CN115251043A - 样本存储结构及其液氮生物容器 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种样本存储结构及其液氮生物容器。其中，该样本存储结构包括支撑架、至少两个传动链条和多个样本托盘单元。至少两个传动链条彼此相互对称活动连接于与所述支撑架上，相对所述支撑架进行同步闭环传动；以及多个样本托盘单元以相同传动间距依据重力作用挂设在所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条之间，并随所述至少两个传动链条进行同步闭环传动。借助于传动链条的传动，可以实现自动化的样本存取过程，规避了繁琐的样本存取操作，而且能够极大地缩短样本拿取距离，缩短样本存取过程中的取物口门的开门时间以及样本存取时间，同时可以免除存取空间，极大地提升样本存放密度，提高样本存储空间的利用率。

Description

样本存储结构及其液氮生物容器

技术领域

本公开涉及生物保藏技术领域，尤其涉及一种样本存储结构及其液氮生物容器。

背景技术

液氮生物容器主要应用于低温储存生物样本，如菌种、细胞、精液以及胚胎等。如图1所示，现有主流的液氮生物容器基本结构包括罐体1、颈管2、盖塞3、回转托盘4、冻存架5、冻存盒6以及冻存管7组成，其中，冻存管7内可以存储样本。当进行样本存入时，首先需要根据样本存放记录选定可以存储样本的位置，决定冻存样本冻存管7放置在哪个冻存架5的哪一个冻存盒6的哪一个放置位置，选定之后打开盖塞3、通过颈管2手动转动回转托盘4，将目标样本存取位置所在冻存架5转至颈管2下方位置，手动将冻存架5提出罐体1外部，在冻存架5上查找取出目标冻存盒6，选定后将冻存盒6取出，将需要储存的冻存管7放进冻存盒6内，再将冻存盒6放回冻存架5内，然后冻存架5放回罐内回转托盘4上，盖上盖塞3，记录样本存储位置。同样地，样本取出的流程也是如此。显然，上述的现有液氮生物容器的样本存储结构设计会使得在生物样本的存取过程汇总存在如下技术问题：

(1)繁琐的取放流程会显著造成用户手动工作任务繁重；

(2)取放流程的整个操作过程几乎全部时间都要求盖塞3处于打开状态，这将直接导致罐体1内温度的上升，对存储的样本(尤其是靠近颈管2的样本)产生不利影响，而且会显著造成液氮挥发的激增，使得液氮浪费徒增液氮成本；

(3)将整个冻存架5取出进行样本存取的操作方式要求颈管2上方必须有足够的空间提出冻存架5，这对罐体1内部的应用空间的高度有着硬性要求，但罐体1的上部存取空间在无样本存取的期间会处于空闲状态，直接造成空间浪费，影响罐体1的样本存放量，不利于对罐体1内部空间的充分利用；

(4)此外，上述存取的方式决定样本的存放位置需要额外做记录，当样本存放量较多时或存取频繁的情况下，记录数据会变得繁杂庞大，不利于样本的管理。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决现有技术中的主流液氮生物容器所存在的上述涉及样本存取过程严重依赖人力操作、存取时间过长对内部样本的温度影响和液氮浪费以及样本存取操作所造成的罐体空间利用不充分等技术问题至少之一，本公开提供了一种样本存储结构及其液氮生物容器。

(二)技术方案

本公开的第一个方面提供了一种样本存储结构，其中，包括支撑架、至少两个传动链条和多个样本托盘单元。支撑架作为所述样本存储结构的支撑主体；至少两个传动链条彼此相互对称活动连接于与所述支撑架上，相对所述支撑架进行同步闭环传动；以及多个样本托盘单元以相同传动间距依据重力作用挂设在所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条之间，并随所述至少两个传动链条进行同步闭环传动。

根据本公开的实施例，所述支撑架包括至少两个侧板，所述至少两个侧板中相邻两个侧板夹设所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条。

根据本公开的实施例，所述支撑架还包括多个主动链轮和多个从动链轮。所述多个主动链轮中的第一主动链轮对应固定连接于所述相邻两个侧板中的第一侧板的内表面上；所述多个从动链轮中的至少两个从动链轮对应于所述第一主动链轮，固定连接于所述第一侧板的内表面上。

根据本公开的实施例，所述多个主动链轮中的第二主动链轮与所述第一主动链轮相邻，并对应固定连接于所述相邻两个侧板中的第二侧板的内表面上。

根据本公开的实施例，所述支撑架还包括多个主动同步带轮和多个从动同步带轮。多个主动同步带轮与所述多个主动链轮一一对应，所述多个主动同步带轮中的第一主动同步带轮与所述第一主动链轮对应设置在所述第一侧板的外表面上，所述多个主动同步带轮中的第二主动同步带轮与所述第二主动链轮对应设置在所述第二侧板的外表面上；多个从动同步带轮与所述多个主动同步带轮一一对应，所述多个从动同步带轮中的第一从动同步带轮与所述第一侧板的外表面对应，设置在所述第一主动同步带轮的下方，所述多个从动同步带轮中的第二从动同步带轮与所述第二侧板的外表面对应，设置在所述第二主动同步带轮的下方。

根据本公开的实施例，样本存储结构还包括动力电机、联轴器、主动轴、第一同步带和第二同步带。动力电机位于所述支撑架的多个主动链轮中至少一个主动链轮的上方，与所述多个主动同步带轮中的至少一个主动同步带轮对应设置；联轴器与所述动力电机的输出轴连接；主动轴第一端连接至所述联轴器并串接所述第一主动同步带轮，主体跨设在所述支撑架上方，另一端串接所述第二主动同步带轮；所述第一同步带连接所述第一主动同步带轮和第一从动同步带轮；所述第二同步带连接所述第二主动同步带轮和第二从动同步带轮。

根据本公开的实施例，所述至少两个传动链条中的每个传动链条包括多个链节，所述多个链节中用于挂设所述多个样本托盘单元的每个样本托盘单元的每个链节的链轴朝向对应的样本托盘单元方向凸出，用于挂设所述样本托盘单元。

根据本公开的实施例，所述多个样本托盘单元中的每个样本托盘单元包括托盘架、第一托板和第二托板。托盘架具有多个沿托盘架的长度方向设置的托盘位，用于作为所述样本托盘单元的主体，其中，所述托盘位用于放置存放有样本阵列的样本盒；第一托板位于所述托盘架的第一端；第二托板位于所述托盘架的第二端。

根据本公开的实施例，所述第一托板顶部的轴孔与所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条中的第一传动链条上的对应链节上的链轴匹配套设；所述第二托板顶部的轴孔与所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条中的第二传动链条上的对应链节上的链轴匹配套设。

根据本公开的实施例，样本存储结构还包括存取位，存取位对应于所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条之间的空间，设置于所述支撑架上。

根据本公开的实施例，样本存储结构还包括至少一个托盘定位块。所述至少一个托盘定位块中的每个托盘定位块具有定位夹槽，对应所述存取位设置在所述支撑架上。

根据本公开的实施例，所述第一托板或第二托板的外表面上具有一托盘单元凸台，所述托盘单元凸台与对应的所述至少一个托盘定位块中对应的一个托盘定位块的定位夹槽相匹配。

本公开的第二个方面提供了一种液氮生物容器，其中，包括壳体组件、移动组件和上述的样本存储结构。壳体组件用于形成存储空间；移动组件位于所述壳体组件的底部，用于所述液氮生物容器的移动；样本存储结构位于所述存储空间中以及所述移动组件的上方。

根据本公开的实施例，所述壳体组件包括外筒、内筒、上支撑轴、下支撑轴和架体底座。外筒用于作为所述壳体组件的外部壳体；内筒与所述外筒的内表面之间间隔绝热材料，用于形成存储空间；上支撑轴对应于所述壳体组件的中部位置，位于所述外筒和内筒之间的内筒上方；下支撑轴对应于所述壳体组件的中部位置，位于所述外筒和内筒之间的内筒下方；架体底座位于所述内筒的存储空间的底部，用于设置所述样本存储结构。

根据本公开的实施例，所述壳体组件包括取物口和取物口门。取物口穿设所述外筒和内筒的侧壁面，开设在所述壳体组件上；取物口门对应于所述取物口设置，用于在存储过程中保证所述存储空间中的低温性。

