一种用于样本管的存储装置的制作方法

一种用于样本管的存储装置
1.本技术要求于2021年5月14日提交的申请号为202110525940.2的中国申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
2.本说明书涉及生物样本存储装置技术领域，特别涉及一种用于样本管的存储装置。


背景技术：

3.随着生命科学的快速发展，促进了对生物样本越来越广泛的需求，也对生物样本的存储技术和装置提出了更高的要求，包括对存储生物样本的安全性、可靠性和稳定性，以及生物样本存取过程和程序的准确性、高效性和科学性的要求。


技术实现要素：

4.本说明书实施例之一提供一种用于样本管的存储装置，存储装置包括：存储室，存储室中收容有若干存储管，存储管用于存储样本管；顶出装置，设置在存储室的一端；顶出装置包括顶出件以及与顶出件连接的第一定位机构，第一定位机构能够带动所述顶出件运动，以使顶出件与若干存储管中的一个在位置上相互对应。
5.在一些实施例中，第一定位机构包括转动件，所述转动件的转动能够带动顶出件运动。
6.在一些实施例中，第一定位机构还包括设置在所述转动件上，能够相对所述转动件旋转的子转动件，所述顶出件与所述子转动件固定连接，所述子转动件的转动能够带动所述顶出件运动。
7.在一些实施例中，所述转动件或所述子转动件呈圆盘状，所述转动件或所述子转动件的转动可通过旋转驱动件带动。
8.在一些实施例中，所述子转动件位于所述转动件上，所述顶出件位于所述子转动件的边缘，所述子转动件的直径与所述转动件的半径的差值小于20％。
9.在一些实施例中，顶出件包括软轴以及用于收放软轴的卷轴。
10.在一些实施例中，存储装置还包括设置在存储室的另一端的收纳装置，收纳装置包括用于夹持样本管的收纳夹头；收纳夹头可操作地与存储管中的至少一个在位置上相互对应。
11.在一些实施例中，收纳装置还包括第二定位机构，第二定位机构包括第二转动盘以及设置在第二转动盘上的第二子转动盘，收纳夹头分布在第二子转动盘的边缘；其中，第二转动盘可相对存储室转动，第二子转动盘可相对第二转动盘转动。
12.在一些实施例中，收纳装置还包括释放机构，释放机构用于使样本管从收纳夹头中脱离。
13.在一些实施例中，释放机构包括压管机构，压管机构用于给样本管和/或收纳夹头
提供推压力，所述推压力用于使样本管与收纳夹头分离。
14.在一些实施例中，第二子转动盘的直径与第二转动盘点的半径的差值小于20％。
15.在一些实施例中，存储室包括冷藏装置，顶出装置和收纳装置设置存储室的外部。
16.在一些实施例中，存储装置还包括驱动组件以及与驱动组件信号连接的处理器；驱动组件与所述定位机构连接，并根据处理器的控制信号带动定位机构运动。
附图说明
17.本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
18.图1是根据本说明书一些实施例所示的用于样本管的存储装置的结构示意图；
19.图2是根据本说明书一些实施例所示的用于样本管的存储装置的剖面结构示意图；
20.图3是根据本说明书一些实施例所示的存储室的部分结构示意图；
21.图4是根据本说明书一些实施例所示的顶出装置的结构示意图；
22.图5是根据本说明书一些实施例所示的顶出装置的仰视图；
23.图6是根据本说明书一些实施例所示的顶出装置的剖面结构示意图；
24.图7是根据本说明书一些实施例所示的收纳装置的结构示意图；
25.图8是根据本说明书一些实施例所示的收纳装置的俯视图；
26.图9是根据本说明书一些实施例所示的收纳装置的剖面结构示意图。
27.附图标记：1为存储室；2为顶出装置；3为收纳装置；4为传送管路；11为存储管；12为样本管；21为顶出件；22为转动件；23为子转动件；24为子转动臂；31为收纳夹头；32为第二转动盘；33为第二子转动盘；34为压管机构；35为第二子转动臂；51为第一电机；52为第二电机；53为第三电机；211为软轴。
具体实施方式
28.为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
29.应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
30.如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
31.随着生命科学的发展，对生物样本的质量要求不断在提升，也对存储生物样本的
