CN218909006U - 冻存盒取放装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种冻存盒取放装置,包括安装基板、驱动机构、提升机构和推入推出机构,安装基板上设有避让孔,提升机构安装在避让孔的周围;驱动机构分别与提升机构和推入推出机构连接。提升机构与目标存取架连接时,在驱动机构的驱动下,提升机构可带动目标存取架沿竖直方向移动并穿过避让孔;推入推出机构安装在避让孔的周围。当目标存取架的目标存储区位于与推入推出机构对接的高度位置时,推入推出机构在驱动机构的驱动下,相对于安装基板沿与竖直方向垂直的方向运动,以将目标冻存盒推入至所述目标存储区或者从所述目标存储区将所述目标冻存盒推出。本实用新型的技术方案对冻存盒进行存取时耗时少、效率高。
Description
技术领域
本申请涉及生物样本保存技术领域,尤其涉及一种冻存盒取放装置。
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,其内部可产生低温环境。在对诸如血液、干细胞和免疫细胞等生物组织样本进行低温存储时,通常是将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于冻存架上,并将冻存架置于低温环境中,从而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,在生物样本低温存储设备的内部,冻存盒通常是采用由下至上依次堆叠的方式存放在低温环境中,这样如果要将位于最底层的冻存盒从低温环境中取出的话,需要通过抓取装置先依次将位于其上侧的冻存盒取出或者挪开,才能最终取出该冻存盒。
例如,公告号为CN209027170U的专利就是采用了与之类似的冻存盒存放及取出方式,该专利公开的生物样本低温存储设备包括冰箱机构,冰箱机构一端设置有中转箱传递机构,冰箱机构内部设置有若干个存储方管,冰箱机构上侧设置有第一抓取装置。该低温存储装置存入和取出冻存盒的过程如下:首先通过第一抓取装置将中转罐的冻存盒取出移动至存储方管的上侧,然后第一抓取装置将冻存盒放置到存储方管内部,冻存盒通过由下至上依次堆叠的方式被存放在存储方管内。
由此可见,由于现有技术在存储方管内部取出冻存盒的过程中需要第一抓取装置多次进行抓取操作才能将位于非顶层的冻存盒取出,不仅耗时较长,而且会降低冻存盒的存取效率。
发明内容
针对现有技术中上述不足,本申请提供了一种冻存盒取放装置,能够解决现有技术中取出冻存盒操作存在耗时较长、且效率较低的问题。
本申请提供了一种冻存盒取放装置,包括:安装基板,所述安装基板上设有避让孔;
驱动机构,所述驱动机构分别与所述提升机构和所述推入推出机构连接;
提升机构,所述提升机构安装在所述避让孔的周围;所述提升机构与目标存取架连接时,所述提升机构在所述驱动机构的驱动下,带动所述目标存取架沿竖直方向移动并穿过所述避让孔;其中,所述目标存取架包括至少两层沿竖直方向依次设置的样本放置区,全部所述样本放置区中的一个为目标存储区;
推入推出机构,所述推入推出机构位于所述避让孔的周围;当所述目标存取架穿过所述避让孔,并且所述目标存储区位于与所述推入推出机构对接的高度位置时,所述推入推出机构在所述驱动机构的驱动下,相对于所述安装基板沿与所述竖直方向垂直的方向移动,以将目标冻存盒推入至所述目标存储区或者从所述目标存储区将所述目标冻存盒推出。
在本申请一个可选的实施例中,所述冻存盒取放装置还包括冻存盒抓取机构和暂存冰箱;所述安装基板的上方还设有暂存区;所述冻存盒抓取机构与所述驱动机构连接,所述冻存盒抓取机构在所述驱动机构的驱动下,将位于所述暂存区中的目标冻存盒放入所述暂存冰箱内或者将所述暂存冰箱内的目标冻存盒放至所述暂存区中。
在本申请一个可选的实施例中,所述冻存盒抓取机构包括第一机械手组件、水平移动组件和竖直移动组件,所述水平移动组件和所述竖直移动组件分别与所述驱动机构连接;
所述第一机械手组件安装在所述竖直移动组件上,所述竖直移动组件在所述驱动机构的驱动下,带动所述第一机械手组件沿所述竖直方向移动;
所述竖直移动组件活动连接在所述水平移动组件上,所述水平移动组件在所述驱动机构的驱动下,带动所述竖直移动组件沿与所述竖直方向垂直的方向移动。
在本申请一个可选的实施例中,所述推入推出机构包括分别与所述驱动机构连接的推入组件和推出组件;所述推入组件所述避让孔的第一端,所述推出组件位于所述避让孔与所述第一端相对的第二端;
当所述目标存储区位于与所述推入推出机构对接的高度位置时,所述推入组件在所述驱动机构的驱动下,相对于所述安装基板从所述避让孔的第一端向所述避让孔的第二端运动,以抵接所述目标冻存盒并将所述目标冻存盒推入至所述目标存储区中;或者,所述推出组件在所述驱动机构的驱动下,相对于所述安装基板从所述避让孔的第二端向所述避让孔的第一端运动,以抵接位于所述目标存储区中的所述目标冻存盒并将所述目标冻存盒推出。
在本申请一个可选的实施例中,所述推入组件包括第一推杆和第一传动组件,所述推出组件包括第二推杆和第二传动组件;所述第一推杆和所述第二推杆分别位于所述避让孔的第一端和第二端;
所述第一传动组件连接所述驱动机构和所述第一推杆的第一端,所述第一推杆的第二端的端面朝向所述避让孔的第二端;所述第一传动组件在所述驱动机构的驱动下,带动所述第一推杆相对于所述安装基板沿与所述竖直方向垂直的第一水平方向朝前或者朝后移动;
所述第二传动组件连接所述驱动机构和所述第二推杆的第一端,所述第二推杆的第二端的端面朝向所述避让孔的第一端;所述第二传动组件在所述驱动机构的驱动下,带动所述第二推杆相对于所述安装基板沿与所述竖直方向垂直的第一水平方向朝后或者朝前移动。
在本申请一个可选的实施例中,所述驱动机构包括第一电机,所述第一电机与所述第一推杆的第一端固定连接;
所述第一传动组件包括啮合连接的第一齿轮和第一齿条;所述第一齿轮的端面与所述第一电机的输出轴固定连接;所述第一齿条沿所述第一水平方向设置,并且与所述安装基板固定连接;
当所述第一电机的输出轴转动时,带动所述第一齿轮相对于所述第一齿条转动,以使得所述第一推杆相对于所述第一齿条沿所述第一水平方向朝前或者朝后移动。
在本申请一个可选的实施例中,所述第一传动组件还包括第一直线滑轨和第一滑块;
所述第一直线滑轨与所述安装基板连接,且所述第一直线滑轨沿所述第一水平方向设置;所述第一滑块与所述直线滑轨滑动连接,所述第一滑块与所述第一推杆的第一端固定连接;
当所述第一电机的输出轴转动时,带动所述第一齿轮相对于所述第一齿条转动,以使得所述第一推杆相对于所述第一直线滑轨沿所述第一水平方向朝前或者朝后运动。
在本申请一个可选的实施例中,所述第二传动组件包括包括第一丝杆和第一螺母;所述驱动机构包括第二电机;
