CN115843786B - 生物样本低温存储设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种生物样本低温存储设备,包括存储仓体、存取机构、冻存架和驱动机构,其中,驱动机构与冻存架和存取机构分别连接;冻存架的数量为多个,且沿第一水平方向依次排列在存储仓体内;每个冻存架上均设有放置冻存盒的样本放置空间,样本放置空间沿第一水平方向的一侧或者两侧与外部连通;当驱动机构驱动若干个冻存架沿第一水平方向运动预设距离后,在至少一个冻存架的一侧形成存取操作空间;在驱动机构的驱动下,存取机构运动至存取操作空间中进行冻存盒的存取操作。无需如现有技术中需要在生物样本低温存储设备的箱体内单独预留出样本盒输入/输出模块的安装空间,因此本申请公开的生物样本低温存储设备便于进行小型化设计。
Description
技术领域
本申请涉及生物样本保存技术领域,尤其涉及一种生物样本低温存储设备。
背景技术
生物样本低温存储设备是目前生物医药领域的重要基础设备,通常是将诸如血液、干细胞和免疫细胞等生物样本置于冻存管中,冻存管被放入冻存盒后可进一步被放置在位于冰箱内部的冻存架上。由于冰箱的内部可产生低温环境,因此可以使生物样本长期保持活性,以实现生物样本的长期稳定保存。
现有技术中,生物样本低温存储设备上设有用于与外部进行冻存盒对接的存取口,存取口与冻存架在冰箱中的存放位置会存在一定距离,因此通常会设置一个用于在冻存架和存取口之间进行冻存盒转移的机构。例如,公开号为US20120060520A1的专利申请公开的技术方案中,箱体内的上部设有传送仓,下部设有用于存放冻存盒的冷冻箱,靠近存取口的位置处设有冻存盒输入/输出模块。在进行冻存盒存取时,首先由传送仓内的冻存架提取模块将冷冻箱内的冻存架取出,然后将冻存架运动至冻存盒输入/输出模块所在位置附近,再由冻存盒输入/输出模块将冻存盒从冻存架上取出并转移至存取口处,或者是由冻存盒输入/输出模块将冻存盒从存取口处存入至冻存架上。
可见,现有技术中由于在存取口附近需要设置冻存盒输入/输出模块来对冻存架上的冻存盒进行存入或者取出,使得在箱体内部需要单独预留出对其进行安装的空间,因此会出现生物样本低温存储设备整体占用空间较大的技术问题。
发明内容
针对现有技术中上述不足,本申请提供了一种生物样本低温存储设备,能够解决现有技术中生物样本低温存储设备整体占用空间较大的技术问题。
本申请提供了一种生物样本低温存储设备,包括存储仓体、存取机构、冻存架和驱动机构,其中,所述驱动机构与所述冻存架和所述存取机构分别连接;
所述冻存架的数量为多个,且沿第一水平方向依次排列在所述存储仓体内;每个所述冻存架上均设有放置冻存盒的样本放置空间,所述样本放置空间沿所述第一水平方向的一侧或者两侧与所述样本放置空间的外部连通;
当所述驱动机构驱动若干个所述冻存架沿所述第一水平方向运动预设距离后,在至少一个所述冻存架沿所述第一水平方向的一侧形成存取操作空间;
在所述驱动机构的驱动下,所述存取机构运动至所述存取操作空间中,以将冻存盒从一个所述样本放置空间中取出,或者将所述冻存盒存入至一个所述样本放置空间中。
在本申请一个可选的实施例中,所述生物样本低温存储设备的壳体上设置有外部对接口;所述存取操作空间沿第二水平方向设置,并且所述存取操作空间的一端朝向所述外部对接口;其中,第二水平方向与所述第一水平方向垂直。
在本申请一个可选的实施例中,所述生物样本低温存储设备还包括外部对接机构,所述驱动机构包括第一电机;所述外部对接机构包括第一传动部、第一传动配合部和样本支撑件;所述第一电机的输出轴与所述第一传动部连接;所述第一传动配合部与所述第一传动部传动配合;所述第一传动配合部与所述样本支撑件连接;
当所述第一电机的输出轴转动时,所述第一传动部相对于所述第一传动配合部转动,以使得所述样本支撑件相对于所述第一电机的主体沿所述第二水平方向运动。
在本申请一个可选的实施例中,所述外部对接机构还包括滑动连接的第一滑动连接部和第二滑动连接部,所述第一滑动连接部和所述第二滑动连接部中的至少一个沿所述第二水平方向设置;所述第二滑动连接部与所述样本支撑件连接。
在本申请一个可选的实施例中,所述第一传动部包括第一传动轮和第二传动轮,所述第一传动配合部包括第一传动带;所述第一传动轮和所述第二传动轮沿所述第二水平方向间隔设置;所述第一电机的输出轴与所述第一传动轮的端面连接,所述第一传动带套设于所述第一传动轮和所述第二传动轮的外周面;所述第一传动带与所述样本支撑件连接。
在本申请一个可选的实施例中,所述第一传动部包括第一齿轮,所述第一传动配合部包括第一齿条,所述第一齿条沿所述第二水平方向设置;所述第一电机的输出轴与所述第一齿轮的端面连接,所述第一齿轮的外周面与所述第一齿条传动配合;所述第一齿条与所述样本支撑件连接。
在本申请一个可选的实施例中,所述外部对接机构还包括对接支撑件、第一连接板、第三传动轮、第四传动轮、第一转轴、第二转轴和第二传动带;
所述第一转轴和所述第二转轴沿所述第二水平方向间隔设置,且依次与所述第一连接板连接,所述第一转轴和所述第二转轴的转动轴线均与所述第二水平方向垂直,所述第三传动轮套设于所述第一转轴的外周面,所述第四传动轮套设于所述第二转轴的外周面;所述第二传动带套设于所述第三传动轮和所述第四传动轮的外周面,且所述第二传动带靠近所述样本支撑件的一侧与所述样本支撑件连接,所述第二传动带靠近所述对接支撑件的一侧与所述对接支撑件连接;所述第一传动配合部与所述第一连接板连接。
在本申请一个可选的实施例中,所述驱动机构包括第三电机,所述生物样本低温存储设备还包括第七传动部和第七传动配合部;所述第七传动配合部沿所述第一水平方向设置,所述第三电机的主体与至少一个所述冻存架连接,所述第三电机的输出轴与所述第七传动部连接,所述第七传动部与所述第七传动配合部传动配合;当所述第三电机的输出轴转动时,带动所述第七传动部相对于所述第七传动配合部转动,以使得与所述第三电机的主体相连的所述冻存架相对于所述第七传动配合部沿所述第一水平方向运动。
在本申请一个可选的实施例中,所述生物样本低温存储设备还包括第一传动机构,所述第一传动机构连接所述存取机构和所述驱动机构;在所述驱动机构的驱动下,所述第一传动机构带动所述存取机构沿竖直方向运动。
在本申请一个可选的实施例中,所述第一传动机构包括第一升降板、第二升降板、第八传动部和第八传动配合部;所述驱动机构包括第四电机;所述第四电机的输出轴与所述第八传动部连接,所述第八传动配合部与所述第八传动部传动配合;所述第八传动配合部与所述第二升降板连接,所述第四电机的主体与所述第一升降板连接;所述第二升降板与所述存取机构连接;
当所述第四电机的输出轴转动时,所述第八传动部带动所述第八传动配合部运动,以使得所述第二升降板和所述存取机构相对于所述第一升降板沿所述竖直方向运动。
在本申请一个可选的实施例中,所述第一传动机构还包括第三升降板、第十传动轮、第十转轴、第十一传动轮、第十一转轴和第六传动带,所述第十转轴和所述第十一转轴沿所述竖直方向间隔设置在所述第二升降板上,所述第十转轴和所述第十一转轴的转动轴线均与所述竖直方向垂直,所述第十传动轮套设于所述第十转轴的外周面,所述第十一传动轮套设于所述第十一转轴的外周面;所述第六传动带套设于所述第十传动轮和所述第十一传动轮的外周面,且所述第六传动带靠近所述第三升降板的一侧与所述第三升降板连接;所述第六传动带靠近所述第一升降板的一侧与所述第一升降板连接,所述第三升降板与所述存取机构连接。
在本申请一个可选的实施例中,所述第一传动机构包括第一螺杆、第一螺母、第十四传动轮和第八传动带;所述驱动机构包括第六电机;
所述第六电机的输出轴与所述第十四传动轮的端面连接;所述第十四传动轮和所述第一螺母沿与水平面平行的方向间隔设置,所述第八传动带与所述第十四传动轮和所述第一螺母的外周面传动配合;所述第一螺杆沿竖直方向设置,所述第一螺杆的一端与所述存取机构连接,所述第一螺杆穿过所述第一螺母且与所述第一螺母螺纹连接;
当所述第六电机的输出轴转动时,所述第十四传动轮带动所述第一螺母相对于所述第一螺杆转动,以使得所述第一螺杆带动所述存取机构沿所述竖直方向运动。
在本申请一个可选的实施例中,所述第一传动机构还包括第八转轴;所述驱动机构包括第五电机;所述存取机构包括传动组件和铲板;
所述第八转轴沿所述竖直方向设置,并且穿设于所述第一螺杆的内部;所述第八转轴的第一端与所述第五电机的输出轴连接;所述传动组件分别连接所述第八转轴的第二端和所述铲板;
当所述第五电机的输出轴转动时,带动所述第八转轴转动,以使得所述传动组件带动所述铲板沿所述第一水平方向运动。
在本申请一个可选的实施例中,所述生物样本低温存储设备还包括第十五传动轮和第十六传动轮;所述驱动机构还包括第七电机;所述第七电机的输出轴与所述第十五传动轮的端面连接,所述第十五传动轮与所述第十六传动轮的外周面传动配合,所述第十六传动轮的端面与所述存取机构连接,所述第十六传动轮的转动轴线与竖直方向平行。
在本申请一个可选的实施例中,所述驱动机构还包括第五电机;所述存取机构包括传动组件和铲板,所述传动组件与所述第五电机的输出轴和所述铲板分别连接;当所述第五电机的输出轴转动时,所述传动组件带动所述铲板沿所述第一水方向运动。
在本申请一个可选的实施例中,所述传动组件包括第十七齿轮、第十八齿轮、第十九齿轮和第九传动带;所述第五电机的输出轴、所述第十七齿轮的转动轴线和所述第九传动带均沿所述第一水平方向设置,所述第五电机的输出轴与所述第十七齿轮的端面连接,所述第十七齿轮和所述第十八齿轮的外周面传动配合;所述第十八齿轮的端面与所述第十九齿轮的端面连接,所述第十八齿轮和所述第十九齿轮的转动轴线均沿第二水平方向设置;
所述第九传动带为链条,包括均沿所述第一水平方向设置的第一端和第二端,所述第九传动带的第一端与第二端在竖直方向上的高度不同;所述第九传动带的第一端与所述第十九齿轮的外周面传动配合,所述第九传动带的第二端与所述铲板连接;其中,所述第二水平方向和所述竖直方向均与所述第一水平方向垂直。
在本申请一个可选的实施例中,所述传动组件包括第二十二齿轮和第九齿条;所述第五电机的输出轴与所述第二十二齿轮的端面连接,所述第九齿条沿所述第一水平方向设置,所述第二十二齿轮的外周面与所述第九齿条传动配合,所述第九齿条与所述铲板连接;
当所述第五电机的输出轴转动时,所述第二十二齿轮相对于所述第九齿条转动,以使得所述第九齿条带动所述铲板相对于所述第五电机的主体沿所述第一水平方向运动。
