本發(fā)明涉及生物樣品取材技術領域，具體地說是一種智能化程度較高的生物樣品快速取材裝置。

背景技術：

在醫(yī)學中一般通過手術器械對目標樣品進行取材，然后再手動轉移到切割管完成取材樣品的保存。一般來說，從樣本離體到完成保存所需的時間愈短，對樣品的損害越少。常規(guī)的取材方式，需要用手術器材一層一層的切割，再將需要的樣本切成合適的大小，分別放入常規(guī)的凍存管，遇到冰凍的樣本還需要等待樣本解凍。上述方式下，由于操作復雜，所以樣品離體到完成保存的時間較長，對于保證取材樣品的質量是十分不利的。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種生物樣品快速取材裝置，用于實現對樣品的智能化快速取材。

本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種生物樣品快速取材裝置，其特征是，它包括機架、凍存管存儲總成、管托、凍存管、轉移總成、夾持總成和切割驅動總成，在所述機架上設有凍存管存儲總成，所述凍存管存儲總成主要包括第一支架、支腿、管托和輸送機構，在所述機架的頂部固定有支腿，在所述支腿的頂部設有第一支架，在所述第一支架的底部設有輸送機構，所述輸送機構主要包括鏈輪、鏈條、第一輸送齒輪、第二輸送齒輪、輸送蝸輪、輸送蝸桿、第三輸送齒輪、第四輸送齒輪和輸送電機，所述鏈輪為成對設置的兩個并轉動安裝在第一支架的底部，在兩鏈輪之間設有鏈條，在所述鏈條上均勻分布著若干管托，所述管托為上端敞口的圓柱形結構；所述輸送蝸輪與其中一個鏈輪共軸設置，所述輸送蝸桿與輸送蝸輪嚙合并與第三輸送齒輪共軸設置，所述第四輸送齒輪與第三輸送齒輪嚙合并固定在輸送電機的輸出端，所述輸送電機設置在第一支架的底部，在所述第一支架的邊緣設有放入口，輸送電機每動作一次便有一個管托移動至放入口的正下方；

在所述管托中放置有凍存管，所述凍存管為上端敞口的圓柱形中空結構，在所述凍存管的敞口端設有圓環(huán)形的刀具，在所述刀具的作用端設有若干在同一圓周上均布的切割齒，在所述凍存管的封口端設有若干對鎖止孔，在所述凍存管的敞口端螺紋安裝有管帽；

在所述凍存管存儲總成的末端設有轉移總成，所述轉移總成主要包括第二支架、滑板、平移機構、第三支架、翻轉驅動機構和支撐桿，所述第二支架固定在機架上，在所述第二支架上設有滑板以及驅動滑板在水平面內做往復直線運動的平移機構，在所述滑板上設有第三支架，在所述第三支架上轉動安裝有嚙合配合的翻轉蝸輪和翻轉蝸桿，所述翻轉蝸桿與從動錐齒輪共軸設置，所述從動錐齒輪與主動錐齒輪嚙合配合，所述主動錐齒輪固定在翻轉轉電機的輸出軸上，所述翻轉電機、主動錐齒輪、從動錐齒輪、翻轉蝸輪和翻轉蝸桿構成了翻轉驅動機構；在所述翻轉蝸輪的外壁上設有一對支撐桿，翻轉電機每動作一次支撐桿在豎直面內擺動180度；

在所述支撐桿上固定有夾持總成，所述夾持總成主要包括第四支架、第一擺桿、第二擺桿、第一夾板、第二夾板、凸輪和分離電機，所述第四支架固定在支撐桿上，支撐桿位于兩側的極限位置時第四支架位于水平面內，在所述第四支架上垂直設置有鉸接軸，在所述鉸接軸上鉸接安裝有第一擺桿和第二擺桿，在所述第一擺桿上固定有第一夾板，在所述第二擺桿上固定有第二夾板，第一、第二夾板均為圓弧形結構，在第一、第二擺桿之間設有彈簧，在彈簧的作用下第一、第二夾板圍成夾持凍存管的圓形夾持腔；在所述第四支架上設有分離電機，在所述分離電機的輸出端設有凸輪，所述凸輪位于第一、第二擺桿之間并在凸輪的外壁上設有一對凸起，所述凸起與第一、第二擺桿接觸后克服彈簧的彈力使得第一、第二夾板相互分離；