(三)有益效果

本公开提供了一种样本存储结构及其液氮生物容器。其中，该样本存储结构包括支撑架、至少两个传动链条和多个样本托盘单元。支撑架作为所述样本存储结构的支撑主体；至少两个传动链条彼此相互对称活动连接于与所述支撑架上，相对所述支撑架进行同步闭环传动；以及多个样本托盘单元以相同传动间距依据重力作用挂设在所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条之间，并随所述至少两个传动链条进行同步闭环传动。借助于传动链条的传动，可以实现自动化的样本存取过程，规避了繁琐的样本存取操作，而且能够极大地缩短样本拿取距离，缩短样本存取过程中的取物口门的开门时间以及样本存取时间，对样本的内部温度变化影响降低至最小，有利于确保样本保藏安全，又能够避免液氮浪费，通过样本托盘单元借助重力沿传动链条的配置，同时相对于现有必须要留置顶部存取空间的现有方案，可以免除存取空间，极大地提升样本存放密度，提高样本存储空间的利用率。

附图说明

图1为现有技术的液氮生物容器基本结构组成图；

图2示意性示出了根据本公开一实施例的样本存储结构的组成立体图；

图3示意性示出了对应图2所示根据本公开一实施例的样本存储结构的样本托盘单元和传动链条之间的结构组成立体图，其中主要省略了支撑架A；

图4A示意性示出了对应图2所示区域a的根据本公开一实施例的样本存储结构的主动同步带轮F和从动同步带轮H之间的结构组成立体图；

图4B示意性示出了对应图2所示区域b的根据本公开一实施例的样本存储结构的主动同步带轮F和从动同步带轮H之间的结构组成立体图；

图5示意性示出了对应图3所示区域c的根据本公开一实施例的传动链条J、样本托盘单元L和托盘定位块M之间的结构组成立体图，其中，省略了部分传动链条J和样本托盘单元L的视图；

图6示意性示出了根据本公开一实施例的传动链条J的链节的结构组成立体图；

图7示意性示出了根据本公开一实施例的样本托盘单元L的结构组成立体图；

图8示意性示出了根据本公开一实施例的托盘定位块M的结构组成立体图；

图9示意性示出了根据本公开一实施例的具有上述样本存储结构的液氮生物容器的结构组成剖视图；

图10示意性示出了根据本公开另一实施例的样本存取结构的一视角的组成立体图；

图11示意性示出了根据本公开另一实施例的样本存取结构的另一视角的组成立体图；以及

图12示意性示出了根据本公开另一实施例的具有上述样本存取结构的液氮生物容器的结构组成剖视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序或是制造方法上的顺序，这些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把他们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把他们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的代替特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

实施例1：

为解决现有技术中的主流液氮生物容器所存在的上述涉及样本存取过程严重依赖人力操作、存取时间过长对内部样本的温度影响和液氮浪费以及样本存取操作所造成的罐体空间利用不充分等技术问题至少之一，本公开提供了一种样本存储结构及其液氮生物容器。

如图2-图9所示，本公开的第一个方面提供了一种样本存储结构，其中，包括支撑架A、至少两个传动链条J和多个样本托盘单元L。

支撑架A作为所述样本存储结构的支撑主体；

至少两个传动链条J彼此相互对称活动连接于与所述支撑架A上，相对所述支撑架A进行同步闭环传动；以及

多个样本托盘单元L以相同传动间距依据重力作用挂设在所述至少两个传动链条J中的相邻两个传动链条J之间，并随所述至少两个传动链条J进行同步闭环传动。

支撑架A可以是如图A所示的方型支撑架构，具有多个支撑柱作为支撑架A的组成结构单元，并通过相互拼接或者焊接等实现连接固定的支撑结构。支撑架A作为本公开实施例的样本存储结构的主要支撑体，具有极强的结构稳定性，同时支撑架A的至少部分的组成结构单元可以是金属材质(如铝合金、合金钢等)等构成的具有一定硬度的刚性结构，不易于发生形变，还可以选择符合这种特性的绝缘材质(如坚硬的塑料)来形成支撑架A的组成部分，具体不做限制。

至少两条传动链条J可以依附于该支撑架A实现相对的设置，具体可以设置在支撑架A的两侧内部，被支撑架A的两侧支撑结构所包围。每个传动链条J均为闭合的链式结构，一般由多个链接相互首尾拼接所构成，借此可以使得传动链条J能够在被控制传动过程中，形成单向的可往复式传动(即沿某一传动方向可前可后的传动形式)，某个链节在传动一周之后即可回复原位，形成同步闭环的传动效果。

每个样本托盘单元L为用于放置样本并实现样本存储，设置在相邻两个传动链条J之间，每个样本托盘单元L一端活动连接在相邻的两个传动链条的一个传动链条J上的某一链节上，另一端则对应活动连接在另一个传动链条J上的对应链节上，使得整个样本托盘单元L在相邻两个传动链条J之间不会发生倾斜，保持稳定。此外，每个样本托盘单元L与相应传动链条J之间的活动连接可以是转轴连接，借此可以实现样本托盘单元L能够借助于重力作用相对于传动链条J在其传动过程中始终保持水平，不会发生倾斜。因此，多个样本托盘单元L可以形成位于两个传动链条J之间的样本存储作用的传动阵列。其中，至少相邻两个传动链条J保持传动同步效果，从而提高在传动过程中，二者之间所设计的样本托盘单元L发生倾斜甚至倾覆的情况，保持样本存储极高的稳定性。

因此，对于上述的样本存储结构而言，每个样本托盘单元L均可以随着传动链条J的同步传动，实现在支撑架A中的位置变化，从而在样本存储的情况下，能够满足在固定位置(即存取位)对处于不同传动链条位置的样本托盘单元L上的样本进行取放。当对上述样本存储结构进行通电，并利用智能化的控制器进行控制时，便可以实现高度自动化、智能化和精准化的样本存取效果，从而极大地提高了样本存储结构的样本存取的效率。

借助于传动链条的传动，可以实现自动化的样本存取过程，规避了繁琐的样本存取操作，而且能够极大地缩短样本拿取距离，缩短样本存取过程中的取物口门的开门时间以及样本存取时间，对样本的内部温度变化影响降低至最小，有利于确保样本保藏安全，又能够避免液氮浪费，通过样本托盘都那样借助重力沿传动链条的配置，同时相对于现有必须要留置存取空间的现有方案，可以免除存取空间，极大地提升样本存放密度，提高样本存储空间的利用率。

需要说明的是，该支撑架A以并排的形式排布，则可以将对应数量的传动链条J按照每两个传动链条对应布设在一个支撑架A的形式进行设置，并在这一个支撑架A上相邻的两个传动链条J之间设置多个可传动的样本托盘单元，从而实现该样本存储结构的大规模设置，呈现更大规模化的存储效果，在此不作具体限制。

如图2-图3所示，根据本公开的实施例，所述支撑架A包括至少两个侧板B，至少两个侧板B所述至少两个侧板B中相邻两个侧板B夹设所述至少两个传动链条J中的相邻两个传动链条J。

每个侧板B对应于上述支撑架A的两个侧面设置，即单个侧板B设置在支撑架A的一侧面的外部，另一与之相对该支撑架A相邻的侧板B则对应设置在该支撑架A的另一侧面的外部。该侧板B可以用于对支撑架A中的样本托盘单元L和传动链条J的传动、存储等过程实现保护，同时也能够作为支撑结构的部分，提供其他零部件的设置位置和作用位置，实现整个样本存储结构的高度稳定性。

需要说明的是，如图2所示的侧板B并未完全示出，且如图3所示虚线框所标识的形状即为该侧板B示意性的位置和形状，此外，图2和图3也没有将其他的侧板B进行标识展示。

如图2-图4B所示，根据本公开的实施例，所述支撑架A还包括多个主动链轮I和多个从动链轮K。

所述多个主动链轮I中的第一主动链轮对应固定连接于所述相邻两个侧板B中的第一侧板的内表面上；

所述多个从动链轮K中的至少两个从动链轮K对应于所述第一主动链轮I，固定连接于所述第一侧板的内表面上。

如图2-图4B所示，根据本公开的实施例，所述多个主动链轮I中的第二主动链轮与所述第一主动链轮相邻，并对应固定连接于所述相邻两个侧板B中的第二侧板的内表面上。

以位于支撑架A中的样本托盘单元L为参考，相邻的两个侧板B中每个侧板B而言，朝向样本托盘单元L的表面为内表面，背向样本托盘单元L的表面为外表面。

每个主动链轮I和每个从动链轮K均可以为齿轮式结构，同时该齿轮式结构中心具有转轴，转轴旋转时，可以带动该齿轮式结构发生旋转。其中，每个齿轮室结构上的轮齿均可以与相应的传动齿条J上的每个链节之间的间距相对应，换言之，传动链条J可以和主动链轮I和从动链轮K相啮合。如此，借助于主动链轮I和从动链轮K的旋转，便可以实现传动链条J的传动。

