CN113799106B - 一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗辅助设备技术领域，公开了一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人，包括底座，所述底座的顶端靠近样本盘的后侧安装有剪断机构，所述底座的上端的中部安装有Y轴导轨机构，所述Y轴导轨机构的上端滑动连接有X轴导轨机构，所述X轴导轨机构的上端滑动连接有采样臂机构。本发明通过X轴导轨机构、Y轴导轨机构和Z轴动力组件可以使得采样臂机构分别三维空间内上下左右移动，通过转动导轨组件可以使得采样臂组件XY平面上旋转，从而可以通过夹爪夹取咽拭子在患者的口腔内进行真菌的采样，通过剪断机构可以把采样的咽拭子切断在样本盘中的采样管内，实现全程无接触采样，减少了采样人员被感染的可能性，提高了采样人员的安全性。

Description

一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人
技术领域
本发明涉及医疗辅助设备技术领域，具体是一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人。
背景技术
平常人需有口腔一切正常有益菌，而无病原菌生长发育，咽喉部的病菌均来源于外部，一切正常状况下不发病，但在机体全身或部分免疫力下降和别的外界要素下能够出现感染等而造成病症，因而，咽喉部拭子细菌培养能分离出来出病原菌，而咽拭子试样需要进行采集。
采样的过程需要和被采样人面对面近距离接触，每一个被采集人张嘴的动作，都有可能产生大量携带病毒的 “飞沫”， 采样人员将面临被感染的危险，具有一定的危险性，且工作重复单一，工作量大，劳动强度高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人，包括底座，所述底座的顶端的一侧安装有咽拭子盘，且底座的顶端的另一侧安装有样本盘，所述底座的顶端靠近样本盘的后侧安装有剪断机构，且底座的顶端靠近剪断机构的一侧设置有废签回收盘，所述底座的上端的中部安装有Y轴导轨机构，所述Y轴导轨机构的上端滑动连接有X轴导轨机构，所述X轴导轨机构的上端滑动连接有采样臂机构，所述样本盘的下端安装有两个制冷风机,所述采样臂机构包括Z轴导轨，所述Z轴导轨的后侧安装有Z轴动力组件，所述Z轴动力组件的前端设置有采样臂组件，所述采样臂组件的外侧套接转动导轨组件，所述咽拭子盘包括支撑架，所述支撑架的上端安装有外盘壳，且支撑架的下端安装有旋转电机，所述外盘壳的内侧转动连接有双层样管盘，所述双层样管盘的上端成环形均匀开设有样管孔，所述旋转电机的输出端通过皮带轮组与双层样管盘连接，所述咽拭子盘与样本盘的结构相同。
作为本发明进一步的方案：所述Z轴动力组件包括动力电机，所述动力电机的输出端固定连接有主动带轮，所述主动带轮的外侧转动连接有传动带，所述传动带的内侧的上端转动连接有从动带轮，且传动带的一端固定连接有卡块，所述卡块的前端转动连接有定位环，所述定位环的一端固定连接有滑槽。
作为本发明再进一步的方案：所述动力电机安装在Z轴导轨的后侧的下端，所述从动带轮与Z轴导轨转动连接。
作为本发明再进一步的方案：所述采样臂组件包括竖向臂杆，所述竖向臂杆的顶端固定连接有横向臂杆，所述横向臂杆的一端的下侧安装有夹爪，所述夹爪的前侧安装有摄像头。
作为本发明再进一步的方案：所述转动导轨组件包括导轨板，所述导轨板的底端设置有铰链，且导轨板的顶端固定连接有连接块，所述导轨板的一端的中部固定连接有导轨槽，所述连接块的一端固定连接有限位转环，所述限位转环的后端固定连接有连接轴，所述连接轴的底端安装有导轨电机，所述导轨电机固定在Z轴导轨后侧的上端，所述铰链的后端固定在Z轴导轨前侧的下端。
作为本发明再进一步的方案：所述竖向臂杆从上向下依次嵌入在限位转环和定位环的内侧，所述竖向臂杆与限位转环转动连接，且竖向臂杆的底端与定位环固定连接，所述滑槽卡接在导轨槽的内侧，且滑槽与导轨槽滑动连接。
作为本发明再进一步的方案：所述剪断机构包括固定架，所述固定架的一端安装有第一电机，且固定架的内侧的前后端均固定连接有导向杆，所述第一电机的输出端固定连接有第一丝杆，所述导向杆和第一丝杆的内侧共同设置有第一滑块，所述第一滑块的上端的一侧固定连接有第一连接块，所述第一连接块的一端固定连接有切刀，所述切刀的外侧滑动连接有切环。
作为本发明再进一步的方案：所述切环与固定架的上端的一侧固定连接，所述切刀和切环均位于样本盘的上端。
作为本发明再进一步的方案：所述X轴导轨机构包括X轴导轨，所述X轴导轨的一端安装有第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有第二丝杆，所述第二丝杆的外侧啮合连接有第二滑块，所述X轴导轨的内侧的前后端均固定连接有第二导向杆，所述第二滑块与采样臂机构的底端固定连接，所述Y轴导轨机构与X轴导轨机构的结构相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
