CN105857937B - 冻存管存取装置以及液氮罐存取系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液氮罐、冻存管存取装置以及液氮存取系统。其中液氮罐包括罐体，罐体设有密封的开口，液氮罐还包括：托盘设于罐体内，托盘用于承载冻存篮；中心轴与托盘垂直设置并与托盘固定连接；驱动组件与中心轴电连接；驱动组件用于驱动中心轴旋转，中心轴用于通过托盘带动所冻存篮旋转并将冻存篮送至开口处。本发明的液氮罐减少了人工挑取冻存管的出错率，同时避免了人工旋转托盘过程中对操作人员的安全隐患。本发明的冻存管存取装置实现了对生物样本进行单支目标冻存管挑选的过程，且整个挑选过程中冻存管均处于液氮环境中，避免了非目标冻存管暴露在环境温度中。本发明的液氮罐存取系统适合大型的生物样本库的挑管工作。

Description

冻存管存取装置以及液氮罐存取系统

技术领域

本发明涉及一种液氮罐、冻存管存取装置以及液氮罐存取系统。

背景技术

深低温生物样本库是目前医药领域和生物领域研究工作重要的基础设备，通过液氮的低温保存可以让血液、干细胞和免疫细胞等生物组织长期保持活性。

目前，液氮储存罐为手动结构，操作人员挑选冻存管时需打开罐盖，伸手进罐体挑选出目标冻存管，由于一个液氮罐内往往存放有较多冻存管，人工挑管则需花费较多时间，且现有技术的液氮罐的开口必须足够大，才能方便人工挑管。这样使得挑管过程中，将液氮罐中全部的冻存管长时间暴露在空气温度中，对生物样本有极大的危害，多次操作甚至破坏生物样本的活性。另外，人工挑管操作效率很低，错误率也较高。而且，因为液氮罐和冻存管温度极低，人工挑管对操作人员有很大的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中从液氮罐取出冻存管，需工作人员手动挑选并取出的缺陷，提供一种液氮罐、冻存管存取装置以及液氮罐存取系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种液氮罐，其特点在于，所述液氮罐包括罐体，所述罐体设有密封的开口，所述液氮罐还包括：

托盘，设于所述罐体内，所述托盘用于承载冻存篮；

中心轴，与所述托盘垂直设置并与所述托盘固定连接；

驱动组件，与所述中心轴电连接；

所述驱动组件用于驱动所述中心轴旋转，所述中心轴用于通过所述托盘带动所述冻存篮旋转并将所述冻存篮送至所述开口处。

较佳地，所述驱动组件包括主动齿轮、从动齿轮和第一驱动电机；

所述罐体底部设有轴套，所述中心轴一端设于所述轴套内，另一端延伸至所述罐体外且与所述从动齿轮连接；

所述第一驱动电机用于驱动所述主动齿轮旋转，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合连接。

较佳地，所述开口设有顶盖；

所述液氮罐还包括第二驱动电机，与所述顶盖电连接，所述第二驱动电机用于驱动所述顶盖打开或关闭所述开口。

本方案中，平常开口是关闭的，仅在需取出冻存管时，顶盖才打开。

较佳地，所述开口设有导向框。导向框的上下两端均有坡口可以双向导向，在中心轴和托盘停止位置稍有偏差的情况下，提取和放入冻存篮的过程都能够起到一定的纠正能力，保证冻存篮能够轻松存入或提取。

