CN218559592U - 一种智能化生物样本存储系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能化生物样本存储系统，包括：存储区，存储区用于通过板架存储样本，存储区的内部还设有升降铲板架机构，升降铲板架机构用于存储区内的板架进行存取，存储区的顶部还设有制冷机构，制冷机构用于对存储区内部进行制冷；操作区，操作区与存储区连通，操作内设有板架及冻存管提取机构、扫码机构和板架移动机构；转运区，转运区与操作区连通，用于将板架或转运罐通过转运区进入或移出操作区；交互区，交换区用于控制所述存储区、操作区和转运区内各个机构的运行，以及用于显示各个机构的运行参数和输入控制指令。本实用新型具有结构紧凑，运行稳定性高，智能化程度高，能耗降低，全程冷链，样本存储量高，存取转运效果高的优势。

Description

一种智能化生物样本存储系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能化生物样本存储系统，属于医疗器械技术领域。

背景技术

各种组织、血液、细胞、器官、DNA、RNA、生物体液等生物样本，一般都需要低温存储，其中大部分的存储环境为-80℃，存储的容器是超低温手动冰箱。

传统的超低温手动冰箱，存入或者取出生物样本都是由人工操作，而人工操作过程中有很大的概率出错，且有低温冻伤的危险，同时，由于每次都要开冰箱门才能存取生物样本，这个过程会带入大量水蒸气，造成样本表面严重结霜，影响样本的识别。

随着生物样本存储越来越受到重视，自动化存储类设备被推出，并逐步代替超低温手动冰箱。但是，目前已有的全自动超低温生物样本存储设备，例如，CN110589332A一种自动化生物样本库，虽然配备有转盘转动模块、提篮提升模块、铲盘模块、挑管模块和转运模块，普遍存在结构复杂、成本高、有效容积率低和能耗大等一系列的问题。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种智能化生物样本存储系统，具有结构紧凑，运行稳定性高，智能化程度高，能耗降低，全程冷链，样本存储量高，存取转运效果高的优势。

本实用新型解决技术问题采用如下一种技术方案：

一种智能化生物样本存储系统，包括：

存储区，所述存储区用于通过板架存储样本，所述存储区的内部还设有升降铲板架机构，升降铲板架机构用于存储区内的板架进行存取，所述存储区的顶部还设有制冷机构，制冷机构用于对存储区内部进行制冷；

操作区，所述操作区与存储区连通，所述操作内设有板架及冻存管提取机构、扫码机构和板架移动机构，板架及冻存管提取机构用于抓取板架及挑管，扫码机构用于读取板架或冻存管的存储信息，板架移动机构用于对接升降铲板架机构将板架在操作区与存储区之间移动；

转运区，所述转运区与操作区连通，用于将板架或转运罐通过转运区进入或移出操作区；

交互区，所述交换区用于控制所述存储区、操作区和转运区内各个机构的运行，以及用于显示所述各个机构的运行参数和输入控制指令。

可选的，所述存储区内设有提篮存储装置，用以构成存储空间；所述提篮存储装置包括存储装置外壳及转动设置在存储装置外壳内部的提篮组件，存储装置外壳的侧部开设有与操作区连通的存取通道。

可选的，所述提篮组件包括提篮单元、转动驱动电机、转动板、中心转轴和底板，底板转动连接在存储装置外壳内部下方，转动驱动电机固定在存储装置外壳顶部并与中心转轴的上端同轴连接，中心转轴的上端穿设在存储装置外壳外侧顶部，中心转轴的下端转动连接在底板上，转动板设置在存储装置外壳内部上方并固定连接在中心转轴上。

可选的，所述制冷机构包括至少一个制冷机组，所述制冷机组包括相连接的压缩机、冷凝器和蒸发器，压缩机和冷凝器设置在存储装置外壳外侧顶部，蒸发器设置在存储装置外壳内部。

可选的，所述存储装置外壳的内侧顶部设有保温层，蒸发器布置在保温层下方。

可选的，所述升降铲板架机构包括铲板组件和升降组件，铲板组件连接在升降组件上，所述升降组件可带动铲板组件上下运动，所述铲板组件用于将板架从提篮单元上的板架存放通道进出。

可选的，所述升降组件包括升降驱动电机、升降丝杆和导向杆，升降驱动电机固定在存储装置外壳外侧顶部并与升降丝杠驱动连接，升降丝杆的两端分别转动连接在上安装板和下安装板上，导向杆的两端分别固定连接在上安装板和下安装板上，所述上安装板连接在转动板上，所述下安装板套设在中心转轴上。

可选的，所述铲板组件包括铲板驱动电机、升降板、移动板、转动杆及导向柱；铲板驱动电机固定在存储装置外壳外侧顶部并与转动杆驱动连接，转动杆的两端分别转动连接在上安装板和下安装板上且同时套设在升降板上，导向柱的两端分别固定连接在上安装板和下安装板上，升降板与升降丝杠传动连接且套设在导向柱上，转动杆与移动板通过齿轮齿条啮合连接，移动板沿板架存放通道方向滑动安装在升降板上。

