一种可实现多批次精液冷冻的装置的制作方法

本发明涉及精子冷冻技术领域，具体地说是一种可实现多批次精液冷冻的装置。

背景技术：

在人类精子库及人类辅助生殖技术中，精液的冷冻占有重要的作用。人类精子库中志愿者捐献的精液及生殖保险病人的精液都需要进行冷冻保存。而在人类辅助生殖技术中，某些取精困难的病人及夫妻两地分居的病人，由于精液获取的珍贵和获取难度大，更希望能够对已获得精液行冷冻保存以备下次使用。在临床工作中，不同病人精液的采集与冷冻时间往往不会一致，而从精液采集到冷冻的时间越短，精子冷冻后的复苏效果会越好。因此需要一种可实现对多批次精液同时冷冻的装置，对不同采集时间的精液标本进行冷冻保存，减少精液的离体时间，提高冷冻复苏效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可实现多批次精液冷冻的装置，用于实现对精液的保存并保持精液的活性。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种可实现多批次精液冷冻的装置，其特征是，它包括底座、冷冻箱总成、冷冻箱、冷冻管总成、冷冻总成和转移总成，在所述底座上设有冷冻箱总成，所述冷冻箱总成主要包括盒体、盒盖、推板、开关和把手，所述盒体为具有圆形内腔的中空结构且盒体的一端敞口，在所述盒体的内腔中滑动安装有推板，在所述盒体的侧壁上设有长条孔，在所述推板上固定有与长条孔滑动配合的T字形的开关，所述开关的连接端与推板的圆形外壁固连且开关的驱动端置于盒体的外部，在所述盒体的敞口端铰接安装有盒盖，在所述盒盖上设有把手，在所述盒盖与推板之间设有若干叠放放置的冷冻箱；

在所述底座上设有冷冻管总成，所述冷冻管总成主要包括支座、固定环、端盖、旋转环、旋转环驱动机构、冷冻管放置盘、横杆、竖筒和电动伸缩杆，所述支座固定在底座上，在所述支座的端面上设有圆孔，在该圆孔中设有圆环形的固定环，在所述固定环的内侧设有轴承，在所述轴承的内圈上固定有旋转环，在所述支座的内腔中设有驱动旋转环间歇转动的旋转环驱动机构；在所述支座的内壁上固定有位于水平面内的横杆，在所述横杆上固定有竖筒，所述竖筒的顶部敞口，在所述竖筒的内腔中设有电动伸缩杆；在所述旋转环上固定有冷冻管放置盘，所述竖筒置于冷冻管放置盘一端的圆孔中，在所述冷冻管放置盘的圆形外壁上设有若干沿周向均匀设置的放置腔，在远离冷冻管放置盘中心的放置腔内设有卡环，在所述卡环的内侧设有弹性的限位环，在靠近冷冻管放置盘中心的所述放置腔内设有托板，在所述托板与卡环之间设有储存弹簧，旋转环驱动机构每动作一次冷冻管放置盘转过的角度为360度除以放置腔的数目；在所述托板上放置有冷冻管，在所述冷冻管上设有管帽，在所述管帽的外壁上设有一对锁止孔；在所述冷冻管放置盘的外围设有端盖，在所述固定环的一端面上设有环形槽，所述端盖为一端敞口的圆柱形中空结构，所述端盖与环形槽螺纹连接，在所述端盖的侧壁上设有与放置腔相对应的通孔；

