CN107688098B - 生物样本自动存取设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物样本自动存取设备,涉及生物基因样本存取设备技术领域，包括低温存储罐、设置在低温存储罐上方的传送仓、连通传送仓与低温存储罐的提取口；所述低温存储罐内设置有样本存储架、样本盒暂置区、以及在低温存储罐内向样本存储架存取样本盒的第二机械手；所述样本储存架上放置有多列单元架；所述传送仓内设置有第一机械手，且传送仓内还设置有与提取口配合有密封盖、用于打开和关闭密封盖的开盖机构。本发明避免了样本取出低温存储罐进入非低温环境进行转移提取而造成对样本质量的影响；同时降低了低温氮的用量。

Description

生物样本自动存取设备

技术领域

本发明涉及生物基因样本存取设备技术领域，具体而言，涉及一种生物样本自动存取设备。

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。通常是冻存细胞置于样本试管中，样本试管置于存储架上，通过存储架整体置于液氮罐中，以实现样本的长期稳定保存。

普通的生物样本存取用自动化装置其主要组成部分是存储区、提取区和传送区，先通过机械手将存储区内的试管转存至提取区，然后再通过机械手将提取区内的试管送入到传送区，最后再将传送区内的试管送出。现有的存储区、提取区为单独设置，在试管在提取过程中，需单独对提取区内充入低温氮，提高了低温氮的损耗；同时提取区的温度相对于存储区的温度较高，因此在试管中转过程中会对样本活性和质量造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物样本自动存取设备，以解决低温氮耗量高、在非低温环境进行样本提取而影响样本质量的问题。

为实现本发明目的，采用的技术方案为：生物样本自动存取设备，包括低温存储罐、设置在低温存储罐上方的传送仓、连通传送仓与低温存储罐的提取口；所述低温存储罐内设置有样本存储架、样本盒暂置区、以及在低温存储罐内向样本存储架存取样本盒的第二机械手；所述样本储存架上放置有多列单元架；所述传送仓内设置有第一机械手，且传送仓内还设置有与提取口配合有密封盖、用于打开和关闭密封盖的开盖机构。

进一步的，所述传送仓内还设置有进出料机构，进出料机构包括进料抽板、驱动进料抽板的进料驱动机构。

进一步的，所述传送仓的仓体上开设有与进出料机构对应的进料口，且传送仓的仓体上设置有用于开启和关闭进料口的开关门机构。

进一步的，所述传送仓外还设置有与进出料机构配合的送料机构。

进一步的，所述第一机械手连接有夹具装置，夹具装置包括与机械手连接的快换连接机构和与快换连接机构连接的样本夹具，样本夹具包括样本盒夹具和试管夹具。

进一步的，所述快换连接机构包括与机械手连接的机械手连接板，设置在机械手连接板两侧的第一夹爪驱动件和第二夹爪驱动件，第一夹爪驱动件上设置有第一夹爪，第一夹爪延伸至安装板的下方；所述第二夹爪驱动件上设置有第二夹爪。

进一步的，所述传送仓内还设置有夹具支撑机构；所述夹具支撑机构包括底座和安装在底座上的多个支撑架；所述支撑架包括沿底座Y向滑动的第一安装板，且底座上设置有Y向限位的第一限位板；所述第一安装板上安装有X向滑动的第二安装板，且第二安装板上还设置有X向限位的第二限位板；所述第二安装板上还安装有支撑柱。

进一步的，所述开盖机构包括安装在台面上的X向轨道和滑动设置在X向轨道上的Z向轨道，Z向轨道上设置有与密封盖连接的连接架。

进一步的，所述传送仓内还设置有单元架提取机构，且单元架提取机构位于与提取口对应。

进一步的，所述第二机械手包括水平的抽板、驱动抽板平移的抽板驱动装置。

本发明的有益效果是,

1.将样本盒暂置区设置在低温存储罐内，使整个样本提取过程都是在低温存储罐内进行，低温存储罐为样本存储架中的样本以及转移样本盒中待存入的样本提供了良好的低温环境，保障样本的良好活性；实现了样本的存储和提取都在该良好的低温环境进行，保证了样本更加优良的质量，避免了样本取出低温存储罐进入非低温环境进行转移提取而造成对样本质量的影响；同时使样本在提取过程中不需要另外充入低温氮，降低了低温氮的用量，节约了使用成本。

