CN110641888A - 一种生物样本库 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用大量生物样本存储的生物样本库，包括库体和设置在所述库体内的隔板A；所述库体的内部空间被隔板A分隔为沿第一方向并列的挑管区和存储区；所述库体开设有连通挑管区和外界的存取口A，所述存取口A处配设有将其封闭的封闭门A；所述隔板A开设有连通所述挑管区和存储区的存取口B，所述存取口B处配设有将其封闭的封闭门B；存储区内设置有样本架存储输送循环系统，挑管区内设置有挑管装置。

Description

一种生物样本库

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种生物样本库。

背景技术

生物样本的长期储存通常使用尽可能低的温度来降低样本内的生化反应，提高样本内各种成分的稳定性，温度越低，样本的保存时间越长。通常是冻存细胞置于试管中，试管通过样本盒置于存储架上，存储架整体置于制冷环境中，以实现样本的长期稳定保存。

目前大多是通过样本存取设备进行低温存储，存储的样本数量相对较少，难以满足医院或研究所等的大量生物样本的集中存储需求。所以需要研发适用于大量生物样本存储的样本库。

发明内容

本发明目的在于提供一种生物样本库，以解决大量生物样本的存储问题。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案为：

一种生物样本库，包括库体和设置在所述库体内的隔板A；所述库体的内部空间被隔板A分隔为沿第一方向并列的挑管区和存储区；所述库体开设有连通挑管区和外界的存取口A，所述存取口A处配设有将其封闭的封闭门A；所述隔板A开设有连通所述挑管区和存储区的存取口B，所述存取口B处配设有将其封闭的封闭门B；

所述存储区内设置有样本架存储输送循环系统；所述样本架存储输送循环系统包括：

样本架，所述样本架为多个，并沿第二方向排列形成至少两列；每个所述样本架均放置有多个样本盒；处于每列样本架最外端的两个样本架为端部样本架；所述第二方向与第一方向垂直；

样本架行走轨道，为相互平行的至少两组，每组样本架行走轨道用于承载一列样本架；

推送机构，对应设置于每列样本架的外部，以推送整列样本架沿样本架行走轨道移动；

横移模组，为至少两个，且分别设于所有样本架行走轨道的两端，以驱动端部样本架在任意两组样本架行走轨道的端部之间往复移动；

所述挑管区内设置有挑管装置；所述挑管装置包括具有放管区和取管区的平台、夹紧或松开试管的夹头以及驱动所述夹头在所述放管区和取管区之间往复运动的机械手A；

所述挑管区内还设置有将样本盒在靠近存取口B的横移模组上的端部样本架、挑管区以及存取口A之间转移的机械手B。

作为所述生物样本库的进一步可选方案，所述存取口A远离封闭门A的一端配设有封闭门C；所述封闭门A和封闭门C之间为对生物样本进行预冷的预冷腔。

作为所述生物样本库的进一步可选方案，所述夹头包括两个相对滑动设置的滑动件A、两个相对滑动设置的夹爪A、驱动两个所述滑动件A相对滑动的驱动机构A以及驱动两个所述夹爪A闭合的弹性元件A；两个所述夹爪A的相对面均开设有V型槽，且两个所述V型槽的开口相对，两个所述夹爪A与两个所述滑动件A一一对应；每个所述夹爪A与其对应的滑动件A之间均设置有限位结构。

作为所述生物样本库的进一步可选方案，所述挑管装置还包括设置在所述取管样本盒下方的顶杆A；所述顶杆A连接有驱动其竖向移动以将所述取管样本盒中的试管顶起的顶升机构。

作为所述生物样本库的进一步可选方案，所述夹头还包括设置在所述夹爪A上方的顶杆B、与所述顶杆B滑动连接的滑动件B、驱动所述滑动件B上下滑动的驱动机构B以及设置在所述滑动件B与顶杆B之间且驱动所述顶杆B向下滑动的弹性元件B；所述顶杆B与试管的接触中心点和所述顶杆A与试管的接触中心点在一条竖直线上。

作为所述生物样本库的进一步可选方案，所述样本架的上端设置有样本架卡钩结构，样本架卡钩结构包括具有卡槽的卡钩和与卡槽相适配的卡销，卡钩在样本架上转动设置，卡销固定于样本架，且卡销与卡钩的卡槽呈相背离状态；整列样本架的每相邻两个样本架中，一个样本架上的卡钩卡至另一样本架上的卡销。

作为所述生物样本库的进一步可选方案，还包括设于所有样本架外部的框架体，对应端部样本架的框架体上设置有将卡钩脱离卡销的脱钩驱动结构。

作为所述生物样本库的进一步可选方案，所述横移模组包括固定设置的横移底座、横移底座上的横移架、驱动横移架在横移底座上往复移动的横移驱动机构；横移架对应在样本架行走轨道的端部，横移架的往复移动方向与样本架行走轨道的长度方向垂直。

