CN113753467A - 一种自动化生物样本库及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物医疗技术领域，本发明公开了一种自动化生物样本库，包括外库，内库，桁架，驱动桁架前后移动的运样机构，拿放冻存架的取架机构和开盖机构；外库的前端设有周转仓，周转仓内设有转运机构，转运机构包括立架，支承板，以及挑瓶机构；本发明还公开了上述自动化生物样本库的使用方法，采用以下步骤进行取样：步骤一：上提盖板；步骤二：上提冻存架；步骤三：从冻存架内水平推出冻存盒；步骤四：下压盖板盖合内库体；步骤五：移动冻存盒至周转仓；步骤六：取出杜瓦瓶。本发明占地面积小，操作方便，通过运样机构、取架机构、开盖机构和挑瓶机构，可以快捷且平稳的实现将杜瓦瓶转移出外库，省时省力，杜瓦瓶抓取准确度高。

Description

一种自动化生物样本库及其使用方法

技术领域

本发明涉及生物医疗技术领域，具体为一种自动化生物样本库及其使用方法。

背景技术

目前，大多数生物样本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。由于人工储存容易混淆样品且效率慢，因此不能采用人工存储的形式进行生物样本大量的储存。

鉴于此，研发一种以提高准确性和储存效率的自动化生物样本库将具有重大的技术意义和经济意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化生物样本库及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供如下技术方案：一种自动化生物样本库，包括外库和设于外库内的内库，所述外库和内库之间设有支架，所述支架的顶端设有桁架和驱动桁架前后移动的运样机构，所述内库包括顶端开口的内库体，与内库体内壁固定连接的格栅架，盖设于内库体顶端的盖板，以及与盖板顶端固定连接的把手，所述格栅架设有容纳冻存架的方孔，所述冻存架内设有呈竖直叠放的冻存盒，所述冻存盒内放置有杜瓦瓶，所述桁架设有拿放冻存架的取架机构和驱动把手上下移动的开盖机构；

所述外库的前端设有周转仓，所述周转仓内设有转运机构，所述转运机构包括设于周转仓内的立架，与立架顶端固定连接的支承板，以及挑瓶机构，所述支承板的左右侧端分别与周转仓的左右内壁固定连接，所述挑瓶机构包括固定安装于支承板顶端的三维定位模组，以及固定安装于三维定位模组末端的电动夹爪。

可选的，所述运样机构包括与支架顶端固定连接且并行分布的直线导轨和直齿条，滑动配合直线导轨且与桁架固定连接的滑块，固定安装于滑块上的步进电机，以及与步进电机的输出轴固定连接且与直齿条啮合的齿轮。

可选的，所述冻存架包括呈上下等间距叠放且容纳冻存盒放置的层板，与层板的左右两端固定连接的侧板，位于层板的正上方且与侧板固定连接的顶板，以及与顶板顶端中心固定连接的定位块；

所述取架机构包括与定位块活动卡接的提取钩，驱动提取钩上下移动的Z轴模组，固定安装于桁架前端且驱动Z轴模组左右移动的Y轴模组，以及沿前后方向将冻存盒从冻存架内推出的取盒组件，所述Y轴模组和Z轴模组为直线模组，所述Y轴模组的滑块端固定安装有Z轴模组。

可选的，所述取盒组件包括固定安装于Z轴模组底部的暂存架，以及固定安装于暂存架上X轴模组，所述X轴模组为电动推杆。

可选的，所述开盖机构包括升降架，与桁架固定连接且驱动升降架上下移动的开盖模组，以及与升降架底端固定连接且与把手相适配的挂钩，所述开盖模组设有两个且分立于升降架左右两侧，所述开盖模组为电动推杆，所述开盖模组的推杆端固定连接升降架。

可选的，所述周转仓的前端固定连接有门框，所述门框滑动配合有库门，所述外库的前端固定安装有库门推送杆，所述库门推送杆为电动推杆，所述库门推送杆的推杆端与库门的顶端固定连接。

