CN217417380U - 一种冻存架转移装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种冻存架转移装置，涉及低温样本存储技术领域，冻存架转移装置包括机架、X向移动机构、Y向移动机构、Z向移动机构和夹持机构，机架内用于放置存放冻存架的存储箱，X向移动机构包括第一支架、X向驱动电机和齿轮齿条机构，第一支架滑动连接于机架内部的顶端，X向驱动电机设置于第一支架上，X向驱动电机通过齿轮齿条机构与机架连接，Y向移动机构安装在第一支架上，Z向移动机构安装在Y向移动机构上，夹持机构安装在Z向移动机构上。本实用新型的冻存架转移装置，缩减了样本暴露在空气中的时间，有效防止了样本冻融。

Description

一种冻存架转移装置

技术领域

本实用新型涉及低温样本存储技术领域，具体而言，涉及一种冻存架转移装置。

背景技术

目前，低温样本存储的方式包括人工存储和自动化存储两种方式，然而随着低温样本存储领域样本存储容量的需求持续增大，自动化存储的方式越来越普遍，其一般采用自动化样本库来实现的，通过多自由度机械手实现冻存架的摆放。然而在使用过程中中发现，多自由度机械手存在抓取不精准、机械结构运行不稳定等问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题中的至少一个方面。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样的：

一种冻存架转移装置，包括：机架、X向移动机构、Y向移动机构、Z向移动机构和夹持机构，所述机架内用于放置存放冻存架的存储箱，所述X向移动机构包括第一支架、X向驱动电机和齿轮齿条机构，所述第一支架滑动连接于所述机架内部的顶端，所述X向驱动电机设置于所述第一支架上，所述X向驱动电机通过所述齿轮齿条机构与所述机架连接，所述Y向移动机构安装在所述第一支架上，所述Z向移动机构安装在所述Y向移动机构上，所述夹持机构安装在所述Z向移动机构上，所述夹持机构用于抓取所述冻存架，所述夹持机构用于通过所述X向移动机构、所述Y向移动机构和所述Z向移动机构在所述机架内部的空间区域范围内移动。

本实用新型提供的一种冻存架转移装置，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：

本实用新型所述的冻存架转移装置，其机架内用于放置存放冻存架的存储箱，其X向移动机构、Y向移动机构、Z向移动机构配合设置在机架内的顶端，能够实现夹持机构在机架内的空间区域范围内随意移动，相比于现有多自由度机械手存在抓取不精准、机械结构运行不稳定的问题，本冻存架转移装置在使用时，夹持机构抓取冻存架，X向移动机构与机架之间采用驱动电机配合齿轮齿条机构的驱动方式，其具有传递动力大以及传动精度高的优势，可以保证夹持机构在抓取冻存架时运行稳定。并通过与Y向移动机构和Z向移动机构的共同配合带动冻存架运送至存储箱的安放位置，缩减了样本暴露在空气中的时间，有效防止了样本冻融。

可选地，所述齿轮齿条机构包括X向驱动齿轮和齿条，所述X向驱动齿轮安装在所述X向驱动电机的输出端，所述齿条沿着所述机架的长度方向设置于所述机架内部的顶端，所述X向驱动齿轮与所述齿条啮合传动。

可选地，所述X向移动机构还包括X向导轨，所述X向导轨相对所述齿条平行设置于所述机架内部顶端，并沿着所述机架的宽度方向间隔设置；所述第一支架设置有与所述导轨配合的滑块，所述第一支架通过所述滑块和所述X向导轨悬挂于所述机架。

可选地，所述滑块设有楔形槽，所述X向导轨的形状与所述楔形槽配合设置，所述X向导轨位于所述楔形槽中。

可选地，所述Y向移动机构包括Y向导轨、Y向滑动平台、Y向驱动电机和第一传动副，所述Y向导轨安装于所述第一支架上，所述Y向滑动平台滑动连接于所述Y向导轨，所述Y向驱动电机与所述第一传动副均安装在所述第一支架上，所述Y向驱动电机通过所述第一传动副与所述Y向滑动平台驱动连接，所述Z向移动机构安装在所述Y向滑动平台上。

可选地，所述第一传动副包括第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠转动连接在所述第一支架上，所述Y向驱动电机的输出端与所述第一滚珠丝杠连接，所述Y向滑动平台与所述第一滚珠丝杠连接。

