一种细胞学用可自动识别冻存装置论文和设计-李军

全文摘要

本实用新型公开了一种细胞学用可自动识别冻存装置，属于细胞学技术领域。该冻存装置包括液氮容器、用于自动识别冻存管内冻存细胞信息的识别机构以及用于自动抓取冻存管的抓取机构；其中，所述的抓取机构包括用于夹紧冻存管的机械手以及用于驱动机械手进行抓取冻存管的驱动机构；所述的液氮容器内设有冻存架，所述冻存架的顶部设有挡板，所述的挡板设有若干组用于放置冻存管的放置孔。本实用新型通过在冻存管上设置RFID电子标签，以及设置用于识别RFID电子标签的RFID读写器，可以实现自动识别冻存管内的细胞信息，再配合带有机械手和驱动结构的抓取机构，便于准确地抓取液氮容器中冻存管。

主设计要求

1.一种细胞学用可自动识别冻存装置，包括液氮容器（2），所述的液氮容器（2）上设有翻盖（3），其内部设有若干组用于冻存细胞的冻存管（5），所述的冻存管（5）上设有管盖（18），其特征在于，还包括用于自动识别冻存管（5）内冻存细胞信息的识别机构以及用于自动抓取冻存管（5）的抓取机构，所述的抓取机构包括用于夹紧冻存管（5）的机械手（16）以及用于驱动机械手（16）进行抓取冻存管（5）的驱动机构；所述的液氮容器（2）内设有冻存架（4），所述冻存架（4）的顶部设有挡板（6），所述的挡板（6）设有若干组用于放置冻存管（5）的放置孔（7）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种细胞学用可自动识别冻存装置，其特征在于，所述的识别机构包括与冻存管（5）相对应的RFID电子标签（19）以及用于读取RFID电子标签（19）信息的RFID读写器（17），所述的RFID电子标签（19）设在冻存管（5）上。

3.根据权利要求1所述的一种细胞学用可自动识别冻存装置，其特征在于，所述的冻存架（4）为中空的框架结构，且设有若干组通孔（8）；所述的冻存管（5）上设有限位环（20）。

4.根据权利要求1所述的一种细胞学用可自动识别冻存装置，其特征在于，所述的驱动机构包括第一气缸（11）、电机（12）和第二气缸（14），所述的第一气缸（11）安装在液氮容器（2）的侧边，所述的电机（12）与第一气缸（11）相连，所述的电机（12）与第一转轴（13）相连，所述的第二气缸（14）安装在第一转轴（13）上，并与连接板（15）相连；所述的连接板（15）底部安装有机械手（16）。

5.根据权利要求1或4所述的一种细胞学用可自动识别冻存装置，其特征在于，所述的机械手（16）包括第三气缸（21）、固定板（23）以及用于夹紧冻存管（5）的夹臂（24），所述的第三气缸（21）安装在连接板（15）的底部，所述的固定板（23）通过连接杆（22）固定在连接板（15）的底部；所述的固定板（23）与至少两组夹臂（24）进行转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种细胞学用可自动识别冻存装置，其特征在于，所述的夹臂（24）通过活动杆（25）与连接杆（22）相连，所述活动杆（25）的一端与夹臂（24）进行转动连接，另一端与第三气缸（21）进行转动连接；所述的夹臂（24）还通过固定杆（26）与夹板（27）进行固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种细胞学用可自动识别冻存装置，其特征在于，所述的翻盖（3）与液氮容器（2）的顶部进行转动连接，且底部设有密封圈（28）；所述液氮容器（2）的顶部还转动连接至少有第二转轴（29），所述的第二转轴（29）与旋转板（30）相连，所述的旋转板（30）上设有用于紧固翻盖（3）的螺钉（31），所述的螺钉（31）与旋转板（30）进行螺纹连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及细胞学技术领域，具体是一种细胞学用可自动识别冻存装置。

背景技术

细胞往往是采用低温冻存的方式进行储存，尤其是将细胞置于-196℃液氮中进行低温保存，可以最大限度的保存细胞的活性。不过，由于液氮容易升华，所以放置在液氮中冻存管的表面会有出现水雾，导致难以识别冻存管上的标签信息，从而不易从液氮中准确取出冻存管。

