CN112621734A - 一种采样执行部及咽拭子采样机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地涉及一种采样执行部及咽拭子采样机器人。一种采样执行部，包括：固定板；直线滑台，与所述固定板连接；多自由度驱动机构，与所述直线滑台连接，用于驱动多自由度摆动；多自由度关节式采样臂，与所述多自由度驱动机构连接，用于连接采样拭子和/或压舌板；所述直线滑台带动所述多自由度驱动机构和所述多自由度关节式采样臂前后运动，所述多自由度驱动机构驱动所述多自由度关节式采样臂摆动进行采样。一种咽拭子采样机器人，包括采样执行部、移动底盘和机械定位臂，所述采样执行部通过所述机械定位臂与所述移动底盘连接。本发明用于避免咽拭子采集时医护人员与被采集者之间的感染，提高咽拭子采集的安全性。

Description

一种采样执行部及咽拭子采样机器人

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种采样执行部及咽拭子采样机器人。

背景技术

传染病可引起的突发公共卫生事件，比如SARS病毒、H7N9禽流感病毒、埃博拉病毒，以及新冠状病毒，都容易导致众多人口感染，甚至造成死亡，对整个社会造成严重的影响。作为一种常用的传染病医学检测方式，咽喉部采样是采样工具从人体的咽喉部和扁桃体取分泌物做细菌培养或病毒分离的过程，可以了解患者病情、口腔黏膜和咽喉部感染情况。对于引起传染病的一些传染性强且危害性大的病毒，咽喉部生物样本的采集具有高危感染性，会引起医护人员感染，造成医护人员短缺，致使疫情进一步发展。因此迫切需要可在隔离条件下遥控的智能机器人代替医护人员对病患进行近距离采样。医护人员在远距离的隔离空间进行操控，进而有效地防止他们被感染。

医护人员通过操作台控制机器人，机器人前端器械模仿医护人员腕部的灵活动作在人口腔内取样，因此对于咽喉部采样机器人有着更高的设计要求，应满足前端器械的小型化、轻量化、动作快速性与安全性等要求。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种采样执行部及咽拭子采样机器人，用于避免咽拭子采集时医护人员与被采集者之间的感染，提高咽拭子采集的安全性。

本发明采取的技术方案是，一种采样执行部，包括：

固定板；

直线滑台，与所述固定板连接；

多自由度驱动机构，与所述直线滑台连接，用于为多自由度摆动提供动力；

多自由度关节式采样臂，与所述多自由度驱动机构连接，用于连接采样拭子和/或压舌板；

所述直线滑台带动所述多自由度驱动机构和所述多自由度关节式采样臂前后运动，所述多自由度驱动机构驱动所述多自由度关节式采样臂摆动进行采样。

本发明一种采样执行部，利用机器人前端器械结构实现样本的采样，避免医护人员在采样过程中与患者的接触感染，其中，采样执行部包括固定板、直线滑台、多自由度驱动机构以及多自由度关节式采样臂，采样执行部中多个结构之间的连接关系为：直线滑台固定安装在固定板上，多自由度驱动机构安装连接在直线滑台上，多自由度关节式采样臂一端与多自由度驱动机构连接，并且多自由度关节式采样臂另一端固定连接有采样拭子和/或压舌板；采样执行部利用以上多个结构完成采样的工作原理为：多自由度驱动机构通过与多自由度关节式采样臂连接，利用多自由度驱动机构为多自由度关节式采样臂提供不同方向的力矩动力，能够实现驱动多自由度关节式采样臂进行多个自由度的摆动，多自由度采样臂通过多自由度驱动机构与直线滑台连接，能够在直线滑台的作用下实现前后方向的运动。本发明一种采样执行部通过直线滑台、多自由度驱动机构以及连接有采样拭子和/或压舌板的多自由度采样臂，能够模仿医护人员实际采样过程中的前后运动和多个方向摆动采样的腕部灵活动作，实现了在隔离条件下医护人员对患者的口腔进行非接触式的取样，避免感染的风险，提高采样的安全性，同时满足前端器械的小型化、轻量化、动作快速性与安全性等要求。

