CN114849796A - 一种实验室安全智能防护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实验室安全智能防护系统，包括实验室结构和控制中心，实验室结构包括安全实验室和负压过渡仓，安全实验室内设有负压实验仓，实验室结构还包括危险物质存储仓和独立过渡室，独立过渡室内设有负压过渡仓，危险物质存储仓内设有若干存储单元、单元仓、智能抓取装置，安全智能防护系统还包括控制中心、负压生成装置、信息采集装置和输入装置，输入装置设于负压过渡仓和负压实验仓外并用于输入控制命令和危险物质信息，负压生成装置用于生成负压并保持负压实验仓和负压过渡仓中的气压低于危险物质存储仓中的气压，智能抓取装置用于转移存储单元。本发明防护危险物质泄漏的效果更好，并能防止物质存储和实验过程相互干涉影响。

Description

一种实验室安全智能防护系统

技术领域

本发明属于防护系统领域，具体涉及一种实验室安全智能防护系统。

背景技术

在生化实验室中进行涉及危险病原体的实验需要配合实验室的防护系统进行，为了避免实验过程中可能包含危险病原体或有毒化学成分的物质泄漏扩散，实验室一般与外部隔离，目前一般为了提高防护效果，对实验区域采取负压实验仓，通过安装在透明隔离仓体上的防护手套让实验人员进行操作，或者设置正压防护服由穿戴正压防护服的实验人员操作。但是这两种方式在将外来的危险物质纳入实验室和负压实验仓进行操作时还存在一定风险，首先正压防护服在使用中有受损破裂的可能，并且无法防止危险物质在从外界进入实验室并送入负压实验仓中由于人员误操作造成的提前泄漏，现有技术中有些实验室会在负压实验仓处设置负压过渡仓，实验人员将危险物质在不拆开安全包装的状态下置于负压过渡仓，在其中拆开安全包装在送到负压实验仓，这样能一定程度避免安全包装拆开过程存在的泄漏风险，但整个过程仍然存在误操作的风险，特别是在存在比较多用于实验的危险物质时，由于这种防护系统无法将实验过程与物质送入过程真正分离，因此一旦负压过渡仓中由于人为失误导致物质泄漏，就完全打断后续实验进程，并且身处实验室中的实验人员再将危险物质从外界送入负压过渡仓的过程仍然存在失手摔落危险物质，导致安全包装损坏发生泄漏的可能，因此实验过程的安全性和实验进程仍容易受人为操作失误影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种实验室安全智能防护系统，用于解决现有技术无法将实验过程与物质送入过程真正分离，一旦负压过渡仓中由于人为失误导致物质泄漏，就完全打断后续实验进程，并且身处实验室中的实验人员再将危险物质从外界送入负压过渡仓的过程仍然存在失手摔落危险物质，导致安全包装损坏发生泄漏的可能，因此实验过程的安全性和实验进程仍容易受人为操作影响较大的技术问题。

所述的一种实验室安全智能防护系统，包括实验室结构和控制中心，实验室结构包括安全实验室和负压过渡仓，所述安全实验室内设有负压实验仓，实验室结构还包括危险物质存储仓和独立过渡室，所述独立过渡室内设有所述负压过渡仓，危险物质存储仓内设有若干存储单元、单元仓、用于抓取所述存储单元的智能抓取装置，所述安全智能防护系统还包括控制中心、负压生成装置、信息采集装置和输入装置，所述输入装置设于所述负压过渡仓和所述负压实验仓外并用于输入控制命令和危险物质信息，所述信息采集装置包括设于所述负压实验仓、负压过渡仓和危险物质存储仓三者中的气压感应器、设于所述智能抓取装置上的识别感应器一和各个单元仓中的识别感应器二，所述存储单元中设有存储腔，识别感应器一用于识别所述存储单元顶部表明存储单元ID的标识一和表明存储腔ID的标识二，所述识别感应器二用于识别所述存储单元底部表明存储单元ID的标识一，所述负压生成装置用于生成负压并保持所述负压实验仓和所述负压过渡仓中的气压低于所述危险物质存储仓中的气压，所述智能抓取装置用于转移所述存储单元。

优选的，所述危险物质存储仓设有分别连通到所述安全实验室和所述负压过渡仓的实验仓通道和过渡仓通道，所述实验仓通道和所述过渡仓通道均包括有能与任一存储单元密封滑动连接的升降通道，所述存储单元上部设有密封圈，所述存储单元在升降通道中运动时通过所述密封圈与所述升降通道保持密封滑动连接。