所述第一丝杆沿所述第一水平方向设置,且所述第一丝杆的第一端与所述第二电机的输出轴连接,所述第一丝杆的第二端与所述第一螺母螺纹连接;所述第一螺母与所述第二推杆的第一端连接;当所述第二电机的输出轴转动时,所述第一丝杆相对于所述第一螺母转动,以使得所述第一螺母带动所述第二推杆相对于所述第一丝杆沿所述第一水平方向移动。
在本申请一个可选的实施例中,所述驱动机构包括第十一电机;所述推入推出机构包括第五丝杆和第五螺母,以及电动手指或者铲板;所述第五丝杆沿与所述竖直方向垂直的方向布置,所述第十一电机的输出轴与所述第五丝杆的第一端连接,所述第五螺母与所述第五丝杆的第二端螺纹连接,所述电动手指或者所述铲板与所述第五螺母连接;
当所述第十一电机的输出轴转动时,带动所述第五丝杆相对于所述第五螺母转动,以使得所述电动手指或者所述铲板相对于所述第五丝杆沿与所述竖直方向垂直的方向移动。
在本申请一个可选的实施例中,所述驱动机构包括第五电机和第六电机;所述提升机构包括Z轴运动组件和夹持组件;
所述第六电机的输出轴与所述Z轴运动组件连接,所述夹持组件和所述第五电机安装在所述Z轴运动组件上;所述Z轴运动组件在所述第六电机的驱动下,带动所述夹持组件和所述第五电机沿所述竖直方向移动;
所述夹持组件包括挂钩,所述目标存取架的上侧设有形状与所述挂钩形状适配的竖直运动连接件,所述第五电机的输出轴与所述挂钩固定连接;当所述第五电机的输出轴转动时,驱动所述挂钩相对于所述竖直运动连接件转动并形成连接。
本实用新型提供的冻存盒取放装置,通过提升机构与目标存取架形成连接,可将目标存取架沿竖直方向进行提升或者下降;当提升机构将目标存取架的目标存储区的位置穿过避让孔并提升至与推入推出机构对接的高度位置时,推入推出机构可将目标冻存盒推入至目标存取架的目标存储区中,或者将位于目标存取架的目标存储区中的目标冻存盒推出。从而在从目标存取架上取出目标冻存盒时,无需像现有技术中需要先将位于存储方管内的目标冻存盒上侧的冻存盒取出,然后才能取出目标冻存盒,本申请提供的冻存盒取放装置进行冻存盒存取的耗时较少(尤其在取出冻存盒的过程中耗时更短),从而提高了效率。
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冻存盒取放装置的装配示意图;
图2为本申请实施例提供的安装基板、提升机构、推入推出机构、冻存盒抓取机构、暂存冰箱和平移机构的结构及装配示意图;
图3为本申请实施例提供的暂存冰箱的结构及装配示意图;
图4为本申请实施例提供的冻存盒抓取机构的结构及装配示意图;
图5为本申请实施例提供的提升机构和导向机构的结构及装配示意图;
图6为本申请实施例提供的提升机构的局部结构示意图;
图7为本申请实施例提供的推出组件的结构及装配示意图;
图8为本申请实施例提供的推入组件的结构及装配示意图;
图9为本申请实施例提供的冻存架结构示意图。
附图标记说明:
10、冻存冰箱;20、冻存架;20A、目标存取架;20B、目标冻存盒;201、竖直运动连接件;201a、连接通孔;202、第二定位件;30、安装基板;301、避让孔;302、暂存区;40、提升机构;401、Z轴运动组件;401a、第九直线滑轨;401b、第九滑块;402、夹持组件;4021、挂钩;4022、第一定位件;403、第一传感器;404、第二传感器;405、感应块;50、推入推出机构;5011、第一推杆;5012a、第一齿轮;5012b、第一齿条;5012c、第一直线滑轨;5012d、第一滑块;5013、推杆安装板;5021、第二推杆;5022、第二传动组件;601、第一电机;605、第五电机;70、平移机构;80、竖板;90、冻存盒抓取机构;901、第一机械手组件;901a、冻存盒抓取机械手;901b、冻存管抓取机械手;902、水平移动组件;9021、第三丝杆;9023、第四丝杆;9025、支撑座;903、竖直移动组件;100、暂存冰箱;1001、暂存箱体;1002、定位板;1003、定位槽;110、导向机构;1101、导向框;1102、导向轮;120、对接机构;140、主框架。
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9,本申请实施例提供了一种冻存盒取放装置,包括安装基板30、驱动机构(未图示)、提升机构40和推入推出机构50,其中,安装基板30上设有避让孔301。
驱动机构分别与提升机构40和推入推出机构50连接。
提升机构40安装在避让孔301的周围。提升机构40与目标存取架20A连接时,提升机构40在驱动机构的驱动下,带动目标存取架20A沿竖直方向移动并穿过避让孔301;其中,目标存取架20A包括至少两层沿竖直方向依次设置的样本放置区,全部样本放置区中的一个为目标存储区。
推入推出机构50位于避让孔301的周围。当目标存取架20A穿过避让孔301,并且目标存储区位于与推入推出机构50对接的高度位置时,推入推出机构50在驱动机构的驱动下,相对于安装基板30沿与竖直方向垂直的方向移动,以将目标冻存盒20B推入至目标存储区中或者将位于目标存储区中的目标冻存盒20B推出。
本实施例中,冻存盒取放装置位于生物样本低温存储设备的内部,生物样本低温存储设备的内部结构组成参见图1。除了冻存盒取放装置外,生物样本低温存储设备还可包括冻存冰箱10、对接机构120、主框架140和壳体(未图示)。
壳体套设在主框架140的外侧,生物样本低温存储设备中的绝大部分零部件位于壳体的内部。壳体上设有存取口,在存取口位置处设置有对接机构120。需进行低温保存的生物样本通常会被放置于冻存盒中的冻存管内。对接机构120用于从存取口接收来自生物样本低温存储设备外部的目标冻存盒20B,并将目标冻存盒20B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目标冻存盒20B转移至存取口,以供从用户在生物样本低温存储设备外部进行拿取。
冻存冰箱10的内部具有放置若干个冻存架的低温存储区,在低温存储区中通常会产生低温环境。以对放置于低温环境中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。生物样本低温存储设备中可以包括一个或者多个冻存冰箱10,本实施例对冻存冰箱10的数量不做限制,可根据实际应用需求进行合理设置。例如,图1所示的生物样本低温存储设备包括5个并排放置的冻存冰箱10。
当目标冻存盒20B需要进入冻存冰箱10的低温存储区时,可将目标冻存盒20B通过存取口放置在对接机构120上,冻存盒取放装置可将目标冻存盒20B从对接机构120上取走并存入目标存取架20A的目标存储区中,然后放入冻存冰箱10中进行低温保存;当目标冻存盒20B需要从冻存冰箱10中取出时,冻存盒取放装置会将目标冻存盒20B从目标存取架20A的目标存储区中取出,并放置在对接机构120上,供用户从生物样本低温存储设备的外部取走。