较佳地，所述液氮罐还包括保持架，位于所述托盘上方，所述保持架与所述中心轴固定连接，且所述保持架上设有夹持部，所述冻存篮设于所述夹持部内。

较佳地，所述夹持部与所述托盘平行设置，且所述夹持部设有若干通孔，所述冻存篮贯穿所述通孔并承载于所述托盘上。

较佳地，所述液氮罐还包括温度传感器和/或液位传感器，所述中心轴为空心结构，所述温度传感器和/或所述液位传感器设于所述中心轴内。

本发明还包括一种冻存管存取装置，其特点在于，所述冻存管存取装置包括外壳、冻存管存取组件和一能与如上所述的液氮罐的开口对接的对接口，所述开口与所述对接口密封对接；

所述冻存管存取组件设于所述外壳内，且所述冻存管存取组件用于将冻存管从所述液氮罐中存入或提取。

本方案中，冻存管存取装置可实现将冻存管从液氮罐中取出，减少了人工挑管对操作人员的安全隐患。

较佳地，所述冻存管存取组件包括：

第一框架，固定于所述外壳内；

第一机械手，设置于所述第一框架上，且所述第一机械手用于将冻存篮从所述液氮罐中存入或提取。

较佳地，所述第一机械手包括第一单轴机械手和第二单轴机械手；

所述第一单轴机械手沿水平方向滑设于所述第一框架上，所述第二单轴机械手沿竖直方向滑设于所述第一单轴机械手上。

较佳地，所述第二单轴机械手的滑台上设有第二连接块，一连接杆的一端通过直线轴承连接于所述第二连接块，所述连接杆的另一端设有电磁铁，所述电磁铁用于将所述冻存篮从所述液氮罐中存入或提取。

较佳地，所述冻存管存取组件还包括：

第二框架，固定于所述外壳内；

第二机械手，设置于所述第二框架上，且所述第二机械手用于将冻存管从被所述第一机械手提取的冻存篮中存入或取出。

较佳地，所述第二机械手包括第三单轴机械手、第四单轴机械手、第五单轴机械手；

所述第三单轴机械手沿水平方向滑设于所述第二框架上，所述第四单轴机械手和所述第五单轴机械手通过第一连接块连接于所述第三单轴机械手，所述第三单轴机械手用于带动所述第四单轴机械手、所述第五单轴机械手沿水平方向上运动；

所述第四单轴机械手用于将冻存盘从被所述第一机械手提取的冻存篮中存入或取出；

所述第五单轴机械手用于将冻存管从被所述第四单轴机械手取出的冻存盘中存入或取出。

较佳地，所述第四单轴机械手的滑台上设有铲板，所述铲板包括两个工位，每一工位用于承载一冻存盘，两所述工位间设有扫码器。

所述第五单轴机械手的滑台上设有若干真空吸头，每一真空吸头通过气管连接于一真空泵；所述真空吸头用于吸取冻存管并将所述工位上的冻存盘中的冻存管交换位置。

较佳地，所述第二机械手还包括第六单轴机械手，所述第六单轴机械手通过所述第一连接块连接于所述第三单轴机械手，所述第六单轴机械手用于将一工位上的冻存盘送出至出入口，或，所述第六单轴机械手用于将所述出入口处的冻存盘送入至另一工位上。

较佳地，所述冻存管存取装置还包括电动门，设于所述出入口处，所述电动门用于打开或关闭所述出入口。

较佳地，所述冻存管存取装置还包括液氮喷射器，设于所述外壳内。

较佳地，所述冻存管存取装置还包括温度传感器，设于所述外壳内，所述温度传感器与所述液氮喷射器电连接。

较佳地，所述冻存管存取装置还包括光纤传感器，所述光纤传感器与所述第一单轴机械手，和/或第二单轴机械手，和/或第三单轴机械手，和/或第四单轴机械手，和/或第五单轴机械手，和/或第六单轴机械手电连接。

本发明还包括一种液氮罐存储系统，其特点在于，所述液氮罐存储系统包括若干如上所述的液氮罐、如上所述的冻存管存取装置、两移动操作台、控制器和轨道；

所述液氮罐位于所述轨道上；

两所述移动操作台与所述控制器电连接，且两所述移动操作台的一端分别设于一液氮罐的两侧，另一端设于所述轨道上，所述移动操作台用于所述冻存管存取装置与所述液氮罐对接或脱离。

本方案中，移动操作台和冻存管存取装置安装在一起，可以由移动操作台移动带动冻存管存取装置的移动，冻存管存取装置与液氮罐采用快接连接，可以快速接插脱离，实现一个冻存管存取装置管理多个液氮罐的目的。