本申请提供的生物样本低温存储设备,通过驱动机构驱动若干个冻存架沿第一水平方向运动预设距离后,可在至少一个冻存架的一侧形成存取操作空间,从而存取机构运动至存取操作空间中既可进行冻存盒存入或取出操作,无需如现有技术中需要在生物样本低温存储设备的箱体内单独预留出样本盒输入/输出模块(完成从冻存架上存入或取出冻存盒的操作)的安装空间,因此本申请实施例提供的生物样本低温存储设备便于进行小型化设计,以解决现有技术中生物样本低温存储设备整体占用空间较大的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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为本申请实施例提供的生物样本低温存储设备外部结构示意图;
图2为本申请实施例提供的生物样本低温存储设备透明显示壳体的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的生物样本低温存储设备传送仓体的内部结构示意图;
图4为本申请实施例提供的生物样本低温存储设备下半部分的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种可选实施方式的外部对接机构侧视图;
图6为本申请实施例提供的一种可选实施方式的外部对接机构的第一视角立体图;
图7为本申请实施例提供的一种可选实施方式的外部对接机构的第二视角立体图;
图8为本申请实施例提供的另一种可选实施方式的外部对接机构的第一视角立体图;
图9为本申请实施例提供的另一种可选实施方式的外部对接机构的第二视角立体图;
图10为本申请实施例提供的一种可选实施方式的存取机构、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构和第四传动机构的组合结构示意图;
图11为本申请实施例提供的一种可选实施方式的存取机构、第一传动机构和第二传动机构的组合结构第一视角立体图;
图12为本申请实施例提供的一种可选实施方式的存取机构、第一传动机构和第二传动机构的组合结构第二视角立体图;
图13为本申请实施例提供的一种可选实施方式的第一传动机构的俯视图;
图14为本申请实施例提供的一种可选实施方式的第一传动机构的侧视图;
图15为本申请实施例提供的一种可选实施方式的存取机构的第一视角立体图;
图16为本申请实施例提供的一种可选实施方式的存取机构的第二视角立体图;
图17为本申请实施例提供的另一种可选实施方式的存取机构的第一视角立体图;
图18为本申请实施例提供的另一种可选实施方式的存取机构、第一传动机构、第二传动机构和第三传动机构的组合结构第一视角立体图;
图19为本申请实施例提供的另一种可选实施方式的存取机构、第一传动机构、第二传动机构和第三传动机构的组合结构第二视角立体图。
附图标记说明:
101、存取机构;1011、铲板;1012、第十七齿轮;1013、第九传动带;1014、第十八齿轮;1015、第十九齿轮;1016、第六转轴;1017、存取安装架;1018、第三传动安装座;1019a、第十七滑动连接部;1019b、第十八滑动连接部;102、第一传动机构;1020a、第五固定件;1020b、第六固定件;1020c、第七固定件;1020d、第八固定件;1020e、第九固定件;1021、第一升降板;1022、第二升降板;1023、第三升降板;1024、第四升降板;1025、第八传动轮;1026、第五传动带;1027、第九传动轮;1028、第十传动轮;1029、第十一传动轮;1030、第六传动带;1031、第十二传动轮;1032、第十三传动轮;1033、第七传动带;1034、第十一滑动连接部;1035、第十二滑动连接部;1036、第十三滑动连接部;1037、第十四滑动连接部;1038、第十五滑动连接部;1039、第十六滑动连接部;1041、第一螺杆;1042、第一螺母;1043、第一传动安装座;1044、第二传动安装座;1045、第十四传动轮;1046、第八传动带;1047、第二十传动轮;1048、第二十一传动轮;1049、第十传动带;1051、第十五传动轮;1052、第十六传动轮;1053、第二十二齿轮;1054、第九齿条;1055、第八转轴;106、第三传动机构;107、第四传动机构;201、冻存架;202、架体保温板;301、第一电机;302、第二电机;303、第三电机;304、第四电机;305、第五电机;306、第六电机;307、第七电机;40、外部对接机构;401、对接支撑件;402、第一传动部;403、第一传动配合部;404、样本支撑件;406、第一滑动连接部;407、第二滑动连接部;408、第一连接板;409、第三传动轮;410、第四传动轮;411、第一转轴;412、第二转轴;413、第二传动带;414、第三滑动连接部;415、第四滑动连接部;416、第五滑动连接部;417、第六滑动连接部;418、第二连接板;419、第五传动轮;420、第六传动轮;421、第三转轴;422、第四转轴;423、第三传动带;424、第一固定件;425、第三固定件;426、对接盖板;427、第五转轴;428、第二固定件;429、第四固定件;50、存储仓体;501、保温盖板;502、存取操作空间;503、第七转轴;505、第八滑动连接部;60、传送仓体;70、壳体;701、散热孔;702、外部对接口;80、制冷机构。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
在本申请中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
参考图1-图19,本申请实施例提供了一种生物样本低温存储设备,包括存储仓体50、存取机构101、冻存架201和驱动机构(未图示),其中,驱动机构与冻存架201和存取机构101分别连接;冻存架201的数量为多个,且沿第一水平方向依次排列在存储仓体50内;每个冻存架201上均设有放置冻存盒的样本放置空间(未图示),样本放置空间沿第一水平方向的一侧或者两侧与样本放置空间的外部连通。
当驱动机构驱动若干个冻存架201沿第一水平方向运动预设距离后,在至少一个冻存架201沿第一水平方向的一侧形成存取操作空间502。
在驱动机构的驱动下,存取机构101运动至存取操作空间502中,以将冻存盒从一个样本放置空间中取出,或者将冻存盒存入至一个样本放置空间中。
本实施例中,参见图2,生物样本低温存储设备的内部至少设有存储仓体50,全部冻存架201放置于存储仓体50中。在存储仓体50中可产生低温环境,以对放置于冻存架201上的冻存盒进行低温存储。其中,低温环境通常是指温度在-80℃或-80℃以下的环境,在该环境中保存生物样本可降低生物样本的生化反应,保持生物样本内各种成分的稳定性。
本实施例中,为了提高空间利用率,可以在存储仓体50中放置多个冻存架201,且多个冻存架201沿第一水平方向依次排列在存储仓体50中。其中,第一水平方向为与水平面平行的方向,本实施例对第一水平方向的具体指向不做具体限定,可以为与水平面平行的任意方向。例如,参见图2和图4,第一水平方向可以为图中坐标系中的x方向或者与之相反的方向。
本实施例中,每个冻存架201均包括至少一个支撑件(未图示),支撑件上设有用于放置一个或者多个冻存盒的样本放置空间。其中,冻存架201及支撑件的具体结构组成、形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行相应的设置。
本实施例中,样本放置空间可以是完全开放的空间,也可以是仅一侧或者两侧具有开口的半封闭空间。样本放置空间沿第一水平方向的一侧或者两侧与样本放置空间的外部连通是指,样本放置空间沿第一水平方向的一侧或者两侧具有开口,以使得存取机构101可以穿过开口将冻存盒存储在样本放置空间中,或者从样本放置空间中将冻存盒取出。
可选地,为了使得存取机构101可从冻存架201沿第一水平方向的两侧均可对冻存盒进行存取,可优选样本放置空间沿第一水平方向的两侧均与外部连通。
进一步地,为了在存储较多冻存盒的同时,提高对冻存盒的存取效率,可优选一个样本放置空间中可存放两个冻存盒,从而存取机构101可从冻存架201沿第一水平方向的两侧分别对其中一个冻存盒进行存取。
本实施例中,冻存架201的数量以及每个冻存架201上可放置的冻存盒数量不限,可根据实际应用需求进行合理设置。
可选地,为了提高生物样本低温存储设备能进行低温存储的冻存盒数量,可优选每个冻存架201上均设有多层样本放置空间,即每个冻存架201上均设有多个位于不同竖直高度的支撑件。
进一步地,还可优选每个样本放置空间沿第一水平方向的两侧具有开口,以使得存取机构101在冻存架201相对的两侧均可以进行冻存盒的存取。
本实施例中,存取机构101至少用于将冻存盒从一个样本放置空间中取出,并转移至存储仓体50外部;或者将从存储仓体50外部获取的冻存盒存放至一个样本放置空间中。其中,存取机构101的具体结构组成不限,可根据实际应用需求进行相应的设置。例如,存取机构101可包括铲板1011或者夹爪(未图示),通过铲板1011的往复运动或者夹爪的夹取运动可将冻存盒从一个样本放置空间中取出,或者将冻存盒存放至一个样本放置空间中。
本实施例中,驱动机构用于为其他机构的运动提供驱动力,其具体结构组成、所提供的驱动力大小、设置位置、与其他机构的连接方式、形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理设置。例如,驱动机构可以包括多个驱动件,全部或者部分驱动件为电机,不同的电机所提供的驱动力大小可以相同也可以不同,不同的电机可以设置在生物样本低温存储设备的不同位置,并且分别与不同的其他机构相连并为之提供驱动力。
本实施例中,存取机构101和驱动机构可以位于存储仓体50的内部,也可以位于存储仓体50的外部。但是考虑到适用于低温环境中使用的元器件造价往往会高于仅适用于非低温环境中使用的元器件的造价,因此可优选将存取机构101和驱动机构均设置在存储仓体50的外部。例如,参见图2,生物样本低温存储设备的内部还包括传送仓体60,为了提高空间利用率,传送仓体60位于存储仓体50的上方,驱动机构大部分位于传送仓体60中,并且存取机构101在不进行存取操作时,也位于传送仓体60中。
可选地,考虑到适用于低温环境中使用的低温电机价格相较于不适用于低温环境中使用的常温电机更贵,因此当驱动机构包括多个电机时,可优选使用常温电机,并将常温电机的位置设置在存储仓体50的外部。
本实施例中,由于为了提高冻存架201的放置数量,通常在存储仓体50中,相邻的两个冻存架201在第一水平方向上的间距会被设置得较小,存取机构101难以运动至两者之间进行冻存盒的存取操作,因此为了将冻存盒存放到样本放置空间或者从样本放置空间取出冻存盒,可通过运动冻存架201的位置,以形成可供存取机构101从冻存架201上取出冻存盒或者将冻存盒存入冻存架201的存取操作空间502。其中,存取操作空间502的具体大小不限,在实际应用中可根据存取机构101的结构组成以及执行存取操作所需的最小空间大小所确定。