如图2和图3所示，对于一个支撑架A而言，多个主动链轮I和多个从动链轮共计24个，侧板B共计2个，其中支撑架A的单侧具有12个链轮，这个12个链轮中共计1个主动链轮和11个从动链轮。对于支撑架A的单侧的侧板B而言，其主动链轮I用于作为其他从动链轮K的动力链轮，即该主动链轮I旋转时，通过带动传动链条J的传动，进一步带动从动链轮K的旋转。由于主动链轮I和从动链轮K全部设计在传动链条J转向的位置上，就能够使得传动链条J实现各种形式的闭合传动，如三角或者四方形、蛇形等闭环传动，且能够极大地节省链轮的使用数量。

对于每侧的主动链轮I和从动链轮K而言均可以沿对应侧板B的内表面设计，相应的转轴可以自对应链轮中心穿出侧板B，从而得到侧板B的支撑的同时，起到更为稳定的传动效果。

相应地，参照上述关于支撑架A的单侧主动链轮I和从动链轮K的描述，对于另一侧的主动链轮I和从动链轮K可以进行对称设计。也即，第一主动链轮和第二主动链轮可以相对于支撑架A的样本托盘单元L对称设计在各自的侧板B的内表面上。同时，与第一主动链轮和第二主动链轮各自对应的从动链轮也相应的布设在对应侧板B的内表面上。

如图2-图4B所示，根据本公开的实施例，所述支撑架A还包括多个主动同步带轮F和多个从动同步带轮H。

多个主动同步带轮F与所述多个主动链轮I一一对应，所述多个主动同步带轮F中的第一主动同步带轮与所述第一主动链轮对应设置在所述第一侧板的外表面上，所述多个主动同步带轮F中的第二主动同步带轮与所述第二主动链轮对应设置在所述第二侧板的外表面上；

多个从动同步带轮H与多个主动同步带轮F一一对应，所述多个从动同步带轮H中的第一从动同步带轮与所述第一侧板的外表面对应，设置在所述第一主动同步带轮的下方，所述多个从动同步带轮中的第二从动同步带轮与所述第二侧板的外表面对应，设置在所述第二主动同步带轮的下方。

每个主动同步带轮F和从动同步带轮H为旋转轮面内凹且具有中空轴孔的带轮，其内凹的旋转凹面可以套设传送带用于在该带轮旋转时，借助该传送带将旋转效果传送出去。具体地，主动同步带轮F可以和对应从动同步带轮H借助于同一传送带连接，当主动同步带轮F受到转轴转动时，可以借助于传送带带动从动同步带轮H发生旋转。

如图2-图4B所示，对于一个支撑架A而言，共计2个主动同步带轮F和2个从动同步带轮H，对于支撑架A的单侧而言，对应于一个侧板B，设置一个主动同步带轮F和对应的一个从动同步带轮H。当该主动同步带轮F收到转轴驱动发生转动时，可以带动对应的从动同步带轮H发生旋转。

因此，当该从动同步带轮H通过统一转轴连接一对应的主动链轮I时，该从动同步带轮H被对应主动同步带轮F带动转动时，就可以带动该主动链轮I发生转动，进而各个从动链轮K转动以及带动整个传动链条J实现传动。其中，这些主动同步带轮F和从动同步带轮H均可以设置在对应的侧板B的外表面之外的位置。

如图2-图4B所示，根据本公开的实施例，样本存储结构还包括动力电机C、联轴器D、主动轴E、第一同步带和第二同步带。

动力电机C位于所述支撑架A的多个主动链轮中至少一个主动链轮的上方，与所述多个主动同步带轮中的至少一个主动同步带轮对应设置；

联轴器D与所述动力电机C的输出轴连接；

主动轴E第一端连接至所述联轴器并串接所述第一主动同步带轮，主体跨设在所述支撑架A上方，另一端串接所述第二主动同步带轮；

所述第一同步带连接所述第一主动同步带轮和第一从动同步带轮；

所述第二同步带连接所述第二主动同步带轮和第二从动同步带轮。

如图2和图4B所示，动力电机C可以是普通的旋转输出作用的微型马达，其具有一输出轴，可以与联轴器D相连接，联轴器D用于连接该动力电机C的输出轴和主动轴E并将输出轴的旋转效果输出至主动轴E，使得主动轴E可以对应产生与输出轴相对应的旋转效果。

该主动轴E两端分别穿设侧板B，并对应于串接支撑架A的两侧的两个主动同步带轮F作为这两个主动同步带轮F的中心转轴，整体夹设在支撑架A的上方，实现将动力电机C的旋转效果传输至两个主动同步带轮F，使得两个同步带轮F能够同时发生转速、转向均相同的旋转效果，从而能够为整个传动链条J的传动提供传动动力。

对应于每对主动同步带轮F和从动同步带轮H，均具有一个同步带实现二者的同步连接，从而在该主动同步带轮F转动时，可以带动该从动同步带轮H发生转动，进而带动对应的主动链轮I发生转动。

其中，对应地，上述的支撑架A的两侧的每个侧板B均布设有相应的有轴孔，动力电机C可以通过4根立柱固定在侧板B的外表面上；主动轴E可以通过轴孔架设在侧板B上；联轴器D将动力电机C的输出轴与主动轴E连接；主动轴E两端各设一个主动同步带轮F，其下方位置各设置一个从动同步带轮H，主动同步带轮F与从动同步带轮H通过同步带G连接，其中，同步带即传送带。如此，便能够提供该样本存储结构的传动动力，使得仅具有一个动力源，即能够带动整个样本存储结构的样本传动，结构极为简单，且稳定性更强，两侧传动效果保证对称同步，且传动精度更高，传动速度稳定可靠，成本极低。

如图2-图6所示，根据本公开的实施例，所述至少两个传动链条J中的每个传动链条J包括多个链节，所述多个链节中用于挂设所述多个样本托盘单元L的每个样本托盘单元L的每个链节的链轴J03朝向对应的样本托盘单元L方向凸出，用于挂设所述样本托盘单元L。

如图5和图6所示，在本公开实施例中，传动链条J为多个经改造之后的链节首尾相连所形成的闭环链条。如图6所示，链节J01和J02通过连接轴连接，并相对该连接轴能够发生相对转动。其中，在链节J01的连接轴上可以向外凸设一链轴J03，该链轴J03可以用于挂设样本存储单元L的一端，且该链轴J03具有活动旋转作用，可实现该样本存储单元L与该链节J01所在传动链条J的相对旋转。此外，同一样本存储单元L的另一端也具有类似的与另一传动链条J的连接方式。

因此，可以据此实现样本存储单元L与传动链条J相连接时，样本存储单元L可以与传动链条J的连接位置的链节具有相对转动的作用，从而保证样本存储单元L可以借助于重力作用始终保持水平状态而不会倾斜甚至倾覆。

如图2-图7所示，根据本公开的实施例，所述多个样本托盘单元L中的每个样本托盘单元L包括托盘架L3、第一托板L1和第二托板L2。

托盘架L3具有多个沿托盘架L3的长度方向设置的托盘位10，用于作为所述样本托盘单元L的主体，其中，所述托盘位10用于放置存放有样本阵列的样本盒N；

第一托板L1位于所述托盘架L3的第一端；

第二托板L2位于所述托盘架L3的第二端。

如图2、图3和图7所示，托盘架L3、第一托板L1和第二托板L2可以为一体成型的结构，以构成样本托盘单元L。托盘架L3可以以等间距的凸叉形成叉状结构的架体，相邻相隔凸叉之间的间距可以形成托盘位10，每个托盘位10上均可以借助于凸叉的翅状结构放置能够设置样本阵列的样本盒N，每个样本盒N中都具有相应的样本管O阵列，每个样本管O中可以用于容置保藏样本。其中，样本盒N可以是冻存盒，样本管O可以是冻存管。

可见，通过与上述传动链条J借助重力相配合的该样本托盘单元L，可以使得样本盒N能够在传动过程中保持水平，不易于发生晃动，更为稳定。

如图2-图7所示，根据本公开的实施例，所述第一托板L1顶部的轴孔与所述至少两个传动链条J中的相邻两个传动链条J中的第一传动链条上的对应链节上的链轴J03匹配套设；所述第二托板L2顶部的轴孔与所述至少两个传动链条J中的相邻两个传动链条J中的第二传动链条上的对应链节上的链轴J03匹配套设。

第一托板L1和第二托板L2均可以为顶部尖凸且底部水平的三角形板状结构，每个托板的顶部尖凸位置上可以开设轴承孔，该轴承孔内置滚动轴承，其中，传动链条J的对应链节的链轴J03可以与该滚动轴承匹配连接，实现样本托盘单元L可借助于重力作用相对该传动链条J的转动连接，以在传动过程中始终保持稳定的水平效果。

