用于封闭样品容器的器械和方法
阅读说明：本技术 用于封闭样品容器的器械和方法 (Apparatus and method for closing a sample container ) 是由 克里斯托夫·布鲁盖尔 戴安娜·伊利奇曼 于 2020-04-22 设计创作，主要内容包括：提出了一种用于利用塞(16)封闭样品容器(500)的施加器组件(100)。施加器组件包括构造成储存包括聚合物基材料的绳(10)的匣(102)、构造成将绳的端部件(12)至少部分地插入到样品容器(500)的开口(502)中的插入装置(104)、以及构造成将绳(10)的至少一部分从匣(102)供应至插入装置(104)的驱动系统(106)。施加器组件还包括分离器(108),分离器构造成将端部件(12)与绳分离,使得端部件(12)形成封闭样品容器(500)的塞(16)。(An applicator assembly (100) for closing a sample container (500) with a stopper (16) is proposed. The applicator assembly includes a cartridge (102) configured to store a strand (10) comprising a polymer-based material, an insertion device (104) configured to insert an end piece (12) of the strand at least partially into an opening (502) of a sample container (500), and a drive system (106) configured to supply at least a portion of the strand (10) from the cartridge (102) to the insertion device (104). The applicator assembly further includes a separator (108) configured to separate the end piece (12) from the cord such that the end piece (12) forms a plug (16) that closes the sample container (500).)
技术领域
本发明总体上涉及实验室自动化。具体地，本发明涉及用于利用使用包括聚合物基材料的绳的塞封闭样品容器的施加器组件。此外，本发明涉及包括聚合物基材料的绳的利用这种施加器组件而用于封闭样品容器的用途并且涉及利用这种施加器组件封闭样品容器的方法。
背景技术
在典型的实验室、比方说例如临床实验室，通常以至少部分自动化的方式每单位时间处理和/或处置包括样品材料的大量的样品容器。其中，处理和/或处置例如可以包括在实验室的不同的工作间或区域之间例如借助于至少部分自动化的输送系统来输送样品容器。此外，样品容器可以在典型的实验室工作流程中被至少临时地储存、例如储存在一个或更多个样品容器架中。特别是在样品容器的输送和/或储存期间，可能期望保护样品容器的内容物、即样品容器中容纳的样品材料，以防止例如样品材料的损失、泄漏、溢出、污染和/或交叉沾污。由于这个原因，样品容器通常用塞和/或盖封闭，其中，塞和/或盖优选地以至少部分自动化的方式、例如使用封盖器和/或去盖器装置施加至样品容器或从样品容器移除。
此外，在实验室中可能处理和/或处置不同类型的样品容器，其中，不同类型的样品容器可能尤其在大小、机械(或几何)尺寸、容积、管径、形状和/或样品容器的开口的直径方面不同。因此，用于使实验室工作流程至少部分自动化的自动化系统和/或装置应当优选地适用于处理许多不同类型的样品容器。然而，目前实验室中使用的独立的盖和/或塞可能仅覆盖有限的直径范围。因此，盖和/或塞可能仅适用于特定类型的样品容器。此外，实验室中会使用具有阶梯式内径的样品容器，这可能需要具有特定的设计、形状和/或几何结构的特定的盖和/或塞。
由于在实验室中以至少部分自动化的方式被处理的不同类型的样品容器，并且因为盖和/或塞通常是成批包装，所以盖和/或塞可能必须在盖和/或塞可能被插入到样品容器中和/或施加至样品容器之前进行拆分和/或对准。这可能需要复杂且昂贵的机械以及特殊装置比方说例如重新封盖机器人来对独立的盖和/或塞进行处理并将这些盖和/或塞施加至样品容器。此外，目前使用封口膜垫来保护样品容器内容物。然而，这些封口膜垫在自动化环境中使用可能不方便，并且可能需要复杂的机械来将封口膜垫施加至样品容器。
发明内容
可能期望提供一种用于例如在实验室和/或实验室环境中用盖和/或塞封闭样品容器的改进的解决方案和/或装置。
这通过独立权利要求的主题来实现，其中，进一步的实施方式并入于从属权利要求和以下描述中。
本公开的第一方面涉及一种用于利用塞(以下也称为盖)封闭样品容器的施加器组件。本公开的第二方面涉及包括聚合物基材料的绳的利用这种施加器组件而用于封闭样品容器的用途，并且本公开的第三方面涉及一种利用这种施加器组件封闭样品容器的方法。应当注意的是，下文中参照施加器组件描述的任何特征、功能和/或元件同样适用于绳的用途和/或方法，并且反之亦然。相应地，下文中参照本公开的一个方面描述的任何特征、功能、步骤和/或元件同样适用于本公开的任何其他方面。