本实施例中,驱动机构可与一个或者多个冻存架201相连,并且驱动一个或者多个冻存架201沿第一水平方向运动预设距离后,可在至少一个冻存架201的一侧形成存取操作空间502,即存取操作空间502可形成于相邻的两个冻存架201之间,也可形成于位于边部的一个冻存架201的一侧。例如,参见图4,当三个冻存架201较为紧密的沿第一水平方向排列时,存取操作空间502可以仅位于一个冻存架201的一侧。
本实施例中,驱动机构与存取机构101相连,可驱动存取机构101在存取操作空间502的内部和外部进行运动以及执行冻存盒的存取操作,具体而言,当存取机构101运动至存取操作空间502中后,可进一步沿第一水平方向运动并伸入至一个样本放置空间中,以将冻存盒从一个样本放置空间中取出并转移至存储仓体50外部,或者将从存储仓体50外部获取的冻存盒存放至一个样本放置空间中。其中,驱动机构驱动存取机构101运动以及执行存取操作的具体传动结构不限,可根据实际应用需求进行合理选择。
可选地,参见图1和图3,生物样本低温存储设备的外部还可以包括壳体70,生物样本低温存储设备中的绝大部分结构件均位于壳体70的内部。壳体70上设有用于与外部进行对接的外部对接口702,通过将冻存盒放置在外部对接口702所在位置的附近,可实现冻存盒在生物样本低温存储设备内部和外部之间的转移。
进一步地,还可在外部对接口702附近位置处设置有外部对接机构40。在驱动机构的驱动下,存取机构101可将冻存盒在外部对接机构40和冻存架201之间进行转移。
其中,外部对接机构40也与驱动机构连接。在驱动机构的驱动下,外部对接机构40可在外部对接口702附近获取来自生物样本低温存储设备外部的冻存盒,并将冻存盒转移至生物样本低温存储设备内部;或者将位于生物样本低温存储设备内部的冻存盒转移至外部对接口702附近,以供用户从生物样本低温存储设备外部进行拿取。
进一步地,参见图5或图9,为了实现自动化地转移冻存盒,驱动机构可包括第一电机301,外部对接机构40包括第一传动部402、第一传动配合部403和样本支撑件404。第一电机301的输出轴与第一传动部402连接;第一传动配合部403与第一传动部402传动配合;第一传动配合部403与样本支撑件404连接。
其中,样本支撑件404用于支撑冻存盒,样本支撑件404上设有用于支撑冻存盒的暂存空间。样本支撑件404的具体形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理选择。
当第一电机301的输出轴转动时,第一传动部402相对于第一传动配合部403转动,以使得第一传动配合部403可带动样本支撑件404相对于第一电机301的主体沿第二水平方向运动。
第二水平方向与水平面平行,具体指向不做具体限定,可以为与水平面平行的任意方向,即可以与第一水平方向相同,也可以与第一水平方向不同。例如,参见图5-图9,第二水平方向可以为图中坐标系中的y方向或者与之相反的方向。
第一传动部402和第一传动配合部403的具体种类、尺寸和形状不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,第一传动部402和第一传动配合部403可以分别为链轮和链条,也可以分别为齿轮和齿条,还可以分别为两个传动轮和套设在两个传动轮外周面上的一条传动带。
进一步地,为了获得较为稳定的传动效果,参见图8和图9,在外部对接机构40的一种可选的实施方式中,第一传动部402可包括第一传动轮(未图示)和第二传动轮(未图示),第一传动配合部403可包括第一传动带(未图示),第一传动轮和第二传动轮沿第二水平方向间隔设置。第一电机301的输出轴与第一传动轮的端面连接,第一传动带套设于第一传动轮和第二传动轮的外周面,第一传动带与样本支撑件404连接。
当第一电机301的输出轴转动时,第一传动轮和第二传动轮均相对于第一传动带转动,以使得第一传动带带动样本支撑件404沿第二水平方向运动。
进一步地,参见图5,为了简化结构并且获得较高的结构强度,可优选第一传动部402包括第一齿轮(未图示),第一传动配合部403包括第一齿条(未图示)。第一电机301的输出轴与第一齿轮的端面连接,第一齿轮的外周面与第一齿条传动配合,且第一齿条沿第二水平方向设置;第一齿条与样本支撑件404连接。
当第一电机301的输出轴转动时,第一齿轮相对于第一齿条转动,以使得第一齿条可带动样本支撑件404沿第二水平方向运动。
进一步地,为了提高样本支撑件404沿第二水平方向运动的平稳性,可增加用于对其运动进行导向的机构。具体而言,外部对接机构40还可包括滑动连接的第一滑动连接部406和第二滑动连接部407,第一滑动连接部406和第二滑动连接部407中的至少一个沿第二水平方向设置;第二滑动连接部407与样本支撑件404连接。
当第一电机301的输出轴转动时,第一传动部402相对于第一传动配合部403转动,以使得第一传动配合部403可带动样本支撑件404和第二滑动连接部407相对于第一滑动连接部406和第一电机301的主体沿第二水平方向运动。
其中,第一滑动连接部406和第二滑动连接部407具体种类、形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,第一滑动连接部406可以为滑块结构,第二滑动连接部407可以为滑轨结构,第二滑动连接部407沿第二水平方向设置。又例如,第一滑动连接部406可以为具有导向槽的板状结构,第二滑动连接部407可以为可在导向槽中运动的凸起结构,第一滑动连接部406的导向槽沿第二水平方向设置。
此外,需要说明的是,第二滑动连接部407与样本支撑件404的连接可以是直接连接,也可以是间接连接。例如,当导向机构为诸如图8所示的单级滑动结构时,第二滑动连接部407与样本支撑件404直接连接;参见图7,当导向机构为多级滑动结构时,第二滑动连接部407与样本支撑件404间接连接,即第二滑动连接部407与样本支撑件404之间还包括多个其他结构件。
进一步地,为了便于对结构件进行装配,可设置用于支撑相关结构件的支撑机构。具体而言,外部对接机构40还包括对接支撑件401,第一电机301的主体和第一传动配合部403中的一个安装在对接支撑件401上。
例如,参见图5-图9,第一电机301的主体和第一滑动连接部406均安装在对接支撑件401上。
进一步地,可优选外部对接机构40沿第二水平方向的长度可调。具体而言,参见图5-图7,外部对接机构40还包括第一连接板408、第三传动轮409、第四传动轮410、第一转轴411、第二转轴412和第二传动带413。第一转轴411和第二转轴412沿第二水平方向间隔设置,且依次与第一连接板408连接,第一转轴411和第二转轴412的转动轴线均与第一水平方向平行。第三传动轮409套设于第一转轴411的外周面,第四传动轮410套设于第二转轴412的外周面。第二传动带413套设于第三传动轮409和第四传动轮410的外周面,且第二传动带413靠近于样本支撑件404的一侧与样本支撑件404连接,第二传动带413靠近于对接支撑件401的一侧与对接支撑件401连接。第一连接板408与第一传动配合部403连接。
例如,参见图7和图8,第二水平方向可以为图中坐标系中的y方向或者与之相反的方向,第一水平方向可以为图中坐标系中的x方向或者与之相反的方向。
若第一传动配合部403包括第一齿条,第一传动部402包括第一齿轮,则第一齿条与第一连接板408连接。
当第一电机301的输出轴转动时,第一传动部402相对于第一传动配合部403转动,以使得第一传动配合部403带动第一连接板408相对于对接支撑件401运动,同时由于第一固定件424将第二传动带413的某一点固定于对接支撑件401上,当第一连接板408移动时,第一连接板408通过第三传动轮409和第四传动轮410为第二传动带413提供一个拉扯力,从而使第二传动带413可以相对于第三传动轮409和第四传动轮410转动,从而使第二传动带413相对于第一连接板408转动,从而带动通过第二固定件428连接在第二传动带413上的样本支撑件404相对于第一连接板408移动,从而增大样本支撑件404的运动行程,即样本支撑件404的行程为样本支撑件404相对于第一连接板408运动的行程加上第一连接板408相对于对接支撑件401运动的行程之和,故采用此结构可增大样本支撑件404相对于对接支撑件401沿第二水平方向的运动范围,有利于提高空间利用率。
其中,第二传动带413与对接支撑件401和样本支撑件404连接方式不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,为了便于安装于装配,参见图5和图6,第二传动带413与对接支撑件401可通过第一固定件424间接连接,第二传动带413与样本支撑件404可通过第二固定件428以及其他组件间接连接;第二传动带413与对接支撑件401之间以及第二传动带413与样本支撑件404之间,还可通过粘接或者焊接的方式直接连接。
进一步地,为了提高样本支撑件404相对于第一连接板408运动的平稳性,可在样本支撑件404和第一连接板408之间增加用于进行导向的机构。具体而言,参见图5-图7,外部对接机构40还包括滑动连接的第三滑动连接部414和第四滑动连接部415。第三滑动连接部414和第四滑动连接部415中的至少一个沿第二水平方向设置。第四滑动连接部415与样本支撑件404连接,第三滑动连接部414与第一连接板408连接。当第一电机301的输出轴转动时,样本支撑件404可相对于第三滑动连接部414沿第二水平方向运动。
其中,第四滑动连接部415与样本支撑件404的连接可以是直接连接,也可以是间接连接,本实施例在此不做限定。
进一步地,外部对接机构40还包括第二连接板418、第五传动轮419、第六传动轮420、第三转轴421、第四转轴422和第三传动带423。
第三转轴421和第四转轴422沿第二水平方向间隔设置,且依次与第二连接板418连接,第三转轴421和第四转轴422的转动轴线均与第二水平方向垂直,即均平行于第一水平方向。第五传动轮419套设于第三转轴421的外周面,第六传动轮420套设于第四转轴422的外周面;第三传动带423套设于第五传动轮419和第六传动轮420的外周面,且第三传动带423靠近样本支撑件404的一侧与样本支撑件404连接,第三传动带423靠近第一连接板408的一侧与第一连接板408连接;第二连接板418与第二传动带413靠近样本支撑件404的一侧连接。