作为所述生物样本库的进一步可选方案，所述横移架上设置有与样本架行走轨道对应的样本架限位轨道。

作为所述生物样本库的进一步可选方案，多个所述样本架排列成偶数列，所述样本架行走轨道为偶数组；每相邻两组样本架行走轨道的两端分别设置一所述横移模组，以驱动端部样本架在相邻两组样本架行走轨道的端部之间往复移动。

本发明的有益效果为：

挑管区内的挑管装置实现在低温环境下，将一个样本盒中的试管放入另一个样本盒中，避免因未取完试管的样本盒暴露在常温环境后重新放入样本架导致试管中的生物样本活性降低，同时避免样本架因存储过多未放满试管的生物样本导致存储空间的浪费；样本架阵列存储，排成至少两列，推送机构推动各列样本架沿样本架行走轨道移动，目标样本架所在的m列样本架由推送机构推动，使m列的端部样本架被移出样本架阵列，横移模组将该端部样本架移动至n列样本架的端部，并由推送机构推动该端部样本架使该n列样本架整体移动，使得该n列样本架另一端的端部样本架被移出样本架阵列，再由横移模组将该n列样本架另一端的端部样本架移动至m列样本架的端部，如此循环移动输送，直到目标样本架被移出，以便进行目标样本架上的样本存取；通过挑管装置和样本架存储输送循环系统的设置，实现了大量生物样本的集中存储。

本发明的其他有益效果将在具体实施方式中详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的生物样本库的结构示意图(省略上库板)；

图2是图1所示的生物样本库中样本架存储输送循环系统的结构示意图；

图3是图1所示的生物样本库中挑管装置的结构示意图；

图4是图1所示的生物样本库中库体的结构示意图(省略右库板)；

图5是图1所示的生物样本库中封闭门B的结构示意图；

图6是图1所示的生物样本库中前库板的结构示意图；

图7是图1所示的生物样本库中夹头的结构示意图(省略顶杆B)；

图8是图1所示的生物样本库中顶升机构的结构示意图；

图9是图1所示的生物样本库中夹头的示意图(省略滑动件A及夹爪A)；

图10是图1所示的生物样本库中样本架卡钩结构的示意图；

图11是图1所示的生物样本库中样本架的示意图；

图12是图1所示的生物样本库中横移模组的示意图；

图13是图1所示的生物样本库中样本架限位轨道的示意图；

图14是图1所示的生物样本库中机械手C的示意图；

图15是图1所示的生物样本库中夹取机构的示意图；

图16是图1所示的生物样本库中取放机构的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

如图1所示，本实施例的生物样本库，包括库体1和设置在库体1内的隔板A11；库体的内部空间被隔板A11分隔为沿第一方向即Y方向并列的挑管区14和存储区13；库体1开设有连通挑管区14和外界的存取口A161，存取口A161处配设有将其封闭的封闭门A8；隔板A11开设有连通挑管区14和存储区13的存取口B111，存取口B111处配设有将其封闭的封闭门B；外界是指相对库体1内部空间的外部空间；

存储区13内设置有样本架存储输送循环系统2；如图2所示，样本架存储输送循环系统2包括：

样本架210，样本架210为多个，并沿第二方向即X方向排列形成至少两列；每个样本架210均放置有多个样本盒；处于每列样本架210最外端的两个样本架210为端部样本架211；

样本架行走轨道220，为相互平行的至少两组，每组样本架行走轨道220用于承载一列样本架210；

推送机构230，对应设置于每列样本架210的外部，以推送整列样本架210沿样本架行走轨道220移动；

横移模组240，为至少两个，且分别设于所有样本架行走轨道220的两端，以驱动端部样本架211在任意两组样本架行走轨道220的端部之间往复移动。

挑管区14内设置有挑管装置3；如图3所示，挑管装置3包括具有取管区和放管区的平台31、夹紧或松开试管的夹头32以及驱动夹头在取管区和放管区之间往复运动的机械手A33；取管区放置需要取出试管的样本盒6，放管区放置需要放入试管的样本盒6；如图3所示，挑管区14内还设置有将样本盒在靠近存取口B111的横移模组240上的端部样本架211、挑管区14以及存取口A之间转移的机械手B4。本实施例中，挑管装置3还包括设置在平台31下方的缓存装置36，缓存装置36可配置为存储架和驱动存储架绕Z轴旋转的电机，电机可直接与存储架连接，也可通过齿轮传动等传动机构与存储架连接。存储架可配置为多列竖向设置的单元架361，多列单元架361沿存储架的周向分布，每个单元架361从上到下依次配置多个存放样本盒6的存放腔3611。可将空的样本盒6提前放在存放腔3611中，从而避免每次取样本时，均需由人工放置空盒；在需要取多个样本盒6中的样本试管时，也可在进行挑管时，将其他需要取出的样本盒6提前放在存放腔3611中缓存；以避免每次取管时，机械手B4的移动距离较大，从而提高效率。