可选的，所述智能化生物样本存储系统包括系统外壳，提篮存储装置安装在系统外壳内部一侧，操作区设有封闭式的操作舱室，操作舱室正对存取通道的位置设有存取口，转运区设有封闭式的转运舱，转运舱内设有升降机构，操作舱室和转运舱分别设置在系统外壳内部另一侧上方和下方；

所述操作舱室和转运舱中间的系统外壳上还设有开放式的传递舱，传递舱朝向操作舱室和升降机构的一侧分别设有上传递口和下传递口，传递舱用于将将板架从室外转入操作区内。

可选的，所述交互区包括设置在操作舱室的正面的观察窗、设置在传递舱的正面的显示屏以及设在传递舱的正面的控制按钮。

可选的，所述板架移动机构包括第一电机、传动带、存放板和第一丝杆；

所述第一电机通过传动带及固定在第一丝杆上皮带轮与第一丝杆传动连接，存放板滑动设置在第一丝杆上。

可选的，所述扫码机构包括第一固定台及设置在所述第一固定台上方侧部的扫码器，所述第一固定台顶面设置有平板。

可选的，所述板架及冻存管提取机构包括安装座及固定在安装座上的板架抓取机构和冻存管夹持机构，所述安装座通过导向构件滑动设置在横向模组上，所述横向模组上还设有横向驱动构件，可驱使安装座进行横向运动。

可选的，所述横向驱动构件包括设置在安装座上的齿轮和横向电机及设置在横向模组上的齿条，齿条沿横向模组长度方向布置，齿轮啮合连接在齿条上，横向电机的输出轴与齿轮相连。

可选的，所述导向构件包括设置横向模组上滑轨及设置安装座上在滑块，滑轨沿横向模组长度方向延伸，滑块与滑轨配合连接。

可选的，所述板架抓取机构包括固定基准板，所述固定基准板的上部通过导向组件、驱动组件滑动安装在竖向行程板上，可沿着竖向方向往复运动；

所述固定基准板的下部设有用于周向夹取板架的抓板组件，所述抓板组件包括转动圆盘和两个相对设置的抓取件，两个所述抓取件均连接于所述转动圆盘，两个所述抓取件随着所述转动圆盘的转动向彼此靠近或彼此远离的方向移动。

可选的，所述转动圆盘上设置有两个弧形轨道，两个所述夹取件分别滑设于所述弧形轨道内；所述转动圆盘的中心与固定在固定基准板上的转动电机的输出轴连接。

可选的，所述板架抓取机构还包括第一导向限位组件，所述抓取件和所述固定基准板均连接于所述第一导向限位组件，所述第一导向限位组件对两个所述抓取件的相互远离或者相互靠近其导向作用，所述第一导向限位组件限制两个所述抓取件在竖向方向上不产生位移；

所述第一导向限位组件包括设置在所述抓取件上端的第一导滑块以及设置在固定基准板上的导滑轨，所述导滑轨和第一导滑块均沿着水平方向延伸，所述第一导滑块设于所述导滑轨内。

可选的，所述冻存管夹持机构包括纵向移动组件和挑管机构，挑管机构连接在纵向移动组件上，可沿着纵向移动组件纵向方向往复移动。

可选的，所述挑管机构包括固定连接的挑管夹持组件及横向移动组件，所述横向移动组件连接在纵向移动组件上，所述挑管夹持组件可沿着横向移动组件的横向方向复移动。

可选的，所述横向移动组件包括第二固定台，所述第二固定台上固定有第二驱动电机，第二驱动电机与第二丝杆同轴连接，挑管夹持组件的固定背板啮合连接在丝杆上；

所述纵向移动组件包括竖向行程台和设置在竖向行程台周侧的导向框，所述竖向行程台的一侧设有竖向轨道，另一侧设有竖向齿条；

所述导向框固定在第二固定台上，导向框朝向竖向轨道的一侧设有滑动块，滑动块配合连接在竖向轨道上；导向框朝向竖向齿条的一侧设有传动齿轮，传动齿轮啮合连接在竖向齿条上，传动齿轮与固定在导向框上的第二驱动电机同轴连接。

可选的，所述挑管夹持组件包括：

夹持杆，用于周向抓取冻存管；

十字运动台，四个所述夹持杆分别固定在十字运动台的四个下端部；

固定式外罩，所述十字运动台的周部贯穿设置在固定式外罩内部且滑动连接，固定式外罩的内壁对夹持杆施加作用力，以使四个夹持杆随着十字运动台的竖向位移向彼此靠近或远离的方向移动；

固定背板，所述固定式外罩连接在固定背板上；

第二驱动构件，所述第二驱动构件包括固定在固定背板上的驱动电缸，所述十字运动台的中心连接于驱动电缸的输出端。

本实用新型的上述技术方案通过合理化配置存储区、操作区、转运区和交互区，以及优化配合各区域的机构，至少具有如下有益效果：

1)利用交互区，实现了高效的存取生物样本，实时管控样本存储的位置及温度变化，更加智能化；

2)利用操作区内的板架及冻存管提取机构、扫码机构和板架移动机构，能够智能化的样本板架存取及单支样本挑管，大大提高了实验人员的存取样本的工作效率；操作舱室的工作区域设计，避免了室外操作，避免样本造成损坏；