本实施例中,冻存冰箱10中可以放置一个或者多个冻存架20,至少一个冻存架20上可以包括多层沿竖直方向依次设置的样本放置区,每一层样本放置区中至少可放置一个冻存盒,本实施例对冻存架20的数量以及每个冻存架20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。其中,为了提高冻存盒的低温存储数量,可优选每个冻存冰箱10中包括多个冻存架20,并且每个冻存架20上均设有多层样本放置区。
本实施例中,目标冻存盒20B为需要从冻存冰箱10的低温存储区中取出的冻存盒,或者是需要存入冻存冰箱10的低温存储区中的冻存盒。目标冻存盒20B在被低温存储时,会被放入目标存取架20A的目标存储区中。其中,目标存取架20A为全部冻存架20中的一个,并且包括至少两层沿竖直方向依次设置的样本放置区。目标存储区为目标存取架20A中全部样本放置区中的一个。
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冻存盒取放装置的不同位置,并且分别与不同的其他机构相连并为之提供驱动力。
此外,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冻存冰箱10的外部。
本实施例中,参见图1,安装基板30位于冻存冰箱10的上侧,其上设有用于供目标存取架20A穿过的避让孔301。其中,安装基板30和避让孔301的具体形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理设置,但是避让孔301的形状和尺寸需要保证目标存取架20A沿竖直方向运动时能顺利穿过。
本实施例中,提升机构40至少用于调整目标存取架20A在竖直方向上的高度,使目标存取架20A的目标存储区位于与推入推出机构50对接的高度位置或者位于冻存冰箱10的低温存储区中。具体而言,冻存架20通常被放置在冻存冰箱10内部的低温存储区中,当需要将位于冻存冰箱10内部的目标冻存盒20B取出或者需要将目标冻存盒20B存入冻存冰箱10内部时,参见图4,可通过提升机构40将位于冻存冰箱10内部的目标存取架20A的竖直高度提升,并穿过安装基板30的避让孔301,使目标存储区位于与推入推出机构50对接的高度位置。
其中,提升机构40与目标存取架20A可以是可拆卸连接,也可以是固定连接,本实施例在此不做限制。例如,当冻存架20的数量为多个时,提升机构40可以与分别全部冻存架20可拆卸连接,需要存或者取目标冻存盒20B时,提升机构40仅与目标存取架20A建立连接并将带动目标存取架20A沿竖直方向运动;提升机构40还可以分别与全部冻存架20固定连接,需要存或者取目标冻存盒20B时,仅将带动目标存取架20A沿竖直方向运动即可。
此外,提升机构40的结构组成、安装位置、形状和尺寸也不限,可根据实际应用需求进行合理设置。
本实施例中,推入推出机构50位于冻存冰箱10的上侧,推入推出机构50用于当提升机构40将目标存储区的位置提升至冻存冰箱10的上侧后,将目标冻存盒20B推入至目标存储区,或者将位于目标存储区的目标冻存盒20B推出。其中,推入推出机构50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设置。
本实施例中,目标存储区与推入推出机构50对接的高度位置是指在该高度位置上推入推出机构50可以将冻存盒推入至目标存储区或者从目标存储区推出,具体高度不限,实际应用中需根据推入推出机构50的结构组成、形状和尺寸等确定,即对于不同类型的推入推出机构50而言,目标存储区与推入推出机构50对接的高度位置可能会有所不同。
本实施例中,目标冻存盒20B在被推入至目标存取架20A的目标存储区之前,以及从目标存取架20A的目标存储区推出之后,可以位于一个临时放置区中,该临时放置区的具体设置方式不限,可根据实际应用需求进行合理设置。例如,可以设置一个托盘,托盘的上部为临时放置区;还可以是在安装基板30上设置临时放置区。
本实施例中,将目标冻存盒20B从外部放入生物样本低温存储设备内部进行低温存储的工作流程包括:用户从生物样本低温存储设备的外部通过存取口将目标冻存盒20B放置在对接机构120上;对接机构120将目标冻存盒20B转移至临时放置区;提升机构40与目标存取架20A连接,并在驱动机构的驱动下,带动目标存取架20A从冻存冰箱10的低温存储区中沿竖直方向朝上移动,直至目标存取架20A穿过避让孔301并且目标存储区位于与推入推出机构50对接的高度位置;推入推出机构50在驱动机构的驱动下,相对于安装基板30沿与竖直方向垂直的方向运动,以将目标冻存盒20B从临时放置区推入至目标存取架20A的目标存储区;提升机构40在驱动机构的驱动下,带动目标存取架20A沿竖直方向朝下移动,直至目标存取架20A完全被放置于冻存冰箱10的低温存储区中。
本实施例中,将目标冻存盒20B从生物样本低温存储设备内部取出的工作流程包括:提升机构40与目标存取架20A连接,并在驱动机构的驱动下,带动目标存取架20A从冻存冰箱10的低温存储区中沿竖直方向朝上移动,直至目标存取架20A穿过避让孔301并且目标存储区位于与推入推出机构50对接的高度位置;推入推出机构50在驱动机构的驱动下,相对于安装基板30沿与竖直方向垂直的方向运动,以将目标冻存盒20B从目标存取架20A的目标存储区推出至临时放置区;提升机构40在驱动机构的驱动下,带动目标存取架20A沿竖直方向朝下移动,直至目标存取架20A完全被放置于冻存冰箱10的低温存储区中,并且对接机构120将目标冻存盒20B从临时放置区转移至存取口,以使得用户可从生物样本低温存储设备的外部通过存取口将目标冻存盒20B取走。
可选地,为了简化整体结构,可优选安装基板30上还可设置用于临时放置目标冻存盒20B的暂存区302,即临时放置区可以位于安装基板30上。其中,暂存区302的具体形状和尺寸不限,但是需要保证其上能放置至少一个目标冻存盒20B。
可选地,为了提高空间利用率以及简化推入推出机构50的结构,推入推出机构50可包括分别与驱动机构连接的推入组件(未图示)和推出组件(未图示)。
具体而言,推入组件位于避让孔301的第一端,推出组件位于避让孔301的第二端,并且避让孔301的第一端与避让孔301的第二端相对分布。
当提升机构40带动目标存取架20A沿竖直方向运动,并使目标存储区位于与推入推出机构50对接的高度位置时,推入组件在驱动机构的驱动下,可相对于安装基板30从避让孔301的第一端向避让孔301的第二端运动,以将目标冻存盒20B推入至目标存储区中;或者,推出组件在驱动机构的驱动下,相对于安装基板30从避让孔301的第二端向避让孔301的第一端运动,以抵接位于目标存储区中的目标冻存盒20B并将目标冻存盒20B推出。
