一种多功能加液工作站
技术领域
本发明涉及生物冻存设备领域，尤其涉及一种多功能加液工作站。
背景技术
现有技术中需要对冻存管需要转运时，先将冻存管存放在转运罐中，再通过转运罐进行转运；现有技术中对转运罐进行加液的时候，都是直接用加液管进行加液的，这种操作容易造成液氮喷溅，对人身安全产生潜在危险影响。
发明内容
本发明目的是提供一种多功能加液工作站，解决现有技术中需要人工对转运罐加液的问题，也保证了在对转运罐加液过程中不破坏存放环境，避免样本受到破坏。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种多功能加液工作站，包括壳体、至少一个传递舱、抓取机构、三轴机械臂及加液机构；
所述传递舱、抓取机构、三轴机械臂及加液机构均设置在所述壳体内；所述传递舱一侧设置有传递门，且所述传递门与外部连通；所述传递舱上端面上开设有传递上盖；
所述传递舱上部设置有抓取操作区，所述抓取操作区内设置有三轴机械臂，所述抓取机构可在所述三轴机械臂带动下对板架或传递上盖进行抓取；
所述加液机构可对传递舱内的转运罐进行加液。
可选的，还包括板架暂存构件及扫码识别构件；所述板架暂存构件设置在所述靠近所述传递舱的一侧，所述抓取机构可抓取转运罐中的板架放置到所述板架暂存构件中暂存；
所述扫码识别构件设置所述板架暂存构件的一侧，可对板架进行扫码识别。
可选的，还包括板架固定操作件；所述板架固定操作件设置在所述板架暂存构件与扫码识别构件之间；所述板架固定操作件可对板架上的冻存管进行松动操作。
优选的，包括两个传递舱，且所述传递舱并排设置；所述传递上盖上凹设有至少一个板架卡放槽，板架卡放槽上设置有板架卡接件；
所述板架卡接件包括转动压杆及控制弹簧；所述转动压杆成L形，形成了压杆竖分杆和压杆横分杆，所述压杆竖分杆与压杆横分杆互相垂直连接，连接处形成压杆承接部；
所述板架卡放槽的一侧设置旋转卡槽，所述压杆承接部可转动的设置在所述旋转卡槽内；所述控制弹簧的一端抵接在所述压杆竖分杆上，所述控制弹簧的另一端抵接在所述板架卡放槽的槽壁上对所述压杆竖分杆远离所述压杆横分杆的一端进行弹力控制；
所述压杆竖分杆靠近所述压杆横分杆的一侧凸设有一卡块，所述压杆横分杆的自由端设置有卡接凸台。
优选的，所述三轴机械臂包括X轴机械臂、Y1轴机械臂及Y2轴机械臂；
所述Y1轴机械臂及Y2轴机械臂分设在所述抓取操作区内上部的两侧，所述X轴机械臂可滑动的设置在所述Y1轴机械臂及Y2轴机械臂之间；所述抓取机构设置在所述X轴机械臂上；
所述抓取机构包括板架抓取件和管件抓取件；
所述板架抓取件包括第一驱动电机、第一驱动臂、第二驱动电机、第二驱动臂、板架抓取夹爪及抓取外罩；
所述X轴机械臂上设置有驱动固定臂，所述第一驱动电机驱动所述第一驱动臂在所述驱动固定臂上升降运动；所述第二驱动电机驱动所述第二驱动臂在所述第一驱动臂上做升降运动，所述第二驱动电机下端设置有板架抓取夹爪；
所述板架抓取夹爪外围设置有抓取外罩；所述板架抓取夹爪可从抓取外罩下端做向下伸出运动；
所述抓取外罩的罩壁内设置有隔空层，隔空层内填充有液氮；
所述管件抓取件包括管件驱动臂、管件驱动承接块、承接丝杠、第三驱动电机、第四驱动电机及吸头；
所述管件驱动臂固定在所述X轴机械臂上，所述第三驱动电机驱动所述管件驱动承接块在所述管件驱动臂上升降运动，所述管件驱动承接块上设置有承接螺母，所述承接丝杠与所述承接螺母螺纹连接，且所述第四驱动电机驱动所述承接丝杠转动；所述承接丝杠的设置有吸头；
所述吸头外围罩设有吸头外罩。
优选的，所述加液机构包括液氮管路、齿轮组件、加液驱动组件、加液滑块、加液管、加液固定板及加液丝杠；
所述加液固定板固定在所述抓取操作区内，所述液氮管路的一端可与外部供液机构连通，所述液氮管路的另一端与所述加液管连通；所述加液管设置在所述加液滑块上，所述加液滑块与所述加液丝杠螺纹连接，所述加液驱动组件驱动所述加液滑块在加液丝杠上做升降运动。
优选的，所述板架固定操作件包括基准板、板架放置槽、板架操作台、板架夹紧构件及松动操作件；
