自动化深低温样本库的制作方法

1.本发明涉及生物样本存储技术领域，特别是涉及一种自动化深低温样本库。


背景技术：

2.生物样本库是标准化收集、处理、储存健康和疾病生物体的生物大分子、细胞、组织和器官等样本的设备，大多数生物样本需要存储在深低温环境内，特别是某些用于储存回输人体的细胞的生物样本库，其存储环境需要在温度接近于存储液氮的深低温环境中。以存储人体胚胎的生物样本库为例，胚胎需要先经过复杂的降温流程，然后投入液氮中保存，中途需要全程处于深低温环境保护中，以防止胚胎重复冻融而损伤其活性。在胚胎经过降温后，放置在装有液氮的中转容器内，再经由人工送入较大的液氮罐中。当需要提取胚胎时，则将胚胎从液氮罐中取出，放置在中转容器内，转运至目标位置。
3.在传统的深低温样本库的结构中，通常在液氮罐内设有转盘机构，通过外部的驱动机构驱动转盘机构上的转盘旋转，以使样本所在的扇区旋转至液氮罐的出口处，然后再由外部驱动机构将样本从液氮罐内提取出来。但由于转盘需要在液氮罐中旋转，因此在液氮罐内的转盘机构中就必须要设置能够使转盘转动的运动机构。但液氮罐内需要长期保持-150℃以下的温度，在如此深低温的环境下，在液氮罐内设运动机构增加了运动机构的故障风险。并且由于液氮罐的深度较深，且液氮罐内为深低温环境，对运动机构也具有较高的要求，一旦运动机构发生故障，也不便于对运动机构进行维修和保养。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现有的深低温样本库中液氮罐中内设运动机构导致容易增加运动机构的故障风险，且不便于维修和保养的问题，提供一种无需在液氮罐中内设运动机构便可以将液氮罐中的样本盒从液氮罐内提取出来的自动化深低温样本库。
5.根据本技术的一个方面，提供一种自动化深低温样本库，包括：
6.液氮罐，包括罐体和保温塞，所述保温塞可活动地设置于所述罐体的开口；
7.保温舱，设于所述液氮罐的上方，所述保温舱具有一能够连通所述罐体内部的保温腔，所述保温舱还开设有一连通所述保温腔和外界环境的样本进出口；
8.铲盘模块，包括铲盘机构、驱动机构和提升机构，所述铲盘机构具有可相对所述液氮罐转动或水平移动的铲盘，所述铲盘用于提取存放于所述液氮罐内的样本盒；所述驱动机构的下端穿过所述保温塞并连接于所述铲盘机构，所述驱动机构用于驱动所述铲盘相对所述液氮罐转动或水平移动；所述提升机构设于所述保温舱，用于驱动所述驱动机构与所述铲盘机构一同相对所述保温塞上下移动，以带动所述保温塞开启或关闭所述罐体的开口，使所述铲盘在所述保温塞开启所述罐体的开口时转移所述样本盒往返于所述罐体内和所述保温腔；
9.中转箱转移模块，设于所述保温舱的底部，所述中转箱转移模块用于转移中转箱往返于外界环境与所述保温舱的样本进出口处；
10.样本盒转移模块，包括至少部分插设于所述保温腔内的样本盒转移机构，所述样本盒转移机构能在所述保温腔内移动，以转移所述样本盒往返于所述铲盘模块和所述中转箱；
11.挑管模块，包括至少有部分位于所述保温腔内的挑管机构，所述挑管机构用于对放置在所述中转箱内的所述样本盒执行挑管操作。
12.在其中一个实施例中，所述驱动机构包括：
13.连接组件，一侧配接于所述铲盘；
14.旋转驱动轴，一端固定连接于所述连接组件远离所述铲盘的一侧，另一端配接于所述提升机构，所述旋转驱动轴用于可受控地绕自身轴线方向转动，以带动所述铲盘同步转动；
15.伸缩驱动轴，同轴地穿设于所述旋转驱动轴内，所述伸缩驱动轴的一端穿过所述连接组件并可活动地配接于所述铲盘，所述伸缩驱动轴的另一端配接于所述提升机构，所述伸缩驱动轴用于可受控地绕自身轴线方向旋转，以带动所述铲盘相对所述连接组件水平移动。
16.在其中一个实施例中，所述保温塞上设有驱动轮，所述旋转驱动轴的外壁开设有沿所述旋转驱动轴的轴向延伸的限位槽，所述驱动轮限位于所述限位槽中，在所述驱动机构相对所述保温塞上下移动时，所述驱动轮能够沿着所述限位槽滚动。
17.在其中一个实施例中，所述铲盘机构还包括可活动地连接于所述驱动机构的铲盘盒，所述铲盘可活动地安装在所述铲盘盒内，所述铲盘盒能够在所述驱动机构的驱动下与所述铲盘联动，以相对所述驱动机构水平移动；