存储装置的要求也在提高。在一些实施例中，生物样本可以装在样本管内并存储在相应的存储装置中(例如，低温存储装置)，通过存取样本管则可以完成相应的生物样本的存取。在一些实施例中，存储装置可以是人工存取样本管的存储装置，人工存取样本管效率较低、人力成本较高，并且通过人工来存取样本管易发生错误，而增加科研工作风险。因此，需要一种能够自动存储和/或自动取出样本管的存储装置，其可以从而减少人工操作，达到高效、准确存取样本管的目的。
32.在一些实施例中，样本管的自动存储和/或自动取出可以通过机械手传送的方式来实现。具体地，机械手可以拾取样本管，将样本管从货架或托盘上取出，或者将样本管放置在货架或托盘上。机械手的动作精确到位，能够精确地从托盘或货架上拾取到目标样本管并取出，或将样本管精确地放置在托盘或货架上的目标位置以存储。但由于生物样本一般需要存储在低温环境下，所以用于存储样本管的托盘或货架也处于低温环境下，而机械手需要进入到低温环境内才能完成样本管的存取。当机械手长期处于低温环境下时，低温环境会影响机械手的性能，使得机械手稳定性降低，使用寿命受损。
33.在一些实施例中，为了规避机械手进入到低温环境内而受到影响，样本管的自动存取可以通过气流传送方式来实现。在一些实施例中，一个或以上样本管可以存储在存储管内，可以先通过气流将目标样本管从存储管内推出，再通过相应的运动部件(例如，机械手)将样本管取出，也可以先通过机械手将样本管定位到目标存储管的上方，通过样本管重力或气流推动的方式进入到目标存储管内以存储样本管。但由于气流中可能含有水分或者样本管外壁带有残余水分，或者样本管受损渗漏所带来的水分，在低温环境下易出现结霜的情况，使得样本管与样本管之间或者样本管与存储管的内管壁之间发生粘连，而导致在取出样本管时，样本管卡在存储管内无法取出。除此之外，在气流将样本管推出存储管的过程中，不易控制样本管的运动，使得样本管容易受到撞击。并且在低温环境下的样本管会变得较脆，存在样本管受到撞击而碎裂的风险。
34.本说明书提供了一种用于样本管的存储装置，该存储装置可以包括顶出装置，通过将一个或以上样本管堆叠存储在存储管内，使用顶出装置可以将样本管从存储管内顶出，机械手不必进入到低温环境内便能拾取样本管，并且利用顶出装置将样本管从存储管内顶出还可以降低样本管发生粘连以及撞裂的风险。下面将结合附图对本说明书提供的用于样本管的存储装置进行详细说明。在一些实施例中，本说明书实施例中的存储装置也可以用于生物样本的存储。例如，冻干粉的存储。为了方便说明，下文一些实施例中以生物样本的存储为例进行说明。
35.图1是根据本说明书一些实施例所示的用于样本管的存储装置的结构示意图。图2是根据本说明书一些实施例所示的用于样本管的存储装置的剖面结构示意图。
36.如图1和图2所示，用于样本管的存储装置可以包括存储室1和顶出装置2。
37.在一些实施例中，存储室1可以用于存储生物样本。在一些实施例中，存储室1中可以收容有若干存储管11，存储管11可以用于存储样本管12，生物样本则可以保存在样本管12中。在一些实施例中，多个样本管12可以通过堆叠方式存储于存储管11中。通过在存储室1中收容若干个存储管11，而存储管11存储多个样本管12的设置，可以在存储室1的空间体积一定的情况下，存储较多的样本管12，以实现大量生物样本的集中存储。在一些实施例中，生物样本是指健康和疾病生物体的生物大分子、细胞、组织和器官等样本，包括但不限
于人体器官组织、全血、血浆、血清、生物体液或经处理过的dna、rna、蛋白等。
38.存储装置中的顶出装置2可以用于将存储管11内的样本管12顶出存储室1外，以便于取出样本管12。在一些实施例中，顶出装置2将样本管12顶出存储室1后，可以直接由人工将样本管12取走。
39.在一些实施例中，顶出装置2可以设置在存储室1的一端，其包括顶出件21以及与顶出件21连接的第一定位机构，第一定位机构可以带动顶出件21运动，使得顶出件21与若干存储管11中的一个在位置上相互对应。其中，顶出件21与存储管11在位置上相互对应是指顶出件21的顶出端(用于与样本管接触以实现样本管顶出的那一端)与存储管11的下开口端相互对应，以使顶出件21能够伸入存储管11内。例如，当顶出件21的顶出端运动到存储管11的正下方时，顶出件21的顶出端可以进入到存储管11内以将其中的样本管12顶出存储室1外。顶出装置2设置在存储室1的一端可以理解为远离样本管出口的一端。例如，存储室1远离地面的一端为样本管的出口端，顶出装置2则可以设置在存储室1靠近安装地面的一端。在本说明书实施例中，存储装置靠近安装地面的一端可以理解为存储室1的底部。关于顶出件21以及第一定位机构的更多描述，可参见说明书其他部分。
40.下面结合图3对存储装置的存储方式进行示例性描述。图3是根据本说明书一些实施例所示的存储室的部分结构示意图。如图3所示，在一些实施例中，存储室1中可以收容有若干存储管11，存储管11可以用于存储样本管12。