2.通过在低温存储罐内设置向样本存储架存取样本盒的第二机械手，通过低温存储罐内的第二机械手能快速的将样本存储架上的样本盒取出放置在样本盒暂置区，方便传送仓中的第一机械手伸入到样本盒暂置区中对取出的样本盒中的试管进行夹取，使送入到传送仓的试管为需要用到试管，避免将整个样本存储架内的整个样本盒取出，使试管内生物样本保存效果更好。

3.通过在传送仓内设置进料机构，且在传送仓仓体上设置与进料机构对应的进料口，使进料口在打开时进料机构能快速的将样本盒和放置在样本盒上的试管快速的送入到仓体内，使试管快速的进入到低温环境内，防止试管中生物组织受损，同时防止仓体内的低温氮气扩散。

4.通过在第一机械手上设置快换连接机构，使第一机械手能快速对试管夹具和样本盒夹具进行更换，使采用一个第一机械手既能完成对试管的夹取，同时能完成样本盒的夹取，节约了设备的成本，同时使传送仓内的空间更加小，从而使减小仓体内充入氮气的量。

5.通过在传送仓内设置夹具支撑机构，夹具支撑机构用于放置样本盒夹具和试管夹具，方便机第一机械手通过快换连接机构将夹具快速的放置在夹具支撑机构上，同时方便机械手与放置在夹具支撑机构上的样本盒夹具或试管夹具进行连接，使机械手与样本盒夹具或试管夹具连接时，直接在固定位置进行连接，方便机械手快速与样本盒夹具和试管夹具连接。

6.通过采用开盖机构，方便对密封盖进行开启和关闭，使密封盖在打开后能快速的进行关闭，防止低温存储罐的液氮通入到传送仓内，降低低温存储罐内液氮的损耗，使在对低温存储罐内的试管进行提取时，低温存储罐内的温度变化较小，保证了低温存储罐内对试管的保存效果。

7.通过采用单元架提取机构，方便将低温存储罐内的单元架向上提取，同时配合第二机械手的使用，方便将单元架上的试管盒快速的取出，使生物样本的存储更加快速方便。

附图说明

图1是本发明提供的生物样本自动存取设备的结构图；

图2是本发明提供的生物样本自动存取设备的打开视图；

图3是传送仓的内部结构图；

图4是低温存储罐的结构图；

图5是图4中罐体内的结构图；

图6是罐体底部的俯视图；

图7是第二机械手的结构示意图；

图8是第二机械手的局部俯视图；

图9是开关门机构的结构图；

图10是送料机构的结构图；

图11是进出料机构中密封罩的安装结构图；

图12是进出料机构的结构图；

图13是图11中进料抽板的结构图；

图14是夹具装置结构图；

图15是快换连接机构的结构图；

图16是图15中的卸料装置的剖视图；

图17是样本盒夹具的结构图；

图18是样本夹具的结构图；

图19是图18中夹臂的安装结构图；

图20是夹具支撑机构的结构图；

图21是样本夹具和样本盒夹具的放置图；

图22是单元架提取机构的结构图；

图23是图21中单元架导向件的结构示意图；

图24是开盖机构的结构图；

附图中标记及相应的零部件名称：

100-低温存储罐，101-罐体，102-罐盖，106-金属层，107-保温层，108-样本存储架，109-底盘，110-单元架，111-滚珠，112-底肋，113-滚珠架，114-第一通孔；

200-传送仓，201-单元架提取机构，202-开关门机构，203-进出料机构，204-送料机构，205-夹具装置，206-夹具支撑机构，207-开盖机构，208-第一机械手，209-进料口，210-提取口，211-密封盖，212-台面，213-壳罩，214-第二通孔；

300-第二机械手，301-样本盒暂置区，302-抽板，303-抽板驱动装置，304-底板，305-滑板，306-提升限位通孔，307-引导条，308-伸出段，309-安装段，310-样本盒挡边，311-样本盒限位结构，312-样本盒缓冲件，313-样本盒限位板，314-滑板驱动装置，315-样本盒定位件,316-定位边；

401-横移板，402-横移驱动装置，403-提升连接头，404-竖向驱动装置，405-磁体，406-单元架导向件，407-导引臂，408-滚动件，409-支撑架，410-条形孔，411-中间板，412-挂件，413-中间板限位件，414-提升连接头限位件，415-导轨，416-驱动链轮，417-传动链轮，418-链条；