虽然，现有技术中有通过电子标签来自动识别细胞的相关信息，譬如中国专利CN103008036B公开了一种冻存管自动存取及识别装置，通过计算机指令控制三自由度操作手末端的电磁铁存取冻存管，并在麦管外壁上贴上存有细胞相关信息的电子标签，可通过芯片读写设备来确认取出的细胞或修改芯片中的细胞信息，可以大大提高细胞存取的效率，极大降低了细胞存取的出错率；但是，由于该装置是采用磁铁的方式进行存取冻存管，所以在存取的过程中，容易出现操作手末端的电磁铁同时吸附多个冻存管等情况，故该装置的实用性较差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种细胞学用可自动识别冻存装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种细胞学用可自动识别冻存装置，包括液氮容器、用于自动识别冻存管内冻存细胞信息的识别机构以及用于自动抓取冻存管的抓取机构；其中，所述的液氮容器上设有翻盖，其内部设有若干组用于冻存细胞的冻存管，所述的冻存管上设有管盖；所述的抓取机构包括用于夹紧冻存管的机械手以及用于驱动机械手进行抓取冻存管的驱动机构；所述的液氮容器内设有冻存架，所述冻存架的顶部设有挡板，所述的挡板设有若干组用于放置冻存管的放置孔。

本实用新型采用的一种较佳方案，所述的识别机构包括与冻存管相对应的RFID电子标签以及用于读取RFID电子标签信息的RFID读写器，所述的RFID电子标签设在冻存管上。

本实用新型采用的另一种较佳方案，所述的冻存架为中空的框架结构，且设有若干组通孔；所述的冻存管上设有限位环。

本实用新型采用的另一种较佳方案，所述的驱动机构包括第一气缸、电机和第二气缸，所述的第一气缸安装在液氮容器的侧边，所述的电机与第一气缸相连，所述的电机与第一转轴相连，所述的第二气缸安装在第一转轴上，并与连接板相连；所述的连接板底部安装有机械手。

本实用新型采用的另一种较佳方案，所述的机械手包括第三气缸、固定板以及用于夹紧冻存管的夹臂，所述的第三气缸安装在连接板的底部，所述的固定板通过连接杆固定在连接板的底部；所述的固定板与至少两组夹臂进行转动连接。

本实用新型采用的另一种较佳方案，所述的夹臂通过活动杆与连接杆相连，所述活动杆的一端与夹臂进行转动连接，另一端与第三气缸进行转动连接；所述的夹臂还通过固定杆与夹板进行固定连接。

本实用新型采用的另一种较佳方案，所述的翻盖与液氮容器的顶部进行转动连接，且底部设有密封圈；所述液氮容器的顶部还转动连接至少有第二转轴，所述的第二转轴与旋转板相连，所述的旋转板上设有用于紧固翻盖的螺钉，所述的螺钉与旋转板进行螺纹连接。

与现有技术相比，本实用新型通过上述技术方案可以取得如下的技术效果：

（1）本实用新型结构简单、新颖，操作方便，通过在冻存管上设置RFID电子标签，以及设置用于识别RFID电子标签的RFID读写器，可以实现自动识别冻存管内的细胞信息，以及可以将细胞信息与冻存管的位置信息一一对应起来，便于机械手的抓取，从而可以提高从液氮容器内抓取冻存管的准确性。另外，通过设置用于驱动机械手进行多维运动的驱动机构，便于机械手进行抓取冻存管。

（2）本实用新型还通过设置带有密封圈且可翻转的翻盖以及设置带有螺钉且可转动的旋转板，从而在保证液氮容器的密封性的同时还便于打开翻盖进行抓取冻存管的操作。

附图说明

图1为一种细胞学用可自动识别冻存装置的结构示意图。

图2为冻存管的结构示意图。

图3为机械手的结构示意图。

图4为图1中A处的局部放大图。

图中的标注说明如下：1-底座、2-液氮容器、3-翻盖、4-冻存架、5-冻存管、6-挡板、7-放置孔、8-通孔、9-安装板、10-工作台、11-第一气缸、12-电机、13-第一转轴、14-第二气缸、15-连接板、16-机械手、17-RFID读写器、18-管盖、19-RFID电子标签、20-限位环、21-第三气缸、22-连接杆、23-固定板、24-夹臂、25-活动杆、26-固定杆、27-夹板、28-密封圈、29-第二转轴、30-旋转板、31-螺钉。