较佳地，每一移动操作台包括电动平移车、液压升降模块和横向支架；所述电动平移车滑设于所述轨道上，且所述电动平移车通过所述液压升降模块与所述横向支架连接，所述横向支架可拆卸地连接于所述液氮罐。

本发明的积极进步效果在于：本发明的液氮罐通过驱动组件实现托盘的旋转，减少了工作量，减少了人工挑取冻存管的出错率，同时避免了人工旋转托盘过程中对操作人员的安全隐患。

本发明的冻存管存取装置实现了对生物样本进行单支目标冻存管挑选的过程，且整个挑选过程中冻存管均处于液氮环境中，避免了非目标冻存管暴露在环境温度中，从而保证了生物样本的活性。本发明通过各机械运动部件的组合和各传感器的监测，实现整个挑管过程的温度环境的严格控制，让生物样本库的挑管过程更加高效、可靠。

本发明的液氮罐存取系统，可以由移动操作台带动冻存管存取装置的移动，并实现冻存管存取装置与液氮罐快接连接、脱离，从而实现一个冻存管存取装置管理多个液氮罐的目的。本发明特别适合大型的生物样本库的挑管工作。

附图说明

图1为本发明实施例1的液氮罐的结构示意图。

图2为本发明实施例1的液氮罐的内部结构示意图。

图3为本发明实施例1的液氮罐中冻存篮的结构示意图。

图4为本发明实施例2的冻存管存取装置的结构示意图。

图5为本发明实施例2的冻存管存取装置与液氮罐对接后的结构示意图。

图6为图4中的第一机械手的结构示意图。

图7为图4中的第二机械手的结构示意图。

图8为本发明实施例3的液氮罐存取系统的结构示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

实施例1

图1-2示出了一种液氮罐，包括罐体1、托盘2、中心轴3和驱动组件4。液氮罐内部温度最低能达到-196℃，与环境温度温差非常大，所以罐体1一般为双层真空结构，为了满足材料应力的需求，本实施例将罐体1设计成上下弧形的圆柱体双层真空结构，罐体1内部底层为液氮层，液氮层上面为托盘2。冻存篮8竖立于托盘2上，如图3所示，冻存管802阵列排布于冻存盘801上面，而冻存盘801则成列排布放置在冻存篮8内。中心轴3与托盘2垂直设置并与托盘2固定连接。驱动组件4与中心轴3电连接。需要提取冻存管，则驱动组件4驱动中心轴3旋转，中心轴3带动托盘2旋转，托盘2则带动冻存篮8旋转并将目标冻存篮送至开口101处。该开口101设于液氮罐的顶部非中心位置，开口101的直径一般为液氮罐内径的40％左右。为了保证液氮罐的隔热性能，在开口101处设有顶盖102，顶盖102为具有一定厚度的隔热材质，在不需要存取冻存管时，顶盖102是关闭的。开口101一侧设有第二驱动电机5，与顶盖102电连接，第二驱动电机5用于驱动顶盖102打开或关闭开口101，也即在需要存取冻存管时，顶盖102才打开，此时可以将冻存篮提出，进行挑取冻存管的工作。为了保证冻存篮能够轻松存入或提取，以及提取的可靠性，可在开口101处设置导向框6，导向框6的上下两端均有坡口可以双向导向。

具体的，驱动组件4包括第一驱动电机401、主动齿轮402和从动齿轮403。罐体1底部设有轴套103，中心轴3贯穿托盘2，且托盘2固接于中心轴3靠下部分，中心轴3一端设于轴套103内，另一端延伸至罐体1外且与从动齿轮403连接；第一驱动电机401用于驱动主动齿轮402旋转，主动齿轮402与从动齿轮403啮合连接，从而通过主动齿轮402与从动齿轮403的传动来驱动中心轴3旋转。其中该托盘2是一个比罐体1内径略小的圆盘，上面有若干小圆孔，方便液氮蒸汽透过。