3)利用存储区及内部升降铲板架机构和制冷机构，大大提高了样本存储量，存取生物样本更加机动，大大提高存取样本盒的效率；

4)利用转运区实现了实验人员对接平台，可对接操作人员或运输机器人，大幅提高了对接转运样本的效率。

5)智能化生物样本存储系统整体结构更加简化、紧凑，减小了占用空间，节省了制造成本，同时提高了系统运行的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型智能化生物样本存储系统的立体图；

图2为本实用新型智能化生物样本存储系统的半剖视图；

图3为本实用新型智能化生物样本存储系统的内结构示意图；

图4为本实用新型智能化生物样本存储系统中提篮存储装置的立体图；

图5为本实用新型智能化生物样本存储系统中提篮组件+升降铲板架机构的立体图；

图6为图5的半剖视图；

图7为图5的内部结构图；

图8为图7中A处的局部放大图；

图9为本实用新型智能化生物样本存储系统中的操作舱室的立体图，其中还包含了升降机构；

图10为图9中去掉了水平支撑板后的立体图；

图11为图10中B处的局部放大图；

图12为本实用新型智能化生物样本存储系统中板架及冻存管提取机构的立体图；

图13为图12中去掉了安装座后的立体图；

图14为本实用新型智能化生物样本存储系统中板架抓取机构的立体图；

图15为本实用新型智能化生物样本存储系统中板架抓取机构的剖视图；

图16为本实用新型智能化生物样本存储系统中冻存管夹持机构的立体图；

图17为本实用新型智能化生物样本存储系统中挑管机构的立体图；

图18为本实用新型智能化生物样本存储系统中挑管夹持组件的立体图；

图19为图18中夹持杆+十字运动台+固定式外罩的立体图。

图中标记示意为：

10-智能化生物样本存储系统；101-系统外壳；

1-存储区；11-升降铲板架机构；111-铲板组件；1111-铲板驱动电机；1112-升降板；1113-移动板；1114-转动杆；1115-导向柱；112-升降组件；1121-升降驱动电机；1122-升降丝杆；1123-导向杆；1124-下安装板；12-制冷机构；121-制冷机组；1211-压缩机；1212-冷凝器；13-提篮存储装置；131-存储装置外壳；132-提篮组件；1321-提篮单元；1321-1-板架存放通道；1322-转动驱动电机；1323-转动板；1324-中心转轴；1325-底板；133-保温层；

2-操作区；2-1-操作舱室；2-1-1-存取口；2-1-2-支撑板；21-板架及冻存管提取机构；211-安装座；2111-导向构件；2111-1-滑轨；2111-2-滑块；2112-横向驱动构件；2112-1-齿轮；2112-2-横向电机；2112-3-齿条；212-板架抓取机构；2121-固定基准板；2122-导向组件；2123-驱动组件；2124-竖向行程板；2125-抓板组件；2125-1-转动圆盘；2125-1-1-弧形轨道；2125-1-2-转动电机；2125-2-抓取件；2126-第一导向限位组件；2126-1-第一导滑块；2126-2-导滑轨；213-冻存管夹持机构；2131-纵向移动组件；2131-1-竖向行程台；2131-2-导向框；2131-2-1-竖向轨道；2131-2-2-滑动块；2131-2-3-传动齿轮；2131-3-竖向齿条；2131-4-第二驱动电机；22-扫码机构；221-第一固定台；222-扫码器；223-平板；23-板架移动机构；231-第一电机；232-传动带；233-存放板；234-第一丝杆；24-挑管机构；241-横向移动组件；2411-第二固定台；22112-第二驱动电机；2413-第二丝杆；25-挑管夹持组件；251-夹持杆；252-十字运动台；2521-第二导滑块；2521-1-第一导向槽；2522-连接柱；2523-连接凸块；2524-运动杆；2525-限位板；2526-固定板；253-固定式外罩；2531-固定块；2531-1-导滑槽；2531-1-1-第一导向块；254-固定背板；255-第二驱动构件；2551-驱动电缸；2552-缓冲构件；2552-1-伸缩杆；2552-2-弹簧；2552-3-连接板；

3-转运区；3-1-转运舱；3-2-传递舱；31-升降机构；

4-交互区；41-观察窗；412-显示屏；413-控制按钮。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

本实施例提供了一种智能化生物样本存储系统10，包括：

存储区1，所述存储区1用于通过板架存储样本，所述存储区1的内部还设有升降铲板架机构11，升降铲板架机构11用于存储区1内的板架进行存取，所述存储区1的顶部还设有制冷机构12，制冷机构12用于对存储区1内部进行制冷；

操作区2，所述操作区2与存储区1连通，所述操作内设有板架及冻存管提取机构21、扫码机构22和板架移动机构23，板架及冻存管提取机构21用于抓取板架及挑管，扫码机构22用于读取板架或冻存管的存储信息，板架移动机构23用于对接升降铲板架机构11将板架在操作区2与存储区1之间移动；