41.在一些实施例中，为了保证存储装置所存储的生物样本的有效性，存储室1可以具有特定的温度环境(例如，低温环境等)。在一些实施例中，存储室1内的温度可以根据存储的样本具体设置。例如，若样本为蛋白、抗体、rna之类的对温度要求较为苛刻的生物样本，则存储室1内的温度可以低于0℃；若样本为某些dna或菌类对温度要求不高的生物样本，则存储室1内的温度可以高于0℃。在一些实施例中，存储室1内的温度可以在-20℃～-80℃之间。在一些实施例中，存储室1内的温度可以低于-196℃。在一些实施例中，顶出装置2可以位于存储室1的外部，从而可以避免存储室1内的低温环境给顶出装置2中的相关机械结构带来的影响。
42.在一些实施例中，存储管11可以由耐低温材料制成，耐低温材料包括但不限于聚碳酸酯、聚砜、铝合金等。在一些实施例中，若干个存储管11可以竖直放置于存储室1内，存储室1内的存储管11的数量可以超过1000根。在一些实施例中，一个存储管11可以存储一个或多个样本管12，多个样本管12可以以堆叠方式存储于一个存储管11内。在一些实施例中，样本管12与存储管11具有相似的外观，例如，存储管11与样本管12可以均为圆柱形外观，并且样本管12的外径小于存储管11的内径。在一些实施例中，样本管12的外径与存储管11的内径的差值在0.5mm～5mm之间。在一些实施例中，样本管12的外径与存储管11的内径的差值在1mm～3mm之间。在一些实施例中，样本管12的外径与存储管11的内径的差值在1mm～2mm之间。通过将样本管12的外径与存储管11的内径的差值控制在一定范围内，可以在取出样本管时避免样本管12在存储管内11内运动时发生晃动，从而减少晃动对样本管12内的生物样本的影响。在一些实施例中，存储管11能够存储样本管12的数量取决于存储管11以及样本管12的长度，例如，存储管11的长度为20cm，样本管12的长度为2.5cm时，存储管11最多可以存储8个样本管12。
43.在一些实施例中，存储室1可以用一个实体结构(圆柱体、长方体等)代替，该实体
结构远离地面的一面可以开设有若干个孔洞，而该实体结构靠近地面的一面开设有通道以与相应的孔洞连通，若干个孔洞则可以用于代替存储管11来堆叠存放多个样本管12。
44.图4是根据本说明书一些实施例所示的顶出装置的结构示意图。图5是根据本说明书一些实施例所示的顶出装置的仰视图。图6是根据本说明书一些实施例所示的顶出装置的剖面结构示意图。
45.在一些实施例中，如图6所示，顶出件21可以包括软轴211和收放软轴211的卷轴(图中未示出)。其中，软轴211的一端为顶出端，另一端为与卷轴固定连接的固定端。当卷轴转动时，软轴211可以卷绕在卷轴上或绕卷轴进行展开，从而使得软轴211的顶出端能够相对存储管11发生相对运动。
46.在一些实施例中，当需要取出样本管12时，第一定位机构可以带动顶出件21运动到与待取出样本管12所在的存储管11对应的位置，例如，软轴211的顶出端与存储管11对齐的位置或能够保证软轴211的顶出端能够顺利进入存储管11的位置。通过使卷轴转动，可以使软轴211绕卷轴展开，软轴211的顶出端可以进入到存储管11内并与存储管11内最下方的一个样本管抵接，继续转动卷轴可以使软轴211在存储管11内继续运动，从而可以将存储管11内以堆叠方式存放的样本管12全部顶起一定的距离，从而可以将存储管11内最上方的样本管顶出存储管11。
47.在一些实施例中，存储管11的底部(即靠近顶出装置2的一端)具有能够供软轴211的顶出端通过的开口。在一些实施例中，卷轴的转动可以由人工操作来实现。在一些实施例中，卷轴的转动可以由电机来驱动。电机驱动卷轴转动可以精确地控制软轴211的顶出端的运动行程，避免顶出端的运动行程太小而无法顶出需要取出的样本管12或遇到行程太大将多余的样本管12顶出。
48.在一些实施例中，通过顶出件的运动可以将样本管从存储管内顶出。并且通过电机控制卷轴的转动速度，可以控制软轴211的顶出端在顶出样本管时样本管的运动速度，从而可以降低样本管高速撞击导致的管身破裂的风险。
49.通过将顶出件21设置成软轴211和卷轴的结构形式，在不进行样本管取出时，软轴211可以卷绕在卷轴上，使得顶出件21的空间尺寸变小，存储装置的空间利用率更高。
50.在一些实施例中，顶出件21还可以采用电动推杆、气缸等直线运动机构等方式把样本管12顶出存储管11。例如，顶出件21可以包括可以伸入存储管11内的顶杆以及用于带动顶杆在存储管11内运动的直线电机。采用电动推杆、气缸等直线运动机构不仅能够将样本管12顶出存储管11，而且其行程和速度能够精确控制，有利于提高样本管取出的效率和准确率。
