用于储存生物样本的冰箱

技术领域

本发明属于生物样本低温存储设备技术领域，具体涉及一种用于储存生物样本的冰箱。

背景技术

现有技术中的生物样本库的存储容量大，存储温度-150℃，适用场合少，对于一些不需要深低温的存放的普通疫苗等样本，-80℃即可满足存储要求，并且存储容量需求相较于大型的样本库较少，这类需求的存储设备其体积需相对大型样本库小很多，现有技术中有的采用冰柜式结构来满足这类需求，其是通过将样本架存放在设备下部的存储容器，存取时将样本架向上提升一定高度使样本架露出存储容器，再用机械手等进行取放样本盒，这样造成设备中仅下部的空间可用来存放样本，上部用于容纳提升后的样本架，造成空间浪费，空间利用率低。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种用于储存生物样本的冰箱。

本发明所采用的技术方案为：

用于储存生物样本的冰箱，包括：侧壁开设有存取口的箱体、封盖存取口的密封门以及均设于箱体内部的样本架总成、冷却元件和样本盒取放机构；箱体内部上下分为顶腔和低温腔；样本架总成包括：沿第一水平方向排成一列的多个样本架；冷却元件和样本架均位于低温腔；样本架的顶部悬挂于箱体并连接有驱动其沿第一水平方向往复滑动的驱动机构；驱动机构位于顶腔；样本盒取放机构用于在样本架与存取口之间转移样本盒，样本盒取放机构的顶部悬挂至顶腔并沿第一水平方向滑动设置。

作为所述用于储存生物样本的冰箱地进一步可选方案，处于最外端的两个所述样本架至少一者为固定样本架，其余样本架均为活动样本架；所述活动样本架与所述驱动机构连接。

作为所述用于储存生物样本的冰箱地进一步可选方案，所述样本盒取放机构包括横梁、竖梁和样本盒抓手；横梁连接有驱动其沿第一水平方向滑动的第一驱动单元；竖梁顶部沿第二水平方向滑动连接于横梁并连接有驱动其往复滑动的第二驱动单元，第二水平方向垂直于第一水平方向，竖梁顶部连接有驱动样本盒抓手沿竖向往复滑动的第三驱动单元；第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元均位于顶腔。

作为所述用于储存生物样本的冰箱地进一步可选方案，所述顶腔内设有两个纵梁，两个纵梁均沿第一水平方向设置并分别位于样本架总成的两侧；横梁的两端分别与两个纵梁滑动连接。

作为所述用于储存生物样本的冰箱地进一步可选方案，所述样本架包括两个沿第二水平方向并排设置的架体和共同连接在两架体下端的连接板；第二水平方向垂直于第一水平方向；两个架体之间具有避让样本盒取放机构的避让空腔；每个架体的顶部均设置有保温板和金属板；金属板与架体固定连接，保温板夹设在金属板和架体之间，各保温板共同将箱体内部分隔为顶腔和低温腔；两个金属板的背离侧均向外延伸并形成悬挂连接部；固定样本架的两个悬挂连接部分别固定于两个纵梁，活动样本架的两个悬挂连接部分别滑动连接于两个纵梁。

作为所述用于储存生物样本的冰箱地进一步可选方案，所述活动样本架的避让空腔的上方均设有保温盖板，保温盖板底面与金属板顶面之间具有间隙，保温盖板连接有驱动其沿第二水平方向往复滑动的驱动装置，保温盖板和各保温板共同将箱体内部分隔为所述顶腔和所述低温腔；驱动装置位于低温腔。

作为所述用于储存生物样本的冰箱地进一步可选方案，所述箱体内部远离固定样本架的一端设置有保温封盖板，保温封盖板一侧连接有驱动其旋转的旋转驱动装置；旋转驱动装置用于驱动保温封盖板旋转，以封闭距离固定样本架最远的样本架与箱体之间的空隙；保温封盖板、保温盖板及各保温板共同将箱体内部分隔为顶腔和低温腔。

作为所述用于储存生物样本的冰箱地进一步可选方案，所述驱动机构包括分别设于每个活动样本架顶部的驱动单元；每个驱动单元分别用于驱动相应的活动样本架沿第一水平方向滑动。