进一步地，所述多自由度驱动机构包括第一多自由度驱动机构和第二多自由度驱动机构，所述多自由度关节式采样臂包括：

第一蛇骨，一端与所述第一多自由度驱动机构连接，且另一端设有第一卡爪，所述第一卡爪上固定有所述采样拭子；

第二蛇骨，一端与所述第二多自由度驱动机构连接，且另一端设有第二卡爪，所述第二卡爪上固定有所述压舌板。

本发明中的多自由度驱动机构有两个结构可以相同或者不同的第一多自由度驱动机构和第二多自由度驱动机构，第一多自由度驱动机构和第二多自由度驱动机构分别与两个多自由度关节式采样臂对应连接，多自由度关节式采样臂包括第一蛇骨、第二蛇骨、第一卡爪、第二卡爪，其连接关系具体包括：第一蛇骨的一端与第一多自由度驱动机构连接，背离第一多自由度驱动结构的另一端设有第一卡爪，且第一卡爪上固定有采样拭子；第二蛇骨的一端与第二多自由度驱动机构连接，背离第二多自由度驱动机构的另一端设有第二卡爪，且第二卡爪上固定有压舌板。利用上述结构进行采样的过程为：当多自由度关节式采样臂已定位到患者的口腔部位且采样拭子和压舌板已进入到患者口腔后，首先，第二多自由度驱动机构驱动第二蛇骨进行下压摆动，第二卡爪上的压舌板对患者舌部进行按压，其次，采样拭子进入到患者咽喉内部，第一多自由度驱动机构驱动第一蛇骨进行多角度的摆动取样，第一卡爪上的采样拭子对患者咽喉进行采样。本发明采用第一蛇骨、第二蛇骨、第一卡爪、第二卡爪以及卡爪上连接的采样拭子和压舌板实现对患者咽拭子采样，避免在咽拭子采样过程中医护人员与患者的直接接触，有效地降低了感染的风险。

进一步地，所述第一蛇骨和第二蛇骨为冗余的连续体机构或者万向节二自由度机构。

本发明中的第一蛇骨和第二蛇骨为冗余的连续体机构或者万向节二自由度机构，其中，冗余的连续体机构或者万向节是可以实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，自由度是根据机械原理，机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目，第一蛇骨和/或第二蛇骨为万向节二自由度机构是指蛇骨能够跟万向节一样实现两个独立运动角度进行动力传递的机件。本发明通过设置第一蛇骨和第二蛇骨为冗余的连续体机构或者万向节二自由度机构，模拟医护人员对患者采样时的手腕动作，灵活性地完成采样的过程。

进一步地，所述多自由度驱动机构包括：

第一固定块和第二固定块，安装在所述直线滑台上；

绕线轮，两端分别与所述第一固定块和所述第二固定块连接，且所述绕线轮上设有钢丝绳，所述钢丝绳的输出端穿过所述第一固定块与所述多自由度关节式采样臂连接；

转动电机，其通过所述第二固定块与所述绕线轮连接。

本发明中多自由度驱动机构安装在直线滑台上，并且可以利用动力机构驱动多自由度采样臂进行多个自由度的摆动，其中，多自由度驱动机构的具体结构包括：第一固定块和二固定块，分别用于固定绕线轮的两端，若干个绕线轮安装在第一固定块和第二固定块之间，且每个绕线轮上均缠绕有钢丝绳，每个绕线轮的钢丝绳的输出端通过第一固定块与多自由度关节式采样臂连接，用于控制多自由度关节式采样臂的摆动方向，多自由度驱动机构还包括若干个转动电机，转动电机与绕线轮对应连接，为绕线轮的转动绕线提供动力。多自由度驱动机构的工作原理为：可通过后台控制端对转动电机进行控制，转动电机带动绕线轮进行转动，缠绕在绕线轮上的钢丝绳分别对多自由度关节式采样臂进行松紧控制，进而实现多自由度关节式采样臂进行多个自由度方向的摆动，本发明可根据实际需要的摆动效果设置多个绕线轮，通过多个绕线轮缠绕钢丝绳对多自由度关节式采样臂多个方向进行松紧控制，对多自由度关节式采样臂多个方向作用多个力进而实现多个自由度的摆动，模拟医护人员对患者咽喉多个方向的采样动作，实现机械自动化的采样过程。