在所述底座上设有冷冻总成，所述冷冻总成主要包括安装架、平板、冷冻箱、管架和密封塞，所述安装架为平躺的U形结构，在所述安装架的内侧设有平板，在所述平板与安装架的下部之间设有举升弹簧，在所述平板上放置有冷冻箱，在所述冷冻箱的底部设有方孔，在所述平板的顶部设有与方孔配合的方块；在所述冷冻箱的内侧转动安装有管架，在所述管架的顶部设有若干在同一圆周上均匀分布的管托，所述管托为顶部敞口的圆柱形结构，在所述管托上设有小孔，在所述管托的内腔中设有垫板，在所述垫板上设有板眼，所述垫板与管托底部之间的距离为5cm，所述垫板将管托的内腔分成上下连通的两部分；在所述管托所在圆周的圆心上设有固定在管架上的延伸柱，在延伸柱的顶部设有方孔，在所述延伸柱的上方设有固定在安装架上的从动轴，所述从动轴的下部为与方孔配合的方形且从动轴的下部伸入到方孔中，在所述安装架上设有驱动从动轴旋转的管架驱动机构；在所述冷冻箱的顶部设有箱盖，在所述箱盖的中心设有与延伸柱配合的中心孔，在所述箱盖上设有偏心设置的进液口和放入口，在所述进液口中设有单向阀，在所述放入口中设有密封塞，所述密封塞的上表面为倾斜面，在所述箱盖中设有弹簧腔，在所述弹簧腔中设有密封弹簧，所述密封弹簧的一端与密封塞固连，在所述密封弹簧的作用下密封塞将放入口密封；

在所述底座上还设有转移总成，所述转移总成主要包括转盘、气缸、转盘驱动机构、横臂、壳体、夹持盘、冷冻管旋转机构和冷冻管锁止机构，在所述底座的顶部转动安装有转盘，在所述转盘上固定有气缸，在所述底座上设有驱动转盘旋转的转盘驱动机构；在所述气缸的活塞杆自由端固定有横臂，在所述横臂的底部设有壳体，在所述壳体的内部转动安装有夹持盘，在所述夹持盘上设有一对滑槽，在所述滑槽中滑动安装有锁止杆，在所述锁止杆的下端固定有锁止扣，两锁止扣置于成对的锁止孔中时实现对冷冻管的夹紧，在所述夹持盘上设有锁止电机，在所述锁止电机的输出端设有转轮，在所述转轮上固定有曲柄，在所述曲柄与锁止杆之间设有连杆，锁止电机动作时通过曲柄和连杆驱动两锁止杆的同步靠近或远离，所述锁止电机、转轮、曲柄、连杆、锁止杆和锁止扣构成了冷冻管锁止机构；在所述壳体内设有驱动夹持盘做旋转运动的冷冻管旋转机构。

进一步地，所述旋转环驱动机构包括从动齿轮、主动齿轮和旋转环驱动电机，所述从动齿轮固定在旋转环上且从动齿轮空套在横杆上，在所述支座上设有旋转环驱动电机，在所述旋转环驱动电机的输出端固定有与从动齿轮啮合配合的主动齿轮。

进一步地，所述管架驱动机构主要包括从动链轮、主动链轮、管架蜗轮、管架蜗杆和管架驱动电机，所述从动链轮固定在从动轴上，在所述从动轴的一侧设有主动轴，在所述主动轴上固定有主动链轮，在所述主动链轮与从动链轮之间设有链条，在所述主动轴上固定有管架蜗轮，在所述安装架上设有管架驱动电机，在所述管架驱动电机的输出端设有管架蜗杆，所述管架蜗杆与管架蜗轮啮合。

进一步地，所述转盘驱动机构主要包括转盘驱动电机、第一旋转齿轮、第二旋转齿轮、转盘蜗杆和转盘蜗轮，所述转盘驱动电机固定在底座上，在所述转盘的底部设有竖轴，在所述竖轴上固定有转盘蜗轮，所述转盘蜗轮与转盘蜗杆啮合，所述转盘蜗杆与第一旋转齿轮共轴设置，所述第一旋转齿轮与固定在转盘驱动电机输出端的第二旋转齿轮啮合。

进一步地，所述冷冻管旋转机构主要包括夹持盘电机、第三旋转齿轮和第四旋转齿轮，所述第三旋转齿轮固定在转轴上，在所述夹持盘上固定有密封罩，所述转轴与密封罩固连，在所述壳体内壁设有夹持盘电机，所述第四旋转齿轮与第三旋转齿轮啮合并固定在夹持盘电机的输出端。