当第一电机301的输出轴转动时,第一传动部402相对于第一传动配合部403转动,以使得第一传动配合部403带动第一连接板408相对于对接支撑件401运动,同时由于第一固定件424将第二传动带413的某一点固定于对接支撑件401上,当第一连接板408移动时,第一连接板408通过第三传动轮409和第四传动轮410为第二传动带413提供一个拉扯力,从而使第二传动带413可以相对于第三传动轮409和第四传动轮410转动,从而使第二传动带413相对于第一连接板408转动,从而带动通过第二固定件428连接在第二传动带413上的第二连接板418相对于第一连接板408移动,同时由于第三固定件425将第三传动带423的某一点固定于第一连接板408上,当第二连接板418移动时,第二连接板418通过第五传动轮419和第六传动轮420为第三传动带423提供一个拉扯力,从而使第三传动带423可以相对于第五传动轮419和第六传动轮420转动,从而使第三传动带423相对于第二连接板418转动,从而带动通过第四固定件429连接在第三传动带423上的样本支撑件404相对于第二连接板418移动,从而进一步增大样本支撑件404的运动行程,即样本支撑件404的行程为样本支撑件404相对于第二连接板418运动的行程加上第二连接板418相对于第一连接板408运动的行程,以及第一连接板408相对于对接支撑件401运动的行程之和,故采用此结构可进一步增大样本支撑件404相对于对接支撑件401沿第二水平方向的运动范围,且有利于提高空间利用率。
其中,第三传动带423与第一连接板408和样本支撑件404连接方式不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,参见图5和图7,第三传动带423与第一连接板408可通过第三固定件425间接连接,第三传动带423与样本支撑件404可通过第四固定件429间接连接;第二传动带413与对接支撑件401之间以及第二传动带413与第二连接板418之间,还可通过粘接或者焊接的方式直接连接。
进一步地,为了提高样本支撑件404相对于第二连接板418运动的平稳性,外部对接机构40还包括滑动连接的第五滑动连接部416和第六滑动连接部417;第五滑动连接部416和第六滑动连接部417中的至少一个沿第二水平方向设置;第六滑动连接部417与样本支撑件404连接,第五滑动连接部416与第二连接板418连接。
其中,第六滑动连接部417与样本支撑件404的连接可以是直接连接,也可以是间接连接,本实施例在此不做限定。
进一步地,为了提高样本支撑件404的运动平稳性,可设置多对用于进行导向的机构。具体而言,参见图5-图7,外部对接机构40可包括下述结构中的至少其一:
第一滑动连接部406和第二滑动连接部407的数量均为多个,并且一一传动配合;沿第一水平方向,多个第一滑动连接部406依次设置。
第三滑动连接部414和第四滑动连接部415的数量均为多个,并且一一传动配合;沿第一水平方向,多个第三滑动连接部414依次设置。
第五滑动连接部416和第六滑动连接部417的数量均为多个,并且一一传动配合;沿第一水平方向,多个第五滑动连接部416均依次设置。
进一步地,为了减少外部对接机构40在与水平面平行的方向上的空间占用,参见图5-图7,可优选样本支撑件404、第二连接板418、第一连接板408和对接支撑件401中的至少两个在竖直方向上依次层叠设置。其中,竖直方向与水平面垂直,即垂直于本实施例中所提及的多个水平方向。并且可优选样本支撑件404、第二连接板418、第一连接板408和对接支撑件401在竖直方向上均依次层叠设置。
层叠设置是指两者不会沿着与水平面平行的任一方向依次设置,即两者在与水平面平行的方向上的长度会有重合,使得两者在与水平面平行的方向上共同占据的总长度会小于两者单独占据的长度之和。
进一步地,为了使整体结构受力更为均衡,参见图6和图7,可优选沿第一水平方向,第二传动带413和第三传动带423位于样本支撑件404相对的两侧。
进一步地,为了使得整体结构强度更高,参见图5-图7,可优选第一滑动连接部406、第三滑动连接部414、第五滑动连接部416均为滑块,第二滑动连接部407、第四滑动连接部415、第六滑动连接部417均为滑轨,第二滑动连接部407、第四滑动连接部415、第六滑动连接部417均沿第二水平方向设置。
进一步地,考虑到生物样本低温存储设备在使用状态下,其内部的温度相对较低,为了对生物样本低温存储设备的内部进行更好地保冷,参见图5,可优选外部对接机构40还包括对接盖板426,对接支撑件401上设有用于供冻存盒穿过的提取口(未图示),对接盖板426用于打开或者闭合提取口。当需要从样本支撑件404上取走冻存盒时,或者将冻存盒放置在样本支撑件404上时,可通过对接盖板426打开冻存盒,以供冻存盒从提取口穿过。
进一步地,为了实现自动化地打开或者闭合提取口,参见图5,外部对接机构40还包括第二电机302和第五转轴427,第二电机302的输出轴与第五转轴427的端面连接,第五转轴427与对接盖板426连接;当第二电机302的输出轴转动时,第五转轴427带动对接盖板426相对于对接支撑件401转动。
可选地,参见图2和图4,可优选第二水平方向与第一水平方向垂直,外部对接口702设置在全部冻存架201沿第二水平方向的一侧,即存取操作空间502沿第二水平方向设置且存取操作空间502的一端朝向外部对接口702。例如,参见图4,第二水平方向可以为图中坐标系中的y方向或者与之相反的方向,第一水平方向可以为图中坐标系中的x方向或者与之相反的方向。
当在从生物样本低温存储设备中取出冻存盒过程中(即存取机构101从样本放置空间移动至外部对接口702时),由于存取操作空间502沿第二水平方向且存取操作空间502的一端朝向外部对接口702设置,从而可以使存取机构101从样本放置空间中取出冻存盒后,存取机构101可以继续在存取操作空间502沿第二水平方向并朝向外部对接口702运动一段距离后,当存取机构101运动至靠近外部对接口702的一侧时,再离开存取操作空间502并将冻存盒转移至外部对接口702。
在将冻存盒存入生物样本低温存储设备的过程中(即存取机构101从外部对接口702移动至样本放置空间时),由于存取操作空间502沿第二水平方向且存取操作空间502的一端朝向外部对接口702设置,从而可以使存取机构101从存取操作空间502靠近外部对接口702的一侧先进入存取操作空间502,然后再在存取操作空间502中沿第二水平方向移动至样本放置空间的位置,并将冻存盒存入样本放置空间中。
由于冻存架201和存取操作空间502均位于存储仓体50中,存储仓体50中可产生低温环境,因此外部对接口702与冻存架201以及存取操作空间502,采用此种位置设置方式,存取机构101在将冻存盒在从样本放置空间与外部对接口702之间进行转移时,存取机构101的运动路径中有大部分时间是位于存储仓体50的低温环境中的,所以可以使冻存盒在大部分时间内可均位于低温环境中,有利于保证冻存盒中所存储的生物样本的活性。
具体如下:如果存取操作空间502的一端未朝向外部对接口702设置,在从生物样本低温存储设备中取出冻存盒过程中(即存取机构101从样本放置空间移动至外部对接口702时),存取机构101在从样本放置空间中取出冻存盒后,如果需要继续移动至外部对接口702时,需要先从存取操作空间502中退出,并在存取操作空间502的外部(即传送仓体60内)运动至靠近外部对接口702的位置处,才能将冻存盒转移至外部对接口702。由于传送仓体60主要用于放置驱动机构,为了保证驱动机构稳定的运行及节约产品制造成本,在传送仓体60中通常不会再设置制冷模组进行制冷,传送仓体60中的温度会比存储仓体50高,因此外部对接口702与冻存架201以及存取操作空间502,采用此种位置设置方式,会使存取机构101的运动路径中有大部分时间是位于传送仓体60的非低温环境中的,从而会导致冻存盒在较长时间内是位于非低温环境中,不利于保证冻存盒中所存储的生物样本的活性。
同时,将冻存盒存入生物样本低温存储设备的过程中(即存取机构101从外部对接口702移动至样本放置空间时),存取机构101在从外部对接口702处取出冻存盒后,需要在存取操作空间502的外部(即传送仓体60内)运动至存取操作空间502的上方后,才能进入存取操作空间502内,将冻存盒转移至样本放置空间。由于传送仓体60主要用于放置驱动机构,为了保证驱动机构稳定的运行及节约产品制造成本,在传送仓体60中通常不会再设置制冷模组进行制冷,传送仓体60中的温度会比存储仓体50高,因此外部对接口702与冻存架201以及存取操作空间502,采用此种位置设置方式,会使存取机构101的运动路径中有大部分时间是位于传送仓体60的非低温环境中的,从而会导致冻存盒在较长时间内是位于非低温环境中,不利于保证冻存盒中所存储的生物样本的活性。
可选地,为了使得冻存架201能够自动化地沿第一水平方向运动,参见图4,可优选驱动机构包括第三电机303,生物样本低温存储设备还包括第七传动部(未图示)和第七传动配合部(未图示)。第七传动配合部沿第一水平方向设置,第三电机303的主体与至少一个冻存架201连接,第三电机303的输出轴与第七传动部连接,第七传动部与第七传动配合部传动配合。
当第三电机303的输出轴转动时,第七传动部相对于第七传动配合部转动,以使得与第三电机303的主体相连的冻存架201可相对于第七传动配合部沿第一水平方向运动。
其中,第三电机303的数量可以为一个或者多个,具体数量不限,可根据实际应用需求进行合理设置。例如,如果冻存架201的数量为三个的话,每个冻存架201可以均与一个第三电机303的主体相连,当其中两个需要沿第一水平方向运动时,分别与之相连的两个第三电机303的输出轴可以同时进行转动,以使得这两个冻存架201可沿第一水平方向运动;也可以是仅位于中间的一个冻存架201与一个第三电机303的主体相连,当其中两个需要沿第一水平方向运动时,一个第三电机303的输出轴转动后,中间的一个冻存架201可带动与之相邻的一个冻存架201沿第一水平方向运动。
此外,第七传动部和第七传动配合部的具体种类、尺寸和形状不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,第七传动部和第七传动配合部可以分别为链轮和链条,也可以分别为齿轮和齿条,还可以分别为两个传动轮和套设在两个传动轮外周面上的一条传动带。
进一步地,为了简化结构并且保证结构强度,可优选第七传动部包括第二齿轮(未图示),第七传动配合部包括第二齿条(未图示),第二齿轮的端面与第三电机303的输出轴连接,第二齿条与第二齿轮的外周面啮合连接,第二齿条沿第一水平方向设置。
当第三电机303的输出轴转动时,第二齿轮相对于第二齿条转动,以使得与第三电机303的主体相连的冻存架201可相对于第二齿条沿第一水平方向运动。
进一步地,参见图4,可优选第三电机303和第七传动部的数量为多个,并且多个第三电机303主体与多个冻存架201一一连接;多个第七传动部沿第一水平方向依次与第七传动配合部传动配合。由于采用一个第七传动配合部与多个第七传动部的外周面传动配合,可以起到简化结构的效果。