500-门板，501-门板驱动装置，502-固定导向板，503-通孔，504-门板滑动导向机构；

600-进料抽板，601-进料抽板驱动机构，602-进料抽板滑动导向机构，603-进料抽板驱动装置，604-安装段，605-伸出段，606-样本盒挡边，607-导向通道，608-导向条；

701-顶升口，702-样本盒放置框，703-顶升机构，704-固定板，705-放置框滑动导向机构，706-支架，707-放置框驱动装置，708-安装架，709-图像采集器，710-光源，711-立架，712-转轴，713-密封罩，714-开口，715-密封罩驱动装置，716-缺口，717-挡边；

800-快换连接机构，801-样本夹具，802-样本盒夹具，803-试管夹具，804-机械手连接板，805-第一夹爪驱动件，806-第二夹爪驱动件，807-第一夹爪，808-第二夹爪，810-连接法兰，811-法兰盘，812-管件，813-卡紧块，814-卸料装置，815-套管，816-伸缩头，817-卸料弹簧，818-定位销，819-夹具连接板，820-夹具滑块，821-夹臂，822-压缩弹簧，823-插接槽，824-定位孔，825-延伸臂，826-夹持面，827-压管机构，828-连接件，829-导向杆，830-压头，831-伸缩弹簧，832-固定座；

900-底座，901-支撑架，902第一安装板，903-第一限位板，904-第二安装板，905-第二限位板，906-第一滑动装置，907-第二滑动装置，908-限位缺口，909-夹具支撑孔，910-支撑柱；

1001-X向轨道，1002-Z向轨道，1003-连接架，1004-密封盖驱动装置。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

图1至图24所示出了本发明提供的一种生物样本自动存取设备，包括低温存储罐100、设置在低温存储罐100上方的传送仓200、连通传送仓200与低温存储罐100的提取口210；所述低温存储罐100设置有样本存储架108、样本盒暂置区301、以及在低温存储罐100内向样本存储架108存取样本盒的第二机械手300；所述样本储存架108上放置有多列单元架110；所述传送仓200内设置有第一机械手208，且传送仓200内还设置有与提取口210配合有密封盖211、用于打开和关闭密封盖211的开盖机构207。

低温存储罐100为液氮罐，或其他深低温存储容器。液氮适于小范围空间使用，以达到深低温环境。液氮罐相较于冷库环境中的样本存取，能够实现生物细胞的低于-135℃的深低温存储和提取，保障了生物细胞存储时间和年限，而冷库通常最低达到-80℃，无法实现深低温的样本存储以及提取。

将需要从低温存储罐100内取出样本时，将空置的转移样本盒放入低温存储罐100内的样本盒暂置区301；将样本存储架108中放置有需取出样本的样本盒作为目标样本盒，目标样本盒由低温存储罐100内的第二机械手300移出样本存储架108。开盖机构207将密封盖211打开，而后即通过第一机械手208将目标样本盒中的样本试管取出放入到转移样本盒内。转移完毕后，第二机械手300将目标样本盒送入到样本存储架108中，而第一机械手208将装有试管的转移样本盒从样本盒暂置区301取出低温存储罐100并进入传送仓200后送出传送仓200，开盖机构207带动密封盖211将提取口210关闭。当需要将整个目标样本盒取出时，则不需要通过采用转移样本盒来对目标样本盒中样本试管取出，可直接通过第二机械手300将样本存储架108上单元架110内的目标样本盒移出，然后通过第一机械手208将整个目标样本盒取出即可。

当需要对样本试管进行存放时，将放置有需要存放样本试管的样本盒作为转移样本盒，开盖机构207将密封盖211打开，第一机械手208将转移样本盒放入低温存储罐100内的样本盒暂置区301，第二机械手300将目标样本盒从样本存储架108中的单元架110上取出，第一机械手208将转移样本盒中的样本试管转移到目标样本盒内。转移完毕后，第二机械手300将目标样本盒放入到样本存储架108中的单元架110内，第一机械手208将转移样本盒取出低温存储罐100并进入传送仓后送出传送仓，此时开盖机构207带动密封盖211将提取口210关闭。当需要对转移样本盒上的样本试管全部存储时，则不需要将转移样本盒中的样本试管转移至目标样本盒中，可直接采用第一机械手208将转移样本盒放置到第二机械手300上，然后通过第二机械手300将目标样本盒放置到样本存储架108中的单元架110中即可。

目标样本盒和转移样本盒可设置在低温存储罐100内的上部，也可在中部或下部等，即样本提取在低温存储罐100内的上部进行，也可在中部或下部等处进行，实现罐内深低温环境下的样本提取。