所述基准板上端面一侧凹设有板架放置槽，所述基准板上端面另一侧凹设有板架操作台，所述板架操作台上开设有多个操作通孔；所述板架操作台的两侧设置有板架夹紧构件，可对放置在所述板架操作台上的板架进行夹紧；
所述松动操作件对所述板架操作台上的板架内的冻存管进行松动。
优选的，所述松动操作件设置在所述基准板的下方；所述松动操作件包括松动驱动电机、松动伸缩杆、推动板及多个推针；
所述松动驱动电机可驱动所述松动伸缩杆进行伸缩运动，所述松动伸缩杆远离所述松动驱动电机的一端设置有推动板，所述推动板的上端设置有多个推针，所述多个推针的位置与所述多个操作通孔的位置一一对应，所述多个推针可穿过相对应的多个操作通孔。
优选的，所述板架夹紧构件包括按压卡紧件及卡接缓冲件；
所述按压卡紧件包括按压驱动电机、按压主动轮、按压从动轮及按压板件；
所述按压驱动电机可驱动所述按压主动轮转动，所述按压主动轮带动所述按压从动轮转动，所述按压从动轮的一端向外延伸有联动转轴，所述联动转轴带动所述按压板件在所述基准板上转动；
所述按压板件包括压板本体及多个按压抓片，所述压板本体可转动的设置在所述基准板上，所述多个按压抓片的一端固定在所述压板本体上，另一端靠近所述板架放置槽的一端延伸出压板本体；
所述卡接缓冲件设置在所述与按压卡紧件相对的板架放置槽的另一侧。
优选的，所述卡接缓冲件包括所述缓冲板及缓冲支撑架；
所述缓冲支撑架包括支撑底板、第一支撑臂及第二支撑臂；所述支撑底板固定在所述基准板靠近所述板架放置槽一侧，所述第一支撑臂的一端固定在所述支撑底板的一端，所述第一支撑臂的另一端成圆弧状向板架放置槽延伸形成自由端，且所述第一支撑臂的另一端设置有第一滚轮；所述第二支撑臂与所述第一支撑臂的结构相同，且与第一支撑臂对称设置在所述支撑底板的另一端；所述第二支撑臂的自由端设置有第二滚轮；
所述缓冲板设置在所述第一支撑臂自由端与第二支撑臂自由端下方；且所述缓冲板与所述支撑底板弹性连接或缓冲板弹性设置于第一支撑臂一端与第二支撑臂一端之间。
本发明具有如下有益效果：设置壳体，使得整个加液过程在密封的状态下，有效的保证了在加液过程中使得转运罐及转运罐中的冻存管都处在密封状态下，在加液过程中也保持稳定的冻存温度，稳定环境；设置传递舱，有效的接收转运罐，通过三轴机械臂带动抓取机构，抓取机构可对转运罐中的板架进行抓取或对板架中的冻存管进行抓取，实现对板架或冻存管的挑选操作，设置加液机构，直接对转运罐在密闭空间内进行加液。提高工作效率，也保证了加液的操作安全。
附图说明
图1为多功能加液工作站结构分解图；
图2为抓取机构结构示意图；
图3为抓取机构、板架固定操作件及加液机构结构示意图；
图4为多功能加液工作站内部结构图；
图5为板架卡放槽结构示意图；
图6为板架卡接件结构示意图；
图7为板架固定操作件结构俯视方向的示意图；
图8为板架固定操作件结构仰视方向的示意图。
图中标记示意为：1-壳体；2-传递舱；
3-抓取机构；301-板架抓取件；302-管件抓取件；303-第一驱动电机；304-第一驱动臂；305-第二驱动电机；306-第二驱动臂；307-板架抓取夹爪；308-抓取外罩；309-管件驱动臂；310-管件驱动承接块；311-承接丝杠；312-第三驱动电机；313-第四驱动电机；314-吸头；
4-三轴机械臂；401-X轴机械臂；402-Y1轴机械臂；403-Y2轴机械臂；404-驱动固定臂；
5-加液机构；501-液氮管路；502-齿轮组件；503-加液驱动组件；504-加液滑块；505-加液管；506-加液固定板；507-加液丝杠；
6-传递门；
7-传递上盖；701-板架卡放槽；702-板架卡接件；703-转动压杆；704-控制弹簧；705-压杆竖分杆；706-压杆横分杆；707-压杆承接部；708-旋转卡槽；709-卡块；710-卡接凸台；
8-抓取操作区；10-转运罐；11-板架暂存构件；12-扫码识别构件；
