CN116692330A - 用于存储生物样本的单体工作站 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物样本存储技术领域，具体提供一种用于存储生物样本的单体工作站。旨在解决现有的自动化存储设备的体积大、不便于应用的问题。为此，本发明的单体工作站包括箱体、位于箱体内的冻存架组和转移机械手；箱体上设有第一进出口，冻存架组的数量为两个且相对设置，冻存架组包括多个并排设置的冻存架，冻存架包括一侧均有开口的架体以及安装在架体上的多个存储件，多个存储件竖直分布并形成多层存储区，每层存储区内具有第一存储位置和第二存储位置，第一存储位置和第二存储位置沿箱体的宽度方向间隔分布，且第一存储位置靠近开口设置；转移机械手位于两个冻存架组之间用于转移冻存盒。本发明的单体工作站体积小，方便使用。

Description

用于存储生物样本的单体工作站

技术领域

本发明属于生物样本存储技术领域，具体提供一种用于存储生物样本的单体工作站。

背景技术

生命科学研究的发展以及临床医疗领域疾病分析检测和治疗保健技术的进步，促进了对生物样本越来越广泛的需求，也对生物样本的存储技术和设备提出了更高的要求，包括对存储样本的安全性、可靠性和稳定性，以及样本存取过程和程序的准确性、高效性和科学性的要求。生物样本储存的对象往往涵盖了生物大分子、细胞、组织和器官等样本，如人体器官组织、全血、血浆、血清、生物体液或经处理过的生物样本(包括DNA、RNA、蛋白等)，等等。然而生物样本的长期储存，通常需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。为了实现大批量生物样本的长期、稳定、可靠存储和取样，自动化的低温和超低温生物样本存取设备逐渐成为主要的存储设备。

现有的自动化样本存取设备的存储容量大，体积也大，在实际应用中，占地空间大，并且存入和取出冻存盒和冻存管所需要的时间长，不便于应用。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有的自动化存储设备的体积大、不便于应用的问题。

本发明提供一种用于存储生物样本的单体工作站，所述单体工作站包括箱体以及设置在所述箱体内的冻存架组和转移机械手；所述箱体上设有第一进出口，所述冻存架组的数量为两个且两个所述冻存架组相对设置，所述冻存架组包括多个冻存架，多个所述冻存架沿所述箱体的长度方向并排设置，所述冻存架包括架体以及安装在所述架体上的多个存储件，所述架体的一侧具有开口，多个所述存储件沿所述架体的高度方向间隔分布并形成多层存储区，每层所述存储区内具有用于存放冻存盒的第一存储位置和第二存储位置，所述第一存储位置和所述第二存储位置沿所述箱体的宽度方向间隔分布，且所述第一存储位置靠近所述开口设置；所述转移机械手位于两个所述冻存架组之间，所述转移机械手设置成能够将冻存盒在两个所述冻存架组的所述第一存储位置、所述第二存储位置以及所述第一进出口之间转移，以能够存取冻存盒。

在上述用于存储生物样本的单体工作站的优选技术方案中，所述存储件水平安装在所述架体上，所述存储件上设有第一限位件和第二限位件，所述第一限位件位于靠近所述开口的所述存储件的一端，所述第二限位件位于所述存储件的中间位置并将所述第一存储位置和所述第二存储位置隔开。

在上述用于存储生物样本的单体工作站的优选技术方案中，所述转移机械手包括水平移动机构、第一安装件、升降机构和铲盘机构；所述水平移动机构安装在所述箱体上，所述第一安装件安装在所述水平移动机构上，所述升降机构安装在所述第一安装件上，所述铲盘机构安装在所述升降机构上；所述水平移动机构设置成能够带动所述第一安装件、所述升降机构和所述铲盘机构沿所述箱体的长度方向移动；所述升降机构设置成能够带动所述铲盘机构沿竖直方向移动；所述铲盘机构设置成能够周向转动以及能够沿其长度方向伸缩，以接收和转移冻存盒。

在上述用于存储生物样本的单体工作站的优选技术方案中，所述铲盘机构包括第二安装件、旋转机构、第三安装件、伸缩机构和铲盘件；所述第二安装件与所述升降机构连接，所述第三安装件通过所述旋转机构与所述第二安装件连接，所述伸缩机构和所述铲盘件安装在所述第三安装件上；所述旋转机构设置成能够带动所述第三安装件、所述伸缩机构和所述铲盘件绕竖直轴转动；所述伸缩机构与所述铲盘件连接，所述伸缩机构设置成能够带动所述铲盘件沿所述第三安装件的长度方向相对于所述第三安装件伸缩，以使所述铲盘件能够接收和转移冻存盒。

在上述用于存储生物样本的单体工作站的优选技术方案中，所述铲盘件包括铲板和位于所述铲板端部的钩取结构，所述伸缩机构与所述铲板连接，所述钩取结构能够卡入到冻存盒内；其中，在所述铲盘件向内回缩时，所述钩取结构能够将位于所述第二存储位置的冻存盒勾出至所述第一存储位置上，在所述铲盘件向外伸出时，所述钩取结构能够将冻存盒由所述第一存储位置推入到所述第二存储位置上。