本公开的第一方面涉及用于将塞至少部分地插入到样品容器(和/或样品容器的开口)中和/或用于利用塞来封闭样品容器(和/或样品容器的开口)的施加器组件和/或装置。总体上，施加器组件可以是半自动的或全自动的。换句话说，借助于施加器组件，可以将塞插入到样品容器中和/或可以利用塞以至少部分自动化的方式来封闭样品容器。施加器组件包括：匣，匣构造成储存包括聚合物基材料的绳；插入装置，插入装置构造成将绳的端部件至少部分地插入到样品容器的开口中；以及驱动系统，驱动系统构造成将绳的至少一部分从匣供应至插入装置和/或构造成对插入装置的至少一部分进行驱动，使得端部件至少部分地插入到样品容器的开口中和/或施加至样品容器的开口。施加器组件还包括分离器，分离器构造成将端部件与绳和/或与绳的剩余部分分离，使得端部件形成将样品容器和/或样品容器的开口封闭、例如基本封闭或完全封闭的塞。
通过使用包括聚合物基材料的绳以及通过将绳的端部件分离以形成封闭样品容器的塞，可以高效且可靠地封闭样品容器。此外，使用例如合适的材料和/或直径的绳，不同大小、容积、直径、机械尺寸和/或开口直径(即样品容器的开口直径)的样品容器可以被可靠、高效且快速地封闭。此外，通过将端部件从绳和/或绳的剩余部分分离以形成塞并封闭样品容器，尤其可以显著地降低塞的生产成本，这是因为每单位时间可以产生许多塞和/或因为材料成本可以保持在最低限度。此外，借助于本发明，塞可以不必在插入到样品容器之前进行拆分和/或对准。这可能会导致需要复杂且昂贵的机械以及特殊装置比方说例如重新封盖机器人来处理独立的塞并将塞施加至陈旧的样品容器。因此，通过本发明可以提供用于封闭样品容器的有成本效益的、高效、快速、改进、简化和/或可靠的解决方案。因此，可以显著地改善例如在实验室中处理样品容器的整个过程。
此处和下文中，匣可以是指构造成储存、包括和/或至少部分地包围绳的储存器、储存结构和/或储存隔间。替代性地或另外地，匣可以是指用于支撑和/或保持绳的至少一部分的支撑结构和/或支撑件。换句话说，绳的至少一部分可以被支撑和/或储存在匣中。举例来说，绳的至少一部分可以在储存和/或包括在匣中时被盘绕和/或卷起。替代性地或另外地，绳的至少一部分可以被松散地容纳、布置和/或储存在匣中。通常，匣可以构造成使得绳的至少一部分可以优选地在不会卡在匣中和/或匣的部分中的情况下从匣输送和/或拖拽至插入装置。
样品容器可以代表和/或指代用于储存任何类型的介质、材料和/或样品材料的任何类型的容器。其中，介质、材料和/或样品材料可以是流体材料、液体材料、固体材料或其混合物。例如，样品容器可以是指样品管、小瓶和/或任何其他类型的容器。其中，样品容器可以包括用于将介质、材料和/或样品材料插入到样品容器、样品容器的内部容积和/或样品容器的储存隔间中的开口。因此，样品容器的内部容积和/或储存隔间可以经由样品容器的开口而进入。此外，介质、材料和/或样品材料可以经由开口而从样品容器移除。
在本公开的上下文中，绳可以是指包括聚合物基材料的长形元件。例如，绳可以是指股绳、绳索和/或线状元件。替代性地或另外地，绳可以具有圆柱形的形状。其中，绳的横截面、横截面积和/或横截面几何形状可以是任意形状的，比方说例如是弧形的、椭圆形的、圆形的、有角度的、正方形的、矩形的、三角形的等。
绳和/或绳的材料可以至少部分地是可压缩的、可拉伸的、挠性的和/或可变形的。例如，可以通过对绳施加相应的力、例如至少部分地指向绳的纵向轴线和/或中心轴线的力和/或通过压缩绳来减小绳的外圆周、直径和/或周缘。替代性地或另外地，可以通过对绳施加相应的力来改变绳的长度和/或形状。替代性地或另外地，绳和/或绳的材料可以至少部分地是弹性的。因此，绳可以是可弹性变形的和/或可弹性压缩的。换句话说，可以例如通过对绳施加相应的力而使绳变形、压缩、拉伸和/或拉长。此外，绳可以在力被去除时基本上或完全地恢复绳的原始的形状、长度、几何结构和/或形式。
绳可以包括任意下述聚合物基材料：聚合物基材料优选地提供一定的弹性和/或挠性，使得可以例如通过使端部件的至少一部分弹性变形和/或压缩来使绳的端部件插入到开口中。
绳的端部件可以是指绳的布置在绳的一个端部上的部分。可以平行于绳和/或端部件的纵向轴线测量的端部件的长度可以在几毫米到几厘米的范围内。端部件的长度范围例如可以从0.3mm至20cm，特别是从0.5mm至5cm。
在本公开的上下文中，端部件可以被称为绳的附接至和/或连接至绳的剩余部分和/或其余部分的一部分、端部部分和/或端部。当端部件与绳的剩余部分分离、物理分离和/或分开时，端部件可以形成为和/或可以被称为塞。塞也可以被称为封闭样品容器的开口的盖。为了封闭样品容器和/或样品容器的开口，端部件和/或塞的至少一部分可以布置在样品容器的开口中和/或样品容器的内部容积中。当被插入到开口中时，端部件和/或塞(和/或其材料)的至少一部分可以在样品容器内膨胀，使得端部/件和/或塞封闭样品容器的开口，特别的是，端部件在插入到开口中期间被压缩。替代性地或另外地，绳的直径可以基本上与样品容器的开口的直径对应。
通常，分离器可以是指分离器装置和/或分离器可以构造成例如在端部件至少部分地插入到开口中之后和/或在端部件至少部分地插入到开口中时将端部件与绳和/或与绳的剩余部分分离、分开、隔离、断开连接、切断和/或移除。分离器可以构造成将端部件与绳的剩余部分分离，使得塞的一部分和/或塞的端部从样品容器的端部延伸。这可以简化从样品容器移除塞，例如通过拔出塞而从样品容器移除塞。替代性地，分离器可以构造成将端部件与绳的剩余部分分离，使得塞的端部与样品容器的端部基本上齐平。在这种情况下，塞可以例如通过开塞器机构而从样品容器移除。此外，分离器的至少一部分或整个分离器可以是插入装置和/或驱动系统的组成部分。换句话说，分离器的功能和/或构型可以是插入装置和/或驱动系统的功能和/或构型。