51.第一定位机构可以用于带动顶出件21运动，使得顶出件21可以与到若干存储管12中的至少一个存储管在位置上相对应。在一些实施例中，第一定位机构可以带动顶出件21运动到与目标存储管的底部对齐的位置，其中，目标存储管是指存储了目标样本管的存储管，目标样本管为需要被取出的样本管。
52.在一些实施例中，第一定位机构可以通过转动运动的方式带动顶出件21运动至与目标存储管11相对应的位置(或称之为目标位置)。在一些实施例，第一定位机构可以通过一个转动件带动顶出件21运动至目标位置。在一些实施例中，第一定位机构可以包括转动件22，顶出件设置在转动件22上，且能够与转动件22一起转动。在一些实施例中，第一定位
机构也可以通过两个转动件带动顶出件21运动至目标位置。在一些实施例中，第一定位机构可以包括转动件22和设置在转动件22上的子转动件，顶出件21设置在子转动件23上。转动件22的运动可以带动子转动件23和顶出件21一起运动，子转动件23的运动可以带动顶出件21的运动。在一些实施例中，转动件22和/或子转动件23可以呈圆盘状，也可以是其他形状(例如，正方形或正多边形)的可做旋转运动的元件。在一些实施例中，转动件22与子转动件23呈圆盘状时，转动件22又可以称为第一转动盘，子转动件23又可以称为第一子转动盘。
53.参见图4-6所示，在一些实施例中，第一定位机构可以包括转动件22、设置在转动件22上，能够相对转动件22旋转的子转动件23。顶出件21可以与子转动件23固定连接，子转动件23的转动可以带动顶出件21运动。在一些实施例中，转动件22和子转动件23可以均为圆盘状，当转动件22转动时，可以带动子转动件23绕转动件22的圆心进行转动，并且子转动件23自身可以转动(即自转)，并带动顶出件21绕子转动件23的圆心转动。在一些实施例中，子转动件23可以位于转动件22上，顶出件21可以位于子转动件23的边缘。在一些实施例中，为了保证位于子转动件23的边缘上的顶出件21能够通过运动与存储室1内的若干存储管11中的任意一个在位置相对应，子转动件23绕转动件22圆心进行转动的运动范围需覆盖整个转动件22，子转动件23的圆心可以位于转动件22的二分之一半径处，并且子转动件23的直径与转动件22的半径相同或基本相同。在一些实施例中，子转动件23的直径与转动件22的半径基本相同是指子转动件23的直径与转动件22的半径的差值可以小于20％。在一些实施例中，子转动件23的直径与转动件22的半径基本相同是指子转动件23的直径与转动件22的半径的差值可以小于10％。在一些实施例中，子转动件23的直径与转动件22的半径的差值可以小于5％。在一些实施例中，子转动件23的直径与转动件22的半径的差值可以小于1％。
54.在一些实施例中，转动件22的转动以及子转动件23的转动可以分别通过两个电机协同驱动，以达到精确控制转动件22以及子转动件23的旋转角度的目的，从而可以使顶出件21准确地运动定位到与目标存储管的底部对齐的位置。
55.在一些实施例中，子转动件23上还可以设置有子转动臂24，顶出件21可以与子转动臂24的一端固定连接，而子转动臂24的另一端可以在子转动件23的圆心处进行转动，以带动顶出件21绕子转动件23的圆心转动。在一些实施例中，子转动臂24的转动与子转动件23的自转可以是相互独立的，即子转动臂24的转动与子转动件23的自转可以分别由两个电机控制。
56.在一些实施例中，通过第一定位机构带动顶出件21运动时，可以先通过转动件22转动带动子转动件23绕转动件22的圆心转动，将顶出件21定位到一定区域，该区域包括能够与目标存储管底部对齐的位置(例如，目标存储管底部的正下方)，然后再通过子转动件23的自转运动和/或子转动臂24的转动将顶出件21准确地定位到与目标存储管的底部对齐的位置，以保证顶出件21(例如，软轴211)能够进入到目标存储管内，达到将目标样本管从目标存储管内顶出的目的。
57.在一些实施例中，第一定位机构包括一个转动件时，在如图4-6所示的方案中，第一定位机构可以包括转动件22，不包括子转动件23。顶出件21设置在转动件22上，转动件22的转动可以带动顶出件21运动，使得顶出件21可以运动到目标位置。
58.进一步地，在一些实施例中，第一定位机构还可以包括可伸缩的转动臂(图中未示出)，转动臂可以连接于转动件22与顶出件21之间，用于调节顶出件21相对转动件22的位
置，进而能够调节顶出件21相对存储管11的位置。