本实施例中，如图2所示，液氮罐还包括保持架，位于托盘2上方，保持架7与中心轴3固定连接，且保持架7上设有夹持部，冻存篮8设于夹持部内。具体的，夹持部可以是一个比罐体1内径略小的圆盘，并与托盘2平行设置，夹持部设有若干通孔，通孔的尺寸与冻存篮8的尺寸相匹配，冻存篮8贯穿该通孔并承载于托盘2上，保持架7可以保持冻存篮8旋转过程中的稳定性，也即将冻存篮8限制在托盘2上确定的位置，也就是说保证旋转过程中冻存篮8与托盘2的相对位置固定即可，以便可以将目标冻存篮轻松、准确的取出。保持架7的数量、夹持部上的通孔数量、通孔位置排序方式可以根据实际需求自行设置，本实施例中在中心轴3的靠上部焊接了两个保持架7。当然，保持架7上的夹持部不限于本实施例中的圆盘上设通孔的形式，也可以是卡扣等形式。

本实施例中，液氮罐还包括温度传感器(图中未示出)和/或液位传感器(图中未示出)，为了节约空间，可将中心轴3设为空心结构，并将温度传感器和/或液位传感器设于中心轴3内，温度传感器可以实时检测液氮罐中的温度情况，液位传感器可以实时检测液氮罐中的液氮的液位情况。一旦检测到温度异常或者液氮液位过低，可及时对液氮罐补充液氮。如果补充液氮后温度仍然异常，则液氮罐发出报警信号，以保证内部存储的生物样本的安全性。

本实施例中，每一冻存管上贴有信息标签，当需要取液氮罐内的某个冻存管时，驱动组件先获得需提取的冻存管上的标签信息，以确定冻存管所在的冻存篮位置，再根据冻存盘所在位置确定所要提取的目标冻存篮的位置，信息确定之后，第二驱动电机5驱动顶盖102开启，同时，第一驱动电机401则通过主动齿轮402和从动齿轮403的啮合驱动中心轴3、托盘2和保持架7转动，将存储有目标冻存管的冻存篮转动到开口的中轴线上，当中心轴和托盘停止位置稍有偏差的情况下，导向框6对冻存篮能够起到一定的纠正能力，此时第一驱动电机401停止转动，操作人员则可将旋转至开口101处的目标冻存篮取出，进行下一步的冻存管挑取工作。当需要将冻存篮放回到液氮罐时，其过程与取出冻存篮的过程类似，此处不在赘述。

因此，本实施例无需人工手动旋转托盘，减少了工作量，减少了人工挑取冻存管的出错率，同时避免了人工旋转托盘过程中对操作人员的安全隐患。

实施例2

图4-7示出了一种冻存管存取装置，包括外壳9、冻存管存取组件和能与液氮罐的开口对接的对接口901。本实施例中，液氮罐可以是现有技术的液氮罐，此时需手动旋转托盘，使目标冻存篮位于液氮罐的开口处；液氮罐也可以是实施例1中的液氮罐，此时无需人工手动旋转托盘，下面所述的液氮罐均以实施例1中的液氮罐为例进行说明。冻存管存取装置的外壳9为保温外壳，且为了保证冻存管在提取的过程中不暴露在外界环境中，如图5所示，使液氮罐的开口101与对接口901密封对接。冻存管存取组件设于外壳9内，外壳9下部设有一个出入口902，冻存管存取组件通过该出入口902实现存有待挑选或挑选好的冻存管的冻存盘的存入或提取。为了让出入口902处保持足够的保温性能，冻存管存取装置还包括电动门(图中未示出)，设于出入口902处。常态下，电动门关闭出入口，需要存入或取出冻存盘时，电动门才打开出入口，从而电动门保证了在没有冻存盘进出时没有冷气泄漏。