13-板架固定操作件；1301-基准板；1302-板架放置槽；1303-板架操作台；1304-板架夹紧构件；1305-松动操作件；1306-操作通孔；1307-松动驱动电机；1308-松动伸缩杆；1309-推动板；1310-推针；1311-按压驱动电机；1312-按压主动轮；1313-按压从动轮；1314-按压板件；1315-压板本体；1316-按压抓片；
14-卡接缓冲件；1401-缓冲板；1403-支撑底板；1404-第一支撑臂；1402-第二支撑臂；1405-第一滚轮；1406-第二滚轮。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种多功能加液工作站，包括壳体1、至少一个传递舱2、抓取机构3、三轴机械臂4及加液机构5；所述传递舱2、抓取机构3、三轴机械臂4及加液机构5均设置在所述壳体1内；所述传递舱2一侧设置有传递门6，且所述传递门6与外部连通；所述传递舱2上端面上开设有传递上盖7；所述传递舱2上部设置有抓取操作区8，所述抓取操作区8内设置有三轴机械臂4，所述抓取机构3可在所述三轴机械臂4带动下对板架或传递上盖7进行抓取；所述加液机构5可对传递舱2内的转运罐10进行加液。
需要对转运罐10进行加液时，通过传递门6将转运罐送入传递舱2内，放入后关闭传递门6，使得整个加液工作站处于密闭状态；三轴机械臂4带动抓取机构3，抓取机构3先将传递上盖7抓取打开，将传递上盖7打开后，加液机构5可对在传递舱2内的转运罐10进行加液。这里可以设置初始状态下加液机构在传递舱2上方，需要对转运罐10加液的时候将加液机构5向下运动，直至加液机构5可对所述转运罐10进行加液。设置壳体1，使得整个加液过程在密封的状态下，有效的保证了在加液过程中使得转运罐及转运罐中的冻存管都处在密封状态下(多个冻存管存放在板架上，板架存放在储存罐中，需要转运时将板架转到转运罐中)，在加液过程中也保持稳定的冻存温度，稳定环境；设置传递舱，有效的接收转运罐，通过三轴机械臂4带动抓取机构3，抓取机构3可对转运罐10中的板架进行抓取或对板架中的冻存管进行抓取，实现对板架或冻存管的挑选操作，设置加液机构5，直接对转运罐在密闭空间内进行加液，加液过程中整个环境还是处于深低温环境下，保证存放样本不受损伤；设置有抓取机构3，实现挑选操作，为将板架或冻存管下一步进入液氮罐中存取提前做好预先挑选的工作；同时避免了人工直接加液时存在的危险。提高工作效率，也保证了加液的操作安全。
本实施例优选的进一步实施方式，还包括板架暂存构件11及扫码识别构件12；所述板架暂存构件11设置在所述靠近所述传递舱2的一侧，所述抓取机构3可抓取转运罐中的板架放置到所述板架暂存构件11中暂存；所述扫码识别构件12设置所述板架暂存构件11的一侧，可对板架进行扫码识别。需要对板架或板架中的冻存管进行更繁琐或深入的识别、分类等挑选工作时，可先将板架抓取到板架暂存构件11中，再将板架暂存构件11中的冻存管抓取至扫码识别构件中进行识别扫码后，放入板架暂存构件上；也可先将板架抓取扫描识别构件12对板架进行扫码，后再由板架暂存构件11进行暂存转换。
本实施例优选的进一步实施方式，还包括板架固定操作件13；所述板架固定操作件13设置在所述板架暂存构件11与扫码识别构件12之间；所述板架固定操作件13可对板架上的冻存管进行松动操作。冻存管储存在板架上，再将板架存放在储存罐中，需要转移的时候将板架存放在转运罐10中进行转移；但是由于冻存管在储存罐中低温储存，储存过程中冻存管会被冻在板架上，在对板架上的冻存管进行提取时，由于冻存管的冻结，会对提取造成较大影响；本发明设置了板架固定操作件13可对板架上的冻存管进行松动操作，使得在对板架及板架上的冻存管进行提取时，为转入液氮罐中存取提前做好预先挑管导管的工作，解决存入液氮罐的冻存管结冻无法转移的问题，提高存取的工作效率，使得提取更加精准。