59.在一些实施例中，转动臂的第一端固定于转动件22的边缘上，第一端与顶出件21固定连接。转动臂能够沿第一端到第二端的连线方向上进行伸缩运动，以调节顶出件21在转动件22上的相对位置，从而可以调节顶出件21相对存储室1中的存储管11的位置。在一些实施例中，转动臂的第一端与顶出件21固定连接，第二端可以固定连接于转动件22的圆心处。转动臂的长度小于或等于转动件22的转动半径。当转动件22转动时，转动臂上的顶出件21会随转动件22一起转动。转动臂的伸缩运动则可以带动顶出件21在转动件22的转动半径的方向上进行运动。通过这样设置，可以使得顶出件21通过运动与存储室1内的若干存储管11中的任意一个在位置上相对应，以保证顶出件21可以进入到任意一个存储管11内。在本实施例中，转动件22的转动以及转动臂的伸缩运动可以由电机驱动，以便于精确控制转动件22的转动角度以及转动臂的伸缩长度。
60.在一些实施例中，当利用顶出件21将样本管12从存储管11顶出后，样本管12便离开了存储室1的低温环境，在这种情况下，用户可以手动拾取样本管12或通过镊子夹取样本管12的方式直接将样本管12从存储装置中取出。
61.为了进一步提高存储装置存取样本管的效率，减少样本管存取过程中的人工操作，如图1和图2所示，本说明书实施例提供的存储装置还可以包括收纳装置3，收纳装置3可以设置在存储室1的另一端(即存储室1的顶部)。
62.在一些实施例中，如图2所示，收纳装置3可以包括用于夹持样本管12的收纳夹头31。在一些实施例中，当需要将样本管从存储装置中取出时，收纳夹头31可操作地与存储管11中的至少一个在位置上相互对应，即收纳夹头31可以运动到任意一个存储管11的上方，使得当顶出件21将样本管12从存储管11内顶出后，样本管12可以继续被顶出件21顶出，进入收纳夹头31内以被收纳夹头31夹持，以对样本管12进行收纳或缓存。在一些实施例中，收纳夹头31还可以被定位到与存储装置的传送管路4的上方，然后释放样本管12进入到传送管路4中，最终样本管12可以进入到用于盛放被取出样本管的取出托盘的相应板位中，从而完成样本管的取出。
63.在一些实施例中，当需要将样本管存入存储装置中时，则可以将未夹持有样本管的收纳夹头31定位到与传送管路4的上方，而待存入的样本管12则可以经由传送管路4被气流送入与传送管路4的上方的收纳夹头31以进行夹持，夹持有样本管12的收纳夹头则可以被定位到任何一根存储管11的上方，然后释放样本管12进入到存储管11内以进行存储，以达到将样本管存入存储装置中的目的。在本实施例中，存储装置的传送管路4可以用于提供存取样本管的通道。在一些实施例中，传送管路4可以包括软管。
64.在一些实施例中，为了实现对收纳夹头31的定位，以保证收纳夹头31能够与任意一个存储管11或传送管路4在位置上相对应，收纳装置3还可以包括第二定位机构。在一些实施例中，如图7-9所示，第二定位机构可以包括第二转动盘32以及设置在第二转动盘32上的第二子转动盘33，其中，收纳夹头31可以分布在第二子转动盘的33边缘；第二转动盘32可相对存储室1转动，第二子转动盘33可相对第二转动盘32转动。
65.在一些实施例中，第二转动盘32和第二子转动盘33可以均为圆盘状，第二子转动盘33设置于第二转动盘32上，当第二转动盘32可以绕其圆心转动时，可以带动第二子转动盘33绕第二转动盘32的圆心转动。第二子转动盘33可以绕自身的圆心转动(即自转)。其中，
第二子转动盘33的自转与第二转动盘32转动可以是相互独立的，分别由不同的电机驱动运动。
66.在一些实施例中，第二子转动盘33的边缘上可以仅设置一个收纳夹头31。在一些实施例中，为了提高样本管的存取效率，可以设置有多个收纳夹头31。在一些实施例中，多个收纳夹头31可以按照一定的密度圆周分布于第二子转动盘33的边缘。在一些实施例中，收纳夹头31的数量可以根据第二子转动盘33的直径以及分布密度来确定。在一些实施例中，收纳夹头31的数量范围可以包括6～48。例如，收纳夹头31的数量可以是6个、12个、24个、36个等。
67.在一些实施例中，收纳夹头31可以为弹性夹头。具体地，弹性夹头可以由弹性材料制成，弹性夹头可以包括用于收纳样本管的锥形孔，当样本管12被进入弹性夹头内后，样本管12的继续运动会挤压弹性夹头的内壁，由于弹性夹头具有弹性，锥形孔的内壁会对样本管12产生径向弹力，从而可以使得弹性夹头将样本管12夹持住。当需要释放样本管时，可以通过一个轴向的外力将样本管12推出弹性夹头。
68.在一些实施例中，收纳夹头31还可以包括可以在夹取位置和释放位置运动的夹取手指。收纳夹头31到达与目标存储管对应的位置上后，可以控制夹取手指处于释放位置，此时样本管12被顶出目标存储管之后能够进入到夹取手指之间，然后再控制夹取手指相互靠拢到达夹取位置，以将样本管夹紧。当需要释放样本管12时，则可以控制夹取手指相互分离达到释放位置即可。