进一步地,为了提高冻存架201沿第一水平方向运动的平稳性,可增加用于对其运动进行导向的机构。具体而言,参见图3,生物样本低温存储设备还包括第七滑动连接部(未图示)和第八滑动连接部505,第八滑动连接部505沿第一水平方向设置;第七滑动连接部的数量为多个,沿第一水平方向依次与第八滑动连接部505滑动连接,并且每个冻存架201分别连接至少一个第七滑动连接部。
其中,第七滑动连接部和第八滑动连接部505的具体种类、形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,第七滑动连接部可以为滑块结构,第八滑动连接部505可以为滑轨结构。又例如,第八滑动连接部505可以为具有导向槽的板状结构,导向槽沿第一水平方向设置。第七滑动连接部可以为可在导向槽中运动的凸起结构。
进一步地,考虑到冻存架201沿第二水平方向具有一定的长度,为了提高整体结构强度,可优选第七传动配合部和第八滑动连接部505设置在全部冻存架201沿第二水平方向的两侧。
进一步地,为了进一步提高冻存架201沿第一水平方向运动的平稳性,生物样本低温存储设备还可包括第九滑动连接部(未图示)和第十滑动连接部(未图示),第九滑动连接部沿第一水平方向设置,且第八滑动连接部505和第九滑动连接部分别位于全部冻存架201沿第二水平方向的两侧。第十滑动连接部的数量为多个,沿第一水平方向依次与第九滑动连接部滑动连接,并且每个冻存架201分别连接至少一个第十滑动连接部。
其中,第九滑动连接部和第十滑动连接部的具体种类、形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理选择。
可选地,考虑到存取机构101不仅可能需要在位于不同竖直高度的样本放置空间中进行冻存盒的存取操作,而且存取机构101在非工作状态可能会位于全部冻存架201的上方,要进行冻存盒的存取操作时才会下降至存取操作空间502中,因此可以设置用于调整存取机构101的竖直高度位置的第一传动机构102。
具体而言,生物样本低温存储设备还包括第一传动机构102,第一传动机构102连接存取机构101和驱动机构。在驱动机构的驱动下,第一传动机构102可带动存取机构101沿竖直方向运动。
其中,第一传动机构102的具体结构组成、形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,第一传动机构102可以为沿竖直方向设置的直线往复运动气缸,气缸的活塞杆与存取机构101连接,从而气缸的活塞杆可带动存取机构101沿竖直方向运动。又例如,第一传动机构102可以为沿竖直方向设置的丝杆,丝杆的端面与一电机的输出轴连接,丝杆上螺纹连接螺母,螺母与存取机构101连接,从而当电机的输出轴转动时,可带动丝杆相对于螺母转动,以使得螺母可带动存取机构101沿竖直方向运动。
进一步地,为了减少沿竖直方向上的空间占用,可优选第一传动机构102沿竖直方向设置,且第一传动机构102沿竖直方向的长度可调。
进一步地,为了自动化地调整存取机构101的竖直高度位置,参见图12-图14,驱动机构可包括第四电机304。第一传动机构102包括第一升降板1021、第二升降板1022、第八传动部(未图示)和第八传动配合部(未图示),第四电机304的输出轴与第八传动部连接;第八传动配合部沿竖直方向设置,第八传动配合部与第八传动部传动配合;第八传动配合部与第二升降板1022连接,第四电机304的主体与第一升降板1021连接;第二升降板1022与存取机构101连接。
当第四电机304的输出轴转动时,第八传动部带动第八传动配合部运动,以使得第八传动配合部带动第二升降板1022和存取机构101相对于第四电机304主体和第一升降板1021沿竖直方向运动。
其中,第八传动部、第八传动配合部、第一升降板1021和第二升降板1022的具体种类、尺寸和形状不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,第八传动部和第八传动配合部可以分别为链轮和链条,也可以分别为齿轮和齿条,还可以分别为两个传动轮和套设在两个传动轮外周面上的一条传动带。又例如,第一升降板1021和第二升降板1022的形状和尺寸可以相同也可以不同。
此外,第二升降板1022与存取机构101连接可以是直接连接也可以是间接连接。例如,存取机构101可以直接连接在第二升降板1022上,也可以是通过其他连接结构件连接在第二升降板1022上。
进一步地,为了获得较为稳定的传动效果,参见图14,第八传动部可包括第八传动轮1025和第九传动轮1027,第八传动配合部包括第五传动带1026。其中,第八传动轮1025的端面与第四电机304的输出轴连接,第九传动轮1027和第八传动轮1025沿竖直方向间隔设置在第一升降板1021上,且第九传动轮1027和第八传动轮1025的转动轴均与竖直方向垂直。第五传动带1026套设在第九传动轮1027和第八传动轮1025的外周面,第五传动带1026靠近第二升降板1022的一侧与第二升降板1022连接。
当第四电机304的输出轴转动时,第八传动轮1025带动第九传动轮1027和第五传动带1026运动,由于第五传动带与第二升降板1022连接,所以第五传动带1026可带动第二升降板1022和存取机构101相对于第一升降板1021沿竖直方向运动。
其中,第五传动带1026与第二升降板1022的连接方式不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,参见图13,第五传动带1026靠近第二升降板1022的一侧可以通过第七固定件1020c与第二升降板1022间接连接;也可以通过粘接或者焊接等方式与第二升降板1022直接连接。
进一步地,可优选第九传动轮1027和第八传动轮1025沿竖直方向设置在第一升降板1021的两端,从而不仅便于进行安装及装配,而且可增大存取机构101沿竖直方向的运动行程。
进一步地,为了扩大存取机构101沿竖直方向的运动范围,并且提高空间利用率,可优选第一传动机构102包括多级伸缩结构。具体而言,参见图12-图14,第一传动机构102还包括第三升降板1023、第十传动轮1028、第十转轴(未图示)、第十一传动轮1029、第十一转轴(未图示)和第六传动带1030,第十转轴和第十一转轴沿竖直方向间隔设置在第二升降板1022上,且第十转轴和第十一转轴的转动轴线均与竖直方向垂直,第十传动轮1028套设于第十转轴的外周面,第十一传动轮1029套设于第十一转轴的外周面;第六传动带1030套设于第十传动轮1028和第十一传动轮1029的外周面,且第六传动带1030靠近第三升降板1023的一侧与第三升降板1023连接;第六传动带1030靠近第一升降板1021的一侧与第一升降板1021连接;第三升降板1023与存取机构101连接。
第四电机304的输出轴转动时,第八传动轮1025带动第九传动轮1027和第五传动带1026运动,以使得第五传动带1026带动第二升降板1022相对于第一升降板1021运动,同时由于第五固定件1020a将第六传动带1030的某一点固定于第一升降板1021上,当第二升降板1022移动时,第二升降板1022通过第十传动轮1028和第十一传动轮1029为第六传动带1030提供一个拉扯力,从而使第六传动带1030可以相对于第十传动轮1028和第十一传动轮1029转动,从而使第六传动带1030相对于第二升降板1022转动,从而带动通过第八固定件1020d连接在第六传动带1030上的第三升降板1023相对于第二升降板1022移动,从而增加第三升降板1023的运动行程,即第三升降板1023的行程为第三升降板1023相对于第二升降板1022运动的行程加上第二升降板1022相对于第一升降板1021运动的行程之和,故采用此结构可增大存取机构101相对于对第一升降板1021沿竖直方向的运动范围,有利于提高空间利用率。
其中,第六传动带1030与第三升降板1023和第一升降板1021的连接方式不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,参见图13,第六传动带1030靠近第三升降板1023的一侧可以通过第八固定件1020d与第三升降板1023间接连接,第六传动带1030靠近第一升降板1021的一侧可以通过第五固定件1020a与第一升降板1021连接;第六传动带1030与第三升降板1023,以及第六传动带1030与第一升降板1021也可以通过粘接或者焊接等方式直接连接。
进一步地,可优选第十转轴和第十一转轴沿竖直方向设置在第二升降板1022的两端,从而不仅便于进行安装及装配,而且可增大存取机构101沿竖直方向的运动行程。
进一步地,为了进一步扩大存取机构101沿竖直方向的运动范围,并且进一步提高空间利用率,参见图12-图14,第一传动机构102还可包括第四升降板1024、第十二传动轮1031、第十二转轴(未图示)、第十三传动轮1032、第十三转轴(未图示)和第七传动带1033,第十二转轴和第十三转轴沿竖直方向间隔设置在第三升降板1023上,且第十二转轴和第十三转轴的转动轴线均与竖直方向垂直,第十二传动轮1031套设于第十二转轴的外周面,第十三传动轮1032套设于第十三转轴的外周面;第七传动带1033套设于第十二传动轮1031和第十三传动轮1032的外周面,且第七传动带1033靠近第四升降板1024的一侧与第四升降板1024连接,第七传动带1033靠近第二升降板1022的一侧与第二升降板1022连接;第四升降板1024与存取机构101连接。
当第四电机304的输出轴转动时,第八传动轮1025带动第九传动轮1027和第五传动带1026运动,以使得第五传动带1026带动第二升降板1022相对于第一升降板1021运动,同时由于第五固定件1020a将第六传动带1030的某一点固定于第一升降板1021上,当第二升降板1022移动时,第二升降板1022通过第十传动轮1028和第十一传动轮1029为第六传动带1030提供一个拉扯力,从而使第六传动带1030可以相对于第十传动轮1028和第十一传动轮1029转动,从而使第六传动带1030相对于第二升降板1022转动,从而带动通过第八固定件1020d连接在第六传动带1030上的第三升降板1023相对于第二升降板1022移动,同时由于第六固定件1020b将第七传动带1033的某一点固定于第二升降板1022上,当第三升降板1023移动时,第三升降板1023通过第十二传动轮1031和第十三传动轮1032为第七传动带1033提供一个拉扯力,从而使第七传动带1033可以相对于第十二传动轮1031和第十三传动轮1032转动,从而使第七传动带1033相对于第三升降板1023转动,从而带动第九固定件1020e连接在第七传动带1033上的第四升降板1024相对于第三升降板1023移动,从而增加第四升降板1024的运动行程,即样第四升降板1024的行程为第四升降板1024相对于第三升降板1023运动的行程和第三升降板1023相对于第二升降板1022运动的行程以及第二升降板1022相对于第一升降板1021运动的行程之和,故采用此结构可进一步增大存取机构101相对于对第一升降板1021沿竖直方向的运动范围,有利于提高空间利用率。
