CN112060052B - 一种可自动验光和检测角膜曲率的机器人设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及眼科医疗器械技术领域,公开了一种可自动验光和检测角膜曲率的机器人设备,包括移动底盘,设置在所述移动底盘上的操纵机械臂,设置在所述操纵机械臂上的信息采集组件,设置在移动底盘上的控制模块,所述信息采集组件包括用于自动验光和检测角膜曲率的验光组件,用于识别人脸的面部识别组件,锁定双眼瞳距的红外双目定位组件,检测验光组件至眼部距离的第一测距传感器;本发明能够独立实现自动验光、检测角膜曲率,不需用医护人员干预完成对眼部的检测,大大降低医护人员的工作任务。

Description

一种可自动验光和检测角膜曲率的机器人设备
技术领域
本发明涉及眼科医疗器械技术领域,具体是涉及一种可自动验光和检测角膜曲率的机器人设备。
背景技术
近年来,随着科技发展日新月异,手机、电脑等电子产品迅猛发展,给人们的生活带来便捷的同时,也加重了使用者眼睛的负担。眼部疾病低龄化、眼睛亚健康在中青年人群中不断蔓延,眼科疾病的发病率也逐年上升;眼科疾病的发病轻者影响视觉功能,重者甚至致盲,严重影响患者的生活,因而越来越受到人们的重视,验光设备等验光技术也得到了飞快发展。
目前,在眼科疾病发病率逐年增长的情况下,国内外均呈现出看病困难的社会性问题,导致大医院眼科医生工作量大、任务繁重;小医院又缺乏对眼部疾病的诊断治疗能力,造成大量患有眼科疾病的人错过最佳的治疗时机,病情急剧恶化,导致视觉功能发生不可逆的损害;而现有眼科疾病检测设备虽然能够完成自动检测,但还需要医生干预,这对眼科医生造成了巨大工作量,所以针对现有眼科疾病检测设备的开发改进成为成为迫切任务。
发明内容
本发明解决的技术问题是:本发明提供了一种可自动验光和检测角膜曲率的机器人设备,该设备能够独立实现自动验光、检测角膜曲率,不需用医护人员干预完成检测,大大降低医护人员的工作任务。
本发明的技术方案是:一种可自动验光和检测角膜曲率的机器人设备,包括移动底盘,设置在所述移动底盘上的操纵机械臂,设置在所述操纵机械臂上的信息采集组件,设置在移动底盘上的控制模块,所述信息采集组件包括用于自动验光和检测角膜曲率的验光组件,用于识别人脸的面部识别组件,锁定双眼瞳距的红外双目定位组件,检测验光组件至眼部距离的第一测距传感器;
所述验光组件包括雾视光路、摄像观察光路、验光光路;所述雾视光路包括用于发光的灯组,以及能够传递灯组发出光的雾视板、雾视目镜、分光棱镜、聚光镜组、接目镜;所述摄像观察光路包括用于拍摄的摄像组件,以及用于从所述分光棱镜反射光路给所述摄像组件的分光镜;所述验光光路包括用于测量角膜和晶状体形状和厚度的OCT系统,以及用于从所述分光棱镜反射光路给所述OCT系统的反光镜;
所述控制模块包括与移动底盘、操纵机械臂电性连接的电机控制器,与面部识别组件、红外双目定位组件、第一测距传感器电性连接的数据处理模块,与验光组件、电机控制器、数据处理模块电性连接的远程通讯模块,能够接收远程通讯模块信号的终端控制设备;
所述操纵机械臂包括第二支撑架,2个平行设置在所述第二支撑架上的滚轴丝杠,设置在2个滚轴丝杠之间的安装台,一端活动设置在所述安装台上的第一直线电机,安装在所述第一直线电机另一端的第一关节电机,一端安装在第一关节电机上的操纵杆,安装在所述操纵杆另一端能够转动信息采集组件的第二关节电机。
进一步地,所述移动底盘包括第一支撑架,4个独立设置在第一支撑架上行驶系统,4个设置在第一支撑架四周的第二测距传感器,安装在第一支撑架下端的电源总成;所述行驶系统包括安装在第一支撑架下端的转向电机,活动安装在所述转向电机下端的减震支撑组件,安装在所述减震支撑组件下端的驱动电机,活动安装在驱动电机上的双滚动轮;独立的行驶系统能够实现该设备的四轮转向,便于该设备移动;双滚动轮能够提高移动的稳定性,结合减震支撑组件能够提高移动时的平顺性。
