CN218967859U - 一种生物样本冻存架抓取机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物样本冻存架抓取机构，包括：X轴驱动装置、Y轴驱动装置、旋转驱动机构、抓手壳体、转动架、冻存架抓手、抓手升降驱动机构以及抓手伸缩驱动机构。通过上述方式，本实用新型一种生物样本冻存架抓取机构，设计有水平、垂直方向的共5个运动轴系，可以实现冻存架抓取机构在任意位置穿梭，不仅抓取方向可360°任意切换，并且尺寸空间要求小巧，可以有效提升工作效率和精准性。

Description

一种生物样本冻存架抓取机构

技术领域

本实用新型涉及用于存储生物样本的自动化系统技术领域，特别是涉及一种生物样本冻存架抓取机构。

背景技术

目前生物样本的低温存储技术形式多样，但是对于大批量样本的应用场景存储管理是依靠增加设备数量，由此带来的设备投入大，也为实际使用带来不便。

另外，目前冻存架抓手的传统设计为笼式抓手，但是这种抓手结构需要为其预留大量的活动空间，且其只能取放位于抓手底部的冻存架，这样导致冻存架仅能设计在底部，而浪费了大量上部空间。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种生物样本冻存架抓取机构，具有可靠性能高、定位精确、结构紧凑等优点，同时在存储生物样本的自动化系统的应用及普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：

提供一种生物样本冻存架抓取机构，其包括：X轴驱动装置、Y轴驱动装置、旋转驱动机构、抓手壳体、转动架、冻存架抓手、抓手升降驱动机构以及抓手伸缩驱动机构，

所述Y轴驱动装置带动抓手壳体在横梁上来回运动，所述X轴驱动装置通过横梁带动Y轴驱动装置和抓手壳体沿X轴方向来回运动，所述旋转驱动机构带动转动架在所述抓手壳体内轴向旋转，

所述抓手升降驱动机构设置于所述转动架内，并带动抓手伸缩驱动机构在所述转动架内升降运动，所述抓手伸缩驱动机构与所述冻存架抓手相连接，以带动冻存架抓手向外伸出或者向内缩回。

在本实用新型一个较佳实施例中，抓手伸缩驱动机构包括与抓手升降驱动机构相连接的伸缩连接架、用于安装冻存架抓手或抓手驱动装置的安装座、分别与伸缩连接架和安装座滑动连接的伸缩板，一级伸缩驱动组件带动所述伸缩板在伸缩连接架上进行一级伸缩运动，所述伸缩板上设置有二级伸缩驱动组件，和二级伸缩驱动组件在一级伸缩驱动组件的作用下带动安装座进行二次伸缩运动，从而实现冻存架抓手的同步多级伸缩驱动。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述伸缩板上设置有两组结构相同且运动方向相反的二级伸缩驱动组件，二级伸缩驱动组件包括转动设置于伸缩板上的二级链轮以及二级链条，所述二级链条与二级链轮活动连接且两端分别与伸缩连接架和安装座固定连接，使得一级伸缩驱动组件带动所述伸缩板在伸缩连接架上进行伸缩运动的同时，通过二级伸缩驱动组件同步带动安装座进行二次伸缩运动。

在本实用新型一个较佳实施例中，抓手升降驱动机构包括抓手升降驱动电机、抓手升降驱动丝杠，所述抓手升降驱动丝杠转动设置于抓手壳体内，抓手升降驱动电机带动抓手升降驱动丝杠转动，抓手伸缩驱动机构与抓手升降驱动丝杠上的螺母固定连接，使得抓手升降驱动机构带动抓手伸缩驱动机构和冻存架抓手升降。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机、旋转驱动蜗杆、旋转驱动涡轮齿圈，旋转驱动蜗杆转动设置于抓手壳体上的蜗杆座内，旋转驱动电机带动旋转驱动蜗杆转动，与旋转驱动蜗杆啮合的旋转驱动涡轮齿圈环绕设置于所述转动架的外周，使得旋转驱动蜗杆通过旋转驱动涡轮齿圈带动转动架在抓手壳体内旋转。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述转动架的上部的外周通过转动限位机构与抓手壳体活动连接，其中，转动限位机构包括轴承或环形限位槽及与环形限位槽活动连接的限位卡圈。