如图2-图7所示，根据本公开的实施例，样本存储结构还包括存取位，存取位对应于所述至少两个传动链条J中的相邻两个传动链条J之间的空间，设置于所述支撑架A上，用于设置针对该样本存储结构。

存取位可以用于设置对应样本存储结构的样本存取结构，实现对传动至该存取位的样本托盘单元L上的样本盒的直接存取，实现对样本的自动化和精细化的高效存取。

如图2-图3、图5和图8所示，根据本公开的实施例，样本存储结构还包括至少一个托盘定位块M。所述至少一个托盘定位块M中的每个托盘定位块M具有定位夹槽m0，对应所述存取位设置在所述支撑架A上。

如图2-图3、图5和图8所示，根据本公开的实施例，所述第一托板702或第二托板703的外表面上具有一托盘单元凸台L11，所述托盘单元凸台L11与对应的所述至少一个托盘定位块中一个托盘定位块M的定位夹槽m0相匹配。

如图5、图7和图8所示，托盘定位块M固定在支撑架A上，用于Z样本盒的存取过程中对样本托盘单元L实现定位，防止在样本盒的存取过程中样本托盘单元L的晃动。如图5所示，当样本托盘单元L经传动链条J的传动至存取位时，此时样本托盘单元L上的托盘单元凸台L11正好进入托盘定位块M的定位夹槽m0中，由于定位夹槽m0由托盘定位块M的两个凸板M1和M2沿垂直方向夹设形成，使得定位夹槽m0在水平方向的宽度与该托盘单元凸台L11在水平方向的宽度恰好相匹配，从而能够有力地对该样本托盘单元L实现特定位置的夹持固定，防止样本托盘单元L发生前后的晃动，同时，该凸板M1和M2所形成的定位夹槽m0具有中间窄两端宽的设计，使得样本托盘单元L的托盘单元凸台L11能够在传动过程中顺利通过该定位夹槽m0，而几乎不会受任何影响。

如图9所示，本公开的第二个方面提供了一种液氮生物容器，其中，包括壳体组件、移动组件和上述的样本存储结构。

壳体组件用于形成存储空间；

移动组件位于所述壳体组件的底部，用于所述液氮生物容器的移动；

样本存储结构位于所述存储空间中以及所述移动组件的上方。

移动组件可以是设置于该壳体组件下的移动脚轮，实现该壳体组件所构成的罐体的移动。

如图9所示，根据本公开的实施例，所述壳体组件包括外筒1、内筒2、上支撑轴7、下支撑轴6和架体底座11。

外筒1用于作为所述壳体组件的外部壳体；

内筒2与所述外筒的内表面之间间隔绝热材料，用于形成存储空间；

上支撑轴7对应于所述壳体组件的中部位置，位于所述外筒1和内筒2之间的内筒2上方；

下支撑轴6对应于所述壳体组件的中部位置，位于所述外筒1和内筒2之间的内筒2下方；

架体底座11位于所述内筒2的存储空间的底部，用于设置所述样本存储结构。

外筒1与内筒2之间内部设置下支撑轴6和上支撑轴7，用来借助于外筒1支撑内筒2，使得内筒2能够稳定地设置在外筒1的内部空间中。

所述罐体由外筒1与内筒2组成一个双层密闭的罐体，该内筒2的内部空间即该罐体的存储空间，外筒1与内筒2之间的夹设空间中可以填充绝热材料并进行真空抽取形成真空状态，实现对内筒2的存储空间更好的隔热效果。

样本存储结构的支撑架A位于内筒2的存储空间中，并设置于其内部的架体底座11上，从而具有更好的结构稳定性。在该架体底座11下方的内筒2的底部空间e中可以填充一定的液氮，实现对整个支撑架A所设置的样本存储阵列的样本的低温冷藏效果。

此外，样本存取结构可以设置在图9所示支撑架A对应的空间d上，并借助于该支撑架A实现结构设计。

如图9所示，根据本公开的实施例，所述壳体组件包括取物口3和取物口门4。

取物口3穿设所述外筒1和内筒2的侧壁面，开设在所述壳体组件上；

取物口门4对应于所述取物口3设置，用于在存储过程中保证所述存储空间中的低温性。

在罐体侧部设有取物口3，用于冻存样本盒中样本管的放入/取出；取物口3外侧安装取物口门4，打开取物口门4用于样本存取，关闭取物口门4用于罐体内部低温的维持。

进一步地，罐体还可以设置充液管道8、液位计管道9、温度计管10等，充液管道8用来对罐体内部进行液氮补充，液位计管道9安装差压式液位计等，用来检测罐内剩余液氮高度(体积)；温度计管道10安装温度传感器，以检测罐内温度。

因此，该液氮生物容器在进行样本保藏之前，用户可以通过充液管道8对容器进行加液，进入罐内的液氮会存入内筒2的底部空间e中，液氮通过挥发吸收罐内的热量，使罐内的温度下降；用户可以通过液位计管道9放入液位计，监测罐内液氮的体积(高度)；并通过温度计管道10放入温度传感器，监测罐内上方的温度；当罐体内部温度下降达到样本存储的标准且内部稳定达到平衡状态时，用户即可进行样本存入。

综上所述，基于上述本公开实施例的样本存储结构，结合上述图2-图9，可以实现相应的样本存取过程如下：

(1)样本存入：

用户通过操作系统查找样本存储阵列上的某个样本托盘单元L中冻存盒N的空位，选择样本冻存管O存放的目标冻存盒N，通过控制系统接收到相应指令后，样本存储阵列对应的动力电机C通过联轴器D带动主动轴E转动，主动轴E通过主动同步带轮F、同步带G、从动同步带轮H带动主动链轮I转动，传动链条J架设在主动链轮I、从动链轮K上，主动链轮I带动传动链条J运动，传动链条J带动样本托盘单元L及其上的冻存盒N到达设定的样本存取位。

其中，样本托盘单元L因自身以及冻存盒O重力的作用，在传动过程中保持托盘水平；当样本托盘单元L到达指定存取位后，通过托盘定位块M将样本托盘单元L定位，防止摆动；到达指定存取位的样本冻存盒N通过相互匹配的样本存取结构将其传送至取物口3的位置，并自动打开取物口门4，用户通过取物口3将装有样本的冻存管O放置于目标冻存盒N的空位上，然后关闭取物口门4，关闭后控制系统自动通过相应地样本存取结构将样本冻存盒N放回样本托盘单元L的原位置上，然后动力电机C转动，通过主动同步带轮F、同步带G、从动同步带轮H、主动链轮I、从动链轮K及传动链条J的传动将样本托盘单元L、冻存盒N及存储的冻存管O(内部装有样本)传送回原位上，完成本次的样本存入工作。

(2)样本取出：

用户通过操作系统查找目标样本冻存管O，发出取出命令，样本存储阵列对应的动力电机C通过主动链轮I带动传动链条J运动，传动链条J带动样本冻存管O所在的样本托盘单元L到达设定的样本存取位，当样本托盘单元L到达指定存取位后，通过托盘定位块M将样本托盘单元L定位，防止摆动；到达指定工位的样本冻存盒N通过匹配的样本存取结构将其传送至取物口3的位置，并自动打开取物口门4，用户通过取物口3将装有样本的目标冻存管O从目标冻存盒N中取出，然后关闭取物口门4，关闭后系统自动通过样本存取结构将样本冻存盒N放回样本托盘单元L的原位置上，然后动力电机C转动，通过主动同步带轮F、同步带G、从动同步带轮H、主动链轮I、从动链轮K及传动链条J的传动将样本托盘单元L、冻存盒N传送会原位上，完成本次的样本取出工作。

显然，基于上述本公开实施例的样本存储结构及对应的液氮生物容器，可以解决现有技术中所存在的样本存取操作过程繁琐、样本存取过程长时间开盖对样本保藏的负面影响以及样本存取对高度空间的要求较大等技术问题，使得本公开实施例的上述样本存储结构及对应的液氮生物容器具有如下技术效果：

(1)首先，本公开实施例的样本存储结构的所有传动动作均由电机及其相关部件组成并支持，电机可以通过PLC或开发PCB控制板等相关硬件进行控制，用户只需要在触摸屏(人机界面)中选取需要入库的位置或者出库的样本即可完成出入库工作，极大地实现了样本存取过程的可视化、自动化、精细化和智能化水平，更好地规避了繁琐的样本存取人工操作工程。