69.在一些实施例中，为了使收纳夹头31能够释放样本管12，收纳装置3还可以包括释放机构，释放机构可以用于使样本管12从收纳夹头中脱离。在一些实施例中，释放机构可以包括压管机构34，压管机构34可以设置在收纳夹头31的上方，用于向收纳夹头31内的样本管12提供推压力，该推压力可以使得样本管12与收纳夹头31分离。在一些实施例中，由于样本管12是被夹持在收纳夹头31内的，因此压管机构也可以直接对收纳夹头31提供推压力。该推压力可以解除收纳夹头31对样本管12的夹持力，此时样本管12在收纳夹头31内不再受到夹持，通过额外提供的气流便能将样本管12从收纳夹头31内吹到存储管11或传送管路中。在一些实施例中，压管机构34可以是气缸、电动推杆等直线运动机构，当压管机构34进行直线运动时能够对收纳夹头31内的样本管12产生推压力，从而可以将样本管12推出收纳夹头31。
70.在一些实施例中，如图7-9所示，由于第二子转动盘34的边缘圆周分布有多个收纳夹头31，为了使得压管机构34能够让任意一个收纳夹头31与其内的样本管12分离，压管机构34可以相对于第二子转动盘34转动，使得压管机构34可以定位到任意一个收纳夹头34的上方。在一些实施例中，在第二子转动盘34的圆心处设置有能够绕第二子转动盘34的圆心进行转动的第二转动臂35，而压管机构34与第二转动臂35的活动端固定连接。其中，压管机构34到第二子转动盘34的圆心的距离等于或基本等于第二子转动盘34的半径。需要说明的是，第二转动臂35的转动与第二子转动盘34的转动(自转)是相互独立的，即第二转动臂35的转动与第二子转动盘34的转动(自转)可以分别采用两个电机来驱动。
71.在通过收纳装置3进行样本管存取的过程中，收纳夹头31对样本管12的夹持以及收纳夹头31的定位无需人工直接操作，从而可以提高样本管存取的效率和准确率。下面将结合图7-9对收纳装置3的使用以及结构进行更多说明。图7是根据本说明书一些实施例所
示的收纳装置的结构示意图。图8是根据本说明书一些实施例所示的收纳装置的附视图。图9是根据本说明书一些实施例所示的收纳装置的剖面结构示意图。
72.通过在第二子转动盘33的边缘上圆周分布多个收纳夹头31，可以使收纳装置3能够同时收纳、缓存多个样本管12，以实现一次性存取多个样本管12，提高样本管12存取的效率。在一些实施例中，在从存储装置中取出样本管12时，当存储有目标样本管的目标存储管内存储有多个样本管12时，由于多个样本管12是以堆叠方式存储于目标存储管内，如果目标样本管不是最上方的那个样本管，则需要先将位于目标样本管上方的所有样本管取出后，才能将目标样本管顶出目标存储管以被收纳夹头31夹持。在这种情况下，在第二子转动盘33上设置多个收纳夹头31能更快地取出目标样本管。具体地，可以通过顶出装置2将目标存储管内堆叠存放的样本管全部顶起一定距离，并将最上方的一个样本管顶入收纳夹头31内，该收纳夹头31进行夹持。如果该被夹持的样本管不是目标样本管，第二子转动盘33可以自转一定角度，使得下一个收纳夹头31与目标存储管在位置上相对应(例如，位于目标存储管的正上方)，此时顶出件21的卷轴继续转动，使得软轴211的顶出端可以继续向上运动一个样本管身高度的距离，使得下一个样本管能够进入到下一个收纳夹头31内，下一个收纳夹头31将下一个样本管进行夹持。重复这些动作直至目标样本管被顶出目标存储管而被收纳夹头31夹持后，第二子转动盘33才将那些夹持了非目标样本管的收纳夹头31逐一定位到目标存储管的上方，并且顶出件21的卷轴转动以使软轴211卷绕在卷轴上，进而使得软轴211的顶出端离开目标存储管，然后通过压管机构34来释放收纳夹头31内的非目标样本管，非目标样本管可以通过自身重力回到目标存储管内。通过上述的一系列动作，则可以将所有目标存储管内的所有目标样本管全部取出。
73.在一些实施例中，当两个相邻的样本管因为意外情况(例如，结霜)出现头尾粘连时，可以利用顶出装置2将两个相邻的样本管中的上面一个样本管顶入收纳夹头31内，而下面一个样本管则仍处于存储管12内，此时两个相邻的样本管的头尾粘连部分正好位于存储管12的管口或管口外，然后通过第二子转动盘33的转动(自转)会使得以上面一个样本管受到一个剪切力，该剪切力可以破坏使两个相邻的样本管头尾的粘连，从而使两个样本管分离，以达到取出样本管的目的。
74.仅作为示例，当目标存储管由上到下存放有第一样本管、第二样本管、第三样本管时，而需要取出的目标样本管为第二样本管，则可以先通过第二定位机构将第二子转动盘33上的第一收纳夹头定位到目标存储管的上方，其中，第一收纳夹头可以为第二转动盘33上的任意一个收纳夹头。顶出装置2的第一定位机构则将顶出件21定位到目标存储管的下方。顶出件21的软轴211的顶出端进入到目标存储管内以将第一样本管顶入第一收纳夹头内。在第一收纳夹头将第一样本管夹持后，第二子转动盘33旋转一定角度，使得第二收纳夹头定位到目标存储管的上方。其中，第二收纳夹头可以是第二子转动盘33上与第一收纳夹头相邻或不相邻的收纳夹头。此时，软轴211的顶出端则继续向上运动以将第二样本管顶入第二收纳夹头。第二收纳夹头将第二样本管进行夹持后，第二子转动盘33旋转以将第一收纳夹头重新定位到目标存储管的上方。此时，软轴211的顶出端退出目标存储管，第一收纳夹头则可以通过释放机构(例如，压管机构34)释放第一样本管，第一样本管可以在自身重力作用下重新回到目标存储管。当存储室1中有多个目标存储管时，可以逐一按照上述动作取出相应的目标样本管，使得收纳装置3中可以一次收纳或缓存多个目标样本管，以达到一