本实用新型的有益效果是：设计有水平、垂直方向的共5个运动轴系，可以实现冻存架抓取机构在任意位置穿梭，不仅抓取方向可360°任意切换，并且尺寸空间要求小巧，可以有效提升工作效率和精准性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是本实用新型的一种生物样本冻存架抓取机构一较佳实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的一种生物样本冻存架抓取机构一较佳实施例的侧剖结构示意图；

图3是本实用新型的一种生物样本冻存架抓取机构一较佳实施例的下降抓取以及提升冻存架的状态示意图；

图4是本实用新型的一种生物样本冻存架抓取机构一较佳实施例的下降伸出抓取以及提升冻存架的状态示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型实施例包括：

一种生物样本冻存架抓取机构，通过升降、伸缩等动作来抓取冻存架34，其结构包括：X轴驱动装置、Y轴驱动装置、旋转驱动机构44、抓手壳体41、转动架42、冻存架抓手（夹爪）43、抓手升降驱动机构以及抓手伸缩驱动机构。

所述抓手升降驱动机构设置于所述转动架内，并通过升降连接架带动抓手伸缩驱动机构在所述转动架内升降运动，所述抓手伸缩驱动机构与所述冻存架抓手相连接，以带动冻存架抓手向外伸出或者向内缩回。

所述转动架的上部转动设置于与所述抓手壳体内，所述旋转驱动机构带动转动架轴向旋转，所述Y轴驱动装置与所述抓手壳体相连接，并带动所述旋转驱动机构和抓手壳体在横梁上来回运动，所述X轴驱动装置与横梁相连接，并通过横梁带动Y轴驱动装置、旋转驱动机构和抓手壳体沿X轴方向来回运动。

（1）抓手伸缩驱动机构

（1.1）所述抓手伸缩驱动机构可以采用伸缩气缸、伸缩丝杠、伸缩齿轮齿条等驱动机构。

（1.2）所述抓手伸缩驱动机构可以采用类似多级伸缩货叉的结构，主要结构包括：与抓手升降驱动机构相连接的伸缩连接架490、用于安装冻存架抓手或抓手驱动装置的安装座491、分别与伸缩连接架和安装座滑动连接的伸缩板492。

所述伸缩连接架上设置有一组与伸缩板相连接的一级伸缩驱动组件493，以带动所述伸缩板在伸缩连接架上完成一级伸缩运动，所述伸缩板的一侧/两侧设置有两组结构相同且安装和运动方向相反的二级伸缩驱动组件，二级伸缩驱动组件包括转动设置于伸缩板上的二级链轮494以及与二级链轮活动连接且两端分别与伸缩连接架和安装座固定连接的二级链条495，使得伸缩板在进行伸缩运动的同时，通过二级伸缩驱动组件同步带动安装座进行二次伸缩运动，从而实现冻存架抓手的多级伸缩驱动。

进一步优选的，一级伸缩驱动组件可以采用丝杠或涡轮蜗杆等进行伸缩板的伸缩驱动，即伸缩板与丝杠螺母或蜗杆固定连接，且伸缩驱动电机驱动与丝杠螺母螺纹连接的丝杆或与蜗杆啮合的涡轮转动，从而实现伸缩板的伸缩运动。一级伸缩驱动组件还可以采用链轮链条组件，即链轮转动设置于伸缩连接架上，绕设于链轮上的链条通过连接块与伸缩板固定连接，当伸缩驱动电机驱动链轮转动时，链条就可以带动伸缩板完成伸缩运动。

