CN111673743A - 咽拭子采集机器人 - Google Patents

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CN111673743A CN202010456737.XA CN202010456737A CN111673743A CN 111673743 A CN111673743 A CN 111673743A CN 202010456737 A CN202010456737 A CN 202010456737A CN 111673743 A CN111673743 A CN 111673743A
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Abstract

本发明公开了一种咽拭子采集机器人，包括：机械臂；图像采集单元、咽拭子采集器，所述图像采集单元、咽拭子采集器分别连接于机械臂输出端；控制器，所述控制器与机械臂、图像采集单元、咽拭子采集器连接；短距通讯模块，所述短距通讯模块与控制器连接；控制终端，所述控制终端与短距通讯模块连接。人工通过控制终端控制咽拭子采集机器人，控制终端通过短距通讯模块向控制器发出采集指令，控制器控制机械臂运动，机械臂输出端运动到病人口腔内，图像采集单元采集口腔内图像信息并通过短距通讯模块反馈到控制终端上，控制终端实时监测到病人口腔内信息，控制终端控制机械臂动作，机械臂带动咽拭子采集器3向靠近病人咽部运动，从而采集咽部标本。

Description

咽拭子采集机器人
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，具体地说，涉及一种咽拭子采集机器人。
背景技术
在新冠肺炎救治过程中，咽部拭子采集是必不可少的一个环节，咽拭子采 集细菌培养能分离出致病菌，是诊断新冠病毒感染最主要采样方法。
目前，仅能依靠人工取样的方式获取咽拭子，采集过程中，医务人员必须 与患者近距离接触，患者咳嗽、用力呼吸等会产生大量飞沫或气溶胶，具有较 高交叉感染的风险。
发明内容
为达到上述目的，本发明公开了一种咽拭子采集机器人，包括：
机械臂；
图像采集单元、咽拭子采集器，所述图像采集单元、咽拭子采集器分别连 接于机械臂输出端；
控制器，所述控制器与机械臂、图像采集单元、咽拭子采集器连接；
短距通讯模块，所述短距通讯模块与控制器连接；
控制终端，所述控制终端与短距通讯模块连接。
优选的，所述图像采集单元包括双目内窥镜。
优选的，所述咽拭子采集器包括：
安装座，所述安装座连接于机械臂输出端；
安装槽，所述安装槽开设于所述安装座远离机械臂端；
电磁铁装置，所述电磁铁装置连接于安装槽槽底端；
滑动座，所述滑动座连接于安装槽内；
第一弹簧，所述第一弹簧一端连接于安装槽槽底端，所述第一弹簧另一端 与滑动座连接；
钢性吸块，所述钢性吸块连接于所述滑动座靠近第一弹簧端，所述第一弹 簧将电磁铁装置、钢性吸块套设于其内；
固定槽，所述固定槽开设于所述滑动座远离第一弹簧端；
封板，所述封板连接于所述安装槽内壁靠近槽口端；
插口，所述插口开设于封板中心位置，所述插口正对固定槽，且所述插口 适配咽拭子截面设置；
第二弹簧，所述第二弹簧位于安装槽内，所述第二弹簧一端与封板连接， 所述插口穿设于第二弹簧中心端；
卡爪装置，所述卡爪装置连接于第二弹簧另一端，所述卡爪装置配合连接 于所述固定槽内壁靠近槽口端设置。
优选的，所述卡爪装置包括：
安装盘，所述安装盘位于安装槽内；
安装通道，所述安装通道贯穿所述安装盘中心端，所述安装通道正对插口、 固定槽设置；
阶梯面，所述阶梯面环设于所述安装通道内壁靠近封板端，所述第二弹簧 远离封板端连接于阶梯面内；
卡爪座，两个所述卡爪座对称分布于安装盘侧端，所述卡爪座截面设为L 型结构，所述卡爪座包括竖直部和水平部，所述竖直部靠近安装槽内壁设置， 所述水平部滑动连接于安装盘靠近滑动座端；
第三弹簧，所述第三弹簧一端与安装盘侧端连接，所述第三弹簧另一端与 竖直部内端连接；
楔形卡块，所述楔形卡块连接于水平部靠近滑动座端，且所述楔形卡块靠 近固定槽槽口端设置；
坡口，所述坡口环设于所述固定槽内壁靠近槽口端，所述楔形卡块倾斜端 与坡口适配设置。
优选的，所述第二弹簧远离封板端连接有固定环座，所述固定环座连接于 阶梯面内，所述固定环座外壁呈倾斜式设置。
优选的，还包括：
锁紧环扣，所述锁紧环扣设为有缺口环状结构，多个所述锁紧环扣周向分 布于嵌设于所述阶梯面内壁上；
球体，所述球体连接于锁紧环扣一端，所述球体适配所述固定环座外壁设 置；
按压板，所述按压板连接于锁紧环扣另一端，所述按压板适配固定环座设 置。