在所述機架上還設有切割驅動總成，所述切割驅動總成主要包括氣缸、橫臂、殼體、夾持盤、凍存管旋轉機構和凍存管鎖止機構，所述氣缸固定在機架上，在所述氣缸的活塞桿上固定有橫臂，在所述橫臂的底部設有殼體，在所述殼體的內部轉動安裝有夾持盤，在所述夾持盤上設有一對滑槽，在所述滑槽中滑動安裝有鎖止桿，在所述鎖止桿的下端固定有鎖止扣，兩鎖止扣置于成對的鎖止孔中時可實現對凍存管的夾緊，在所述夾持盤上設有鎖止電機，在所述鎖止電機的輸出端設有轉輪，在所述轉輪上固定有曲柄，在所述曲柄與鎖止桿之間設有連桿，鎖止電機動作時通過曲柄和連桿驅動兩鎖止桿的同步靠近或遠離，所述鎖止電機、轉輪、曲柄、連桿、鎖止桿和鎖止扣構成了鎖止機構；在所述殼體內設有驅動夾持盤做旋轉運動的凍存管旋轉機構。

進一步地，所述平移機構主要包括平移電機、齒條和平移齒輪，所述平移電機固定在第一支架上，所述齒條固定在滑板上，所述平移齒輪固定在平移電機的輸出端并與齒條嚙合。

進一步地，所述凍存管旋轉機構主要包括切割電機、第一切割齒輪和第二切割齒輪，所述第一切割齒輪固定在轉軸上，在所述夾持盤上固定有密封罩，所述轉軸與密封罩固連，在所述殼體內壁設有切割電機，所述第二切割齒輪與第一切割齒輪嚙合并固定在切割電機的輸出端。

進一步地，所述曲柄為“一”字形結構。

進一步地，與凍存管外壁接觸的鎖止孔處圓弧過渡。

進一步地，在所述管托的敞口端設有上大、下小的擴孔。

進一步地，在所述第一擺桿上設有第一固定柱，在所述第二擺桿上設有第二固定柱，所述彈簧設置在第一、第二固定柱之間。

進一步地，所述第一支架為U形結構，所述滑板設置在第一支架的內側，并在第一支架的內壁上設有與滑板配合的滑槽。

進一步地，在所述殼體的下端設有端蓋，在所述端蓋上固定有軸承，所述夾持盤固定在軸承的內圈中，在所述端蓋上設有避讓鎖止桿的長槽。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種生物樣品快速取材裝置，可以實現對凍存管的存放，當需要進行樣品取材時，凍存管可在輸送機構的驅動下移動，以處于工作位置。夾持總成的設置可以夾持凍存管存儲總成上的凍存管，在轉移總成的作用下將凍存管轉移至切割驅動總成處，切割驅動總成上的鎖止桿可實現對凍存管的鎖止夾持，然后凍存管旋轉機構帶動凍存管做旋轉運動，此時凍存管敞口端的刀具對生物樣品進行旋轉切割，與此同時在氣缸的帶動下凍存管下移，進而將切割下的生物樣品儲存在凍存管中。本發(fā)明可高效實現對生物樣品的取材，且工作時無需人工直接操作，解放了人力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的示意圖；

圖2為凍存管存儲總成的示意圖之一；

圖3為凍存管存儲總成的示意圖之二；

圖4為管托的剖視圖；

圖5為凍存管的三維圖；

圖6為凍存管與刀具的示意圖；

圖7為凍存管的剖視圖；

圖8為管帽的外形圖；

圖9為管帽的剖視圖；

圖10為轉移總成和夾持總成的示意圖；

圖11為滑板的驅動示意圖；

圖12為夾持總成的示意圖；

圖13為第一、第二夾板張開時的示意圖；

圖14為夾持總成的翻轉驅動機構示意圖；

圖15為切割驅動總成的示意圖；

圖16為凍存管旋轉機構的示意圖；

圖17為凍存管鎖止機構的示意圖；

圖18為鎖止桿的安裝示意圖；

圖中：1機架；

2凍存管存儲總成，21第一支架，211放入口，22支腿，23鏈輪，24鏈條，25第一輸送齒輪，251第二輸送齒輪，252輸送蝸輪，253輸送蝸桿，254第三輸送齒輪，255第四輸送齒輪，256輸送電機，26支座；