通过X轴导轨机构和 Y轴导轨机构可以使得采样臂机构分别在X轴和Y轴方向上移动，通过Z轴动力组件可以使得采样臂组件在Z轴方向上移动，通过转动导轨组件可以使得采样臂组件XY平面上旋转，从而可以通过夹爪夹取咽拭子盘中采样管内的咽拭子，并可以在患者的口腔内进行真菌的采样，通过剪断机构可以把采样的咽拭子切断在样本盘中的采样管内，实现全程无接触采样，减少了采样人员被感染的可能性，提高了采样人员的安全性，大大地降低了采样人员的劳动强度。
附图说明
图1为一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人的结构示意图；
图2为一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人中采样臂机构的结构示意图；
图3为一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人中咽拭子盘的结构示意图；
图4为一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人中Z轴动力组件的结构示意图；
图5为一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人中采样臂组件的结构示意图；
图6为一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人中转动导轨组件的结构示意图；
图7为一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人中剪断机构的结构示意图；
图8为一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人中X轴导轨机构的结构示意图。
图中：1、底座；2、剪断机构；21、第一电机；22、第一丝杆；23、第一滑块；24、第一连接块；25、切刀；26、切环；27、固定架；28、导向杆；3、样本盘；4、采样臂机构；41、Z轴导轨；42、Z轴动力组件；421、动力电机；422、主动带轮；423、传动带；424、定位环；425、卡块；426、从动带轮；427、滑槽；43、采样臂组件；431、竖向臂杆；432、横向臂杆；433、夹爪；434、摄像头；44、转动导轨组件；441、导轨板；442、导轨槽；443、铰链； 444、导轨电机；445、连接轴；446、限位转环；447、连接块；5、咽拭子盘；51、支撑架；52、旋转电机；53、外盘壳；54、双层样管盘；55、样管孔；6、X轴导轨机构；61、第二电机；62、X轴导轨；63、第二丝杆； 64、第二滑块；65、第二导向杆；7、Y轴导轨机构；8、废签回收盘；9、制冷风机。
具体实施方式
请参阅图1～8，本发明实施例中，一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人，包括底座1，底座1的顶端的一侧安装有咽拭子盘5，底座1的顶端的另一侧安装有样本盘3，底座1的顶端靠近样本盘3的后侧安装有剪断机构2，底座1的顶端靠近剪断机构2的一侧设置有废签回收盘8，底座1的上端的中部安装有Y轴导轨机构7，Y轴导轨机构7的上端滑动连接有X轴导轨机构6，X轴导轨机构6的上端滑动连接有采样臂机构4，样本盘3的下端安装有两个制冷风机9,采样臂机构4包括Z轴导轨41，Z轴导轨41的后侧安装有Z轴动力组件42，Z轴动力组件42的前端设置有采样臂组件43，采样臂组件43的外侧套接转动导轨组件44，咽拭子盘5包括支撑架51，支撑架51的上端安装有外盘壳53，支撑架51的下端安装有旋转电机52，外盘壳53的内侧转动连接有双层样管盘54，双层样管盘54的上端成环形均匀开设有样管孔55，旋转电机52的输出端通过皮带轮组与双层样管盘54连接，咽拭子盘5与样本盘3的结构相同，咽拭子盘5、样本盘3、Y轴导轨机构7、X轴导轨机构6和采样臂机构4的电机的输出端均安装有编码器，通过编码器可以精确控制电机的转速，咽拭子盘5、样本盘3、剪断机构2、Y轴导轨机构7、X轴导轨机构6和采样臂机构4均为外部的工控机电性连接。
在图4中：Z轴动力组件42包括动力电机421，动力电机421的输出端固定连接有主动带轮422，主动带轮422的外侧转动连接有传动带423，传动带423的内侧的上端转动连接有从动带轮426，传动带423的一端固定连接有卡块425，卡块425的前端转动连接有定位环424，定位环424的一端固定连接有滑槽427，通过动力电机421带动传动带423转动，从而定位环424随着传动带423一起上下移动，又由于采样臂组件43固定在定位环424上，从而使得采样臂组件43沿着导轨槽442在Z轴上座直线运动。