在上述用于存储生物样本的单体工作站的优选技术方案中，所述钩取结构为凸块，所述凸块竖直向上延伸。

在上述用于存储生物样本的单体工作站的优选技术方案中，所述转移机械手还包括检测件，所述检测件安装在所述第三安装件的底部，所述检测件能够检测所述第三安装件的前方在预设距离内是否存在物品。

在上述用于存储生物样本的单体工作站的优选技术方案中，还包括壳体以及设置在所述壳体内的冻存盒输送装置，所述壳体安装在所述箱体上并位于所述箱体的外侧，所述壳体通过所述第一进出口与所述箱体连通；所述壳体上设有第二进出口，所述壳体通过所述第二进出口与外界环境连通，所述冻存盒输送装置设置成能够将冻存盒在所述第一进出口和所述第二进出口之间转移。

在上述用于存储生物样本的单体工作站的优选技术方案中，所述单体工作站还包括第一扫码摄像头，所述第一扫码摄像头设置在所述壳体内，所述第一扫码摄像头能够扫描所述冻存盒输送装置所输送的冻存盒的条码信息。

在上述用于存储生物样本的单体工作站的优选技术方案中，所述单体工作站还包括第二扫码摄像头，所述第二扫码摄像头设置在所述壳体内，所述第二扫码摄像头能够扫描所述冻存盒输送装置所输送的冻存盒内冻存管的条码信息。

在上述用于存储生物样本的单体工作站的优选技术方案中，所述壳体内通过管道连通有液氮除湿系统，以能够对所述壳体的内部空间进行除湿。

在采用上述技术方案的情况下，本发明的单体工作站包括箱体以及位于箱体内的两个冻存架组和转移机械手，这样的设置方式，第一，两个冻存架组和转移机械手合理布置，单体工作站的体积小，结构简单，成本低，且方便应用；第二，只包括两个冻存架组，其存储量相对较小，所承担的样本风险小；第三，多个单体工作站组合应用能够实现多类型生物样本以及大批量生物样本的存储，方便组合使用；第四、每个冻存架的每层存储区均设置两个存储位置，两个存储位置前后设置，在有限的空间内增加了单体工作站的存储容量，提高了存储空间的利用率。

进一步地，将存储件水平安装在架体上，并在存储件上设有第一限位件和第二限位件，这样的设置方式，第一限位件和第二限位件相配合，能够使冻存盒稳定放置在第一存储位置上或第二存储位置上，保证冻存盒存放的稳定性。

又进一步地，将转移机械手设置为水平移动机构、第一安装件、升降机构和铲盘机构，水平移动机构能够带动铲盘机构沿箱体的长度方向移动，从而使铲盘机构能够对接在水平方向上不同位置处的存储区，升降机构能够带动铲盘机构沿竖直方向移动，从而使铲盘机构能够对接不同高度的存储区，铲盘机构能够周向转动以及伸缩移动，从而能够通过转动来改变对接方向，以及通过伸缩来接收和放置冻存盒，以便更好地接收和转移冻存盒。

又进一步地，铲盘机构设置为第二安装件、旋转机构、第三安装件、伸缩机构和铲盘件，其结构简单，方便组装使用。

又进一步地，通过在铲板的端部设置钩取结构，钩取结构能够卡入到冻存盒内，从而与冻存盒配合，在伸缩机构的带动下能够将位于第二存储位置上的冻存盒勾出到第一存储位置上，以及能够将冻存盒从第一存储位置上推入到第二存储位置上，以便将冻存盒存储到第二存储位置上，这样的设置方式，能够缩短铲板的伸缩长度，减小铲盘机构的长度，从而减小转移机械手的体积，进而减小单体工作站的体积，增大单体工作站内存储区域的占比，提高存储利用率。

又进一步地，通过设置检测件用来检测第三安装件的前方在预设距离内是否存在物品，从而能够判断第一存储位置处是否放置有冻存盒，以便于向第二存储位置存取冻存盒，更精准地存取冻存盒。

又进一步地，在箱体的外侧设置壳体，并在壳体内设置冻存盒输送装置用于接收和转移冻存盒，这样的设置方式，壳体将箱体与外界环境隔开，一可以避免外界环境的湿气直接进入箱体，避免箱体内结霜，二可以避免箱体内的冷气大量扩散，能够使箱体内保持稳定的存储环境。

又进一步地，在壳体内设置第一扫码摄像头，用于扫描冻存盒输送装置所输送的冻存盒的条码信息，方便对存取的冻存盒进行管理，方便计算库存量以及定位冻存盒的位置。

又进一步地，在壳体内设置第二扫码摄像头，用于扫描冻存盒输送装置所输送的冻存盒内冻存管的条码信息，方便对出入库的冻存管进行管理，方便定位样本位置和计算库存量，以便于统一管理。

又进一步地，壳体内通过管道连通液氮除湿系统，能够向壳体内通入液氮，从而对壳体的内部空间进行除湿，进而能够避免外界中的湿气通过壳体进入到箱体内，使箱体内的存储环境保持稳定，不结霜。

附图说明

下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明的用于存储生物样本的单体工作站实施例1的立体结构示意图；