驱动系统可以是指输送系统和/或可以构造成将绳的端部件从匣输送、移动和/或传送至插入装置并输送、移动和/或传送到样品容器的开口中。其中，驱动系统可以构造成将驱动力直接施加到绳和/或端部件上以将绳和/或端部件供应和/或移动至插入装置。替代性地或另外地，驱动系统可以构造成对插入装置的至少一部分进行驱动，使得插入装置的至少一部分将驱动力施加到绳上以将端部件至少部分地移动和/或插入到开口中。因此，驱动系统可以构造成直接地驱动绳、通过对插入装置的至少一部分进行驱动来间接地驱动绳、或两者兼具。此外，驱动系统的至少一部分和/或整个驱动系统可以是插入装置的组成部分。换句话说，驱动系统的功能和/或构型可以是插入装置的功能和/或构型。
根据实施方式，分离器构造成将端部件从绳切断和/或剪断以形成塞。分离器例如可以包括构造成将端部件与绳的剩余部分机械地切断、夹断和/或剪断以形成塞的一个或更多个切割元件和/或切割器。可选地，分离器的至少一部分可以被加热，使得绳的材料可以局部地熔化以使端部件与绳的剩余部分分离。
根据实施方式，分离器构造成使插入装置的至少一部分沿着端部件的周向方向(和/或插入装置的周向方向)和/或在端部件的周向方向(和/或插入装置的周向方向)上旋转以将端部件从绳和/或从绳的剩余部分剪断。通常，分离器可以构造成使插入装置的至少一部分旋转，使得端部件与绳的剩余部分可以相对于彼此旋转。例如，端部件可以通过插入装置的一部分和/或通过其中布置有端部件的至少一部分的样品容器而基本上固定，并且绳的剩余部分可以通过使插入装置的至少一部分旋转而旋转。替代性地，样品容器及端部件的插入到样品容器中的至少一部分可以旋转，并且绳的剩余部分可以例如通过插入装置而基本上固定。此外，分离器可以构造成使端部件沿着端部件的第一周向方向(和/或插入装置的第一周向方向)旋转并且使绳的剩余部分沿着端部件的与第一周向方向相反的第二周向方向(和/或插入装置的第二周向方向)旋转，以便将端部件从剩余部分剪断。应当注意的是，分离器可以构造成使插入装置的仅一部分、整个插入装置和/或施加器组件的其他部件旋转以剪断端部件。此外，分离器可以构造成基本上使整个施加器组件相对于样品容器旋转，以便使端部件与绳的剩余部分分离。
根据实施方式，绳包括泡沫材料、闭孔泡沫材料、可压缩材料和塑料材料中的至少一者。例如，绳可以包括聚乙烯、低密度聚乙烯(LDPE)和/或任何其他泡沫和/或塑料材料。绳和/或绳的材料可以可选地被加强。例如，绳可以包括以用于增加绳的机械稳定性的纤维。通过使用包括上文描述的材料中的一者或更多者的绳，可以确保的是，相对于绳和/或端部件的没有被施加压缩力的状态，绳和/或端部件的圆周和/或直径可以通过利用压缩力对绳和/或端部件进行压缩而显著减小。这可以允许将端部件插入到具有不同容积、大小、直径和/或开口直径的样品容器中。当被插入到样品容器的开口中并且当压缩力被去除时，端部件可以在样品容器内膨胀，从而封闭开口。这可以允许使用绳以高效且可靠的方式来封闭实验室中基本上所有可用的样品容器。换句话说，由根据本公开的绳形成的塞可以覆盖样品容器直径的整个范围。与此相比，当前可用的用于样品容器的独立的盖和/或塞仅覆盖样品容器的直径和/或样品容器的开口的直径的有限范围。
而且，相对于目前可用的用于样品容器的塞，通过使用用于绳的前面提及的材料中的一者或更多者，独立的塞的重量可以显著减少。其中，独立的塞的重量例如可以低于3克、例如低于1克，并且特别地在若干毫克的范围内。因此，可以显著地减少环境的影响并且因此显著地减少碳足迹。此外，由于独立的塞的重量减少，可以确保的是，塞在被插入到样品容器中之后、例如在样品容器的离心分离期间、在输送期间和/或在样品容器掉到地上的情况下均保持就位。
根据实施方式，插入装置构造成对端部件的至少一部分进行压缩以将绳的端部件至少部分地插入到样品容器的开口中。通常，这可以简化将端部件插入到样品容器中。除此之外，压缩端部件可以允许将端部件可靠地插入到开口中、例如插入至期望的和/或预定的深度。此外，相同的绳和/或具有固定的直径的绳(在未施加压缩力的状态下)可以用于封闭具有不同的直径和/或开口直径的不同的样品容器。
根据实施方式，插入装置包括至少一个线性运动元件，线性运动元件构造成使端部件沿着和/或平行于绳的纵向方向、端部件的纵向方向和/或插入装置的纵向方向平移和/或移动，以便将端部件至少部分地插入到样品容器的开口中。其中，端部件、绳和/或插入件的纵向方向可以与端部件、绳和/或插入装置的纵向轴线平行。举例来说，围绕绳可以布置有一个或更多个线性运动元件，其中，每个运动元件可以构造成施加与绳和/或端部件的纵向轴线基本上平行的驱动力，如参照图2和图3示例性地描述。其中，所述一个或更多个线性运动元件可以由驱动系统驱动。此外，每个线性运动元件可以包括例如辊、驱动辊、抽头式驱动器、带驱动器、传送带驱动器等。