其中,驱动机构与推入组件和推出组件的连接方式不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,驱动机构可以采用手动驱动或者电动驱动的方式分别驱动推入组件和推出组件。又例如,当驱动机构采用电动驱动的方式时,驱动机构可以包括一个电机,通过不同的控制及传动方式,分别驱动推出组件和推入组件运动;驱动机构还可以包括分别与推出组件和推入组件相连的两个电机,一个电机用于驱动推出组件运动,另一个电机用于驱动推入组件运动。
推入组件相对于安装基板30从避让孔301的第一端向避让孔301的第二端运动的具体指向可参见图8中的x方向;推出组件相对于安装基板30从避让孔301的第二端向避让孔301的第一端运动的具体指向可参见图8中与x方向相反的方向。
此外,当安装基板30包括暂存区302时,暂存区302和避让孔301可设置在安装基板30上侧的相邻位置处,并且推入组件和暂存区302均位于避让孔301上侧的第一端,从而推入组件可以将目标冻存盒20B从暂存区302推入至目标存储区中,推出组件可以将目标冻存盒20B推出至暂存区302中。
进一步地,为了保证顺利推动目标冻存盒20B的同时简化结构组成,可优选推入组件和推出组件均包括推杆,并且通过传动组件分别与驱动机构相连。
具体而言,推入组件包括第一推杆5011和第一传动组件(未图示),推出组件包括第二推杆5021和第二传动组件5022;第一推杆5011和第二推杆5021分别位于避让孔301的第一端和第二端,第一传动组件和第二传动组件5022分别与驱动结构连接。
第一传动组件连接驱动机构和第一推杆5011的第一端,第一推杆5011的第二端的端面朝向避让孔301的第二端;第一传动组件在驱动机构的驱动下,带动第一推杆5011相对于安装基板30沿与竖直方向垂直的第一水平方向朝前或者朝后移动。
第二传动组件5022连接驱动机构和第二推杆5021的第一端,第二推杆5021的第二端的端面朝向避让孔301的第一端;第二传动组件5022在驱动机构的驱动下,带动第二推杆5021相对于安装基板30沿与竖直方向垂直的第一水平方向朝后或者朝前移动。
其中,第一水平方向为与竖直方向垂直的方向,具体指向不限,可根据实际应用中相关零部件的布置位置所确定。例如,参见图7和图8,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,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。
此外,第一推杆5011和第二推杆5021的数量、形状、尺寸以及与传动组件的连接方式不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,参见图7和图8,第一推杆5011和第二推杆5021的数量可以均为两个,并且均是平行设置,以避免在推动目标冻存盒20B的过程中因为受力不均导致目标冻存盒20B不能沿第一水平方向移动。
进一步地,为了实现自动化地驱动第一推杆5011,以及提高空间利用率,可设置与第一推杆5011连接的第一电机601;第一传动组件包括与安装基板30连接的第一齿条5012b,以及与第一电机601的输出轴固定连接的第一齿轮5012a,第一齿条5012b和第一齿轮5012a啮合连接。从而当第一电机601的输出轴转动时,第一齿条5012b和第一齿轮5012a可以将第一电机601的输出轴的转动运动转化为第一推杆5011沿第一水平方向的直线运动。
具体而言,参见图8,驱动机构包括第一电机601,第一电机601的主体与第一推杆5011的第一端连接。第一传动组件包括啮合连接的第一齿轮5012a和第一齿条5012b,第一齿轮5012a的端面与第一电机601的输出轴连接。第一齿条5012b沿第一水平方向设置,并且与安装基板30连接。当第一电机601的输出轴转动时,带动第一齿轮5012a相对于第一齿条5012b转动,以使得第一齿轮5012a带动第一电机601和第一推杆5011相对于第一齿条5012b和安装基板30沿第一水平方向朝前或者朝后移动,即第一齿轮5012a可带动第一推杆5011相对于第一齿条5012b沿第一水平方向朝前或者朝后移动。
其中,第一推杆5011与第一电机601的主体相连,且不能与第一电机601的输出轴相连,即第一推杆5011不能随着第一电机601的输出轴的转动而转动。第一电机601的主体与第一推杆5011可以直接连接,也可以通过其他零件间接连接,本实施例在此不做限制。例如,参见图8,推入组件还可包括推杆安装板5013,两个第一推杆5011安装在推杆安装板5013上,再通过推杆安装板5013与第一电机601的主体连接。
进一步地,为了提高第一电机601和第一推杆5011沿第一水平方向运动的平稳性,可通过滑块和滑轨结构进行导向。具体而言,参见图8,第一传动组件还包括第一直线滑轨5012c和第一滑块5012d;第一直线滑轨5012c与安装基板30固定连接,且第一直线滑轨5012c的两端沿第一水平方向设置,并与第一齿条5012b平行。第一滑块5012d与第一直线滑轨5012c滑动连接,第一滑块5012d与第一推杆5011的第一端固定连接。
当第一电机601的输出轴转动时,带动第一齿轮5012a相对于第一齿条5012b转动,以使得第一齿轮5012a可带动第一电机601、第一推杆5011和第一滑块5012d相对于第一齿条5012b、第一直线滑轨5012c和安装基板30沿第一水平方向朝前或者朝后运动,即第一齿轮5012a可带动第一推杆5011相对于第一直线滑轨5012c沿第一水平方向朝前或者朝后运动。
其中,为了提高空间利用率,可优选第一齿条5012b和第一直线滑轨5012c的长度相同,并且两者在安装基板30的上侧相邻设置。
进一步地,为了实现自动化地驱动第二推杆5021,以及提高第二推杆5021沿第一水平方向运动的平稳性,可以通过直线滑块模组驱动第二推杆5021沿第一水平方向运动。
具体而言,第二传动组件5022包括第一丝杆(未图示)和第一螺母(未图示);驱动机构包括第二电机(未图示)。第一丝杆沿第一水平方向设置,第一丝杆的第一端与第二电机的输出轴连接,第一丝杆的第二端与第一螺母螺纹连接;第一螺母与第二推杆5021的第一端连接;当第二电机的输出轴转动时,第一丝杆相对于第一螺母转动,以使得第一螺母带动第二推杆5021相对于第一丝杆沿第一水平方向移动。
其中,直线滑块模组又称工业机器人、单轴机械手、直线模组、线性滑块、电动滑块等。直线滑块模组的传动方式可分为三种,第一种是电机带动滚珠线杆传动,第二种是电机带动皮带传动,第三种是电机带动齿条齿轮传动,这三种直线模组都是以导轨作为导向的机构。
可选地,驱动机构包括第十一电机(未图示);推入推出机构50包括第五丝杆(未图示)和第五螺母(未图示),以及电动手指(未图示)或者铲板(未图示)。其中,第五丝杆沿与竖直方向垂直的方向布置,第十一电机的输出轴与第五丝杆的第一端连接,第五螺母与第五丝杆的第二端螺纹连接,电动手指或者铲板与第五螺母连接。
当第十一电机的输出轴转动时,带动第五丝杆相对于第五螺母转动,以使得第五螺母相对于第五丝杆沿与竖直方向垂直的方向移动,并进一步使得电动手指或者铲板相对于第五丝杆沿与竖直方向垂直的方向移动。