所述传送仓200内还设置有进出料机构204，使第一机械手208在样本盒暂置区301夹取的目标样本盒和转移样本盒在取出低温存储罐100后能放置在进出料机构204，并通过进出料机构204将目标样本盒和转移样本盒送出传送仓200；送出料机构204还可将传送仓200外的转移样本盒送入到传送仓200内，然后通过传送仓200内的第一机械手208进行夹取。

所述进出料机构203包括进料抽板600、驱动进料抽板600的进料抽板驱动机构601。所述进料抽板驱动机构601包括安装在传送仓2内的进料抽板滑动导向机构602，所述进料抽板600安装在进料抽板滑动导向机构602上，且进料抽板滑动导向机构602上设置有驱动进料抽板600移动的进料抽板驱动装置603。所述进料抽板滑动导向机构602为滑轨与滑块的配合，也可为固定轴和滑动设置在固定轴上的滑块组成；所述进料抽板600包括固定在进料抽板滑动导向机构602上的安装段604和与安装段604连接的伸出段605，且伸出段605的自由端具有样本盒挡边606；进料抽板600的伸出段605和安装段604为可拆卸连接的分体结构，方便二者的连接安装，可匹配不同样本盒更换不同的进料抽板600。所述抽板驱动装置603可以为气缸、液压缸或其他直线驱动元件。所述台面212上还设置有与抽板600移动方向一致的导向通道607，导向通道607包括两个平行排布的导向条608，抽板600位于两个导向条607之间，两个导向条607的末端均设置有限位结构。

所述低温存储罐100包括罐体101和罐盖102，所述罐盖102上开设有第一通孔114；所述传送仓200包括安装在低温存储罐100中罐盖102上的台面212和安装在台面212上的壳罩213，台面212上开设有与第一通孔114对应的第二通孔214。所述第一通孔114和第二通孔214共同组成了提取口210。所述进出料机构203、第一机械手208、单元架提取机构201、提取口210和开盖机构207均位于壳罩213内。

所述传送仓200的仓体上开设有与进出料机构203对应的进料口209，且传送仓200的仓体上设置有用于开启和关闭进料口209的开关门机构202。所述进出料机构203中的进料抽板600可沿进料口209进行移动，使进料抽板600的伸出端能通过进料口209延伸至传送仓200外。所述开关门机构202包括滑动安装在传送仓200侧壁上的门板500，门板500位于进料口209的一侧，且传送仓200内还设置有驱动门板500滑动的门板驱动装置501。所述开关门机构202还包括设置在壳罩213内壁上的固定导向板502，固定导向板502上开设有与进料口209对应的通孔503，所述门板500滑动设置在固定导向板502内侧，门板500上设置有门板滑动导向机构504；所述门板驱动装置501可以为气缸或液压缸，且门板驱动装置501还可以为驱动电机，此时驱动电机的输出轴上设置有齿轮，门板500上安装与齿轮啮合的齿条即可。

所述传送仓200外还设置有与进出料机构203配合的送料机构204。所述送料机构204包括开设在台面212上的顶升口701、与顶升口701对应的样本盒放置框702、驱动样本盒放置框702上下移动的顶升机构703。所述顶升机构703包括垂直安装在台面212上的固定板704、安装在固定板704上的放置框滑动导向机构705，样本盒放置框702安装在放置框滑动导向机构705上。所述放置框滑动导向机构705上设置有支架706，样本盒放置框702安装在支架上706，且放置框滑动导向机构705上还设置有驱动支架706沿放置框滑动导向机构705移动的放置框驱动装置707，放置框驱动装置707为气缸、液压缸或其他直线驱动元件。所述顶升机构703中的固定板704上还设置有安装架708，且安装架708上安装有与样本盒放置框702对应的图像采集器709和为图像采集器709提供光照的光源710。所述样本盒放置框702上还开设有与进料抽板600对应的缺口716，缺口716为两个，两个缺口716分别对称排布在样本盒放置框702的两个相对边上；所述样本盒放置框702上还设置有挡边717，挡边717分别位于样本盒放置框702的四个边上；当缺口716与挡边位于样本盒放置框702的同一边时，挡边717位于缺口716的两侧。