(2)此外，在样本存取过程中，只有在样本放入冻存盒或在冻存盒取出这一项动作时是需要取物口打开的，其余存取过程均在取物口关闭的状态下进行，这将极大的缩短样本存取的开门时间以及样本存储时间，这样使得整个存取过程罐内的温度变化很小，既保证样本的安全，又不会造成液氮的过多浪费。

(3)此液氮生物容器取物口设置在罐体侧部，且样本存取过程无需将样本冻存盒取出，样本的放置不需要冻存架，这样的结构对生物容器的上方空间没有要求，对高度受限的场所同样适用，从而极大地增加了样本存储阵列的可存储空间，使得同样容积的内部存储空间，本公开实施例的液氮生物容器具有可放置更多样本的能力。

实施例2：

为解决现有技术中的主流液氮生物容器所存在的上述涉及样本存取过程严重依赖人力操作、存取时间过长对内部样本的温度影响和液氮浪费以及样本存取操作所造成的罐体空间利用不充分等技术问题至少之一，本公开提供了一种样本存取结构及其液氮生物容器。

如图10和图11所示，本公开的一个方面提供了一种样本存取结构，其中，包括滑轨组件、存取组件和成像组件。

滑轨组件作为样本存取结构的支撑结构，并引导实现水平方向上的滑动；

存取组件设置于滑轨组件上，并随滑轨组件沿水平方向滑动，用于实现对样本存取结构对应的样本盒的存取；

成像组件设置于存取组件上方，用于对经过成像组件的成像空间的样本盒进行成像；

其中，存取组件包括旋转伸缩结构，旋转伸缩结构底端活动连接于成像组件下方，顶端作为存取端可相对该旋转伸缩结构的活动连接的连接区域作前后或左右的转动，并在转动的转动角度固定时，实现存取端相对该连接区域的伸缩，使得存取端完成对样本盒的存取。

滑轨组件可以提供实现水平方向上的滑动的滑轨结构，同时作为存取组件和成像组件的支撑结构，使得存取组件和成像组件能够沿该滑轨组件提供的滑轨结构沿水平方向滑动。

存取组件用作对样本存取结构对应的样本存储结构上的样本盒N的存取，每个样本盒N可以存放多个样本管O形成的样本阵列。其中，每个样本管O可以放置样本。对于样本盒N而言，可以设置于上述的样本存储结构的样本托盘单元L上，每个样本托盘单元L均具有多个托盘位，每个托盘位可以提供一个样本盒N的放置位置。存取组件即至少可以用于实现对上述托盘位对应的样本盒N的存取。其中，本公开实施例所提及的“存取”可以针对“存入”和“取出”两个过程。

成像组件可以对存取组件所存取的样本盒进行成像，因此，每个样本盒在被存取组件存取过程中，至少要在存入过程中经过成像组件的成像。每个样本盒上都可以按照相应的编码顺序进行样本管的排列，每个样本管上都可以具有相应的可图像识别的编码、二维码或者条码等图像识别标识。其中，这些图像识别标识可以反馈当前样本盒的样本管数量、样本类型、样本管排列顺序、样本管O在样本盒N中的存放位置以及该样本盒在样本托盘单元L中的存储位置等属性信息，当成像组件对经过的样本盒进行成像时，可以对这些编码、二维码或者条码等图像识别标识进行图像获取并识别相应的属性信息。借助于这些属性信息，能够使得存取组件获知用户所要存入或取出的样本盒位于哪一个样本托盘单元、样本托盘单元的托盘位等存储位置信息，也可以获取用户所要存入或取出的样本管位于哪一个样本盒、样本盒的样本管存放位置等存放位置信息等。如此，便可以实现对存取样本的精确定位，实现全自动化、智能化的样本存取过程，效率更高，基本可以舍弃对人工存取操作的依赖，使得样本存取、存储等管理效率更高，具有更高的实际应用价值。

旋转伸缩结构可以为可伸缩的结构，其可以相对于连接区域实现转动和伸缩的效果。其中，连接区域可以设置在存取组件上并与该成像组件在该存取组件上的成像区域相重合，从而能够使得成像组件实现对经过的样本盒N进行成像的效果。旋转伸缩结构在起始状态是垂直于连接区域，并保持收缩至最短的状态，当进行存取操作时，其自起始状态开始转动，并在达到设定的转动角度时保持转动角度不动，进一步实现延长使得存取端可以到达相应的样本盒下方，确保不会对样本盒产生干涉，同时能够确保样本盒能够与存取端的接触稳定，避免样本盒倾斜甚至倾覆的情况。

因此，借助于旋转伸缩结构的转动伸缩，可以实现对样本盒的自动化存取过程，规避了繁琐的样本存取操作，而且能够极大地缩短样本存取过程中的取物口门的开门时间以及样本存取时间，对样本的内部温度变化影响降低至最小，有利于确保样本保藏安全，又能够避免液氮浪费，同时相对于现有顶部必须要留置存取空间的现有方案，可以极大地减小存取空间所占比例，极大地提升样本存放密度，提高样本存储空间的利用率。

如图10和图11所示，根据本公开另一实施例，滑轨组件包括滑轨结构、驱动结构和传送结构。

滑轨结构位于滑轨组件的底部，作为滑轨组件的支撑结构；

驱动结构位于滑轨组件的一端，提供滑轨组件沿水平方向的移动的驱动力；

传送结构一端与驱动结构相连，并与滑轨结构并排设置，用于转换驱动结构的驱动力，使得存取组件沿滑轨结构滑动。

如图10和图11所示，根据本公开另一实施例，滑轨结构包括底板101、至少一个导轨垫块102和至少一个直线导轨103。

底板101位于滑轨组件的底部，作为滑轨组件的支撑板；

至少一个导轨垫块102位于底板101的表面上，作为滑轨组件的滑动支撑；

至少一个直线导轨103一一对应设置在至少一个导轨垫块102上，作为滑轨组件的滑动配合轨道。

底板101为一平面板状结构，可以提供一设置平面，用于整个样本存取结构的设置，以确保整个样本存取结构的结构稳定性更高。相应地，底板101可以设置在存取位上，存取位为专用于实现样本的存取操作空间，例如底板101可以设置在上述支撑架A的存取位上。

导轨垫块102和直线导轨103的数量一一对应的，每个导轨垫块102上设置一个直线导轨103，用于将直线导轨103垫高，便于实现存取组件的顺滑滑动效果，同时，也起到对直线导轨103的缓冲作用。其中，导轨垫块102可以只有一个，相应地，直线导轨103也可以只有一个。一般为了滑动稳定效果，可以将二者的数量设置为2个或2个以上。

直线导轨103可以提供相应的滑轨结构，具有类似铁路轨道的结构形式，从而与存取组件的滑动结构配合，实现存取组件相对于该直线导轨103的滑动效果。

如图10和图11所示，根据本公开另一实施例，驱动结构包括横向电机座301、横向电机302和横向联轴器303。

横向电机座301设置在底板101的一端的表面上，用于支撑驱动结构；

横向电机302设置在横向电机座301上，用于输出驱动力；

横向联轴器一端与横向电机的输出轴连接，另一端与传送结构连接。

横向电机座301位于底板101的一端，从而使得底板101可以预留出可供滑动的空间或距离。其中，该滑动空间或距离可以比样本托盘单元L的宽度稍长一些，以确保存取组件的存取端可以有效的与每个样本托盘单元L的托盘位实现对接。横向电机座301可以提供较为稳定的电机运作环境，使得横向电机302的运行不会对底板101及其相关的结构产生振动等影响。

横向电机302可以为能输出旋转效果的电动马达，具有相应的输出轴，能够实现输出轴顺时针和逆时针转向的转动，以及各种转速的转动效果，从而能够提供存取组件沿水平方向滑动的驱动力。横向电机302能够设置在横向电机座301的中部或者一端，从而减少对其他结构的振动等负面影响。

横向联轴器303用于连接横向电机302的输出轴，并将横向电机302的输出轴的转动效果输出。借助于该横向联轴器303，能够使得横向电机302的转动效果得以更为稳定的输出。

如图10和图11所示，根据本公开另一实施例，传送结构包括丝杠支座201、轴承202和滚珠丝杠203。

丝杠支座201相对于横向电机座301设置底板两端的表面上，用于支撑传送结构；

轴承202位于丝杠支座201的轴孔中；

滚珠丝杠203一端连接于驱动结构的横向联轴器303，另一端套设在轴承202中，以将驱动结构输出的旋转动力输出为沿水平方向的滑动动力。

丝杠支座201一般与滚珠丝杠203对应，一个滚柱丝杠203对应两个丝杠支座201设计，使得每个滚珠丝杠203能够被丝杠支座201所支撑，从而确保存取组件在沿该滚柱丝杠滑203滑动时，能够提供更为稳定的滑动效果，且不易于发生两侧倾斜的情况。丝杠支座201一般为具有一定厚度的板，该丝杠支座201可以垂直于底板101的表面设置在底板101上。此外，为起到更好的支撑稳定作用，对应一个滚珠丝杠203的两端，两个丝杠支座201分别设置在底板101的两端。其中，丝杠支座201的一端对应于横向联轴器303设置。