具体的，冻存管存取组件包括第一框架10和第一机械手。第一框架10固定于外壳9内；第一机械手设置于第一框架10上，且第一机械手可将冻存篮从液氮罐中存入或提取。如图6所示，第一机械手包括第一单轴机械手11和第二单轴机械手12。第一单轴机械手11沿水平方向滑设于第一框架10上，第二单轴机械手12沿竖直方向滑设于第一单轴机械手11上。其中，第二单轴机械手12的滑台上设有第二连接块121，连接杆122的一端通过直线轴承124连接于第二连接块121，连接杆122的另一端设有电磁铁123，电磁铁123在需要吸取冻存篮时才通电，在不需要时保持断电。直线轴承124和连接杆122形成一个可以伸缩的组件，以防止电磁铁123提取冻存篮(冻存篮的材质为铁磁性物质)时产生应力压迫，形成一定的容错性。本实施例中，为了保证第二单轴机械手12取/放冻存篮的平稳性，设置了两个平行设置的第一单轴机械手11，且两个第一单轴机械手11保持同步运动并同时调整第二单轴机械手12的水平位置，使第二单轴机械手12位于液氮罐开口上方。当第二单轴机械手12对准位置，则沿竖直方向运动，此时给电磁铁123通电，将液氮罐开口处的冻存篮提取出，可进行冻存管挑取。若冻存管挑取完毕，电磁铁123断电，冻存篮回到液氮罐中。

取冻存管前，如图5所示，需先将冻存管存取装置的对接口901和液氮罐的开口101对接。当冻存管存取装置与液氮罐对接后，液氮罐内部的目标冻存篮转动到开口的中心轴位置，两个第一单轴机械手11的滑台会在水平方向上运动，带动第二单轴机械手12去对准目标冻存篮。对准后第一单轴机械手11的滑台停止运动，第二单轴机械手12的滑台运动，带动第二连接块121、直线轴承124、连接杆122和电磁铁123沿竖直方向向下运动，同时电磁铁123通电。当电磁铁123接触到目标冻存篮后，两者因为磁力会吸合在一起。然后第二单轴机械手12带动电磁铁123向上运动，这样就能够将目标冻存篮8从液氮罐中吊起到冻存管存取装置内进行下一步挑管工作。同理，将目标冻存篮从冻存管存取装置中送回到液氮罐中的过程与上述过程为逆向操作。当完成挑管并将目标冻存篮送回到液氮罐内部以后，冻存管存取装置才与液氮罐脱离，然后液氮罐的顶盖102关闭。

本实施例中，冻存管存取组件还包括第二框架13、第二机械手。第二框架13固定于外壳9内，与第一框架10相对；第二机械手设置于第二框架13上，且第二机械手用于将冻存管从被第一机械手提取的冻存篮8中存入或取出。具体的，如图7所示，第二机械手包括第三单轴机械手14、第四单轴机械手15、第五单轴机械手16。第三单轴机械手14沿水平方向滑设于第二框架13上，第四单轴机械手15和第五单轴机械手16通过第一连接块18连接于第三单轴机械手14，第三单轴机械手14可带动第四单轴机械手15、第五单轴机械手16沿水平方向上运动。第四单轴机械手15用于将冻存盘从被第一机械手提取的冻存篮中存入或取出。第五单轴机械手16用于将冻存管从被第四单轴机械手15取出的冻存盘中存入或取出。

具体的，第四单轴机械手15的滑台上设有铲板，铲板包括两个工位，其中一个工位上放置的是第四单轴机械手15从冻存篮中取出的冻存盘，另一个工位上放置的是从出入口902放入的冻存盘。其中，第二机械手还包括第六单轴机械手17，第六单轴机械手17通过第一连接块18连接于第三单轴机械手14，第六单轴机械手17实现将其中一个工位上的冻存盘送出至出入口902，或将出入口902处的冻存盘送入至工位上。