18.当所述铲盘盒在相对所述驱动机构水平移动的同时，所述铲盘相对所述铲盘盒水平移动，以伸出于所述铲盘盒外或缩回至所述铲盘盒内。
19.在其中一个实施例中，所述铲盘机构还包括设于所述铲盘盒外周的液氮盒，所述液氮盒用于盛装液氮。
20.在其中一个实施例中，所述保温舱包括第一保温舱、第二保温舱和连通管，所述连通管设于所述第一保温舱的上方，所述第二保温舱连接于所述第一保温舱沿水平方向的一侧，所述第一保温舱具有第一保温腔，所述第二保温舱具有第二保温腔，所述第一保温腔和所述第二保温腔通过一连通口相互连通，所述第一保温腔和所述第二保温腔共同形成所述保温腔，所述样本进出口开设在所述第二保温腔的底壁；所述连通管的管体形成有一连通于所述第一保温腔的狭长通道，所述提升机构至少部分收容于所述狭长通道中。
21.在其中一个实施例中，所述自动化深低温样本库还包括内密封塞和外密封塞，所述内密封塞用于封闭所述样本进出口的上侧，所述外密封塞用于封闭所述样本进出口的下侧及用于承载所述中转箱，所述内密封塞由内密封驱动开关驱动以能够开启或封闭所述样本进出口的上侧，所述外密封塞由所述中转箱转移模块驱动以能够开启或封闭所述样本进出口的下侧；
22.当所述外密封塞承载所述中转箱移动至所述样本进出口处时，所述中转箱能够封闭所述样本进出口的下侧，并且所述内密封塞开启所述样本进出口的上侧；当所述外密封塞承载所述中转箱从所述样本进出口处转移至所述自动化深低温样本库的外部时，所述外密封塞开启所述样本进出口的下侧，并且所述内密封塞封闭所述样本进出口的上侧。
23.在其中一个实施例中，所述样本盒转移模块包括：
24.中转箱转移机构，设于所述样本进出口的下方，所述中转箱转移机构包括导轨和可活动地安装于所述导轨上的托盘，所述托盘能够可受控地相对所述导轨移动，以能够将所述中转箱从自动化深低温样本库外转移至所述样本进出口的下方，或能够将所述中转箱从所述样本进出口的下方转移至所述自动化深低温样本库外；
25.顶升机构，包括顶升杆和设于所述顶升杆顶部的顶升块，所述顶升杆能够可受控地带动所述顶升块一同上下移动并穿过所述托盘，所述顶升块用于承载所述外密封塞开启或封闭所述样本进出口的下侧。
26.在其中一个实施例中，所述样本盒转移机构具有液氮喷淋通道，所述液氮喷淋通道用于使液氮经过，以在所述样本盒转移机构转移所述样本盒时对所述样本盒进行液氮喷淋。
27.在其中一个实施例中，所述自动化深低温样本库还包括设于所述液氮罐的底部并连接于所述液氮罐的液氮罐转移机构，所述液氮罐转移机构用于驱动所述液氮罐连接或脱离所述保温舱。
28.上述自动化深低温样本库，在液氮罐的罐体开口处可活动地设置一保温塞，并在液氮罐的上方设置保温舱，保温舱具有与罐体内部连通的保温腔，铲盘模块包括铲盘机构、驱动机构和提升机构，铲盘机构具有可相对液氮罐转动或水平移动的铲盘，铲盘用于提取存放于液氮罐内的样本盒；驱动机构的下端穿过保温塞并连接于铲盘机构，驱动机构用于驱动所述铲盘相对液氮罐转动或水平移动，使得铲盘能够在伸入于液氮罐时可转动或移动至合适位置将样本盒提取至铲盘上；提升机构设于所述保温舱的顶部，用于驱动所述驱动机构与所述铲盘机构一同相对所述保温塞上下移动活动端在上下移动时，能够带动保温塞开启或关闭罐体的开口，使得铲盘能够转移样本盒往返于罐体内和保温腔。从而无需在液氮罐内安装运动机构即可将样本盒从液氮罐中转移至铲盘上并从液氮罐中提取出来，保证了在液氮罐的罐体内无运动机构，所有运动机构或驱动元件均设置在罐体外(即常温区)，使得大部分的机械和电气元件均可采用在常温下工作的常规产品，不但降低了自动化深低温样本库的故障风险，也降低了自动化深低温样本库的制造成本和维护成本。
附图说明
29.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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，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实施例的附图。