另一方面，本发明还提供如下技术方案：一种自动化生物样本库的使用方法，采用以下步骤进行取样：

步骤一：运行运样机构和开盖机构，上提盖板；

步骤二：运行运样机构和取架机构，上提冻存架；

步骤三：运行取架机构，从冻存架内水平推出冻存盒；

步骤四：运行运样机构和运行开盖机构，下压盖板盖合内库体；

步骤五：运行运样机构，移动冻存盒至周转仓；

步骤六：运行挑瓶机构，取出杜瓦瓶。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：本发明占地面积小，操作方便，通过运样机构、取架机构、开盖机构和挑瓶机构，可以快捷且平稳的实现将杜瓦瓶转移出外库，省时省力，杜瓦瓶抓取准确度高，解决大量生物样本的存储问题。

附图说明

图1为本发明除去外库的顶板的结构示意图；

图2为本发明除去外库的顶板、前板和右板的结构示意图；

图3为本发明中内库的结构示意图；

图4为本发明中冻存架、冻存盒和杜瓦瓶结构示意图；

图5为图1中桁架、取架机构和开盖机构的结构示意图；

图6为图5的另一视角的结构示意图；

图7为本发明中转运机构除去立架的结构示意图。

图中：1、外库；2、内库；201、内库体；202、格栅架；203、盖板；204、把手；3、支架；4、桁架；5、运样机构；6、冻存架；601、层板；602、侧板；603、顶板；604、定位块；7、冻存盒；8、杜瓦瓶；9、取架机构；901、提取钩；902、Z轴模组；903、Y轴模组；904、取盒组件；905、暂存架；906、X轴模组；10、开盖机构；1001、升降架；1002、开盖模组；1003、挂钩；11、周转仓；12、转运机构；1201、立架；1202、支承板；1203、挑瓶机构；1204、三维定位模组；1205、电动夹爪；13、门框；14、库门；15、库门推送杆。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：请参阅图1-图2，本发明提供了一种自动化生物样本库，包括外库1和设于外库1内的内库2。外库1由顶板、底板、前板、后板、左板和右板围合成的具有矩形空腔的壳体。外库1和内库2之间设有支架3，支架3的顶端设有桁架4和驱动桁架4前后移动的运样机构5，运样机构5包括与支架3顶端固定连接且并行分布的直线导轨和直齿条，滑动配合直线导轨且与桁架4固定连接的滑块，固定安装于滑块上的步进电机，以及与步进电机的输出轴固定连接且与直齿条啮合的齿轮。开启步进电机，通过齿轮和直齿条的啮合，桁架4沿着直线导轨进行水平前后移动。

请参阅图3-图4，内库2包括顶端开口的内库体201，与内库体201内壁固定连接的格栅架202，盖设于内库体201顶端的盖板203，以及与盖板203顶端焊接的把手204。格栅架202设有容纳冻存架6的方孔，冻存架6内设有呈竖直叠放的冻存盒7，冻存盒7内放置有杜瓦瓶8。冻存架6包括呈上下等间距叠放且容纳冻存盒7放置的层板601，与层板601的左右两端固定连接的侧板602，位于层板601的正上方且与侧板602固定连接的顶板603，以及与顶板603顶端中心固定连接的定位块604。

请参阅图5-图6，桁架4设有拿放冻存架6的取架机构9和驱动把手204上下移动的开盖机构10。取架机构9包括与定位块604活动卡接的提取钩901，驱动提取钩901上下移动的Z轴模组902，固定安装于桁架4前端且驱动Z轴模组902左右移动的Y轴模组903，以及沿前后方向将冻存盒7从冻存架6内推出的取盒组件904，Y轴模组903和Z轴模组902为直线模组，Y轴模组903的滑块端固定安装有Z轴模组902。取盒组件904包括固定安装于Z轴模组902底部的暂存架905，以及固定安装于暂存架905上X轴模组906，X轴模组906为电动推杆。