优选的，所述存储单元还包括存储装置主体、将所述存储装置主体内部沿周向分隔为若干所述存储腔的存储侧板、设于所述存储腔的存储架、用于封闭各个存储腔的封闭门、用于操控所述封闭门开闭的启闭装置和供所述智能抓取装置抓取的被抓取结构，所述启闭装置设有若干对应各个封闭门的若干启闭结构和启闭控制模块，所述启闭控制模块控制各个启闭结构开关对应的封闭门，所述智能抓取装置的电动夹爪通过接口结构与所述被抓取结构可拆卸连接，所述接口结构包括设于所述电动夹爪上与所述控制中心连接的接口模块一和设于所述被抓取结构上与所述启闭控制模块相连的接口模块二，所述电动夹爪夹紧所述被抓取结构的同时令所述接口模块一连接到所述接口模块二实现控制中心与所述启闭控制模块的通信连接。

优选的，所述启闭结构包括受启闭控制模块控制的启闭电机、通过传动机构与所述启闭电机传动连接的启闭齿轮，所述封闭门包括安装在所述存储腔的开口处两侧的密封边框、滑动安装在所述存储腔的开口处并与所述密封边框密封滑动连接的滑动门板，所述滑动门板朝向所述启闭电机一侧设有与所述启闭齿轮啮合的竖直齿条，所述启闭电机通过驱动所述启闭齿轮控制具有竖直齿条的滑动门板上下滑动实现对存储腔的开启和封闭。

优选的，所述智能抓取装置包括设于所述危险物质存储仓项部延伸至各个单元仓上方的移动轨道、沿所述移动轨道移动的行走机构和安装在所述行走机构下方的升降机构，所述识别感应器一和所述电动夹爪设于所述升降机构的升降端部件下面。

优选的，所述电动夹爪包括一对相对开合对称设置在夹爪主体两侧的夹爪组件，所述夹爪组件包括爪指本体、夹紧端部件、接口模块一和可伸缩弹性连杆，所述被抓取结构包括从所述存储装置主体顶部向上伸出的抓取连接柱和设于所述抓取连接柱上端的一对矩形夹紧块，所述矩形夹紧块上下相对设置并在彼此相对的侧边设有定位斜面，所述夹紧端部件为朝内一侧设有夹紧斜面的板状结构，在所述电动夹爪抓取所述被抓取结构时，所述夹紧端部件上的夹紧斜面与对应定位斜面贴合实现定位；定位后夹紧端部件为上下方向设置且所述夹紧端部件的上下端两侧均通过自然状态下等长的可伸缩弹性连杆连接到爪指本体的伸出端，所述爪指本体的伸出端与所述接口模块一的根端铰接相连，所述接口模块与所述夹紧端部件中部的滑动插口滑动插接，所述被抓取结构上的接口模块二位于相对的两个所述矩形夹紧块之间，所述接口模块一的末端与所述接口模块二相对并在所述电动夹爪夹紧过程中插接相连。

优选的，所述实验室安全智能防护系统还包括转动装置，所述转动装置用于令降下后的存储单元绕其中心进行自转，所述转动装置安装在所述升降端部件下面或设置在相应升降通道下方的单元承载位置。

优选的，所述负压过渡仓设有液封隔离通道，所述液封隔离通道设于所述负压过渡仓底部用于连通所述负压过渡仓内外，所述液封隔离通道两端的上部设有一对通道开口，一对通道开口通过同一个密封门板控制开闭，所述密封门板两侧与密封滑轨密封滑动连接，所述密封滑轨从一个通道开口延伸至另一个通道开口，所述密封门板的大小能封闭一个通道开口并保持另一个通道开口开放。所述液封隔离通道中注入有将两侧通道开口分隔开的液态消毒介质，所述通道开口之间设有从所述液封隔离通道顶部向下伸出的隔离板，所述隔离板未完全分隔所述液封隔离通道，所述液态消毒介质的液面高度高于所述隔离板的下侧实现液封效果。

本发明具有以下优点：本方案中负压过渡仓、负压实验仓和危险物质存储仓均相互隔离并通过负压作用避免容易发生危险物质泄漏的负压过渡仓、负压实验仓向危险物质存储仓或外界泄漏，而危险物质通过短时间存储其的存储单元实现危险物质的转移存储并且无需人为接触操控，并且在转移时还通过密封结构减少相互间泄漏可能，因此大大提高了对危险物质泄漏的防护效果。