进一步地，所述直线滑台包括：

丝杆，安装于所述固定板上；

固定座，与所述丝杆连接，以使所述固定座随所述丝杆转动而移动；

电机驱动装置，与所述丝杆连接，驱动所述丝杆转动。

本发明中的直线滑台安装在固定板上，多自由度驱动机构安装在直线滑台上，直线滑台能够带动多自由度驱动机构和多自由度关节式采样臂实现前后运动，使得采样拭子和/或压舌板在定位到口腔位置后移动到咽喉部位，其中，直线滑台的结构包括：丝杆，两端可以利用两块支撑板活动连接在固定板的表面，丝杆通过支撑板上的孔洞架设在固定板表面上，固定座通过螺纹连接于丝杆的外表面，固定座能够在螺纹的作用下随丝杆的转动而前后运动，固定座上用来安装多自由度驱动结构，直线滑台还包括电机驱动装置，电机驱动装置与丝杆连接，为丝杆的转动提供动力来源。直线滑台实现滑台的工作原理为：首先通过控制电机驱动装置开始工作，其次，与其连接的丝杆开始转动，最后通过螺纹转动带动固定座在丝杆上来回移动，实现固定座的前后运动。本发明通过丝杆和固定座的连接，带动固定在固定座上的多自由度驱动机构的运动，达到多自由度关节式采样臂前后运动的目的。

进一步地，还包括口腔标识圈，所述口腔标识圈安装于所述压舌板底部对应位置。

本发明采样执行部还包括口腔标识圈，其通过支架安装在与压舌板底部对应的位置上，设置口腔标识圈主要是利用其对采样患者的口腔进行定位，为后续步骤压舌板压舌和采样拭子采样做初步的定位，提高咽拭子采样的准确性。

进一步地，还包括图像采集装置，所述图像采集装置采用双目成像，通过后台控制其完成拍摄采样。

本发明采样执行部还包括图像采集装置，其采用双目成像的原理模拟人体成像，在后台控制操作台通过接收前端的图像采集装置实时拍摄采集的图像，通过对图像进行分析，首先寻找患者所在的位置，定位到患者所处的位置后，再次对实时拍摄采集的图形进行分析，定位患者的口腔以及咽喉位置，本发明通过图像采集装置模拟人体成像，相当于医护人员的眼睛，保证对咽拭子采样的精准定位，减少视差影响，进一步提高咽拭子采样的准确性。

一种咽拭子采样机器人，包括采样执行部、移动底盘和机械定位臂，所述采样执行部通过所述机械定位臂与所述移动底盘连接。

本发明还保护一种咽拭子采样机器人，包括采样执行部、移动底盘和机械定位臂，采样执行部中的固定板通过机械定位臂与移动底盘连接，本发明通过以上技术方案，通过设置一种咽拭子采样机器人代替医护人员对患者进行口腔样本采样，其中采样执行部、移动底盘和机械定位臂模拟医护人员的手臂手腕等，在隔离条件下，医护人员可通过对咽拭子采样机器人进行远程遥控操作，利用移动底盘移动到患者跟前，利用机械定位臂定位患者的口腔位置高度，利用采样执行部对患者的口腔进行采样，可以避免在采样过程中医护人员与患者进行直接接触的感染，使其放心对患者进行深度检查，提高咽拭子采样的安全性，保证医护人员的安全。