30.图1为本发明的实施例提供的自动化深低温样本库的立体示意图；
31.图2为本发明的实施例提供的自动化深低温样本库的内部结构立体示意图；
32.图3为本发明的实施例提供的自动化深低温样本库的内部结构正视图；
33.图4为本发明的实施例提供的驱动机构插入于液氮罐时的立体示意图；
34.图5为图4中a区域的放大示意图；
35.图6为本发明的实施例提供的铲盘模块的部分结构立体示意图；
36.图7为图3中b区域的放大示意图；
37.图8为本发明的实施例提供的自动化深低温样本库在转移样本盒时的正视图。
38.附图标记说明：
39.10、样本库；100、框架；200、密封舱；210、透明视窗；220、人工干预口；300、液氮罐；310、罐体；320、保温塞；330、提篮；334、驱动轮；400、保温舱；410、第一保温舱；420、第二保温舱；430、连通管；440、颈口密封环；401、第一保温腔；402、第二保温腔；403、连通口；404、样本进出口；405、窄口通道；500、铲盘模块；510、铲盘机构；511、铲盘盒；512、铲盘；513、液氮盒；520、驱动机构；521、连接组件；522、旋转驱动轴；5221、限位槽；523、伸缩驱动轴；524、旋转驱动元件；525、伸缩驱动元件；530、提升机构；600、样本盒转移模块；610、样本盒转移驱动机构；620、样本盒转移机构；621、连接轴；6211、液氮喷淋通道；622、抓取元件；700、挑管模块；710、挑管驱动机构；720、挑管机构；800、中转箱转移模块；810、中转箱转移机构；811、滑轨；812、托盘；820、顶升机构；821、顶升杆；822、顶升块；900、顶部密封罩；901、出气口；1000、升降导向机构；1100、导轨；1200、导向座；2000、液氮罐转移机构；3000、内密封塞；4000、内密封驱动开关；5000、外密封塞；20、样本盒；30、中转箱。
具体实施方式
40.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“液平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征液平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征液平高度小于第二特征。
45.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另
一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“液平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
46.本发明一实施例提供了一种自动化深低温样本库，该自动化深低温样本库用于在其内部形成存储液氮的深低温环境，并将生物样本存储在该深低温环境中，在需要提取生物样本时，该自动化深低温样本库能够将生物样本从深低温环境中提取至中转容器内，并转运至目标位置。
47.下面以存储人体胚胎的生物样本库为例，对本技术中自动化深低温样本库的结构进行说明。本实施例仅用以作为范例说明，并不会限制本技术的技术范围。可以理解，在其它实施例中，本技术的自动化深低温样本库不限于存储人体胚胎，还可以用于存储其它任何类型的生物样本，在此不作限定。
48.以下结合图1至图8，介绍本技术所提供的自动化生物样本库的较佳实施方式。
49.如图1至图3所示，为一种自动化深低温样本库10(以下简称样本库)，包括框架100、密封舱200、液氮罐300、保温舱400和多个用于转移样本盒20的动作模块。密封舱200罩设在框架100的上半部，在框架100内的上部形成一个封闭的密封空间，液氮罐300、保温舱400和多个用于转移样本盒20的动作模块设于框架100内，液氮罐300位于框架100内的下部，保温舱400和多个用于转移样本盒20的动作模块位于密封舱200所形成的密封空间内。多个用于转移样本的动作模块包括铲盘模块500、样本盒转移模块600、挑管模块700和中转箱转移模块800。