当需要对放置在样本盒放置框702上的样本盒送入到传送仓200时，顶升机构703将样本盒放置框702向上顶升，此时通过开关门机构202使进料口209处于打开状态，进出料机构203中的进料抽板600穿过进料口209向外伸出，随着进料抽板600的移动，进料抽板600的伸出段605穿过样本盒放置框702上的缺口716位于样本盒的下方，此时顶升机构703将样本盒放置框702向下移动，使样本盒落至进料抽板600上，进料抽板600承接样本盒，以将样本盒送入到传送仓200内，方便快速，并且进料抽板600承接方式简单，结构简单有效，成本低，所占空间小。也可采用购买的机械手，将样本盒送入到传送仓200内。

所述送料机构204还包括设置在顶升口701两侧的立架711，所述立架711上共同设置有转轴712，转轴712上设置有用于罩设顶升口701的密封罩713，密封罩713上开设有与进料口209对应的开口714。所述台面212上还设置有驱动转轴712转动的密封罩驱动装置715，密封罩驱动装置715与转轴712通过皮带传动联接。

所述第一机械手208连接有夹具装置205，夹具装置205包括与第一机械手208连接的快换连接机构800和与快换连接机构800连接的样本夹具801，样本夹具801包括样本盒夹具801和试管夹具802。当需要对样本盒进行夹持时，先将快换连接机构800安装在第一机械手208上，再将样本盒夹具802安装在快换连接机构800上，此时第一机械手208对样本盒的夹持；当需要对样本盒上的试管进行夹持时，取下快换连接机构800上的样本盒夹具802，将试管夹具803安装在快换连接机构800上，此时第一机械手208进行对试管进行夹持。

所述快换连接机构800包括与第一机械手208连接的机械手连接板804，设置在机械手连接板804两侧的第一夹爪驱动件804和第二夹爪驱动件805，第一夹爪驱动件804上设置有第一夹爪807，第一夹爪延伸至机械手连接板804的下方；所述第二夹爪驱动件805上设置有第二夹爪808。所述第一夹爪驱动件804和第二夹爪驱动件805可以为夹爪气缸、无杆气缸、电动夹爪等。所述机械手连接板804上设置有连接法兰810，通过连接法兰810实现机械手连接板804与第一机械手208之间的连接。所述连接法兰810包括法兰盘811和固定在法兰盘811上的管件812，管件812由多个弧形瓦组成，相邻两个弧形瓦之间卡设间隙。所述第一夹爪驱动件805和第二夹爪驱动件806的相对面上均固定设置有卡紧块813，机械手连接板804通过两个卡紧块813卡紧固定在第一夹爪驱动件805与第二夹爪驱动件806之间，所述第一夹爪驱动件805上的第一夹爪807和第二夹爪驱动件806上的第二夹爪808均为呈相对排布的两个。

所述快换连接机构800中的机械手连接板804下方设置有卸料装置814，所述卸料装置814包括固定安装在机械手连接板804上的套管815和活动套设在套管815内的伸缩头816，伸缩头816的插接端设置有限位台阶；所述套管815内还设置有卸料弹簧817，卸料弹簧817的一端与机械手连接板814下表面抵紧，卸料弹簧817的另一端与伸缩头816的插接端抵紧，伸缩头816的插接端为伸缩头816插入到套管815内的一端。所述快换连接机构800中的机械手连接板804上还固定安装有竖直向下的定位销818，定位销818上还固定设置有限位环。

所述样本盒夹具802和试管夹具803均包括用于第一夹爪807夹取的夹具连接板819和设置在夹具连接板819下方的两个夹具滑块820，两个夹具滑块820相对滑动，两个夹具滑块802上均固定设置有夹臂821，且两个夹臂821之间连接设置有压缩弹簧822；两个所述夹臂821上还设置有与第二夹爪808匹配的插接槽823。所述夹具连接板819的下方设置有固定座832，且夹具滑块820滑动安装在固定座832上。所述固定座832上开设有与快换连接机构800中定位销818匹配的定位孔824。所述夹臂821呈“7”型，插接槽823位于夹臂821的水平部，且夹臂821的水平部与夹具滑块820固定连接。所述插接槽823位于夹具滑块820的外侧，使插接槽823与夹具滑块820避让。所述夹臂821的水平部上还设置有向外侧延伸的两个延伸臂825，且两个延伸臂825与夹臂821的水平部构成一侧成开口状的插接槽823。所述插接槽823的截面可以为矩形、梯形、扇形或多边形。