优选的，所述固定槽槽底端连接有压力传感器，所述压力传感器与控制器 连接。
优选的，所述锁紧环扣设有两个，两个所述锁紧环扣对称分布于所述阶梯 面内壁上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将 对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明控制原理图；
图2为本发明中咽拭子采集器结构示意图；
图3为本发明中咽拭子采集器工作状态图；
图4为图3中标号A放大图。
图中：1.机械臂；2.图像采集单元；3.咽拭子采集器；4.控制器；5.短距通讯 模块；6.控制终端；7.卡爪装置；31.安装座；32.安装槽；33.电磁铁装置；34.滑 动座；35.第一弹簧；36.钢性吸块；37.固定槽；38.封板；39.插口；30.第二弹簧； 71.安装盘；72.安装通道；73.阶梯面；74.卡爪座；75.第三弹簧；76.楔形卡块； 77.固定环座；78.锁紧环扣；79.球体；70.按压板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实 施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
下面将结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示，本实施例提供的一种咽拭子采集机器人，包括：
机械臂1；
图像采集单元2、咽拭子采集器3，所述图像采集单元2、咽拭子采集器3 分别连接于机械臂1输出端；
控制器4，所述控制器4与机械臂1、图像采集单元2、咽拭子采集器3连 接；
短距通讯模块5，所述短距通讯模块5与控制器4连接；
控制终端6，所述控制终端6与短距通讯模块5连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
本发明公开了一种咽拭子采集机器人，取代人工采集，避免交叉感染，人 工通过控制终端6控制咽拭子采集机器人，控制终端6通过短距通讯模块5向 控制器4发出采集指令，控制器4控制机械臂1运动，机械臂1输出端运动到 病人口腔内，图像采集单元2采集口腔内图像信息并通过短距通讯模块5反馈 到控制终端6上，控制终端6实时监测到病人口腔内信息，控制终端6控制机 械臂1动作，机械臂1带动咽拭子采集器3向靠近病人咽部运动，从而采集咽 部标本，机械臂1在运动过程中具有极为精确的感知与控制，不会损伤病人纤弱的组织，对患者造成伤害。
在一个实施例中，所述图像采集单元2包括双目内窥镜。
如图2、图3所示，在一个实施例中，所述咽拭子采集器3包括：
安装座31，所述安装座31连接于机械臂1输出端；
安装槽32，所述安装槽32开设于所述安装座31远离机械臂1端；
电磁铁装置33，所述电磁铁装置33连接于安装槽32槽底端；
滑动座34，所述滑动座34连接于安装槽32内；
第一弹簧35，所述第一弹簧35一端连接于安装槽32槽底端，所述第一弹 簧35另一端与滑动座34连接；
钢性吸块36，所述钢性吸块36连接于所述滑动座34靠近第一弹簧35端， 所述第一弹簧35将电磁铁装置33、钢性吸块36套设于其内；
固定槽37，所述固定槽37开设于所述滑动座34远离第一弹簧35端；
封板38，所述封板38连接于所述安装槽32内壁靠近槽口端；
插口39，所述插口39开设于封板38中心位置，所述插口39正对固定槽 37，且所述插口39适配咽拭子截面设置；
第二弹簧30，所述第二弹簧30位于安装槽32内，所述第二弹簧30一端与 封板38连接，所述插口39穿设于第二弹簧30中心端；
卡爪装置7，所述卡爪装置7连接于第二弹簧30另一端，所述卡爪装置7 配合连接于所述固定槽37内壁靠近槽口端设置。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
初始状态下，电磁铁装置33工作，电磁铁装置33吸住钢性吸块36，所述 第一弹簧35收缩，所述滑动座34位于安装槽32槽底端，咽拭子通过插口39 插入到安装槽32内，咽拭子尾部依次穿设插口39、第二弹簧30、卡爪装置7 并最终连接于固定槽37内，此时位于固定槽37槽底端的压力传感器检测到压 力，并反馈给控制器4，所述控制器4接收到压力信号，从而向电磁铁装置33 发出停止工作指令，电磁铁装置33装置停止工作，所述电磁铁装置33解除对 钢性吸块36的吸力，第一弹簧35伸长，所述滑动座34在安装槽32内向靠近 封板38方向运动，从而触发卡爪装置7夹紧咽拭子尾部，当需要去除咽拭子时， 通过控制终端6向控制器4发出电磁铁装置33工作指令，控制器4通过短距通 讯模块5接收到工作指令，电磁铁装置33工作产生吸力，并吸住钢性吸块36， 第一弹簧35重新收缩，滑动座34在安装槽32内向远离封板38方向运动，卡 爪装置7解除对咽拭子的固定。