进一步地，在所述冷冻管放置盘的一端设有方形的固定器，所述固定器固定在旋转环上。

进一步地，在所述冷冻箱的内腔的底部设有圆台形的支撑柱，在所述管架的底部设有与支撑柱配合的盲孔。

进一步地，所述举升弹簧为沿周向均匀设置的多个。

进一步地，在所述安装架内设有支耳，所述管架蜗杆转动安装在支耳上。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种可实现多批次精液冷冻的装置，然后将精液存放在冷冻管中保存。冷冻管放置在冷冻总成中，通过液氮对冷冻管进行冷保存。对冷冻管进行放置时，将冷冻管放置在锁止杆之间，然后转移总成将冷冻管自动存放在冷冻箱中，冷冻箱顶部箱盖上密封塞的设置可自行关闭，对冷冻箱起到密封的作用。若干冷冻箱叠放放置在盒体中，便于冷冻箱的保存。本发明智能化程度高，可自行实现对冷冻管的冷保存；取用冷冻箱时，打开盒盖，推动开关即可取用冷冻箱。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为冷冻箱总成的示意图；

图3为盒体的示意图；

图4为图3中的D-D剖视图；

图5为图3中的E向局部向视图；

图6为冷冻箱的叠放示意图；

图7为盒盖打开后的示意图；

图8为冷冻管总成的正面示意图；

图9为冷冻管总成的内部结构示意图；

图10为顶出机构的示意图；

图11为旋转环的示意图；

图12为冷冻管放置盘的示意图；

图13为冷冻管放置盘与固定器的位置示意图；

图14为冷冻管放置盘的剖视示意图；

图15为图14中的A向局部向视图；

图16为端盖的剖视图；

图17为冷冻总成的示意图；

图18为管架驱动电机、管架蜗杆的示意图；

图19为管架在冷冻箱中的示意图；

图20为冷冻箱的俯视示意图；

图21为冷冻箱的箱体的剖视图；

图22为管架的剖视图；

图23为图22中的B向局部向视图；

图24为箱盖的剖视示意图；

图25为图24中的C处局部放大图；

图26为转移总成的俯视示意图；

图27为转移总成在底座上的安装示意图；

图28为冷冻管旋转机构的示意图；

图29为冷冻管锁止机构的示意图；

图30为锁止杆的位置示意图；

图31为冷冻管的示意图；

图中：1底座，11槽盖，12轴承座；

2冷冻箱总成，21盒体，22推板，23开关，24长条孔，25盒盖，26把手；

3冷冻箱，31方孔，32支撑柱，33管架，331盲孔，34延伸柱，35管托，351垫板，352板眼，36小孔，37箱盖，371安装环，372进液口，373单向阀，374中心孔，375放入口，376弹簧腔，38密封塞，381倾斜面，382密封弹簧，383缝隙；

4转盘，41竖轴，42转盘蜗轮，43转盘蜗杆，44第一旋转齿轮，45第二旋转齿轮，46转盘驱动电机；

5冷冻管总成，51支座，52固定环，521环形槽，53端盖，531通孔，54轴承，55旋转环，551从动齿轮，552主动齿轮，553旋转环驱动电机，554避让孔，56冷冻管放置盘，561固定器，562放置腔，563卡环，564储存弹簧，565限位环，566缩口，567托板，568圆孔，57横杆，571竖筒，572电动伸缩杆；

6冷冻总成，61安装架，62平板，621举升弹簧，63从动轴，64从动链轮，641支耳，642主动轴，643主动链轮，644链条，645管架蜗轮，646管架蜗杆，647管架驱动电机；

7转移总成，71气缸，72横臂，73壳体，74夹持盘，741密封罩，742滑槽，743锁止电机，744转轮，745曲柄，746连杆，75转轴，751第三旋转齿轮，752第四旋转齿轮，753夹持盘电机，76底板，761长槽，77锁止杆，771限位块，78锁止扣；

8铰接；

9管体，91管帽，92锁止孔。

具体实施方式

如图1至图31所示，本发明主要包括底座1、冷冻箱总成2、冷冻箱3、转盘驱动机构、冷冻管总成5、冷冻总成6和转移总成7，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1所示，底座1为本发明的基础部件，用于支撑其它部件。在底座上设有冷冻箱总成2。