在进行多级伸缩时：一级伸缩驱动组件通过伸缩板带动冻存架抓手进行一级伸出运动的同时，伸缩板上的一组二级链轮也向外伸出并向前拉动与其对应的一组二级链条，由于该二级链条的两端是固定的，所以二级链条的下端可以借助二级链轮的推力向外拉动安装座，从而实现冻存架抓手的二级伸出运动；一级伸缩驱动组件通过伸缩板带动冻存架抓手进行一级回缩运动的同时，伸缩板上的另一组二级链轮也向内回缩并向后拉动与其对应的一组二级链条，由于该二级链条的两端也是固定的，所以二级链条的下端可以借助二级链轮的拉力向内拉动安装座，从而实现冻存架抓手的二级回缩运动。

（2）冻存架抓手

所述冻存架抓手可以直接采用现有的集成式夹爪机构，也可以采用多种现有的驱动装置来实现两侧抓手在安装座上的相对运动，从而达到抓手开合的目的。

例如：通过螺母与两侧夹爪活动连接的双向丝杠、通过涡轮与两侧夹爪活动连接的T型蜗杆（涡轮活动设置于夹爪上并与蜗杆啮合，蜗杆转动以通过无论带动夹爪开合）、齿轮齿条组合（齿条与夹爪相连接并与齿轮啮合，齿轮转动以通过齿条带动夹爪开合）等。

进一步优选的，冻存架顶部设置有便于冻存架抓取机构抓取的第一卡位结构，第一卡位结构包括卡槽、卡块等；所述夹爪上还可以设置有与第一卡位结构相配合的卡接机构（例如卡块、卡槽等）。

（3）抓手升降驱动机构

（3.1）所述抓手升降驱动机构可以采用齿轮齿条、升降气缸、传送带等机构进行升降驱动。

（3.2）抓手升降驱动机构包括抓手升降驱动电机481、抓手升降驱动丝杠482，所述抓手升降驱动丝杠转动设置于抓手壳体内，抓手升降驱动电机通过同步轮同步带带动抓手升降驱动丝杠转动，抓手伸缩驱动机构与抓手升降驱动丝杠上的螺母固定连接，使得抓手升降驱动机构可以带动抓手伸缩驱动机构和冻存架抓手升降。

（4）旋转驱动机构44

所述旋转驱动机构可以采用旋转驱动电机441、旋转驱动蜗杆442、旋转驱动涡轮齿圈443，旋转驱动蜗杆转动设置于抓手壳体上的蜗杆座内，旋转驱动电机直接或者通过传动机构与旋转驱动蜗杆相连接，以带动旋转驱动蜗杆转动，与旋转驱动蜗杆啮合的旋转驱动涡轮齿圈环绕设置于所述转动架的上部，当旋转驱动电机带动旋转驱动蜗杆转动时，旋转驱动蜗杆通过旋转驱动涡轮齿圈带动转动架在抓手壳体内旋转。

进一步优选的，为了进一步提高转动架转动的稳定性和顺畅性，所述转动架的上部通过轴承、环形限位槽限位卡圈、环形导轨等转动限位机构444与抓手壳体活动连接，以防止转动架歪斜或者从抓手壳体中脱出等问题。

进一步优选的，轴承的外圈/环形限位槽可以设置于转动架或抓手壳体上，与环形限位槽活动连接的限位卡圈可以设置于抓手壳体或转动架上。

（5）X轴驱动装置以及Y轴驱动装置

X/Y轴驱动装置可以采用现有的直线模组进行驱动，也可以采用驱动电机、驱动齿轮与驱动齿条的配合结构进行驱动，还可以辅以导轨进行平移导向。

进一步优选的，X轴驱动齿条451设置于存储区框架的上方，Y轴驱动齿条452设置于横梁453上，且每个齿条上啮合连接有所述驱动齿轮，X轴驱动电机454设置于横梁上，Y轴驱动电机455设置于抓手框架上，X轴驱动电机带动驱动齿轮转动，从而使得横梁沿X轴方向设置的滑轨平移运动，Y轴驱动电机带动驱动齿轮转动，从而使得抓手框架在横梁上沿Y轴方向设置的滑轨平移运动。