50.框架100用于对整个设备提供支撑力和承载力，也用于将整个设备的多个机构集合在一起，以提高集成程度。密封舱200用于在样本库10中建立与外界环境隔离的密封空间，以使样本库10在其内部维持低温环境并防止湿气的进入。较佳地，密封舱200设有透明视窗210和人工干预口220，以便于操作人员观察到密封舱200内的工作状态，并且在发生紧急情况时，操作人员可将手通过人工干预口220伸入密封舱200内进行人工干预。液氮罐300内盛有液氮以形成用于存储生物样本的深低温环境。保温舱400设于液氮罐300的上方，用于在密封舱200内进一步地形成一可与液氮罐300的内部连通的保温腔，以使液氮罐300内的样本盒20在被转移出液氮罐300后仍然处于一个较小的空间(即保温腔)内，从而能够维持样本的活性并降低液氮蒸发而形成的损耗。铲盘模块500用于提取液氮罐300内的样本盒20，并用于转移样本盒20往返于罐体310内和保温腔。样本盒转移模块600用于转移样本盒20往返于铲盘模块500和中转箱30。挑管模块700用于对中转箱30内的试管进行挑管操作，以将试管从样本盒20的一个试管位挑至另一试管位，或将试管从一个样本盒20挑至另一个样本盒20内。中转箱转移模块800用于转移中转箱30往返于外界环境与样本库10内。
51.在一些实施例中，如图2和图3所示，液氮罐300包括罐体310、多个提篮330和保温塞320，多个提篮330沿罐体310的周向设于罐体310的内侧壁，每个提篮330为上下依次排列的多层结构，每层设有一个框格，每个框格用于存放样本盒20，保温塞320可活动地设于罐体310的开口处，可开启罐体310或封闭罐体310。
52.保温舱400设于液氮罐300的上方，包括第一保温舱410、第二保温舱420和连通管430，连通管430连接于第一保温舱410的上方，第二保温舱420连接于第一保温舱410沿水平
方向的一侧，第一保温舱410具有第一保温腔401，第二保温舱420具有第二保温腔402，第一保温腔401和第二保温腔402通过一连通口403相互连通，在第二保温腔402的底壁开设有连通外界环境和保温腔的样本进出口404，第一保温腔401和第二保温腔402共同形成保温腔。连通管430为沿竖直方向延伸的狭长的管状结构，连通管430的管体形成有一连通于第一保温腔401的狭长通道，铲盘模块500部分安装于该狭长通道中。
53.较佳地，在保温舱400与液氮罐300的连接处，还在第一保温舱410的外周面围设有颈口密封环440，以确保保温舱400和液氮罐300之间连接处的密封性。
54.此外，框架100上方设有顶部密封罩900，顶部密封罩900的内部连通于上述狭长通道，并且顶部密封罩900的一端具有出气口901，出气口901用于排出液氮罐300内持续蒸发的氮气以及保温腔内喷淋液氮时蒸发的氮气，以防止设备的内部压力过高，避免发生安全事故。
55.在一些实施例中，铲盘模块500沿竖直方向向下延伸至第一保温腔401，并可进一步地延伸至液氮罐300的罐体310内，铲盘模块500具有沿竖直方向相对间隔设置的固定端和活动端，固定端固定设置于框架100的顶部，活动端穿设于保温塞320，并能够可受控地上下移动，以能够在罐体310内上下移动，也能够在上下移动的过程中带动保温塞320开启或关闭罐体310的开口。
56.具体地，结合图3至图6所示，铲盘模块500包括自下而上依次连接的铲盘机构510、驱动机构520和提升机构530。提升机构530的上端位于铲盘模块500的固定端，并设于框架100的顶部(即保温舱400的顶部)，提升机构530的下端连接于驱动机构520，驱动机构520远离提升机构530的一端(即驱动机构520的下端)穿过保温塞320并连接于铲盘机构510。提升机构530可全部或部分地收容于保温舱400的连通管430所形成的狭长通道中，提升机构530用于将驱动机构520和铲盘机构510整体向上提起，以使驱动机构520带动铲盘机构510从液氮罐300的罐体310内提升至第一保温舱410中，或将铲盘机构510从第一保温舱410中下降至罐体310内。提升机构530可为链条、钢丝绳、同步带、滚珠丝杠、齿轮齿条结构等，具体不作限定。驱动机构520用于驱动铲盘机构510的运动。铲盘机构510用于提取液氮罐300内的样本盒20，并使样本盒20往返于保温舱400和液氮罐300的罐体310内。