冷冻箱总成：

如图2所示，冷冻箱总成2主要包括盒体21、推板22、开关23、盒盖25和把手26，如图3所示，盒体21为长方体形的中空结构，盒体的内腔为圆柱形结构，在盒体的内腔中设有推板22，如图4所示，推板为圆形结构的金属板或塑料板，推板可在盒体的内腔中滑动，在盒体的侧壁上设有长条孔24，在推板上固定有T字形的开关23，开关滑动安装在长条孔中。滑动开关时，可以驱动推板在盒体中的移动。盒体的一端敞口，如图5所示，在盒体的敞口端铰接安装有盒盖25，在盒盖上设有把手26，以方便盒盖的开启。在盒体的内腔中设有若干叠放放置的冷冻箱3，冷冻箱存放在冷冻箱总成中。如图7所示，打开盒盖后，推动开关向盒盖所在的一侧滑动，便可将冷冻箱从盒体中推出，此时便可取用冷冻箱。

在底座上设有冷冻管总成5，如图8至图16所示，冷冻管总成主要包括支座51、固定环52、端盖53、轴承54、旋转环55、冷冻管放置盘56、固定器561、横杆57、竖筒571和电动伸缩杆572，支座51为块状结构，支座固定在底座上，在支座的端面上设有圆孔，如图10所示，在圆孔中设有圆环形的固定环52，在固定环的端面上设有环形槽521。在固定环的内侧设有轴承54，在轴承的内圈中固定有旋转环55，在旋转环上固定有从动齿轮551，如图11所示，在从动齿轮的中心设有避让孔554，横杆置于避让孔中但不与从动齿轮接触，在支座上设有旋转环驱动电机553，在旋转环驱动电机的输出端设有主动齿轮552，主动齿轮与从动齿轮啮合配合。通过旋转环驱动电机、主动齿轮、从动齿轮驱动旋转环的转动，旋转环驱动电机、主动齿轮、从动齿轮构成了旋转环驱动机构。在旋转环上固定有方形的固定器561，固定器置于旋转环的内侧，如图12所示，在固定器上设有冷冻管放置盘56，如图14所示，在冷冻管放置盘的圆形外壁上设有若干沿周向均匀设置的放置腔562，在远离冷冻管放置盘中心的每一放置腔的一端固定有圆环形的卡环563，如图15所示，在卡环的内侧设有限位环565，限位环为圆环形的橡胶件且自身具有很好的弹性，限位环的内侧为缩口566。在放置腔中设有圆形的托板567，在托板与卡环之间设有储存弹簧564，通过储存弹簧拉住托板防止托板从放置腔中掉出。如图13所示，在冷冻管放置盘的端面上设有圆孔568，圆孔与固定器的内腔连通。在支座的内壁上固定有横杆57，在横杆的自由端固定有竖筒571，横杆穿过避让孔554后置于旋转环的右侧，竖筒的顶部敞口，在竖筒的内腔中设有电动伸缩杆572，电动伸缩杆沿冷冻管放置盘的径向设置。托板和限位环的设置可以将冷冻管限制在放置腔中，当电动伸缩杆伸出后，可以将托板顶起，进而使得冷冻管穿过缩口后伸出放置腔，且此时缩口扩张。横杆、竖筒和电动伸缩杆构成了顶出机构。

为实现密封，在冷冻管放置盘的外围设有端盖53，如图16所示，端盖为一端敞口的圆柱形结构，在端盖的外壁上设有通孔531，电动伸缩杆将冷冻管顶出后，冷冻管经通孔从端盖中移出。在旋转环驱动电机的作用下，冷冻管放置盘转动的角度为360度除以放置腔的数目。

在底座上还设有冷冻总成6，如图17至图25所示，冷冻总成主要包括安装架61、平板62、冷冻箱3、管架33和管架驱动机构，如图17所示，安装架61为平躺的U形结构，在安装架的内腔中设有平板62，在平板与安装架的底部之间设有若干在同一圆周上均匀分布的举升弹簧621，在平板上设有冷冻箱3。举升弹簧的设置，可以对冷冻箱起到支撑的作用，除此之外举升弹簧自身的弹性还可以方便冷冻箱的放置。