可选地，所述Z向移动机构包括第二支架、Z向滑动平台、Z向驱动电机和第二传动副，所述第二支架安装在所述Y向滑动平台上，所述第二支架上设置有Z向导轨,所述Z向滑动平台滑动连接于所述Z向导轨，所述Z向驱动电机和所述第二传动副均安装在所述第二支架上，所述Z向驱动电机通过所述第二传动副与所述Z向滑动平台驱动连接，所述夹持机构安装在所述Z向滑动平台上。

可选地，所述第二传动副包括第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠转动连接在所述第二支架上，所述Z向驱动电机的输出端与所述第二滚珠丝杠连接，所述Z向滑动平台与所述第二滚珠丝杠连接。

可选地，所述夹持机构包括第三支架、夹爪、夹爪驱动电机和第三传动副，所述第三支架安装在所述Z向滑动平台上，所述夹爪、夹爪驱动电机和第三传动副均安装在所述第三支架上，所述夹爪驱动电机适于通过所述第三传动副驱动所述夹爪开合。

可选地，所述夹爪设置有多个，多个所述夹爪间隔设置于所述第三支架上，每个所述夹爪分别对应配置一组所述夹爪驱动电机和所述第三传动副。

附图说明

图1为本实用新型实施例的冻存架转移装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的冻存架转移装置的局部放大图。

附图标记说明：

1、机架；2、X向移动机构；21、第一支架；22、X向驱动电机；23、X向驱动齿轮；24、X向导轨；25、齿条；3、Y向移动机构；31、Y向导轨；32、Y向滑动平台；33、Y向驱动电机；4、Z向移动机构；41、第二支架；42、Z向滑动平台；43、Z向驱动电机；5、夹持机构；51、第三支架；52、夹爪；53、夹爪驱动电机。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。

而且，附图中Z轴表示竖向，也就是上下位置，并且Z轴的正向(也就是Z轴的箭头指向)表示上，Z轴的负向(也就是与Z轴的正向相反的方向)表示下；附图中X轴表示横向，也就是左右位置，并且X轴的正向(也就是X轴的箭头指向)表示右，X轴的负向(也就是与X轴的正向相反的方向)表示左；附图中Y轴表示纵向，也就是前后位置，并且Y轴的正向(也就是Y轴的箭头指向)表示前，Y轴的负向(也就是与Y轴的正向相反的方向)表示后。

同时需要说明的是，前述Z轴、X轴和Y轴表示含义仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型实施例的冻存架转移装置，包括：机架1、X向移动机构2、Y向移动机构3、Z向移动机构4和夹持机构5，所述机架1内用于放置存放冻存架的存储箱，所述X向移动机构2包括第一支架21、X向驱动电机22和齿轮齿条机构，所述第一支架21滑动连接于所述机架1内部的顶端，所述X向驱动电机22设置于所述第一支架21上，所述X向驱动电机22通过所述齿轮齿条机构与所述机架1连接，所述Y向移动机构3安装在所述第一支架21上，所述Z向移动机构4安装在所述Y向移动机构3上，所述夹持机构5安装在所述Z向移动机构4上，所述夹持机构5用于抓取所述冻存架，所述夹持机构5用于通过所述X向移动机构2、所述Y向移动机构3和所述Z向移动机构4在所述机架1内部的空间区域范围内移动。

在本实施例中，其机架1内用于放置存放冻存架的存储箱，其X向移动机构2、Y向移动机构3、Z向移动机构4配合设置在机架1内的顶端，能够实现夹持机构5在机架1内的空间区域范围内随意移动，相比于现有多自由度机械手存在抓取不精准、机械结构运行不稳定的问题，本冻存架转移装置在使用时，夹持机构5抓取冻存架，X向移动机构2与机架1之间采用驱动电机配合齿轮齿条机构的驱动方式，其具有传递动力大以及传动精度高的优势，可以保证夹持机构5在抓取冻存架时运行稳定。并通过与Y向移动机构3和Z向移动机构4的共同配合带动冻存架运送至存储箱的安放位置，缩减了样本暴露在空气中的时间，有效防止了样本冻融。

在上述的工作过程中，结合附图1所示，X向移动机构2的第一支架21可以在机架1的内部顶端沿X轴方向移动，Y向移动机构3可以在X向移动机构2上沿Y轴方向移动，Z向移动机构4可以在Y向移动机构3上沿Z轴方向移动，通过X向移动机构2、Y向移动机构3和Z向移动机构4在机架1内部的空间区域范围内移动，可以带动安装在Z向移动机构4上的夹持机构5对存储箱内任意冻存架的夹取、提升、转移以及放入。其中X向移动机构2、Y向移动机构3和Z向移动机构4可以是传统直线驱动模组；夹持机构5可以是传动自动化夹爪。