根据实施方式，插入装置包括第一可旋转构件，第一可旋转构件构造成使绳的端部件沿着绳的(和/或端部件的)第一周向方向旋转并且使绳的端部件沿着和/或平行于绳的(和/或端部件的)纵向方向平移以将端部件至少部分地插入到样品容器的开口中。因此，插入装置的第一可旋转构件可以构造成将旋转力施加到端部件上以用于使端部件沿着第一周向方向和/或在第一周向方向上旋转。此外，第一可旋转构件可以构造成将平移力施加到端部件上以使端部件平行于端部件的纵向轴线、例如在样品容器的方向上和/或朝向样品容器而移动和/或平移。通常，第一可旋转构件和/或插入装置可以构造成使得第一可旋转构件的旋转运动引起端部件的沿着第一周向方向的旋转和端部件的平行于端部件的纵向轴线和/或在端部件的纵向方向上的平移运动。
例如，第一可旋转构件可以包括和/或指代至少一个可旋转销和/或长形的可旋转元件，第一可旋转构件可以相对于端部件的纵向轴线歪斜地布置。第一可旋转构件的外表面和/或侧向表面可以接触端部件的侧向表面，使得当第一可旋转构件旋转时，端部件可以沿第一周向方向旋转并且平行于纵向轴线平移。
根据实施方式，第一可旋转构件包括至少两个可旋转销、例如至少三个可旋转销，其中，所述至少两个可旋转销相对于彼此歪斜地布置并且彼此分离，使得在所述至少两个可旋转销之间形成用于导引绳的端部件的导引隔间。其中，可旋转销中的每个可旋转销能够绕相应的可旋转销的纵向轴线旋转。例如，可旋转销中的每个可旋转销可以是圆柱状、棒状和/或杆状。可旋转销可以围绕绳和/或端部件的周缘布置。换句话说，销可以沿着端部件和/或绳的周向方向和/或在端部件和/或绳的周向方向上彼此间隔开，从而形成导引隔间。
根据实施方式，至少两个可旋转销布置成使得每个销的侧向表面和/或梢部的至少一部分接触端部件的侧向表面的至少一部分，使得通过使所述至少两个销的至少子集(例如至少一个销)绕相应的销的纵向轴线旋转而使端部件旋转和平移。通过将销围绕端部件布置并且通过将销相对于彼此歪斜地布置，销的旋转运动可以引起端部件的旋转运动和平移运动。通常，端部件可以基于使一个或更多个销在端部件的侧向表面上滚动而插入到样品容器中。因此，借助于销，绳的端部件可以在由销形成的导引隔间内被驱动和被精确地导引。这可以允许施加器组件的紧凑且坚固的设计。此外，由于销的歪斜的布置，销的端部可以在朝向样品容器的方向上汇聚，端部件可以在通过导引隔间被输送的同时被压缩。
根据实施方式，第一可旋转构件包括用于导引绳的端部件的可旋转漏斗部，其中，可旋转漏斗部包括锥形地汇聚的内螺纹，该内螺纹构造成至少部分地接触端部件的侧向表面，使得端部件通过使可旋转漏斗部旋转而旋转和平移。其中，内螺纹可以朝向可旋转漏斗部的端部锥形地汇聚，可旋转漏斗部的端部可以布置成与样品容器的开口相对。通常，内螺纹可以指例如从可旋转漏斗部的内表面突出的螺旋导引轨道、导引肋和/或突出部。
根据实施方式，插入装置包括第二可旋转构件，第二可旋转构件构造成接触绳的至少一部分和/或绳的侧向表面，绳的该部分邻接端部件和/或该部分布置成与端部件相邻。其中，第二可旋转构件构造成使绳的至少一部分沿着绳的与第一周向方向相反的第二周向方向和/或在绳的与第一周向方向相反的第二周向方向上旋转，使得第二可旋转构件的旋转补偿由第一可旋转构件的旋转而引起的端部件的旋转。借助于第二可旋转构件，可以有利地使绳的剩余部分的扭曲减少、最小化和/或避免。
应当注意的是，在本公开的上下文中，第二可旋转构件可以是指施加器组件的除了第一可旋转构件以外的任何部分。换句话说，第二可旋转构件可以是指施加器组件的除了第一可旋转构件以外的剩余部分。相应地，第一可旋转构件可以引起端部件沿着第一周向方向的旋转，其中，该旋转可以通过使施加器组件的剩余部分在与第一周向方向相反的第二周向方向上旋转来补偿。
根据实施方式，第二可旋转构件构造成环状地包围绳的下述至少一部分：所述至少一部分邻接端部件和/或布置成与绳的端部件相邻。通过环状地包围绳的所述至少一部分，可以高效地减少和/或避免绳的所述部分和/或绳的剩余部分(即绳的除了端部件以外的部分)的扭曲。此外，所述部分可以被导引、定位、拉直和/或对准。
根据实施方式，驱动系统包括构造成在第二可旋转构件的外表面处滚动以使第二可旋转构件旋转的至少一个驱动轮，其中，所述至少一个驱动轮经由挠性联接器与第一可旋转构件联接以使第一可旋转构件旋转。因此，借助于所述至少一个驱动轮，可以通过使第一可旋转构件旋转来引起端部件沿着端部件的第一周向方向的旋转。此外，可以通过使第二可旋转构件旋转成使得绳的邻接端部件的部分在与第一周向方向相反的第二周向方向上旋转来补偿端部件沿着第一周向方向的旋转。这可以有利地允许施加器组件的紧凑设计，同时还确保第一可旋转构件和第二可旋转构件的协调运动。
本公开内容的第二方面涉及包括聚合物基材料的绳的利用施加器组件而用于封闭样品容器的用途，如上文和下文所描述。
如上文和下文所描述的，本公开的第三方面涉及一种利用施加器组件封闭样品容器的方法。该方法包括以下步骤：
-利用施加器组件的插入装置将包括聚合物基材料的绳的端部件的至少一部分插入到样品容器的开口中；以及
-利用施加器系统的分离器将端部件与绳和/或与绳的剩余部分分离，从而形成封闭样品容器的开口的塞。
如上文和下文参照施加器组件所描述的任何特征、功能和/或元件可以是如上文和下文所描述的方法的特征、元件、功能和/或步骤，并且反之亦然。
根据实施方式，将端部件的至少一部分插入的步骤包括使端部件沿着端部件的周向方向、例如端部件的第一周向方向旋转，以及使端部件沿着和/或平行于端部件的纵向方向平移。
根据实施方式，将端部件的至少一部分插入到开口中的步骤包括利用插入装置对端部件的至少一部分进行压缩。
根据实施方式，将端部件与绳和/或与绳的剩余部分分离的步骤包括将端部件从绳的剩余部分进行切断和剪断中的至少一项，从而形成塞。