每个丝杠支座201都具有一轴孔，该轴孔可以放置对应的轴承202。轴承202能够对应分别套设于滚柱丝杠203的两端上，从而使得滚转丝杠203在被带动旋转时，具有更为顺滑的旋转效果。

滚珠丝杠203为一圆柱形的长杆结构，一端连接横向联轴器303，且穿设在底板101的一端的丝杠支座201的轴承202中，主体沿底板101的长度方向跨设在底板101表面并另一端穿设在底板101的另一端的丝杠支座201的轴承202中，从而能够使得位于该滚柱丝杠203上的存取组件具有极为稳定的沿底板101的长度方向进行滑动的效果。

如图10和图11所示，根据本公开另一实施例，存取组件还包括滑动底座401、丝杠螺母和转动件。

滑动底座401作为存取组件的支撑体，其中，旋转伸缩结构连接在滑动底座401的表面上的连接区域中；

丝杠螺母位于滑动底座401下方，与滑动底座相连，并与滑轨组件的传送结构的滚珠丝杠活动连接；

转动件位于滑动底座的一侧，主体位于滑动底座的表面上方，用于提供旋转伸缩结构的转动动力。

滑动底座401为一平面板状结构，可以用于设置存取组件的主体结构，该滑动底座401的上表面的中部可以形成连接区域，用于活动连接旋转伸缩结构。滑动底座401的下表面上设置有丝杠螺母(图中未示出)，丝杠螺母可以与滚柱丝杠203相互套设，且二者之间具有一定的螺纹匹配，使得滚珠丝杠203在发生旋转时，可以使得丝杠螺母沿滚珠丝杠203的长度方向进行移动。当丝杠螺母与滑动底座401的下表面相固定时，便可以直接带动滑动底座401沿底板101的长度方向滑动。因此，丝杠螺母和滚珠丝杠203以及滑动底座401可以实现将横向电机302的输出轴输出的转动动作，转换为滑动底座401沿水平向的滑动动作。

其中，滑动底座401的下表面的边缘还可以具有与直线导轨103所匹配的滑槽或者滑凸结构，使得滑动底座401能够在直线导轨103的配合下，实现稳定的沿水平方向的滑动效果。

如图10和图11所示，根据本公开另一实施例，旋转伸缩结构包括直线电机431、至少两个导向轴套432、至少两个导向轴433和存取板434。

直线电机431底端轴接滑动底座401上的连接区域，顶端轴接存取端，并沿直线电机431的长度方向实现存取端相对连接区域的伸缩；

至少两个导向轴套432底端轴接滑动底座401的连接区域；

至少两个导向轴433顶端轴接存取端，且一一对应套设在至少两个导向轴套432中，并且至少两个导向轴433中每个导向轴433与对应套设的导向轴套432具有相对的伸缩效果；

存取板434作为存取端，存取板434的下表面与直线电机431的顶端和至少两个导向轴433的顶端轴接；

其中，至少两个导向轴套432中的一个导向轴套432的底端与转动件轴接。

直线电机431为圆柱形长筒状结构，具有一套筒以及套设在该套筒中的可实现相对伸缩的输出轴，当直线电机431通电运作时，该输出轴即可以伸出至套筒外直至全部或者大部露出，或者缩回至套筒内直至全部或者大部缩回。该直线电机431的套筒的底端通过轴接结构固定在连接区域的中心位置。

导向轴套432可以是一中空的柱筒结构，导向轴433可以是一柱体结构。每个导向轴套432匹配一个导向轴433，导向轴433活动套设在对应的导向轴套432的轴孔里，并可以自由沿该导向轴套432的轴孔作相对于导向轴套432的缩进伸出，如在导向轴433受到外力作用时，可以自导向轴套432中伸出，在撤除外力时，导向轴433可以受到重力作用，缩回至导向轴套432中。导向轴套432和导向轴433作为导向杆，可以围绕直线电机在连接区域的边缘位置设置多个，数量越多的导向杆，其顶端连接的存取板434越容易保持平稳，不易倾斜。

存取板434可以为一平面板状结构，其形状和长宽尺寸所要存取的样本盒N的下方的凹槽的形状和长宽尺寸相匹配，同时存取板434的至少两个相对的边缘垂直于该存取板434的下表面形成翅片，该翅片在垂直方向上的高度尺寸与样本盒下方的凹槽的深度相匹配，借此可以实现存取板434对样本盒N的稳定拿取，防止样本盒发生滑动。同时，该翅片还可以作为至少两个导向轴433的顶端与存取板434相互轴接的翅板，实现相应的轴接效果。其中，借助于存取板434的自身重量，以及其与直线电机431和与对应导向轴套432套接的导向轴433的顶端之间的轴接，使得无论旋转伸缩结构如何转动，存取板434都能借助于重力作用以及直线电机431顶端的轴接，在存取过程中始终保持水平效果。

至少有一个导向轴套432的底端在连接区域与能够提供转动动力的转动件轴接，从而能够实现转动件提供转动动力时，带动对应的导向轴套432和与之相应导向轴433发生相对滑动底座401表面的转动，同时由于存取板434的下表面与直线电机431和导向轴433顶端均连接，可以使其同步发生偏转。并且，当满足所需要的转动角度时，转动件停止转动，并位置转动角度保持不变，进一步控制直线电机431进行输出轴的延长或者缩短，从而借助于存取板434的下表面与直线电机431和导向轴433顶端均连接，实现各个导向轴433相对的延长或者缩短，从而实现存取板434的偏转、伸出以及缩回等动作，实现样本存取的过程，同时也避免了先延伸再转动或者延伸和转动同步进行时会与样本盒N发生结构干涉，防止直接打翻样本盒N甚至整个样本托盘单元L的情况出现。

因此，由于旋转伸缩结构是在转动角度固定时，才会进行伸缩操作，也即旋转伸缩结构是实现了在存取过程中以整体倾斜的方式对样本盒进行取放，这就极大地减少了旋转伸缩结构在垂直方向上进行存取操作时所占用的空间，换言之，样本存取结构对垂直方向上的设置空间要求更低，可以适应极窄的存取空间，从而提高了对空间的利用率。

其中，本公开实施例中所提及的轴接方式基于轴接结构实现，轴接结构一般包括连接座，一般可以为单个翅板，也可以是两个翅板组合形成的U型座，长柱状结构的柱端位于该U型座上、直接跨设在单个翅板上或者位于单个翅板的侧边，并通过一垂直于该U型座的两个翅板或垂直于单个翅板的活动转轴同时穿设两个翅板和长柱状结构的柱端，或者同时穿设单个翅板和长柱状结构的柱端实现对长柱状结构的轴接。借助于该轴接结构，能够实现长柱状结构相对于连接座的转动效果。其中，该轴接方式可以理解为铰接方式，轴接结构可以为铰接结构，具体不作赘述。

因此，借助于旋转伸缩结构的转动伸缩，可以实现对样本盒N的直接拿取，相对于现有技术中必须通过机械手甚至智能机器人的自动化方案，本公开实施例以更为简单且易于控制的旋转伸缩结构，实现了对样本盒的高效率自动化存取过程，整个操作过程无需手动操作，且不会发生结构干涉事件，整个样本存取过程简单高效，具有更快的存取处理速度，也保证了样本存取过程的高度自动化、智能化和精确化的操作水平。因此，本公开实施例的上述样本存取结构极大地规避了繁琐的样本存取操作，能够极大地缩短样本存取过程中的取物口门的开门时间以及样本存取时间，对样本的内部温度变化影响降低至最小，有利于确保样本保藏安全，又能够避免液氮浪费，同时相对于现有顶部必须要留置存取空间的现有方案，可以极大地减小存取空间所占比例，极大地提升样本存放密度，提高样本存储空间的利用率。

如图10和图11所示，根据本公开另一实施例，转动件包括转动电机座421、转动电机422和转动联轴器423。

转动电机座421位于滑动底座401的一则，主体位于滑动底座401的表面上；

转动电机422位于转动电机座421中，用于提供转动动力；

转动联轴器423一端连接转动电机422的输出轴，另一端与至少两个导向轴套432中的一个导向轴套432的底端轴接。

转动电机座421位于滑动底座401的一侧，且位于连接区域的外部，从而使得滑动底座401可以预留出可供轴接和成像的连接区域或成像区域。转动电机座421可以提供较为稳定的电机运作环境，使得转动电机422的运行不会对滑动底座401及其相关的结构产生振动等影响。