作为所述用于储存生物样本的冰箱地进一步可选方案，所述样本架底部与箱体内部底壁之间具有间隙。

作为所述用于储存生物样本的冰箱地进一步可选方案，还包括除湿结构；除湿结构包括：封闭箱、嵌设于存取口的窗框和安装于封闭箱内的冷凝器；存取口侧壁开设有容置封闭箱的容置腔；封闭箱分别开设有进气口和出气口；出气口处安装有第一风扇；第一风扇的出风口朝向窗框设置；窗框背离样本架总成一端的边缘向外延伸并形成安装法兰，安装法兰两侧连接有把手；窗框内部分别开设有第一通道和第二通道；第一通道的一端和第二通道的一端均通至窗框的开口内，第一通道的另一端和第二通道的另一端分别与进气口和出气口对接；第一通道内和第二通道内均安装有风阀；密封门用于封盖窗框的开口。

本发明的有益效果为：

本发明通过驱动机构移动样本架，结合样本盒取放机构在各样本架及存取口之间来回穿梭，实现样本盒的取放；两个样本架仅需空出一避让样本盒取放机构悬挂部分的空间即可，空间利用率高，同等体积下，本发明的冰箱能存储更多的样本盒。

附图说明

图1是本发明的用于储存生物样本的冰箱的结构示意图。

图2是图1中A-A剖视图。

图3是图1所示的用于储存生物样本的冰箱省略顶盖的顶部结构示意图。

图4是图1所示的用于储存生物样本的冰箱中样本盒取放机构的结构示意图。

图5是图1所示的用于储存生物样本的冰箱中样本架总成的结构示意图。

图6是图1所示的用于储存生物样本的冰箱中样本架总成的俯视图。

图7是图1所示的用于储存生物样本的冰箱中固定样本架的结构示意图。

图8是图1所示的用于储存生物样本的冰箱中活动样本架的结构示意图。

图9是图1所示的用于储存生物样本的冰箱中驱动单元的结构示意图。

图10是图1所示的用于储存生物样本的冰箱中除霜结构的结构示意图。

图11是图10中B-B剖视图。

图中：1-存取口；2-箱体；3-密封门；4-样本架总成；5-冷却元件；6-样本盒取放机构；7-顶腔；8-低温腔；9-样本架；10-驱动机构；11-横梁；12-竖梁；13-样本盒抓手；14-第一驱动单元；15-第二驱动单元；16-第三驱动单元；17-纵梁；18-架体；19-连接板；20-避让空腔；21-保温板；22-金属板；23-悬挂连接部；24-保温盖板；25-驱动装置；26-保温封盖板；27-旋转驱动装置；28-驱动单元；29-齿条；30-驱动电机；31-齿轮；32-除湿结构；33-封闭箱；34-窗框；35-冷凝器；36-第一风扇；37-第一加热片；38-第一通道；39-第二通道；40-把手；41-安装法兰；42-风阀；43-第二风扇；44-第二加热片。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，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。

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，在合理情况下(不构成自相矛盾的情况下)，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1至图11所示，本实施例的用于储存生物样本的冰箱，包括：侧壁开设有存取口1的箱体2、封盖存取口1的密封门3以及均设于箱体2内部的样本架总成4、冷却元件5和样本盒取放机构6；箱体2内部上下分为顶腔7和低温腔8；样本架总成4包括：沿第一水平方向排成一列的多个样本架9；冷却元件5和样本架9均位于低温腔8；样本架的顶部悬挂于箱体2并连接有驱动其沿第一水平方向往复滑动的驱动机构10；驱动机构10位于顶腔7；样本盒取放机构6用于在样本架9与存取口1之间转移样本盒，样本盒取放机构6的顶部悬挂至顶腔7并沿第一水平方向滑动设置。

冷却元件5的选取可根据所存储的生物样本的温度要求选用，例如某些疫苗可选取现有家用冰箱所采用的冷却系统，在一个实施方式中，冷却元件5可采用缠绕在箱体2内侧壁的盘管，盘管内填充冷媒。

设箱体2沿第一水平方向的两个内侧壁之间的距离为L，样本架的总数量为N，每个样本架9的厚度即样本架9沿第一水平方向的尺寸为D，则有L>N*D，以便样本盒取放机构6能将样本盒放入每个样本架9。