具体实施方式

下面的具体实施例是结合本说明书中提供的附图对本申请的技术方案作出的具体、清楚的描述。其中，说明书的附图只是为了用于将本申请的技术方案呈现得更加清楚明了，并不代表实际生产或使用中的形状或大小，以及也不能将附图的标记作为所涉及的权利要求的限制。

另外，在本申请的描述中，所采用到的术语应当作广义的理解，对于本领域的技术人员而言，可以根据实际的具体情况来理解术语的具体含义。譬如，本申请中所采用的术语“安装”可以定义为可拆卸的固定安装或者是不可拆卸的固定安装等；所采用的术语“设置”和“设有”，可以定义为接触式设置或者未接触式设置等；所采用的术语“连接”和“相连”可以定义为固定连接或者可活动连接等；所采用的术语“相匹配”可以定义为形状或大小上的相同或相近等；所采用的方位词术语均是以附图为参考或者根据以实际情况以及公知常识所定义的方向为准。

实施例1

参照附图1-3，该实施例提供了一种细胞学用可自动识别冻存装置，包括液氮容器2、识别机构和抓取机构；其中，上述的液氮容器2安装在底座1上，其内部装有液氮和放置有若干组冻存管5，用于细胞的冻存；上述液氮容器2的顶端设有开口和翻盖3，便于添加液氮以及拿取或放置冻存管5；上述的识别机构，是用于自动识别冻存管5内冻存细胞信息，以便识别不同冻存管5内的细胞信息；上述的抓取机构，可以根据识别机构识别的信息进行自动抓取冻存管5。

具体的，上述的识别机构包括RFID读写器17和若干组RFID电子标签19，上述的若干组RFID电子标签19设在冻存管5上，并与若干组冻存管5一一对应；上述的RFID读写器17安装在底座1上，可选用现有技术中SLRM-1000的读写器，上述的RFID读写器17通过天线与RFID电子标签19进行无线连接，上述的天线安装在安装板9上，上述的安装板9设在液氮容器2内。通过RFID读写器17可以识别冻存管5上的RFID电子标签19，从而实现对冻存管5内的细胞信息进行自动识别。

另外，上述的抓取机构包括机械手16和驱动机构，上述的机械手16设在液氮容器2的上方，用于夹紧冻存管5，上述的驱动机构用于驱动机械手16多维度运动，以便进行抓取冻存管5。具体的，上述的机械手16包括第三气缸21、固定板23以及用于夹紧冻存管5的夹臂24，上述的第三气缸21安装在连接板15的底部，上述的固定板23通过连接杆22固定在连接板15的底部；上述的固定板23与两组夹臂24进行转动连接；上述的夹臂24通过活动杆25与连接杆22相连，上述活动杆25的一端与夹臂24进行转动连接，另一端与第三气缸21的伸缩杆进行转动连接，上述第三气缸21的伸缩杆与固定板23进行滑动连接；上述的夹臂24还通过固定杆26与夹板27进行固定连接，上述的夹板27上设有橡胶垫，可以提高夹板27与冻存管5的摩擦力以及可以防止冻存管5被夹坏。

通过第三气缸21的伸缩，可以控制活动杆25转动，活动杆25的转动可以控制夹臂24转动，从而可以通过夹板27实现对冻存管5的夹紧，以便于后续的抓取。

进一步，为了便于抓取冻存管5，上述的驱动机构包括第一气缸11、电机12和第二气缸14，上述的第一气缸11安装在工作台10上，位于液氮容器2的侧边，上述的工作台10安装在底座1上；上述的电机12与第一气缸11的伸缩杆进行固定相连，上述的电机12的输出端与第一转轴13进行固定相连，上述的第二气缸14安装在第一转轴13上，且其伸缩杆与连接板15进行固定相连；上述的连接板15底部安装有机械手16。

