CN101219732A - 密集式储藏系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密集式储藏系统和用于储藏冷冻样品的相应方法。所述密集式储藏系统包括一个储藏区、具有热绝缘层的外壳和至少一个致冷装置，利用该致冷装置至少可以将储藏区冷却到至少－15℃以下的温度。密集式储藏系统还包括完全设置在冷藏区的储藏架和设置在该储藏区上面的传送区。在传送区内部大致水平地布置有一活动机械手。密集式储藏系统的特征在于其包括至少一个大致垂直的链斗提升机装置，所述链斗提升机装置具有在一大致椭圆形路径上循环的多个大致水平定向的储藏架。与链斗提升机装置配合工作的机械手分别用于取走或存放储藏架和/或将物品取走/存放到储藏架上。当至少一个储藏架位于该链斗提升机装置路径的上半圆的部位中时，机械手能够执行该取走或存放操作。用于取走或存放的所述物品是从包括传送框架、容器支架和容器的组合中选择出来的。

Description

密集式储藏系统及其应用

有关专利申请

本申请要求2006年12月7日申请的申请号为CH01993/06的瑞士专利申请的优先权，为了所有的目的在这里通过明显引用方式来结合其全部内容。关联的申请号为EP07121848.1的欧洲专利申请要求相同的优先权，并且已经在2007年11月29日申请。

技术领域

本发明涉及一种密集式储藏系统，所述密集式储藏系统具有一个储藏区、具有热绝缘层的一外壳和至少一个致冷装置，利用该致冷装置至少可以将储藏区冷却到-15℃以下的温度。密集式储藏系统包括完全布置在冷藏区内部的储藏架和布置在该储藏区上面的传送区，在该传送区中大致水平地布置有活动的机械手。此外，本发明涉及一种用于将冷冻的样品储藏到相应的密集式储藏系统中的方法。

背景技术

生物标本，如身体的流体(如，血液、小便、唾液或精液)、细胞(如细菌培养物)或细胞组织样品对温度很敏感，并且在获得它们之后必须在冷藏条件下将它们储藏以防止它们变质。因此，检定生物的和通常对温度敏感的样品的本质方面是该样品在冷冻状态下(即，在低温下)的储藏和可利用性。这可以出现在冰柜(即，温度不高于-18℃)中和利用干冰(固体CO₂)或液氮(-196℃)冷却的大气(即，在-78.5℃)环境中。此外，已知利用压缩机的用于机械制冷的系统，其依靠结构能够实现-35℃(单级结构)、-85℃(两级结构)或-135℃(三级结构)的最低温度。长期以来已经了解所有该类储藏器和它们的具体优、缺点。在仅经过短时间的冰晶现象后，储藏在-18℃下的样品可能已经显示出变质的迹象。该结冰晶体的形式在干冰温度下大大减少了，并且实际上在液氮情况中消失了。然而，当所有的CO₂升华时，利用干冰冷却的容器发热得相当快，且储藏在液氮中的样品很复杂，并仅由带有专门保护措施的人员来储藏。已知的系统中很少有特别适合于利用机器的和自动的系统来储藏和使大量样品有效的系统。

专利US 6,357,983 B1公开了一种自动储藏系统。彼此套装在一起的两个环状滑轨位于装有空气调节器的隔室中，可以从-20℃到正20℃的范围内选择其温度，并且其可以围绕具有多个水平布置的隔板部位的中心轴旋转，所述搁板部位按一个在另一个上面的方式布置。所述搁板部位可以通过垂直移动且位于机架外部的机械手来装载。该机械手安装有专门的铰链连接的夹持机构以便其可以在各种情况下通过穿过一外部搁板进入内部搁板部位。该系统具有的优点是，在全部的选择过程期间，所述机械手并且因而所述样品位于冷却的大气中，并通过一气锁被从储藏系统中取出来。然而，该储藏系统显然受搁板支架数目的限制，以致为了相对较少数量的样本而必须冷却比较大的体积并且必须使用相当复杂的机械手。

在专利US6,694,767B2中公开了另一储藏系统。温度设置为-85℃到-80℃的一完全隔热的储藏空间位于一受控的大气工作区下面，在所述工作区中布置一配备有工作站的机械手。按一个在另一个上面的方式布置的具有相对较小横向尺寸的存放架和许多搁板垂直地悬挂在所述隔热的罩的开口中，并且配置有在展开状态下用于关闭该储藏空间的隔热区域的钢板弹簧舌片。机械手将所述存放架从储藏空间中提出来以便一机械夹具能够将样品容器从支架部位上取出来。虽然当将框架从储藏空间中取出时存在样品变热乃至解冻的风险，但是受控的CO₂气体防止水蒸气凝聚在样品容器的冷却表面上。

在该已知储藏系统中加工样品容器所需的时间显得太长，尤其是当在短期内需要有效加工很多样品时。

从专利申请JP2004131249中已知了用于储藏和供应冷冻样品的另一储藏系统。该文献公开了具有环行支架的储藏空间，所述各储藏空间包括多个具有相对较小表面的搁板。在冷藏室中设置了所述的两个循环支架或横向链斗式提升机装置，所述冷藏室通过一器壁被从自动机械内腔中隔断成两个开口。一个机械手将样品容器从定位在一个开口附近的循环支架上的特定支架位置上取出并将该容器传送给在储藏室的相对侧上的第二机械手或传送区。所述容器可以通过一架相机来标识。该系统的储藏室显得相对紧凑，然而机械手需要很大的空间，特别是如果应用两个机械手来加工合用的样品和/或重新将样品从一样品容器中放入另一个样品容器中时。