进一步地，所述移动底盘通过遥控操作在平面上360度移动。

进一步地，所述机械定位臂为5自由度结构。

本发明一种咽拭子采样机器人可通过远程遥控在平面上对移动底盘进行360度的移动，便于工作人员远程操作咽拭子采样机器人从多个方向移动到患者所在的位置，最大化、便携式地缩小机器人与患者之间的距离；咽拭子采样机器人中的机械定位臂为5个自由度的机械结构，使其通过机械定位臂能够调整采样执行部的高度以及角度，快速找准患者的口腔位置进行咽拭子的采样。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过一种采样执行部，通过直线滑台、多自由度驱动机构以及连接有采样拭子和/或压舌板的多自由度采样臂，能够模仿医护人员实际采样过程中的前后移动和多个方向摆动采样的腕部灵活动作，实现了在隔离条件下医护人员对患者的人口腔进行非接触式的取样，避免感染的风险，提高采样的安全性，同时满足前端器械的小型化、轻量化、动作快速性与安全性等要求；通过口腔标识圈，对采样患者的口腔进行定位，为后续步骤压舌板压舌和采样拭子采样做初步的定位，进一步提高咽拭子采样的准确性；通过图像采集装置模拟人体成像，相当于医护人员的眼睛，保证对咽拭子采样的精准定位，减少视差影响，进一步提高咽拭子采样的准确性；本发明还通过一种咽拭子采样机器人代替医护人员对患者进行口腔样本采样，其中采样执行部、移动底盘和机械定位臂模拟医护人员的手臂手腕等，在隔离条件下，医护人员可通过对咽拭子采样机器人进行远程遥控操作，利用移动底盘移动到患者跟前，利用机械定位臂定位患者的口腔位置高度，利用采样执行部对患者的口腔进行采样，可以避免在采样过程中医护人员与患者进行直接接触的感染，使其放心对患者进行深度检查，提高咽拭子采样的安全性，保证医护人员的安全。

附图说明

图1为本发明一种采样执行部的结构示意图。

图2为本发明直线滑台的结构示意图。

图3为本发明多自由度驱动机构的结构示意图。

图4为本发明多自由度关节式采样臂的结构示意图。

图5为本发明多自由度关节式采样臂与多自由度驱动机构连接的结构示意图。

图6为本发明第一卡爪的结构示意图。

图7为本发明第二卡爪的结构示意图。

图8为本发明口腔标识圈的结构示意图。

图9为本发明图像采集装置的结构示意图。

图10为本发明一种咽拭子采样机器人的结构示意图。

附图标记：1、移动底盘；3、机械定位臂；

4、采样执行部；41、壳体；42、图像采集装置；43、第一蛇骨；431、第一卡爪；44、采样拭子；45、第二蛇骨；451、第二卡爪；46、压舌板；47、口腔标识圈；48、多自由度驱动机构；481、第一固定块；482、第二固定块；483、绕线轮；484、转动电机；

5、直线滑台；51、固定板；521、丝杆；522、固定座；523、从动轮；524、伺服电机；525、主动轮；526、皮带。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示为本实施例一种采样执行部4的结构示意图，包括：

固定板；

直线滑台，与所述固定板连接；

多自由度驱动机构，与所述直线滑台连接，用于为多自由度摆动提供动力；

多自由度关节式采样臂，与所述多自由度驱动机构连接，用于连接采样拭子和/或压舌板；

其中，本实施例中的固定板、直线滑台和多自由度驱动机构安装在壳体41内，本发明实施例分别包括两组直线滑台、两组多自由度驱动机构以及两组多自由度关节式采样臂，以下分别对采样执行部的直线滑台、多自由度驱动机构、多自由度关节式采样臂的结构进行一一详细的说明：

如图2所示为直线滑台5的结构示意图，本实施例中两组直线滑台5的结构相同，其结构均包括：

丝杆521，通过两块支撑板安装于所述固定板51上，丝杆521可通过支撑板上的孔洞转动；

固定座522，与所述丝杆521连接，固定座522通过螺纹连接与于丝杆521的外表面，以使所述固定座522随所述丝杆转动而移动；

电机驱动装置，与所述丝杆连接，驱动所述丝杆转动，具体地，本实施例中的电机驱动装置采用皮带驱动的方式，主要包括从动轮523、伺服电机524、主动轮525以及皮带526，从动轮523设于丝杆521的端部，伺服电机524与丝杆521平行，且伺服电机524设于靠近从动轮523的一端处，伺服电机524的输出端设有与从动轮523相匹配的主动轮525，主动轮525和从动轮523之间通过皮带526连接。

本实施例直线滑台5的工作原理为：首先，启动伺服电机524，伺服电机524通过主动轮525带动从动轮523转动，使得丝杆521转动，其次，丝杆521转动带动螺纹连接的固定座522以及安装在固定座522上的多自由度驱动机构沿丝杆521移动，从而实现多自由度关节式采样臂的前后运动。

如图3所示为多自由度驱动机构48的结构示意图，多自由度驱动机构48可根据实际需要驱动多自由度关节式采样臂的角度进行绕线轮个数的设置，本实施例中的多自由度驱动机构48实现对多自由度关节式采样臂的侧摆、俯仰、侧摆三个自由度的摆动，因此多自由度驱动机构48的结构包括：