此外，上述结构实现了危险物质的存放与危险物质的取用过程完全独立、负压过渡仓与负压实验室被完全分隔，取用过程不受负压过渡仓影响，存放过程也不受负压实验仓影响，因此负压过渡仓在放入危险物质或向存储单元存放危险物质的过程中即使出现事故可能造成物质泄漏，也不影响实验进程，而当实验过程发生事故，需要添加新的危险物质时，也不受安全实验室消毒核查过程的影响，能直接在独立过渡室中添加存储危险物质。由此本方案解决了实验过程的安全性和实验进程仍容易受人为操作影响较大的技术问题。

本方案中负压实验仓与负压过渡仓之间由于不再直接连通，因此负压过渡仓的压力也不受负压实验仓影响能与负压实验仓一样采用较低的负压，从而提升负压防止物质泄漏的效果。存储单元只有在被智能抓取装置抓取的情况下才能进行封闭门的开闭控制，因此能保证在正常存放在单元仓内的状态下，存储腔不会受系统可能出现的错误命令导致存储腔开放，也就降低了系统异常导致的物质泄漏的可能。而在智能抓取装置进行抓取的情况下，由于过程中识别感应器一、识别感应器二均会对存储单元及存储腔是否正确进行识别核验，因此由于系统问题出现操作错误导致泄漏事故的可能性大为降低，因此上述结构明显提高了系统运行的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明一种实验室安全智能防护系统的模块通信连接图。

图2为本发明中实验室结构的平面布置图。

图3为图2所示结构中负压实验仓的结构示意图。

图4为图2所示结构中负压过渡仓的结构示意图。

图5为图2所示结构中负压过渡仓在另一视角方向下的结构示意图。

图6为图2所示结构中危险物质存储仓的结构示意图。

图7为图2所示结构中电动夹爪抓取所述存储单元时的结构示意图(所述上安装壳顶部被去除以方便观察内部结构)。

图8为图7所示结构中所述存储单元开启封闭门时的结构示意图。

附图中标记为：1、危险物质存储仓，11、单元仓，111、识别感应器二，12、定位环，13、实验仓通道，14、过渡仓通道，15、升降通道，16、转动装置，2、安全实验室，3、独立过渡室，4、负压实验仓，5、负压过渡仓，51、液封隔离通道，511、隔离板，512、液态消毒介质，52、抬升机构，53、包装废弃物回收箱，54、回收腔，55、安全包装，6、输入装置，7、智能抓取装置，71、移动轨道，72、行走机构，73、升降机构，731、升降端部件，732、识别感应器一，74、电动夹爪，741、夹爪主体，742、爪指本体，743、可伸缩弹性连杆，744、夹紧端部件，745、接口模块一，8、存储单元，81、存储装置主体，811、存储侧板，812、底板，82、存放架，83、上安装壳，84、启闭装置，841、启闭电机，842、启闭齿轮，843、传动机构，85、被抓取结构，86、接口模块二，87、封闭门，871、滑动门板，872、密封边框，873、竖直齿条，9、负压生成装置。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和伸入的理解。

如图1-8所示，本发明提供一种实验室安全智能防护系统，包括实验室结构和控制中心，实验室结构包括安全实验室2和负压过渡仓5，所述安全实验室2内设有负压实验仓4，实验室结构还包括危险物质存储仓1和独立过渡室3，所述独立过渡室3内设有所述负压过渡仓5，危险物质存储仓1内设有若干存储单元8、对应所述存储单元8的单元仓11、用于抓取所述存储单元8的智能抓取装置7，所述危险物质存储仓1设有分别连通到所述安全实验室2和所述负压过渡仓5的实验仓通道13和过渡仓通道14，所述实验仓通道13和所述过渡仓通道14均包括有能与任一存储单元8密封滑动连接的升降通道15，所述智能抓取装置7包括设于所述危险物质存储仓1顶部延伸至各个单元仓11上方的移动轨道71、沿所述移动轨道71移动的行走机构72和安装在所述行走机构72下方的升降机构73，所述负压实验仓4、负压过渡仓5和危险物质存储仓1分别设有对应的负压生成装置9一、负压生成装置9二和负压生成装置9三，所述负压生成装置9一、所述负压生成装置9二、所述负压生成装置9三和所述智能抓取装置7均由所述实验室安全智能防护系统的控制中心控制，所述负压实验仓4、负压过渡仓5和危险物质存储仓1三者中的气压感应器、图像采集装置以及所述智能抓取装置7上的识别感应器一732、各个单元仓11中的识别感应器二111也连接到控制中心对其传输信号。