存入生物样本时，将装有待存生物样本的试管一一放入一个样本盒(下称目标样本盒A)中，将目标样本盒A放在存取口A161处，若存储区13中无未放满试管的样本盒或目标样本盒A中已放满试管，则机械手B4将目标样本盒A直接转移至靠近存取口B111的横移模组240上的端部样本架211；若存储区13中有未放满试管的样本盒(下称目标样本盒B)且目标样本盒A中也未放满试管，则从存储区13中将目标样本盒B所在的样本架转移至靠近存取口B111的横移模组240上，可以是机械手B4直接将目标样本盒A和目标样本盒B分别转移至取管区和放管区；也可以在平台31上设置中转区和在中转区、取管区和放管区之间转移样本盒的机械手C34，则机械手B4将目标样本盒A和目标样本盒B转移中转区，再由机械手C34将目标样本盒A转移至放管区，并将目标样本盒B转移至放管区，然后机械手A33将夹头32转移至目标样本盒A的上方，夹头32夹取目标样本盒A内的试管，机械手A33再将夹头32转移至目标样本盒B的上方，夹头32松开，实现试管的取放，可以是一次夹取一个试管；也可以是一次夹取多个或全部的试管；若目标样本盒A内的试管全部转移至目标样本盒B内，则由机械手B4或由机械手C34和机械手B4配合将目标样本盒B转移至靠近存取口B111的横移模组240上的端部样本架211，并将目标样本盒A转移至存取口A161，或在挑管区14内设置缓存装置，将目标样本盒A转移至缓存装置；若目标样本盒A内的试管未全部转移至目标样本盒B内，目标样本盒B内已放满试管，则将目标样本盒B转移至靠近存取口B111的横移模组240上的端部样本架211，再从样本架210上取出另一个未放满试管的样本盒，或先将该未放满试管的样本盒放入缓存装置中，若样本架20无未放满试管的样本盒，则直接将目标样本盒A转移至靠近存取口B111的横移模组240上的端部样本架211。取出生物样本时，则在取管区放置一个空的样本盒，并从样本架210上取出一个样本盒放入放管区，重复上述的试管的取放操作，然后再将取管区的样本盒转移至存取口A161。

从存储区13中将目标样本盒B所在的样本架转移至靠近存取口B111的横移模组240的具体过程为：设目标样本盒B所在的样本架210为目标样本架，假设目标样本架排列在m列样本架的中部，则推送机构230推动m列样本架整体移动，使m列的首端的端部样本架211移出样本架阵列；横移模组240将该端部样本架211移动至n列样本架的首端，并推送机构230推动该端部样本架211使该n列样本架整体移动，使得该n列样本架尾端的端部样本架211被移出样本架阵列；再将该n列样本架尾端的端部样本架211移动至m列样本架的尾端，并将其向m列样本架的首端推动、使得m列样本架首端的端部样本架211移出样本架阵列，重复以上内容，如此循环移动输送，直到目标样本架被移出。m列与n列样本架既可以是相邻的两列样本架，也可以是不相邻的；相邻时，操作实施方便，也相对节省时间。

所有附图的方位均基于图1的笛卡尔坐标系，以X轴正方向为右，X轴负方向为左，Y轴正方向为前，Y轴负方向为后，Z轴正方向为上，Z轴负方向为下。如图4所示，本实施例中的库体1由上库板、下库板、左库板、右库板、前库板16及后库板19拼成立方体状；前库板16上开设有存取口A161，以实现从外界存储生物样本和从库体1内部取出生物样本。隔板A11设置在前库板16和后库板19之间，隔板A11上开设存取口B111，以连通挑管区12和存储区13。封闭门9设置在隔板A11朝向前库板16的一侧。隔板A11与后库板19之间设置有隔板B17，隔板A11与隔板B17之间为所述存储区13，隔板B17与后库板19之间为检修区18；后库板19设有检修口和封闭检修口的检修门191，也可在前库板16上开设多个检修口和封闭检修口的检修门19；存储区13所需要的一些驱动机构中的电缸或电机等等驱动元器件可安装在检修区18，以便人员通过检修门191进入检修区18维护检修这些驱动元器件。空间配置合理，便于检修维护，最大限度的减小对存储区13内环境的影响。