转运区3，所述转运区3与操作区2连通，用于将板架或转运罐通过转运区3进入或移出操作区2；

交互区4，所述交换区用于控制所述存储区1、操作区2和转运区3内各个机构的运行，以及用于显示所述各个机构的运行参数和输入控制指令。

使用时，实验人员将板架或转运罐等放到转运区3并传输至操作区2内部，然后操作舱室2-1内的板架及冻存管提取机构21启动，将板架提取出并移动至扫码机构22，然后再放在板架移动机构23，板架移动机构23启动将板架通过对接到存储区1。

本实用新型实施例进一步的可选实施方式，所述存储区1内设有提篮存储装置13，用以构成存储空间；所述提篮存储装置13包括存储装置外壳131及转动设置在存储装置外壳131内部的提篮组件132，存储装置外壳131的侧部开设有与操作区2连通的存取通道。

本实用新型实施例进一步的可选实施方式，所述提篮组件132包括提篮单元1321、转动驱动电机1322、转动板1323、中心转轴1324和底板1325，底板1325转动连接在存储装置外壳131内部下方，转动驱动电机1322固定在存储装置外壳131顶部并与中心转轴1324的上端同轴连接，中心转轴1324的上端穿设在存储装置外壳131外侧顶部，中心转轴1324的下端转动连接在底板1325上，转动板1323设置在存储装置外壳131内部上方并固定连接在中心转轴1324上。

本实用新型实施例进一步的可选实施方式，所述制冷机构12包括至少一个制冷机组121，所述制冷机组121包括相连接的压缩机1211、冷凝器1212和蒸发器，压缩机1211和冷凝器1212设置在存储装置外壳131外侧顶部，蒸发器设置在存储装置外壳131内部。

本实用新型实施例进一步的可选实施方式，所述存储装置外壳131的内侧顶部设有保温层133，蒸发器布置在保温层133下方。

提篮存储装置13的上述系列具体设置，不仅充分利用了存储区1的空间，避免提取、提升等机构的设置，大大提高了样本存储量，而且利用空间占用有限的制冷机构12来冷却存储区1，用以将存储区1的温度控制在预设范围内，保证了样本的存储环境的稳定性。

本实用新型实施例进一步的可选实施方式，所述升降铲板架机构11包括铲板组件111和升降组件112，铲板组件111连接在升降组件112上，所述升降组件112可带动铲板组件111上下运动，所述铲板组件111用于将板架从提篮单元1321上的板架存放通道1321-1进出。

通过升降铲板架机构11，能够对整个提篮组件132内的板架，以从内部横向移动的方式进行存取样本，充分利用了提篮组件132内部空间，结构更加紧凑，在低温下就能完成存取过程，与操作区2衔接紧密，降低了成本、能耗，提高了效率。

本实用新型实施例进一步的可选实施方式，所述升降组件112包括升降驱动电机1121、升降丝杆1122和导向杆1123，升降驱动电机1121固定在存储装置外壳131外侧顶部并与升降丝杠驱动连接，升降丝杆1122的两端分别转动连接在上安装板和下安装板1124上，导向杆1123的两端分别固定连接在上安装板和下安装板1124上，所述上安装板连接在转动板1323上，所述下安装板1124套设在中心转轴1324上。

本实用新型实施例进一步的可选实施方式，所述铲板组件111包括铲板驱动电机1111、升降板1112、移动板1113、转动杆1114及导向柱1115；铲板驱动电机1111固定在存储装置外壳131外侧顶部并与转动杆1114驱动连接，转动杆1114的两端分别转动连接在上安装板和下安装板1124上且同时套设在升降板1112上，导向柱1115的两端分别固定连接在上安装板和下安装板1124上，升降板1112与升降丝杠传动连接且套设在导向柱1115上，转动杆1114与移动板1113通过齿轮齿条啮合连接，移动板1113沿板架存放通道1321-1方向滑动安装在升降板1112上。

启动升降驱动电机1121，升降丝杆1122旋转带动铲板组件111随升降板1112上下运动。启动铲板驱动电机1111驱动转动杆1114旋转，进而带动移动板1113沿板架的存取方向前后运动。

本实用新型实施例进一步的可选实施方式，所述智能化生物样本存储系统10包括系统外壳101，提篮存储装置13安装在系统外壳101内部一侧，操作区2设有封闭式的操作舱室2-1，操作舱室2-1正对存取通道的位置设有存取口2-1-1，转运区3设有封闭式的转运舱3-1，转运舱3-1内设有升降机构31，操作舱室2-1和转运舱3-1分别设置在系统外壳101内部另一侧上方和下方；

所述操作舱室2-1和转运舱3-1中间的系统外壳101上还设有开放式的传递舱3-2，传递舱3-2朝向操作舱室2-1和升降机构31的一侧分别设有上传递口和下传递口，传递舱3-2用于将将板架从室外转入操作区2内。

上述升降机构31可以包括升降平台、传动组件及第二导向限位组件，升降平台分别与传动组件和第二导向限位组件连接，用来实现沿垂直方向的上下直线运动，其中的传动组件可以是图示的电机+第二丝杆+传动块的构造，也可以是电机+齿轮+齿条的构造，亦或者其他，而第二导向限位组件的构造也不限于图示的滑块滑轨机构。