进一步地,所述安装台包括能够在滚轴丝杠上前后滑动的箱体,设在所述箱体上的滑槽,安装在所述滑槽内的法兰连接件,安装在所述法兰连接件上的第三关节电机,安装在所述箱体内控制法兰连接件滑动的电机组件;通过滑槽、法兰连接件的设置能够使操纵机械臂实现左右调节,能够在移动底盘不动后,验光组件在检测时完成左右方向的调节,确保精准检测,提高检测数据的精准度。
进一步地,所述第二支架前端设有安装板,所述安装板上设有垂直滑动的滑动板,所述滑动板上端安装有下颌支撑件,所述安装板上还设有驱动下颌支撑件上下运动的第二直线电机;下颌支撑件的设置能够在验光时提供支撑,确保被检者的稳定,提高验光可靠性;第二直线电机的设置能够实现对下颌支撑件的高度调节,确保下颌支撑件的实用性。
进一步地,所述下颌支撑件上设有记忆棉保护垫,所述记忆棉保护垫上包裹有保护皮革;所述滑动板上设有能够向下颌支撑件喷洒消毒液的消毒组件;记忆棉保护垫、保护皮革能够确保下颌与下颌支撑件的舒适性接触,有利于提高用户体验;消毒组件的设置能够实现对保护皮革的清洁,有利于消杀病菌,保证下颌接触处的清洁、卫生。
进一步地,所述第一支撑架前端设有安装槽,所述安装槽内安装有折叠椅;折叠椅的设置能够在检测时向被检者提供座椅,结合下颌支撑件能够提高检测时的舒适性,提高用户体验,有利于使被测者放松,得到准确的验光数据。
进一步地,所述折叠椅包括滑动设置在安装槽下端的第一椅板,滑动安装在第一椅板上的第二椅板,铰接在第二椅板上的靠背,设置在第二椅板下方的支撑件;通过第一椅板、第二椅板的滑动设置能够使其收纳进安装槽内,节省空间且方便使用。
本发明的有益效果是:本发明提供的可自动验光和检测角膜曲率的机器人设备,该设备能够独立实现自动验光、检测角膜曲率,不需用医护人员干预完成检测,大大降低医护人员的工作任务;本发明采用OCT系统来检测角膜、晶状体的折射率,实现验光和检测角膜曲率;雾视光路能够使眼睛放松,达到最佳的测试状态;聚光镜组的设置能够对雾视光路、摄像观察光路、验光光路三个光路的光束进行聚光,加强光束强度,有利于提高成像的清晰度,确保OCT的验光精准度。
本发明通过行驶系统、第二测距传感器、面部识别组件组件的设置能够实现在一定范围内,主动靠近检测者的功能;通过红外双目定位组件、第一测距传感器、数据处理模块的设置能够辅助验光组件精准锁定被检者的双眼,确保验光组件的精确检测;通过远程通讯模块、终端控制设备的设置既能实现远程监控验光过程,又能实现终端的手动干预、操控验光过程;通过操纵机械臂的设置能够实现验光组件、面部识别组件、红外双目定位组件、第一测距传感器的自由移动,在电机控制器的控制下能够实现自动对接被侧者眼部,完成验光。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图;
图2是本发明实施例1验光组件的原理图;
图3是本发明实施例1的移动底盘的结构示意图;
图4是本发明实施例1的控制模块图;
图5是本发明实施例1的安装台的结构示意图;
图6是本发明实施例2的的结构示意图;
图7是本发明实施例3的折叠椅的结构示意图;
其中,1-移动底盘、11-第一支撑架、12-行驶系统、121-转向电机、122-减震支撑组件、123-驱动电机、13-第二测距传感器、14-电源总成、15-折叠椅、151-第一椅板、152-第二椅板、2-操纵机械臂、21-第二支撑架、211-安装板、212-滑动板、213-下颌支撑件、22-滚轴丝杠、23-安装台、231-滑槽、232-法兰连接件、24-第一关节电机、25-第二关节电机、3-信息采集组件、31-验光组件、32-面部识别组件、33-红外双目定位组件、34-第一测距传感器、4-控制模块、41-终端控制设备
具体实施方式
