮廓相匹配。
11.如权利要求1-10中任一所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，清洁装置(450)设置在底架(101，401)上，以清洁配量分配单元(140)或功能单元(440，441)。
12.如权利要求1-11中任一所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，保持器(420)包括用于配量分配单元(140)和/或功能单元(440，441)的多个保持位置(121)，所述多个保持位置(121)在水平面上并排以直线阵列设置，其中，每个保持位置(121)均设置成能够相对于底架(401)和确定的转移位置线性水平运动，所述转移位置占据底架(401)上的固定位置。
13.如权利要求1-11中任一所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，保持器(120)具有用于配量分配单元(140)和/或功能单元(440，441)的多个保持位置(121)，所述多个保持位置(121)在水平面上彼此相邻地以环形布置形式设置，其中，保持器(120)可绕着垂直转动轴线相对于底架(101)转动，使得每个保持位置(121)均可移动到相对于底架(101)固定的确定的转移位置。
14.如权利要求12或13所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，至少一个中间保持器(320)可设置在上平面与下平面之间的至少一个中间水平面上，其中，用于接收装置(104)的越过位置(322)设置在中间保持器(320)上。
15.如权利要求11-14中任一所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，当接收装置(104)处于底架(101，401)的下平面区域时，保持器(120，420)和中间保持器(320)允许向侧旁移位或转动。
16.如权利要求1-15中任一所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，所述至少一个配量分配单元(140)被充填成粉末、膏体或液体形式的物质，或者所述至少一个配量分配单元(140)具有供给导管(443)，所述供给导管连接到储存容器(422)，且如果需要连接到泵。
17.如权利要求1-16中任一所述的配量分配装置(100，300，400)，其特征在于，功能单元(440，441)是滴定器单元、泵单元、吸液单元、具有导管和阀门手柄的单元、具有搅动器装置的单元、传感器单元、加热-和/或冷却单元或用于接收所述单元中的一个单元的适配器或其他单元。
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