所述存储单元8包括存储装置主体81、将所述存储装置主体81内部沿周向分隔为若干存储腔的存储侧板811、设于所述存储腔的存储架、用于封闭各个存储腔的封闭门87、用于操控所述封闭门87开闭的启闭装置84和供所述智能抓取装置7抓取的被抓取结构85，所述启闭装置84设有若干对应各个封闭门87的若干启闭结构和启闭控制模块，所述启闭控制模块控制各个启闭结构开关对应的封闭门87，所述智能抓取装置7的电动夹爪74通过接口结构与所述被抓取结构85可拆卸连接，所述接口结构包括设于所述电动夹爪74上与所述控制中心连接的接口模块一745和设于所述被抓取结构85上与所述启闭控制模块相连的接口模块二86，所述电动夹爪74夹紧所述被抓取结构85的同时令所述接口模块一745连接到所述接口模块二86实现控制中心与所述启闭控制模块的通信连接。

所述启闭结构包括受启闭控制模块控制的启闭电机841、通过传动机构843与所述启闭电机841传动连接的启闭齿轮842，所述封闭门87包括安装在所述存储腔的开口处两侧的密封边框872、滑动安装在所述存储腔的开口处并与所述密封边框872密封滑动连接的滑动门板871，所述滑动门板871朝向所述启闭电机841一侧设有与所述启闭齿轮842啮合的竖直齿条873，所述启闭电机841通过驱动所述启闭齿轮842控制具有竖直齿条873的滑动门板871上下滑动实现对存储腔的开启和封闭。所述存储装置主体81除了所述存储侧板811外还包括顶板、底板812和安装在所述顶板上的上安装壳83，所述顶板、底板812、存储侧板811及封闭门87围成一个存储腔，所述滑动门板871的上部滑动穿出所述顶板并伸入到所述上安装壳83与其中的启闭齿轮842通过竖直齿条873啮合连接，所述顶板上的门板通槽与设有竖直齿条873的滑动门板871上部密封连接，当滑动门板871降下后其上部与门板通槽密封连接保证将存储腔内的物质与外部隔离，防止危险物质泄露造成污染。

所述电动夹爪74安装在所述智能抓取装置7的升降端部件731下面，包括一对相对开合对称设置在夹爪主体741两侧的夹爪组件，所述夹爪组件包括爪指本体742、夹紧端部件744、接口模块一745和可伸缩弹性连杆743，所述爪指本体742的上端铰接在所述夹爪主体741侧面，所述被抓取结构85包括从所述存储装置主体81顶部向上伸出的抓取连接柱，设于所述抓取连接柱上端的一对矩形夹紧块，所述矩形夹紧块上下相对设置并在彼此相对的侧边设有定位斜面，所述夹紧端部件744为朝内一侧设有夹紧斜面的板状结构，在所述电动夹爪74抓取所述被抓取结构85时，所述夹紧端部件744上的夹紧斜面与对应定位斜面贴合实现定位，包括对接口模块一745位置和插接方向的定位，也包括对夹紧后存储单元8自身姿态和位置的定位。定位后夹紧端部件744为上下方向设置且所述夹紧端部件744的上下端两侧均通过自然状态下等长的可伸缩弹性连杆743连接到爪指本体742的伸出端，所述爪指本体742的伸出端与所述接口模块一745的根端铰接相连，所述接口模块与所述夹紧端部件744中部的滑动插口滑动插接。所述被抓取结构85上的接口模块二86位于相对的两个所述矩形夹紧块之间，所述接口模块一745的末端与所述接口模块二86相对并在所述电动夹爪74夹紧过程中插接相连。

所述夹爪主体741底部设有定位检测结构，所述定位检测结构包括滑动插接在所述所述夹爪主体741底部的检测柱、压力感应器以及设于检测柱与所述压力感应器之间的压簧，所述检测柱向下伸出，当检测柱被所述被抓取结构85的顶部定压向上移动，压簧被压缩并对压力感应器产生压力，当压力达到阈值则说明电动夹爪74接近所述被抓取结构85达到设定位置，电动夹爪74中的抓取控制模块即启动电动夹爪74开始进行夹紧。