其中,通过采用具有铲板或者电动手指的推入推出机构50,可以将推入推出机构50仅设置在避让孔301的一侧,并且电动手指和铲板均可用于临时存放目标冻存盒20B,无需再设置其他结构或者区域用于临时存放目标冻存盒20B,有利于简化结构和提高空间利用率。
可选地,当生物样本低温存储设备中包括多个冻存冰箱10和/或每个冻存冰箱10中包括多个冻存架20时,为了简化提升机构40结构复杂程度,可优选提升机构40与目标存取架20A可拆卸连接。此外,考虑到不同的冻存架20位于冻存冰箱10内的不同位置,可设置平移机构70将提升机构40沿与水平面平行的方向平移至目标存取架20A的上侧,从而提升机构40与目标存取架20A连接后可带动目标存取架20A沿竖直方向移动。
具体而言,参见图2和图3,冻存盒取放装置还包括平移机构70,平移机构70与安装基板30、提升机构40、推入推出机构50和驱动机构连接。平移机构70在驱动机构的驱动下,带动安装基板30、提升机构40和推入推出机构50在多个冻存架20的上侧移动,直至避让孔301位于目标存取架20A的上侧。其中,目标存取架20A为多个冻存架20中的一个。
其中,平移机构70与安装基板30、提升机构40和推入推出机构50的连接方式不限,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,可以是安装基板30、提升机构40和推入推出机构50分别安装在平移机构70上;也可以是提升机构40和推入推出机构50安装在安装基板30上,安装基板30安装在平移机构70上;还可以是安装基板30、提升机构40和推入推出机构50安装在一个支架上,支架再安装在平移机构70上。
进一步地,参见图2和图3,为了便于相关部件进行安装,并且提高空间利用率,可优选冻存盒取放装置还包括两端沿竖直方向设置的竖板80,竖板80的下端与安装基板30固定连接,推入推出机构50和提升机构40与竖板80连接;竖板80连接在平移机构70上。
可选地,参见图1,为了将位于生物样本低温存储设备外部的目标冻存盒20B存放至冻存冰箱10内的低温存储区,或者从冻存冰箱10内的低温存储区中将目标冻存盒20B转移至可在生物样本低温存储设备外部获取的位置,冻存盒取放装置还包括冻存盒抓取机构90,冻存盒抓取机构90与驱动机构连接。冻存盒抓取机构90在驱动机构的驱动下,将位于暂存区302中的目标冻存盒20B转移至对接机构120上或者将对接机构120上的目标冻存盒20B转移至暂存区302中。
可选地,由于生物样本低温存储设备将位于外部的目标冻存盒20B移入冻存冰箱10中或者将冻存冰箱10中的目标冻存盒20B移入外部时,通常将目标冻存盒20B放置在冻存冰箱10的外部停留一段时间,例如,在存入目标冻存盒20B时,需要先将目标冻存盒20B放置在安装基板30上的暂存区302上,当安装基板30移动至目标存放架20A上方时才能将目标冻存盒20B存入目标存取架20A;或者在取出目标冻存盒20B时,也需要先将从目标存取架20A取出的目标冻存盒20B放置在安装基板30上的暂存区上,当安装基板30移动至对接机构120位置时才能将目标冻存盒20B取出设备。而冻存冰箱10外部的温度相对较高,因此为了避免在转移过程中目标冻存盒20B在冻存冰箱10外部暴露的时间过长对冻存盒内的生物样本活性产生影响,可在冻存冰箱10的外部设置用于产生低温环境的暂存冰箱100,以对目标冻存盒20B进行临时保存。
具体而言,参见图2-图4,冻存盒取放装置还包括冻存盒抓取机构90和暂存冰箱100,冻存盒抓取机构90可在驱动机构的驱动下,将位于暂存区302中的目标冻存盒20B放入暂存冰箱100内或者将暂存冰箱100内的目标冻存盒20B放至暂存区302中。
其中,暂存冰箱100用于产生低温环境,并且将目标冻存盒20B临时保存在低温环境中。暂存冰箱100所产生的低环境温度可以与冻存冰箱10所产生的低环境温度相同或者不同,此外本实施例对暂存冰箱100的设置位置、容量大小等也不做限定。
冻存盒抓取机构90可用于将目标冻存盒20B在暂存冰箱100内部与安装基板30的暂存区302之间进行转移,和/或,用于将目标冻存盒20B在对接机构120与安装基板30的暂存区302之间进行转移。冻存盒抓取机构90具体结构组成、驱动方式、形状和尺寸不限,可根据实际应用需求进行合理选择。
将目标冻存盒20B从外部放入生物样本低温存储设备内部进行低温存储的工作流程包括:用户从生物样本低温存储设备的外部通过存取口将目标冻存盒20B放置在对接机构120上;冻存盒抓取机构90将目标冻存盒20B转移至暂存冰箱100内;暂存冰箱100、冻存盒抓取机构90、安装基板30、提升机构40和推入推出机构50在冻存冰箱10的上方移动,直至提升机构40移动至目标存取架20A的上方,提升机构40与目标存取架20A连接;提升机构在驱动机构的驱动下,带动目标存取架20A从冻存冰箱10的低温存储区中沿竖直方向朝上移动,直至目标存取架20A穿过避让孔301并且目标存储区位于与推入推出机构50对接的高度位置,与此同时冻存盒抓取机构90可将目标冻存盒20B从暂存冰箱100内转移至安装基板30的暂存区302;推入推出机构50在驱动机构的驱动下,相对于安装基板30沿与竖直方向垂直的方向运动,以将目标冻存盒20B从暂存区302推入至目标存取架20A的目标存储区;提升机构40在驱动机构的驱动下,带动目标存取架20A沿竖直方向朝下移动,直至目标存取架20A完全被放置于冻存冰箱10的低温存储区中。
将目标冻存盒20B从生物样本低温存储设备内部取出的工作流程包括:提升机构40与目标存取架20A连接,并在驱动机构的驱动下,带动目标存取架20A从冻存冰箱10的低温存储区中沿竖直方向朝上移动,直至目标存取架20A穿过避让孔301并且目标存储区位于与推入推出机构50对接的高度位置;推入推出机构50在驱动机构的驱动下,相对于安装基板30沿与竖直方向垂直的方向运动,以将目标冻存盒20B从目标存取架20A的目标存储区推出至安装基板30的暂存区302;冻存盒抓取机构90将目标冻存盒20B从安装基板30的暂存区302转移至暂存冰箱100内;暂存冰箱100、冻存盒抓取机构90、安装基板30、提升机构40和推入推出机构50在冻存冰箱10的上方移动,直至安装基板30位于与对接机构120对接的位置;冻存盒抓取机构90将目标冻存盒20B从暂存冰箱100内转移至对接机构120上,以使得用户可从生物样本低温存储设备的外部通过存取口将目标冻存盒20B取走。
进一步地,为了提高空间利用率,可优选暂存冰箱100安装在安装基板30的下侧,冻存盒抓取机构90安装在安装基板30的上侧。例如,参见图2至图4,暂存冰箱100可安装在安装基板30的下侧,并且安装基板30上设有用于连通暂存冰箱100内部的连通孔(未图示);冻存盒抓取机构90安装在安装基板30的上侧,并且位于连通孔的周围,从而冻存盒抓取机构90可穿过连通孔将位于暂存冰箱100内的目标冻存盒20B进行转移。