如图6所示，存取口A161远离封闭门A8的一端配设有封闭门C5；所述封闭门A8和封闭门C5之间为对生物样本进行预冷的预冷腔，预冷腔内设置有放置样本盒6的样本盒放置台7。本实施例中，样本放置台7包括多个沿Z轴方向排列的放置板72；每个放置板72上均固定有两个相对的限位条71，两限位条71之间为放置样本盒6的区域。两限位条71的相对面的两端均具有导斜面，起到取放的导向作用，方便样本盒6的放入和取出。由于从外界放入的生物样本的温度远高于库体1内部的生物样本的温度，若将外界的生物样本直接放入库体1内部的挑管区或存储区，则可能会导致库体1内部的生物样本活性降低。因此设置预冷腔对外界进入的生物样本进行预冷，具体操作为，封闭门A8开启后将外界装有生物样本的样本盒6放入预冷腔内的样本盒放置台7上，关闭封闭门A8；预冷后，封闭门C5开启，机械手B4将该样本盒6取出预冷腔进行后续的挑管及存储等操作，封闭门C5关闭。本实施例中，封闭门A8设置在存取口A161的外侧，封闭门C5设在存取口A161的内侧。

封闭门A8、封闭门B9和封闭门C5可采用其他现有技术中比如平开门、升降门等的门结构以实现启闭。本实施例中，如图5所示，封闭门B9包括摆杆B91、驱动摆杆B91绕平行于Z轴的轴线转动的摆杆驱动机构B、沿X轴滑动的门板滑块B95、两端分别与门板滑块B95和摆杆B91铰接的门板连接杆B93及与门板连接杆B93固定连接的门板B92；本实施例中，摆杆B91、摆杆驱动机构B、门板滑块B95及门板连接杆B93均设置两个。摆杆驱动机构B可采用电机等现有技术实现，本实施例中，摆杆驱动机构B包括固定在隔板A11上的门板驱动电机B94、固定在门板驱动电机B94输出端的门板齿轮C及与门板齿轮C啮合的门板齿轮D；门板齿轮D转动支承在隔板A11上，门板齿轮D与摆杆B91固定连接，且门板齿轮D的中轴线与摆杆B91的转动轴线重合。如图6所示，封闭门A8包括门体及驱动门体沿X轴方向滑动的门体驱动机构；门体驱动机构可采用其他现有技术中比如气缸、单轴机器人等实现；本实施例中，门体驱动机构包括与门体固定连接的门体齿条82、连接在门体与前库板16之间的直线导轨、与门体齿条82啮合的门体齿轮(图中未示出)及输出端与门体齿轮固定连接的门体驱动电机83；门体驱动电机83固定在前库板16上，门体驱动电机83驱动门体齿轮转动，门体齿轮带动门体齿条82沿X轴方向滑动，以实现门体的滑动。本实施例中的门体包括分别与门体齿条82和直线导轨连接的门体滑板85、沿Y轴方向插设在该门体滑板85上的多个门体导柱、分别与多个门体导柱的同一端固定连接的门板A81、固定在门体滑板85上的门板驱动电机A84及固定在门板驱动电机A84上且沿Y轴方向设置的螺杆；门板A81上开设有与螺杆螺纹配合的螺纹孔；门板驱动电机A84驱动螺杆转动，以实现门板A81沿Y轴方向的滑动，门板A81朝向存取口A161的一侧固定有密封件，实现封闭存取口A161。封闭门C5包括摆杆A52、驱动摆杆A52绕平行于X轴的轴线转动的摆杆驱动机构A、沿Z轴滑动的门板滑块A57、两端分别与门板滑块A57和摆杆A52铰接的门板连接杆A55及与门板连接杆A55固定连接的门板A56；本实施例中，摆杆A52、摆杆驱动机构A、门板滑块A57及门板连接杆A55均设置两个。摆杆驱动机构A可采用电机等现有技术实现，本实施例中，摆杆驱动机构A包括固定在前库板16上的门板驱动电机A51、固定在门板驱动电机A51输出端的门板齿轮A及与门板齿轮A啮合的门板齿轮B；门板齿轮B转动支承在前库板16上，门板齿轮B与摆杆A52固定连接，且门板齿轮B的中轴线与摆杆A52的转动轴线重合。