上述操作舱室2-1包括用于与系统外壳101围设成独立操作空间的支撑板2-1-2，所述支撑板2-1-2包括连接一体的垂直支撑板和的水平支撑板。

当板架或转运罐等存储样本的容器达到传递舱3-2后，借由升降机构31将板架或转运罐等顶起，并升至操作舱室2-1内部，具体是由下传递口进入，这里的下传递口处还可以进一步设置用于控制启闭的第一门结构，所述第一门结构可以包括开设在水平支撑板上的通道口以及衔接固定在通道口上方的通道围挡，所述通道口处设置有可拆卸的密封盖。通道口用于对接或代替下传递口，连通水平支撑板上下空间，实现板架或转运罐在操作舱室2-1的进出，其中的通道围挡限定了垂直方向运动的直线度，更利于平稳传递板架或转运罐，而密封盖可以根据使用需要进行开启或关闭，以维持操作舱室2-1的封闭性，能够提高保冷效果及节约能耗。在操作舱室2-1内完成挑管、扫码操作后，可以通过存取口2-1-1将板架送入提篮组件132处于空位状态的存取通道内，完成样本的存储过程。这里也可以在存取口2-1-1处设置第二门结构，用于控制该处的开关，进一步的，所述第二门结构采用自动升降门，包括开设在垂直支撑板上的操作口、布置在操作口两侧的导向件及活动连接在导向件上的滑动门，所述滑动门连接有用于自动升降的第一驱动构件，其中的操作口即上述的存取口2-1-1。

本实用新型实施例进一步的可选实施方式，所述交互区4包括设置在操作舱室2-1的正面的观察窗41、设置在传递舱3-2的正面的显示屏412以及设在传递舱3-2的正面的控制按钮413。通过观察窗41实时查看操作情况，通过显示屏412读取运行状态，通过控制按钮413操控各机构的动作。

本实施例进一步的可选实施方式，所述板架移动机构23包括第一电机231、传动带232、存放板233和第一丝杆234，第一丝杆234一端固定连接有皮带轮，皮带轮通过传动带232与第一电机231联动，所述存放板233还滑动安装在第一丝杆234上，在第一电机231的驱动下，第一丝杆234转动后驱动存放板233沿着第一丝杆234方向前后运动，实现放置在其上的转运板架的功能。

本实施例进一步的可选实施方式，所述扫码机构22包括第一固定台221及设置在所述第一固定台221上方侧部的扫码器222，所述第一固定台221顶面具有平板223，可以采用透明的玻璃板。

板架和冻存管能够通过板架及冻存管提取机构21的板架抓取机构212和冻存管夹持机构213分别放置到第一固定台221上，使用扫描器进行读取信息。扫码后的板架可以近距离放置在板架移动机构23上，继续进行冻存管扫码，全部扫码操作完毕后，直接再由板架移动机构23进行存储操作，一系列操作精简高效。

本实施例进一步的可选实施方式，所述板架及冻存管提取机构21包括安装座211及固定在安装座211上的板架抓取机构212和冻存管夹持机构213，所述安装座211通过导向构件411滑动设置在横向模组上，所述横向模组上还设有横向驱动构2112件，可驱使安装座211进行横向运动。

利用板架及冻存管提取机构21，能够实现板架的夹持及冻存管的挑取动作，特别是本实施例基于所设置的样本管夹持组件，能够完成智能化的单支样本挑管，进而大大提高了实验人员的存取样本的工作效率；同时，配合横向移动模组和纵向移动模组，实现了样本管夹持组件的横向运动及上下运动，完成了多方位挑取冻存管，最终实现了智能化的样本板架存取及单支样本挑管。

本实施例进一步的可选实施方式，所述横向驱动构件2112包括设置在安装座211上的齿轮2112-1和横向电机2112-2及设置在横向模组上的齿条2112-3，齿条2112-3沿横向模组长度方向布置，齿轮2112-1啮合连接在齿条2112-3上，横向电机2112-2的输出轴与齿轮2112-1相连。

采用齿轮齿条的传动形式，具有承载力大、传动精度高的优点，在本实施方式中，采用齿轮齿条传动可合理的对横向电机2112-2的位置进行布置，进而可进一步提高板架及冻存管提取机构21各部件布置的紧凑性。

本实施例进一步的可选实施方式，所述导向构件2111包括设置横向模组上滑轨2111-1及设置安装座211上在滑块2111-2，滑轨2111-1沿横向模组长度方向延伸，滑块2111-2与滑轨2111-1配合连接。

通过设置导向构件2111对安装座211在横向方向上的移动起导向作用，并对其在纵向方向上进行限位，进而提高了运行的稳定性。

本实施例进一步的可选实施方式，所述板架抓取机构212包括固定基准板2121，所述固定基准板2121的上部通过导向组件2122、驱动组件2123滑动安装在竖向行程板2124上，可沿着竖向方向往复运动；