在专利CH688821A5中公开了一种具有多个垂直的链斗式提升机搁板的储藏系统，该垂直的链斗式提升机搁板由至少一个放置在所述搁板上面的机械手送达。机械手将一个储存容器从每个箱体内的顶部搁板上移走。物品按非常紧凑的方式保存并且很好地利用具有未指定温度的储藏空间。用于高效地加工多个容器的机械手的路径显得非常长，特别是因为每次仅能传送一个容器和/或物件。

另外，可以在已知的由REMP AG(OBERDIESSBACH、瑞士)生产的储藏系统中储藏样品，例如在+4℃或-20℃的温度下可以在REMP SMALL-SIZE STORE^TM系统中储藏样品或在-80℃的温度下在REMP BIO-SAMPLE STORE系统中储藏样品。在后者中应用机械手在-20℃下工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于冷冻样品的备用储藏系统，其消除了或至少减少了现有技术中的已知缺陷。

该目的是根据利用密集式储藏系统的第一方面来实现的，所述密集式储藏系统包括一个储藏区、具有热绝缘层的一外壳和至少一个致冷装置。该致冷装置可以至少将所述储藏区冷却到低于-15℃的温度。该密集式储藏系统包括完全布置在冷藏区内部的储藏架和布置在该储藏区上面的传送区，在所述传送区中大致水平地布置有活动机械手。本发明的密集式储藏系统的特征在于，其包括至少一个链斗式提升机装置，所述链斗式提升机装置被布置在储藏区中并且被大致垂直地布置，所述链斗式提升机装置包括一纵轴和多个按大致椭圆形移动路径循环的大致水平地定位的储藏架，随着机械手与链斗式提升机装置联合工作，当至少一个储藏架位于该链斗式提升机装置的循环路径的上半圆区域中时，所述机械手装置实现并能够移动或存放储藏架和/或从储藏架上移走物件和/或将它们放置到储藏架上，所述物品是从包括传送框架、容器支架和容器的组合中选择出来的。

该目的是根据通过用于在密集式储藏系统中储藏和加工合用的冷冻样品的方法的第二方面来实现的。本发明的方法的特征在于，其包括至少一个链斗式提升机装置，冷冻样品被保存在至少一个布置在密集式储藏系统的储藏区中的至少大致垂直的链斗式提升机装置中或由其加工得到，所述密集式储藏系统具有一纵轴和多个按大致椭圆形移动路径循环的大致水平地定位的储藏架，随着机械手与链斗式提升机装置联合工作，当至少一个储藏架位于链斗式提升机装置的循环路径的上半圆区域中时，所述机械手装置实现并能够移动或存放储藏架和/或从储藏架上移走物件和/或将它们放置到储藏架上，所述物品的是从包括传送框架、容器支架和容器的组合中选择出来的。

在所有情况下，从说明书和权利要求中衍生出附加的优选的和创造性的特征。

在本发明的上下文中，几何术语“椭圆形”被定义为实质上封闭的、大致O形的曲线。就该椭圆形来说，两个等长的大致直边段彼此几乎平行地延伸。在各种情况下，它们的直边段的两个相邻的端部通过一至少近似半圆相互连接在一起。

附图说明

现在参照示例性的实施例和示意图来更详细地描述本发明，所述示例性的实施例和示意图并不作为对本发明的限制。

图1图示了通过第一实施例的密集式储藏系统的垂直纵截面；

图2图示了图1中的密集式储藏系统的平面图；

图3图示了通过第二实施例的密集式储藏系统的垂直纵截面；

图4图示了储藏器或工作料斗的示意性的三维视图；

图5图示了通过一传送站的垂直横剖面，其中一冲压头将样品容器从贮存料斗的隔室中推入工作料斗的隔室中；

图6图示了具有两个主链条驱动器和一框架的链斗式提升机装置的三维视图，其中：

图6A图示了具有稳定侧链驱动器的第一变异体，和

图6B图示了具有稳定凸轮盘的第二变异体；

图7图示了图6A的放大的三维视图，其中可以清楚地看到主链条驱动器相对于侧链驱动器的侧向和轴向偏移量；

图8图示了具有两个机械夹具框架、两个头部和一传送站的机械手的三维视图。

具体实施方式

图1图示了通过第一实施例的密集式储藏系统的垂直纵截面的视图。该密集式储藏系统1包括储藏区2，所述储藏区被布置在具有热绝缘层9的外壳8中。此外，密集式储藏系统1包括至少一个致冷装置10，利用所述致冷装置至少可以将储藏区2冷却到低于-15℃的温度。致冷装置10可以被布置在外壳的内部(如，图3)或外壳8的外部(如此处所示)。密集式储藏系统1包括储藏架5，所述储藏架被完全布置在冷藏区2的内部，而与它们的储藏位置无关。传送区6在外壳8内部被布置在该储藏区2的上面，其中安放有一可大致水平移动的机械手7(参见图1和图3中的双箭头)。