进一步地,为了对目标冻存盒20B在暂存冰箱100的内部进行限位,可在暂存冰箱100的内部设置用于对目标冻存盒20B进行限位的定位板1002。具体而言,参见图3,暂存冰箱100包括暂存箱体1001和定位板1002;暂存箱体1001与安装基板30连接;定位板1002设置在暂存箱体1001的内部底壁上,定位板1002上设有与目标冻存盒20B形状和尺寸适配的定位槽1003。
进一步地,参见图2和图4,冻存盒抓取机构90包括第一机械手组件901、水平移动组件902和竖直移动组件903,水平移动组件902和竖直移动组件903分别与驱动机构连接。第一机械手组件901安装在竖直移动组件903上,竖直移动组件903在驱动机构的驱动下,带动第一机械手组件901沿竖直方向移动。竖直移动组件903活动连接在水平移动组件902上,水平移动组件902在驱动机构的驱动下,带动竖直移动组件903和第一机械手组件901均沿与竖直方向垂直的方向移动。
其中,通过设置第一机械手组件901,可以灵活地对目标冻存盒20B进行抓取和放置,并且通过设置水平移动组件902和竖直移动组件903可以增大第一机械手组件901的活动范围。第一机械手组件901、水平移动组件902和竖直移动组件903的具体结构组成、形状和尺寸等在此不做限定,可根据实际应用需求进行合理设置。
可选地,为了提高空间利用率,可以设置两组移动机构,并且将其中一组固定在另一组上,其中,两组移动机构的具体结构组成不限。例如,两组移动机构可以采用齿轮与齿条所组成的组件,也可以采用直线滑块模组。
进一步地,参见图4,驱动机构还包括第九电机(未图示)和第十电机(未图示);水平移动组件902包括第三丝杆9021、第三螺母(未图示)、第四丝杆9023和第四螺母(未图示)。
第三丝杆9021沿第四水平方向设置,第三丝杆9021的第一端与第九电机的输出轴连接,第三丝杆9021的第二端与第三螺母螺纹连接,第一机械手组件901与第三螺母连接;当第九电机的输出轴转动时,第三丝杆9021相对于第三螺母转动,以使得第一机械手组件901和第三螺母均相对于第三丝杆9021沿第四水平方向移动。
第四丝杆9023沿第五水平方向设置,第四丝杆9023的第一端与第十电机的输出轴连接,第四丝杆9023的第二端与第四螺母螺纹连接,第四螺母与第三丝杆连接;当第十电机的输出轴转动时,第四丝杆9023相对于第四螺母转动,以使得第四螺母、第三丝杆9021、第三螺母和第一机械手组件901均相对于第四丝杆9023沿第五水平方向移动。
其中,第四水平方向和第五水平方向为相互垂直的方向,且均与竖直方向垂直。例如,参见图2和图4,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,第四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,第五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。
此外,第四水平方向和第五水平方向的具体指向不限,根据实际应用中相关零部件的布置位置所确定,第四水平方向和第五水平方向可以与前述第一水平方向、第三水平方向和第四水平方向中的一个相同或者不同。例如,参见图4,第四水平方向可以与第一水平方向和第三水平方向相同,均为图中坐标系中的x方向或者与之相反的方向;第五水平方向可与第二水平方向相同,均为图中坐标系中的y方向或者与之相反的方向。
进一步地,为了更为合理且简单地进行整体结构布局,可优选前述第一水平方向、第三水平方向、第四水平方向和第七水平方向均相同,即均为附图中任一坐标系中的x方向或者与之相反的方向;前述第二水平方向、第五水平方向和第六水平方向也均相同,即均为附图中任一坐标系中的y方向或者与之相反的方向。
进一步地,参见图4,为了使第一机械手组件901能同时实现对目标冻存盒20B的抓取和冻存管的挑管,第一机械手组件901可包括冻存盒抓取机械手901a和冻存管抓取机械手901b,冻存盒抓取机械手901a和冻存管抓取机械手901b均连接在竖直移动组件903上。
进一步地,为了使第一机械手组件901、水平移动组件902和竖直移动组件903能够被稳固地安装在安装基板30的上侧,参见图4,冻存盒抓取机构90还可包括支撑座9025,支撑座9025固定安装在安装基板30的上侧,并且位于连通孔的***,水平移动组件902安装在支撑座9025的上部。
可选地,当位于冻存冰箱10的低温存储区中的冻存架20数量为多个时,为了简化提升机构40的整体结构,可优选提升机构40与全部冻存架20可拆卸连接,当确定出目标存取架20A后,提升机构40可与目标存取架20A形成连接。具体而言,参见图5,提升机构40包括相连的Z轴运动组件401和夹持组件402。夹持组件402安装在Z轴运动组件401上,并与目标存取架20A可拆卸连接。Z轴运动组件401在驱动机构的驱动下,可带动夹持组件402沿竖直方向朝上或者朝下移动。
进一步地,为了使夹持组件402沿竖直方向自动化地运动,以及提高运动的平稳性,可优选通过直线滑块模组驱动对夹持组件402沿竖直方向运动。具体而言,驱动机构可包括第六电机(未图示),Z轴运动组件401可包括滑动连接的第九直线滑轨401a和第九滑块401b,其中第九直线滑轨401a与安装基板30固定连接,第九滑块401b与夹持组件402固定连接。第六电机的输出轴与第九直线滑轨401a或第九滑块401b相连,在第六电机的驱动下,第九滑块401b可带动夹持组件402相对于第九直线滑轨401a沿竖直方向移动。
进一步地,为了使得夹持组件402可自动化地与目标存取架20A形成和解除连接,参见图6和图9,驱动机构包括可第五电机605,夹持组件402可包括挂钩4021,目标存取架20A的上侧设有形状与挂钩4021形状适配的竖直运动连接件201。
第五电机605安装在Z轴运动组件401上,第五电机605的输出轴与挂钩4021连接;当第五电机605的输出轴转动时,驱动挂钩4021相对于竖直运动连接件201转动并形成连接,即与目标存取架20A形成连接。
其中,第五电机605的输出轴可与挂钩4021直接连接,也可间接连接,本实施例在此不做限定。当挂钩4021在竖直方向上的高度位于可与竖直运动连接件201建立连接的高度时,可通过第五电机605驱动挂钩4021朝第一转动方向旋转第一预设角度,以与竖直运动连接件201形成连接。当挂钩4021在竖直方向上的高度位于可与竖直运动连接件201解除连接的高度时,可通过第五电机605驱动挂钩4021沿第一转动方向继续旋转第三预设角度,以与竖直运动连接件201解除连接;或者可通过第五电机605驱动挂钩4021朝与第一转动方向相反的第二转动方向旋转第二预设角度,以与竖直运动连接件201解除连接。