所述固定基准板2121的下部设有用于周向夹取板架的抓板组件2125，所述抓板组件2125包括转动圆盘2125-1和两个相对设置的抓取件2125-2，两个所述抓取件2125-2均连接于所述转动圆盘2125-1，两个所述抓取件2125-2随着所述转动圆盘2125-1的转动向彼此靠近或彼此远离的方向移动。

这里驱动组件2123的传动方式不做限定，可以为丝杠传动、传动带232传动，也可以为齿轮齿条传动，在本实施方式中，采用齿轮齿条传动形式。而且导向组件2122可以设为延伸方向沿着竖向方向的滑块滑槽机构，以保证固定基准板2121相对于竖向行程板2124在竖向方向上移动的稳定性。

通过转动圆盘2125-1的转动实现两个夹取件之间的距离的变化，进而实现对冻存管的夹取和松开这样简化了抓板组件2125的结构，从而使得整个板架抓取机构212更加紧凑以节约空间。

本实施例进一步的可选实施方式，所述转动圆盘2125-1上设置有两个弧形轨道2125-1-1，两个所述夹取件分别滑设于所述弧形轨道2125-1-1内；所述转动圆盘2125-1的中心与固定在固定基准板2121上的转动电机2125-1-2的输出轴连接。

两个弧形轨道2125-1-1对两个抓取件2125-2之间的位置变化起导向和限位作用，同时弧形轨道2125-1-1对抓取件2125-2的位移变化提供驱动力。

上述抓取件2125-2可以包括抓取臂和抓取头，所述抓取臂的一端滑设于弧形轨道2125-1-1内，所述抓取头固定于抓取臂的另一端，更具体的，抓取头为条形夹板，抓取臂为立板。通过抓取臂与弧形轨道2125-1-1的配合以带动抓取头对冻存管的夹取和松开，抓取臂便于实现抓取头与转动圆盘2125-1的连接。

本实施例进一步的可选实施方式，所述板架抓取机构212还包括第一导向限位组件2126，所述抓取件2125-2和所述固定基准板2121均连接于所述第一导向限位组件2126，所述第一导向限位组件2126对两个所述抓取件2125-2的相互远离或者相互靠近其导向作用，所述第一导向限位组件2126限制两个所述抓取件2125-2在竖向方向上不产生位移；

所述第一导向限位组件2126包括设置在所述抓取件2125-2上端的第一导滑块2126-1以及设置在固定基准板2121上的导滑轨2126-2，所述导滑轨2126-2和第一导滑块2126-1均沿着水平方向延伸，所述第一导滑块2126-1设于所述导滑轨2126-2内。具体的，第一导滑块2126-1连接立板的上端，同时第一导滑块2126-1的内侧连接有滑移块，用于配合连接在弧形轨道2125-1-1内。

本实施方式中，所述第一导向限位组件2126对两个所述抓取件2125-2的相互远离或者相互靠近起导向作用，第一导向限位组件2126限制两个抓取件2125-2在竖向方向上不产生位移，进而保证抓取件2125-2对冻存管夹持和松开的可靠性。

本实施例进一步的可选实施方式，所述冻存管夹持机构213包括纵向移动组件2131和挑管机构24，挑管机构24连接在纵向移动组件2131上，可沿着纵向移动组件2131纵向方向往复移动。

本实施例进一步的可选实施方式，所述挑管机构24包括固定连接的挑管夹持组件6及横向移动组件241，所述横向移动组件241连接在纵向移动组件2131上，所述挑管夹持组件6可沿着横向移动组件241的横向方向复移动。

本实施例进一步的可选实施方式，所述横向移动组件241包括第二固定台2411，所述第二固定台2411上固定有第二驱动电机22112，第二驱动电机22112与第二丝杆2413同轴连接，挑管夹持组件6的固定背板254啮合连接在第二丝杆2413上；

所述纵向移动组件2131包括竖向行程台2131-1和设置在竖向行程台2131-1周侧的导向框2131-2，所述竖向行程台2131-1的一侧设有竖向轨道2131-2-1，另一侧设有竖向齿条2131-3；

所述导向框2131-2固定在第二固定台2411上，导向框2131-2朝向竖向轨道2131-2-1的一侧设有滑动块2131-2-2，滑动块2131-2-2配合连接在竖向轨道2131-2-1上；导向框2131-2朝向竖向齿条2131-3的一侧设有传动齿轮2131-2-3，传动齿轮2131-2-3啮合连接在竖向齿条2131-3上，传动齿轮2131-2-3与固定在导向框2131-2上的第二驱动电机2131-4同轴连接。

本实施例进一步的可选实施方式，所述挑管夹持组件6包括：夹持杆251，用于周向抓取冻存管；

十字运动台252，四个所述夹持杆251分别固定在十字运动台252的四个下端部；

固定式外罩253，所述十字运动台252的周部贯穿设置在固定式外罩253内部且滑动连接，固定式外罩253的内壁对夹持杆251施加作用力，以使四个夹持杆251随着十字运动台252的竖向位移向彼此靠近或远离的方向移动；