本发明的密集式储藏系统包括至少一个布置在储藏区2中的大致垂直的链斗式提升机装置3。该链斗式提升机装置包括一纵轴4和多个按大致椭圆形移动路径循环的大致水平地定向的储藏架5。与该链斗式提升机装置3联合工作的机械手7被改进并可以实现移动或存放储藏架5。还将其设计成用于将物件从储藏架5移开或将它们放置在一个储藏架上。然而，由于与链斗式提升机装置3相互作用的结果，仅当至少一个储藏架5被定位在该链斗式提升机装置3的上部循环半圆区域中时，机械手7才能够执行该操作。从包括传送框架11、容器支架21和容器17的组合中选择所述物品。

由玻璃或塑料制成的试管被称为“容器或样品容器”。试管还包括“小瓶”和“管子”。特别是，小瓶和管子被改进成大致圆柱形并被较佳地储藏或传送到储料容器或支架中。

极佳地，容器支架21，其配置有大致如小平板一样的底座。然而，术语“容器”还包括所有其他适合包装液体、固体或液体和固体的混合物的器皿。例如，带有盖子的小瓶子成为所述容器，其中这些小瓶子可以由玻璃或塑料制成并且盖子具有如螺旋盖、卡扣或塞子。在这里，其还包括由薄片或薄膜围成的容器。

在机械实验室中，特别优选的是微管支架，因为其具有相当于根据SBS标准(SBS＝生物分子筛管协会)的小平板底座的底座，经常被称为“SBS底座”。该标准已经被ANSI(美国国家标准学会)的ANSI/SBS1-2004标准采用。已知的支架具有96个微管。上述公司REMP AG还在商品名称REMP TUBE TECHNOLOGY^TM下提供了具有96或384个微管的微管群支架。

所述容器支架2 1可以直接被放置在储藏架5上。较佳地，储藏架配置有适当的凹槽和/或隔室(参见图7)以防止容器支架21在储藏架5上滑动，从而清楚地限定容器支架在储藏架上的位置。按该方法清楚地定位的容器支架位置可以由机械手7来编址，并且当至少一个储藏架5被定位在该链斗式提升机装置3的上部循环半圆区域中时，有把握地准确抓住容器支架。较佳地，储藏架是由铝板或铬钢薄片制成。特别是，铝是一种良好的导热体并且所述铝制搁板相对较轻，但是却足够坚固。

然而，所述容器支架21还可以被放置在传送框架11上，所述传送框架还具有适当的凹槽和/或隔室(如图7所示)以防止容器支架21在该传送框架11上滑动，从而清楚地限定容器支架在传送框架上的位置。较佳地，所述传送框架11比储藏架5稍微短些，并且可以根据其位置(如图7所示)被准确地放置。较佳地，传送框架11是由塑料制成的。传送框架1 1还可以包括代替用于容器支架21的凹槽和/或隔室的一排柱台，在所述柱台之间可以插入试管或其他容器17(如图7所示)。容器支架21还可以包含所述柱台，以便可以手动或通过机械装置将小瓶和试管放入到所述容器支架21中或从所述容器支架中取出。

还可以为与链斗式提升机装置3配合工作的机械手7制定规定，以便用于和能够移动或存放储藏架5和/或当该储藏架5位于最接近链斗式提升机装置3的上部转折点12处时，将物件从储藏架上移开或将其放置在储藏架上。目标被移动的位置越高，就可以越简单地由机械手7的机械夹具20抓住该目标。换句话说，可以为与链斗式提升机装置3配合工作的机械手7制定规定，以便当两个储藏架5位于远离链斗式提升机装置3的上部转折点12处时(就是大致位于上部循环半圆的四分之一处)，将物件从储藏架5上移开或将其放置在储藏架5上。所介绍的替代方式具有的优点是，对于各链斗式提升机装置来说，可以方便机械手7同时定位两个储藏架。

可以在单个储藏室13中布置单个链斗式提升机装置3(未图示)，但是还可以布置两个或多个链斗式提升机装置3(例如，如图1所示的四个)。当为至少两个链斗式提升机装置3制定规定时，较佳地，相互靠近地大致平行布置所述链斗式提升机装置3，然后较佳地，改进机械手7以便其可以垂直于所述链斗式提升机装置3的纵轴4移动。这可以从图1和图2的结合中看出来，图2图示了在图1中按简单的第一实施例的垂直截面形式图示的密集式储藏系统1的平面图。

图3图示了本发明的密集式储藏系统1的较佳的改进形式，图3图示了根据第二实施例的密集式储藏系统垂直的纵视图。该密集式储藏系统1的储藏区2包括储藏室13，所述储藏室通过隔热的隔板14被彼此永久地分开。在该情况中，链斗式提升机装置3被布置在各储藏室13中。类似地，在该情况中，较佳地，相互靠近地大致相互平行布置所述链斗式提升机装置3，并且改进机械手7以便其可垂直于所述链斗式提升机装置3的纵轴4移动。所有所述热隔离的储藏室13中的温度根据需要可以相同或不同。较佳地，机械手7包括至少一个机械夹具框架16以阻挡链斗式提升机装置3并从储藏架5上移动传送框架11和/或将传送框架存放在储藏架5上或移动和/或存放被阻挡的链斗式提升机装置3的储藏架5(如图8所示)。在所描述的变化中，可以为类似的保温制定规定，但是仅当在该链斗式提升机装置3上完成专门的工作时，可以在链斗式提升机装置3的两个侧面上采用可移动的隔板(所谓的“活动隔板”，未图示)，如在故障事件中或为了维修工作和/或如果该链斗式提升机装置3将被暂时从密集式储藏系统1的储藏区2中移走或由另一个链斗式提升机装置3来替代。