其中，提取钩901的底部开设有U形槽，可以与定位块604活动卡接。先开启运样机构5和Y轴模组903，可以将提取钩901移动到定位块604的顶部前方，然后开启Z轴模组902，可以将提取钩901的U形槽移动到与定位块604向平齐的位置，接着开启运样机构5，实现提取钩901与定位块604卡接，最后开启Z轴模组902，即可通过提取钩901上提冻存架6。开启X轴模组906，X轴模组906的推杆端将冻存盒7从冻存架6顶出，并推送到暂存架905上。调整Z轴模组902的行程，可以从冻存架6内选择不同高度的冻存盒7。

开盖机构10包括升降架1001，与桁架4固定连接且驱动升降架1001上下移动的开盖模组1002，以及与升降架1001底端固定连接且与把手204相适配的挂钩1003，开盖模组1002设有两个且分立于升降架1001左右两侧，开盖模组1002为电动推杆，开盖模组1002的推杆端固定连接升降架1001。其中，挂钩1003抓取上提盖板203的方式与提取钩901抓取上提冻存架6的方式类似，通过上提盖板203，可以打开内库2，暴露出冻存架6。

请参阅图1、图2和图7，外库1的前端设有周转仓11，周转仓11内设有转运机构12，转运机构12包括设于周转仓11内的立架1201，与立架1201顶端固定连接的支承板1202，以及挑瓶机构1203。支承板1202的左右侧端分别与周转仓11的左右内壁固定连接，支承板1202将周转仓11分隔成上下两个独立空腔，位于上方的空腔与外库1连通，且位于下方的空腔不与外库1连通。挑瓶机构1203包括固定安装于支承板1202顶端的三维定位模组1204，以及固定安装于三维定位模组1204末端的电动夹爪1205。其中，三维定位模组1204由三个分别沿X轴、Y轴和Z轴工作的直线模组组成，为公知技术。电动夹爪1205选用Z-EFG型电动夹爪，为公知技术。三维定位模组1204用于将电动夹爪1205定位到冻存盒7中待抓取的杜瓦瓶8的位置，开启电动夹爪1205，电动夹爪1205可以抓取杜瓦瓶8的瓶盖，再通过三维定位模组1204，即可取出杜瓦瓶8。

请参阅图1和图2，周转仓11的前端通过螺栓固定连接有门框13，门框13滑动配合有库门14，外库1的前端过螺栓固定安装有库门推送杆15，库门推送杆15为电动推杆，库门推送杆15的推杆端与库门14的顶端固定连接。开启库门推送杆15，库门推送杆15驱动库门14封闭门框13，使得外库1与外界隔绝。此外，请参阅图1，外库1的前板上开设有维护口，外库1的前板固定安装有用于封闭维护口的维护安全门（未画出）。

上述自动化生物样本库的使用方法，采用以下步骤进行取样：

步骤一：运行运样机构5和开盖机构10，上提盖板203；

步骤二：运行运样机构5和取架机构9，上提冻存架6；

步骤三：运行取架机构9，从冻存架6内水平推出冻存盒7；

步骤四：运行运样机构5和运行开盖机构10，下压盖板203盖合内库体201；

步骤五：运行运样机构5，移动冻存盒7至周转仓11；

步骤六：运行挑瓶机构1203，取出杜瓦瓶8。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种自动化生物样本库，其特征在于：包括外库(1)和设于外库(1)内的内库(2)，所述外库(1)和内库(2)之间设有支架(3)，所述支架(3)的顶端设有桁架(4)和驱动桁架(4)前后移动的运样机构(5)，所述内库(2)包括顶端开口的内库体(201)，与内库体(201)内壁固定连接的格栅架(202)，盖设于内库体(201)顶端的盖板(203)，以及与盖板(203)顶端固定连接的把手(204)，所述格栅架(202)设有容纳冻存架(6)的方孔，所述冻存架(6)内设有呈竖直叠放的冻存盒(7)，所述冻存盒(7)内放置有杜瓦瓶(8)，所述桁架(4)设有拿放冻存架(6)的取架机构(9)和驱动把手(204)上下移动的开盖机构(10)；