上述结构让存储单元8只有在被智能抓取装置7抓取的情况下才能进行封闭门87的开闭控制，因此能保证在正常存放在单元仓11内的状态下，存储腔不会受系统可能出现的错误命令导致存储腔开放，也就降低了系统异常导致的物质泄漏的可能。而在智能抓取装置7进行抓取的情况下，由于过程中识别感应器一732、识别感应器二111均会对存储单元8及存储腔是否正确进行识别核验，因此由于系统问题出现操作错误导致泄漏事故的可能性大为降低，因此上述结构明显提高了系统运行的可靠性和安全性。

所述行走机构72包括沿移动轨道71移动的行走小车，所述升降机构73安装在所述行走小车下面，所述升降端部件731下面安装有所述电动夹爪74，所述升降端部件731下面还固定设有识别感应器一732。所述所述单元仓11包括仓体结构、设于所述仓体结构底部的定位环12和识别感应器二111，所述定位环12的内侧设有朝内侧下方倾斜延伸的倒锥状定位面，当存储单元8被放下时通过倒锥状定位面引导存储单元8落入所述定位环12内，能减少存储单元8吊起放下过程中产生的位置误差。所述识别感应器二111设于所述定位环12中心。所述存储单元8的顶部和底部均设有用于表明该存储单元8ID的标识一，所述存储单元8顶部还设有在位置上对应标明各个存储腔ID的标识二。识别感应器一732可以是各种能采集所述标识的光学感应器或图像感应器，识别感应器一732能采集并识别出标识一和标识二，所述识别感应器二111能采集并识别出标识一。通过识别感应器一732输出的识别结果，控制中心能确定该智能抓取装置7所抓取的存储单元8的ID并对该存储单元8中对应ID的存储腔的位置进行确定。

为了让相应的存储腔位于朝向实验人员的位置，本方案通过转动装置16令降下后的存储单元8绕其中心进行自转，转动装置16可以安装在所述升降端部件731下面或设置在相应升降通道15下方的单元承载位置。对于前一种方案，所述转动装置16为安装在所述升降端部件731下面的转动电机，所述转动电机的输出轴与所述夹爪主体741相连，所述升降装置的升降端部件731只能相对所述升降装置的主体作升降运动，这样通过转动电机即可令整个存储单元8自转。对于后一种方案，所述转动装置16包括安装在所述负压实验仓4和所述负压过渡仓5底部的转动电机，所述单元承载位置处转动连接有转盘，所述转盘的转轴与所述转动电机的输出轴相连受其驱动，这种结构让升降端部件731能相对行走小车转动。所述升降通道15的上端设有通道密封门，所述控制中心在所述智能抓取装置7在升降通道15处准备通过所述通道密封门的前后控制所述通道密封门开关。

所述存储装置主体81的上安装壳83周侧设有密封圈，用于在所述存储单元8在升降通道15中运动时保持所述危险物质存储仓1与所述负压实验仓4或所述负压过渡仓5之间的密封效果，避免危险物质从所述负压实验仓4或所述负压过渡仓5进入危险物质存储仓1，所述负压实验仓4和所述负压过渡仓5中的气压均小于所述危险物质存储仓1中的气压，所述危险物质存储仓1中的气压小于其外界的气压，所述负压实验仓4、所述负压过渡仓5和所述危险物质存储仓1中的气压分别通过所述负压生成装置9一、所述负压生成装置9二和所述负压生成装置9三控制。

所述负压过渡仓5设有液封隔离通道51，所述液封隔离通道51设于所述负压过渡仓5底部用于连通所述负压过渡仓5内外，所述液封隔离通道51两端的上部设有一对通道开口，一对通道开口通过同一个密封门板控制开闭，所述密封门板两侧与密封滑轨密封滑动连接，所述密封滑轨从一个通道开口延伸至另一个通道开口，所述密封门板的大小能封闭一个通道开口并保持另一个通道开口开放。所述液封隔离通道51中注入有将两侧通道开口分隔开的液态消毒介质512，所述通道开口之间设有从所述液封隔离通道51顶部向下伸出的隔离板511，所述隔离板511未完全分隔所述液封隔离通道51，所述液态消毒介质512的液面高度高于所述隔离板511的下侧实现液封效果。有毒气体即可能悬浮在气体中的病原体均无法通过液封部分，同时实验人员能通过撑杆推动密封包装的危险物质通过隔离板511下方进入所述负压过渡仓5内的通道开口下面。所述负压过渡仓5内的通道开口下面设有抬升机构52，所述抬升机构52包括设于所述液封隔离通道51下面的升降电缸和具有网眼的升降台，所述升降台位于所述液封隔离通道51底部的对应凹槽中，所述升降电缸的输出轴与所述凹槽底部之间设有密封结构。所述负压过渡仓5外靠近所述液封隔离通道51处和所述负压实验仓4外均设有连接所述控制装置的输入装置6。所述输入装置6为计算机，既能输入危险物质信息，也能输入控制命令操控其他模块和执行机构，如所述计算机能控制所述升降电缸，也可通过控制中心控制智能抓取装置7选择相应存储单元8放置于所述负压过渡仓5。