非常可取的是各储藏室13包括至少一个可密封的升降口15。这意味着储藏室可以彼此完全隔热。这样，例如，为了维护工作可以将单个储藏室13解冻而不影响另一个储藏室13乃至密集式储藏系统1的功能。

特别是对于第二实施例，而且对于第一实施例，较佳地，储藏区2能够被冷却到-35℃或更低的温度。另外，传送区6应该能够被冷却到低于-15℃的温度。该温差通常不影响冷冻样品的质量，因为该样品被夹紧在密闭容器17(具有或不具有容器支架21和/或传送框架11)中。通过预冷却到至少-15℃的自动机械夹具20执行夹紧。可以在由机械手保持的容器支架21、传送框架11或储藏架5中传送样品，所述容器支架、传送框架或储藏架也被预冷却到-15℃。

在密集式储藏系统1的特别优选的实施例中，储藏区2可以被冷却到-80℃的温度。在该种情况下，较佳地，传送区6被冷却到-20℃的温度。可以使用致冷装置10来生成所述温度(如开始所描述的)，比如，所述致冷装置包括一压缩机，其第一级为传送区6提供-20℃的温度，并且其第一和第二级为储藏区2提供-80℃的温度。

密集式储藏系统1较佳地包括至少一个锁定装置33。该锁定装置被用于完成储藏架5、传送框架11、贮存料斗或容器支架21的密集式储藏系统1的存入和/或取出。所述储藏架、传送框架、贮存料斗或容器支架较佳地包括小瓶17、管子22或其他容器(如具有螺旋盖的很小的玻璃瓶的例子)形式的样品容器和工作料斗24。

较佳地，各链斗式提升机装置3被构造在支架27中，并且可以通过开口28将其与该支架27一起从密集式储藏系统1的外壳8中横向地取出。为了防止任何热电桥的形成，一旦插入链斗提升机装置3(如图2所示)，就通过配备有隔热层9的盖子29来封闭所述开口28。可以将所述盖子29固定到支架27上以便可以将其连同链斗提升机装置3一起从密集式储藏系统1中取走。然而，盖子29还可以包括门并且附着到密集式储藏系统1的外壳8上。较佳地，各链斗提升机装置3包括一个布置在储藏区2外部的驱动电机54，所述驱动电机通过隔热的旋转接头55连接到侧链传动器43上。然而，如果储藏区2的温度为-20℃，则驱动电机54还可以被布置在储藏区2的内部。

图6A和6B图示了具有两个主链传动器32和上述支架27的链斗提升机装置3的三维视图。各链斗提升机装置3包括两个大致垂直的主链传动器32，在其两个端部31上布置有滚子链条。所述滚子链条围绕上、下链轮34运转。主链传动器32通过至少一个轴35相互机械地连接在一起。所述滚子链条的相邻连接部件通过展开如搁板支架37的链节板来相互连接在一起。较佳地，通过各搁板支架37插入连接销。较佳地，各主链传动器32包括两个平行的滚子链条，其各连接结构较佳地被U形搁板支架37包围。其他本质上非承重支撑链条61可以被设置得平行于如用于主链传动器32的滚子链条的附加支脚(如图7所示)。较佳地，各主链传动器32包括附加的平行支承链条61，其联接结构不被搁板支架37包围。

图6A图示了上述链斗提升机装置3的第一种变体，其特征在于具有稳定的侧链传动器43。该侧链传动器43防止储藏架5倾斜并确保储藏架5沿其移入链斗提升机装置3中的整个路径上保持至少近似水平的位置。具有本发明的能大致保持水平的储藏架5的链斗提升机装置3可以被连续地向前以及向后操作。根据所述第一种变体的各链斗提升机装置3包括大致垂直的侧链传动器43，所述侧链传动器具有布置在其一个端部31上的滚子链条(如图7所示)。侧链传动器43的所述滚子链条围绕上、下链轮34运转并且从主链传动器32上偏离一轴向偏移尺寸41和横向偏移尺寸42。相邻的链条连接部件通过展开如平衡支架44的链节板来相互连接在一起。较佳地，各侧链传动器43包括一个滚子链条，其各连接部件被U形平衡支架44包围。较佳地，通过搁板支架37或所述的平衡支架44插入联接插脚。较佳地，各搁板支架37通过内部刚性的活节接合部件46连接到平衡支架44上，所述活节接合部件跨越轴向偏移尺寸41和横向偏移尺寸42。在链斗提升机装置5[SIC！]的第一种变体的实施例中，主链传动器32的至少一个主动齿轮56通过中间齿轮57或带齿皮带(在图7中未图示)机械式地连接到侧链传动器43的一个主动齿轮59上。较佳地，连接机构46展开成如Z字形元件，所述Z字形元件具有延伸部分47和两个横向轴48，所述横向轴48可以构造成如可旋转地安装在套筒49中的旋转轴，所述套筒被布置在搁板支架37或平衡支架44上(还如图7所示)。

此外，可以为套筒49制定规定，所述套筒被布置在搁板支架37上以另外包括具有两个外围凸缘51的滚筒50。所述凸缘51形成储藏架5之间的准确间距，较佳地，所述凸缘的外径刚好相当于链条节距尺寸的两倍。在该实施例中，选择链条节距为15.875毫米，以使各凸缘51的外径为31.75毫米。