在图2和图4中：动力电机421安装在Z轴导轨41的后侧的下端，从动带轮426与Z轴导轨41转动连接，从而可以通过动力电机421带动传动带423转动。
在图5中：采样臂组件43包括竖向臂杆431，竖向臂杆431的顶端固定连接有横向臂杆432，横向臂杆432的一端的下侧安装有夹爪433，夹爪433的前侧安装有摄像头434，通过采样臂组件43的夹爪433夹取咽拭子，并进行自动采样。
在图6中：转动导轨组件44包括导轨板441，导轨板441的底端设置有铰链443，导轨板441的顶端固定连接有连接块447，导轨板441的一端的中部固定连接有导轨槽442，连接块447的一端固定连接有限位转环446，限位转环446的后端固定连接有连接轴445，连接轴445的底端安装有导轨电机444，导轨电机444固定在Z轴导轨41后侧的上端，铰链443的后端固定在Z轴导轨41前侧的下端，通过导轨电机444带动连接轴445转动，连接轴445带动限位转环446和连接块447一起转动，连接块447带动导轨板441和导轨槽442一起转动，从而通过导轨槽442带动采样臂组件43转动。
在图4、图5和图6中：竖向臂杆431从上向下依次嵌入在限位转环446和定位环424的内侧，竖向臂杆431与限位转环446转动连接，竖向臂杆431的底端与定位环424固定连接，从而可以通过定位环424带动竖向臂杆431上下移动，滑槽427卡接在导轨槽442的内侧，滑槽427与导轨槽442滑动连接，从而可以通过导轨槽442带动滑槽427转动。
在图7中：剪断机构2包括固定架27，固定架27的一端安装有第一电机21，固定架27的内侧的前后端均固定连接有导向杆28，第一电机21的输出端固定连接有第一丝杆22，导向杆28和第一丝杆22的内侧共同设置有第一滑块23，第一滑块23的上端的一侧固定连接有第一连接块24，第一连接块24的一端固定连接有切刀25，切刀25的外侧滑动连接有切环26，通过第一电机21带动第一丝杆22转动，使得第一滑块23沿着导向杆28作直线运动，从而带动第一连接块24和切刀25一起向切环26内侧移动，通过切刀25和切环26的配合，把咽拭子切断。
在图1和图7中：切环26与固定架27的上端的一侧固定连接，切刀25和切环26均位于样本盘3的上端，从而使得切断的咽拭子试样落入到样本盘3的采样管内。
在图8中：X轴导轨机构6包括X轴导轨62，X轴导轨62的一端安装有第二电机61，第二电机61的输出端固定连接有第二丝杆63，第二丝杆63的外侧啮合连接有第二滑块64，X轴导轨62的内侧的前后端均固定连接有第二导向杆65，第二滑块64与采样臂机构4的底端固定连接，Y轴导轨机构7与X轴导轨机构6的结构相同，通过第二电机61带动第二丝杆63旋转，使得第二滑块64沿着第二丝杆63作直线运动，由于第二滑块64与采样臂机构4的底端固定连接，从而使得采样臂机构4在X轴作直线运动，同理，通过Y轴导轨机构7使得X轴导轨机构6和采样臂机构4一起在Y轴作直线运动。
本发明的工作原理：首先，把装有咽拭子的采样管均匀地插入到咽拭子盘5的样管孔55内，再把空的采样管均匀地插入到样本盘3的样管孔内，并打开采样管的管口，再让患者躺在咽拭子机器人旁边的病床上，通过Y轴导轨机构7使得X轴导轨机构6和采样臂机构4一起在Y轴作直线运动，通过X轴导轨机构6使得采样臂机构4在X轴作直线运动，从而使得采样臂机构4移动到合适的位置，接着，动力电机421启动，动力电机421带动传动带423转动，由于定位环424通过卡块425固定在传动带423上，从而定位环424随着传动带423一起上下移动，又由于采样臂组件43的竖向臂杆431固定在定位环424上，从而使得采样臂组件43沿着导轨槽442在Z轴上座直线运动，当采样臂组件43的夹爪433移动到合适的高度后，导轨电机444启动，导轨电机444带动连接轴445转动，连接轴445带动限位转环446和连接块447一起转动，连接块447带动导轨板441和导轨槽442一起转动，由于滑槽427卡接在导轨槽442的内侧，而卡块425与定位环424转动连接，从而通过导轨槽442带动连接块447和定位环424一起转动，而卡块425保持不动，定位环424带动采样臂组件43转动，从而把夹爪433移动到咽拭子盘5内的咽拭子的采样管上方，接着，动力电机421反向转动，采样臂组件43下降，这时，通过夹爪433夹取咽拭子，再通过摄像头434定位患者口腔的位置，通过咽拭子采集患者口腔内的真菌，采集之后，夹爪433把咽拭子从剪断机构2的切环26内送入到样本盘3内的采样管内，这时，第一电机21启动，第一电机21带动第一丝杆22转动，使得第一滑块23沿着导向杆28作直线运动，从而带动第一连接块24和切刀25一起向切环26内侧移动，通过切刀25和切环26的配合，把咽拭子切断，使得采集的真菌试样落入到样本盘3内的采样管内，再把夹爪433夹持的咽拭子切头丢入到废签回收盘8内，从而成采样，通过制冷风机9使得样本盘3保持低温。