第一固定块481和第二固定块482，平行固定于固定座522的上表面；

四个绕线轮483，沿矩形阵列分布于所述第一固定块481和所述第二固定块482之间，且所述四个绕线轮483上均设有钢丝绳，所述钢丝绳的输出端穿过所述第一固定块481与所述多自由度关节式采样臂连接；

四个转动电机484，其通过所述第二固定块482与所述四个绕线轮483对应连接。

本实施例中多自由度驱动机构的工作原理为：通过设置两组多自由度驱动机构48，包括第一固定块481、第二固定块482、四个绕线轮483以及四个转动电机484，首先，当多自由度关节式采样臂需要进行某一方向的摆动时，控制对应的转动电机484开始工作，转动电机484控制带动对应连接的绕线轮483旋转，然后绕线轮拽紧缠绕其上的钢丝绳，实现某一方向的摆动的效果，通过以上原理可分别实现多自由度采样臂的侧摆、俯仰、侧摆三个自由度的摆动，完成对咽拭子的采样过程。

如图4所示为多自由度关节式采样臂的结构示意图，图5为本发明多自由度关节式采样臂与多自由度驱动机构连接的结构示意图，本实施例中包括两组多自由度关节式采样臂，分别用来固定连接采样拭子44和压舌板46，其中多自由度关节式采样臂的结构包括：

第一蛇骨43，一端与所述第一多自由度驱动机构48连接，且另一端设有第一卡爪431，所述第一卡爪上431固定有所述采样拭子44；

第二蛇骨45，一端与所述第二多自由度驱动机构48连接，且另一端设有第二卡爪451，所述第二卡爪451上固定有所述压舌板46。

具体地，第一蛇骨和第二蛇骨为冗余的连续体机构或者万向节二自由度机构；

具体地，如图6所示为固定有采样拭子44的第一卡爪431的结构示意图，由于采样拭子44为棉签等横截面为圆形的结构，所以第一卡爪431爪口设置为圆形结构；如图7所示为固定有压舌板46的第二卡爪451的结构示意图，由于压舌板为扁平状，所以第二卡爪451的爪口为扁平状结构构，第一卡爪431和第二卡爪451分别对应采样拭子和压舌板采用不同的结构，能够体现更好的夹持作用。

另外地，如图8所示为本发明实施例口腔标识圈47的结构示意图，所述壳体41正对压舌板46的底部位置通过支架固定有口腔标识圈47，通过设置口腔标识圈47对患者的口腔进行定位，提高咽拭子采样的准确性。

如图9所示为本发明实施例图像采集装置42的结构示意图，图像采集装置42安装在壳体41外表面上，所述图像采集装置42采用双目成像，且所述图像采集装置42后端安装在云台支架上，在后台控制操作台段控制其俯仰、侧摆完成拍摄采集，本实施例通过图像采集装置42设置为双目成像模拟人体成像，减少视觉影响，通过云台支架便于控制相机完成俯仰、侧摆等运动，方便不同角度拍摄。

本发明实施例中的采样执行部的工作原理为：

首先，口腔标识圈47对患者的口腔进行定位；

其次，医护人员通过图像采集装置42观察患者口部位置情况；

然后，通过启动直线滑台5中的伺服电机524，驱动主动轮525带动从动轮523转动，使得丝杆521转动，从而带动固定座522以及与压舌板46相连接的多自由度驱动机构48沿丝杆521运动，使得压舌板46运动进入患者口部，再启动多自由度驱动机构48中的转动电机484，驱动绕线轮483旋转，绕线轮483拽紧缠绕其上的钢丝绳，带动与之连接的多自由度关节式采样臂上的第二蛇骨45固定的压舌板46对患者舌部进行按压；

再然后，启动直线滑台5中的伺服电机524，驱动主动轮525带动从动轮523转动，使得丝杆521转动，从而带动固定座522以及与采样拭子44相连接的多自由度驱动机构48沿丝杆521运动，使得采样拭子44运动进入患者口部，再启动多自由度驱动机构48中的转动电机484，驱动绕线轮483旋转，绕线轮483拽紧缠绕其上的钢丝绳，带动与之连接的多自由度关节式采样臂上的第一蛇骨43固定的采样拭子44对患者喉咙部进行侧摆、俯仰、侧摆三个自由度的摆动，完成对患者的咽拭子采样。