较佳地，具有上述链斗提升机装置5的密集式储藏系统1包括用于储藏的贮存料斗和/或容器支架21，所述贮存料斗和/或容器支架具有标准微型板的底座和正常高度或具有相同的底座和该正常高度的整数倍。较佳地，密集式储藏系统1具备有至少三个链斗提升机装置3和每立方米至少储藏100个标准微型板的特定储藏容量。

较佳地，本发明的各密集式储藏系统1包括一个主计算机60以调节储藏区和传送区的温度并控制链斗提升机传动器和机械手的电机54。较佳地，计算机60安装有软件，所述软件使该计算机能够临时执行由机械手7执行的工作的最佳进度。在上述进度法的协助下，可以在很短的时间内将大量样品放入所述链斗提升机装置5中或从所述链斗提升机装置5中获得。上述操作还包括重整来自第三方厂商的提供给机械手的管子以使其松散地位于料斗中。具有能够夹紧上述独立管子的机械手7是非常有益的。例如，来自第三方厂商的上述管子可以被放置在传送框架11上和被放置在具有传送框架11的储藏架5上。用于小瓶17的来自第三方厂商的料斗和支架还可以装备有脱离SBS标准的底座。同样，机械手7可以包括可互换的夹具，所述夹具安装不符合SBS标准的容器和/或支架。

图6B图示了具有稳定凸轮盘36的上述链斗提升机装置3的第二种变体。各所述链斗提升机装置3包括布置在其端部31上的一个大致垂直的凸轮盘36，所述凸轮盘具有凸轮导轨45和凸轮卡圈58。各尺寸不变的凸轮卡圈58符合具有储藏架5的搁板支架37并可枢转地连接到其上面。与凸轮卡圈58和一个与链斗提升机装置的移动路径相符合的椭圆形凸轮导轨45结合，该凸轮盘36防止储藏架5倾斜并确保储藏架5沿其在链斗提升机装置3中的整个移动路径上保持至少近似水平的位置。本发明中具有能大致保持水平的储藏架5的链斗提升机装置3可以被向前以及向后运转地操作。

图7图示了图6A的放大的三维视图。可以清楚地看到一个主链传动器32的横向偏移和该主链传动器相对于侧链传动器43的轴向偏移。此外，还可以清楚地看到，搁板支架37可以包括成型的支架52，所述支架52将搁板支架37牢固地支撑在相对于主链传动器32的一大致水平的位置上。较佳地，各链斗提升机装置3包括大致垂直布置的导引导轨53，所述导轨在布置在搁板支架37上的滚筒50的旋转凸缘51之间啮合。此外，可以清楚地看到第三方厂商的管子和/或小瓶17，及它们以何种方式位于其柱台之间的传送框架11和通过该传送框架11位于储藏架5上。

图8图示了具有两个夹具框架16、两个头部18、19和一传送站23的机械手7的三维视图。该机械手7包括至少一个但较佳地两个头部18、19。所述一个头部18和/或两个头部18、19各配备有用于夹紧具有样品容器17或管子22的容器支架21和/或用于夹紧布置在容器支架21或传送框架11中的样品容器17的一个夹具20。较佳地，机械手7还包括用于将所述样品容器17、22重新分配到工作料斗24中的传送站23。较佳地，机械手7具有一个夹具20，其利用该夹具可以夹持各类容器17，例如具有SBS底座的整个容器支架21，但还可以是单个的容器，较佳地如试管和小瓶形状的圆柱形样本容器。较佳地，机械手7包括至少一个夹具框架16以阻挡链斗提升机装置3并从储藏架5上取走和/或存放传送框架11，或取走和/或存放被阻挡的链斗提升机装置3的储藏架5。如此，夹具框架16更好地夹紧托架形状的样本载体(如，储藏架5和传送框架11)。

传送站23包括冲头25，利用该冲头可以将管子22从容器支架21的隔室26中压入布置在容器支架21下面的工作料斗24的隔室26中。如前面所提到的，在机械实验室中特别优选微管组支架，因为其装备有相当于SBS标准的微板底座的底座。上述的REMP AG公司还以商品名称REMP TUBE TECHNOLOGY^TM供应具有96个或384个微管的微管组支架。所述支架和微管与现有技术中的支架和微管的本质区别是通过按一个在另一个上面的方式布置至少两个支架来得到样本管，并且通过机械手来将试管从上面支架压出并压入到下面支架的容纳空腔中，根据记录或标引定位。另一方面，还可以通过机械手将试管从下部支架压入适当定位的上部支架的容纳空腔中来执行该传送过程(如EP0904841B1或US6827907B2中所公开的)。

因此，再参见图4和5，其图示了贮存料斗和/或容器支架21或工作料斗24和/或通过传送站23的垂直剖面的示意性的三维视图。

在传送站23中，冲头将样品容器从容器支架2 1的隔室压入工作料斗24的隔室中。容器支架21和工作料斗24的结构大致相同且其应用彼此基本不同。容器支架21用于储藏和加工合适的容器17或管子22。另一方面，机械手7或操作者使用工作料斗24并且通常向其提供由密集式储藏系统1的外部引导的处理或分析过程。容器支架21装备有将多个(较佳地为96或384个)隔室26彼此分隔的隔板40。所述隔室具有上部开口38和下部开口39，以便可以将容器(较佳地为密封管22)从上面或从下面放入任何被选的隔室中。该放置较佳地通过工具或冲头25来自动执行。较佳地，容器支架21和/或工作料斗24具有用于定义SBS底座的宽度A和长度B。较佳地，所述支架或料斗的高度C还相当于微板的标准高度。如备选方案中图示的用于管子22的容器支架21，容器支架可以被改进为容纳有组织暗盒并且还较佳地具有SBS底座(未图示)。较佳地，上述备选方案的容器支架具有24个隔室，每一个隔室用于容纳一个放置在其侧面上的组织暗盒，并且较佳地具有标准微板的两倍高度。