57.如图3、图5和图6所示，驱动机构520包括连接组件521、旋转驱动轴522、伸缩驱动轴523、旋转驱动元件524和伸缩驱动元件525。旋转驱动轴522的上端通过一对齿轮传动连接于旋转驱动元件524，旋转驱动轴522的下端固定连接于连接组件521的一侧，连接组件521远离旋转驱动轴522的另一侧可活动地连接于铲盘机构510，并且旋转驱动轴522具有贯通其自身轴向两端的中空腔体，伸缩驱动轴523同轴地收容于旋转驱动轴522的中空腔体中。伸缩驱动轴523的上端传动连接于伸缩驱动元件525，伸缩驱动轴523的下端穿过连接组件521并传动连接于铲盘机构510。旋转驱动元件524用于驱动旋转驱动轴522绕自身轴线方向旋转，从而带动连接组件521和铲盘机构510一同跟随旋转驱动轴522绕旋转驱动轴522的轴线方向旋转，以将铲盘机构510旋转到与液氮罐300内某个提篮330相对应的角度；伸缩驱动元件525用于驱动伸缩驱动轴523绕自身轴线方向旋转，以使伸缩驱动轴523驱动铲盘机构510进行伸缩动作，从而将样本盒20提取至铲盘机构510中。同时，旋转驱动轴522和伸缩驱动轴523远离连接组件521的一端均通过伸缩驱动元件525配接于提升机构530，使得提升机构530动作时，整个驱动机构520与铲盘机构510可一同上升或下降。旋转驱动元件524和
伸缩驱动元件525可为电机、液压缸等，具有不作限定。
58.如图6所示，铲盘机构510包括铲盘盒511和铲盘512。铲盘盒511可活动地连接于驱动机构520的连接组件521，并同时传动连接于伸缩驱动轴523，铲盘512可活动地安装在铲盘盒511内，伸缩驱动轴523在绕自身轴线方向旋转时，可通过齿轮齿条结构或导轨与驱动轮的结构驱动铲盘盒511与铲盘512联动，以相对驱动机构520水平移动。当铲盘盒511在相对驱动机构520水平移动的同时，铲盘512也同时相对铲盘盒511水平移动，以伸出于铲盘盒511外或缩回至铲盘盒511内。
59.较佳地，铲盘机构510还包括液氮盒513，液氮盒513设于铲盘盒511的外周面，液氮盒513用于盛装液氮，当铲盘机构510浸入于液氮罐300内液氮的液面以下，被提升机构530提起后，液氮盒513内便盛满液氮，以使铲盘512将样本盒20从液氮罐300提取出来至保温舱400时，样本盒20仍然能够处于与液氮罐300内温度接近的深低温环境，从而能够保持生物样本的活性。
60.通过上述结构的设计，提升机构530可驱动驱动机构520与铲盘机构510一同上下移动，使驱动机构520与铲盘机构510相对保温塞320上下移动，并在驱动机构520与铲盘机构510上升至某一位置时，驱动机构520可通过设置于旋转驱动轴522外周面的台阶抵持于保温塞320，并带动保温塞320一同向上移动以打开液氮罐300的罐体310开口，使铲盘512能够往返于罐体310与罐体310外的保温腔之间。并且由于铲盘512配接于驱动机构520的连接组件521及伸缩驱动轴523，而连接组件521又固定连接于旋转驱动轴522，在旋转驱动元件524和伸缩驱动元件525的驱动下，铲盘512可实现绕旋转驱动轴522的轴线旋转及相对于驱动机构520的水平移动，在提升机构530的联合作用下，铲盘512可对罐体310内任一提篮330的任一框格中的样本盒20进行提取，并转移至罐体310外部的第一保温腔401中，再由第一保温腔401转移至第二保温腔402中，以供后续被样本盒转移模块600转移至目标位置。
61.此外，如图3所示，在一优选实施例中，样本库10还包括液氮罐转移机构2000，液氮罐转移机构2000设于液氮罐300的底部并连接于液氮罐300，液氮罐转移机构2000用于在安装液氮罐300至框架100内时，将液氮罐300向上顶起，使液氮罐300与保温舱400连接，将保温舱400密封；在拆卸液氮罐300时，使液氮罐300与保温舱400脱离。较佳地，液氮罐300的罐体310底部设有滚轮，以方便液氮罐300的转移。