固定背板254，所述固定式外罩253连接在固定背板254上；

第二驱动构件255，所述第二驱动构件255包括固定在固定背板254上的驱动电缸2551，所述十字运动台252的中心连接于驱动电缸2551的输出端。

所述十字运动台252的周部设有四个第二导滑块2521，固定式外罩253的内部设有四个导滑槽2531-1，第二导滑块2521配合连接在导滑槽2531-1内，导滑槽2531-1和第二导滑块2521的配合滑动方向可分解成夹持杆251的移动方向与十字运动台252的位移方向。

作为本实施例挑管夹持组件6进一步的改进设计，所述固定式外罩253的内壁连接设有四个固定块2531，四个导滑槽2531-1分别开设在四个固定块2531上。进一步地，所述导滑槽2531-1上设有第一导向块2531-1-1，所述第二导滑块2521上设有第一导向槽2521-1，在第一导向槽2521-1和第一导向块2531-1-1的延伸方向上，第一导向槽2521-1相对于第一导向块2531-1-1滑动；或者，所述导滑槽2531-1上设有第二导向槽，所述第二导滑块2521上设有第二导向块，在第二导向槽和第二导向块的延伸方向上，第二导向块滑设于第二导向槽内；其中，所述第一导向槽2521-1和第一导向块2531-1-1或者第二导向槽和第二导向块的延伸方向均与所述导滑槽2531-1和第二导滑块2521的配合滑动方向一致。更进一步地，所述样本管夹持组件还包括第三驱动构件，所述第三驱动构件包括固定在固定背板64上的驱动电缸2551，所述十字运动台252的中心连接于驱动电缸2551的输出端。再进一步地，所述十字运动台252的顶部中心依次连接有连接柱2522和连接凸块2523；驱动电缸2551的输出端连接至少一个运动杆2524的上端，每个运动杆2524的下端贯穿连接在固定背板254上的限位板2525后连接一个固定板2526，固定板2526内开设有与连接凸块2523卡扣配合的卡槽，连接凸块2523限位在所有固定板2526的卡槽内。更进一步地，所述第三驱动构件还包括缓冲构件2552，所述缓冲构件2552包括固定在驱动电缸2551的输出端上的伸缩杆2552-1和连接在限位板2525上端同时套设在连接柱2522上的弹簧2552-2，伸缩杆2552-1的下端和安装有弹簧2552-2的连接柱2522上端通过连接板2552-3衔接在一起。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (22)

1.一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，包括：

存储区，所述存储区用于通过板架存储样本，所述存储区的内部还设有升降铲板架机构，升降铲板架机构用于存储区内的板架进行存取，所述存储区的顶部还设有制冷机构，制冷机构用于对存储区内部进行制冷；

操作区，所述操作区与存储区连通，所述操作内设有板架及冻存管提取机构、扫码机构和板架移动机构，板架及冻存管提取机构用于抓取板架及挑管，扫码机构用于读取板架或冻存管的存储信息，板架移动机构用于对接升降铲板架机构将板架在操作区与存储区之间移动；

转运区，所述转运区与操作区连通，用于将板架或转运罐通过转运区进入或移出操作区；

交互区，所述交换区用于控制所述存储区、操作区和转运区内各个机构的运行，以及用于显示所述各个机构的运行参数和输入控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述存储区内设有提篮存储装置，用以构成存储空间；所述提篮存储装置包括存储装置外壳及转动设置在存储装置外壳内部的提篮组件，存储装置外壳的侧部开设有与操作区连通的存取通道。

3.根据权利要求2所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述提篮组件包括提篮单元、转动驱动电机、转动板、中心转轴和底板，底板转动连接在存储装置外壳内部下方，转动驱动电机固定在存储装置外壳顶部并与中心转轴的上端同轴连接，中心转轴的上端穿设在存储装置外壳外侧顶部，中心转轴的下端转动连接在底板上，转动板设置在存储装置外壳内部上方并固定连接在中心转轴上。

4.根据权利要求3所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述制冷机构包括至少一个制冷机组，所述制冷机组包括相连接的压缩机、冷凝器和蒸发器，压缩机和冷凝器设置在存储装置外壳外侧顶部，蒸发器设置在存储装置外壳内部。

5.根据权利要求4所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述存储装置外壳的内侧顶部设有保温层，蒸发器布置在保温层下方。

6.根据权利要求5所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述升降铲板架机构包括铲板组件和升降组件，铲板组件连接在升降组件上，所述升降组件可带动铲板组件上下运动，所述铲板组件用于将板架从提篮单元上的板架存放通道进出。

7.根据权利要求6所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述升降组件包括升降驱动电机、升降丝杆和导向杆，升降驱动电机固定在存储装置外壳外侧顶部并与升降丝杠驱动连接，升降丝杆的两端分别转动连接在上安装板和下安装板上，导向杆的两端分别固定连接在上安装板和下安装板上，所述上安装板连接在转动板上，所述下安装板套设在中心转轴上。

8.根据权利要求7所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述铲板组件包括铲板驱动电机、升降板、移动板、转动杆及导向柱；铲板驱动电机固定在存储装置外壳外侧顶部并与转动杆驱动连接，转动杆的两端分别转动连接在上安装板和下安装板上且同时套设在升降板上，导向柱的两端分别固定连接在上安装板和下安装板上，升降板与升降丝杠传动连接且套设在导向柱上，转动杆与移动板通过齿轮齿条啮合连接，移动板沿板架存放通道方向滑动安装在升降板上。