较佳地，按结构框架30来构造机械手7并且连同夹具框架16、头部18、19和传送站23一起被提升，以便可以将其从密集式储藏系统1中移走。由于这允许将整个机械手从密集式储藏系统1中移走而无须解冻传送区6，所以为了维修的目的特别优选这种结构。从而，还保持储藏区2不受机械手7维修的影响，当所有的链斗提升机装置3位于公用储藏隔室13中时，其是特别有利的。

较佳地，利用本发明的密集式储藏系统1来执行用于储藏冷冻的样品并有效处理它们的相应方法。在如上所述的密集式储藏系统1中，该方法涉及冷冻的样品和多个沿大致椭圆形路径循环的大致水平定向的储藏架5，所述样品被保存在至少一个至少大致垂直的具有纵轴4的链斗提升机装置3中，所述链斗提升机装置被布置在密集式储藏系统1的储藏区2中。与链斗提升机装置3配合工作的机械手7移走储藏架5或将其放置到内部中。机械手还可以从储藏架5上取走物品和/或将它们放置在储藏架上。当至少一个储藏架5被定位在该链斗提升机装置3的上部循环半圆区域中时，机械手仅能执行该操作。所述物品是从包括传送框架11、容器支架21和容器17的组合中选择出来的。

特别是，当所述储藏架5至少被定位在上部转折点12附近时，机械手7可以执行该操作。与储藏架5从何方向达到该位置无关。另外，当两个储藏架5分别被按离上部转折点12一定间隔(上部循环半圆的大致四分之一处)地定位时，机械手7可分别用于并能够移动或存放储藏架5和/或将物品从储藏架5上取走或存放到储藏架5上。

本发明的方法可以特别有效率地执行，并且当各链斗提升机装置3装备有其自身的驱动电机时，可以以节省时间的方式执行。如此，各链斗提升机装置可以与另一个链斗提升机装置3无关地移动。为了将链斗提升机装置3的至少一个储藏架5移动到用于计划存放或移去样品的有利位置中，通过主计算机60来控制所有链斗提升机装置3的驱动电机54是很有利的，此时至少一个储藏架5被定位在该链斗提升机装置3的上部循环半圆区域中。然后机械手7(也由主计算机60来控制)将特定数量的特殊样品存放到储藏架5中，以有效地在所述储藏架5中加工所述样品和/或将所述样品从所述储藏架5中取出。当机械手7在传送区6中活动时，链斗提升机装置3与储藏架一起可以被移动到进一步的操作位置上，所述储藏架已经被处理过了。较佳地，计算机60通过以产生用于机械手7的最短的工作时间为目的的方式来调整并较佳地机械手7的路径和链斗提升机装置3转动的路径(如果需要，及转动方向)。因此，较佳地，主计算机60按照优化的时间表来控制机械手7和链斗提升机装置3，所述主计算机可以被布置在密集式储藏系统1外壳8的内部或外部。如所描述的，为了将特定的储藏架5定位在至少靠近链斗提升机装置3的上部转折点12处，依据特定储藏架5的当前位置，较佳地，各链斗提升机装置3可以按要求向前或向后循环。

较佳地，机械手7包括一个传送站23。通过按一个在另一个上面的方式布置至少两个支架和/或料斗，并且通过工具和/或操作者25将管子22形式的试管从上部容器支架21中压入到下部加工料斗24的容纳空腔中来有效地加工试管，该操作按照标识来定位。另一方面，还可以通过操作者将试管从下部支架压入上部支架的容纳空腔中来执行该传送过程，该操作按照标识来定位。容器支架21和加工料斗24的位置还可以按要求进行互换，根据要求，机械手在两个容器支架21或两个加工料斗24上工作。

最佳地，机械手7的临时优选的工作模式是机械手7包括两个头部18、19，各具有一夹具20，其利用所述夹具可以从储藏架5或基本上同时从传送框架11上夹起两个带有管子22的容器支架21，并且使它们有效地将所述管子22重新分配到传送站23中。通过为其装备两个夹具头部18、19来平分单纯用于取走或存放容器17或容器支架21的机械手的工作时间。

如所描述的，各链斗式提升机装置3最好被构造在内部支架27中，并且可以通过用于维修目的的开口28将其与该支架27一起横向地从密集式储藏系统1的外壳8中取出。这在密集式储藏系统1的第二实施例中是特别有益的，因为可以将单个链斗提升机装置3从外壳8中移走，而不影响位于同一储藏室13(如图3所示)中的另一个链斗提升机装置3的温度或功能。

可以使用机械手7预先清空要移走的链斗提升机装置3。当需要在链斗提升机装置3或有关的储藏室13上进行维护或修理时，这是特别值得推荐的。

然而，还可能将抽出的链斗提升机装置3(包括储藏在其内部的所有冷冻样品)滑动到另一个冷冻装置中或甚至滑动到另一个密集式储藏系统1中。所述的其他冷冻装置可以是固定的或可传送的冷冻装置。