62.如此，实现了在深低温存储环境下的液氮罐300内不设置任何运动机构，而通过铲盘模块500伸入于液氮罐300内进行样本盒20的提取，并将样本盒20转移至液氮罐300外，使得大部分的机械和电气元件均可采用在常温下工作的常规产品，不但降低了样本库10的故障风险，也降低了样本库10的制造成本和维护成本。并且在样本库10出现不可逆转的故障时，通过设置液氮罐转移机构2000及在液氮罐300的罐体310底部设置滚轮，也可以方便迅速地将液氮罐300整体转移，使液氮罐300完全与设备脱离，保证了样本的安全。
63.请继续参阅图5和图6，在一较佳的实施方式中，在保温塞320沿其轴向方向的相对两端均设有多个驱动轮334，位于任意一端的多个驱动轮334沿保温塞320的周向间隔设置，相对应地，旋转驱动轴522的外周面开设有多条沿旋转驱动轴522的周向间隔排布的限位槽5221，每条限位槽5221沿旋转驱动轴522的轴向(即竖直方向)延伸，每个驱动轮334限位于一条对应的限位槽5221中。
64.如此，当提升机构530提升驱动机构520和铲盘机构510上升或下降时，且驱动机构
520相对保温塞320上下移动时，驱动轮334能够沿着限位槽5221滚动，使得驱动机构520相对保温塞320上下移动时，能够上下移动更加顺畅。同时，由于驱动轮334限位于限位槽5221中，且驱动轮334固定安装在保温塞320上，当驱动机构520相对保温塞320上下移动时，驱动机构520不会带动铲盘机构510与保温塞320发生相对转动，以保证旋转驱动元件524运行停止时，铲盘机构510不会随意转动，从而能够确保铲盘512能够准确地提取到罐体310内的样本盒20。在旋转驱动轴522绕自身轴线方向旋转时，驱动轮334也能够对旋转驱动轴522的旋转起到助力的作用。值得注意的是，限位槽5221的条数以及与限位槽5221相对应的驱动轮334的个数不限，可根据需要进行设置。
65.更佳地，如图4所示，本技术提供的样本库10还包括升降导向机构1000，升降导向机构1000包括设于第一保温舱410内侧壁的导轨1100和设于保温塞320上的导向座1200，当驱动机构520抵持于保温塞320从而带动保温塞320一同上升或下降时，保温塞320能够在升降导向机构1000的作用下更加顺畅地上升或下降。同时，正因为有升降导向机构1000的存在，也可以确保保温塞320无论在任何时候都不会发生转动，使得旋转驱动轴522在受旋转驱动元件524驱动而绕自身轴线方向转动时，不会受到保温塞320的影响而被卡住，从而不影响铲盘512对样本盒20的提取。
66.在一些实施例中，如图2、图3和图7所示，样本盒转移模块600包括样本盒转移驱动机构610和样本盒转移机构620，样本盒转移驱动机构610设置在框架100上，样本盒转移机构620传动连接于样本盒转移驱动机构610。样本盒20转移驱动结构可为同步带结构、履带结构、电机等，具体不作限定，样本盒转移驱动机构610可驱动样本盒转移机构620进行前后左右的水平移动及进行上下移动。样本盒转移机构620包括连接轴621和抓取元件622，连接轴621的一端连接于样本盒转移驱动机构610，另一端插设于第二保温舱420中，并连接于抓取元件622，抓取元件622可为抓取盒或抓手等。优选地，第二保温舱420顶部开设有窄口通道405，连接轴621的一端穿过窄口通道405插设于第二保温舱420，这样可以减少保温舱400内外的热对流，提高保温舱400的保温性能。在其它实施方式中，连接轴621也可整体收容于保温舱400内，在此不作限定。
67.如此，在样本盒转移驱动机构610的驱动下，抓取元件622可移动至铲盘512的上方，将铲盘512上的样本盒20抓取并转移至中转箱30中，或将样本盒20从中转箱30转移至铲盘512上。
