[0001] 本发明涉及生物样本的深冷冻存技术领域，具体涉及一种基于自动化存取的生物样本集成冻存装置。

[0002] 在生物学、医学等领域，对生物样本进行深冷储存是保持其活性的常用方式。随着智能、安全、高效存储需求的不断增加，开发具有自动化操作功能的液氮冻存系统成为了主流的发展方向。

[0003] 中国专利CN213537075U提出了一种移动式生物样本辅助提取装置，通过吊臂上安装的起重吊机，可实现冻存架的机械提取，避免了人工操作的冻伤风险，但是该装置需要提取整个冻存架，会造成架上其他样本的储存环境发生变化，影响其活性。中国专利CN104528213B提出了一种自动存取液氮冻存罐，该装置在罐体上盖固定安装有提取装置，通过多个电机对机械手的各种运行需求进行控制，以实现对单个冻存盒的自动存取作业，但是这种液氮罐和提取装置一对一安装的形式，不利于充分发挥机械手的作用，而且增加了生物样本库的建设成本。

[0004] 综上所述，目前在生物样本的深冷冻存技术领域，缺乏一种可实现生物样本自动、精准存取的小型集成化冻存装置。

[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

[0019] 如图1、2、3所示，本公开实施例提供一种基于自动化存取的生物样本集成冻存装置，包括箱体，箱体内设置有支撑柱17、取放装置、冻存罐1和补液罐2；支撑柱17固定在箱体底部中心位置，支撑柱17的底部四周设有十字形的定位块14；冻存罐1有4个，为中心顶开式液氮罐，周向阵列布置在所述支撑柱17四周，便于充分利用取放装置的工作能力；取放装置包括机械臂3、固定板4和夹持装置5；机械臂3一端与支撑柱17顶部固连，一端与固定板4固连，固定板4上安装夹持装置5；补液罐2放置在箱体内一角落，通过真空绝热软管与冻存罐1连接。

[0020] 冻存罐1内设置有6个环形阵列布置的样本架7，所述样本架7的开口均朝向所述冻存罐1的中心，所述样本架7上放置有若干层样本盒8；所述冻存罐1的外侧底部设有定位标15，且定位标15与支撑柱底部的定位块14对齐，以实现各冻存罐内的样本架处于最佳操作位置。

[0021] 冻存罐1的顶部开口处设有塞体6，塞体6顶部固连有把手9，且密闭状态下把手9的环空正对支撑柱17；冻存罐1顶部偏心位置设有进液接头一19；补液罐2顶部中心设有出液接头，出液接头上接有4个出液分管，出液分管通过真空绝热软管与进液接头一19连接，各出液分管上均安装有电磁阀10，以实现对冻存罐的补液控制；补液罐2顶部设有进液接头二20，便于补充液氮。

[0022] 箱体正面中上部为透明的观察窗，正面中下部设有样本取放窗口13，并在样本取放窗口处设有样本取放台11；箱体正面右侧转角处设有活动支架22，活动支架22上安装有控制器16，可实现控制器位置的灵活调节，使其处于最佳的操作位置；箱体内部侧壁上设有塞体的暂放台12；箱体背面设有一对开门，以便安装和检修；箱体靠近补液罐2的侧面设有一单开门18，便于补液操作；箱体底面四角设置有带自锁功能的万向轮21。

[0023] 如图4所示，夹持装置5包括电机501、固定块502、限位块503、活动杆504、固定杆505、夹板506和托板507；电机501和固定块502安装在所述固定板4上，固定块502和限位块
503均开设有通孔；固定杆505穿过固定块502和限位块503的通孔，并与固定块502和限位块
503固连，固定杆505底部与托板507固连；活动杆504顶部与电机501连接，活动杆504依次穿过固定块502和限位块503的通孔，并与固定块502和限位块503滑动连接，活动杆504底部与夹板506固连；托板507和夹板506的宽度小于样本盒8与把手9的宽度，以确保托板能伸入样本架和穿过把手环控；托板507上固连有限位挡板508，以避免夹持装置在托起塞体后的移动过程中因晃动而导致塞体旋转或掉落。

[0024] 本发明的具体使用操作如下：在进行生物样本存放作业时，操作人员将待存放的样本盒通过样本取放窗口放置在样本取放台上，在控制器上输入样本信息并选择适当的存放位置，确认存放作业后，控制器控制取放装置的机械臂带动夹持装置运动到相应冻存罐，待托板伸入塞体把手的环空，且限位挡板穿出后，将塞体托起、移动、放置在塞体暂放台上；接着，机械臂带动夹持装置移动至样本取放台，待托板插入样本盒底部后，电机驱动夹板向下运动，夹紧样本盒；然后，机械臂带动夹持装置将样本盒移动至存放位，电机驱动夹板向上运动，松开样本盒，夹持装置退出冻存罐；最后，夹持装置移动到塞体暂放台，托起塞体，将其放回冻存罐口，完成存放作业。

[0025] 在进行生物样本取出作业时，操作人员在控制器上搜索待取出的样本信息，确认取出作业后，控制器控制取放装置的机械臂带动夹持装置运动到相应冻存罐，待托板伸入塞体把手的环空，且限位挡板穿出后，将塞体托起、移动、放置在塞体暂放台上；接着，机械臂带动夹持装置伸入冻存罐，移动到相应存放位，待托板插入样本盒底部后，电机驱动夹板向下运动，夹紧样本盒；然后，机械臂带动夹持装置将样本盒移动至样本取放台，电机驱动夹板向上运动，松开样本盒，托板退出，使样本盒放置在样本取放台上；最后，夹持装置移动到塞体暂放台，托起塞体，将其放回冻存罐口，完成取出作业。

[0026] 在整个取放样本过程中，控制器通过机械臂实现夹持装置在三维方向移动，电机驱动夹板相对于托板上下运动，操作人员可通过透明的观察窗对整个过程进行监控。控制器还可实现冻存罐的温度、液位监控，控制电磁阀的启闭，实现补液操作。

[0027] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。