其中,第七传动带1033与第四升降板1024和第二升降板1022的连接方式不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,参见图13,第七传动带1033靠近第四升降板1024的一侧可以通过第九固定件1020e与第四升降板1024间接连接,第七传动带1033靠近第二升降板1022的一侧可以通过第六固定件1020b与第二升降板1022连接;第七传动带1033与第四升降板1024,以及第七传动带1033与第二升降板1022也可以通过粘接或者焊接等方式直接连接。
进一步地,可优选第十二转轴和第十三转轴沿竖直方向设置在第三升降板1023的两端,从而不仅便于进行安装及装配,而且可增大存取机构101沿竖直方向的运动行程。
进一步地,为了提高存取机构101沿竖直方向运动的平稳性,可在存取机构101和第一升降板1021之间增加用于进行导向的机构。具体而言,参见图13,第一传动机构102还包括滑动连接的第十一滑动连接部1034和第十二滑动连接部1035,第十一滑动连接部1034和第十二滑动连接部1035中的至少一个沿竖直方向设置;第十一滑动连接部1034与第一升降板1021连接,第十二滑动连接部1035与存取机构101连接。
当第四电机304的输出轴转动时,第八传动部带动第八传动配合部运动,以使得存取机构101相对于第十一滑动连接部1034和第一升降板1021沿竖直方向运动。
其中,第十一滑动连接部1034和第十二滑动连接部1035具体种类、形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,第十一滑动连接部1034可以为滑轨结构,第十二滑动连接部1035可以为滑块结构,第十一滑动连接部1034沿竖直方向设置。又例如,第十一滑动连接部1034可以为具有导向槽的板状结构,第十二滑动连接部1035可以为可在导向槽中运动的凸起结构,第十一滑动连接部1034的导向槽沿竖直方向设置。
此外,需要说明的是,第十二滑动连接部1035与存取机构101的连接可以是直接连接,也可以是间接连接,本实施例在此不做限定。
例如,参见图13,当导向机构为多级滑动结构时,第十二滑动连接部1035与存取机构101间接连接,即第十二滑动连接部1035与存取机构101之间还包括第二升降板1022、第三升降板1023、第四升降板1024、第十三滑动连接部1036、第十四滑动连接部1037、第十五滑动连接部1038和第十六滑动连接部1039,其中,第二升降板1022相对的两侧分别连接第十二滑动连接部1035和第十三滑动连接部1036,第十三滑动连接部1036和第十四滑动连接部1037滑动连接,第三升降板1023相对的两侧分别连接第十四滑动连接部1037和第十五滑动连接部1038,第十五滑动连接部1038和第十六滑动连接部1039滑动连,第十六滑动连接部1039连接第四升降板1024,第四升降板1024连接存取机构101。
进一步地,为了自动化地调整存取机构101连接的竖直高度位置,参见图18-图19,驱动机构可包括第六电机306,第一传动机构102包括第一螺杆1041、第一螺母1042、第十四传动轮1045和第八传动带1046。第六电机306的输出轴与第十四传动轮1045的端面连接;第一螺母1042和第十四传动轮1045沿与水平面平行的方向间隔设置,第八传动带1046与第十四传动轮1045和第一螺母1042的外周面传动配合。第一螺杆1041沿竖直方向设置,第一螺杆1041的一端与存取机构101连接,第一螺杆1041穿过第一螺母1042,且与第一螺母1042螺纹连接。
当第六电机306的输出轴转动时,第十四传动轮1045带动第一螺母1042相对于第一螺杆1041转动,以使得第一螺杆1041带动存取机构101沿竖直方向运动。
其中,第八传动带1046可直接套设在第一螺母1042的外周面上,也可间接套设在第一螺母1042的外周面上,仅需使得第八传动带1046可带动第一螺母1042相对于第一螺杆1041转动即可。例如,第一螺母1042的外周面还可固定连接一传动轮,第八传动带1046套设在该传动轮的外周面上。
可选地,为了使存取机构101可穿过位于不同方向的样本放置空间的开口,以进入样本放置空间中进行冻存盒的存取操作,可以通过对存取机构101进行旋转,调整存取机构101进行存取操作的操作执行方向。
具体而言,驱动机构包可括第七电机307,第七电机307的输出轴与存取机构101连接。当第七电机307的输出轴转动时,带动存取机构101沿与竖直方向平行的轴线旋转。其中,第七电机307的输出轴与存取机构101可以直接连接,也可以间接连接,本实施例在此不做限定。
可选地,生物样本低温存储设备还包括用于连接驱动机构和存取机构101的第二传动机构(未图示)。在驱动机构的驱动下,第二传动机构带动存取机构101沿与竖直方向平行的轴线旋转。
进一步地,为了获得较为平稳的运动传递效果,参见图12和图17,第二传动机构可包括第十五传动轮1051和第十六传动轮1052;第七电机307的输出轴与第十五传动轮1051的端面连接,第十五传动轮1051与第十六传动轮1052的外周面传动配合,第十六传动轮1052的端面与存取机构101连接,第十六传动轮1052的转动轴线与竖直方向平行。
当第七电机307的输出轴转动时,第十五传动轮1051带动第十六传动轮1052和存取机构101共同沿与竖直方向平行的轴线旋转。
其中,第十六传动轮1052的端面可与存取机构101直接连接或者间接连接,本实施例在此不做限定。
可选地,为了使得存取机构101可自动化地实现存取操作,驱动机构可包括第五电机305;存取机构101还可包括传动组件(未图示)和铲板1011,传动组件与第五电机305的输出轴和铲板1011分别连接。当第五电机305的输出轴转动时,传动组件带动铲板1011沿第一水平方向运动。
其中,传动组件用于将第五电机305的输出轴的旋转运动转换成铲板1011沿第一水平方向的直线运动,传动组件的具体结构组成不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,传动组件可以是齿轮和齿条的组合结构,也可以是链轮和链条的组合结构,还可以是两个皮带轮和一个皮带的组合结构。
进一步地,为了获得较为稳定的运动传递效果,参见图15和图16,可优选传动组件包括第十七齿轮1012和第九传动带1013,第十七齿轮1012的端面与第五电机305的输出轴连接;第九传动带1013沿第一水平方向设置,第九传动带1013与第十七齿轮1012传动配合,且第九传动带1013与铲板1011连接。
当第五电机305的输出轴转动时,第十七齿轮1012相对于第九传动带1013转动,以使得第九传动带1013可带动铲板1011相对于第十七齿轮1012和第五电机305的主体沿第一水平方向运动。
其中,第九传动带1013的具体种类、尺寸和形状不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,第九传动带1013可以为齿条或者链条。
此外,第九传动带1013和第十七齿轮1012可以直接啮合连接,也可以间接连接,具体连接方式在此不做限定,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,第九传动带1013和第十七齿轮1012之间可以再设置一个或者多个齿轮,仅需满足当第十七齿轮1012转动时,第九传动带1013可带动铲板1011相对于第十七齿轮1012和第五电机305的主体沿第一水平方向运动即可。
进一步地,为了使相关结构件布置得更紧凑,以提高空间利用率,参见图15和图16,传动组件还包括第十八齿轮1014和第十九齿轮1015,第五电机305的输出轴与第十七齿轮1012的端面连接,第五电机305的输出轴和第十七齿轮1012均沿第一水平方向设置;第十七齿轮1012和第十八齿轮1014的外周面传动配合;第十八齿轮1014与第十九齿轮1015的端面连接,第十八齿轮1014与第十九齿轮1015均沿第二水平方向设置。第九传动带1013为链条,第九传动带1013的第一端与第十九齿轮1015的外周面传动配合,第九传动带1013的第二端与铲板1011连接,第九传动带1013的第一端与第二端的竖直高度不同。
当第五电机305的输出轴转动时,第十七齿轮1012沿与第一水平方向平行的轴线旋转,并带动第十八齿轮1014与第十九齿轮1015沿与第二水平方向平行的轴线旋转,从而使得第九传动带1013可进一步带动铲板1011沿第一水平方向运动。
其中,当第九传动带1013为链条时,第九传动带1013可以被弯折并使得第一端和第二端在竖直方向上层叠设置,且第九传动带1013的第一端和第二端均沿第一水平方向设置。
进一步地,为了便于对第十八齿轮1014与第十九齿轮1015进行装配,参见图15和图16,传动组件还包括沿第二水平方向设置的第六转轴1016,第十八齿轮1014与第十九齿轮1015均套设在第六转轴1016上。当第五电机305的输出轴转动时,第十八齿轮1014与第十九齿轮1015和第六转轴1016可共同沿与第二水平方向平行的轴线旋转。
进一步地,为了便于对结构件进行装配,可设置用于支撑相关结构件的支撑机构。具体而言,参见图15和图16,存取机构101还包括存取安装架1017,铲板1011、第五电机305和第六转轴1016均安装在存取安装架1017上,其中,第六转轴1016转动连接于存取安装架1017上。安装架的具体结构组成、形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理选择。
进一步地,为了保证链条运动的平稳性,参见图15和图16,存取机构101还包括第三传动安装座1018;第九传动带1013的第一端的一侧与第三传动安装座1018活动连接,第九传动带1013的第一端的另一侧与第十九齿轮1015和存取安装架1017活动连接。从而当第十七齿轮1012带动第九传动带1013运动时,第三传动安装座1018和存取安装架1017可共同对第九传动带1013进行限位。
进一步地,参见图17,传动组件可包括第二十二齿轮1053和第九齿条1054;第五电机305的输出轴与第二十二齿轮1053的端面连接,第九齿条1054沿第一水平方向设置,第二十二齿轮1053的外周面与第九齿条1054传动配合,即两者啮合连接,第九齿条1054与铲板1011连接。