此外,第五电机605可以直接安装在Z轴运动组件401上,也可以间接安装在Z轴运动组件401上,本实施例在此不做限定。当Z轴运动组件401包括第九直线滑轨401a和第九滑块401b时,第五电机605的主体与第九滑块401b连接。
进一步地,为了减少挂钩4021的旋转角度,可设置用于控制电机是否转动的感应器件。具体而言,参见图6,提升机构40还包括第一传感器403、第二传感器404和感应块405。感应块405与第五电机605的输出轴连接,第一传感器403和第二传感器404沿感应块405的运动方向设置在Z轴运动组件401上。
当第五电机605沿第一转动方向带动感应块405转动并与第一传感器403连接时,第五电机605停止转动,且挂钩4021与目标存取架20A形成连接;当第五电机605沿第二转动方向带动感应块405转动并与第二传感器404连接时,第五电机605停止转动,且挂钩4021与目标存取架20A解除连接;其中,第一转动方向和第二转动方向为相反的转动方向。
其中,当感应块405与第一传感器403或第二传感器404连接后,可产生一个控制指令或者切断第五电机605的供电电路,以使第五电机605的输出轴停止转动。第一传感器403、第二传感器404和感应块405的形状、尺寸以及连接方式不限,可根据实际应用需求进行合理选择。例如,感应块405可与第一传感器403或第二传感器404形成物理接触连接,也可以与第一传感器403或第二传感器404形成无线的感应连接。
进一步地,为了结构简单的同时获得稳固的连接效果,参见图6和图9,挂钩4021可以为倒T形,挂钩4021的第一端与第五电机605的输出轴连接;目标存取架20A上的竖直运动连接件201具有长条形的连接通孔201a,挂钩4021的第二端形状和尺寸与连接通孔201a的尺寸适配。
其中,挂钩4021的第二端整体也呈长条形,长条形是指与竖直方向垂直的横截面的长度大于宽度,横截面的具体形状不限。例如,连接通孔201a可以为长方体孔洞,挂钩4021的第二端可以为长方体或者是长圆柱体;还可以是连接通孔201a为曲线形的孔洞,挂钩4021的第二端为尺寸与之适配的曲线形柱体。
在使用过程中,首先可利用Z轴运动组件401带动倒T形挂钩4021沿竖直方向下降并穿过连接通孔201a;然后第五电机605沿第一转动方向带动挂钩4021旋转第一预设角度,使得挂钩4021的第二端与连接通孔201a呈交叉状态;当Z轴运动组件401带动挂钩4021沿竖直方向向上运动时,在重力的作用下,挂钩4021的第二端的上表面会与竖直运动连接件201的下表面抵接,即挂钩4021与目标存取架20A可形成连接,从而Z轴运动组件401可带动挂钩4021和目标存取架20A沿竖直方向向上运动。
当Z轴运动组件401带动挂钩4021和目标存取架20A沿竖直方向向下运动使目标存取架20A位于冻存冰箱10内的低温存储区中后,第五电机605沿可第一转动方向带动挂钩4021旋转第三预设角度或者沿第二转动方向继续旋转第二预设角度,使得挂钩4021的第二端正对连接通孔201a,即挂钩4021与目标存取架20A可解除连接;再通过Z轴运动组件401带动挂钩4021沿竖直方向向上运动,可使挂钩4021的第二端穿过连接通孔201a并位于目标存取架20A的上侧,便于后续与其他冻存架20再形成连接。
进一步地,可优选第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度均为90度,即第五电机605的输出轴旋转90度之后便停止转动,此时倒T形挂钩4021的第二端与与连接通孔201a呈正交状态,使得挂钩4021与目标存取架20A在沿竖直方向运动过程中受力更为均衡,连接的稳定性更好。
其中,当提升机构40还包括第一传感器403、第二传感器404和感应块405,感应块405可转动范围也为90度。
进一步地,参见图6和图9,夹持组件402还可包括第一定位件4022,目标存取架20A的上侧设有与第一定位件4022适配的第二定位件202。当第一定位件4022与第二定位件202配合连接后,使得目标存取架20A的位置相对于夹持组件402固定;然后第五电机605的输出轴转动,驱动挂钩4021相对于竖直运动连接件201旋转并形成连接,即与目标存取架20A形成连接。可见,通过第一定位件4022和第二定位件202先形成配合连接,可将目标存取架20A进行定位,从而后续挂钩4021更易实现与竖直运动连接件201的自动化的连接,即可提高两者的形成连接的成功率。
其中,第一定位件4022和第二定位件202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,第一定位件4022和第二定位件202可以分别为形状、尺寸、设置位置和数量均适配的定位孔和定位销,定位孔和定位销可以为一对或者多对。
进一步地,参见图9,为了简化结构的同时获得较为稳定的定位效果,可优选在竖直运动连接件201上设有两个定位孔,即第二定位件202为两个定位孔,并且两个定位孔相对于连接通孔201a对称设置。对应地,参见图6,第一定位件4022可以为两个定位销。
可选地,为了在目标存取架20A沿竖直方向运动时对其进行导向,避免发生较大幅度的晃动,可在安装基板30的上侧设置导向机构110。参见图5,导向机构110位于避让孔301的上侧周围,当提升机构40在驱动机构的驱动下带动目标存取架20A沿竖直方向移动并穿过避让孔301时,导向机构110可限制目标存取架20A沿与竖直方向垂直的方向运动。
进一步地,导向机构110可包括导向框1101和导向轮1102,导向轮1102设置在导向框1101上。当提升机构40在驱动机构的驱动下带动目标存取架20A沿竖直方向移动并穿过避让孔301时,导向轮1102的外周面与目标存取架20A接触,且导向轮1102相对于导向框1101转动。
其中,通过导向框1101和导向轮1102的设置不仅可对目标存取架20A在沿竖直方向的运动起到导向和辅助滑动的作用,而且通过调整导向轮1102外周面的表面粗糙度,可对目标存取架20A沿竖直方向的运动进行速度调整。
此外,导向框1101和导向轮1102形状和尺寸需与冻存架20的形状和尺寸适配,导向框1101和导向轮1102的数量不限,可根据实际应用需求进行合理设置。例如,参见图5,导向机构110可包括沿竖直方向设置的两个导向框1101,每个导向框1101上均匀设置了多个导向轮1102。
可选地,冻存盒取放装置还包括保温框罩(未图示),保温框罩套设在提升机构40的***。通过在提升机构40***套设保温框罩,可以在目标冻存架20A的运动过程中,特别是推入推出机构50推动目标冻存盒20B的过程中,避免冻存冰箱10外界的热量对目标冻存架20的目标存储区上侧所存储的冻存盒造成影响。