可将样本架9全部设为活动样本架；也可将位于最外端的两个样本架9至少一者设为固定，其余样本架9设为活动；在本实施方式中，位于最外端的两个样本架9之一为固定样本架，其余均为活动样本架；每个样本架9的正面和背面均可开槽以放置样本盒，此种情况下，样本盒抓手13增加一个绕竖轴旋转的动作即可。使用中可根据需要选择在样本架9的正面或者背面或者正反两面都放样本盒。本实施例是以样本架9的单面开槽放置样本盒为例。

存取口1开设在靠近固定样本架的一侧，便于样本盒转运，也更节省空间。样本盒取放机构6可采用机械手等现有技术实现，在一个实施方式中，样本盒取放机构6可包括横梁11、竖梁12和样本盒抓手13；横梁11连接有驱动其沿第一水平方向滑动的第一驱动单元14；竖梁12顶部沿第二水平方向滑动连接于横梁11并连接有驱动其往复滑动的第二驱动单元15，第二水平方向垂直于第一水平方向，竖梁12顶部连接有驱动样本盒抓手13沿竖向往复滑动的第三驱动单元16；第一驱动单元14、第二驱动单元15和第三驱动单元16均位于顶腔7。

第一驱动单元14、第二驱动单元15均可采用现有的电动滑台实现，横梁11可作为电动滑台的底座。第三驱动单元16可为伺服电机，伺服电机与样本盒抓手13之间可通过挠性传动机构连接，即伺服电机、竖梁12和挠性传动机构可构成现有的电动滑台结构。

第一驱动单元14、第二驱动单元15和第三驱动单元16均放置在顶腔7，顶腔7温度高于低温腔8温度，因此在顶腔7中可不必采用低温驱动元器件，极大的节约成本；其次，将驱动元器件放置在顶腔7，更加便于维修。

样本盒抓手13可采用夹爪气缸等现有技术实现。

可从任一个样本架9开始存取样本盒，以先从固定样本架存取样本盒为例，说明存储样本盒的具体过程：

驱动机构10驱动活动样本架沿远离固定样本架的方向滑动，使固定样本架与其相邻的活动样本架之间空出一操作空腔，该操作空腔用于避让样本盒取放机构6，从而对固定样本架进行存取样本盒的操作，待固定样本架存满或取完后，驱动机构10驱动与固定样本架临近的两个活动样本架沿第一水平方向滑动，使该两个活动样本架之间空出操作空腔，从而对该两个活动样本架进行存取样本盒的操作，如此循环，直至将所有样本架9存满或取完。

在一个实施方式中，顶腔7内设有两个纵梁17，两个纵梁17均沿第一水平方向设置并分别位于样本架总成4的两侧；横梁11的两端分别与两个纵梁17滑动连接，使横梁11移动更平顺。在一个实施方式中，第一驱动单元14可包括伺服电机和两个挠性传动机构，两个挠性传动机构通过一横轴连接，伺服电机与横轴传动连接；横梁11的两端分别与两个挠性传动机构中的挠性元件连接，从而实现伺服电机同时驱动横梁11两端滑动。

在一个实施方式中，第二驱动单元15可包括伺服电机以及设置在伺服电机和竖梁12之间的挠性传动机构。

在一个实施方式中，样本架9可包括两个沿第二水平方向并排设置的架体18和共同连接在两架体18下端的连接板19；第二水平方向垂直于第一水平方向；两个架体18之间具有避让样本盒取放机构6的避让空腔20；每个架体18的顶部均设置有保温板21和金属板22；金属板22与架体18固定连接，保温板21夹设在金属板22和架体18之间，各保温板21共同将箱体2内部分隔为顶腔7和低温腔8；两个金属板22的背离侧均向外延伸并形成悬挂连接部23；固定样本架的两个悬挂连接部23分别固定于两个纵梁17，活动样本架的两个悬挂连接部23分别滑动连接于两个纵梁17。

架体18可包括沿第二水平方向排成一排的单元架，单元架可采用公告号为CN209757793U，名称为一种样本冻存架的中国实用新型专利实现。

通过设置避让空腔20，可使样本盒取放机构6从避让空腔20处开始向样本架9两侧移动，缩短其运动路程，提高取放效率。通过连接板19将两个架体18底部连接，两个架体18顶部通过两个悬挂连接部23分别连接至两侧的纵梁17，提高样本架9刚性，减少样本架9变形。