如图19所示，在冷冻箱的底部设有方孔31，在平板的顶部设有与方孔配合的方块，进而实现冷冻箱与平板在水平面内的相对固定。如图21所示，冷冻箱为顶部敞口的圆柱形结构，在冷冻箱的内侧设有管架33，如图22所示，管架为圆形结构，在管架的底部的中心设有圆台形的盲孔331，如图21所示，在冷冻箱的内腔的底部设有与盲孔配合的支撑柱32，支撑柱的设置使得管架可在冷冻箱中转动。在管架的上部的中心设有延伸柱34，如图23所示，在延伸柱上也设有方孔。在管架的上部还设有若干在同一圆周上均匀分布的管托35，管托为圆柱形的中空结构且管托的顶部敞口，在管托的侧壁上设有小孔36，以便于液氮的进入。在管托中设置有垫板351，在垫板上设有若干板眼352，垫板的设置将管托的内腔分成上下连通的两部分，垫板距离管托底部之间的距离为5cm。

延伸柱位于管托所在圆周的圆心上，在冷冻箱的顶部设有圆形的箱盖37，在箱盖的底部设有圆环形的安装环371，箱盖通过安装环与冷冻箱连接。如图6所示，叠放放置冷冻箱时，将下方的冷冻箱上的延伸柱置于上方冷冻箱底部的方孔中。

如图20所示，在箱盖上设有进液口372，如图24所示，在进液口中设有单向阀373，液体只能经进液口进入到冷冻箱中。在箱盖的中心设有中心孔374，将箱盖安装在箱体上后，延伸柱穿过中心孔后伸出箱盖。在箱盖上设有弹簧腔376，在弹簧腔中设有密封弹簧382，在箱盖上设有圆形的放入口375，在放入口中设有圆形的密封塞38，密封塞的上表面为倾斜面381。在倾斜面下端的密封塞上设有外伸部383，如图29所示，在密封弹簧的作用下密封塞置于放入口中且密封塞与放入口之间具有缝隙383，缝隙的设置使得液氮可与外界相通。冷冻精液时，将冷冻管放置在管托中的垫板上，此时在冷冻箱内注入液氮，液氮的液面与管托的底部平齐，此时冷冻管置于液氮的液面之上5cm处，冷冻管所处的温度为-80摄氏度，此时对精液进行一次冷冻，且冷冻时间为20min。20min后，再向冷冻箱中注入液氮，直至液氮的液面置于垫板之上冷冻管可以漂浮在液氮中即可，此时冷冻管在-196摄氏度的环境下进行二次冷冻保存。这种方式下，根据需要注入液氮，可避免液氮的浪费。

为驱动管架的旋转，如图17所示，在冷冻箱的上方设有从动轴63，从动轴的下部为方形并与延伸柱上的方孔配合。在从动轴上设有从动链轮64，在从动轴的左侧设有主动轴642，在主动轴上设有主动链轮643，在主动链轮与从动链轮之间设有链条644。在主动轴的下部设有管架蜗轮645，在安装架的内壁上设有管架驱动电机647，在管架驱动电机的输出端设有管架蜗杆646，管架蜗杆与管架蜗轮啮合，如图18所示，在安装架内壁上还设有支撑管架蜗杆的支耳641。管架驱动电机、管架蜗杆、管架蜗轮、主动链轮、从动链轮和链条构成了管架驱动机构，通过管架驱动机构驱动管架的间歇转动，且管架驱动机构每动作一次，管架转动的角度为360度除以管托的数目，此时下一个管托转动至密封塞的正下方。冷冻管由上往下移动时，冷冻管的下部逐渐靠近密封塞直至与密封塞接触后，冷冻管挤压密封塞进而克服密封弹簧的弹力作用，使得密封塞从放入口中移开，直至密封塞完全从放入口中移开后，可将冷冻管放入管托中。