由本申请以上实施例的说明可见,本申请实施例提供的冻存盒取放装置,通过提升机构40与目标存取架20A形成连接,可将目标存取架20A沿竖直方向进行提升或者下降;当提升机构40将目标存取架20A的目标存储区的位置穿过避让孔并提升至与推入推出机构50对接的高度位置后,进一步通过推入推出机构50可将目标冻存盒20B推入至目标存取架20A的目标存储区中,或者将位于目标存取架20A的目标存储区中的目标冻存盒20B推出。从而在取出位于低温存储区中的目标冻存盒20B时,无需像现有技术中需要先将位于目标冻存盒20B上侧的冻存盒取出,然后才能取出目标冻存盒20B,本申请提供的冻存盒取放装置进行冻存盒存取的耗时较少,效率更高。
此外需要说明的是,本申请实施例中说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8,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 (10)
1.一种冻存盒取放装置,其特征在于,包括:
安装基板,所述安装基板上设有避让孔;
驱动机构,所述驱动机构分别与提升机构和推入推出机构连接;
提升机构,所述提升机构安装在所述避让孔的周围;所述提升机构与目标存取架连接时,所述提升机构在所述驱动机构的驱动下,带动所述目标存取架沿竖直方向移动并穿过所述避让孔;其中,所述目标存取架包括至少两层沿竖直方向依次设置的样本放置区,全部所述样本放置区中的一个为目标存储区;
推入推出机构,所述推入推出机构位于所述避让孔的周围;当所述目标存取架穿过所述避让孔,并且所述目标存储区位于与所述推入推出机构对接的高度位置时,所述推入推出机构在所述驱动机构的驱动下,相对于所述安装基板沿与所述竖直方向垂直的方向移动,以将目标冻存盒推入至所述目标存储区或者从所述目标存储区将所述目标冻存盒推出。
2.根据权利要求1所述的冻存盒取放装置,其特征在于,所述冻存盒取放装置还包括冻存盒抓取机构和暂存冰箱;所述安装基板的上方还设有暂存区;
所述冻存盒抓取机构与所述驱动机构连接,所述冻存盒抓取机构在所述驱动机构的驱动下,将位于所述暂存区中的目标冻存盒放入所述暂存冰箱内或者将所述暂存冰箱内的目标冻存盒放至所述暂存区中。
3.根据权利要求2所述的冻存盒取放装置,其特征在于,所述冻存盒抓取机构包括第一机械手组件、水平移动组件和竖直移动组件,所述水平移动组件和所述竖直移动组件分别与所述驱动机构连接;
所述第一机械手组件安装在所述竖直移动组件上,所述竖直移动组件在所述驱动机构的驱动下,带动所述第一机械手组件沿所述竖直方向移动;
所述竖直移动组件活动连接在所述水平移动组件上,所述水平移动组件在所述驱动机构的驱动下,带动所述竖直移动组件沿与所述竖直方向垂直的方向移动。
4.根据权利要求1所述的冻存盒取放装置,其特征在于,所述推入推出机构包括分别与所述驱动机构连接的推入组件和推出组件;所述推入组件所述避让孔的第一端,所述推出组件位于所述避让孔与所述第一端相对的第二端;
当所述目标存储区位于与所述推入推出机构对接的高度位置时,所述推入组件在所述驱动机构的驱动下,相对于所述安装基板从所述避让孔的第一端向所述避让孔的第二端运动,以抵接所述目标冻存盒并将所述目标冻存盒推入至所述目标存储区中;或者,所述推出组件在所述驱动机构的驱动下,相对于所述安装基板从所述避让孔的第二端向所述避让孔的第一端运动,以抵接位于所述目标存储区中的所述目标冻存盒并将所述目标冻存盒推出。
5.根据权利要求4所述的冻存盒取放装置,其特征在于,所述推入组件包括第一推杆和第一传动组件,所述推出组件包括第二推杆和第二传动组件;所述第一推杆和所述第二推杆分别位于所述避让孔的第一端和第二端;
所述第一传动组件连接所述驱动机构和所述第一推杆的第一端,所述第一推杆的第二端的端面朝向所述避让孔的第二端;所述第一传动组件在所述驱动机构的驱动下,带动所述第一推杆相对于所述安装基板沿与所述竖直方向垂直的第一水平方向朝前或者朝后移动;
所述第二传动组件连接所述驱动机构和所述第二推杆的第一端,所述第二推杆的第二端的端面朝向所述避让孔的第一端;所述第二传动组件在所述驱动机构的驱动下,带动所述第二推杆相对于所述安装基板沿与所述竖直方向垂直的第一水平方向朝后或者朝前移动。
6.根据权利要求5所述的冻存盒取放装置,其特征在于,所述驱动机构包括第一电机,所述第一电机与所述第一推杆的第一端固定连接;
所述第一传动组件包括啮合连接的第一齿轮和第一齿条;所述第一齿轮的端面与所述第一电机的输出轴固定连接;所述第一齿条沿所述第一水平方向设置,并且与所述安装基板固定连接;
当所述第一电机的输出轴转动时,带动所述第一齿轮相对于所述第一齿条转动,以使得所述第一推杆相对于所述第一齿条沿所述第一水平方向朝前或者朝后移动。
7.根据权利要求6所述的冻存盒取放装置,其特征在于,所述第一传动组件还包括第一直线滑轨和第一滑块;
所述第一直线滑轨与所述安装基板连接,且所述第一直线滑轨沿所述第一水平方向设置;所述第一滑块与所述直线滑轨滑动连接,所述第一滑块与所述第一推杆的第一端固定连接;
当所述第一电机的输出轴转动时,带动所述第一齿轮相对于所述第一齿条转动,以使得所述第一推杆相对于所述第一直线滑轨沿所述第一水平方向朝前或者朝后运动。
8.根据权利要求5所述的冻存盒取放装置,其特征在于,所述第二传动组件包括第一丝杆和第一螺母;所述驱动机构包括第二电机;
所述第一丝杆沿所述第一水平方向设置,且所述第一丝杆的第一端与所述第二电机的输出轴连接,所述第一丝杆的第二端与所述第一螺母螺纹连接;所述第一螺母与所述第二推杆的第一端连接;
当所述第二电机的输出轴转动时,所述第一丝杆相对于所述第一螺母转动,以使得所述第一螺母带动所述第二推杆相对于所述第一丝杆沿所述第一水平方向移动。
9.根据权利要求1所述的冻存盒取放装置,其特征在于,所述驱动机构包括第十一电机;所述推入推出机构包括第五丝杆和第五螺母,以及电动手指或者铲板;所述第五丝杆沿与所述竖直方向垂直的方向布置,所述第十一电机的输出轴与所述第五丝杆的第一端连接,所述第五螺母与所述第五丝杆的第二端螺纹连接,所述电动手指或者所述铲板与所述第五螺母连接;
当所述第十一电机的输出轴转动时,带动所述第五丝杆相对于所述第五螺母转动,以使得所述电动手指或者所述铲板相对于所述第五丝杆沿与所述竖直方向垂直的方向移动。
10.根据权利要求1所述的冻存盒取放装置,其特征在于,所述驱动机构包括第五电机和第六电机;所述提升机构包括Z轴运动组件和夹持组件;
所述第六电机的输出轴与所述Z轴运动组件连接,所述夹持组件和所述第五电机安装在所述Z轴运动组件上;所述Z轴运动组件在所述第六电机的驱动下,带动所述夹持组件和所述第五电机沿所述竖直方向移动;
所述夹持组件包括挂钩,所述目标存取架的上侧设有形状与所述挂钩形状适配的竖直运动连接件,所述第五电机的输出轴与所述挂钩固定连接;当所述第五电机的输出轴转动时,驱动所述挂钩相对于所述竖直运动连接件转动并形成连接。
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