当第五电机305的输出轴转动时,第二十二齿轮1053相对于第九齿条1054转动,以使得第九齿条1054可带动铲板1011相对于第五电机305的主体和第二十二齿轮1053沿第一水平方向运动。
其中,第五电机305的输出轴与第二十二齿轮1053的端面可以是直接连接也可以是间接连接,本实施例在此不做限定。与其他传动方式相比,采用齿轮与齿条配合的方式带动铲板1011沿第一水平方向运动,结构较为简单,并且结构强度相对较高。
进一步地,为了保证铲板1011运动的平稳性,参见图17,传动组件还可包括第十七滑动连接部1019a和第十八滑动连接部1019b;第十七滑动连接部1019a与第十八滑动连接部1019b滑动连接,第十七滑动连接部1019a与第十八滑动连接部1019b中的至少一个沿第一水平方向设置;第十七滑动连接部1019a与铲板1011连接,第十八滑动连接部1019b安装在存取安装架1017上。
进一步地,当第一传动机构102包括第一螺杆1041、第一螺母1042、第十四传动轮1045和第八传动带1046时,为了提高空间利用率并且简化产品结构,参见图18和图19,传动组件可包括第八转轴1055。第八转轴1055沿竖直方向设置,并且穿设于第一螺杆1041的内部;第八转轴1055沿竖直方向的第一端与第五电机305的输出轴连接;传动组件分别连接第八转轴1055沿竖直方向的第二端和铲板1011。
当第五电机305的输出轴转动时,带动第八转轴1055转动,由于第八转轴1055的第二端与传动组件连接,传动组件可进一步带动铲板1011沿第一水平方向运动。
其中,参见图17,当传动组件包括第二十二齿轮1053和第九齿条1054时,还可优选第八转轴1055的第二端与第二十二齿轮1053的端面连接。从而当第五电机305的输出轴转动时,带动第八转轴1055和第二十二齿轮1053相对于和第九齿条1054转动,以使得第九齿条1054带动铲板1011沿第一水平方向运动。
进一步地,为了提高空间利用率,可优选第五电机305的输出轴沿竖直方向设置,且在与水平面平行的方向上,第八转轴1055和第五电机305层叠设置。并且第一传动机构102还包括第二十传动轮1047、第二十一传动轮1048和第十传动带1049;第五电机305的输出轴与第二十传动轮1047的端面连接,第二十传动轮1047和第二十一传动轮1048在与水平面平行的方向上间隔设置,第十传动带1049套设在第二十传动轮1047和第二十一传动轮1048的外周面,第二十一传动轮1048与第八转轴1055的第一端固定连接。
当第五电机305的输出轴转动时,第二十传动轮1047通过第十传动带1049带动第二十一传动轮1048和第八转轴1055转动。
其中,第八转轴1055和第五电机305层叠设置是指两者不会沿着竖直方向依次设置,即两者竖直方向上的长度会有重合,使得两者在竖直方向上共同占据的总长度会小于两者单独占据的长度之和。
进一步地,为了便于对结构件进行装配,可设置用于支撑相关结构件的支撑机构。具体而言,参见图18-图19,第一传动机构102还包括第一传动安装座1043和第二传动安装座1044;第五电机305的主体安装在第二传动安装座1044上;第一螺母1042和第六电机306的主体安装在第一传动安装座1043上。
可选地,为了扩大存取机构101在与水平面平行的平面上的运动范围,参见图3和图10,生物样本低温存储设备还可包括第三传动机构106;第三传动机构106与驱动机构连接,在驱动机构的驱动下,第三传动机构106带动存取机构101沿第一水平方向运动。
其中,与前述第一传动机构102类似,第三传动机构106的具体结构组成、形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,第三传动机构106可以为沿第一水平方向设置的往复直线运动气缸,往复直线运动气缸的活塞杆与存取机构101连接,从而活塞杆可带动存取机构101沿第一水平方向运动。又例如,第三传动机构106可以为沿第一水平方向设置的丝杆,丝杆的一端与一电机的输出轴连接,丝杆的另一端与螺母螺纹连接,螺母与存取机构101连接,从而当电机的输出轴转动时,可带动丝杆相对于螺母转动,以使得螺母可带动存取机构101沿第一水平方向运动。再例如,第三传动机构106可以为啮合连接的齿轮和齿条,其中齿条沿第一水平方向设置,齿轮的端面与一电机的输出轴连接,电机的主体或者齿条与存取机构101连接,从而当电机的输出轴转动时,齿轮可相对于齿条转动,以使得存取机构101可沿第一水平方向运动。
可选地,参见图3和图10,为了进一步扩大存取机构101在与水平面平行的平面上的运动范围,生物样本低温存储设备还可包括第四传动机构107;第四传动机构107与驱动机构连接,在驱动机构的驱动下,第四传动机构107带动存取机构101沿第二水平方向运动。
其中,与前述第一传动机构102和第三传动机构106类似,第四传动机构107的具体结构组成、形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,第四传动机构107可以为沿第二水平方向设置的直线往复运动气缸,直线往复运动气缸的活塞杆与存取机构101连接,从而活塞杆可带动存取机构101沿第二水平方向运动。又例如,第四传动机构107可以为沿第二水平方向设置的丝杆,丝杆的一端与一电机的输出轴连接,丝杆的另一端与螺母螺纹连接,螺母与存取机构101连接,从而当电机的输出轴转动时,可带动丝杆相对于螺母转动,以使得螺母可带动存取机构101沿第二水平方向运动。再例如,第四传动机构107可以为啮合连接的齿轮和齿条,其中齿条沿第二水平方向设置,齿轮的端面与一电机的输出轴连接,电机的主体或者齿条与存取机构101连接,从而当电机的输出轴转动时,齿轮可相对于齿条转动,以使得存取机构101可沿第二水平方向运动。
进一步地,当生物样本低温存储设备包括第三传动机构106和第四传动机构107时,为了使得整体结构布置得更为紧凑,可优选存取机构101设置在第一传动机构102上,第一传动机构102设置在第三传动机构106上,第三传动机构106上设置在第四传动机构107上;或者,参见图3,存取机构101设置在第一传动机构102上,第一传动机构102设置在第四传动机构107上,第四传动机构107设置在第三传动机构106上。
可选地,为了在没有进行冻存盒存取时,对存储仓体50的内部进行保温,可优选存储仓体50的上方具有仓体开口(未图示),生物样本低温存储设备还包括保温盖板501,其中,保温盖板501用于打开或者封闭仓体开口。
进一步地,为了自动化地打开或者封闭仓体开口,参见图4,驱动机构可包括第八电机(未图示),生物样本低温存储设备还包括第七转轴503,第八电机的输出轴与第七转轴503连接,第七转轴503与保温盖板501连接。
当第八电机的输出轴转动时,第七转轴503带动保温盖板501相对于存储仓体50转动,以打开或者封闭仓体开口。
进一步地,为了获得更好的保冷效果,参见图4,生物样本低温存储设备还包括架体保温板202,每个冻存架201的上方均连接一个架体保温板202。
进一步地,为了避免保温盖板501对冻存架201沿第一方向的运动造成干扰,参见图4,可优选保温盖板501位于存储仓体50沿第一水平方向的一侧边部。此外,当全部冻存架201位于存储仓体50沿第一水平方向的另一侧时,存取操作空间502位于保温盖板501的下方,可将保温盖板501盖合在存取操作空间502的正上方,从而保温盖板501和全部架体保温板202可将存储仓体50与传送仓体60分隔开,实现对存储仓体50内部的保温。
可选地,为了在存储仓体50中产生低温环境,参见图2,生物样本低温存储设备还包括制冷机构80,制冷机构80用于在存储仓体50中产生低温环境。
可选地,由于制冷机构80在工作过程中可能会产生一定的热量,为了进行散热,参见图1和图2,制冷机构80位于壳体70中,壳体70在制冷机构80的安装位置附近设有散热孔701。
可选地,为了便于对所存储的冻存盒进行管理,生物样本低温存储设备还可包括用于识别冻存盒上的信息码的扫码机构(未图示)。其中,可优选将扫码机构设置于外部对接机构40附近。
根据本申请以上实施例的说明,将冻存盒存入生物样本低温存储设备的工作流程包括:首先,在驱动机构的驱动下,外部对接机构40从外部对接口702接收用户从生物样本低温存储设备的外部放置的冻存盒,并将冻存盒转移至生物样本低温存储设备的内部;然后在驱动机构的驱动下,第三传动机构106和/或第四传动机构107带动第一传动机构102和第一存取机构101沿与水平面平行的方向运动,以使得第一存取机构101运动至与外部对接机构40进行对接的对接位置处;在驱动机构的驱动下,第一存取机构101从外部对接机构40上取走冻存盒;驱动机构驱动若干个冻存架201沿第一水平方向运动预设距离,并在至少一个冻存架201的一侧形成存取操作空间502;在驱动机构的驱动下,第三传动机构106和/或第四传动机构107带动第一传动机构102和第一存取机构101沿与水平面平行的方向运动至存取操作空间502靠近外部对接机构40的开口位置处,第一传动机构102带动存取机构101沿竖直方向进入存取操作空间502中存取操作空间502中;第一传动机构102、第三传动机构106、第四传动机构107中的至少一个带动第一存取机构101在存取操作空间502中运动,以使得第一存取机构101移动至与一个冻存架201上的一个样本放置空间进行对接的对接位置处;最后在驱动机构的驱动下,第一存取机构101将冻存盒存入至该样本放置空间中。
从生物样本低温存储设备中取出冻存盒的工作流程包括:首先,驱动机构驱动若干个冻存架201沿第一水平方向运动预设距离,并在至少一个冻存架201的一侧形成存取操作空间502;然后在驱动机构的驱动下,第一传动机构102、第三传动机构106、第四传动机构107中的至少一个带动存取机构101运动至存取操作空间502中,并使得存取机构101从一个冻存架201上的一个样本放置空间中取出冻存盒;在驱动机构的驱动下,第三传动机构106和/或第四传动机构107带动第一存取机构101在存取操作空间502中运动,以使得存取机构101位于存取操作空间502中靠近外部对接机构40的一侧;在驱动机构的驱动下,第一传动机构102带动存取机构101沿竖直方向运动,以使得存取机构101离开存取操作空间502;在驱动机构的驱动下,第一传动机构102、第三传动机构106、第四传动机构107中的至少一个带动第一存取机构101在存取操作空间502外部运动至与外部对接机构40进行对接的对接位置处,以使得第一存取机构101将冻存盒转移至外部对接机构40上;最后在驱动机构的驱动下,外部对接机构40将冻存盒转移至外部对接口702,以供用户从生物样本低温存储设备的外部将冻存盒取走。