转动电机422可以为能输出旋转效果的电动马达，具有相应的输出轴，能够实现输出轴顺时针和逆时针转向的转动，以及各种转速的转动效果，从而能够提供旋转伸缩结构的实现转动的驱动效果。转动电机422能够设置在转动电机座421的中部或者一端，从而减少对其他结构的振动等负面影响。

转动联轴器423连接转动电机422的输出轴，并连接另一与导向轴套432底端实现轴接的转轴，从而将转动电机422的输出轴的转动效果输出至该对应导向轴套432底端的转轴，使得转轴旋转时，该导向轴套432也发生对应旋转，从而带动整个旋转伸缩结构发生转动。借助于该转动联轴器423，能够使得转动电机422的转动效果得以更为稳定的输出。

如图10和图11所示，根据本公开另一实施例，成像组件包括至少一个立柱501、成像底板502和相机503。

至少一个立柱501垂直于存取组件的滑动底座401表面固定于滑动底座401表面上；

成像底板502设置于至少一个立柱501的顶端与至少一个立柱501固定连接，以形成成像底板502和滑动底座401之间的成像空间；

相机503对应于成像空间设置于成像底板502上，用于对经过成像空间的样本盒N进行成像。

立柱501为柱状或杆状结构，可垂直于成像底板502的下表面和滑动底座401的上表面设置在二者之间，并借此形成位于二者之间的成像空间，该成像空间对应于成像区域设计，用于对旋转伸缩结构所拿取的样本盒在经过该成像空间时，可利用相机503对其进行成像。

成像底板502为一平面板状结构，可以作为相机503的支撑板，使得相机503可以倒扣在成像底板502的成像口里，确保相机503能够对着成像空间进行成像。

相机503为具有成像功能或者兼具图像识别处理功能的摄像头，如CCD等。相机503可以被控制实现相应时机的成像操作。具有高可控、高清晰的特点，能够对经过成像空间的样本盒N实现高清成像，并对成像图像进行识别处理，或者将其发送至控制处理器进行处理。

因此，借助于上述成像组件，可以实现对旋转伸缩结构的所拿取的样本盒的自动化高精度成像，从而能够实现自动化、精确化和智能化的高效率的样本存取过程。

如图12所示，本公开的另一方面提供了一种液氮生物容器，其中，包括壳体组件、样本存储结构和上述的样本存取结构。

壳体组件用于形成存储空间；

样本存储结构位于壳体组件的存储空间中，用于实现样本存储以及在存取过程中的传动；

样本存取结构位于存储空间中并设置于样本存储结构的存取位上。

如图12所示，根据本公开的实施例，壳体组件包括外筒1、内筒2、移动组件5、下支撑轴6、上支撑轴7和架体底座11。

外筒1用于作为壳体组件的外部壳体。内筒2与外筒的内表面之间间隔绝热材料，用于形成存储空间。移动组件5具体可以是设置于该壳体组件下的移动脚轮，实现该壳体组件所构成的罐体的移动。上支撑轴7对应于壳体组件的中部位置，位于外筒1和内筒2之间的内筒2上方。下支撑轴6对应于壳体组件的中部位置，位于外筒1和内筒2之间的内筒2下方。外筒1与内筒2之间内部设置的下支撑轴6和上支撑轴7，用来借助于外筒1支撑内筒2，使得内筒2能够稳定地设置在外筒1的内部空间中。架体底座11位于内筒2的存储空间的底部，用于设置样本存取结构13和样本存储结构。

其中，罐体由外筒1与内筒2组成一个双层密闭的罐体，该内筒2的内部空间即该罐体的存储空间，外筒1与内筒2之间的夹设空间中可以填充绝热材料并进行真空抽取形成真空状态，实现对内筒2的存储空间更好的隔热效果。

样本存取结构13的支撑架A位于内筒2的存储空间中，并设置于其内部的架体底座11上，从而具有更好的结构稳定性。在该架体底座11下方的内筒2的底部空间e中可以填充一定的液氮，实现对整个支撑架A所设置的样本存储阵列的样本的低温冷藏效果。

此外，样本存取结构13可以设置在图9所示支撑架A对应的空间d的存取位上，并将样本存取结构13的底板101对应于该存取位设置在该样本存储结构的支撑架A上。

如图12所示，根据本公开的实施例，壳体组件包括取物口3和取物口门4。取物口3穿设外筒1和内筒2的侧壁面，开设在壳体组件上；取物口门4对应于取物口3设置，用于在存储过程中保证存储空间中的低温性。在罐体侧部设有取物口3，用于冻存样本盒中样本管的放入/取出；取物口3外侧安装取物口门4，打开取物口门4用于样本存取，关闭取物口门4用于罐体内部低温的维持。

进一步地，罐体还可以设置充液管道8、液位计管道9、温度计管10等，充液管道8用来对罐体内部进行液氮补充，液位计管道9安装差压式液位计等，用来检测罐内剩余液氮高度(体积)；温度计管道10安装温度传感器，以检测罐内温度。

因此，该液氮生物容器在进行样本保藏之前，用户可以通过充液管道8对容器进行加液，进入罐内的液氮会存入内筒2的底部空间e中，液氮通过挥发吸收罐内的热量，使罐内的温度下降；用户可以通过液位计管道9放入液位计，监测罐内液氮的体积(高度)；并通过温度计管道10放入温度传感器，监测罐内上方的温度；当罐体内部温度下降达到样本存储的标准且内部稳定达到平衡状态时，用户即可进行样本存入。

综上，基于上述本公开实施例的样本存取结构，结合上述图2-图9，可以实现相应的样本存取过程如下：

(1)样本存入：

用户通过操作系统查找样本存储单元L中样本盒N的空闲位置，选定样本存放位置后发出样本存入指令，目标样本盒N在前述样本存储单元L的带动下，与样本托盘单元L一起到达样本存取指定位置；样本盒到位后，首先由横向电机302转动，在横向联轴器303与滚珠丝杠203的带动以及直线导轨103的支撑下，滑动底座401以及其上的所有部件横向移动至目标样本盒N对应的位置；其后转动电机422转动指定的角度，在转动联轴器423、导向轴套432及导向轴433的带动下，存取板434移动至指定位置，然后直线电机431控制输出轴伸出，将存取板434推送至目标样本盒N的正下方；转动电机422回转至指定的停止位置后，罐体取物口门4自动打开，用户通过取物口3将装有待存入样本的样本管O放置在目标样本盒N的指定位置上，关闭取物口门4，关闭后控制系统自动启动转动电机422，将刚刚存入样本的样本盒送至相机503的下方，相机503记录样本盒N内样本管O的存放位置，并将记录结果记入系统内；相机503识别后，横向电机302带动滑动底座401及其上所有部件横向移动至样本托盘单元L的样本盒N存放目的地对应托盘位后停止；转动电机422转动将装有待存入样本管O的样本盒N放置在样本托盘单元L的原位置上；直线电机431带动存取板434缩回，然后转动电机422转动，带动存取板434转至导向轴433竖直状态；最后横向电机302转动，整个旋转转动结构回归原位，同时样本存储结构动作，将样本托盘单元L连同存入样本管O(装有样本)的样本盒N送回原位置，完成样本存入工作。

(2)样本取出：

用户通过操作系统查找目标样本的样本管O，发出取出命令，目标样本管O在前述样本存储结构的传动下，与样本托盘单元L及其所在的样本盒N一起到达样本存取指定位置(即存取位)；样本盒N到位后，首先由横向电机302转动，在横向联轴器303与滚珠丝杠203的带动以及直线导轨103的支撑下，滑动底座401以及其上的所有部件横向移动至目标样本盒N对应的位置；其后转动电机422转动指定的角度，在转动联轴器423、导向轴套432及导向轴433的带动下，存取板434移动至指定位置，然后直线电机431的输出轴伸出，将存取板434推送至目标样本盒N的正下方；转动电机422回转至指定的停止位置后，罐体取物口门4自动打开，用户通过取物口3将装有待存入样本的样本管O在目标样本盒N中取出，手动关闭取物口门4，关闭后系统自动启动转动电机422，将刚刚存入样本管O的样本盒N送至相机503的下方，相机503记录样本盒N内样本管O的取出明细，并生成取出记录结果记入系统内；相机503识别后，横向电机302带动滑动底座401及其上所有部件横向移动至样本托盘单元L的样本盒N存放目的地对应位置后停止；转动电机422转动以将已经取出样本管O的样本盒N放置在样本托盘单元L的原位置上；直线电机431带动存取板434缩回，然后转动电机422转动，带动存取板434转至导向轴433竖直状态；最后横向电机302转动，整个样本存取结构回归原位，同时样本存储结构动作，将样本托盘单元L连同已经取出样本管O的样本盒N送回原位置，完成样本取出工作