实施例1:如图1、2所示的一种可自动验光和检测角膜曲率的机器人设备,包括移动底盘1,设置在移动底盘1上的操纵机械臂2,设置在操纵机械臂2上的信息采集组件3,设置在移动底盘1上的控制模块4,信息采集组件3包括用于自动验光和检测角膜曲率的验光组件31,用于识别人脸的面部识别组件32,锁定双眼瞳距的红外双目定位组件33,检测验光组件31至眼部距离的第一测距传感器34;
验光组件31包括雾视光路、摄像观察光路、验光光路;雾视光路包括用于发光的灯组,以及能够传递灯组发出光的雾视板、雾视目镜、分光棱镜、聚光镜组、接目镜;雾视光路由灯组发出的光依次穿过雾视板、雾视目镜、分光棱镜、聚光镜组、接目镜到达待测眼睛;
摄像观察光路包括用于拍摄的摄像组件,以及用于从所述分光棱镜反射光路给所述摄像组件的分光镜;摄像观察光路由光线依次穿过的聚光镜组、分光棱镜、分光镜,最后到达摄像组件;
验光光路包括用于测量角膜和晶状体形状和厚度的OCT系统,以及用于从所述分光棱镜反射光路给所述OCT系统的反光镜;验光光路的光线依次穿过的接目镜、聚光镜组、分光棱镜、反光镜最后到达OCT系统;
控制模块4包括与移动底盘1、操纵机械臂2电性连接的电机控制器,与面部识别组件32、红外双目定位组件33、第一测距传感器34电性连接的数据处理模块,与验光组件31、电机控制器、数据处理模块电性连接的远程通讯模块,能够接收远程通讯模块信号的终端控制设备41;
操纵机械臂2包括第二支撑架21,2个平行设置在第二支撑架21上的滚轴丝杠22,设置在2个滚轴丝杠22之间的安装台23,一端活动设置在安装台23上的第一直线电机,安装在第一直线电机另一端的第一关节电机24,一端安装在第一关节电机24上的操纵杆,安装在操纵杆另一端能够转动信息采集组件3的第二关节电机25。
如图3所示,移动底盘1包括第一支撑架11,4个独立设置在第一支撑架11上行驶系统12,4个分别设置在第一支撑架11四个侧面的第二测距传感器13,安装在第一支撑架11下端的电源总成14;行驶系统12包括安装在第一支撑架11下端的转向电机121,活动安装在转向电机121下端的减震支撑组件122,安装在减震支撑组件122下端的驱动电机123,活动安装在驱动电机123上的双滚动轮。
如图5所示,安装台23包括能够在滚轴丝杠22上前后滑动的箱体,设在箱体上的滑槽231,安装在滑槽231内的法兰连接件232,安装在法兰连接件232上的第三关节电机,安装在箱体内控制法兰连接件232滑动的电机组件。
其中,验光组件31、面部识别组件32、红外双目定位组件33均采用市售产品;第一测距传感器34采用市售超高精度激光位移传感器;第二测距传感器13采用市售中长距离测距传感器;电机控制器采用市售PLC控制器;终端控制设备41采用市售触控屏设备;转向电机121、驱动电机123,第一关节电机24、第二关节电机25、第三关节电机均采用市售的伺服电机;第一直线电机采用市售直线电机;滚轴丝杠22采用带有电机的市售产品。
工作步骤:面部识别组件32识别到被检测者的踪迹后,电机控制器控制行驶系统主动靠近被测者;红外双目定位组件33精准锁定双眼后,电机控制器操控操纵机械臂2,使验光组件31靠近被测者眼部,第一测距传感器34向数据处理模块反馈验光组件31与被测者眼部距离,直到正确的检测位,电机控制器控制操纵机械臂2停止;验光组件31进行检测,并将数据传送置数据处理模块、远程通讯模块;远程通讯模块将验光数据发送至终端控制设备;终端控制设备再通过远程通讯模块反控制数据处理模块、电机控制器。
实施例2:如图6所示,与实施例1不同的是,第二支架21前端设有安装板211,安装板211上设有垂直滑动的滑动板212,滑动板212上端安装有下颌支撑件213,安装板211上还设有驱动下颌支撑件213上下运动的第二直线电机。