3管托，31放置腔，32擴口；

4凍存管，41外螺紋，42安裝孔，43鎖止孔，431圓弧過渡，44管帽，441內管，442密封圈，45刀具，451切割齒；

5轉移總成，51第二支架，511滑槽，52滑板，521齒條，522平移齒輪，523平移電機，53第三支架，54翻轉蝸輪，541翻轉蝸桿，542從動錐齒輪，543主動錐齒輪，544翻轉電機，55支撐桿；

6夾持總成，60第四支架，61第一擺桿，611第一固定柱，62第二擺桿，621第二固定柱，63第一夾板，64第二夾板，65彈簧，66分離電機，67凸輪，68凸起；

7切割驅動總成，71氣缸，72橫臂，73殼體，74夾持盤，741密封罩，742滑槽，743鎖止電機，744轉輪，745曲柄，746連桿，75轉軸，751第一切割齒輪，752第二切割齒輪，753切割電機，76端蓋，761長槽，77鎖止桿，771限位塊，78鎖止扣，79軸承；

8鉸接。

具體實施方式

如圖1至圖18所示，本發(fā)明主要包括機架1、凍存管存儲總成2、管托3、凍存管4、轉移總成5、夾持總成6和切割驅動總成7，下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細描述。

如圖1所示，機架1為本發(fā)明的支撐部件，在機架的頂部設有凍存管存儲總成2。

凍存管存儲總成：

如圖2、圖3所示，凍存管存儲總成主要包括第一支架21、支腿22、輸送機構和管托3，第一支架21水平放置，包括兩端的半圓形部分和中間的矩形部分，第一支架可以由型材焊接固定而成，在第一支架的底部設有四個支腿22，在第一支架的底部設有一對鏈輪23，在兩鏈輪之間設有鏈條24，在鏈條上鉸接安裝有管托3，如圖4所示，管托為上端敞口的圓柱形結構，管托的內腔為放置腔31，在管托的上部設有擴口32，擴口為上大、下小的錐形結構，擴口的小端與放置腔連通且平滑過渡。在其中一個鏈輪的鏈輪軸上固定有第一輸送齒輪25，在第一支架的底部設有與第一輸送齒輪嚙合的第二輸送齒輪251，在第二輸送齒輪的齒輪軸上固定有輸送蝸輪252，在第一支架的底部設有一對支座26，在兩支座之間設有與輸送蝸輪嚙合的輸送蝸桿253，在輸送蝸桿的蝸桿軸上固定有第三輸送齒輪254，在第一支架的底部設有輸送電機256，在輸送電機的輸出端設有與第三輸送齒輪嚙合的第四輸送齒輪255。輸送電機、鏈輪、鏈條、第一輸送齒輪、第二輸送齒輪、輸送蝸輪、輸送蝸桿、第三輸送齒輪和第四輸送齒輪構成了輸送機構，通過輸送機構實現對鏈條的驅動，進而實現對管托的輸送和移動。在第一支架的后側設有放入口211，鏈條每移動一次，便有一個管托位于放入口的正下方，此時可將凍存管穿過放入口后放在管托中。

凍存管：

如圖5所示，凍存管4為上端敞口的圓柱形中空結構，在凍存管的敞口端的外壁上設有外螺紋41，如圖7所示，在凍存管的敞口端的內側設有安裝孔42，在凍存管的封口端的外壁上設有若干對鎖止孔43，鎖止孔為盲孔，與凍存管外壁接觸的鎖止孔一端圓弧過渡431，如圖6所示，在安裝孔中螺紋安裝有刀具45，刀具為圓環(huán)形結構，在刀具的作用端設有若干在同一圓周上均勻分布的切割齒451，切割齒為三角形結構，切割齒用于切割生物樣品。在凍存管的敞口端設有管帽44，如圖8、圖9所示，管帽為下端敞口的圓柱形結構，在管帽的內側設有內管441，在內管的下部的外部上套有密封圈442。通過凍存管取材后，將管帽螺紋安裝在凍存管的敞口端，凍存管上的外螺紋與管帽的內壁螺紋連接。密封圈的設置，可以起到很好的密封效果。