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的顶端的一侧安装有咽拭子盘(5)，且底座(1)的顶端的另一侧安装有样本盘(3)，所述底座(1)的顶端靠近样本盘(3)的后侧安装有剪断机构(2)，且底座(1)的顶端靠近剪断机构(2)的一侧设置有废签回收盘(8)，所述底座(1)的上端的中部安装有Y轴导轨机构(7)，所述Y轴导轨机构(7)的上端滑动连接有X轴导轨机构(6)，所述X轴导轨机构(6)的上端滑动连接有采样臂机构(4)，所述样本盘(3)的下端安装有两个制冷风机(9),所述采样臂机构(4)包括Z轴导轨(41)，所述Z轴导轨(41)的后侧安装有Z轴动力组件(42)，所述Z轴动力组件(42)的前端设置有采样臂组件(43)，所述采样臂组件(43)的外侧套接转动导轨组件(44)，所述咽拭子盘(5)包括支撑架(51)，所述支撑架(51)的上端安装有外盘壳(53)，且支撑架(51)的下端安装有旋转电机(52)，所述外盘壳(53)的内侧转动连接有双层样管盘(54)，所述双层样管盘(54)的上端成环形均匀开设有样管孔(55)，所述旋转电机(52)的输出端通过皮带轮组与双层样管盘(54)连接，所述咽拭子盘(5)与样本盘(3)的结构相同，所述Z轴动力组件(42)包括动力电机(421)，所述动力电机(421)的输出端固定连接有主动带轮(422)，所述主动带轮(422)的外侧转动连接有传动带(423)，所述传动带(423)的内侧的上端转动连接有从动带轮(426)，且传动带(423)的一端固定连接有卡块(425)，所述卡块(425)的前端转动连接有定位环(424)，所述定位环(424)的一端固定连接有滑槽(427)，所述采样臂组件(43)包括竖向臂杆(431)，所述竖向臂杆(431)的顶端固定连接有横向臂杆(432)，所述横向臂杆(432)的一端的下侧安装有夹爪(433)，所述夹爪(433)的前侧安装有摄像头(434)，所述转动导轨组件(44)包括导轨板(441)，所述导轨板(441)的底端设置有铰链(443)，且导轨板(441)的顶端固定连接有连接块(447)，所述导轨板(441)的一端的中部固定连接有导轨槽(442)，所述连接块(447)的一端固定连接有限位转环(446)，所述限位转环(446)的后端固定连接有连接轴(445)，所述连接轴(445)的底端安装有导轨电机(444)，所述导轨电机(444)固定在Z轴导轨(41)后侧的上端，所述铰链(443)的后端固定在Z轴导轨(41)前侧的下端。
2.根据权利要求1所述的一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人，其特征在于，所述动力电机(421)安装在Z轴导轨(41)的后侧的下端，所述从动带轮(426)与Z轴导轨(41)转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人，其特征在于，所述竖向臂杆(431)从上向下依次嵌入在限位转环(446)和定位环(424)的内侧，所述竖向臂杆(431)与限位转环(446)转动连接，且竖向臂杆(431)的底端与定位环(424)固定连接，所述滑槽(427)卡接在导轨槽(442)的内侧，且滑槽(427)与导轨槽(442)滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人，其特征在于，所述剪断机构(2)包括固定架(27)，所述固定架(27)的一端安装有第一电机(21)，且固定架(27)的内侧的前后端均固定连接有导向杆(28)，所述第一电机(21)的输出端固定连接有第一丝杆(22)，所述导向杆(28)和第一丝杆(22)的内侧共同设置有第一滑块(23)，所述第一滑块(23)的上端的一侧固定连接有第一连接块(24)，所述第一连接块(24)的一端固定连接有切刀(25)，所述切刀(25)的外侧滑动连接有切环(26)。
5.根据权利要求4所述的一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人，其特征在于，所述切环(26)与固定架(27)的上端的一侧固定连接，所述切刀(25)和切环(26)均位于样本盘(3)的上端。
6.根据权利要求1所述的一种患者口腔真菌采样的咽拭子机器人，其特征在于，所述X轴导轨机构(6)包括X轴导轨(62)，所述X轴导轨(62)的一端安装有第二电机(61)，所述第二电机(61)的输出端固定连接有第二丝杆(63)，所述第二丝杆(63)的外侧啮合连接有第二滑块(64)，所述X轴导轨(62)的内侧的前后端均固定连接有第二导向杆(65)，所述第二滑块(64)与采样臂机构(4)的底端固定连接，所述Y轴导轨机构(7)与X轴导轨机构(6)的结构相同。
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