夹头32可采用现有的真空吸头或夹爪气缸实现，如图7所示，本实施例中的夹头32包括两个相对滑动设置的滑动件A322、两个相对滑动设置的夹爪A323、驱动两个滑动件A322相对滑动的驱动机构A325以及驱动两个夹爪A323闭合的弹性元件A；两个夹爪A323的相对面均开设有V型槽3231，且两个V型槽3231的开口相对，两个夹爪A323与两个滑动件A322一一对应；每个夹爪A322与其对应的滑动件A322之间均设置有限位结构。驱动机构A325可采用现有技术中夹爪气缸等实现，本实施例中，驱动机构A325包括底座321、固定在底座321上的两个气动马达A3251、分别固定在两个气动马达A3251的输出端的两个螺杆A3253以及分别与两个螺杆A3253螺纹配合的两个螺母3252；两个所述螺母3252分别与两个滑动件A322固定连接；每个滑动件A322与底座321通过直线导轨连接。弹性元件A可以设置在底座321与夹爪A323之间、夹爪A323与滑动件A322之间或/和两个夹爪A323之间。弹性元件A可以采用圆柱螺旋弹簧、圆柱螺旋拉伸弹簧、弹片或橡胶等现有技术实现。本实施例中的弹性元件A为设置在两个夹爪A323之间的至少一根拉伸弹簧A324；每个拉伸弹簧A324的两端分别固定在两个夹爪A323上。限位结构A可采用长条孔和销钉等现有技术实现，本实施例中的限位结构包括固定在滑动件A322上的凸台A3221和固定在夹爪A323上的凸台B3232，且两个凸台A3221均设置在两个凸台B3232之间。限位结构的作用在于，避免夹爪A323脱离滑动件A322，并在滑动件A322张开时，同时将夹爪A323打开。通过在两个开口相对的V型槽3231夹住试管的外壁，可适应多种不同规格的试管，提高通用性；同时通过弹性元件A提供夹紧力将试管夹紧，可通过改变弹性元件A的数量以调节夹紧力的大小，从而避免驱动机构A提供的夹紧力过大造成试管损坏的问题。

如图8所示，挑管装置3还包括设置在取管样本盒下方的顶杆A351；顶杆A351连接有驱动其竖向移动以将取管样本盒中的试管顶起的顶升机构35。顶升机构35可采用气缸等现有技术实现，本实施例中，顶升机构35包括支架354、通过直线导轨竖向滑动连接在支架354上的顶杆齿条A353、与顶杆齿条A353啮合的顶杆齿轮A(图中未示出)及固定在支架354且输出端与顶杆齿轮A固定连接的气动马达B352；顶杆A351和顶杆齿条A353均沿竖向即Z轴方向设置，且顶杆齿条A353与顶杆A351固定连接。本实施例中，支架354连接有驱动其沿X轴方向滑动的机械手D36，以实现顶杆A351在取管样本盒下方水平移动。

如图9所示，夹头32还包括设置在夹爪A323上方的顶杆B326、与顶杆B326滑动连接的滑动件B327、驱动滑动件B327上下滑动的驱动机构B以及设置在滑动件B327与顶杆B326之间且驱动顶杆B326向下滑动的弹性元件B328；顶杆B328与试管的接触中心点和顶杆A351与试管的接触中心点在一条竖直线上。驱动机构B可采用滑台气缸等现有技术实现，本实施例中，驱动机构B包括固定在底座321上的气动马达C、固定在气动马达C的输出端的顶杆齿轮B、与顶杆齿轮B啮合且与滑动件B327固定连接的齿条以及设置在滑动件B327和底座321之间的直线导轨。本实施例中的弹性元件B为设置在顶杆B326和滑动件B327之间的压缩弹簧328。为避免顶杆B326脱离滑动件B327，本实施例中，在顶杆B326远离压缩弹簧328的一侧设置有限位块329，限位块329固定在滑动件B327上。夹头32夹取试管时，顶杆B326下移至顶杆B326的底端抵至试管的顶端，然后顶杆A351向上移动，将样本盒6中的试管顶起，且顶杆B326压缩压缩弹簧328，从而避免试管在顶升过程中歪斜，然后夹爪A323闭合，两个V型槽3231夹住试管的外壁，然后顶杆A351和顶杆B326均复位至初始状态，实现夹头32对试管的夹取。

如图14所示，本实施例中，平台31的取管区和放管区均设置有夹具体A381及驱动夹具体A381沿Y轴方向滑动的单轴机器人B382，夹具体A381上开设有定位样本盒6的定位凹槽A3811，在取管区的定位凹槽A3811的槽底开设有避让顶杆A351的避让孔3812。平台31的中转区设置有夹具体B371和驱动夹具体B371沿Y轴方向滑动的单轴机器人C372，夹具体B371上开设有定位样本盒6的定位凹槽B3711，定位凹槽B3711中的一个侧壁开设有供样本盒6进入定位凹槽B3711的开口。则机械手C34、机械手A33以及机械手D35均可减少一个方向的移动，简化了结构，节约能源。