所述样本盒夹具802中夹臂821的夹持面826为平面，且夹持面826上设置有防滑垫。所述试管夹具803中的夹臂821的夹持面826为弧面，该夹臂821的竖直部为呈“T”型，夹臂821的竖直部由上至下逐渐变小，即夹臂821竖直部的夹持端为倒置的棱锥状。所述试管夹具803还包括压管机构827；所述压管机构827包括固定在夹具连接板819两侧的连接件828，连接件828的下端设置有两个可上下移动的导向杆829，导向杆829的下端固定有压头830；所述导向杆829上还套设有伸缩弹簧831，伸缩弹簧831的两端分别与压头830、连接件828抵紧。所述连接件828呈“⊥”型，每个连接件828上的两个导向杆829分别设置在连接件828上水平部的两端，连接件828上开设通孔，导向杆829滑动安装在通孔内，且导向杆829的上端还设置有限位部。根据试管存储盒上的试管排列情况，可对压管机构827中的连接件828数量进行调整。

所述传送仓200内还设置有夹具支撑机构206。夹具支撑机构206包括底座900和安装在底座900上的多个支撑架901；所述支撑架901包括沿底座900Y向滑动的第一安装板902，且底座900上设置有Y向限位的第一限位板903；所述第一安装板902上安装有X向滑动的第二安装板904，且第二安装板904上还设置有X向限位的第二限位板905；所述第二安装板904上还安装有支撑柱910。所述底座900上安装有第一滑动装置906，且第一安装板902固定安装在第一滑动装置906上，第一安装板902上安装有第二滑动装置907，且第二安装板904固定安装在第二滑动装置907上，第一滑动装置906和第二滑动装置907均为滑轨与滑块的组合或导向杆与滑块的组合。所述第二安装板904上还开设有限位缺口908；所述第一限位板903、第二限位板905的截面“7”型，且第二限位板905的水平部位于限位缺口908内；所述支撑柱910上还设置有限位环，所述样本盒夹具802和试管夹具803中的夹具连接板819上开设有与支撑柱910匹配的夹具支撑孔909。

所述开盖机构207包括安装在台面212上的X向轨道1001和滑动设置在X向轨道1001上的Z向轨道1002，Z向轨道1002上设置有与密封盖211连接的连接架1003。所述X向轨道1001、Z向轨道1002均设置有驱动X向轨道1001、Z向轨道1002滑动的密封盖驱动装置1004，所述密封盖驱动装置1004可以为气缸、液压缸或其他直线驱动元件。密封盖包括金属层和保温层。

传送仓200内还设置有单元架提取机构201，且单元架提取机构201位于与提取口210对应。在第二机械手300将需要从单元架110上移出的样本盒时或需要将样本盒送入到单元架110上时，单元架提取机构201将单元架110提起，第二机械手300将单元架110上对应的样本盒抽出或将样本盒存放到单元架110上，而在第二机械手300取出完成或存放完成后，单元架提取机构201再将单元架110放置到样本储存架108上，实现第二机械手300对样本盒的取出和存放。

单元架提取机构201包括横移板401、竖向滑动设置在横移板401上的提升连接头403。通过横移板401移动至取样口内待提取物的上方，提升连接头403与待提取物连接并将待提取物提起。提升连接头403可为吸附式，如提升连接头403底面具有吸附待提取物的磁体405，或是夹爪式等连接结构，实现提升连接头403与待提取物的连接。

单元架提取机构201还包括单元架导向件406，对应在待提取物外围，单元架导向件406包括对应在待提取物外侧的导引臂407，导引臂407固定于横移板401；导引臂407上转动支承有多个与待提取物外立面接触的滚动件408。提升过程中使待提取物始终保持一个位置空间移动，不会发生晃动偏摆，保证了待提取物的稳定提升，也保证了在从待提取物中取放样本盒时，准确锁定位置，待提取物不会晃动。滚动件408为滚轮或轴承等，通过滚动件408与待提取物滚动接触限位及导向。

导引臂407可为U形，开口侧即对应待提取物中样本盒的取放侧。滚动件408包括X向滚动件和Y向滚动件，X向滚动件的轴向与导引臂407的U形开口方向垂直，则Y向滚动件即为与X相滚动件的轴向垂直；X向滚动件对应在待提取物一相对的两侧，Y向滚动件对应在待提取物另一相对的两侧，实现两个方向的限位，X向滚动件与Y向滚动件的外圆面之间形成单元架限位导向空间，移动稳定，阻力小。每个滚动件408对应有支撑架409，滚动件408安装于支撑架409上。支撑架409上可开设条形孔410，通过螺钉经条形孔410固定至导引臂407上。