次性取出多个目标样本管的目的。
75.当需要将样本管12存入存储装置时，则可以通过第二定位机构将第二子转动盘33上的任意一个收纳夹头31定位到传送管路4的上方，然后利用气流将样本管12经由传送管路4送入该收纳夹头31内，该收纳夹头将样本管12夹持住后，可以控制第二子转动盘33转动(自转)，使得其上的下一个收纳夹头位于传送管路4的上方，下一个样本管则可以被气流经由传送管路送入下一个收纳夹头进行夹持，重复此类动作一次最多可以将等同于第二子转动盘33上的收纳夹头31的数量的样本管12送入收纳装置3中进行收纳或缓存。在收纳装置3完成收纳或缓存待存入的样本管12的步骤后，则可以通过第二定位机构可以通过第二转动盘32的转动以及第二子转动盘33的转动逐一将夹持有的样本管12的收纳夹头31定位到相应的存储管11的上方，然后通过释放机构(例如，压管机构34)来释放收纳夹头31所夹持的样本管12，样本管12则可以通过自身重力进入到存储管11内，或者额外提供一个气流压力将样本管12推入存储管11内，从而达到将收纳装置3中的全部样本管存放入存储管的目的。
76.在一些实施例中，为了能够将收纳夹头31能够与任意一个存储管11或传送管路在位置上相对应，使得第二子转动盘33运动范围可以覆盖第二转动盘32，第二子转动盘33的直径可以与第二转动盘32的半径相同或基本相同。在一些实施例中，第二子转动盘33的直径与第二转动盘32基本相同可以理解为第二子转动盘33的直径与第二转动盘32的半径的差值小于20％。在一些实施例中，第二子转动盘33的直径与第二转动盘32的半径的差值可以小于10％。在一些实施例中，第二子转动盘33的直径与第二转动盘32的半径的差值可以小于5％。在一些实施例中，第二子转动盘33的直径与第二转动盘32的半径的差值可以小于1％。
77.在一些实施例中，可以使用机械手代替收纳装置3。具体地，当利用顶出装置2将目标样本管顶出目标存储管后，机械手可以直接拾取目标样本管并将目标样本管转移到存储装置的存取口(例如，传送管路4的上方)以取出目标样本管或将待存放的样本管转移到任意一个存储管的上方以使样本管进入存储管内。在一些实施例中，在从存储装置取出目标样本管时，机械手可以直接拾取目标样本管并将目标样本管放入用于盛放样本管的托盘的相应板位中。
78.在一些实施例中，为了实现存储装置的低温存储，以保持存储室1的低温环境，从而保证生物样本的活性，存储室1还可以包括冷藏装置，冷藏装置可以使存储室1内的温度维持在一个适合生物样本存储的温度。在一些实施例中，冷藏装置可以是低温空调。在一些实施例中，可以在存储室1内存放干冰、液氮来代替冷藏装置以维持存储室1的低温环境。在一些实施例中，为了维持存储室1的低温环境，存储室1的侧壁上都设置有保温层，保温层可以减少存储室1内与外界的能量交换，达到降低能量损失的效果。在一些实施例中，为了避免存储室1的低温环境对收纳装置3和顶出装置2造成的影响，导致收纳装置3和顶出装置2中的部分元件的稳定性下降或使用寿命受损，顶出装置2和收纳装置3可以设置在存储室的外部。
79.在一些实施例中，存储装置还可以包括传感器。在一些实施例中，存储装置中的传感器可以包括速度传感器、力传感器、温度传感器、位置传感器等中的至少一种。在一些实施例中，存储装置可以包括速度传感器，速度传感器可以测量顶出件顶出样本管的速度或者测量顶出装置2以及带动顶出装置2的第一定位机构以及收纳装置3的第二定位机构运
动。在一些实施例中，存储装置可以包括力传感器，力传感器可以用于检测样本管12在被顶出时所受到的顶出力大小或者用于检测压管机构34向收纳夹头31内的样本管所施加的推压力大小，以避免顶出力或推压力过大而损坏样本管。在一些实施例中，存储装置可以包括温度传感器，温度传感器可以对存储室1内的温度进行实时监控。在一些实施例中，存储装置可以包括位置传感器，位置传感器可以用于检测顶出装置2和/或收纳装置3的位置。