所述负压过渡仓5的底部还设有包装废弃物回收箱53，所述包装废弃物回收箱53位于回收腔54中，所述回收腔54位于所述液封隔离通道51的一侧且具有与负压过渡仓5相连通的回收门，所述回收门为具有密封结构的滑移门，可通过手动开关或通过计算机控制开关。

使用本防护系统的具体过程如下：一、首先在当天实验前就能准备相应所需的仪器、材料并将除危险物质以外的材料仪器先设置于负压实验仓4中，完成后封闭负压实验仓4。

二、将负压实验仓4、危险物质存储仓1和负压过渡仓5均抽负压，直至达到各自负压压力要求。

三、在实验前或实验中将具有安全包装55的危险物质从液封隔离通道51送入负压过渡仓5。具体方式如下。

危险物质以装入安全包装55的方式进行运输和储存，当需要使用危险物质时，将内有危险物质的安全包装55从液封隔离通道51位于负压过渡仓5外的通道开口放入，这是密封门板将另一端的通道开口封闭，而后通过撑杆将安全包装55推到被液封隔离的另一端通道开口的下方，然后移动密封门板将靠外的通道开口封闭，这时靠内的通道开口处于打开状态。将危险物质的信息输入到计算机并控制升降电缸抬升安全包装55，计算机将危险物质信息输送到控制中心。

四、实验人员通过计算机选择存储单元8，控制中心控制智能抓取装置7将该存储单元8抓取放置到所述负压过渡仓5中，实验人员再选择未满载的存储腔将危险物质装入。具体方式如下。

实验人员根据控制中心中对存储单元8的存储记录，选择符合要求的存储单元8，控制中心发出抓取命令，智能抓取装置7中的行走小车移动到对应单元仓11正上方，单元仓11顶部的仓门开启，电动夹爪74位置与存储单元8的被抓取结构85相对，电动夹爪74被放下，定位检测结构受被抓取结构85顶压启动电动夹爪74将被抓取结构85夹紧抓取，同时通过接口模块完成供电和通信的接口接合。上述过程中，升降端部件731上的识别感应器一732会对相应存储单元8顶部的标识一进行识别以核验控制中心中的记录是否正确，如果不正确会发出报警，否则予以确认并执行之后的命令。

之后智能抓取装置7提升存储单元8并将其沿移动轨道71移动到所述过渡仓通道14，并从对应的升降通道15降下，当存储单元8落到对应单元承载位置，如果该处设有转盘即落到转盘上。实验人员此时能根据记录选择存储微信物质的存储腔，而控制中心收到命令后根据几率和升降端部件731上识别感应器一732识别出的标识二确定各存储腔的位置，而后据此驱动转盘转动将所选的存储腔朝向实验人员，并发出命令让启闭控制模块控制对应存储腔的启闭结构打开相应封闭门87，此时实验人员就能将安全包装55打开，并将其中存储的可以即时使用的危险物质存放到相应存储腔内的存放架82上，而后控制启闭结构关闭封闭门87令被存放的危险物质被封闭存储。而后将残余的包装废弃物丢入包装废弃物回收箱53，并让控制中心将完成存放的存储单元8放回相应单元仓11。此处也可以在一个存储单元8中对不同的存储腔进行连续存放危险物质，过程中没完成一个存储腔的存放过程，当封闭门87被关闭时，控制中心同时将危险物质信息与该存储单元8ID及相应存储腔的ID绑定存储，完成后在存储单元8放回相应单元仓11后，控制中心首先通过识别感应器二111对存储单元8底部的标识一进行识别，确认无误后单元仓11顶部的仓门才关闭，否则发出报警。

五、实验人员在所述负压实验仓4进行实验时如果需要相应危险物质，则从危险物质存储仓1选择相应的危险物质，控制中心将该存储单元8抓取放置到所述负压实验仓4中，实验人员取出危险物质后让存储单元8返回。具体方式如下。