9.根据权利要求8所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述智能化生物样本存储系统包括系统外壳，提篮存储装置安装在系统外壳内部一侧，操作区设有封闭式的操作舱室，操作舱室正对存取通道的位置设有存取口，转运区设有封闭式的转运舱，转运舱内设有升降机构，操作舱室和转运舱分别设置在系统外壳内部另一侧上方和下方；

所述操作舱室和转运舱中间的系统外壳上还设有开放式的传递舱，传递舱朝向操作舱室和升降机构的一侧分别设有上传递口和下传递口，传递舱用于将板架从室外转入操作区内。

10.根据权利要求9所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述交互区包括设置在操作舱室的正面的观察窗、设置在传递舱的正面的显示屏以及设在传递舱的正面的控制按钮。

11.根据权利要求10所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述板架移动机构包括第一电机、传动带、存放板和第一丝杆；

所述第一电机通过传动带及固定在第一丝杆上皮带轮与第一丝杆传动连接，存放板滑动设置在第一丝杆上。

12.根据权利要求11所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述扫码机构包括第一固定台及设置在所述第一固定台上方侧部的扫码器，所述第一固定台顶面设置有平板。

13.根据权利要求12所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述板架及冻存管提取机构包括安装座及固定在安装座上的板架抓取机构和冻存管夹持机构，所述安装座通过导向构件滑动设置在横向模组上，所述横向模组上还设有横向驱动构件，可驱使安装座进行横向运动。

14.根据权利要求13所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述横向驱动构件包括设置在安装座上的齿轮和横向电机及设置在横向模组上的齿条，齿条沿横向模组长度方向布置，齿轮啮合连接在齿条上，横向电机的输出轴与齿轮相连。

15.根据权利要求14所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述导向构件包括设置横向模组上滑轨及设置安装座上在滑块，滑轨沿横向模组长度方向延伸，滑块与滑轨配合连接。

16.根据权利要求15所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述板架抓取机构包括固定基准板，所述固定基准板的上部通过导向组件、驱动组件滑动安装在竖向行程板上，可沿着竖向方向往复运动；

所述固定基准板的下部设有用于周向夹取板架的抓板组件，所述抓板组件包括转动圆盘和两个相对设置的抓取件，两个所述抓取件均连接于所述转动圆盘，两个所述抓取件随着所述转动圆盘的转动向彼此靠近或彼此远离的方向移动。

17.根据权利要求16所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述转动圆盘上设置有两个弧形轨道，两个所述夹取件分别滑设于所述弧形轨道内；所述转动圆盘的中心与固定在固定基准板上的转动电机的输出轴连接。

18.根据权利要求17所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述板架抓取机构还包括第一导向限位组件，所述抓取件和所述固定基准板均连接于所述第一导向限位组件，所述第一导向限位组件对两个所述抓取件的相互远离或者相互靠近其导向作用，所述第一导向限位组件限制两个所述抓取件在竖向方向上不产生位移；

所述第一导向限位组件包括设置在所述抓取件上端的第一导滑块以及设置在固定基准板上的导滑轨，所述导滑轨和第一导滑块均沿着水平方向延伸，所述第一导滑块设于所述导滑轨内。

19.根据权利要求18所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述冻存管夹持机构包括纵向移动组件和挑管机构，挑管机构连接在纵向移动组件上，可沿着纵向移动组件纵向方向往复移动。

20.根据权利要求19所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述挑管机构包括固定连接的挑管夹持组件及横向移动组件，所述横向移动组件连接在纵向移动组件上，所述挑管夹持组件可沿着横向移动组件的横向方向复移动。

21.根据权利要求20所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述横向移动组件包括第二固定台，所述第二固定台上固定有第二驱动电机，第二驱动电机与第二丝杆同轴连接，挑管夹持组件的固定背板啮合连接在丝杆上；

所述纵向移动组件包括竖向行程台和设置在竖向行程台周侧的导向框，所述竖向行程台的一侧设有竖向轨道，另一侧设有竖向齿条；

所述导向框固定在第二固定台上，导向框朝向竖向轨道的一侧设有滑动块，滑动块配合连接在竖向轨道上；导向框朝向竖向齿条的一侧设有传动齿轮，传动齿轮啮合连接在竖向齿条上，传动齿轮与固定在导向框上的第二驱动电机同轴连接。

22.根据权利要求21所述的一种智能化生物样本存储系统，其特征在于，所述挑管夹持组件包括：

夹持杆，用于周向抓取冻存管；

十字运动台，四个所述夹持杆分别固定在十字运动台的四个下端部；

固定式外罩，所述十字运动台的周部贯穿设置在固定式外罩内部且滑动连接，固定式外罩的内壁对夹持杆施加作用力，以使四个夹持杆随着十字运动台的竖向位移向彼此靠近或远离的方向移动；

固定背板，所述固定式外罩连接在固定背板上；

第二驱动构件，所述第二驱动构件包括固定在固定背板上的驱动电缸，所述十字运动台的中心连接于驱动电缸的输出端。

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