在一个实施例中，所述卡爪装置7包括：
安装盘71，所述安装盘71位于安装槽32内；
安装通道72，所述安装通道72贯穿所述安装盘71中心端，所述安装通道 72正对插口39、固定槽37设置；
阶梯面73，所述阶梯面73环设于所述安装通道72内壁靠近封板38端，所 述第二弹簧30远离封板38端连接于阶梯面73内；
卡爪座74，两个所述卡爪座74对称分布于安装盘71侧端，所述卡爪座74 截面设为L型结构，所述卡爪座74包括竖直部和水平部，所述竖直部靠近安装 槽32内壁设置，所述水平部滑动连接于安装盘71靠近滑动座34端；
第三弹簧75，所述第三弹簧75一端与安装盘71侧端连接，所述第三弹簧 75另一端与竖直部内端连接；
楔形卡块76，所述楔形卡块76连接于水平部靠近滑动座34端，且所述楔 形卡块76靠近固定槽37槽口端设置；
坡口，所述坡口环设于所述固定槽37内壁靠近槽口端，所述楔形卡块76 倾斜端与坡口适配设置。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
咽拭子尾部通过安装通道72插入固定槽37内，当所述电磁铁装置33停止 工作，第一弹簧35伸长，抵住滑动座34向靠近封板38方向运动时，连接于阶 梯面73和封板38之间的第二弹簧30受力收缩，所述滑动座34向靠近封板38 方向运动时，带动楔形卡块76、卡爪座74、安装盘71分别向靠近封板38方向 运动，此时与坡口配合连接的楔形卡块76克服滑动座34作用力，向靠近安装 通道72中心端运动，第三弹簧75收缩，所述竖直部向靠近安装盘71侧端运动， 所述水平部向靠近安装通道72中心端运动，楔形卡块76夹住咽拭子尾部，从 而完成对咽拭子尾部的固定，相反，当需要取出咽拭子时，只需人工稍用力拽 拉咽拭子即可，且由于第一弹簧35伸长的缘故，咽拭子大部分露出安装座31 外，方便医护人员取出，且不会污染到咽拭子头部，当需要重新放置咽拭子时， 电磁铁装置33工作，第一弹簧35收缩，滑动座34向远离封板38方向运动， 连接于阶梯面73和封板38之间的第二弹簧30拉伸，所述楔形卡块76失去滑 动座34的作用力，楔形卡块76解除坡口的约束力，第二弹簧30拉伸，竖直部 向靠近安装槽32内壁端方向运动，楔形卡块76重新张开。
在一个实施例中，所述第二弹簧30远离封板38端连接有固定环座77，所 述固定环座77连接于阶梯面73内，所述固定环座77外壁呈倾斜式设置。
上述技术方案的有益效果为：
固定环座77起到支撑作用，固定环座77的设置，方便第二弹簧30与阶梯 面73的固定连接。
如图4所示，在一个实施例中，还包括：
锁紧环扣78，所述锁紧环扣78设为有缺口环状结构，多个所述锁紧环扣78周向分布于嵌设于所述阶梯面73内壁上；
球体79，所述球体79连接于锁紧环扣78一端，所述球体79适配所述固定 环座77外壁设置；
按压板70，所述按压板70连接于锁紧环扣78另一端，所述按压板70适配 固定环座77设置。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
固定环座77插入阶梯面73内，固定环座倾斜外壁按压球体79，所述锁紧 环扣78翻转，按压板70按压在固定环座77上，从而完成固定环座77与锁紧 环扣78的固定连接。
在一个实施例中，所述固定槽37槽底端连接有压力传感器，所述压力传感 器与控制器4连接。
上述技术方案的有益效果为：
压力传感器的设置，便于判定咽拭子内部是否插入到固定槽37槽底端，当 咽拭子尾部插入到固定槽37槽底端时，位于固定槽37槽底端的压力传感器检 测到压力，并反馈给控制器4，所述控制器4接收到压力信号，从而向电磁铁装 置33发出停止工作指令，电磁铁装置33装置停止工作，所述电磁铁装置33解 除对钢性吸块36的吸力，第一弹簧35伸长，所述滑动座34在安装槽32内向 靠近封板38方向运动，从而触发卡爪装置7夹紧咽拭子尾部，且第一弹簧35 伸长过程中，带动咽拭子大部分露出插口39外，方便医护人员在不污染咽拭子 头部的情况下取出咽拭子。
在一个实施例中，所述锁紧环扣78设有两个，两个所述锁紧环扣78对称 分布于所述阶梯面73内壁上。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的 限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其 它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由 此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种咽拭子采集机器人，其特征在于，包括：