本实施例优选的进一步实施方式，包括两个传递舱2，且所述传递舱2并排设置；所述传递上盖7上凹设有至少一个板架卡放槽701，板架卡放槽701上设置有板架卡接件702；所述板架卡接件702包括转动压杆703及控制弹簧704；所述转动压杆703成L形，形成了压杆竖分杆705和压杆横分杆706，所述压杆竖分杆705与压杆横分杆706互相垂直连接，连接处形成压杆承接部707；所述板架卡放槽701的一侧设置旋转卡槽708，所述压杆承接部707可转动的设置在所述旋转卡槽708内；所述控制弹簧704的一端抵接在所述压杆竖分杆705上，所述控制弹簧704的另一端抵接在所述板架卡放槽701的槽壁上对所述压杆竖分杆705远离所述压杆横分杆706的一端进行弹力控制；所述压杆竖分杆705靠近所述压杆横分杆706的一侧凸设有一卡块709，所述压杆横分杆706的自由端设置有卡接凸台710。
设置两个传递舱2，可实现同时多转运罐的加液操作；如图5所示，当将板架抓取放置到板架卡放槽701时，板架会将压杆横分杆706压下去，板架的一侧端会卡在压杆承接部707处，板架被卡接凸台710与卡块709限制在所述压杆承接部707处，同时设置有控制弹簧704，会对其有个缓冲的弹性拉力，对板架进行提取的时候起到弹性惯力作用。
本实施例优选的进一步实施方式，所述三轴机械臂4包括X轴机械臂401、Y1轴机械臂402及Y2轴机械臂403；所述Y1轴机械臂402及Y2轴机械臂403分设在所述抓取操作区8内上部的两侧，所述X轴机械臂401可滑动的设置在所述Y1轴机械臂402及Y2轴机械臂403之间；所述抓取机构3设置在所述X轴机械臂401上；所述抓取机构3包括板架抓取件301和管件抓取件302；所述板架抓取件302包括第一驱动电机303、第一驱动臂304、第二驱动电机305、第二驱动臂306、板架抓取夹爪307及抓取外罩308；所述X轴机械臂401上设置有驱动固定臂404，所述第一驱动电机303驱动所述第一驱动臂304在所述驱动固定臂404上升降运动；所述第二驱动电机305驱动所述第二驱动臂306在所述第一驱动臂304上做升降运动，所述第二驱动电机305下端设置有板架抓取夹爪307；所述板架抓取夹爪307外围设置有抓取外罩308；所述板架抓取夹爪307可从抓取外罩308下端做向下伸出运动；所述抓取外罩308的罩壁内设置有隔空层，隔空层内填充有液氮；这样在板架抓取夹爪307在抓取板架时会被抓取外罩308包围，抓取外罩308会对抓取的板架做进一步的保冷，提高保冷的稳定性。
所述管件抓取件302包括管件驱动臂309、管件驱动承接块310、承接丝杠311、第三驱动电机312、第四驱动电机313及吸头314；所述管件驱动臂309固定在所述X轴机械臂401上，所述第三驱动电机312驱动所述管件驱动承接块310在所述管件驱动臂309上升降运动，所述管件驱动承接块310上设置有承接螺母，所述承接丝杠311与所述承接螺母螺纹连接，且所述第四驱动电机313驱动所述承接丝杠311转动；所述承接丝杠311的设置有吸头314；所述吸头314外围罩设有吸头外罩。第三驱动电机312驱动所驱动承接块310在管件驱动承接臂309上向下运动，进一步的第四驱动电机313驱动所述承接丝杠311转动，从而再次相对管件驱动承接块310向下运动，带动吸头314伸出吸头外罩，对冻存管进行吸取；这样设置，先利用第三驱动电机312驱动其向下运动，此时吸头外罩还对吸头起到保冷外罩的作用，到达一定位置，再利用承接丝杠311对吸头314向下运动进行吸管冻存；提高吸管温度的稳定性，及吸取动作的稳定性。
本实施例优选的进一步实施方式，所述加液机构5包括液氮管路501、齿轮组件502、加液驱动组件503、加液滑块504、加液管505、加液固定板506及加液丝杠507；所述加液固定板506固定在所述抓取操作区8内，所述液氮管路501的一端可与外部供液机构连通，所述液氮管路501的另一端与所述加液管505连通；所述加液管505设置在所述加液滑块504上，所述加液滑块504与所述加液丝杠507螺纹连接，所述加液驱动组件503驱动所述加液滑块504在加液丝杠507上做升降运动。