由本申请以上实施例的说明可见,本申请实施例提供的生物样本低温存储设备,通过驱动机构驱动若干个冻存架201沿第一水平方向运动预设距离后,可在至少一个冻存架201的一侧形成存取操作空间502,从而存取机构101运动至存取操作空间502中既可进行冻存盒的存入或者取出操作,无需如现有技术中需要在生物样本低温存储设备的箱体内单独预留出样本盒输入/输出模块(完成从冻存架上存入或取出冻存盒的操作)的安装空间,因此本申请实施例提供的生物样本低温存储设备便于进行小型化设计,以解决现有技术中生物样本低温存储设备整体占用空间较大的技术问题。
此外需要说明的是,本申请实施例中所提及的沿某一方向运动,并非是指沿某一方向进行单向运动,而是指沿某一方向进行双向运动。例如,参见附图3,竖直方向可以为图中坐标系中的z方向或者与之相反的方向,沿竖直方向运动是指可沿图中的z方向箭头所指的方向或者沿与之相反的方向运动;第一水平方向可以为图中坐标系中的x方向或者与之相反的方向,沿第一水平方向运动是指可沿图中的x方向箭头所指的方向或者与之相反的方向运动。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (15)
1.一种生物样本低温存储设备,其特征在于,包括壳体、外部对接机构、存储仓体,存取机构、冻存架和驱动机构,其中,
所述驱动机构与所述冻存架和所述存取机构分别连接;
所述冻存架的数量为多个,且沿第一水平方向依次排列在所述存储仓体内;每个所述冻存架上均设有放置冻存盒的样本放置空间,所述样本放置空间沿所述第一水平方向的一侧或者两侧与所述样本放置空间的外部连通;
所述壳体上设置有外部对接口,所述外部对接机构设置在所述外部对接口附近位置处;
所述存取操作空间沿第二水平方向设置,并且所述存取操作空间的一端朝向所述外部对接口;其中,所述第二水平方向与所述第一水平方向垂直;
所述驱动机构包括第一电机;所述外部对接机构包括第一传动部、第一传动配合部和样本支撑件;所述第一电机的输出轴与所述第一传动部连接;所述第一传动配合部与所述第一传动部传动配合;所述第一传动配合部与所述样本支撑件连接;
当所述驱动机构驱动若干个所述冻存架沿所述第一水平方向运动预设距离后,在至少一个所述冻存架沿所述第一水平方向的一侧形成存取操作空间;
在所述驱动机构的驱动下,所述存取机构运动至所述存取操作空间中,以将冻存盒从一个所述样本放置空间中取出并转移至所述样本支撑件,或者将所述冻存盒从所述样本支撑件存入至一个所述样本放置空间中;
当所述第一电机的输出轴转动时,所述第一传动部相对于所述第一传动配合部转动,以使得所述样本支撑件相对于所述第一电机的主体沿所述第二水平方向运动。
2.根据权利要求1所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述外部对接机构还包括滑动连接的第一滑动连接部和第二滑动连接部,所述第一滑动连接部和所述第二滑动连接部中的至少一个沿所述第二水平方向设置;所述第二滑动连接部与所述样本支撑件连接。
3.根据权利要求1所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述第一传动部包括第一传动轮和第二传动轮,所述第一传动配合部包括第一传动带;所述第一传动轮和所述第二传动轮沿所述第二水平方向间隔设置;所述第一电机的输出轴与所述第一传动轮的端面连接,所述第一传动带套设于所述第一传动轮和所述第二传动轮的外周面;所述第一传动带与所述样本支撑件连接。
4.根据权利要求1所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述第一传动部包括第一齿轮,所述第一传动配合部包括第一齿条,所述第一齿条沿所述第二水平方向设置;所述第一电机的输出轴与所述第一齿轮的端面连接,所述第一齿轮的外周面与所述第一齿条传动配合;所述第一齿条与所述样本支撑件连接。
5.根据权利要求1所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述外部对接机构还包括对接支撑件、第一连接板、第三传动轮、第四传动轮、第一转轴、第二转轴和第二传动带;
所述第一转轴和所述第二转轴沿所述第二水平方向间隔设置,且依次与所述第一连接板连接,所述第一转轴和所述第二转轴的转动轴线均与所述第二水平方向垂直,所述第三传动轮套设于所述第一转轴的外周面,所述第四传动轮套设于所述第二转轴的外周面;所述第二传动带套设于所述第三传动轮和所述第四传动轮的外周面,且所述第二传动带靠近所述样本支撑件的一侧与所述样本支撑件连接,所述第二传动带靠近所述对接支撑件的一侧与所述对接支撑件连接;所述第一传动配合部与所述第一连接板连接。
6.根据权利要求1所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述驱动机构包括第三电机,所述生物样本低温存储设备还包括第七传动部和第七传动配合部;所述第七传动配合部沿所述第一水平方向设置,所述第三电机的主体与至少一个所述冻存架连接,所述第三电机的输出轴与所述第七传动部连接,所述第七传动部与所述第七传动配合部传动配合;
当所述第三电机的输出轴转动时,带动所述第七传动部相对于所述第七传动配合部转动,以使得与所述第三电机的主体相连的所述冻存架相对于所述第七传动配合部沿所述第一水平方向运动。
7.根据权利要求1所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述生物样本低温存储设备还包括第一传动机构,所述第一传动机构连接所述存取机构和所述驱动机构;在所述驱动机构的驱动下,所述第一传动机构带动所述存取机构沿竖直方向运动。
8.根据权利要求7所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述第一传动机构包括第一升降板、第二升降板、第八传动部和第八传动配合部;所述驱动机构包括第四电机;所述第四电机的输出轴与所述第八传动部连接,所述第八传动配合部与所述第八传动部传动配合;所述第八传动配合部与所述第二升降板连接,所述第四电机的主体与所述第一升降板连接;所述第二升降板与所述存取机构连接;
当所述第四电机的输出轴转动时,所述第八传动部带动所述第八传动配合部运动,以使得所述第二升降板和所述存取机构相对于所述第一升降板沿所述竖直方向运动。
9.根据权利要求8所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述第一传动机构还包括第三升降板、第十传动轮、第十转轴、第十一传动轮、第十一转轴和第六传动带,所述第十转轴和所述第十一转轴沿所述竖直方向间隔设置在所述第二升降板上,所述第十转轴和所述第十一转轴的转动轴线均与所述竖直方向垂直,所述第十传动轮套设于所述第十转轴的外周面,所述第十一传动轮套设于所述第十一转轴的外周面;所述第六传动带套设于所述第十传动轮和所述第十一传动轮的外周面,且所述第六传动带靠近所述第三升降板的一侧与所述第三升降板连接;所述第六传动带靠近所述第一升降板的一侧与所述第一升降板连接,所述第三升降板与所述存取机构连接。
10.根据权利要求7所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述第一传动机构包括第一螺杆、第一螺母、第十四传动轮和第八传动带;所述驱动机构包括第六电机;
所述第六电机的输出轴与所述第十四传动轮的端面连接;所述第十四传动轮和所述第一螺母沿与水平面平行的方向间隔设置,所述第八传动带与所述第十四传动轮和所述第一螺母的外周面传动配合;所述第一螺杆沿竖直方向设置,所述第一螺杆的一端与所述存取机构连接,所述第一螺杆穿过所述第一螺母且与所述第一螺母螺纹连接;
当所述第六电机的输出轴转动时,所述第十四传动轮带动所述第一螺母相对于所述第一螺杆转动,以使得所述第一螺杆带动所述存取机构沿所述竖直方向运动。
11.根据权利要求10所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述第一传动机构还包括第八转轴;所述驱动机构包括第五电机;所述存取机构包括传动组件和铲板;
所述第八转轴沿所述竖直方向设置,并且穿设于所述第一螺杆的内部;所述第八转轴的第一端与所述第五电机的输出轴连接;所述传动组件分别连接所述第八转轴的第二端和所述铲板;
当所述第五电机的输出轴转动时,带动所述第八转轴转动,以使得所述传动组件带动所述铲板沿所述第一水平方向运动。
12.根据权利要求1所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述生物样本低温存储设备还包括第十五传动轮和第十六传动轮;所述驱动机构还包括第七电机;所述第七电机的输出轴与所述第十五传动轮的端面连接,所述第十五传动轮与所述第十六传动轮的外周面传动配合,所述第十六传动轮的端面与所述存取机构连接,所述第十六传动轮的转动轴线与竖直方向平行。
13.根据权利要求1所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述驱动机构还包括第五电机;所述存取机构包括传动组件和铲板,所述传动组件与所述第五电机的输出轴和所述铲板分别连接;当所述第五电机的输出轴转动时,所述传动组件带动所述铲板沿所述第一水方向运动。
14.根据权利要求13所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述传动组件包括第十七齿轮、第十八齿轮、第十九齿轮和第九传动带;所述第五电机的输出轴、所述第十七齿轮的转动轴线和所述第九传动带均沿所述第一水平方向设置,所述第五电机的输出轴与所述第十七齿轮的端面连接,所述第十七齿轮和所述第十八齿轮的外周面传动配合;所述第十八齿轮的端面与所述第十九齿轮的端面连接,所述第十八齿轮和所述第十九齿轮的转动轴线均沿第二水平方向设置;
所述第九传动带为链条,包括均沿所述第一水平方向设置的第一端和第二端,所述第九传动带的第一端与第二端在竖直方向上的高度不同;所述第九传动带的第一端与所述第十九齿轮的外周面传动配合,所述第九传动带的第二端与所述铲板连接;其中,所述第二水平方向和所述竖直方向均与所述第一水平方向垂直。
15.根据权利要求13所述的生物样本低温存储设备,其特征在于,所述传动组件包括第二十二齿轮和第九齿条;所述第五电机的输出轴与所述第二十二齿轮的端面连接,所述第九齿条沿所述第一水平方向设置,所述第二十二齿轮的外周面与所述第九齿条传动配合,所述第九齿条与所述铲板连接;
当所述第五电机的输出轴转动时,所述第二十二齿轮相对于所述第九齿条转动,以使得所述第九齿条带动所述铲板相对于所述第五电机的主体沿所述第一水平方向运动。
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