根据实施方式，将端部件与绳和/或与绳的剩余部分分离的步骤包括使施加器组件的插入装置的至少一部分旋转，从而将端部件与绳和/或与绳的剩余部分剪断。特别地，分离端部件可以包括使端部件和剩余部分相对于彼此旋转以剪断端部件。
根据实施方式，该方法还包括使用施加器组件的挤压装置对绳进行挤压，从而形成绳的至少一部分。因此，施加器组件可以包括构造成储存绳的原材料、基础材料和/或主要材料的挤压装置。绳的原材料可以例如以粒状形式等储存在挤压装置中。挤压装置可以构造成加热和/或熔化绳的原材料。然后绳的熔化的材料可以经由挤压装置的开口被挤压以形成绳。通常，这允许按要求生产绳和/或进一步降低绳以及塞的生产成本。
本发明的这些和其他方面将根据可以代表示例性实施方式的附图而是明显的并将通过这些附图被阐明。
附图说明
以下将参照附图中所图示的示例性实施方式更详细地解释本发明的主题，在附图中：
图1A示出了根据示例性实施方式的施加器组件；
图1B示出了利用图1A的施加器组件封闭的样品容器；
图2示出了根据示例性实施方式的施加器组件；
图3示出了根据示例性实施方式的施加器组件；
图4示出了根据示例性实施方式的施加器组件的插入装置的一部分的截面图；
图5A示出了根据示例性实施方式的施加器组件的立体图；
图5B示出了图5A的施加器组件的一部分的俯视图；
图5C示出了图5A的施加器组件的插入装置的立体图；以及
图6示出了图示根据示例性实施方式的封闭样品容器的方法的步骤的流程图。
附图仅为示意性的，并非是按比例绘制的。原则上，相同的或相似的部件在附图中设置有相同的或相似的附图标记。
具体实施方式
图1A示出了根据示例性实施方式的用于封闭样品容器500的施加器组件100。图1B示出了借助于图1A的施加器组件100封闭的样品容器500。
施加器组件100包括匣102，匣102构造成储存、容纳、保持和/或支撑包括聚合物基材料的绳10的至少一部分。绳10例如可以包括泡沫材料、闭孔泡沫材料、可压缩的材料、可弹性变形的材料、可弹性压缩的材料、塑料材料等。如图1A中所示，绳10的布置在匣102中的部分例如可以是卷绕的，从而允许有效地储存绳10，同时确保绳10可以不被卡住地从匣102供应和/或从匣102拖拽。替代性地或附加地，绳10的至少一部分和/或绳10的另一部分可以松散地布置在匣102中。
施加器组件100还包括插入装置104，插入装置104构造成将绳10的端部件12、端部12和/或端部部分12至少部分地插入到样品容器500的开口502中。为了将端部件12插入和/或施加至样品容器500的开口502，插入装置104可以构造成对端部件12的至少一部分进行压缩。将参照后续附图对插入装置104的各种设计和/或构型进行详细地描述。
此外，施加器组件100包括驱动系统106和/或驱动器106，驱动系统106和/或驱动器106构造成将绳10和/或绳10的端部件12从匣102供应至插入装置104。替代性地或附加地，驱动系统106构造成对插入装置104的至少一部分进行驱动以将端部件12至少部分地插入到样品容器500的开口502中。例如，驱动系统106可以构造成将绳10的至少一部分、特别是端部件12从匣102拉出和/或拖拽出，从而将端部件12输送和/或移动至插入装置104。
施加器组件100还包括分离器108，分离器108构造成将绳10的至少部分地插入到样品容器500的开口502中的端部件12与绳10的剩余部分14和/或其余部分14分离、分开和/或移除。分离器108可以构造成将绳10的端部件12从绳10的剩余部分14切断和/或剪断，从而形成如图1B中所示的将样品容器500和/或样品容器500的开口502封闭的塞16。
为了将端部件12与剩余部分14分离，分离器108可以使端部件12相对于剩余部分14旋转，如将参照后续附图更详细地描述。特别地，分离器108可以构造成使插入装置104的至少一部分、整个插入装置104和/或施加器组件100的其他部件旋转，使得绳10的剩余部分14绕纵向轴线20、例如沿着端部件12的周向方向18旋转。其中，周向方向18可以是指插入装置104的周向方向18和/或样品容器500的周向方向18。在该示例中，在使剩余部分14旋转时，端部件12可以被固定和/或保持就位。替代性地或另外地，样品容器500与插入到样品容器500中的端部件12可以旋转并且剩余部分14可以被固定和/或保持就位。替代性地，剩余部分14可以沿一个方向旋转，而端部件12可以沿相反的方向旋转。替代性地或附加地，分离器108可以包括一个或更多个切割元件和/或切割器以至少部分地切割穿过绳10。
应当注意的是，分离器108可以是插入装置104和/或驱动系统106的组成部分。举例来说，驱动系统106可以使插入装置104的至少一部分、整个插入装置104和/或施加器组件的其他部件、例如基本上整个施加器组件100例如在样品容器500可以被固定的同时沿着端部件12的周向方向18旋转，以剪断端部件12并形成塞16。
可以平行于端部件12的纵向轴线20(例如，在端部件12至少部分地插入到样品容器500中时)和/或塞16的纵向轴线20测量的端部件12的长度和/或塞16的长度可以在从约0.3mm至约20cm、例如从约0.5mm至约5cm的范围。端部件12的纵向轴线20可以与样品容器500的纵向轴线20和/或插入装置104的纵向轴线20一致。相应地，纵向轴线20可以表示端部件12、插入装置104和/或样品容器500的纵向轴线20。此外，在例如没有施加压缩力的静止状态下，绳10、端部件12和/或塞16的直径可以在从约3mm至约30mm、例如从约5mm至约20mm的范围。其中，该直径可以在横向于和/或垂直于纵向轴线20平面中测量。