从而，可以将链斗提升机装置5和密集式储藏系统1的实施例中所公开的不同形式的特征进行结合，所述结合落入本发明的范围内。附图中的相同附图标记表示相同的部件，即使在没有明确描述的情况中。

清楚地识别保存在该密集式储藏系统1中的样品这一问题最好通过在密集式储藏系统的全部可传送的部分设置识别装置来解决。该可传送的部分特别包括储藏架5、传送框架11、容器或小瓶17、容器支架21、管子22和加工料斗14。此外，特殊的管子22通过SBS标准简化，所述标准涉及确定隔室26的行数和列数。所有通用的标识装置如果可承受低贮存温度的话都可以被用作标识装置。因此，可以特别考虑光学易读的标识方法(如(1、2或3维)条形码或无线电标识)和不能利用视觉读取的标识方法(例如通过射频标识(“RFID TAGS”))。依据适用性，还可以优选其他的无线电系统，如RUBEE、ZIGBEE或蓝牙。最优选的是通过一维条形码来标识大型的可传送部分，例如储藏架5、传送框架11、容器或小瓶17和容器支架21。较佳地，小的可传送部分(如管子22)具有2维条型码(未图示)。

较佳地，机械手7安装有标识读取器，如条形码读取器，以便其可以读取密集式储藏系统部件上的合适的标识信息，需要将所述的标识采集、传送、记录或已经记录(未图示)。然而，还可以为各单独的链斗提升机装置3和/或装配好的密集式储藏系统1的中枢装置制定规定，以便为独立的可传送部分执行标识过程或至少在执行特殊的标识任务中支撑所述机械手7。较佳地，计算机60来监控和储藏标识以便可以显示和/或打印出储藏表和传送表。特别是在自动装载(较佳地通过锁定器33来进行)样品的情况下，确定单个样品或其他可传送部分的身份和已分配的储藏位置是非常重要的。利用所述目标识别系统，可以在任何时候从计算机60中找回准确的存货清单。

附图标记：

1密集式储藏系统    31端部

2储藏区            32主链传动器

3链斗提升机装置    33锁定器

4纵轴              34链轮

5储藏架            35轴

6传送区            36凸轮盘

7机械手            37搁板支架

8外壳              38上部开口

9隔热层            39下部开口

10致冷装置         40隔板

11传送框架         41轴向偏移尺寸

12转折点           42横向偏移尺寸

13储藏室           43侧链传动器

14隔板             44空转支架

15装卸口           45凸轮导轨

16夹具框架         46连接机构

17容器、小瓶       47延伸部分

18第一头部         48横向轴

19第二头部         49套筒

20夹具             50滚筒

21容器支架         51旋转凸缘

22管子             52成型支撑件

23传送站           53引导导轨

24加工料斗         54驱动电机

25冲头、操作者     55旋转接头

26隔室             56主动齿轮

27支架             57中间齿轮

28开口             58凸轮卡圈

29盖子             59主动齿轮

30结构框架         60计算机

                   61支承链

Claims (22)

1.一种密集式储藏系统(1)，其具有一个储藏区(2)、包括隔热层(9)的外壳(8)和至少一个致冷装置(10)，利用所述致冷装置至少可以将所述储藏区(2)冷却到-15℃以下的温度，所述密集式储藏系统(1)包括完全布置在所述冷藏区(2)内部的储藏架(5)和布置在该储藏区(2)上面的传送区(6)，在所述传送区中布置有一可大致水平移动的机械手(7)，其中，所述密集式储藏系统(1)包括至少一个基本垂直地布置在所述储藏区(2)中的链斗提升机装置(3)，所述链斗提升机装置(3)包括纵轴(4)和在大致椭圆形路径上循环的多个基本上水平定向的储藏架(5)，当至少一个储藏架(5)位于该链斗提升机装置(3)路径的上半圆区域中时，所述机械手(7)与所述链斗提升机装置(3)配合工作并且用于分别完成取走或存放储藏架(5)和/或将物品取走和/或存放到储藏架(5)上，所述机械手(7)能够完成该取走或存放工作，所述物品是从传送框架(11)、容器支架(21)和容器(17)的组合中选择出来的。

2.如权利要求1所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，当该储藏架(5)至少位于接近上部转折点(12)处时，所述机械手(7)具体可分别用于且能够取走或存放储藏架(5)和/或将物品取走/存放到储藏架(5)上。

3.如权利要求1所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，当两个储藏架(5)各离所述上部转折点(12)一定距离地定位时，该距离大致为上部循环半圆的四分之一，所述机械手(7)具体可分别用于且能够取走或存放储藏架(5)和/或将物品取走/存放到储藏架(5)上。

4.如权利要求1所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，所述储藏区(2)包括至少两个彼此大致平行地靠近布置的链斗提升机装置(3)，利用装配好的机械手(7)，以使其可以垂直于所述链斗提升机装置(3)的纵轴(4)移动。

5.如权利要求1所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，所述储藏区(2)包括通过隔热的隔板(14)彼此分开的储藏室(13)，每一个储藏室(13)中设置有一个链斗提升机装置(3)。

6.如权利要求5所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，每一个储藏室(13)包括至少一个可密封的升降口(15)。