机械手B4、机械手A33、机械手C34以及机械手D35均可采用由单轴机器人组装的多轴机械手或成套的四轴机械手或成套的六轴机械手等现有技术实现。如图14所示，本实施例中的机械手C34包括夹紧或放开样本盒6的夹取机构以及驱动夹取机构在中转区、取管区和放管区之间转移样本盒6的机械手臂A341。本实施例中的机械手臂A341包括两个组装的单轴机器人。夹取机构固定在其中一个单轴机器人的滑块上。如图15所示，夹取机构包括两个相对的滑动件C344以及驱动两个滑动件C344相对滑动的驱动机构C，每个滑动件C344上均滑动连接有夹臂345，且夹臂345的滑动方向与滑动件C344的滑动方向相同；夹臂345与其对应的滑动件C344之间设置有限位结构A；两个夹臂345的相对面均具有钩挂部3451；相应地，定位凹槽A3811和定位凹槽B3711的侧壁均开设有避让钩挂部3451的避空槽；夹取机构还包括驱动两个夹臂345闭合的弹性元件C。本实施例中，驱动机构C包括支座343、固定在支座343上的气动马达D342、固定在气动马达D342的输出端的夹臂齿轮346和两个均与夹臂齿轮346啮合的夹臂齿条345；夹臂齿轮346设置在两个夹臂齿条345之间；两个夹臂齿条345分别与两个滑动件C344固定连接；两个滑动件C344均与支座343滑动连接。限位结构A可以采用现有技术实现，本实施例中，限位结构A包括固定在滑动件C344上的凸台A3441和固定在夹臂345上的凸台B3452，且两个凸台A3441均设置在两个凸台B3452之间。限位结构A的作用在于，避免夹臂345脱离滑动件C344，并带动两个夹臂345跟随两个滑动件C344同时张开。弹性元件C可以设置在驱动机构与夹臂345之间、夹臂345与滑动件C344之间或/和两个夹臂345之间。本实施例中，弹性元件C包括至少一个拉伸弹簧B347，拉伸弹簧B347的两端分别与两个夹臂345固定连接。本实施例中，拉伸弹簧B347设置3个。通过弹性元件C驱动两个夹臂345闭合夹紧样本盒6，使夹臂345能根据样本盒6的中心自动调节夹紧中心，同时设置钩挂部3451，从而避免样本盒6倾斜导致损坏样本盒6的问题；同时，钩挂部3451能避免样本盒掉落，从而可减小夹紧力，以避免过大的夹紧力导致样本盒6变形或损坏试管的问题。

如图3所示，本实施例中的机械手B4包括取放样本盒6的取放机构42以及驱动取放机构42在挑管区、存取口A161和靠近存取口B111的横移模组240上的端部样本架211之间转移样本盒6的机械手臂B41。如图16所示，本实施例中的取放机构42包括顶面开设有导向槽4241的支撑部件424、两个均设置在导向槽4241上方的夹爪B521、驱动两个夹爪B521夹紧或放开样本盒的夹爪驱动机构以及驱动两个夹爪B521沿导向槽4241的开设方向滑动的直线驱动机构427。本实施例中的夹爪驱动机构包括与直线驱动机构的输出端固定连接的移动座426、两个相对滑动设置在移动座426上的滑动件D423、驱动两个滑动件D423滑动的驱动装置425、设置在夹爪B521与其对应的滑动件D423之间的限位结构B以及驱动两个夹爪B521闭合的弹性元件D；两个滑动件D423的滑动方向以及两个夹爪B521的滑动方向均与移动座426的滑动方向垂直，两个滑动件D423分别与两个夹爪B521滑动连接。本实施例的驱动装置425包括两个分别与两个滑动件D423固定连接的夹爪齿条4253、设置在两个夹爪齿条4253之间且与两个夹爪齿条4253均啮合的夹爪齿轮4251以及与移动座426固定连接的气动马达D4252；气动马达D4252的输出端与夹爪齿轮4251固定连接。弹性元件D可以设置在移动座426与夹爪B421之间、夹爪B421与滑动件D423之间或/和两个夹爪B421之间。本实施例中的弹性元件D为设置在两个夹爪B421之间的至少一个拉簧422；拉簧422的两端分别与两个夹爪B421固定连接。本实施例中的限位机构B包括固定在滑动件D423上的凸台E4231和固定在夹爪B421上的凸台F4211，且两个凸台E4231均设置在两个凸台F4211之间。限位结构B的作用在于，避免夹爪B421脱离滑动件D423，并在驱动装置425驱动滑动件D423张开时，同时将夹爪B421打开。本实施例中的直线驱动机构427包括与移动座426固定连接的伺服电机4271、固定连接在伺服电机4271的输出端的移动座齿轮(图中未示出)以及与移动座齿轮啮合的移动座齿条4272；导向槽4241的槽底开设有安装槽；移动座齿条4272固定在安装槽的槽底；移动座426与安装槽的槽底之间设置有滚动导轨4273；具体地，滚动导轨4273的导轨固定在安装槽的槽底，滚动导轨4273的滑块与移动座426固定连接。滚动导轨4273及移动座齿条4272均沿导向槽4241的开设方向布置。本实施例中的支撑部件424的导向槽4241与相关设备对接，然后夹爪驱动机构驱动两个夹爪B421闭合，将样本盒6夹紧，直线驱动机构427再驱动两个夹爪B421及样本盒6移动，使样本盒6移动到导向槽4241内，导向槽4241对样本盒起到支撑限位的作用，从而无需增大夹爪驱动机构的夹紧力，以避免样本盒6损坏。