图2是本发明的用于存储生物样本的单体工作站实施例1在隐藏部分箱体后的立体结构示意图；

图3是本发明的用于存储生物样本的单体工作站实施例2的立体结构示意图；

图4是本发明的用于存储生物样本的单体工作站实施例2在隐藏部分壳体后的立体结构示意图；

图5是本发明的箱体与转移机械手的连接结构示意图；

图6是图5中A处的放大结构示意图；

图7是图5中B处的放大结构示意图；

图8是本发明的转移机械手的主视图；

图9是图8中C处的放大结构示意图；

图10是图8中A-A方向的剖视图；

图11是本发明的冻存架的结构示意图；

图12是图11中D处的放大结构示意图；

图13是本发明的冻存盒输送装置、第一扫码摄像头以及第二扫码摄像头的位置关系结构示意图。

附图标记列表：

1、箱体；11、第一进出口；101、固定框架；102、保温板；

2、冻存架组；21、冻存架；211、架体；2111、顶板；2112、底板；2113、第一侧板；2114、第二侧板；2115、后背板；212、存储件；2121、第一托条；2122、第二托条；2123、存储间隙；213、第一存储位置；214、第二存储位置；215、第一限位件；216、第二限位件；

3、转移机械手；31、水平移动机构；311、第一驱动件；312、第一驱动齿轮；313、第一直线齿条；314、第一导向组件；3141、第一直线导轨；3142、第一导轨滑块；32、第一安装件；33、升降机构；331、第四安装件；332、第二驱动件；333、第二驱动齿轮；334、第二直线齿条；335、第二导向组件；3351、第二直线导轨；3352、第一导轮；3353、第二导轮；336、第五安装件；34、铲盘机构；341、第二安装件；342、旋转机构；3421、第三驱动件；3422、主动齿轮；3423、被动齿轮；343、第三安装件；344、伸缩机构；3441、第四驱动件；3442、传动组件；3443、第三直线导轨；3444、第三导轨滑块；345、铲盘件；3451、铲板；3452、钩取结构；35、检测件；

4、壳体；41、第二进出口；

5、冻存盒输送装置；

6、第一扫码摄像头；

7、第二扫码摄像头；

8、第一电动密封门；9、第二电动密封门。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接连接，也可以是通过其他构件间接连接。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

基于背景技术中所指出的现有的自动化存储设备的体积大、占地空间大，不便于应用的问题以及存取冻存盒所需要的时间长的问题。本发明的用于存储生物样本的单体工作站通过在箱体内设置两个冻存架组以及转移机械手，减小了单体工作站的体积，其中转移机械手能够将冻存盒从冻存架组和第一进出口之间转移，从而实现自动化存取冻存盒；此外，冻存架的每一层存储区内均设置两个存储位置，提高了冻存架的存储容量，且由于两个存储位置沿同一层前后设置，占地体积小，在有限的空间内增大了单体工作站的存储量，更方便应用。本发明的单体工作站的体积小，占地空间小，成本低，方便存取冻存盒，所需时间短，存取效率高；此外，可以通过设置多个单体工作站来实现多种类型以及大批量生物样本的存储，方便组合应用，并且本发明的单体工作站相对于现有的自动化存储设备来说，存储量小，有利于降低样本的风险。

具体地，请同时参阅图1和图2，本发明的用于存储生物样本的单体工作站包括箱体1、冻存架组2和转移机械手3。

其中，箱体1内具有存储空间，冻存架组2和转移机械手3位于存储空间内。具体地，在本实施例中，如图2所示，箱体1包括固定框架101和保温板102，冻存架组2和转移机械手3均与固定框架101连接，保温板102围绕固定框架101设置，并使固定框架101内形成密闭的存储空间。

请同时参阅图1和图4，箱体1上设有第一进出口11和第一电动密封门8，第一进出口11开设在保温板102上，第一电动密封门8能够打开和密封第一进出口11。设置第一进出口11用于存取冻存盒。

请参阅图2，冻存架组2的数量为两个，且两个冻存架组2相对设置。两个冻存架组2相对设置，其布局合理，有利于减小单体工作站的体积。

请同时参阅图2、图11和图12，冻存架组2包括多个冻存架21，多个冻存架21沿箱体1的长度方向并排设置，冻存架21包括架体211以及安装在架体211上的多个存储件212，架体211的一侧具有开口，设置开口用于向存储件212的存储区内存取冻存盒，多个存储件212沿架体211的高度方向间隔分布并形成多层存储区，每层存储区内具有第一存储位置213和第二存储位置214，第一存储位置213和第二存储位置214用于存放冻存盒，第一存储位置213和第二存储位置214沿箱体1的宽度方向间隔分布，即第一存储位置213和第二存储位置214相对于开口前后设置，且第一存储位置213靠近开口设置。冻存架组2包括多个并排的冻存架21，每个冻存架21上形成有多层存储区，每个存储区上具有两个存储位置，在有限的空间内增大了存储量，使单体工作站的空间更合理利用，增大了存储空间的占比。

转移机械手3位于两个冻存架组2之间，转移机械手3设置成能够将冻存盒在两个冻存架组2的第一存储位置213、第二存储位置214以及第一进出口11之间转移，以能够存取冻存盒。将转移机械手3设置在两个冻存架组2之间，使转移机械手3能够与两个冻存架组2对接来转移冻存盒，该结构布局方式，将箱体1内的空间合理利用，能够减小单体工作站的体积，更方便应用。