总体上，借助于施加器组件100，样品容器500可以利用塞16以高效、快速、可靠且有成本效益的方式进行封闭。此外，施加器组件100可以构造成对具有不同的大小、直径、开口502的直径(也称为开口直径)、形状和/或几何结构的样品容器500进行封闭。此外，通过使用施加器组件100，可以不需要用于封闭样品容器500的另外的装置、比如重新封盖机器人来用于在将塞插入到样品容器500中之前拆开和/或对准塞。
图2示出了根据示例性实施方式的施加器组件100。如果没有另外指明，图2的施加器组件100包括与参照图1A和图1B所描述的施加器组件100相同的特征、功能和/或元件。
在图2的示例性实施方式中，插入装置104包括喷嘴部110和/或漏斗部110，喷嘴部110和/或漏斗部110用于将绳10和/或端部件12朝向样品容器500导引。其中，例如在端部件12被插入到开口502中时，喷嘴部110的纵向轴线20与端部件12的纵向轴线20(参见图1A和图1B)可以对应、可以对准、可以一致和/或可以平行。
此外，插入装置104包括一个或更多个线性运动元件112，线性运动元件112构造成使端部件12沿着和/或平行于端部件12的纵向方向21平移和/或输送。同样地，线性运动元件112可以构造成将绳10从匣102拉出和/或拖拽出。纵向方向21可以平行于端部件12的纵向轴线20和/或平行于插入装置104的纵向轴线20。相应地，纵向方向21可以是指插入装置104、端部件12和/或样品容器500的纵向方向21。
在图2中所描绘的示例中，插入装置104包括作为线性运动元件112的两个轮112和/或辊112。应当注意的是，施加器组件100可以替代性地包括仅单个线性运动元件112或多于两个线性运动元件112。
两个辊112和/或线性运动元件112设置在绳10的两个相反侧并且由驱动系统106驱动和/或旋转。相应地，绳10和/或绳10的端部件12可以置于两个线性运动元件112之间。两个线性运动元件112在绳10的外表面和/或侧向表面处滚动，使得平行于纵向方向21和/或在纵向方向21上的平移力施加到绳10上。因此，借助于线性运动元件112，端部件12和/或绳10可以被传送到样品容器500的开口502中。可选地，喷嘴部110可以平行于端部件12的纵向方向21和/或沿端部件12的纵向方向21、例如远离匣102移动，以便将端部件12插入到开口502中。替代性地或附加地，样品容器500可以沿与纵向方向21相反的方向移动以使端部件12插入到样品容器500中。
此外，两个线性运动元件112之间的(横向于和/或垂直于纵向轴线20所测量的)间隔和/或距离可以选择成使得端部件12至少部分地被压缩。这可以简化将端部件12插入到开口502中。为了在插入期间使端部件12保持在压缩状态，喷嘴部110的端部111可以布置在样品容器500与线性运动元件112之间。可选地，喷嘴部110的端部111可以至少部分地插入到样品容器500的开口502和/或内部容积中。为此，喷嘴部110和/或喷嘴部110的端部111可以朝向样品容器500和/或在样品容器500的方向上、例如沿着纵向方向21移动。替代性地或另外地，样品容器500可以朝向喷嘴部110和/或喷嘴部110的端部111、例如沿与纵向方向21相反的方向移动。
图2的施加器组件100还包括以用于将端部件12切断和/或剪断以形成塞16的分离器108。其中，分离器108可以如在上文和在下文更详细地描述的那样构造。为了将绳10的端部件12与剩余部分14分离，喷嘴110部和/或喷嘴部110的端部111可以远离样品容器500、例如沿与纵向方向21相反的方向移动。替代性地或另外地，样品容器500可以远离喷嘴部110和/或喷嘴部110的端部111、例如沿着纵向方向21移动。
可选地，分离器108可以构造成使端部件12的从样品容器500延伸的一部分固定，以便在端部件12的分离期间和/或在塞16的形成期间使端部件12至少部分地保持在开口502中。举例来说，分离器108可以包括布置在样品容器500与喷嘴部110的端部111之间的固定元件和/或夹持元件，以便在端部件12的分离期间使端部件12固定。
如参照图1A和图1B所描述的，分离器108可以构造成例如通过使绳10的剩余部分14相对于端部件12旋转来将端部件12剪断、夹断和/或切断。这可以通过下述方式实现：通过在将样品容器500固定的同时使插入装置104的至少一部分、整个插入装置104和/或施加器组件100的其他部件例如沿着周向方向18旋转，或者通过借助于插入装置在将绳10的剩余部分14固定的同时使样品容器500旋转，或者通过使样品容器500和剩余部分14沿相反的方向旋转。
图3示出了根据示例性实施方式的施加器组件100。如果没有另外指明，图3的施加器组件100包括与参照前面附图所描述的施加器组件100相同的特征、功能和/或元件。
类似于图2中所示出的示例性实施方式，图3的施加器组件100包括两个线性运动元件112。与图2的实施方式相比，图3的线性运动元件112设计为带驱动器112，其中，每个带驱动器112包括至少两个可旋转的轮114和/或辊116以用于对带116进行驱动。其中，辊116和/或带驱动器112可以由驱动系统106驱动。
图4示出了根据示例性实施方式的施加器组件100的插入装置104的一部分的截面图。如果没有另外指明，图4的施加器组件100包括与参照前面附图所描述的施加器组件100相同的特征、功能和/或元件。