机械手臂A341和机械手臂B41均可采用由单轴机器人组装的多轴机械手或成套的四轴机械手或成套的六轴机械手等现有技术实现。

多个样本架210排列成偶数列，样本架210行走轨道为偶数组；每相邻两组样本架210行走轨道的两端分别设置一横移模组240，以驱动端部样本架211在相邻两组样本架210行走轨道220的端部之间往复移动。即两列样本架210则对应设置两个横移模组240，两横移模组240分别进行这两列样本架210首端和尾端的端部样本架211移动；设置四列样本架210时，则可对应设置四个横移模组240，即每相邻两列样本架210对应两个横移模组240，分别设于这两列样本架210的两端。这样可以使样本架210的输送循环是在相邻两列样本架210之间进行，方便控制实施，且减少输送循环时间，以尽快将目标样本架移出。

如图10所示，样本架210的上端设置有样本架卡钩结构250，样本架卡钩结构250包括具有卡槽251的卡钩252和与卡槽251相适配的卡销253，卡钩252在样本架210上转动设置，卡销253固定于样本架210，且卡销253与卡钩252的卡槽251呈相背离状态；整列样本架210的每相邻两个样本架210中，一个样本架210上的卡钩252卡至另一样本架210上的卡销253。卡销253通过卡销座255固定在样本架210上。样本架卡钩结构使得样本架210之间可实现很好的限位关联作用，每列样本架210中，相邻的样本架210通过卡钩52连接限位，既能实现整列样本架210的稳定移动，又能使相邻样本架210间保持安全稳定的相对位置。提高了整体性和整体移动的方便性，避免相撞或偏斜。

如图2所示，本生物样本库还包括设于所有样本架210外部的框架体260，对应端部样本架211的框架体260上设置有将卡钩252脱离卡销253的脱钩驱动结构。用于将端部样本架211的卡销253或卡钩252脱离相邻另一样本架210上的卡槽251或卡销253，脱钩驱动结构可以采用如气缸等的现有技术中的驱动元器件，将卡钩252从卡销253上推出或拉出即可。脱钩驱动结构也可以采用本实施例提供的脱钩块261，见图10，采用脱钩块261时，在卡钩252卡接端上部的一侧转动设置有驱动轮257，驱动轮257的回转中心线与卡钩252转动的回转中心线平行，脱钩驱动结构为对应在驱动轮257下方的脱钩块261，脱钩块261顶面的两侧为斜楔面，斜楔面朝两侧外部向下倾斜。脱钩块261安装于框架体260。当驱动轮257随着样本架210移动至脱钩块261上方时，随着其移动，驱动轮257经斜楔面运动上升到脱钩块261顶面，驱动轮257被抬起，则卡钩252的卡接端被抬起而脱离卡销253，实现脱钩。脱钩后，卡钩252可以靠其自重回落，也可通过设置在卡钩252和钩座254之间的弹簧提供的弹簧力使其回位。

如图11和12所示，样本架210的下端安装有多组行走轮组，行走轮组对应位于样本架行走轨道220上。行走轮组在样本架210下端设置成两列，则每组样本架行走轨道220对应包含两个行走轨道本体221，行走轨道本体221具有容纳承载行走轮组的承载槽222。每个行走轮组均可包括轮座212、至少两个行走轮213和至少一个导向轮214，轮座212的相对的两侧分别转动设置所述行走轮213，行走轮213的回转中心线呈水平状态，轮座212的下端转动设置所述导向轮214，214导向轮的回转中心线呈竖直状态，用于行走过程中的导向。

如图11所示，样本架215具有通过隔板C间隔形成的多行多列的存储室215，样本盒6放在该存储室215内。存储室215朝向隔板A11的一端为敞口，以方便样本盒6的取放。

横移模组240可以其他现有的如机械手或用气缸推动等等，带动端部样本架211横移即可。如图2所示，本实施例采用的横移模组240包括固定设置的横移底座241、横移底座241上的横移架242、驱动横移架242在横移底座241上往复移动的横移驱动机构243；横移架242对应在样本架行走轨道220的端部，横移架242的往复移动方向与样本架行走轨道220的长度方向垂直。端部样本架211被推至横移架242，横移架242带动端部样本架211横移。实施方便，满足横移需求，占用空间小并且成本较低。横移驱动机构243可以采用如电机丝杠驱动、电机和链条驱动、电机和齿轮齿条驱动等现有技术中的驱动装置。

如图13所示，横移架242上设置有与样本架210行走轨道对应的样本架限位轨道244。样本架限位轨道244也具有容纳承载行走轮组的所述承载槽222，用于样本架210从样本架行走轨道220进入横移架242上，更好的与样本架行走轨道220对接，同时在横移过程中也起到对样本架210的限位作用。横移架242上远离样本架行走轨道220的一端设置有限位板245，以进行样本架行走方向的限位，防止样本架210从横移架242上脱落。