可选地，齿轮齿条机构包括X向驱动齿轮23和齿条25，X向驱动齿轮23安装在X向驱动电机22的输出端，齿条25沿着机架1的长度方向设置于机架1内部的顶端，X向驱动齿轮23与齿条25啮合传动。

在本实施例中，结合附图1和附图2所示，齿条25沿X轴方向设置于机架1内部顶端，齿条25可通过螺栓连接的方式安装在机架1内部顶端，当然齿条25还可采用焊接、卡接等方式安装在机架1上，为了齿条25便于维修更换及稳固连接，故优选为螺栓连接的方式。X向驱动电机22可通过螺栓连接固定安装在第一支架21上，通过X向驱动电机22驱动X向驱动齿轮23转动，使得X向驱动齿轮23与齿条25啮合传动，以此实现第一支架21可以沿机架1顶端的X轴方向移动。另外，上述齿轮齿条传动仅为一种实施例，还可选用螺杆传动方式，即将齿条替换为螺杆，使第一支架21螺纹连接在螺杆上，并在螺杆的一端安装驱动电机，以此实现X向直线驱动，当然，不仅限于上述两种传动方式，还可选用皮带传动、蜗轮蜗杆传动等方式，选用何种方式可根据实际需要自主选择，仅需满足稳定的X向直线驱动即可。

可选地，X向移动机构2还包括X向导轨24，X向导轨24相对齿条25平行设置于机架1内部顶端，并沿着机架1的宽度方向间隔设置；第一支架21设置有与导轨配合的滑块，第一支架21通过滑块和X向导轨24悬挂于机架1。

在本实施例中，结合附图1和附图2所示，在机架1内部顶端沿X轴方向平行设置有两个X向导轨24，齿条25沿X轴方向设置于机架1内部顶端，并位于两个X向导轨24之间，X向导轨24可通过螺栓连接的方式安装在机架1内部顶端，当然X向导轨24还可采用焊接、卡接等方式安装在机架1上，为了X向导轨24便于维修更换及稳固连接，故优选为螺栓连接的方式。第一支架21的端部安装有滑块，并且第一支架21通过滑块滑动连接在X向导轨24上，以此实现第一支架21可以沿机架1顶端的X轴方向滑动。

可选地，滑块设有楔形槽，X向导轨24的形状与楔形槽配合设置，X向导轨24位于楔形槽中。

在本实施例中，滑块可通过楔形槽与X向导轨24配合连接，滑块可通过楔形槽滑动连接在X向导轨24上，并且楔形槽可以稳定滑动在X向导轨24上，相比于方形滑块，楔形槽可以有效防止滑块脱落。

可选地，Y向移动机构3包括Y向导轨31、Y向滑动平台32、Y向驱动电机33和第一传动副，Y向导轨31安装于，Y向滑动平台32滑动连接于Y向导轨31，Y向驱动电机33与第一传动副均安装在第一支架21上，Y向驱动电机33通过第一传动副与Y向滑动平台32驱动连接，Z向移动机构4安装在Y向滑动平台32上。

在本实施例中，结合附图1和附图2所示，Y向导轨31可通过螺栓连接的方式安装在第一支架21上，当然，Y向导轨31还可采用焊接、卡接等方式安装在第一支架21上，为了Y向导轨31便于拆卸及稳固连接，故优选为螺栓连接。Y向滑动平台32可通过滑块滑动连接在Y向导轨31上，通过Y向驱动电机33驱动第一传动副可以实现Y向滑动平台32在Y向导轨31沿Y轴方向移动。其中，第一传动副可以是齿轮齿条传动或丝杠传动，当然，不仅限于上述两种传动方式，还可选用皮带传动、蜗轮蜗杆传动等方式，在实际应用中可根据不同工况自主选择，只需满足稳定的Y向直线驱动即可。

可选地，第一传动副包括第一滚珠丝杠，第一滚珠丝杠转动连接在第一支架21上，Y向驱动电机33的输出端与第一滚珠丝杠连接，Y向滑动平台32与第一滚珠丝杠连接。

在本实施例中，第一滚珠丝杠的两端转动连接在第一支架21上，Y向驱动电机33安装在第一支架21上，并且Y向驱动电机33的输出轴与第一滚珠丝杠的一端连接，Y向滑动平台32设置有与第一滚珠丝杠配合连接的螺纹结构，Y向滑动平台32通过此螺纹结构与第一滚珠丝杠连接，以此，Y向驱动电机33可以驱动第一滚珠丝杠转动，进而实现Y向滑动平台32在Y向导轨31上沿Y轴方向移动。可以理解的是，上述丝杠传动仅为一种优选方式，还可采用皮带传动、蜗轮蜗杆传动等方式，在实际应用中可根据不同工况自主选择，只需满足稳定的Y向直线驱动即可。