68.较佳地，在连接轴621上开设有贯通连接轴621上下两端的液氮喷淋通道6211，液氮喷淋通道6211与液氮管路连通，液氮喷淋通道6211用于使液氮管路输出的液氮经过，以在样本盒转移机构620转移样本盒20时对样本盒20进行液氮喷淋。如此，从样本盒20被存储于液氮罐300内开始，至样本盒20从液氮罐300内被转移至液氮罐300外的保温舱400，以及从保温舱400被转移至中转箱30的整个过程中，因为在铲盘机构510上设置了液氮盒513，以及在从保温舱400被转移至中转箱30的过程中被喷淋液氮，保证了样本盒20在整个转移过程中处于与液氮罐300内温度接近的深低温环境，保持了生物样本的活性，不需要对保温舱400进行预降温，实现了对生物样本的全冷链保护，省去了传统的样本库10需提前降温所耗费的大量时间，提高了操作效率。
69.进一步地，挑管模块700设于样本盒转移模块600的下游，挑管模块700的结构与样本盒转移模块600的结构类似，包括挑管驱动机构710和与挑管驱动机构710相连接的挑管
机构720，挑管驱动机构710可驱动挑管机构720进行前后左右的水平移动，也可驱动挑管机构720进行上下移动，以使挑管机构720能够对样本盒20上的试管进行挑管操作(即使试管进行单支转移)，使试管从样本盒20的一个试管位挑至另一试管位，或将试管从一个样本盒20挑至另一个样本盒20内。
70.如此，本技术提供的样本库10可依靠样本盒转移模块600实现样本盒20的整盒存取，也可依靠挑管模块700实现样本盒20中试管的单支存取，使得存取方式更加灵活高效。
71.请继续参阅图2和图3，在一些实施例中，样本库10还包括内密封塞3000和外密封塞5000，内密封塞3000用于封闭样本进出口404的上侧(即靠近保温腔的一侧)，外密封塞5000用于封闭样本进出口404的下侧(即靠近密封舱200外的一侧)，并且外密封塞5000上设有用于固定中转箱30的中转箱定位结构，以使外密封塞5000还能够用于承载中转箱30。内密封塞3000由设置在框架100上的内密封驱动开关4000驱动，以能够开启或封闭样本进出口404的上侧，外密封塞5000由设置在保温舱400底部的中转箱转移模块800驱动以能够开启或封闭样本进出口404的下侧。
72.具体地，中转箱转移模块800包括中转箱转移机构810和顶升机构820，中转箱转移机构810设于样本进出口404的下方，顶升机构820设于中转箱转移机构810的下方。顶升机构820用于驱动外密封塞5000升降，以使外密封塞5000承载中转箱30往返于保温舱400内和保温舱400外，也用于驱动外密封塞5000开启或封闭样本进出口404的下侧，中转箱转移机构810用于将放置于顶升机构820的中转箱30往返于样本库10内和外界环境。
73.中转箱转移机构810包括滑轨811和可活动地安装在滑轨811上的托盘812，托盘812能够可受控地相对滑轨811移动，并且托盘812上设有用于固定外密封塞5000的预定位结构，可使外密封塞5000和中转箱30一同往返于样本库10内和外界环境。顶升机构820包括顶升杆821和设于顶升杆821顶部的顶升块822，顶升块822设有用于固定外密封塞5000的预定位结构。顶升杆821能够可受控地带动顶升块822一同上下移动并穿过托盘812，以承载外密封塞5000或承载外密封塞5000与中转箱30开启或封闭样本进出口404的下侧。
74.如此，如图3所示，样本库10在处于不工作的状态时，内密封塞3000盖合于样本进出口404的上侧，外密封塞5000通过预定位结构固定在顶升块822上，顶升机构820抵持于外密封塞5000，最终使外密封塞5000盖合于样本进出口404的下侧，这样内密封塞3000和外密封塞5000均将样本进出口404封闭，保证了样本进出口404的双重密封。