另外地，对于采样执行部的工作原理还可以是：

首先，口腔标识圈47对患者的口腔进行定位；

其次，医护人员通过图像采集装置42观察患者口部位置情况；

然后，通过启动直线滑台5中的伺服电机524，驱动主动轮525带动从动轮523转动，使得丝杆521转动，从而同时带动固定座522与压舌板46相连接的驱动机构48以及与采样拭子44连接的多自由度驱动机构48沿丝杆521运动，使得压舌板46和采样拭子44同时运动进入患者口部，再启动多自由度驱动机构48中的转动电机484，驱动绕线轮483旋转，绕线轮483拽紧缠绕其上的钢丝绳，带动与之连接的多自由度关节式采样臂上的第二蛇骨45固定的压舌板46对患者舌部进行按压；

再然后，启动多自由度驱动机构48中的转动电机484，驱动绕线轮483旋转，绕线轮483拽紧缠绕其上的钢丝绳，带动与之连接的多自由度关节式采样臂上的第一蛇骨43固定的采样拭子44对患者喉咙部进行侧摆、俯仰、侧摆三个自由度的摆动，完成对患者的咽拭子采样。

实施例2

如图10所示为本实施例一种咽拭子采样机器人的结构示意图，包括采样执行部4、移动底盘1和机械定位臂3，所述采样执行部4通过所述机械定位臂3与所述移动底盘1连接，所述机械定位臂3设于移动底盘1的顶部，所述采样执行部4设于机械定位臂3的顶部，通过设置移动底盘1、机械定位臂3以及采样执行部4，能够代替医护人员，模拟医护人员的手臂、手腕和眼睛，对病患进行口腔样本采集，在隔离条件下，医护人员可以对机器人进行远程遥控操作，防止被感染；本发明保证了医护人员的安全，使其放心对病患进行深度检查，避免了在咽拭子采集时医护与被采集者之间的感染，同时提高了咽拭子采集安全性。

具体地，所述移动底盘1为遥控操作，实现在平面上360度方向上的移动；通过设置遥控操作的移动底盘1，便于工作人员远程操作装置移动到患者身旁，安全性较高，且十分便捷；本实施例中遥控操作的移动底盘1为现有技术，使用原理不再进行赘述。

具体地，所述机械定位臂3为5自由度，机械定位臂3控制装置进行高度以及角度的调节，快速找准位置进行咽拭子的采集；本实施例中的机械定位臂3均为现有技术，使用原理不再进行赘述。

本发明提供的绳驱咽拭子采样机器人的工作原理如下：

首先，医护人员遥控控制移动底盘1运动，操控咽拭子采样机器人运动至患者身旁；然后通过机械定位臂3调节好采样执行部4的高度和角度，使得采样执行部4正对患者咽喉部，口腔标识圈47正对患者口部，医护人员可通过图像采集装置42观察监控病房内全部环境以及患者口部位置情况；然后，通过启动直线滑台5中的伺服电机524，驱动主动轮525带动从动轮523转动，使得丝杆521转动，从而带动固定座522以及与压舌板46相连接的驱动机构48沿丝杆521运动，使得压舌板46运动进入患者口部，再启动多自由度驱动机构48中的转动电机484，驱动绕线轮483旋转，绕线轮483拽紧缠绕其上的钢丝绳，带动与之连接的多自由度关节式采样臂上的第二蛇骨45固定的压舌板46对患者舌部进行按压；再然后，启动直线滑台5中的伺服电机524，驱动主动轮525带动从动轮523转动，使得丝杆521转动，从而带动固定座522以及与采样拭子44相连接的驱动机构48沿丝杆521运动，使得采样拭子44运动进入患者口部，再启动多自由度驱动机构48中的转动电机484，驱动绕线轮483旋转，绕线轮483拽紧缠绕其上的钢丝绳，带动与之连接的多自由度关节式采样臂上的第一蛇骨43固定的采样拭子44对患者喉咙部进行侧摆、俯仰、侧摆三个自由度的摆动，完成对患者的咽拭子采样。