80.在一些实施例中，存储装置还可以包括驱动组件以及与驱动组件信号连接的处理器。驱动组件可以与顶出装置2的第一定位机构以及收纳装置3的第二定位机构连接，并根据所述处理器的控制信号带动顶出装置2的第一定位机构以及收纳装置3的第二定位机构运动。在一些实施例中，当存储装置只包括顶出装置2时，驱动组件也可以只与第一定位机构连接，根据处理器的控制信号带动第一定位机构运动。在一些实施例中，驱动组件可以包括多个电机，多个电机可以分别驱动顶出装置2的第一定位机构以及收纳装置3的第二定位机构中的运动部件(例如，转动件和子转动件、第二转动盘和第二子转动盘等)进行转动。例如，在图1-3中，驱动组件可以包括用于驱动第二转动盘32进行转动的第一电机51、用于驱动转动件22进行转动的第二电机52、用于驱动第二子转动盘33进行转动的第三电机53。除此之外，驱动组件还可以用于驱动子转动件23转动的第四电机(图中未示出)、用于驱动卷轴转动的第五电机(图中未示出)、用于驱动子转动臂24转动的第六电机(图中未示出)、用于驱动第二转动臂35转动的第七电机(图中未示出)等。通过多个电机分别驱动顶出装置2的第一定位机构以及收纳装置3的第二定位机构中的各个运动部件进行相互独立的运动，可以使得顶出装置2的第一定位机构以及收纳装置3的第二定位机构能够分别将顶出件21和收纳夹头31进行准确定位，使得顶出件21和收纳夹头31能够在位置上与存储室1内的任意一个存储管11在位置上相对应。
81.在一些实施例中，处理器的控制信号可以是基于用户的操作指令所生成的。进一步地，存储装置还可以包括用户界面，用户可以通过用户界面输入操作指令，操作指令可以包括存入样本管和取出样本管。在一些实施例中，用户界面可以是直接设置在存储装置上，例如，用户界面可以是存储装置上的触摸屏幕。当用户需要取出样本管时，用户可以直接在触摸屏幕中选择待取出的样本管或者输入需要取出的样本管信息(例如，样本管编号、样本管所存放的样本日期范围等)。在一些实施例中，用户界面可以是与存储装置通过网络连接的终端设备(例如，手机、电脑等)上的应用程序界面。在一些实施例中，存储装置还可以包括数据库，数据库可以用于记录并存储在的存储装置内样本管的位置信息。其中，样本管的位置信息可以包括样本管所在的存储管在存储室1内的位置和样本管在存储管内的位置。在一些实施例中，数据库可以根据存取样本管的情况实时更新在存储装置内的样本管的位置信息。在一些实施例中，当处理器根据用户的操作指令获取到待取的样本管信息后，处理器可以基于待取的样本管信息从数据库中获取待取的样本管在存储装置中的位置信息，然后基于待取的样本管的位置信号生成相应的控制信号，驱动组件则可以根据控制信号驱动顶出装置2的第一定位机构以及收纳装置3的第二定位机构进行运动，以完成顶出件21和收纳夹头31的自动定位，以使得顶出件21和收纳夹头31可以与存放待取的样本管的存储管在位置上相对应，以实现取出样本管的目的。
82.本说明书实施例可能带来的有益效果包括但不限于：(1)通过使用顶出装置将样本管顶出存储管，机械手不用进入低温环境内便能将样本管取出，从而避免低温环境对机
械手的影响；(2)通过使用顶出装置将样本管从存储管顶出，样本管发生粘连和撞裂的风险较小，并且当样本管与存储管内壁发生粘连时，顶出装置中的顶出件能够提供足够的力量以破坏样本管与存储管内壁之间的粘结力，避免出现卡管的情况，从而保证样本管能够顺利被取出；(3)通过使用收纳装置收纳、缓存样本管，可以实现存储装置一次存取多个样本管，并且当样本管之间发生头尾粘连时，收纳装置的第二子转动盘的转动可以提供剪切力来使头尾粘连的样本管分离，从而可以保证样本管能够顺利被取出；(4)顶出件和收纳夹头均可以由定位机构实现自动定位，无需人工操作，使得样本管存取的效率和准确率得以提高。
83.需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。
84.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
85.同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
86.此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
87.同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
88.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
89.针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、
书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
90.最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。