需要说明的是，无论是在存入过程抑或是取出过程，在该液氮生物容器进行样本保存前，用户需要通过充液管道8对容器进行加液，进入罐内的液氮会存入内筒2的内部下方，液氮通过挥发吸收罐内的热量，使罐内的温度下降。用户可以通过液位计管道9放入液位计，监测罐内液氮的体积(高度)，通过温度计管道10放入温度传感器，监测罐内上方的温度；当罐体内部温度下降达到样本存储的标准且内部稳定达到平衡状态时，用户即可进行样本存入及后续取出的操作。其中，该液氮生物容器在待机状态时，由转动电机422可以带动导向轴套432、导向轴433处于竖直状态，直线电机431处于缩回状态。

显然，基于上述本公开实施例的样本存取结构及对应的液氮生物容器，可以解决现有技术中所存在的样本存取操作过程繁琐、样本存取过程长时间开盖对样本保藏的负面影响以及样本存取对高度空间的要求较大等技术问题，使得本公开实施例的上述样本存取结构及对应的液氮生物容器具有如下技术效果：

(1)首先，本公开实施例的样本存取结构的所有传动动作均由电机及其相关部件组成并支持，电机可以通过PLC或开发PCB控制板等相关硬件进行控制，用户只需要在触摸屏(人机界面)中选取需要入库的位置或者出库的样本即可完成出入库工作，极大地实现了样本存取过程的可视化、自动化、精细化和智能化水平，更好地规避了繁琐的样本存取人工操作工程。

(2)此外，在样本存取过程中，只有在样本放入样本盒或在样本盒取出这一项动作时是需要取物口打开的，其余存取过程均在取物口关闭的状态下进行，这将极大的缩短样本存取的开门时间以及样本存取时间，这样使得整个存取过程罐内的温度变化很小，既保证样本的安全，又不会造成液氮的过多浪费。

(3)此液氮生物容器取物口设置在罐体侧部，且样本存取过程无需将样本盒取出，样本的放置不需要样本架，这样的结构对生物容器的上方空间没有要求，对高度受限的场所同样适用，从而极大地增加了样本存储阵列的可存储空间，使得同样容积的内部存储空间，本公开实施例的液氮生物容器具有可放置更多样本的能力。

进一步地，由于旋转伸缩结构是在转动角度固定时，才会进行伸缩操作，也即旋转伸缩结构是实现了在存取过程中以整体倾斜的方式对样本盒进行取放，这就极大地减少了旋转伸缩结构在垂直方向上进行存取操作时所占用的空间，换言之，样本存取结构对垂直方向上的设置空间要求更低，可以适应极窄的存取空间，从而提高了对空间的利用率。

(4)通过设计具有相机的视觉识别系统，在样本出入库过程中只需视觉系统进行识别，控制系统在极短的时间内便可获得存放位置/取出样本的信息，这样的功能替代了用户的手动记录工作，且视觉系统的记录功能可以排除人为记录出现错误的可能性，使得用户可获得更加便捷、更加安全、更加快速、更加准确的高度自动化的高效管理使用体验。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种样本存储结构，其中，包括：

支撑架，作为所述样本存储结构的支撑主体；

至少两个传动链条，彼此相互对称活动连接于与所述支撑架上，相对所述支撑架进行同步闭环传动；以及

多个样本托盘单元，以相同传动间距依据重力作用挂设在所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条之间，并随所述至少两个传动链条进行同步闭环传动。

2.根据权利要求1所述的样本存储结构，其中，所述支撑架包括：

至少两个侧板，所述至少两个侧板中相邻两个侧板夹设所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条。

3.根据权利要求2所述的样本存储结构，其中，所述支撑架还包括：

多个主动链轮，所述多个主动链轮中的第一主动链轮对应固定连接于所述相邻两个侧板中的第一侧板的内表面上；

多个从动链轮，所述多个从动链轮中的至少两个从动链轮对应于所述第一主动链轮，固定连接于所述第一侧板的内表面上。

4.根据权利要求3所述的样本存储结构，其中，所述多个主动链轮中的第二主动链轮与所述第一主动链轮相邻，并对应固定连接于所述相邻两个侧板中的第二侧板内表面上。

5.根据权利要求4所述的样本存储结构，其中，所述支撑架还包括：

多个主动同步带轮，与所述多个主动链轮一一对应，所述多个主动同步带轮中的第一主动同步带轮与所述第一主动链轮对应设置在所述第一侧板外表面上，所述多个主动同步带轮中的第二主动同步带轮与所述第二主动链轮对应设置在所述第二侧板的外表面上；

多个从动同步带轮，与所述多个主动同步带轮一一对应，所述多个从动同步带轮中的第一从动同步带轮与所述第一侧板的外表面对应，设置在所述第一主动同步带轮的下方，所述多个从动同步带轮中的第二从动同步带轮与所述第二侧板的外表面对应，设置在所述第二主动同步带轮的下方。

6.根据权利要求5所述的样本存储结构，其中，还包括：

动力电机，位于所述支撑架的多个主动链轮中至少一个主动链轮的上方，与所述多个主动同步带轮中的至少一个主动同步带轮对应设置；

联轴器，与所述动力电机的输出轴连接；

主动轴，第一端连接至所述联轴器并串接所述第一主动同步带轮，主体跨设在所述支撑架上方，另一端串接所述第二主动同步带轮；

第一同步带，所述第一同步带连接所述第一主动同步带轮和第一从动同步带轮；

第二同步带，所述第二同步带连接所述第二主动同步带轮和第二从动同步带轮。

7.根据权利要求1所述的样本存储结构，其中，所述至少两个传动链条中的每个传动链条包括：

多个链节，所述多个链节中用于挂设所述多个样本托盘单元的每个样本托盘单元的每个链节的链轴朝向对应的样本托盘单元方向凸出，用于挂设所述样本托盘单元。

8.根据权利要求7所述的样本存储结构，其中，所述多个样本托盘单元中的每个样本托盘单元包括：

托盘架，具有多个沿托盘架的长度方向设置的托盘位，用于作为所述样本托盘单元的主体，其中，所述托盘位用于放置存放有样本阵列的样本盒；

第一托板，位于所述托盘架的第一端；

第二托板，位于所述托盘架的第二端。

9.根据权利要求8所述的样本存储结构，其中，

所述第一托板顶部的轴孔与所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条中的第一传动链条上的对应链节上的链轴匹配套设；

所述第二托板顶部的轴孔与所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条中的第二传动链条上的对应链节上的链轴匹配套设。

10.根据权利要求8所述的样本存储结构，其中，还包括：

存取位，对应于所述至少两个传动链条中的相邻两个传动链条之间的空间，设置于所述支撑架上。

11.根据权利要求10所述的样本存储结构，其中，还包括：

至少一个托盘定位块，所述至少一个托盘定位块中的每个托盘定位块具有定位夹槽，对应所述存取位设置在所述支撑架上。

12.根据权利要求11所述的样本存储结构，其中，所述第一托板或第二托板的外表面上具有一托盘单元凸台，所述托盘单元凸台与对应的所述至少一个托盘定位块中一个托盘定位块的定位夹槽相匹配。

13.一种液氮生物容器，其中，包括：

壳体组件，用于形成存储空间；

移动组件，位于所述壳体组件的底部，用于所述液氮生物容器的移动；

权利要求1-12中任一项所述的样本存储结构，位于所述存储空间中以及所述移动组件的上方。

14.根据权利要求13所述的液氮生物容器，其中，所述壳体组件包括：

外筒，用于作为所述壳体组件的外部壳体；

内筒，与所述外筒的内表面之间间隔绝热材料，用于形成存储空间；

上支撑轴，对应于所述壳体组件的中部位置，位于所述外筒和内筒之间的内筒上方；

下支撑轴，对应于所述壳体组件的中部位置，位于所述外筒和内筒之间的内筒下方；

架体底座，位于所述内筒的存储空间的底部，用于设置所述样本存储结构。

15.根据权利要求14所述的液氮生物容器，其中，所述壳体组件包括：

取物口，穿设所述外筒和内筒的侧壁面，开设在所述壳体组件上；

取物口门，对应于所述取物口设置，用于在存储过程中保证所述存储空间中的低温性。

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