具体的，第五单轴机械手16的滑台上设有若干真空吸头161，真空吸头161均匀排布，且数量根据实际需求自行设置。每个真空吸头161通过气管162连接于真空泵163，真空吸头161也可先连接到集气筒164，并最终连接至真空泵163。每根气管162的中间都可安装一个电磁阀(图中未示出)，以控制真空吸头161是否吸取冻存管。真空吸头161可吸取一个工位上的冻存盘中的冻存管并将冻存管移动到另一个工位上的冻存盘中。其中，真空吸头161为硅胶材质，内部为圆筒结构，下端为带导向的开口，上端连接气管162，气管162的内径小于冻存管的外径，真空吸头161的内径稍大于冻存管的外径、高度稍大于冻存管的长度。冻存管被真空吸头吸起并转移的过程中，冻存管只在真空吸头161的空腔内，而不会被吸入到气管中，一旦冻存管移动到目标冻存盘上方，电磁阀关闭，真空吸头161吸力消失，冻存管则会在重力的作用下掉出真空吸头161。电磁阀控制对应的真空吸头161是否产生吸力，既可以同时吸取一排冻存管，也可以吸取一排内的若干冻存管，相对于单个的卡夹抓头，真空吸头在挑管的过程中效率可以提高几倍。

本实施例中，冻存管存取装置还包括光纤传感器(图中未示出)，光纤传感器与第一单轴机械手11，和/或第二单轴机械手12，和/或第三单轴机械手14，和/或第四单轴机械手15，和/或第五单轴机械手16，和/或第六单轴机械手17电连接。光纤传感器可以精确各个单轴机械手的移动位置，以提高冻存管提取的准确性和效率。

当需要对冻存篮内某一层的冻存盘进行挑管时，此时第二单轴机械手12在光纤传感器的监测下停留在一定的位置；第三单轴机械手14的滑台带动整个第二机械手在水平方向上运动，直到铲板对准冻存篮，第四单轴机械手15带动铲板朝冻存篮方向移动，铲板的前端插入冻存篮内目标冻存盘的底部，到达确定位置后第四单轴机械手15停止；之后第二单轴机械手12向下运动一定的距离，让目标冻存盘完全承载在铲板上后停止运动；此时第四单轴机械手15反向运动则带动铲板将目标冻存盘铲出；第四单轴机械手15继续移动直到铲板另一端的工位对准出入口902，同时第三单轴机械手14带动整个第二机械手朝着出入口902靠近，之后出入口902的电动门打开，操作人员从出入口902处放入另一个冻存盘(空盘)；此时，第六单轴机械手17的滑台带动通电的电磁铁向出入口902处的冻存盘(冻存盘的材质为铁磁性物质)移动，直到电磁铁吸到冻存盘，接着电磁铁反向移动并将该冻存盘拖到铲板空余的工位上，之后出入口902的电动门关闭。以上工作完成之后则可以通过第五单轴机械手16完成两个冻存盘之间转移冻存管，即将目标冻存管从被第四单轴机械手选出的冻存盘中挑选出并存入从出入口902放入的冻存盘中。

此时，第四单轴机械手15带动铲板朝向真空吸头161的方向移动直到真空吸头161位于目标冻存管上方且对准目标冻存管；之后第五单轴机械手16带动真空吸头161向下移动，直到真空吸头161与目标冻存管完全贴合；然后真空泵163启动，开启对应目标冻存管的气管上的电磁阀，将目标冻存管吸入真空吸头161中，第五单轴机械手16带动真空吸头161向上移动；之后第四单轴机械手15带动铲板在水平方向移动直到真空吸头161对准另一个冻存盘上的目标孔位，关闭所有的电磁阀，目标冻存管则会从真空吸头161中掉下，落入目标孔位中。此时就完成了两个冻存盘之间转移冻存管的过程。

为了保证两个冻存盘之间冻存管转移过程的正确性，在铲板上两个冻存盘工位之间设有扫码器19，能够获取贴在冻存管上的信息标签，扫码器19既能一次扫描一排冻存管，也能一次扫描一排里面的若干支。在冻存管从一个冻存盘向另一个冻存盘转移的过程中，第四单轴机械手15会控制扫码器19在试管贴有信息标签处停留几秒钟，扫描确认与系统设定的目标冻存管无误后才继续进行转移。如果扫码器19检测到第五单轴机械手16挑选的冻存管的标签信息不对，则会发射报警信号。