轉移總成：

如圖10、圖11所示，轉移總成主要包括第二支架51、滑板52、平移機構、第三支架53和翻轉驅動機構，第二支架51為轉移總成的支撐部件，第二支架為U形結構，在第二支架的內壁上設有滑槽511，在第二支架的內側設有滑板52，滑板與滑槽滑動連接，在滑板與第二支架之間設有平移機構，平移機構主要包括齒條521、平移齒輪522和平移電機523，齒條固定在滑板的底部，在滑板的下方設有平移電機523，在平移電機的輸出端固定有平移齒輪522，平移齒輪與齒條嚙合配合，通過平移機構驅動滑板的往復移動。在滑板的頂部固定有第三支架53，第三支架為上端窗口的長方體形結構，如圖14所示，在第三支架的內側轉動安裝有翻轉蝸輪54，在所述第三支架的內側轉動安裝有翻轉蝸桿541，翻轉蝸桿與翻轉蝸輪嚙合，在翻轉蝸桿的蝸桿軸上固定有從動錐齒輪542，在第三支架的底部固定有翻轉電機544，在翻轉電機的輸出端固定有與從動錐齒輪嚙合的主動錐齒輪543，翻轉電機、翻轉蝸輪、翻轉蝸桿、從動錐齒輪和主動錐齒輪構成了翻轉驅動機構。在翻轉蝸輪的外壁上固定有兩根支撐桿55，兩支撐桿的一端與翻轉蝸輪固定連接，在兩支撐桿的另一端設有夾持總成6。

夾持總成：

如圖12所示，夾持總成主要包括第四支架60、第一擺桿61、第二擺桿62、第一夾板63、第二夾板64、彈簧65、分離電機66和凸輪67，第四支架為夾持總成的支撐部件，夾持總成通過第四支架固定在支撐桿上。第四支架為L形結構，在第四支架上設有第一擺桿61和第二擺桿62，第一擺桿的安裝端通過鉸接軸與第二擺桿的安裝端鉸接8連接，為避免第一擺桿與第二擺桿擺動時相互之間的干涉，在第一擺桿的側面與第二擺桿相對的長槽，在擺動過程中第二擺桿可伸入到第一擺桿上的長槽中。在第一擺桿的自由端固定有圓弧形的第一夾板63，在第二擺桿的自由端固定有圓弧形的第二夾板64，通過第一夾板和第二夾板的配合作用實現對凍存管的夾持。在第一擺桿的自由端的頂部固定有第一固定柱611，在第二擺桿的自由端的頂部固定有第二固定柱621，在第一固定柱與第二固定柱之間設有彈簧65，在彈簧的作用下第一、第二夾板圍成夾持凍存管的圓形夾持腔。為驅動第一、第二擺桿向兩側擺動使得第一、第二擺桿相互分離，在第一擺桿與第二擺桿之間設有分離電機66，分離電機固定在第四支架上，在分離電機的輸出端設有凸輪67，在凸輪的外壁上設有凸起68，凸輪的設置使得凸輪上具有兩個最高點，凸起的外壁光滑。如圖13所示，驅動分離電機轉動，使得凸輪上的凸起之逐漸與第一、第二擺桿接觸，此時在凸輪的擠壓作用下克服彈簧的彈力，使得第一、第二擺桿相互分離，進而使得第一夾板與第二夾板分離，此時通過平移機構驅動滑板向靠近凍存管存儲總成所在的一側移動，直至凍存管置于第一、第二夾板之間，隨后驅動分離電機轉動，直至凸輪上的凸起與第一、第二擺桿分離，此時第一夾板與第二夾板配合作用將凍存管夾緊，且凍存管的敞口端朝上。隨后，驅動平移電機輸出反向的旋轉運動，此時滑板向遠離凍存管存儲總成的一側移動；當第一、第二夾板從第一支架的下方移開后，翻轉電機動作，使得第四支架翻轉180度，此時凍存管的敞口端朝下。為實現對凍存管的再次夾持，實現對生物樣品的取材，在轉移總成的右側設有切割驅動總成7。