所述外库(1)的前端设有周转仓(11)，所述周转仓(11)内设有转运机构(12)，所述转运机构(12)包括设于周转仓(11)内的立架(1201)，与立架(1201)顶端固定连接的支承板(1202)，以及挑瓶机构(1203)，所述支承板(1202)的左右侧端分别与周转仓(11)的左右内壁固定连接，所述挑瓶机构(1203)包括固定安装于支承板(1202)顶端的三维定位模组(1204)，以及固定安装于三维定位模组(1204)末端的电动夹爪(1205)。

2.根据权利要求1所述的一种自动化生物样本库，其特征在于：所述运样机构(5)包括与支架(3)顶端固定连接且并行分布的直线导轨和直齿条，滑动配合直线导轨且与桁架(4)固定连接的滑块，固定安装于滑块上的步进电机，以及与步进电机的输出轴固定连接且与直齿条啮合的齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种自动化生物样本库，其特征在于：所述冻存架(6)包括呈上下等间距叠放且容纳冻存盒(7)放置的层板(601)，与层板(601)的左右两端固定连接的侧板(602)，位于层板(601)的正上方且与侧板(602)固定连接的顶板(603)，以及与顶板(603)顶端中心固定连接的定位块(604)；

所述取架机构(9)包括与定位块(604)活动卡接的提取钩(901)，驱动提取钩(901)上下移动的Z轴模组(902)，固定安装于桁架(4)前端且驱动Z轴模组(902)左右移动的Y轴模组(903)，以及沿前后方向将冻存盒(7)从冻存架(6)内推出的取盒组件(904)，所述Y轴模组(903)和Z轴模组(902)为直线模组，所述Y轴模组(903)的滑块端固定安装有Z轴模组(902)。

4.根据权利要求3所述的一种自动化生物样本库，其特征在于：所述取盒组件(904)包括固定安装于Z轴模组(902)底部的暂存架(905)，以及固定安装于暂存架(905)上X轴模组(906)，所述X轴模组(906)为电动推杆。

5.根据权利要求1所述的一种自动化生物样本库，其特征在于：所述开盖机构(10)包括升降架(1001)，与桁架(4)固定连接且驱动升降架(1001)上下移动的开盖模组(1002)，以及与升降架(1001)底端固定连接且与把手(204)相适配的挂钩(1003)，所述开盖模组(1002)设有两个且分立于升降架(1001)左右两侧，所述开盖模组(1002)为电动推杆，所述开盖模组(1002)的推杆端固定连接升降架(1001)。

6.根据权利要求1所述的一种自动化生物样本库，其特征在于：所述周转仓(11)的前端固定连接有门框(13)，所述门框(13)滑动配合有库门(14)，所述外库(1)的前端固定安装有库门推送杆(15)，所述库门推送杆(15)为电动推杆，所述库门推送杆(15)的推杆端与库门(14)的顶端固定连接。

7.一种权利要求1-6中任意一项所述的自动化生物样本库的使用方法，其特征在于：采用以下步骤进行取样：

步骤一：运行运样机构(5)和开盖机构(10)，上提盖板(203)；

步骤二：运行运样机构(5)和取架机构(9)，上提冻存架(6)；

步骤三：运行取架机构(9)，从冻存架(6)内水平推出冻存盒(7)；

步骤四：运行运样机构(5)和运行开盖机构(10)，下压盖板(203)盖合内库体(201)；

步骤五：运行运样机构(5)，移动冻存盒(7)至周转仓(11)；

步骤六：运行挑瓶机构(1203)，取出杜瓦瓶(8)。

Images