75.当样本库10在处于工作状态时，如图8所示，顶升机构820承载中转箱30，使中转箱30抵持于样本进出口404的下侧并封闭样本进出口404，当内密封驱动开关4000驱动内密封塞3000开启样本进出口404的上侧后，样本盒20可被样本盒转移模块600放置在中转箱30上，然后顶升机构820下降，带动外密封塞5000与中转箱30一同下降落于托盘812上，此时内密封塞3000再由内密封驱动开关4000驱动以封闭样本进出口404的上侧，托盘812再相对于滑轨811移动，以将外密封塞5000与中转箱30一同转移出样本库10外，或者中转箱转移机构810和顶升机构820进行逆向运动，将外密封塞5000和中转箱30一同从样本库10外转移至样本库10内。当外密封塞5000和中转箱30一同被转移至样本库10内并位于样本进出口404时，中转箱30将样本进出口404的下侧封闭，而内密封塞3000再次开启样本进出口404的上侧，这样就可以保证样本进出口404的上下两侧在任何时候都至少有一侧是密封的，不会出现密封舱200连通外部环境的情况，保证密封舱200的舱室不会进入湿气。
76.结合图1至图8，基于上述样本库10的结构，以下对生物样本利用上述样本库10进行存取的流程进行说明：
77.首先，中转箱30放置于样本库10的外部，对中转箱30内充液氮，将存有生物样本的样本盒20放入中转箱30内的相应位置，并盖上中转箱30的箱盖。
78.然后，启动样本库10，开始样本的存储操作。此时顶升杆821驱动顶升块822下降，并带动外密封塞5000下降落到中转箱转移机构810的托盘812上，中转箱转移机构810驱动托盘812和外密封塞5000自动伸出；操作人员将中转箱30放置在外密封塞5000上，操作人员将中转箱30箱盖打开后，托盘812自动缩回，顶升杆821驱动顶升块822上升，将中转箱30顶升至样本进出口404下方，并抵持于样本进出口404下侧，使中转箱30将样本进出口404的下侧密封，此时内密封塞3000在内密封驱动开关4000的驱动下将样本进出口404的上侧开启。
79.与此同时，与以上动作同步进行，提升机构530驱动铲盘512下降至罐体310内的液氮液位以下，使液氮盒513内充满液氮，然后再驱动铲盘512上升至待提取的目标样本盒20所在的某一高度，旋转驱动元件524驱动旋转驱动轴522与铲盘512一同转动至与罐体310内的某一提篮330相对应的角度，伸缩驱动元件525驱动伸缩驱动轴523转动，使铲盘512位于样本盒20下方，然后向上升起少许，托起样本盒20，然后缩回，使样本盒20进入铲盘盒511内以提取样本盒20。
80.接下来，提升机构530再驱动铲盘512上升，上升到一定高度时，驱动机构520抵持于保温塞320将保温塞320也一同提起并上升，使液氮罐300的罐体310开口开启，升至最高点时，铲盘512连通样本盒20一同位于罐体310开口的上方并位于第一保温舱410中。
81.之后，伸缩驱动元件525再次驱动伸缩驱动轴523旋转，使铲盘512与样本盒20一同从铲盘盒511伸出，将样本盒20通过第一保温舱410和第二保温舱420之间的连通口403送入第二保温舱420中。
82.进一步地，样本盒转移模块600驱动样本盒转移机构620将样本盒20由从铲盘机构510上转移至中转箱30的相应位置，转移过程中，液氮通过样本盒转移机构620的液氮喷淋通道6211不断向样本盒20喷淋液氮，以营造深低温环境。此时铲盘机构510复位，进入液氮罐300内，铲盘512下降，液氮罐300的保温塞320封闭液氮罐300的罐体310。
83.然后，挑管机构720对中转箱30内的两个样本盒20执行挑管操作，将外部样本盒20内的样本存入罐内样本盒20中。
84.最后，挑管完成后，样本库10进行逆向动作，恢复到待机状态。
85.值得注意的是，在另一实施例中，第一保温舱410和第二保温舱420之间还可增加可自动开关的保温性良好的隔离门，这样可以对第二保温舱420内部进行局部降温，代替样本盒20在转移过程中，不断向样本盒20喷淋液氮的操作。由于第二保温舱420的空间较小，因此降温效率较高，液氮消耗量也较少，同时可以营造温度更均匀的低温环境，更有利于保护样本。
86.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
87.以上所述实施例仅表达了本发明的其中一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。