金属板22可为现有的钢板或铝合金板等。

在一个实施方式中，活动样本架的避让空腔20的上方均设有保温盖板24，保温盖板24底面与金属板22顶面之间具有间隙，保温盖板24连接有驱动其沿第二水平方向往复滑动的驱动装置25，保温盖板24和各保温板21共同将箱体2内部分隔为顶腔7和低温腔8；驱动装置25位于低温腔8。

不取放样本盒时，驱动装置25驱动保温盖板24滑动，将避让空腔20顶端开口封住，以隔绝低温腔8中的低温空气向顶腔7传递，维持顶腔7的温度。

在一个实施方式中，箱体2内部远离固定样本架的一端设置有保温封盖板26，保温封盖板26一侧连接有驱动其旋转的旋转驱动装置27；旋转驱动装置27用于驱动保温封盖板26旋转，以封闭距离固定样本架最远的样本架9与箱体2之间的空隙；保温封盖板26、保温盖板24及各保温板21共同将箱体2内部分隔为顶腔7和低温腔8。

不取放样本盒时，竖梁12移动至固定样本架的避让空腔20内，各样本架9靠拢，旋转驱动装置27驱动保温盖板24旋转封住距离固定样本架最远的样本架9与箱体2内侧壁之间的空隙，进一步避免低温腔8中的低温空气向顶腔7传递，维持顶腔7的温度。

在一个实施方式中，驱动机构10可包括分别设于每个活动样本架顶部的驱动单元28；每个驱动单元28分别用于驱动相应的活动样本架沿第一水平方向滑动。驱动单元28可为伸缩缸，即任意两个相邻的样本架9之间均连接有伸缩缸，伸缩缸的活塞杆伸出，两个相邻的样本架9之间空出一避让竖梁12和样本盒抓手13的空腔；伸缩缸的活塞杆缩回，则两个相邻的样本架9靠拢。

在一个实施方式中，驱动机构10还可包括两个分别连接于两个纵梁17的齿条29；两个齿条29均沿第一水平方向设置；驱动单元28可包括分别位于活动样本架顶部两侧的驱动电机30和连接于驱动电机30输出端的齿轮31；每个驱动单元28的两个齿轮31均分别与两个齿条29啮合。两侧驱动电机30分别驱动两侧齿轮31旋转，即可驱动活动样本架滑动。两侧同时驱动，活动样本架滑动更平顺。

在一个实施方式中，样本架9底部与箱体2内部底壁之间具有间隙，以避免样本架9底部与箱体2内部底壁发生摩擦。即样本架9向底部延伸，并与底部之间留有间隙，充分利用空间。

在一个实施方式中，本冰箱还可包括除湿结构32；除湿结构32可包括：封闭箱33、嵌设于存取口1的窗框34和安装于封闭箱33内的冷凝器35；存取口1侧壁开设有容置封闭箱33的容置腔；封闭箱33分别开设有进气口和出气口；出气口处安装有第一风扇36；第一风扇36的出风口朝向窗框34设置；窗框34背离样本架总成4一端的边缘向外延伸并形成安装法兰41，安装法兰41两侧连接有把手40；窗框34内部分别开设有第一通道38和第二通道39；第一通道38的一端和第二通道39的一端均通至窗框34的开口内，第一通道38的另一端和第二通道39的另一端分别与进气口和出气口对接；第一通道38内和第二通道39内均安装有风阀42；密封门3用于封盖窗框34的开口。

外部空气进入窗框34开口后，被第一风扇36吹入第一通道38，再进入封闭箱33内与冷凝器35换热冷凝干燥，干燥的空气被第一风扇36吸入并吹进窗框34开口，如此往复循环，达到除湿的目的；可在第一风扇36的出风口处设置第一加热片37，通过第一风扇36将加热的空气吹入窗框34的开口内，使窗框34开口内的温度始终维持在20℃左右。

还可在第一通道38内安装第二风扇43，并在第二风扇43的出风口安装第二加热片44，在不存取样本盒时，第二风扇43将第二加热片44加热的空气吹至封闭箱33内，化掉凝结在冷凝器35上的霜。

可在安装法兰41开设连接光孔，通过螺纹连接将窗框34等连接至箱体2，拆卸时，拧松螺钉，双手握住把手40向外拉拽窗框34，即可将整个窗框34拉出。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。