图4的插入装置104包括静止部分120，静止部分120呈管状形状并且例如沿着绳10的圆周和/或周缘至少部分地包围、特别是环状地包围绳10的一部分。静止部分120可以例如形成为中空的圆筒，其中，绳10在静止部分120的内部容积中被导引。在静止部分120的面向和/或指向绳10的内表面122上，静止部分120包括从内表面122朝向纵向轴线20延伸的一个或更多个导引裂口124。此外，导引裂口124平行于插入装置104的纵向轴线20延伸和/或伸展。导引裂口122构造成在绳10的侧向表面处接触绳10，使得绳10沿着插入装置104的纵向方向被导引并且绕纵向轴线20沿周向方向18被至少部分地固定。
插入装置104还包括布置在静止部分120的端部121处的可旋转构件150。在本公开的上下文中，可旋转构件150可以被称为第一可旋转构件150。可旋转构件150包括可旋转漏斗部152和/或构造为可旋转漏斗部152，可旋转漏斗部152例如沿着纵向方向21从静止部分120的端部121——该端部121可以表示可旋转构件150的第一端部121——朝向可旋转构件150的相反的(和/或第二)端部151锥形地汇聚。借助于可旋转漏斗部152，绳10和/或端部件12在沿着纵向方向21被输送穿过可旋转漏斗部152的同时被压缩。
为了使绳10和/或端部件12输送和/或移动穿过插入装置104和/或输送和/或移动到样品容器500中，可旋转漏斗部152和/或可旋转构件150包括布置在可旋转漏斗部152的内表面153上的内螺纹154。其中，内螺纹152从可旋转构件150的第一端部121朝向可旋转构件151的第二端部151锥形地汇聚。内螺纹152构造成接触端部件12的侧向表面。
为了将端部件12插入到样品容器500中和/或为了传送绳10，可旋转构件150通过驱动系统106沿着周向方向18旋转。当可旋转构件150旋转时，内螺纹152接触端部件12的侧向表面并且将沿着纵向方向21指向的平移力和沿周向方向18指向的旋转力施加到端部件12上，使得端部件12被移动和/或被拖拽到样品容器500的开口502中。
如图4中示例性所示，驱动系统106可以在可旋转构件150的外表面处驱动旋转构件150。为此，驱动系统106可以例如包括齿轮驱动器和/或齿轮轮驱动器，并且在可旋转构件150的外表面上可以布置有可以与驱动系统106的齿轮驱动器接合的相应的齿轮齿。替代性地或附加地，可以使用任何其他驱动机构，比方说例如用于驱动可旋转构件150和/或使可旋转构件150旋转的带驱动器。然而，应当注意的是，替代性地或附加地，驱动系统106例如可以在插入装置104的静止部分120与可旋转构件150之间于插入装置104的径向方向上布置在第一端部121附近。例如，滚动接触轴承可以用于使可旋转构件150旋转和/或驱动可旋转构件150。
在可旋转构件150的操作和/或旋转期间，端部件12沿着周向方向18扭转。为了确保这种扭转不会被传递至绳10的剩余部分14，绳10的剩余部分14可以借助于静止部分120的导引裂口124而固定。然而，替代性地或附加地，静止部分120可以在与可旋转构件150相反的方向上旋转，例如根据参照图5A至图5C描述的实施方式。
图5A示出了根据示例性实施方式的施加器组件100的立体图。图5B示出了图5A的施加器组件100的一部分的俯视图。图5C示出了图5A的施加器组件100的插入装置104的立体图。如果没有另外指明，图5A至图5C的施加器组件100包括与参照前面附图所描述的施加器组件100相同的特征、功能和/或元件。应当注意的是，为了清楚起见，绳10和端部件12仅在图5A和图5B中示意性地示出，而未在图5C中示出。
图5A至图5C的施加器组件包括基板101和/或安装板101，驱动系统106的至少一部分布置在基板101和/或安装板101上，如下文更详细地描述。安装板101包括开口103和/或孔103，绳10和/或端部件12借助于驱动系统106和/或借助于插入装置104从匣102穿过开口103和/或孔103被输送至插入装置104。
插入装置104包括布置在插入装置104的端部151处的第一可旋转构件150。经由第一可旋转构件150，绳10的端部件12朝向样品容器500(未示出)传送并且至少部分地插入到样品容器500的开口502中。相应地，样品容器500可以布置成与插入装置104的端部151相对。
第一可旋转构件150示例性地包括呈棒状和/或圆柱状的四个可旋转销160。然而，应当注意的是，第一可旋转构件150可以包括少于四个的销160例如至少两个可旋转销160和/或至少三个可旋转销160，或者可以包括多于四个的可旋转销160。换句话说，第一可旋转构件150可以包括多个可旋转销160。
销160相对于彼此歪斜地布置并且沿着插入装置104和/或端部件12的周向方向18(以下称为第一周向方向18)彼此间隔开，使得在销160之间形成用于导引端部件12的导引隔间162。销160中的每个销160能够绕相应销160的纵向轴线旋转，其中，销160由驱动系统106驱动。此外，销160布置成当销160绕销160的纵向轴线旋转时将沿着插入装置104的纵向方向21的平移力和沿着第一周向方向18的旋转力施加到端部件上。具体地，当销160旋转时，每个销160的至少一部分和/或每个销160的梢部在端部件12的外表面和/或侧向表面处滚动。因此，绳的端部件12朝向插入装置104的端部151平移并且沿着第一周向方向18旋转，以使端部件12插入到样品容器500中。