切割驅動總成：

如圖15至圖18所示，切割驅動總成主要包括氣缸71、橫臂72、殼體73、凍存管旋轉機構和凍存管鎖止機構，豎向放置的氣缸71的缸筒固定在機架上，在氣缸的活塞桿自由端固定有橫臂72，橫臂位于水平面內，橫臂的安裝端與氣缸的活塞桿固連，在橫臂的自由端的底部設有殼體73，如圖16所示，殼體為下端敞口的圓柱形中空結構，在殼體內腔的下部設有夾持盤74，如圖17、圖18所示，夾持盤為圓形結構，在夾持盤上設有一對滑槽742，兩滑槽關于夾持盤的圓心中心對稱。在滑槽中滑動安裝有鎖止桿77，鎖止桿沿夾持盤的軸向設置，鎖止桿的下部位于夾持盤的下方，在鎖止桿的下部固定有鎖止扣78，鎖止扣為圓柱形桿，鎖止扣與鎖止桿垂直設置，鎖止扣的一端與鎖止桿固連，鎖止扣的另一端為半球形。在鎖止桿的頂部固定有位于夾持盤上方的限位塊771，限位塊的設置可以防止鎖止桿從夾持盤上掉落。在夾持盤的中心設有鎖止電機743，在鎖止電機的輸出端設有轉輪744，在轉輪的頂部固定有曲柄745，曲柄為一字形桿，曲柄的中部固定在轉輪的輪軸上，在曲柄的一端與其中一個限位塊之間設有連桿746，在曲柄的另一端與第二個限位塊之間設有連桿746，連桿與曲柄鉸接8，連桿與限位塊鉸接。鎖止電機工作時，驅動轉輪和曲柄的轉動，繼而通過連桿驅動鎖止桿在滑槽中的滑動，且兩鎖止桿同時遠離轉輪或同時靠近轉輪。鎖止電機734、轉輪744、曲柄745、連桿746、鎖止桿、夾持盤和鎖止扣構成了凍存管鎖止機構。

在夾持盤的頂部固定有密封罩741，密封罩罩在凍存管鎖止機構的外部，密封罩與夾持盤固定連接。在密封罩的頂部固定有轉軸75，轉軸轉動安裝在殼體的內部，在轉軸上固定有第一切割齒輪751，在殼體的頂部設有切割電機753，在切割電機的輸出端固定有與第一切割齒輪嚙合的第二切割齒輪752，切割電機、轉軸、第一切割齒輪和第二切割齒輪構成了凍存管旋轉機構。

為便于安裝、實現密封，在殼體的底部設有端蓋76，在端蓋上設有容鎖止桿移動的長槽761。在端蓋上固定有軸承79，夾持盤固定在軸承的內圈中。夾持總成翻轉180度并在平移機構的作用下凍存管位于夾持盤的正下方后，氣缸活塞桿縮回一段，此時鎖止孔與鎖止扣位于同一水平面內，驅動切割電機低速動作，使得鎖止扣與鎖止孔對齊后，鎖止電機動作使得鎖止扣伸入到鎖止孔中，此時便實現了對凍存管的夾持，隨后在分離電機的作用下第一、第二擺桿分開，在平移機構的作用下夾持總成向靠近凍存管存儲總成的一側移動，然后翻轉電機動作使得夾持總成反向旋轉180度后復位。最后，切割電機高度旋轉，同時氣缸的活塞桿緩慢縮回，此時凍存管敞口端的刀具對生物樣品進行旋轉切割，凍存管一邊旋轉的同時一邊下降，所以切割下來的生物樣品便進入到凍存管中，當切割量達到要求時，使切割電機停止動作即可，此時驅動氣缸活塞桿伸出，將凍存管從生物樣品中拔出。驅動鎖止電機輸出反向旋轉運動，使得鎖止桿向遠離轉輪的一側移動，此時鎖止扣逐漸將凍存管松開，當凍存管從切割驅動總成上移開后，便可將管帽安裝在凍存管上，此時可將凍存管放入冷凍箱中進行保存。