如图6所示,与实施例1不同的是,下颌支撑件213上设有记忆棉保护垫,记忆棉保护垫上包裹有保护皮革;滑动板212上设有能够向下颌支撑件213喷洒消毒液的消毒组件。
其中,第二直线电机采用市售直线电机;消毒组件采用市售产品。
实施例3:如图7所示,与实施例1不同的是,第一支撑架11前端设有安装槽,安装槽内安装有折叠椅15;折叠椅15包括滑动设置在安装槽下端的第一椅板151,滑动安装在第一椅板151上的第二椅板152,铰接在第二椅板152上的靠背,设置在第二椅板152下方的支撑件。

Claims (2)

1.一种可自动验光和检测角膜曲率的机器人设备,包括移动底盘(1),设置在所述移动底盘(1)上的操纵机械臂(2),设置在所述操纵机械臂(2)上的信息采集组件(3),设置在移动底盘(1)上的控制模块(4),其特征在于,所述信息采集组件(3)包括用于自动验光和检测角膜曲率的验光组件(31),用于识别待检测者的面部识别组件(32),锁定双眼瞳距的红外双目定位组件(33),检测验光组件(31)至眼部距离的第一测距传感器(34);
所述验光组件(31)包括雾视光路、摄像观察光路、验光光路;所述雾视光路包括用于发光的灯组,以及能够传递灯组发出光的雾视板、雾视目镜、分光棱镜、聚光镜组、接目镜;所述摄像观察光路包括用于拍摄的摄像组件,以及用于从所述分光棱镜反射光路给所述摄像组件的分光镜;所述验光光路包括用于测量角膜和晶状体形状和厚度的OCT系统,以及用于从所述分光棱镜反射光路给所述OCT系统的反光镜;
所述控制模块(4)包括与移动底盘(1)、操纵机械臂(2)电性连接的电机控制器,与面部识别组件(32)、红外双目定位组件(33)、第一测距传感器(34)电性连接的数据处理模块,与验光组件(31)、电机控制器、数据处理模块电性连接的远程通讯模块,能够接收远程通讯模块信号的终端控制设备(41);
所述操纵机械臂(2)包括第二支撑架(21),2个平行设置在所述第二支撑架(21)上的滚轴丝杠(22),设置在2个滚轴丝杠(22)之间的安装台(23),一端活动设置在所述安装台(23)上的第一直线电机,安装在所述第一直线电机另一端的第一关节电机(24),一端安装在第一关节电机(24)上的操纵杆,安装在所述操纵杆另一端能够转动信息采集组件(3)的第二关节电机(25);
所述移动底盘(1)包括第一支撑架(11),4个独立设置在第一支撑架(11)上的行驶系统(12),多个设置在第一支撑架(11)四周的第二测距传感器(13),安装在第一支撑架(11)下端的电源总成(14);所述行驶系统(12)包括安装在第一支撑架(11)下端的转向电机(121),活动安装在所述转向电机(121)下端的减震支撑组件(122),安装在所述减震支撑组件(122)下端的驱动电机(123),活动安装在驱动电机(123)上的双滚动轮;
所述安装台(23)包括能够在滚轴丝杠(22)上前后滑动的箱体,设在所述箱体上的滑槽(231),安装在所述滑槽(231)内的法兰连接件(232),安装在所述法兰连接件(232)上的第三关节电机,安装在所述箱体内控制法兰连接件(232)滑动的电机组件;
所述第一支撑架(11)前端设有安装槽,所述安装槽内活动安装有折叠椅(15);
所述第二支撑架(21)前端设有安装板(211),所述安装板(211)上设有垂直滑动的滑动板(212),所述滑动板(212)上端安装有下颌支撑件(213),所述安装板(211)上还设有驱动下颌支撑件(213)上下运动的第二直线电机。
2.根据权利要求1所述的一种可自动验光和检测角膜曲率的机器人设备,其特征在于,所述下颌支撑件(213)上设有记忆棉保护垫,所述记忆棉保护垫上包裹有保护皮革;所述滑动板(212)上设有能够向下颌支撑件(213)喷洒消毒液的消毒组件。
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