此外，由于销160的相对歪斜的位置，这些销160沿着插入装置104的纵向方向21朝向纵向轴线20汇聚，使得端部件12的至少一部分在靠近插入装置104的端部151处和/或在插入装置104的端部151处(和/或在销160的梢部附近)被压缩。这可以允许高效地将端部件12至少部分地插入到样品容器500的开口502中。
为了使销160绕其纵向轴线旋转，驱动系统106包括布置在安装板101上、特别是布置在安装板101的与安装板101的布置有插入装置104的另一侧相反的一侧上的多个驱动轮180。在图5A图5C所示出的示例中，驱动系统106包括围绕安装板101的开口103布置的四个驱动轮180。驱动轮180由带182驱动，其中，带182借助于布置在四个驱动轮180与另一驱动轮186之间的两个带轮184张紧，如图5B中更好地所见。其中，所述另一驱动轮186可以由驱动系统的电动马达驱动以便对带182和驱动轮180进行驱动。然而，应当注意的是，图5A至图5C的驱动系统106的构型和设计仅是示例性的。
围绕安装板101的开口103布置的驱动轮180中的每个驱动轮180经由布置在安装板101的相应的开口中的轴承181安装至安装板101。此外，在驱动轮180中的每个驱动轮180的中心处布置有轴183，其中，每个驱动轮180的轴181平行于纵向轴线20延伸穿过安装板的相应的开口。在安装板101的与安装板101的布置有驱动轮180的一侧相反的一侧上，在轴183中的每个轴183上布置有挠性联接器185。挠性联接器185中的每个挠性联接器185以一个端部联接至轴183中的一个轴183并且以相反的端部连接至销160中的一个销160。借助于挠性联接器185，驱动轮180的旋转引起与驱动轮180联接的对应的销160的旋转。通常，挠性联接器185可以例如是软管状和/或管状元件。
如上文所描述的，由于在端部件12的侧向表面上滚动的销160的旋转，端部件12沿着第一周向方向18旋转并且沿着纵向方向21平移。为了补偿这种旋转，插入装置104包括第二可旋转构件190，第二可旋转构件190构造成使绳10的剩余部分14(和/或绳10的邻近和/或靠近端部件12的部分)沿与第一周向方向18相反的第二周向方向旋转。在图5A至图5C中所示出的示例中，第二可旋转构件190为圆柱形并且至少部分地布置在安装板101的开口103中。第二可旋转构件190可以借助于相应的轴承被保持在安装板101的开口103中。其中，绳10可以被第二可旋转构件190例如围绕绳10的圆周和/或周缘包围和/或环状地包围。
为了使第二可旋转构件190以及绳10的剩余部分14(和/或绳10的邻近和/或靠近端部件12的部分)沿着第二周向方向旋转，驱动轮180在第二可旋转构件190的外表面和/或边缘处滚动。
相应地，绳的端部件12经由插入装置104的第一旋转构件150从匣102拖拽和/或供应，第一旋转构件150使端部件12沿纵向方向21平移并且使端部件12沿着第一周向方向18旋转。为了补偿由该旋转引起的绳10的扭曲，第二可旋转构件190使绳10的剩余部分14(和/或绳10的邻近和/或靠近端部件12的部分)沿与第一周向方向18相反的方向旋转。
一旦端部件12至少部分地插入到样品容器500的开口502中，端部件12可以借助于分离器108而被切断和/或剪断，例如如参照前面附图所描述。例如，端部件12可以利用插入装置104的销160固定并且插入装置104可以绕纵向轴线20沿着第一周向方向或沿相反的方向旋转。例如，安装板101可以由分离器108旋转，以便剪断端部件12并且形成塞16。
图6示出了图示用于利用根据示例性实施方式的施加器组件100封闭样品容器500的方法的步骤的流程图。施加器组件100可以是指参照前面附图所描述的施加器组件100中的任何施加器组件100。
在步骤S1中，利用施加器组件100的插入装置104将包括聚合物基材料的绳10的端部件12的至少一部分插入到样品容器500的开口502中。其中，端部件12可以例如沿着第一周向方向18旋转并且沿着纵向方向21和/或平行于端部件12的(和/或插入装置104的)纵向轴线20平移。可选地，在步骤S1中可以通过插入装置104对端部件12的至少一部分进行压缩。
在步骤S2中，借助于施加器组件100的分离器108将端部件12与绳10和/或与绳10的剩余部分14分离，从而形成封闭样品容器500的开口502的塞16。其中，可以基于将切断和/或剪断端部件12来分离端部件12。可选地，步骤S2可以包括使插入装置104的至少一部分旋转以剪断端部件12。此外，步骤S2可以可选地包括将端部件12的至少一部分固定和/或稳固。
虽然本发明已经在附图和前述描述中进行了详细地图示和描述，但此类图示和描述应被视为说明性的或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施方式。本领域技术人员以及实践所要求保护的发明的技术人员可以通过研究附图、公开内容和所附的权利要求来理解和实现所公开的实施方式的其他变型。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一种”不排除复数。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示不能有利地利用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
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