在底座上设有转移总成7，转移总成的作用是将冷冻管放入到冷冻箱中。如图26至图31所示，转移总成主要包括气缸71、转盘驱动机构、冷冻管旋转机构、冷冻管锁止机构、锁止杆77和锁止扣78，如图26所示，在底座上设有凹槽，在凹槽上部设有槽盖11，在槽盖中设有可旋转的转盘4，在转盘的底部设有竖轴41，竖轴通过轴承座12转动安装在底座上，在竖轴上设有转盘蜗轮42，在凹槽中转动安装有转盘蜗杆43，转盘蜗杆与第一旋转齿轮44共轴设置，在凹槽中还设有转盘驱动电机46，在转盘驱动电机的输出端设有第二旋转齿轮45，第一旋转齿轮与第二旋转齿轮啮合，在转盘的顶部固定有气缸71，转盘驱动电机、第一旋转齿轮、第二旋转齿轮、转盘蜗轮和转盘蜗杆构成了驱动转盘在水平面内旋转的转盘驱动机构。在气缸的活塞杆上固定有横臂72，在横臂的自由端的底部设有壳体73，如图28所示，壳体为下端敞口的圆柱形中空结构，在壳体内腔的下部设有夹持盘74，如图29、图30所示，夹持盘为圆形结构，在夹持盘上设有一对滑槽742，两滑槽关于夹持盘的圆心中心对称。在滑槽中滑动安装有锁止杆77，锁止杆沿夹持盘的轴向设置，锁止杆的下部位于夹持盘的下方，在锁止杆的下部固定有锁止扣78，锁止扣为圆柱形杆，锁止扣与锁止杆垂直设置，锁止扣的一端与锁止杆固连，锁止扣的另一端为半球形。在锁止杆的顶部固定有位于夹持盘上方的限位块771，限位块的设置可以防止锁止杆从夹持盘上掉落。在夹持盘的中心设有锁止电机743，在锁止电机的输出端设有转轮744，在转轮的顶部固定有曲柄745，曲柄为一字形杆，曲柄的中部固定在转轮的轮轴上，在曲柄的一端与其中一个限位块之间设有连杆746，在曲柄的另一端与第二个限位块之间也设有连杆746，连杆与曲柄铰接8，连杆与限位块铰接。锁止电机工作时，驱动转轮和曲柄的转动，继而通过连杆驱动锁止杆在滑槽中的滑动，且两锁止杆同时远离转轮或同时靠近转轮。锁止电机734、转轮744、曲柄745、连杆746、锁止杆、夹持盘和锁止扣构成了冷冻管锁止机构。

在夹持盘的顶部固定有密封罩741，密封罩罩在冷冻管锁止机构的外部，密封罩与夹持盘固定连接。在密封罩的顶部固定有转轴75，转轴转动安装在壳体的内部，在转轴上固定有第三旋转齿轮751，在壳体的顶部设有夹持盘电机753，在夹持盘电机的输出端固定有与第三旋转齿轮啮合的第四旋转齿轮752，夹持盘电机、转轴、第三旋转齿轮和第四旋转齿轮构成了冷冻管旋转机构。

为便于安装、实现密封，在壳体的底部设有底板76，在底板上设有容锁止杆移动的长槽761。在端盖上固定有轴承，夹持盘固定在轴承的内圈中。

如图31所示，冷冻管包括管体9和管帽91，管体与管帽螺纹连接，在管帽的外壁上设有一对锁止孔92，两锁止扣置于锁止孔中后可以实现对冷冻管的夹持。

下面对本发明的使用进行描述：

需要取用冷冻管时，驱动电动伸缩杆动作，将托板顶起，此时冷冻管被顶出伸出冷冻管放置盘。取下被顶出的冷冻管，然后将取出的精液装入冷冻管中，并加入冷冻保护剂后盖上管帽。然后将冷冻管放置在两锁止杆之间，驱动夹持盘电机动作使得锁止扣正对管帽上的锁止孔，然后驱动锁止电机动作使得锁止扣置于锁止孔中，此时便实现了对冷冻管的夹持。然后驱动转盘驱动电机动作，使得气缸在水平面内旋转180度，此时冷冻管置于放入口的正上方。然后驱动气缸活塞杆缩回，使得冷冻管进入到冷冻箱中后，松开冷冻管后冷冻管落在管托中的垫板上，此时冷冻箱中的液氮液面与管托的底部平齐，冷冻管在-80摄氏度的环境下冷冻保存。然后，驱动气缸活塞杆伸出，驱动转盘回到初始位置。驱动旋转环驱动电机动作，使得冷冻管放置盘转动一次，使得下一个冷冻管处于待取状态。