7.如权利要求1所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，所述储藏区(2)可以被冷却到-35℃或更低的温度，并且所述传送区(6)可以被冷却到-15℃以下的温度。

8.如权利要求7所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，所述储藏区(2)可以被冷却到-80℃的温度，并且所述传送区(6)可以被冷却到-20℃的温度。

9.如权利要求1所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，所述机械手(7)包括至少一个夹具框架(16)，以阻挡链斗提升机装置(3)并从储藏架(5)移走传送框架(11)和/或将传送框架(11)存放到储藏架(5)或移走和/或存放被阻挡的链斗提升机装置(3)的储藏架(5)。

10.如权利要求1所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，所述机械手(7)包括一个或两个头部(18、19)，各头部配备有用于夹住具有样品容器(17、22)的容器支架(21)或用于夹住布置在容器支架(21)或传送框架(11)中的样品容器(17)的一个夹具(20)。

11.如权利要求10所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，所述机械手(7)包括用于将所述样品容器(17、22)重新分配到加工料斗(24)中的具有冲头(25)的传送站(23)，所述冲头(25)用于将管子(22)从容器支架(21)的隔室(26)中压入到布置在该容器支架(21)的下面或上面的加工料斗(24)的隔室(26)中。

12.如权利要求5所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，各链斗提升机装置(3)被设置在支架(27)中并且被包括在其中，以便其与该支架(27)一起可以通过开口(28)被从所述密集式储藏系统(1)的外壳(8)上横向移开，当链斗提升机装置(3)已经被插入时，所述开口(28)通过配备有隔热层(9)的盖子(29)来密封。

13.如权利要求1所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，各链斗提升机装置(3)在其两个端部(31)上包括两个主链传动器(32)，所述主链传动器大致垂直布置并且具有围绕上、下链轮(34)运行的滚子链条，所述主链传动器(32)通过至少一个轴(35)机械式地彼此连接在一起，所述链条的相邻连接机构通过展开如搁板支架(37)的链节板彼此连接在一起。

14.如权利要求13所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，各链斗提升机装置(3)包括一个侧链传动器(43)，所述侧链传动器被大致垂直地布置在链斗提升机装置的一个端部(31)上并具有围绕上、下链轮(34)运行的滚子链条，并且其偏离主链传动器(32)一轴向偏移尺寸(41)和一横向偏移尺寸(42)，所述侧链的相邻连接机构通过如空转支架(44)的链节板彼此连接在一起。

15.如权利要求13和14所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，各搁板支架(37)通过本质上刚性的关节联结件(46)连接到空转支架(44)上，所述关节联结件跨越轴向偏移尺寸(41)和横向偏移尺寸(42)。

16.如权利要求15所述的密集式储藏系统(1)，其特征在于，分别通过搁板支架(37)或通过空转支架(44)插入联接插脚。

17.如权利要求13所述的密集式储藏系统(1)，特征在于，各链斗提升机装置(3)包括布置在其一个端部(31)上的一个大致垂直的凸轮盘(36)，所述凸轮盘具有凸轮导轨(45)和凸轮套圈(58)，各尺寸恒定的凸轮套圈符合承载有储藏架(5)的搁板支架(37)并且被可枢转地连接到该搁板支架(37)上。

18.一种用于在密集式储藏系统(1)中储藏和有效地加工冷冻样品的方法，所述密集式储藏系统具有一个储藏区(2)、包括隔热层(9)的外壳(8)和至少一个致冷装置(10)，利用所述致冷装置可以将所述储藏区(2)冷却到低于-15℃的温度，所述密集式储藏系统(1)包括完全设置在所述冷藏区(2)内部的储藏架(5)和设置在所述储藏区(2)上面的传送区(6)，在所述传送区中布置有可大致水平移动的机械手(7)，其中，所述冷冻样品被保存在至少一个至少大致垂直的链斗提升机装置(3)中或可有效地从其中制得，所述链斗提升机装置布置在密集式储藏系统(1)的储藏区(2)中，所述链斗提升机装置(3)包括纵轴(4)和在大致椭圆形路径上循环的多个基本上水平定向的储藏架(5)，并且其中当至少一个储藏架(5)位于该链斗提升机装置(3)路径的上半圆区域中时，所述机械手(7)与所述链斗提升机装置(3)配合工作并且用于分别取走或存放储藏架(5)和/或将物品取走和/或存放到储藏架(5)上，所述机械手(7)能够完成该取走或存放工作，所述物品是从传送框架(11)、容器支架(21)和容器(17)的组合中选择出来的。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，各链斗提升机装置(3)装备有其自己的驱动电机(54)，这使得各链斗提升机装置(3)可相对于其它链斗提升机装置(3)独立移动。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，为了将链斗提升机装置(3)的至少一个储藏架(5)放置到用于准备存放或移去样品的有利位置上，所有链斗提升机装置(3)的驱动电机(54)都由主计算机(60)来控制，至少一个储藏架(5)被定位在该链斗提升机装置(3)的循环路径的上半圆区域中。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述同样由主计算机(60)控制的机械手(7)存放特定数量的特殊样品到可利用的储藏架(5)和/或从可利用的储藏架(5)移开特定数量的特殊样品。

22.如权利要求20和21所述的方法，其特征在于，所述主计算机(60)根据优化的时间表来控制所述机械手(7)和链斗提升机装置(3)。

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