通过第一气缸11的伸缩，可以带动电机12和第二气缸14上下移动，从而可以带动机械手16上下移动；通过电机12驱动第一转轴13和第二气缸14转动，可以带动机械手16在水平面上进行转动，通过第二气缸14的伸缩，可以带动机械手16左右移动，从而可以实现机械手16多维度的运动，以便于机械手16可以抓取液氮容器2内任意位置的冻存管5。

进一步，为了便于放置冻存管5以及便于抓取冻存管5，上述的冻存管5上设有管盖18，管盖18与冻存管5进行螺纹连接；上述的液氮容器2内设有冻存架4，上述冻存架4的顶部设有挡板6，上述的挡板6设有若干组放置孔7，上述的冻存管5上设有限位环20，上述限位环20的外径大于放置孔7的直径，上述的冻存管5的直径小于放置孔7的直径，从而便于冻存管5可以卡在放置孔7内。另外，上述的冻存架4为中空的框架结构，且设有若干组通孔8，可以使液氮容器2的液氮进入到冻存架4内。

需要说明的是，上述的第一气缸11、电机12、第二气缸14和第三气缸21均为现有技术中常见的气缸或电机，其具体结构和型号在这边就不作赘述了。另外，上述电气设备和RFID读写器17均与西门子S7-300控制器和计算机进行电性连接，通过计算机和控制器可以控制机械手16根据RFID读写器17识别的细胞信息进行抓取相对应的冻存管5。

实施例2

参照附图4，为了可以提高液氮容器2的密封性且便于打开翻盖3，上述的翻盖3与液氮容器2的顶部进行转动连接，且底部设有密封圈28；上述液氮容器2的顶部还转动连接有一组第二转轴29，上述的第二转轴29与旋转板30进行固定连接，上述的旋转板30上设有用于紧固翻盖3的螺钉31，上述的螺钉31与旋转板30进行螺纹连接。

当需要密封液氮容器2时，将翻盖3盖在液氮容器2上面，接着将旋转板30旋转到翻盖3的上方，然后旋紧螺钉31顶住翻盖3，即可夹紧翻盖3，从而可以提高翻盖3与液氮容器2之间的密封性；当需要抓取冻存管5时，松开螺钉31，并转动旋转板30离开翻盖3的上方，即可打开翻盖3进行抓取冻存管5。

本实用新型提供的可自动识别冻存装置，在使用时，往液氮容器2内加入液氮，液氮的液面高度低于挡板6放置的高度；接着将细胞放置在RFID电子标签19内，旋紧管盖18，并安装上RFID电子标签19，通过RFID读写器17识别RFID电子标签19的信息，在计算机记录储存每个冻存管5内放置的细胞的信息，使细胞信息与冻存管5的位置信息一一对应起来；然后，将装有细胞的冻存管5放置在挡板6的放置孔7内，并盖上翻盖3，即可完成对细胞的冻存处理；当需要从液氮容器2中取出其中一个目标冻存管5时，可以通过目标冻存管5上的RFID电子标签19来找到相对应冻存管5的位置信息，然后根据该位置信息便可通过计算机和控制器来控制驱动机构驱动机械手16抓取目标冻存管5。

综上所述，本实用新型通过在冻存管5上设置RFID电子标签19，以及设置用于识别RFID电子标签19的RFID读写器17，可以实现自动识别冻存管5内的细胞信息，以及可以将细胞信息与冻存管5的位置信息一一对应起来，便于机械手16的抓取，从而可以提高从液氮容器2内抓取冻存管5的准确性；以及通过设置用于驱动机械手16进行多维运动的驱动机构，便于机械手16进行抓取冻存管5。另外，本实用新型还通过设置带有密封圈28且可翻转的翻盖3以及设置带有螺钉31且可转动的旋转板30，从而在保证液氮容器2的密封性的同时还便于打开翻盖3进行抓取冻存管5的操作。

需要说明的是，上述实施例只是针对本申请的技术方案和技术特征进行具体、清楚的描述。而对于本领域技术人员而言，属于现有技术或者公知常识的方案或特征，在上面实施例中就不作详细地描述了。

另外，本申请的技术方案不只局限于上述的实施例，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，从而可以形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

设计图

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