另外地，对于咽拭子采样机器人的工作原理还可以是：首先，医护人员遥控控制移动底盘1运动，操控咽拭子采样机器人运动至患者身旁；然后通过机械定位臂3调节好采样执行部4的高度和角度，使得采样执行部4正对患者咽喉部，口腔标识圈47正对患者口部，医护人员可通过图像采集装置42观察监控病房内全部环境以及患者口部位置情况；然后，通过启动直线滑台5中的伺服电机524，驱动主动轮525带动从动轮523转动，使得丝杆521转动，从而同时带动固定座522与压舌板46相连接的驱动机构48以及与采样拭子44连接的驱动机构48沿丝杆521运动，使得压舌板46和采样拭子44同时运动进入患者口部，再启动多自由度驱动机构48中的转动电机484，驱动绕线轮483旋转，绕线轮483拽紧缠绕其上的钢丝绳，带动与之连接的多自由度关节式采样臂上的第二蛇骨45固定的压舌板46对患者舌部进行按压；再然后，启动多自由度驱动机构48中的转动电机484，驱动绕线轮483旋转，绕线轮483拽紧缠绕其上的钢丝绳，带动与之连接的多自由度关节式采样臂上的第一蛇骨43固定的采样拭子44对患者喉咙部进行侧摆、俯仰、侧摆三个自由度的摆动，完成对患者的咽拭子采样。

本申请中出现的电器元件在使用时均外接连通电源。

涉及到电路和电器元件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件的改进。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采样执行部，其特征在于，包括：

固定板；

直线滑台，与所述固定板连接；

多自由度驱动机构，与所述直线滑台连接，用于为多自由度摆动提供动力；

多自由度关节式采样臂，与所述多自由度驱动机构连接，用于连接采样拭子和/或压舌板；

所述直线滑台带动所述多自由度驱动机构和所述多自由度关节式采样臂前后运动，且所述多自由度驱动机构带动所述多自由度关节式采样臂摆动进行咽拭子采样。

2.根据权利要求1所述的一种采样执行部，其特征在于，所述多自由度驱动机构包括第一多自由度驱动机构和第二多自由度驱动机构，所述多自由度关节式采样臂包括：

第一蛇骨，一端与所述第一多自由度驱动机构连接，且另一端设有第一卡爪，所述第一卡爪上固定有所述采样拭子；

第二蛇骨，一端与所述第二多自由度驱动机构连接，且另一端设有第二卡爪，所述第二卡爪上固定有所述压舌板。

3.根据权利要求2所述的一种采样执行部，其特征在于，所述第一蛇骨或所述第二蛇骨为冗余的连续体机构或者万向节二自由度机构。

4.根据权利要求1所述的一种采样执行部，其特征在于，所述多自由度驱动机构包括：

第一固定块和第二固定块，安装在所述直线滑台上；

绕线轮，两端分别与所述第一固定块和所述第二固定块连接，且所述绕线轮上设有钢丝绳，所述钢丝绳的输出端穿过所述第一固定块与所述多自由度关节式采样臂连接；

转动电机，其通过所述第二固定块与所述绕线轮连接。

5.根据权利要求1所述的一种采样执行部，其特征在于，所述直线滑台包括：

丝杆，安装于所述固定板上；

固定座，与所述丝杆连接，以使所述固定座随所述丝杆转动而移动；

电机驱动装置，与所述丝杆连接，驱动所述丝杆转动。

6.根据权利要求1所述的一种采样执行部，其特征在于，还包括口腔标识圈，所述口腔标识圈安装于所述压舌板底部对应位置。

7.根据权利要求1所述的一种采样执行部，其特征在于，还包括图像采集装置，所述图像采集装置采用双目成像，通过后台控制驱动其完成拍摄采集图像。

8.一种咽拭子采样机器人，其特征在于，包括权利要求1至7所述的采样执行部、移动底盘和机械定位臂，所述采样执行部通过所述机械定位臂与所述移动底盘连接。

9.根据权利要求8所述的一种咽拭子采样机器人，其特征在于，所述移动底盘通过遥控操作在平面上360度移动。

10.根据权利要求8所述的一种咽拭子采样机器人，其特征在于，所述机械定位臂为5自由度结构。

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