本发明的单体工作站通过在箱体1内设置两个冻存架组2来存储冻存盒，以及在两个冻存架组2之间设置转移机械手3来转移冻存盒，这样的设置方式，减小了单体工作站的体积，从而使单体工作站的占地空间小，方便应用。此外，由于该单体工作站只包括两个冻存架组2，其存储量相对较小，其所承担的样本风险也比较小，更适用于存放高成本、高风险的生物样本，并且可以通过多个单体工作站组合应用能够实现多种类型生物样本以及大批量生物样本的存储，更方便应用。此外，本发明的单体工作站的冻存架21的每层存储区均具有两个存储位置，且两个存储位置前后设置，在有限的空间内增加了单体工作站的存储量，提高箱体1内存储区域的占比，有效提高存储空间的利用率。

优选地，请同时参阅图11和图12，存储件212水平安装在架体211上，存储件212上设有第一限位件215(例如：凸起或限位筋)和第二限位件216(例如：凸起或限位筋)，第一限位件215位于靠近开口的存储件212的一端，第一限位件215用于避免冻存盒从第一存储位置213上脱离，以保证冻存盒稳定放置在第一存储位置213上，第二限位件216位于存储件212的中间位置，并将第一存储位置213和第二存储位置214隔开，从而避免冻存盒在第一存储位置213和第二存储位置214移动，有利于使冻存盒保持稳定放置。

第一限位件215和第二限位件216相配合，能够使位于第一存储位置213和第二存储位置214上的冻存盒保持稳定，从而保证冻存盒存放的安全性。

在本实施方式中，请参阅图12，存储件212包括第一托条2121和第二托条2122，第一托条2121和第二托条2122水平间隔分布，且二者之间具有存储间隙2123，远离第二托条2122的第一托条2121一端与架体211连接(例如：焊接或插接)，远离第一托条2121的第二托条2122一端与架体211连接(例如：焊接或插接)，第一托条2121与第二托条2122的顶面共同形成存储区；第一托条2121和第二托条2122在靠近开口的端部均具有第一限位件215，第一托条2121和第二托条2122的中间位置均具有第二限位件216。

将存储件212设置为第一托条2121和第二托条2122，结构简单，方便组装使用，第一托条2121和第二托条2122之间具有存储间隙2123，以便于转移机械手3通过存储间隙2123将冻存盒放置到存储件212上或者是将冻存盒从存储件212上取出。

在另一种实施方式中，存储件212包括U型的托板，托板的两端均与架体211连接(例如：焊接或插接)，托板的U型开口朝向开口设置，托板的两个支板在靠近开口的一端均具有第一限位件215，托板的两个支板的中间位置均具有第二限位件216。

存储件212设置为U型的托板，以便于转移机械手3通过U型开口将冻存盒放置到存储件212上或者是将冻存盒从存储件212上取出。

需要说明的是，本发明不对存储件212的结构作任何限制，只要存储件212能够形成存储区来存放冻存盒即可，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行设定存储件212的具体结构。上述实施方式中存储件212的具体实现形式，并不应构成对本发明的保护范围的限制，有关于存储件212具体结构的调整和改变，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，请参阅图11，架体211包括顶板2111、底板2112、第一侧板2113、第二侧板2114和后背板2115，第一侧板2113、第二侧板2114和后背板2115均竖直设置，第一侧板2113和第二侧板2114均与后背板2115连接，并形成U型结构，顶板2111与第一侧板2113和第二侧板2114连接，并将U型结构的顶部开口封堵，底板2112与第一侧板2113和第二侧板2114连接，并将U型结构的底部开口封堵，存储件212的两端分别与第一侧板2113和第二侧板2114连接。

尽管在上述优选技术方案中将架体211设置为顶板2111、底板2112、第一侧板2113、第二侧板2114和后背板2115，但这并不应对本发明的保护范围构成限制，在实际应用中，本领域技术人员也可以将架体211设置为其他结构。例如，架体211包括四个支撑立柱、顶板2111和底板2112，顶板2111和底板2112将四个支撑立柱连接，顶板2111和底板2112分别位于支撑立柱的顶部和底部，四个支撑立柱竖直并呈矩形设置，存储件212的两端分别与两个支撑立柱连接。这种有关于架体211具体结构的调整和改变，并不偏离本发明的基本原理，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，请同时参阅图5至图8，转移机械手3包括水平移动机构31、第一安装件32、升降机构33和铲盘机构34。

其中，水平移动机构31安装在箱体1上，第一安装件32安装在水平移动机构31上，升降机构33安装在第一安装件32上，铲盘机构34安装在升降机构33上；水平移动机构31设置成能够带动第一安装件32、升降机构33和铲盘机构34沿箱体1的长度方向移动；升降机构33设置成能够带动铲盘机构34沿竖直方向移动；铲盘机构34设置成能够周向转动以及能够沿其长度方向伸缩，以接收和转移冻存盒。

转移机械手3在使用时，水平移动机构31能够带动升降机构33和铲盘机构34沿箱体1的长度方向移动，从而能够使铲盘机构34与冻存架组2的在同一水平的不同位置处的存储区对接，升降机构33能够带动铲盘机构34沿竖直方向移动，从而能够使铲盘机构34与冻存架组2的不同高度的存储区对接，以便将冻存盒存储到不同的存储位置上，以及能够接收不同存储位置上的冻存盒，从而将冻存盒进行转移。