取放危险物质的具体控制过程类似步骤四取放存储单元8的过程，具体为先通过计算机从控制中心的记录中选择存放有相应危险物质的存储单元8，智能抓取单元将该存储单元8抓取、移动并放置到负压实验仓4中相应的单元承载位置，若放置于转盘上，之后根据存放记录，将存放有对应危险物质的存储腔转动到朝向实验人员的一面，然后控制启闭结构打开相应的封闭门87，实验人员将危险物质取出放置于负压实验仓4中合适位置或存放结构上，控制中心获得取用完成后的命令后，关闭对应的封闭门87，完成对该存储腔中危险物质的取用，如果还有其他存储腔中有危险物质要用，则通过转盘将相应存储腔转动到朝着实验人员一面，如果没有则可以将该存储单元8放回对应的单元仓11存放。

同时上述防护系统和危险物质的存储取用方法，实验人员对危险物质的存储取用被分离成不紧密相关的步骤，危险物质存储时即使在存储前在独立过渡室3内造成包装损坏，或在存储过程造成物质泄漏污染负压过渡仓5，都由于存储单元8保持危险物质存储仓1和负压过渡仓5之间隔离，而不会影响危险物质存储仓1，负压过渡仓5内压力小于危险物质存储仓1也防止物质向危险物质存储仓1流动渗漏，具有较好的防护效果。而不与负压过渡仓5直接相连的负压实验仓4中的实验因此也不受影响，不会被打断，而在危险物质存储仓1中已存有足够进行实验的危险物质的情况下，实验还可以正常完成。而从负压过渡仓5来看，由于危险物质会短时间存放于危险物质存储仓1，因此对危险物质的存放过程也不依赖于安全实验室2的使用，物质存放过程更加自由并不受实验事故的影响，而负压实验仓4与负压过渡仓5之间由于不再直接连通，因此负压过渡仓5的压力也不受负压实验仓4影响能与负压实验仓4一样采用较低的负压，从而提升负压防止物质泄漏的效果。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实验室安全智能防护系统，包括实验室结构和控制中心，实验室结构包括安全实验室(2)和负压过渡仓(5)，所述安全实验室(2)内设有负压实验仓(4)，其特征在于：实验室结构还包括危险物质存储仓(1)和独立过渡室(3)，所述独立过渡室(3)内设有所述负压过渡仓(5)，危险物质存储仓(1)内设有若干存储单元(8)、单元仓(11)、用于抓取所述存储单元(8)的智能抓取装置(7)，所述安全智能防护系统还包括控制中心、负压生成装置(9)、信息采集装置和输入装置(6)，所述输入装置(6)设于所述负压过渡仓(5)和所述负压实验仓(4)外并用于输入控制命令和危险物质信息，所述信息采集装置包括设于所述负压实验仓(4)、负压过渡仓(5)和危险物质存储仓(1)三者中的气压感应器、设于所述智能抓取装置(7)上的识别感应器一(732)和各个单元仓(11)中的识别感应器二(111)，所述存储单元(8)中设有存储腔，识别感应器一(732)用于识别所述存储单元(8)顶部表明存储单元ID的标识一和表明存储腔ID的标识二，所述识别感应器二(111)用于识别所述存储单元(8)底部表明存储单元ID的标识一，所述负压生成装置(9)用于生成负压并保持所述负压实验仓(4)和所述负压过渡仓(5)中的气压低于所述危险物质存储仓(1)中的气压，所述智能抓取装置(7)用于转移所述存储单元(8)。

2.根据权利要求1所述的一种实验室安全智能防护系统，其特征在于：所述危险物质存储仓(1)设有分别连通到所述安全实验室(2)和所述负压过渡仓(5)的实验仓通道(13)和过渡仓通道(14)，所述实验仓通道(13)和所述过渡仓通道(14)均包括有能与任一存储单元(8)密封滑动连接的升降通道(15)，所述存储单元(8)上部设有密封圈，所述存储单元(8)在升降通道(15)中运动时通过所述密封圈与所述升降通道(15)保持密封滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种实验室安全智能防护系统，其特征在于：所述存储单元(8)还包括存储装置主体(81)、将所述存储装置主体(81)内部沿周向分隔为若干所述存储腔的存储侧板(811)、设于所述存储腔的存储架、用于封闭各个存储腔的封闭门(87)、用于操控所述封闭门(87)开闭的启闭装置(84)和供所述智能抓取装置(7)抓取的被抓取结构(85)，所述启闭装置(84)设有若干对应各个封闭门(87)的若干启闭结构和启闭控制模块，所述启闭控制模块控制各个启闭结构开关对应的封闭门(87)，所述智能抓取装置(7)的电动夹爪(74)通过接口结构与所述被抓取结构(85)可拆卸连接，所述接口结构包括设于所述电动夹爪(74)上与所述控制中心连接的接口模块一(745)和设于所述被抓取结构(85)上与所述启闭控制模块相连的接口模块二(86)，所述电动夹爪(74)夹紧所述被抓取结构(85)的同时令所述接口模块一(745)连接到所述接口模块二(86)实现控制中心与所述启闭控制模块的通信连接。