横移板401与提升连接头403之间设置有中间板411，中间板411竖向滑动设置于横移板401，提升连接头403竖向滑动设置于中间板411；间板的上部具有支撑压靠在提升连接头403上的挂件412；横移板401上对应中间板411升降的两端均固定有中间板限位件413，增加了提升连接头403升降的行程。横移驱动装置402带动横移板401移动至相应待提取物上方，下降过程中，提升连接头403在竖向驱动装置404的驱动下下降，中间板411由于重力作用跟随提升连接头403一起下降，降至中间板限位件413时，中间板411由于重力抵压在中间板限位件413上不再下降，此时提升连接头403相对于中间板411下移，继续下降，满足提升连接头403的大行程。在上升过程中则是提升连接头403上升至中间板411的挂件412时，带动中间板411继续上升，中间板411上升至上方的中间板限位件413时，即到达顶端行程。提升连接头403的顶部可单独固定一对应在挂件412下的顶块。中间板411与提升连接头403、及中间板411与横移板401之间均具有导轨415，导向其升降。

中间板411上对应提升连接头403升降的下端固定有提升连接头限位件414，用于限制提升连接头403相对于中间板411向下移动时，下端行程的限位。竖向驱动装置404包括电机、固定连接于电机输出端的驱动链轮416、转动支承在横移板401顶部的传动链轮417、共同啮合在驱动链轮416和传动链轮417上的链条418，链条418的一端连接至提升连接头403，另一端经传动链轮417和驱动链轮416连接至上部电机安装处，使得链条418的另一端处于高位，链条418悬设，避免了链条418的堆落，而且占用设备上部空间小。横移驱动装置402可为电机丝杠机构等的驱动结构。

所述样本存储架108转动支承于罐体101内，样本存储架108包括底盘109和底盘109上的多列单元架110。罐体101内的底部设置有多个与底盘109底面接触的滚珠111。罐体101内的底部可设置周向排布的底肋112，在底肋112上固定用于安装滚珠111的滚珠架113，增强罐体101底部结构强度，对样本存储架108提供稳定支承。样本存储架108安装后的使用过程中，滚珠111接触至样本存储，对底盘109的底面进行辅助的支撑，并且在样本存储架108旋转时，仍能够提供稳定支撑，摩擦力小，减少底盘109的旋转阻力。多个滚珠111为在中心外布置的两圈，每圈的多个滚珠111周向均布，以利于底盘109的旋转支承。为清晰显示整体结构，图中只示意出样本存储架108中的三个单元架110。

第二机械手300可固定连接至罐盖102。第二机械手300包括水平的抽板302、驱动抽板302平移的抽板驱动装置303，利用抽板302伸出至样本盒下方，使样本盒落至抽板302上，抽板302承接样本盒，以将样本盒移出单元架110，方便快速，并且抽板302承接方式简单，结构简单有效，成本低，所占空间小，利于在罐体101内的上部空间设置。也可采用购买的机械手，将样本盒取出单元架110即可。

第二机械手300还包括底板304，底板304上沿样本存储架108径向移动设置有滑板305，抽板302设置在滑板305上，且抽板302的移动方向与滑板305的移动方向垂直。通过滑板305的径向移动以便实现抽板302移动至任意位置，与不同的单元架110对应，实现不同单元架110中的样本盒移出。底板304可通过杆件固定在罐盖102下端。

底板304上位于滑板305的一侧开设有沿样本存储架108径向分布的多个提升限位通孔306，提升限位通孔306与单元架110对应适配，起到限位作用，抽板302伸出至提升限位通孔306的单元架110中取放样本盒。提升限位通孔306边缘处的底板304上下表面设置有引导条307，引导条307具有引导锥面，即引导单元架110顺畅穿过提升限位通孔306。不设置提升限位通孔306时，样本存储架108的单元架110即直接在滑板305侧部提升，没有限位其的结构，仍然通过上述动作进行样本存储架108中的样本盒取放，见图4。抽板302可相对于样本盒较窄，方便伸入样本盒下方取放。

样本盒暂置区301设于滑板305上，抽板302移出的样本盒与样本盒暂置区301的样本盒均在滑板305上，抽板302在任一位置移出样本盒时，样本盒暂置区301的样本盒都在附近，不只减少了占用空间，也便于二者样本盒间的试管提取移放。