优选地，请参阅图6，水平移动机构31包括第一驱动件311(例如：伺服电机或步进电机)、第一驱动齿轮312、第一直线齿条313和第一导向组件314，第一直线齿条313安装在箱体1上，并沿箱体1的长度方向延伸，第一驱动件311安装在第一安装件32上，第一驱动件311与第一驱动齿轮312连接，第一驱动齿轮312与第一直线齿条313啮合连接，第一驱动件311能够驱动第一驱动齿轮312转动，从而带动第一安装件32、第一驱动件311和第一驱动齿轮312沿第一直线齿条313的长度方向移动，第一导向组件314位于第一安装件32和箱体1之间，第一导向组件314在第一安装件32移动的过程中能够对第一安装件32进行导向，以使第一安装件32作直线移动。

尽管在上述优选实施方式中将水平移动机构31设置为第一驱动件311通过第一驱动齿轮312和第一直线齿条313相配合来带动第一安装件32移动，但这并不应对本发明的保护范围构成限制。在实际应用中，也可以将水平移动机构31设置为电机驱动丝杆带动滑块移动的结构形式。这种有关于水平移动机构31的具体结构的调整和改变，并不偏离本发明的基本原理，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，请参阅图6，第一导向组件314包括第一直线导轨3141和第一导轨滑块3142，第一直线导轨3141安装在箱体1上，并沿箱体1的长度方向延伸，第一导轨滑块3142与第一安装件32连接，第一导轨滑块3142与第一直线导轨3141滑动连接，并能够沿第一直线导轨3141进行滑动。将第一导向组件314设置为第一直线导轨3141和第一导轨滑块3142，其结构简单，方便组装使用。

尽管在上述实施方式中将第一导向组件314设置为第一直线导轨3141与第一导轨滑块3142相配合的结构形式，但这并不应对本发明的保护范围构成限制，在实际应用中，也可以将第一导向组件314设置为导杆与套设在导杆上的导向环的结构形式。这种有关于第一导向组件314的具体结构的调整和改变，并不偏离本发明的基本原理，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，第一导向组件314的数量为两个，两个第一导向组件314沿箱体1的宽度方向间隔分布，并分别位于第一安装件32的两侧。

将第一导向组件314设置两个，两个第一导向组件314将第一安装件32进行夹设，从而对第一安装件32的两端进行限位，在第一安装件32移动时能够提高第一安装件32的稳定性，从而避免在移动过程中第一安装件32、升降机构33以及铲盘机构34发生晃动。

优选地，请同时参阅图7和图10，升降机构33包括第四安装件331以及安装在第四安装件331上的第二驱动件332(例如：伺服电机或步进电机)、第二驱动齿轮333、第二直线齿条334、第二导向组件335和第五安装件336。

其中，第四安装件331与第一安装件32连接，第四安装件331沿竖直方向延伸，第二直线齿条334安装在第四安装件331上，并沿竖直方向延伸，第二驱动件332安装在第五安装件336上，第二驱动件332与第二驱动齿轮333连接，第二驱动齿轮333与第二直线齿条334啮合连接，第二驱动件332能够驱动第二驱动齿轮333转动，从而带动第五安装件336、第二驱动件332和第二驱动齿轮333沿第二直线齿条334的长度方向移动，铲盘机构34与第五安装件336连接，第二导向组件335位于第四安装件331和第五安装件336之间，第二导向组件335能够在第五安装件336移动时对第五安装件336进行导向，以使第五安装件336作直线移动。

优选地，请参阅图7和图10，第二导向组件335包括第二直线导轨3351、第一导轮3352和第二导轮3353，第二直线导轨3351的数量为两个，两个第二直线导轨3351间隔安装在第四安装件331上，并沿竖直方向延伸，第一导轮3352和第二导轮3353转动安装在第五安装件336上，第一导轮3352和第二导轮3353间隔设置，两个第二直线导轨3351位于第一导轮3352和第二导轮3353之间，且第一导轮3352和第二导轮3353分别与一个第二直线导轨3351抵接，并能够沿第二直线导轨3351的长度方向滑动。

第二直线导轨3351的侧壁上设有限位凸条，限位凸条沿第二直线导轨3351的长度方向延伸，第一导轮3352和第二导轮3353上开设有限位槽，限位凸条位于限位槽内，限位凸条和限位槽配合能够限制第五安装件336在第二直线导轨3351的厚度方向上移动，从而使第五安装件336以及铲盘机构34保持稳定。

尽管在上述实施方式中将第二导向组件335设置为第二直线导轨3351与第一导轮3352和第二导轮3353相配合的结构形式，但这并不应对本发明的保护范围构成限制，在实际应用中，也可以将第二导向组件335的具体结构设置为导杆与套设在导杆上的导向环的结构形式。这种有关于第二导向组件335的具体结构的调整和改变，并不偏离本发明的基本原理，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，请同时参阅图8和图9，铲盘机构34包括第二安装件341、旋转机构342、第三安装件343、伸缩机构344和铲盘件345；其中，第二安装件341与升降机构33连接，第三安装件343通过旋转机构342与第二安装件341连接，伸缩机构344和铲盘件345安装在第三安装件343上；旋转机构342设置成能够带动第三安装件343、伸缩机构344和铲盘件345绕竖直轴转动；伸缩机构344与铲盘件345连接，伸缩机构344设置成能够带动铲盘件345沿第三安装件343的长度方向相对于第三安装件343伸缩，以使铲盘件345能够接收和转移冻存盒。