即通过存储区框架顶部的两侧水平X轴、中间横梁运动的Y轴以及抓手框架的旋转，可以抓取任意位置、任意角度的冻存架，同时，抓手升降驱动机构能使冻存架抓手抓取存储区中底层的冻存架，抓手伸缩驱动机构能使冻存架抓手抓取上层冻存架，且在抓取冻存架后缩回抓手壳体内。

本实用新型一种生物样本冻存架抓取机构的有益效果是：设计有水平、垂直方向的共5个运动轴系，可以实现冻存架抓取机构在任意位置穿梭，不仅抓取方向可360°任意切换，并且尺寸空间要求小巧，可以有效提升工作效率和精准性。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种生物样本冻存架抓取机构，包括壳体，其特征在于，包括：X轴驱动装置、Y轴驱动装置、旋转驱动机构、抓手壳体、转动架、冻存架抓手、抓手升降驱动机构以及抓手伸缩驱动机构，

所述Y轴驱动装置带动抓手壳体在横梁上来回运动，所述X轴驱动装置通过横梁带动Y轴驱动装置和抓手壳体沿X轴方向来回运动，所述旋转驱动机构带动转动架在所述抓手壳体内轴向旋转，

所述抓手升降驱动机构设置于所述转动架内，并带动抓手伸缩驱动机构在所述转动架内升降运动，所述抓手伸缩驱动机构与所述冻存架抓手相连接，以带动冻存架抓手向外伸出或者向内缩回。

2.根据权利要求1所述的一种生物样本冻存架抓取机构，其特征在于，抓手伸缩驱动机构包括与抓手升降驱动机构相连接的伸缩连接架、用于安装冻存架抓手或抓手驱动装置的安装座、分别与伸缩连接架和安装座滑动连接的伸缩板，一级伸缩驱动组件带动所述伸缩板在伸缩连接架上进行一级伸缩运动，所述伸缩板上设置有二级伸缩驱动组件，和二级伸缩驱动组件在一级伸缩驱动组件的作用下带动安装座进行二次伸缩运动，从而实现冻存架抓手的同步多级伸缩驱动。

3.根据权利要求2所述的一种生物样本冻存架抓取机构，其特征在于，所述伸缩板上设置有两组结构相同且运动方向相反的二级伸缩驱动组件，二级伸缩驱动组件包括转动设置于伸缩板上的二级链轮以及二级链条，所述二级链条与二级链轮活动连接且两端分别与伸缩连接架和安装座固定连接，使得一级伸缩驱动组件带动所述伸缩板在伸缩连接架上进行伸缩运动的同时，通过二级伸缩驱动组件同步带动安装座进行二次伸缩运动。

4.根据权利要求1所述的一种生物样本冻存架抓取机构，其特征在于，抓手升降驱动机构包括抓手升降驱动电机、抓手升降驱动丝杠，所述抓手升降驱动丝杠转动设置于抓手壳体内，抓手升降驱动电机带动抓手升降驱动丝杠转动，抓手伸缩驱动机构与抓手升降驱动丝杠上的螺母固定连接，使得抓手升降驱动机构带动抓手伸缩驱动机构和冻存架抓手升降。

5.根据权利要求1所述的一种生物样本冻存架抓取机构，其特征在于，所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机、旋转驱动蜗杆、旋转驱动涡轮齿圈，旋转驱动蜗杆转动设置于抓手壳体上的蜗杆座内，旋转驱动电机带动旋转驱动蜗杆转动，与旋转驱动蜗杆啮合的旋转驱动涡轮齿圈环绕设置于所述转动架的外周，使得旋转驱动蜗杆通过旋转驱动涡轮齿圈带动转动架在抓手壳体内旋转。

6.根据权利要求5所述的一种生物样本冻存架抓取机构，其特征在于，所述转动架的上部的外周通过转动限位机构与抓手壳体活动连接，其中，转动限位机构包括轴承或环形限位槽及与环形限位槽活动连接的限位卡圈。

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