抽板302为一整体结构，也可为分体结构。抽板302的结构与进出料机构203中的进料抽板600结构一致，可包含伸出段和与其相连的安装段，伸出段为朝向外部单元架110侧的一端。抽板302的伸出段和安装段为可拆卸连接的分体结构，方便二者的连接安装，可匹配不同样本盒更换不同抽板302。伸出段308的自由端具有样本盒挡边，使移动过程以及抽板302回位到滑板305上时，样本盒稳定不掉落。

滑板305上设置有位于抽板302外侧的样本盒限位结构311，用于抽板302移出样本盒到位时的定位和限位，以保证从单元架110移出的样本盒的停留位置，方便后续如第一机械手208对试管准确取放。

样本盒限位结构311可包括样本盒缓冲件312和样本盒限位板313。二者处于相互垂直状态，样本盒缓冲件312在滑板305上远离抽板302外移伸出端的一侧，即对应在样本盒在抽板302上移动至滑板305上时，接近设定的极限位时，由样本盒缓冲件312对样本盒起到缓冲作用，避免直接刚性碰撞而影响样本盒中的试管。与样本盒挡边310形成了样本盒在移出方向上的定位。样本盒限位板313在抽板302的一侧并沿抽板302移动方向设置。

滑板305连接滑板驱动装置314。抽板驱动装置303和滑板驱动装置314中的一者或两者为齿轮齿条驱动机构，也可以采用如气缸、电机丝杠等的其他驱动元器件。样本盒暂置区301设置有样本盒定位件315，对放置进罐体101内的转移样本盒进行定位。样本盒定位件315包括对应在样本盒外缘的若干定位边316。提取口210可对应在第二机械手300处，密封盖211连接有开盖机构207，通过机械方式开启。罐盖102包含上下设置的金属层106和保温层107，密封盖211也可为该结构。第二机械手300可设于提取口210的保温层107处。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.生物样本自动存取设备，其特征在于，包括低温存储罐、设置在低温存储罐上方的传送仓、连通传送仓与低温存储罐的提取口；所述低温存储罐内设置有样本存储架、样本盒暂置区、以及在低温存储罐内向样本存储架存取样本盒的第二机械手；所述样本存储架上放置有多列单元架；所述传送仓内设置有第一机械手，且传送仓内还设置有与提取口配合的密封盖、用于打开和关闭密封盖的开盖机构；所述传送仓内还设置有用于放置样本盒夹具和试管夹具的夹具支撑机构；所述夹具支撑机构包括底座和安装在底座上的多个支撑架；所述支撑架包括沿底座Y向滑动的第一安装板，且底座上设置有Y向限位的第一限位板；所述第一安装板上安装有X向滑动的第二安装板，且第二安装板上还设置有X向限位的第二限位板；所述第二安装板上还安装有支撑柱。

2.根据权利要求1所述的生物样本自动存取设备，其特征在于，所述传送仓内还设置有进出料机构，进出料机构包括进料抽板、驱动进料抽板的进料驱动机构。

3.根据权利要求1或2所述的生物样本自动存取设备，其特征在于，所述传送仓的仓体上开设有与进出料机构对应的进料口，且传送仓的仓体上设置有用于开启和关闭进料口的开关门机构。

4.根据权利要求3所述的生物样本自动存取设备，其特征在于，所述传送仓外还设置有与进出料机构配合的送料机构。

5.根据权利要求1所述的生物样本自动存取设备，其特征在于，所述第一机械手连接有夹具装置，夹具装置包括与机械手连接的快换连接机构和与快换连接机构连接的样本夹具，样本夹具包括样本盒夹具和试管夹具。

6.根据权利要求5所述的生物样本自动存取设备，其特征在于，所述快换连接机构包括与机械手连接的机械手连接板，设置在机械手连接板两侧的第一夹爪驱动件和第二夹爪驱动件，第一夹爪驱动件上设置有第一夹爪，第一夹爪延伸至安装板的下方；所述第二夹爪驱动件上设置有第二夹爪。

7.根据权利要求1所述的生物样本自动存取设备，其特征在于，所述开盖机构包括安装在台面上的X向轨道和滑动设置在X向轨道上的Z向轨道，Z向轨道上设置有与密封盖连接的连接架。

8.根据权利要求1所述的生物样本自动存取设备，其特征在于，所述传送仓内还设置有单元架提取机构，且单元架提取机构位于与提取口对应。

9.根据权利要求1所述的生物样本自动存取设备，其特征在于，所述第二机械手包括水平的抽板、驱动抽板平移的抽板驱动装置。