通过这样的设置方式，铲盘机构34在使用时，旋转机构342能够带动第三安装件343、伸缩机构344以及铲盘件345进行转动，从而改变铲盘件345的对接方向，以便于改变铲盘件345接收和转移冻存盒的方向，更方便应用，伸缩机构344能够带动铲盘件345进行伸缩，能够使铲盘件345伸入到冻存盒的底部或者是存储位置的底部，从而配合升降机构33上升或下降可以将冻存盒托起或者是将冻存盒放置到存储位置上，以便接收冻存盒和存放冻存盒。

优选地，请参阅图9，旋转机构342包括第三驱动件3421(例如：伺服电机或步进电机)、主动齿轮3422、被动齿轮3423、竖直转轴(图中未示出)和轴承(图中未示出)。

其中，第三驱动件3421安装在第二安装件341上，被动齿轮3423与第三安装件343固定连接，第三驱动件3421通过主动齿轮3422与被动齿轮3423连接，被动齿轮3423上固定设置有竖直转轴，竖直转轴通过轴承与第二安装件341连接，并能够相对于第二安装件341转动，第三驱动件3421驱动主动齿轮3422转动时能够带动被动齿轮3423和第三安装件343进行转动。旋转机构342设置为第三驱动件3421、主动齿轮3422、被动齿轮3423、竖直转轴和轴承，其结构简单，方便组装使用。

优选地，请参阅图9，伸缩机构344包括第四驱动件3441(例如：伺服电机或步进电机)、传动组件3442(例如：齿轮配合齿条的传动组件3442或齿轮配合连杆的传动组件3442)、第三直线导轨3443和第三导轨滑块3444。

其中，第四驱动件3441安装在第三安装件343上，第四驱动件3441通过传动组件3442与第三导轨滑块3444连接，第三直线导轨3443安装在第三安装件343上，并沿第三安装件343的长度方向延伸，第三导轨滑块3444与第三直线导轨3443滑动连接，并能够沿第三直线导轨3443的长度方向滑动，铲盘件345与第三导轨滑块3444连接，第四驱动件3441与传动组件3442连接，并能够通过传动组件3442带动第三导轨滑块3444和铲盘件345沿第三直线导轨3443的长度方向滑动，从而使铲盘件345进行伸缩。

第四驱动件3441驱动传动组件3442运行，从而带动铲盘件345相对于第三安装件343移动，并在第三直线导轨3443与第三导轨滑块3444的导向作用下使铲盘件345作直线移动，而实现伸缩。

优选地，请参阅图9，铲盘件345包括铲板3451和位于铲板3451端部的钩取结构3452，伸缩机构344与铲板3451连接，钩取结构3452能够卡入到冻存盒内；其中，在铲盘件345向内回缩时，钩取结构3452能够将位于第二存储位置214的冻存盒勾出至第一存储位置213上，在铲盘件345向外伸出时，钩取结构3452能够将冻存盒由第一存储位置213推入到第二存储位置214上。

通过在铲板3451的端部设置钩取结构3452，能够与冻存盒配合来钩取和推动冻存盒，在使用时能够将位于第二存储位置214上的冻存盒勾出到第一存储位置213上，以便于将第二存储位置214上的冻存盒取出，也能够将第一存储位置213上的冻存盒推入到第二存储位置214上，以便实现将冻存盒存入到第二存储位置214上，这样设置能够缩短铲板3451的伸缩长度，减小转移机械手3的体积，进而减小单体工作站的体积，从而提高箱体1内存储区域的占比，提高存储利用率。

优选地，钩取结构3452为凸块，凸块竖直向上延伸。

将钩取结构3452设置为向上延伸的凸块，其结构简单，既能够勾出冻存盒，也能够与冻存盒的侧壁抵接，将冻存盒推前推移，方便应用。

优选地，请参阅图9，转移机械手3还包括检测件35，检测件35安装在第三安装件343的底部，检测件35能够检测第三安装件343的前方在预设距离内是否存在物品，以判断第一存储位置213处是否放置有冻存盒。

通过设置检测件35来检测第三安装件343的前方在预设距离内是否存在物品，从而能够判断第一存储位置213处是否放置有冻存盒，方便判断是否能够将冻存盒存入到第二存储位置214上以及是否可以将第二存储位置214上的冻存盒取出，更方便进行存取冻存盒。

优选地，检测件35为距离传感器，通过接收反馈信号来检测预设距离内是否存在物品，方便设置使用。检测件35在安装时倾斜向上设置，以使发出的信号朝向第一存储位置213的冻存盒发射，组装难度低且准确度高。

优选地，请同时参阅图3和图4，本发明的单体工作站还包括壳体4以及设置在壳体4内的冻存盒输送装置5，壳体4安装在箱体1上，并位于箱体1的外侧，壳体4通过第一进出口11与箱体1连通，以便于通过第一进出口11在箱体1和壳体4之间转移冻存盒；壳体4上设有第二进出口41和第二电动密封门9，第二电动密封门9能够打开和密封第二进出口41，壳体4通过第二进出口41与外界连通，以便于通过第二进出口41在壳体4和外界环境之间转移冻存盒；冻存盒输送装置5设置成能够将冻存盒在第一进出口11和第二进出口41之间转移，以便配合箱体1内的转移机械手3实现自动化存取冻存盒。