如图1和2所示，推送机构230包括位于各列样本架210外部两端的直线驱动元件231。推送各列样本架210在样本架行走轨道220上移动，本实施例以驱动电缸作为直线驱动元件231，也可以采用其他现有技术中如气缸等的驱动机构，还可采用其他能够驱动整列样本架210移动的机构，比如在各列样本架210外部对应跨设u型架，通过驱动u型架往复移动而带动整列样本架210移动等。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物样本库，其特征在于：包括库体和设置在所述库体内的隔板A；所述库体的内部空间被隔板A分隔为沿第一方向并列的挑管区和存储区；所述库体开设有连通挑管区和外界的存取口A，所述存取口A处配设有将其封闭的封闭门A；所述隔板A开设有连通所述挑管区和存储区的存取口B，所述存取口B处配设有将其封闭的封闭门B；

所述存储区内设置有样本架存储输送循环系统；所述样本架存储输送循环系统包括：

样本架，所述样本架为多个，并沿第二方向排列形成至少两列；每个所述样本架均放置有多个样本盒；处于每列样本架最外端的两个样本架为端部样本架；所述第二方向与第一方向垂直；

样本架行走轨道，为相互平行的至少两组，每组样本架行走轨道用于承载一列样本架；

推送机构，对应设置于每列样本架的外部，以推送整列样本架沿样本架行走轨道移动；

横移模组，为至少两个，且分别设于所有样本架行走轨道的两端，以驱动端部样本架在任意两组样本架行走轨道的端部之间往复移动；

所述挑管区内设置有挑管装置；所述挑管装置包括具有放管区和取管区的平台、夹紧或松开试管的夹头以及驱动所述夹头在所述放管区和取管区之间往复运动的机械手A；

所述挑管区内还设置有将样本盒在靠近存取口B的横移模组上的端部样本架、挑管区以及存取口A之间转移的机械手B。

2.根据权利要求1所述的生物样本库，其特征在于：所述存取口A远离封闭门A的一端配设有封闭门C；所述封闭门A和封闭门C之间为对生物样本进行预冷的预冷腔。

3.根据权利要求1所述的生物样本库，其特征在于：所述夹头包括两个相对滑动设置的滑动件A、两个相对滑动设置的夹爪A、驱动两个所述滑动件A相对滑动的驱动机构A以及驱动两个所述夹爪A闭合的弹性元件A；两个所述夹爪A的相对面均开设有V型槽，且两个所述V型槽的开口相对，两个所述夹爪A与两个所述滑动件A一一对应；每个所述夹爪A与其对应的滑动件A之间均设置有限位结构。

4.根据权利要求3所述的生物样本库，其特征在于：所述挑管装置还包括设置在所述取管样本盒下方的顶杆A；所述顶杆A连接有驱动其竖向移动以将所述取管样本盒中的试管顶起的顶升机构。

5.根据权利要求4所述的生物样本库，其特征在于：所述夹头还包括设置在所述夹爪A上方的顶杆B、与所述顶杆B滑动连接的滑动件B、驱动所述滑动件B上下滑动的驱动机构B以及设置在所述滑动件B与顶杆B之间且驱动所述顶杆B向下滑动的弹性元件B；所述顶杆B与试管的接触中心点和所述顶杆A与试管的接触中心点在一条竖直线上。

6.根据权利要求1所述的生物样本库，其特征在于：所述样本架的上端设置有样本架卡钩结构，样本架卡钩结构包括具有卡槽的卡钩和与卡槽相适配的卡销，卡钩在样本架上转动设置，卡销固定于样本架，且卡销与卡钩的卡槽呈相背离状态；整列样本架的每相邻两个样本架中，一个样本架上的卡钩卡至另一样本架上的卡销。

7.根据权利要求6所述的生物样本库，其特征在于：还包括设于所有样本架外部的框架体，对应端部样本架的框架体上设置有将卡钩脱离卡销的脱钩驱动结构。

8.根据权利要求1所述的生物样本库，其特征在于：所述横移模组包括固定设置的横移底座、横移底座上的横移架、驱动横移架在横移底座上往复移动的横移驱动机构；横移架对应在样本架行走轨道的端部，横移架的往复移动方向与样本架行走轨道的长度方向垂直。

9.根据权利要求8所述的生物样本库，其特征在于：所述横移架上设置有与样本架行走轨道对应的样本架限位轨道。

10.根据权利要求1所述的生物样本库，其特征在于：多个所述样本架排列成偶数列，所述样本架行走轨道为偶数组；每相邻两组样本架行走轨道的两端分别设置一所述横移模组，以驱动端部样本架在相邻两组样本架行走轨道的端部之间往复移动。

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