医务人员人工存取血液标本可能会存在因为人为因素而导致血液标本被拿错或导致感染风险,实验室自动化系统不仅有助于提升血液标本检测效率的提高,而且还能降低人为因素带来的风险,因而医疗自动化设备受到国内外研究者、医疗设备供应商和医疗机构的广泛关注。血液标本自动存取装置作为实验室自动化系统的重要组成部分,利用冷藏柜的存储功能,在冷藏柜内置入血液标本自动存取装置用于取代人工存取血液标本,为实现安全输血以及实现输血实验室自动化提供有效手段。血液标本自动存取装置包括硬件结构、控制系统和管理系统等。本文对血液标本自动存取装置进行了结构设计、控制系统设计、血液标本存储路径优化和管理系统设计,本文完成的主要工作如下:1、血液标本自动存取装置的硬件总体结构由位置变换机构、标本收纳层运输机构和夹持机构等组成,利用ANSYS有限元软件分别对位置变换机构中支撑臂零件、标本收纳层运输机构中推拉零件和夹持机构中末端手指等关键零件进行了静力学分析,得到关键零件的最大形变量分别为（0.003,0.047,0.090）mm,关键零件的形变量对位置变换机构的定位、标本收纳层的运输定位及血液标本的被夹紧的程度近乎没有影响,因而可以忽略不计。支撑臂零件为悬臂梁,对其进行模态分析得到了前六阶自振频率,由于步进电机的最大振动频率2Hz远低于支撑臂的零件的一阶频率159Hz,因而不会产生共振。2、控制系统包括血液标本的抓取动作控制、血液标本的位置变换控制、标本收纳层运输控制和条形码的信息读取控制,结合抛物线型加减速运动控制曲线,完成了抓取动作、位置变换、标本收纳层运输和信息读取的行程和速度规划。采用PLC的执行语言将行程和速度的规划转换成对应的运动控制程序,实现了对血液标本自动存取装置运行平稳控制。3、管理系统由交互界面和后台控制组成,基于.NET平台,采用C#语言,完成了用户登录界面、血液标本存取操作和查询等交互界面的设计以及管理系统与PLC的指令信息流通、数据库的信息读写和数据处理的后台控制设计,用户可通过管理系统发送指令实现血液标本的自动存取。4、根据血液标本从存储位置被取出到出口位置的总体存取距离最短、相同时期的血液标本应相邻存储和取用频率高的血液标本优先被取出等原则,设计了血液标本存储位置的优化分配目标函数并建立了数学模型。基于保留种群数量的遗传算法对种群大小为10、50和100的种群进行迭代计算,结果表明小种群经过多次迭代计算跟大种群经过较少次迭代计算得到的结果相差不大。从迭代的时间及结果优异综合考虑,取种群为50经过100次迭代的结果作为血液标本存储位的最优分配。血液标本自动存取装置可替代人工完成血液标本的存取,解决了人工存取单个血液标本耗时长、过程复杂等问题,从而避免人为因素导致拿错血液标本以及标本感染的风险,为实验室自动化系统的研制奠定了基础。