为了保证冻存管存取装置内部保持低温环境，冻存管存取装置的外壳9为保温外壳，以防止热传导损失冷量。同时，可在外壳9内部设置液氮喷射器20，液氮喷射器20为多喷嘴结构，与外部的液氮补给罐连接。在冻存管存取装置需要存取冻存管之前，液氮喷射器20需要向外壳9的内部喷射一定量的液氮，以保证内部温度满足冻存管内生物样本的安全性。也可在外壳内部设置温度传感器(图中未示出)，一旦监测到温度过高时，温度传感器发送信号至液氮喷射器20，则液氮喷射器20自动向外壳9内部喷射液氮，保证挑管过程中生物样本始终在合适的温度范围内进行，从而保证生物样本的安全。

本实施例中，通过各机械运动部件的组合和各传感器的监测，实现了对生物样本进行单支试管挑选的过程，并对整个过程的温度环境有严格的控制，让生物样本库的挑管过程更加高效、可靠。且在挑选过程中，避免了其他冻存管暴露在外界环境中，保证了生物样本的活性。

实施例3

图8示出了一种液氮罐存储系统，液氮罐存储系统包括实施例1中的液氮罐、实施例2中的冻存管存取装置、两移动操作台21、控制器(图中未示出)和轨道22。液氮罐呈直线排列成一列且位于轨道22上，两台移动操作台21与控制器电连接，且两台移动操作台21的一端分别设于一个液氮罐的两侧，另一端设于轨道22上，移动操作台21用于冻存管存取装置与液氮罐对接或脱离。轨道22上针对每个液氮罐的位置处设有光电开关(图中未示出)，光电开关用来监测移动操作台21的移动位置。

本实施例中，可以由移动操作台21移动带动冻存管存取装置的移动，冻存管存取装置与液氮罐采用快接连接，可以快速接插、脱离，从而实现一个冻存管存取装置管理多个液氮罐的目的。液氮罐、冻存管存取装置、移动操作台21均由各自的控制器控制，各个控制器最后连接到主控制器，集成自动控制系统，实现对各个装置以及整体液氮罐自动化存取系统的自动控制。

具体的，每台移动操作台21包括电动平移车213、液压升降模块212和横向支架211；电动平移车213滑设于轨道22上，且电动平移车213通过液压升降模块212与横向支架211连接，横向支架211可拆卸地连接于液氮罐。

当冻存管存取装置需要从一个液氮罐移开去对接另一个液氮罐时，移动操作台21上的液压升降模块212启动驱动整个冻存管存取装置向上运动，直到对接口与液氮罐的开口完全脱离为止，然后启动平移轨道22上的电动平移车213；同时，前一个液氮罐的顶盖102关闭，后一个液氮罐的顶盖102打开，当冻存管存取装置与后一个液氮罐对准后，电动平移车213停止，液压升降模块212启动驱动整个冻存管存取装置向下运动，直到与液氮罐的对接口完全对接为止。

本实施例中的控制器包括主控制器、第一控制器、第二控制器和第三控制器。该液氮罐存储系统的三个主要部件液氮罐、冻存管存取装置、移动操作台分别由第一控制器、第二控制器和第三控制器控制实现相应的操作运动，三个控制器与主控制器电连接。具体的，第一控制器与第一驱动电机、第二驱动电机、温度传感器和液位传感器电连接；第二控制器与第一单轴机械手、第二单轴机械手、第三单轴机械手、第四单轴机械手、第五单轴机械手、第六单轴机械手以及电磁铁、液氮喷射器、真空泵、电磁阀、扫码器、温度传感器、光纤传感器电连接；第三控制器与电动平移车、液压升降模块和光电开关电连接。以上所有元件和控制器构成的控制系统和软件的相互协同工作实现了本发明液氮罐存储系统的整个操作流程。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种冻存管存取装置，其特征在于，所述冻存管存取装置包括外壳、冻存管存取组件和一能与液氮罐的开口对接的对接口，所述开口与所述对接口密封对接；