通过在箱体1的外侧设置壳体4，壳体4将箱体1与外界环境隔开，使箱体1与外界环境直接连通，能够避免在通过第一进出口11转移冻存盒时箱体1内的冷气大量泄出，此外也可以避免外界环境中的大量湿空气通过第一进出口11进入箱体1，从而使箱体1内的存储环境保持相对稳定，且不结霜。

在向箱体1内存储冻存盒的操作如下：

首先，第二电动密封门9打开，冻存盒输送装置5通过第二进出口41接收外界的冻存盒，并将冻存盒输送至壳体4内，第二电动密封门9关闭。

其次，冻存盒输送装置5继续输送冻存盒，第一电动密封门8打开，冻存盒输送装置5通过第一进出口11将冻存盒输送到箱体1内，与转移机械手3对接，转移机械手3接收冻存盒，冻存盒输送装置5返回原位，第一电动密封门8关闭。

最后，转移机械手3将冻存盒放置到需要存储的存储位置(第一存储位置213或第二存储位置214)上，即完成冻存盒的存储。

在将箱体1内的冻存盒取出的操作如下：

首先，转移机械手3与冻存架21对接，接收位于存储位置(第一存储位置213或第二存储位置214)上的冻存盒。

其次，第一电动密封门8打开，冻存盒输送装置5通过第一进出口11与转移机械手3对接并接收冻存盒，冻存盒输送装置5将冻存盒输送到壳体4内，第一电动密封门8关闭。

最后，第二电动密封门9打开，冻存盒输送装置5将冻存盒通过第二进出口41将冻存盒输出壳体4，人工或者AGV接收冻存盒，即完成冻存盒的取出。

需要说明的是，本发明不对冻存盒输送装置5的具体结构作任何限制，只要冻存盒输送装置5能够将冻存盒在第一进出口11和第二进出口41之间转移即可，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行设定冻存盒输送装置5的具体结构。例如：可以将冻存盒输送装置5设置为直线输送机构和载盒件，直线输送机构能够带动载盒件沿直线移动，载盒件用于放置冻存盒；或者，也可以将冻存盒输送装置5设置为可旋转的铲盘机构34、直线输送机构和载盒件，铲盘机构34能够绕竖直轴转动并能够伸缩移动以将冻存盒在第二进出口41和载盒件之间转移，直线输送机构能够带动载盒件沿直线移动，载盒件用于放置冻存盒；等等。这种有关于冻存盒输送装置5的具体结构的调整和改变，并不偏离本发明的基本原理，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，请参阅图4和图13，本发明的单体工作站还包括第一扫码摄像头6，第一扫码摄像头6设置在壳体4内，第一扫码摄像头6能够扫描冻存盒输送装置5所输送的冻存盒的条码信息。

在壳体4内设置第一扫码摄像头6，来扫描冻存盒的条码信息，方便对存取的冻存盒进行管理，方便定位和计算库存量。

需要说明的是，本发明不对第一扫码摄像头6的具体安装位置作任何限制，只要第一扫码摄像头6能够正常扫描到冻存盒的条码信息即可，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行设定第一扫码摄像头6的具体安装位置。例如：可以将扫码摄像头安装在壳体4的顶部，并使扫码摄像头朝向冻存盒输送装置5的输送路线设置，或者是可以将扫码摄像头正对冻存盒输送装置5的输送路线设置，等等。这种有关于第一扫码摄像头6的具体安装位置的调整和改变，并不偏离本发明的基本原理，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，请参阅图13，本发明的单体工作站还包括第二扫码摄像头7，第二扫码摄像头7设置在壳体4内，第二扫码摄像头7能够扫描冻存盒输送装置5所输送的冻存盒内冻存管的条码信息。

在壳体4内设置第二扫码摄像头7，能够扫描冻存盒输送装置5所输送的冻存盒内冻存管的条码信息，方便对冻存管进行管理，方便定位样本位置和计算库存量，以便于统一管理。

需要说明的是，本发明不对第二扫码摄像头7的具体安装位置作任何限制，只要第二扫码摄像头7能够正常扫描到冻存盒内冻存管的条码信息即可，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行设定第二扫码摄像头7的具体安装位置、例如：可以将第二扫码摄像头7安装在转移冻存盒的载盒件上并位于冻存盒的底端，或者，也可以将载盒件的底部设有观察口，将第二扫码摄像头7安装在载盒件移动路线的下方，以便在载盒件移动至第二扫码摄像头7上方时能够使第二扫码摄像头7扫描冻存盒内冻存管的条码信息；等等。这种有关于第二扫码摄像头7的安装位置的调整和改变，并不偏离本发明的基本原理，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，壳体4内通过管道连通有液氮除湿系统，以能够对壳体4的内部空间进行除湿。

液氮除湿系统通过管道向壳体4内通入液氮，从而能够对壳体4的内部空间进行除湿，能够避免外界的湿气通过壳体4进入到箱体1内，有利于使箱体1内的存储环境保持稳定，不结霜。