4.根据权利要求3所述的一种实验室安全智能防护系统，其特征在于：所述启闭结构包括受启闭控制模块控制的启闭电机(841)、通过传动机构(843)与所述启闭电机(841)传动连接的启闭齿轮(842)，所述封闭门(87)包括安装在所述存储腔的开口处两侧的密封边框(872)、滑动安装在所述存储腔的开口处并与所述密封边框(872)密封滑动连接的滑动门板(871)，所述滑动门板(871)朝向所述启闭电机(841)一侧设有与所述启闭齿轮(842)啮合的竖直齿条(873)，所述启闭电机(841)通过驱动所述启闭齿轮(842)控制具有竖直齿条(873)的滑动门板(871)上下滑动实现对存储腔的开启和封闭。

5.根据权利要求1-4所述的一种实验室安全智能防护系统，其特征在于：所述智能抓取装置(7)包括设于所述危险物质存储仓(1)顶部延伸至各个单元仓(11)上方的移动轨道(71)、沿所述移动轨道(71)移动的行走机构(72)和安装在所述行走机构(72)下方的升降机构(73)，所述识别感应器一(732)和所述电动夹爪(74)设于所述升降机构(73)的升降端部件(731)下面。

6.根据权利要求5所述的一种实验室安全智能防护系统，其特征在于：所述电动夹爪(74)包括一对相对开合对称设置在夹爪主体(741)两侧的夹爪组件，所述夹爪组件包括爪指本体(742)、夹紧端部件(744)、接口模块一(745)和可伸缩弹性连杆(743)，所述被抓取结构(85)包括从所述存储装置主体(81)顶部向上伸出的抓取连接柱和设于所述抓取连接柱上端的一对矩形夹紧块，所述矩形夹紧块上下相对设置并在彼此相对的侧边设有定位斜面，所述夹紧端部件(744)为朝内一侧设有夹紧斜面的板状结构，在所述电动夹爪(74)抓取所述被抓取结构(85)时，所述夹紧端部件(744)上的夹紧斜面与对应定位斜面贴合实现定位；定位后夹紧端部件(744)为上下方向设置且所述夹紧端部件(744)的上下端两侧均通过自然状态下等长的可伸缩弹性连杆(743)连接到爪指本体(742)的伸出端，所述爪指本体(742)的伸出端与所述接口模块一(745)的根端铰接相连，所述接口模块与所述夹紧端部件(744)中部的滑动插口滑动插接，所述被抓取结构(85)上的接口模块二(86)位于相对的两个所述矩形夹紧块之间，所述接口模块一(745)的末端与所述接口模块二(86)相对并在所述电动夹爪(74)夹紧过程中插接相连。

7.根据权利要求3所述的一种实验室安全智能防护系统，其特征在于：还包括转动装置(16)，所述转动装置(16)用于令降下后的存储单元(8)绕其中心进行自转，所述转动装置(16)安装在所述升降端部件(731)下面或设置在相应升降通道(15)下方的单元承载位置。

8.根据权利要求1所述的一种实验室安全智能防护系统，其特征在于：所述负压过渡仓(5)设有液封隔离通道(51)，所述液封隔离通道(51)设于所述负压过渡仓(5)底部用于连通所述负压过渡仓(5)内外，所述液封隔离通道(51)两端的上部设有一对通道开口，一对通道开口通过同一个密封门板控制开闭，所述密封门板两侧与密封滑轨密封滑动连接，所述密封滑轨从一个通道开口延伸至另一个通道开口，所述密封门板的大小能封闭一个通道开口并保持另一个通道开口开放。所述液封隔离通道(51)中注入有将两侧通道开口分隔开的液态消毒介质(512)，所述通道开口之间设有从所述液封隔离通道(51)顶部向下伸出的隔离板(511)，所述隔离板(511)未完全分隔所述液封隔离通道(51)，所述液态消毒介质(512)的液面高度高于所述隔离板(511)的下侧实现液封效果。

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