可选地，Z向移动机构4包括第二支架41、Z向滑动平台42、Z向驱动电机43和第二传动副，第二支架41安装在Y向滑动平台32上，第二支架41上设置有Z向导轨,Z向滑动平台42滑动连接于Z向导轨，Z向驱动电机43和第二传动副均安装在第二支架41上，Z向驱动电机43通过第二传动副与Z向滑动平台42驱动连接，夹持机构5安装在Z向滑动平台42上。

在本实施例中，第二支架41可通过螺栓安装在Y向滑动平台32上，当然，第二支架41还可采用焊接、卡接等方式安装在Y向滑动平台32上，为了第二支架41便于拆卸及稳固连接，故优选为螺栓连接。Z向导轨可通过螺栓安装在第二支架41上，当然，Z向导轨还可采用焊接、卡接等方式安装在第二支架41上，为了Z向导轨便于拆卸及稳固连接，故优选为螺栓连接。Z向滑动平台42可通过滑块滑动连接在Z向导轨上，通过Z向驱动电机43驱动第二传动副可以实现Z向滑动平台42在Z向导轨上沿Z轴方向移动。其中，第二传动副可以是齿轮齿条传动或丝杠传动，当然，不仅限于上述两种传动方式，还可选用皮带传动、蜗轮蜗杆传动等方式，在实际应用中可根据不同工况自主选择，只需满足稳定的Z向直线驱动即可。

可选地，第二传动副包括第二滚珠丝杠，第二滚珠丝杠转动连接在第二支架41上，Z向驱动电机43的输出端与第二滚珠丝杠连接，Z向滑动平台42与第二滚珠丝杠连接。

在本实施例中，第二滚珠丝杠的两端转动连接在第二支架41上，Z向驱动电机43安装在第二支架41上，并且Z向驱动电机43的输出轴与第二滚珠丝杠的一端连接，Z向滑动平台42设置有与第二滚珠丝杠配合连接的螺纹结构，Z向滑动平台42通过此螺纹结构与第二滚珠丝杠连接，以此，Z向驱动电机43可以驱动第二滚珠丝杠转动，进而实现Z向滑动平台42在Z向导轨上沿Z轴方向移动。可以理解的是，上述丝杠传动仅为一种优选方式，还可采用皮带传动、蜗轮蜗杆传动等方式，在实际应用中可根据不同工况自主选择，只需满足稳定的Z向直线驱动即可。

可选地，夹持机构5包括第三支架51、夹爪52、夹爪驱动电机53和第三传动副，第三支架51安装在Z向滑动平台42上，夹爪52、夹爪驱动电机53和第三传动副均安装在第三支架51上，夹爪驱动电机53适于通过第三传动副驱动夹爪52开合。

在本实施例中，第三支架51可通过螺栓安装在Z向滑动平台42上，当然，第三支架51还可采用焊接、卡接等方式安装在Z向滑动平台42上，为了第三支架51便于拆卸及稳固连接，故优选为螺栓连接。通过夹爪驱动电机53驱动第三传动副可以实现夹爪52开合，其中第三传动副可以是丝杠传动，并且为左右两部分螺纹旋向相反的丝杠，即夹爪52的两部分连接于丝杠的螺纹旋向相反处，夹爪驱动电机53的输出端连接于丝杠的一端，通过夹爪驱动电机53的正反转实现夹爪52的开合。当然，上述丝杠传动仅为一种实施例，在实际应用中可自主选用各类自动化夹爪，仅需满足稳定夹持冻存架即可。

可选地，夹爪52设置有多个，多个夹爪52间隔设置于第三支架51上，每个夹爪52分别对应配置一组夹爪驱动电机53和第三传动副。

在本实施例中，结合附图1和附图2所示，在第三支架51上可以安装多个夹爪52，并为每个夹爪52对应配置一组夹爪驱动电机53和第三传动副，以满足同时夹持多个冻存架的工况。附图2中给出的是两个夹爪52的应用场景，还可更换较大尺寸的第三支架51，以满足安装多个夹爪52的工况。