还需要说明的是，本发明除了包括上述结构外，还包括制冷系机构，制冷机构对箱体1内的存储空间进行制冷，以能够使箱体1内保持稳定的低温环境；制冷机构可以为液氮制冷机构、风冷制冷机构或者是其他的制冷机构。

最后，还需要说明的是，本发明不对第一电动密封门8和第二电动密封门9的具体结构作限制，其采用本领域常规的自动密封门即可，在此不再赘述其具体结构。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于存储生物样本的单体工作站，其特征在于，包括箱体以及设置在所述箱体内的冻存架组和转移机械手；

所述箱体上设有第一进出口，

所述冻存架组的数量为两个且两个所述冻存架组相对设置，所述冻存架组包括多个冻存架，多个所述冻存架沿所述箱体的长度方向并排设置，所述冻存架包括架体以及安装在所述架体上的多个存储件，所述架体的一侧具有开口，多个所述存储件沿所述架体的高度方向间隔分布并形成多层存储区，每层所述存储区内具有用于存放冻存盒的第一存储位置和第二存储位置，所述第一存储位置和所述第二存储位置沿所述箱体的宽度方向间隔分布，且所述第一存储位置靠近所述开口设置；

所述转移机械手位于两个所述冻存架组之间，所述转移机械手设置成能够将冻存盒在两个所述冻存架组的所述第一存储位置、所述第二存储位置以及所述第一进出口之间转移，以能够存取冻存盒。

2.根据权利要求1所述的用于存储生物样本的单体工作站，其特征在于，所述存储件水平安装在所述架体上，所述存储件上设有第一限位件和第二限位件，所述第一限位件位于靠近所述开口的所述存储件的一端，所述第二限位件位于所述存储件的中间位置并将所述第一存储位置和所述第二存储位置隔开。

3.根据权利要求2所述的用于存储生物样本的单体工作站，其特征在于，所述转移机械手包括水平移动机构、第一安装件、升降机构和铲盘机构；

所述水平移动机构安装在所述箱体上，所述第一安装件安装在所述水平移动机构上，所述升降机构安装在所述第一安装件上，所述铲盘机构安装在所述升降机构上；

所述水平移动机构设置成能够带动所述第一安装件、所述升降机构和所述铲盘机构沿所述箱体的长度方向移动；

所述升降机构设置成能够带动所述铲盘机构沿竖直方向移动；

所述铲盘机构设置成能够周向转动以及能够沿其长度方向伸缩，以接收和转移冻存盒。

4.根据权利要求3所述的用于存储生物样本的单体工作站，其特征在于，所述铲盘机构包括第二安装件、旋转机构、第三安装件、伸缩机构和铲盘件；

所述第二安装件与所述升降机构连接，所述第三安装件通过所述旋转机构与所述第二安装件连接，所述伸缩机构和所述铲盘件安装在所述第三安装件上；

所述旋转机构设置成能够带动所述第三安装件、所述伸缩机构和所述铲盘件绕竖直轴转动；

所述伸缩机构与所述铲盘件连接，所述伸缩机构设置成能够带动所述铲盘件沿所述第三安装件的长度方向相对于所述第三安装件伸缩，以使所述铲盘件能够接收和转移冻存盒。

5.根据权利要求4所述的用于存储生物样本的单体工作站，其特征在于，所述铲盘件包括铲板和位于所述铲板端部的钩取结构，所述伸缩机构与所述铲板连接，所述钩取结构能够卡入到冻存盒内；

其中，在所述铲盘件向内回缩时，所述钩取结构能够将位于所述第二存储位置的冻存盒勾出至所述第一存储位置上，在所述铲盘件向外伸出时，所述钩取结构能够将冻存盒由所述第一存储位置推入到所述第二存储位置上。

6.根据权利要求5所述的用于存储生物样本的单体工作站，其特征在于，所述转移机械手还包括检测件，所述检测件安装在所述第三安装件的底部，所述检测件能够检测所述第三安装件的前方在预设距离内是否存在物品。

7.根据权利要求1所述的用于存储生物样本的单体工作站，其特征在于，还包括壳体以及设置在所述壳体内的冻存盒输送装置，所述壳体安装在所述箱体上并位于所述箱体的外侧，所述壳体通过所述第一进出口与所述箱体连通；

所述壳体上设有第二进出口，所述壳体通过所述第二进出口与外界环境连通，

所述冻存盒输送装置设置成能够将冻存盒在所述第一进出口和所述第二进出口之间转移。

8.根据权利要求7所述的用于存储生物样本的单体工作站，其特征在于，还包括第一扫码摄像头，所述第一扫码摄像头设置在所述壳体内，所述第一扫码摄像头能够扫描所述冻存盒输送装置所输送的冻存盒的条码信息。

9.根据权利要求7所述的用于存储生物样本的单体工作站，其特征在于，还包括第二扫码摄像头，所述第二扫码摄像头设置在所述壳体内，所述第二扫码摄像头能够扫描所述冻存盒输送装置所输送的冻存盒内冻存管的条码信息。

10.根据权利要求7所述的用于存储生物样本的单体工作站，其特征在于，所述壳体内通过管道连通有液氮除湿系统，以能够对所述壳体的内部空间进行除湿。