所述液氮管路501与外部供液机构连通，初始状态，加液机构5在传递舱2上方，当需要加液时，加液驱动组件503驱动所述加液丝杠507转动，加液丝杠507与加液滑块504螺纹连接，从而带动加液滑块504上下运动，从而带动加液管505可做升降运动；需要加液时，将加液管505下降运动，对传递舱2进行加液。
本实施例优选的进一步实施方式，所述板架固定操作13件包括基准板1301、板架放置槽1302、板架操作台1303、板架夹紧构件1304及松动操作件1305；
所述基准板1301上端面一侧凹设有板架放置槽1302，所述基准板1301上端面另一侧凹设有板架操作台1303，所述板架操作台1303上开设有多个操作通孔1306；所述板架操作台1303的两侧设置有板架夹紧构件1304，可对放置在所述板架操作台1303上的板架进行夹紧；
所述松动操作件1305对所述板架操作台1303上的板架内的冻存管进行松动。
所述松动操作件1305设置在所述基准板1301的下方；所述松动操作件1305包括松动驱动电机1307、松动伸缩杆1308、推动板1309及多个推针1310；
所述松动驱动电机1307可驱动所述松动伸缩杆1308进行伸缩运动，所述松动伸缩杆1308远离所述松动驱动电机1307的一端设置有推动板1309，所述推动板1309的上端设置有多个推针1310，所述多个推针1310的位置与所述多个操作通孔1306的位置一一对应，所述多个推针1310可穿过相对应的多个操作通孔1306。
松动驱动电机1307带动所述松动伸缩杆1308进行伸缩运动，从而带动推动板1309上的多个推针1310，推针1310多个操作通孔1306，板架上的冻存管是正好与多个操作通孔相对应的，因此多个推针会对冻存管进行推动进行松动动作。
本实施例优选的进一步实施方式，如图7所示，所述板架夹紧构件1304包括按压卡紧件及卡接缓冲件；
所述按压卡紧件包括按压驱动电机1311、按压主动轮1312、按压从动轮1313及按压板件1314；
所述按压驱动电机1311可驱动所述按压主动轮1312转动，所述按压主动轮1312带动所述按压从动轮1313转动，所述按压从动轮1313的一端向外延伸有联动转轴，所述联动转轴带动所述按压板件1314在所述基准板1301上转动；按压驱动电机1311带动按压主动轮1313转动，按压主动轮1312与所述按压从动轮1313啮合，因此带动按压从动轮1313转动，带动所述联动转轴带动按压板件1314对放置在板架放置槽内的板架进行压持；
所述按压板件1314包括压板本体1315及多个按压抓片1316，所述压板本体1315可转动的设置在所述基准板1301上，所述多个按压抓片1316的一端固定在所述压板本体1315上，另一端靠近所述板架放置槽1302的一端延伸出压板本体1315；按压抓片1316对放置在板架放置槽1302内的板架进行压持；
所述卡接缓冲件14设置在所述与按压卡紧件相对的板架放置槽的另一侧。本实施例优选的进一步实施方式，所述卡接缓冲件14包括所述缓冲板1401及缓冲支撑架；所述缓冲支撑架包括支撑底板1403、第一支撑臂1404及第二支撑臂1402；所述支撑底板1403固定在所述基准板1301靠近所述板架放置槽1302一侧，所述第一支撑臂1404的一端固定在所述支撑底板1403的一端，所述第一支撑臂1404的另一端成圆弧状向板架放置槽延伸形成自由端，且所述第一支撑臂1404的另一端设置有第一滚轮1405；所述第二支撑臂1402与所述第一支撑臂1404的结构相同，且与第一支撑臂1404对称设置在所述支撑底板1403的另一端；所述第二支撑臂1402的自由端设置有第二滚轮1406；
所述缓冲板1401设置在所述第一支撑臂1404自由端与第二支撑臂1402自由端下方；且所述缓冲板1401与所述支撑底板1403弹性连接或缓冲板弹性设置于第一支撑臂1404一端与第二支撑臂1402一端之间。这样设置在放置板架时，第一滚轮1405与第二滚轮1406起到对板架放置动作的一个辅助作用，同时缓冲板避免了板架在放置到板架放置槽时的硬性摩擦等。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。