机械臂(1)；
图像采集单元(2)、咽拭子采集器(3)，所述图像采集单元(2)、咽拭子采集器(3)分别连接于机械臂(1)输出端；
控制器(4)，所述控制器(4)与机械臂(1)、图像采集单元(2)、咽拭子采集器(3)连接；
短距通讯模块(5)，所述短距通讯模块(5)与控制器(4)连接；
控制终端(6)，所述控制终端(6)与短距通讯模块(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种咽拭子采集机器人，其特征在于，
所述图像采集单元(2)包括双目内窥镜。
3.根据权利要求1所述的一种咽拭子采集机器人，其特征在于，所述咽拭子采集器(3)包括：
安装座(31)，所述安装座(31)连接于机械臂(1)输出端；
安装槽(32)，所述安装槽(32)开设于所述安装座(31)远离机械臂(1)端；
电磁铁装置(33)，所述电磁铁装置(33)连接于安装槽(32)槽底端，所述电磁铁装置(33)与控制器(4)连接；
滑动座(34)，所述滑动座(34)连接于安装槽(32)内；
第一弹簧(35)，所述第一弹簧(35)一端连接于安装槽(32)槽底端，所述第一弹簧(35)另一端与滑动座(34)连接；
钢性吸块(36)，所述钢性吸块(36)连接于所述滑动座(34)靠近第一弹簧(35)端，所述第一弹簧(35)将电磁铁装置(33)、钢性吸块(36)套设于其内；
固定槽(37)，所述固定槽(37)开设于所述滑动座(34)远离第一弹簧(35)端；
封板(38)，所述封板(38)连接于所述安装槽(32)内壁靠近槽口端；
插口(39)，所述插口(39)开设于封板(38)中心位置，所述插口(39)正对固定槽(37)，且所述插口(39)适配咽拭子截面设置；
第二弹簧(30)，所述第二弹簧(30)位于安装槽(32)内，所述第二弹簧(30)一端与封板(38)连接，所述插口(39)穿设于第二弹簧(30)中心端；
卡爪装置(7)，所述卡爪装置(7)连接于第二弹簧(30)另一端，所述卡爪装置(7)配合连接于所述固定槽(37)内壁靠近槽口端设置。
4.根据权利要求3所述的一种咽拭子采集机器人，其特征在于，所述卡爪装置(7)包括：
安装盘(71)，所述安装盘(71)位于安装槽(32)内；
安装通道(72)，所述安装通道(72)贯穿所述安装盘(71)中心端，所述安装通道(72)正对插口(39)、固定槽(37)设置；
阶梯面(73)，所述阶梯面(73)环设于所述安装通道(72)内壁靠近封板(38)端，所述第二弹簧(30)远离封板(38)端连接于阶梯面(73)内；
卡爪座(74)，两个所述卡爪座(74)对称分布于安装盘(71)侧端，所述卡爪座(74)截面设为L型结构，所述卡爪座(74)包括竖直部和水平部，所述竖直部靠近安装槽(32)内壁设置，所述水平部滑动连接于安装盘(71)靠近滑动座(34)端；
第三弹簧(75)，所述第三弹簧(75)一端与安装盘(71)侧端连接，所述第三弹簧(75)另一端与竖直部内端连接；
楔形卡块(76)，所述楔形卡块(76)连接于水平部靠近滑动座(34)端，且所述楔形卡块(76)靠近固定槽(37)槽口端设置；
坡口，所述坡口环设于所述固定槽(37)内壁靠近槽口端，所述楔形卡块(76)倾斜端与坡口适配设置。
5.根据权利要求4所述的一种咽拭子采集机器人，其特征在于，所述第二弹簧(30)远离封板(38)端连接有固定环座(77)，所述固定环座(77)连接于阶梯面(73)内，所述固定环座(77)外壁呈倾斜式设置。
6.根据权利要求5所述的一种咽拭子采集机器人，其特征在于，还包括：
锁紧环扣(78)，所述锁紧环扣(78)设为有缺口环状结构，多个所述锁紧环扣(78)周向分布于嵌设于所述阶梯面(73)内壁上；
球体(79)，所述球体(79)连接于锁紧环扣(78)一端，所述球体(79)适配所述固定环座(77)外壁设置；
按压板(70)，所述按压板(70)连接于锁紧环扣(78)另一端，所述按压板(70)适配固定环座(77)设置。
7.根据权利要求3所述的一种咽拭子采集机器人，其特征在于，所述固定槽(37)槽底端连接有压力传感器，所述压力传感器与控制器(4)连接。
8.根据权利要求6所述的一种咽拭子采集机器人，其特征在于，所述锁紧环扣(78)设有两个，两个所述锁紧环扣(78)对称分布于所述阶梯面(73)内壁上。
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