所述冻存管存取组件设于所述外壳内，且所述冻存管存取组件用于将冻存管从所述液氮罐中存入或提取；

所述冻存管存取组件包括：

第一框架，固定于所述外壳内；

第一机械手，设置于所述第一框架上，且所述第一机械手用于将冻存篮从所述液氮罐中存入或提取；所述第一机械手包括第一单轴机械手和第二单轴机械手；所述第一单轴机械手沿水平方向滑设于所述第一框架上，所述第二单轴机械手沿竖直方向滑设于所述第一单轴机械手上；

所述冻存管存取组件还包括：

第二框架，固定于所述外壳内；

第二机械手，设置于所述第二框架上，且所述第二机械手用于将冻存管从被所述第一机械手提取的冻存篮中存入或取出；所述第二机械手包括第三单轴机械手、第四单轴机械手、第五单轴机械手；所述第三单轴机械手沿水平方向滑设于所述第二框架上，所述第四单轴机械手和所述第五单轴机械手通过第一连接块连接于所述第三单轴机械手，所述第三单轴机械手用于带动所述第四单轴机械手、所述第五单轴机械手沿水平方向上运动；所述第四单轴机械手用于将冻存盘从被所述第一机械手提取的冻存篮中存入或取出；所述第五单轴机械手用于将冻存管从被所述第四单轴机械手取出的冻存盘中存入或取出；所述第四单轴机械手的滑台上设有铲板，所述铲板包括两个工位，每一工位用于承载一冻存盘，两所述工位间设有扫码器；所述第五单轴机械手的滑台上设有若干真空吸头，每一真空吸头通过气管连接于一真空泵；所述真空吸头用于吸取冻存管并将所述工位上的冻存盘中的冻存管交换位置。

2.如权利要求1所述的冻存管存取装置，其特征在于，所述第二单轴机械手的滑台上设有第二连接块，一连接杆的一端通过直线轴承连接于所述第二连接块，所述连接杆的另一端设有电磁铁，所述电磁铁用于将所述冻存篮从所述液氮罐中存入或提取。

3.如权利要求1所述的冻存管存取装置，其特征在于，所述第二机械手还包括第六单轴机械手，所述第六单轴机械手通过所述第一连接块连接于所述第三单轴机械手，所述外壳的下部设有一个出入口，所述第六单轴机械手用于将一工位上的冻存盘送出至所述出入口，或，所述第六单轴机械手用于将所述出入口处的冻存盘送入至另一工位上。

4.如权利要求3所述的冻存管存取装置，其特征在于，所述冻存管存取装置还包括电动门，设于所述出入口处，所述电动门用于打开或关闭所述出入口。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的冻存管存取装置，其特征在于，所述冻存管存取装置还包括液氮喷射器，设于所述外壳内。

6.如权利要求5所述的冻存管存取装置，其特征在于，所述冻存管存取装置还包括温度传感器，设于所述外壳内，所述温度传感器与所述液氮喷射器电连接。

7.如权利要求3所述的冻存管存取装置，其特征在于，所述冻存管存取装置还包括光纤传感器，所述光纤传感器与所述第一单轴机械手，和/或第二单轴机械手，和/或第三单轴机械手，和/或第四单轴机械手，和/或第五单轴机械手，和/或第六单轴机械手电连接。

8.一种液氮罐存储系统，其特征在于，所述液氮罐存储系统包括若干液氮罐、如权利要求1-7中任意一项所述的冻存管存取装置、两移动操作台、控制器和轨道；

所述液氮罐位于所述轨道上；

两所述移动操作台与所述控制器电连接，且两所述移动操作台的一端分别设于一液氮罐的两侧，另一端设于所述轨道上，所述移动操作台用于所述冻存管存取装置与所述液氮罐对接或脱离。

9.如权利要求8所述的液氮罐存储系统，其特征在于，每一移动操作台包括电动平移车、液压升降模块和横向支架；所述电动平移车滑设于所述轨道上，且所述电动平移车通过所述液压升降模块与所述横向支架连接，所述横向支架可拆卸地连接于所述液氮罐。