可选地，机架1呈框架结构。

在本实施例中，存放冻存架的存储箱通常为长方形的框架结构，将机架1设计为框架结构是不仅为了便于放置存储箱，还能用于观看冻存架转移装置运动。

术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”和“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种冻存架转移装置，其特征在于，包括：机架(1)、X向移动机构(2)、Y向移动机构(3)、Z向移动机构(4)和夹持机构(5)，所述机架(1)内用于放置存放冻存架的存储箱，所述X向移动机构(2)包括第一支架(21)、X向驱动电机(22)和齿轮齿条机构，所述第一支架(21)滑动连接于所述机架(1)内部的顶端，所述X向驱动电机(22)设置于所述第一支架(21)上，所述X向驱动电机(22)通过所述齿轮齿条机构与所述机架(1)连接，所述Y向移动机构(3)安装在所述第一支架(21)上，所述Z向移动机构(4)安装在所述Y向移动机构(3)上，所述夹持机构(5)安装在所述Z向移动机构(4)上，所述夹持机构(5)用于抓取所述冻存架，所述夹持机构(5)用于通过所述X向移动机构(2)、所述Y向移动机构(3)和所述Z向移动机构(4)在所述机架(1)内部的空间区域范围内移动。

2.根据权利要求1所述的冻存架转移装置，其特征在于，所述齿轮齿条机构包括X向驱动齿轮(23)和齿条(25)，所述X向驱动齿轮(23)安装在所述X向驱动电机(22)的输出端，所述齿条(25)沿着所述机架(1)的长度方向设置于所述机架(1)内部的顶端，所述X向驱动齿轮(23)与所述齿条(25)啮合传动。

3.根据权利要求2所述的冻存架转移装置，其特征在于，所述X向移动机构(2)还包括X向导轨(24)，所述X向导轨(24)相对所述齿条(25)平行设置于所述机架(1)内部顶端，并沿着所述机架(1)的宽度方向间隔设置；所述第一支架(21)设置有与所述导轨配合的滑块，所述第一支架(21)通过所述滑块和所述X向导轨(24)悬挂于所述机架(1)。

4.根据权利要求3所述的冻存架转移装置，其特征在于，所述滑块设有楔形槽，所述X向导轨(24)的形状与所述楔形槽配合设置，所述X向导轨(24)位于所述楔形槽中。

5.根据权利要求3所述的冻存架转移装置，其特征在于，所述Y向移动机构(3)包括Y向导轨(31)、Y向滑动平台(32)、Y向驱动电机(33)和第一传动副，所述Y向导轨(31)安装于所述第一支架(21)上，所述Y向滑动平台(32)滑动连接于所述Y向导轨(31)，所述Y向驱动电机(33)与所述第一传动副均安装在所述第一支架(21)上，所述Y向驱动电机(33)通过所述第一传动副与所述Y向滑动平台(32)驱动连接，所述Z向移动机构(4)安装在所述Y向滑动平台(32)上。

6.根据权利要求5所述的冻存架转移装置，其特征在于，所述第一传动副包括第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠转动连接在所述第一支架(21)上，所述Y向驱动电机(33)的输出端与所述第一滚珠丝杠连接，所述Y向滑动平台(32)与所述第一滚珠丝杠连接。

7.根据权利要求5所述的冻存架转移装置，其特征在于，所述Z向移动机构(4)包括第二支架(41)、Z向滑动平台(42)、Z向驱动电机(43)和第二传动副，所述第二支架(41)安装在所述Y向滑动平台(32)上，所述第二支架(41)上设置有Z向导轨,所述Z向滑动平台(42)滑动连接于所述Z向导轨，所述Z向驱动电机(43)和所述第二传动副均安装在所述第二支架(41)上，所述Z向驱动电机(43)通过所述第二传动副与所述Z向滑动平台(42)驱动连接，所述夹持机构(5)安装在所述Z向滑动平台(42)上。

8.根据权利要求7所述的冻存架转移装置，其特征在于，所述第二传动副包括第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠转动连接在所述第二支架(41)上，所述Z向驱动电机(43)的输出端与所述第二滚珠丝杠连接，所述Z向滑动平台(42)与所述第二滚珠丝杠连接。

9.根据权利要求7所述的冻存架转移装置，其特征在于，所述夹持机构(5)包括第三支架(51)、夹爪(52)、夹爪驱动电机(53)和第三传动副，所述第三支架(51)安装在所述Z向滑动平台(42)上，所述夹爪(52)、夹爪驱动电机(53)和第三传动副均安装在所述第三支架(51)上，所述夹爪驱动电机(53)适于通过所述第三传动副驱动所述夹爪(52)开合。

10.根据权利要求9所述的冻存架转移装置，其特征在于，所述夹爪(52)设置有多个，多个所述夹爪(52)间隔设置于所述第三支架(51)上，每个所述夹爪(52)分别对应配置一组所述夹爪驱动电机(53)和所述第三传动副。

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