CN115256416B - 一种可爬楼核酸采样机器人及其采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可爬楼核酸采样机器人及其采样方法，其中采样机器人包括爬楼机器人、口咬器储存箱、口咬器、试管盒、机械臂关节、扫码器和控制系统，爬楼机器人采用现有的爬楼机器人实现带动核酸采样机械臂关节到达用户端的操作，在此对爬楼机器人不再过多赘述，通过履带式爬楼机器人使该设备具有上下台阶的能力，同时配合自动扫码器进行人员信息采集和登记，然后通过机械臂关节末端的口咬器进行咽喉核酸采样，采样后的口咬器放置到储存盒内进行消毒和收集，采样头放置到相应的试管内进行收集，下一用户需要进行采样时，再重新从口咬器储存箱内更换新的口咬器进行采样使用。

Description

一种可爬楼核酸采样机器人及其采样方法

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种可爬楼核酸采样机器人的制作方法及其采样方法。

背景技术

目前，医护人员面对面对大量待检测者进行核酸采样，工作强度高、工作量大，尤其一些没有电梯的老旧小区，针对老年人与行动不便者需要爬楼进行上门核酸采样，增加了医护人员的负担。

发明内容

本发明的目的是提供一种可爬楼核酸采样机器人及其采样方法，以解决上述现有技术存在的问题，配合履带式车体与扫描器，达到对老旧小区进行无障碍核酸采样的目的，同时能够自动更换采样部分，避免交叉感染。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种可爬楼核酸采样机器人，包括

爬楼机器人，所述爬楼机器人上安装有行驶摄像头，所述行驶摄像头用于判断路况并反馈给控制系统；机械臂关节安装在所述爬楼机器人上；

口咬器储存箱，所述爬楼机器人上位于所述机械臂关节的一侧设置有所述口咬器储存箱，所述口咬器储存箱包括多个口咬器储存盒，所述口咬器储存盒用于容置全新的口咬器或使用过的口咬器；

口咬器，所述口咬器包括口咬器主体、口咬器外壳、带有采样头的棉签和电推杆，所述口咬器主体的前端安装有所述口咬器外壳，所述棉签容置在所述口咬器外壳的空腔内，设置在所述口咬器主体上的所述电推杆的伸缩端用于推送所述棉签的采样头伸出所述口咬器外壳的外侧并进行采样；

试管盒，所述试管盒内放置有多个采样试管，采样完成后的所述采样头放置在所述采样试管内；

机械臂关节，口咬器可拆卸的安装在所述机械臂关节的前端，所述机械臂关节用于带动所述口咬器运动或更换所述口咬器；

扫码器，所述机械臂关节上安装有所述扫码器，所述扫码器用于对待检测者的信息码进行扫描、识别和记录；

控制系统，所述控制系统安装在所述爬楼机器人的车体上，所述控制系统与所述爬楼机器人、口咬器储存箱、口咬器、机械臂关节和扫码器均电信号链接。

在其中一个实施例中，多个所述口咬器储存盒可拆卸的按顺序排列在所述口咬器储存箱内。

在其中一个实施例中，所述口咬器还包括有挡板，所述口咬器主体的前端位于所述口咬器外壳的外侧设置有所述挡板，所述挡板用于与人体的唇部相抵触。

在其中一个实施例中，所述机械臂关节的前端安装有连接柱，所述连接柱的两侧对称开设有卡滑口，所述口咬器主体可拆卸的安装在所述卡滑口处。

在其中一个实施例中，所述口咬器主体的两侧与所述卡滑口对应的位置设置有弹性卡扣；采样过程中所述弹性卡扣与所述卡滑口装配固定，更换口咬器过程中所述弹性卡扣脱离所述卡滑口。

在其中一个实施例中，所述机械臂关节的前端位于所述口咬器的两侧设置有推杆电机，所述推杆电机用于推动所述弹性卡扣脱离所述卡滑口。

在其中一个实施例中，所述爬楼机器人的车体上设置有机械臂底座，所述机械臂关节安装在所述机械臂底座上。

在其中一个实施例中，所述口咬器外壳内设置有真空管，所述采样头位于所述真空管内。

本发明还提供一种可爬楼核酸采样机器人的采样方法，应用于上述的可爬楼核酸采样机器人，包括以下步骤：

(1)控制系统控制爬楼机器人运动到核酸采样地点；

(2)用户将个人信息码对准机械臂关节上的扫码器进行扫码，确认信息后，机械臂关节从相应的口咬器储存盒中拿出口咬器；

(3)口咬器装配好后，机械臂关节调整到预定高度，用户调整姿势并将口咬器咬合到口腔中采样头伸出，机械臂关节联动，带动采样头在口腔内晃动，完成采样；

(4)完成采样后，机械臂关节将口咬器移动至试管盒处，将带有采样头的棉签插入未使用的采样试管内，确认插入采样试管内后，将机械臂关节向旁侧移动并下压，使得棉签折断，采样头掉落到采样试管内；

(5)完成采样头收集后，机械臂关节将使用过的口咬器放回所述步骤(2)拿出口咬器的原口咬器储存盒中，放置成功后，口咬器储存盒内将进行紫外线消毒；

(6)所述爬楼机器人移动至下一个用户处，在对下一用户的个人信息码进行扫描后，从步骤(2)旁侧的口咬器储存盒中拿取口咬器进行采样。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明的可爬楼核酸采样机器人及其采样方法，其中采样机器人包括爬楼机器人、口咬器储存箱、口咬器、试管盒、机械臂关节、扫码器和控制系统，爬楼机器人采用现有的爬楼机器人实现带动核酸采样机械臂关节到达用户端的操作，在此对爬楼机器人不再过多赘述，通过履带式爬楼机器人使该设备具有上下台阶的能力，同时配合自动扫码器进行人员信息采集和登记，然后通过机械臂关节末端的口咬器进行咽喉核酸采样，采样后的口咬器放置到储存盒内进行消毒和收集，采样头放置到相应的试管内进行收集，下一用户需要进行采样时，再重新从口咬器储存箱内更换新的口咬器进行采样使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中可爬楼核酸采样机器人的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中可爬楼核酸采样机器人的侧视图；

图3为拿取或更换口咬器的操作示意图；

图4为用户核酸采样示意图；

图5为采样头折断示意图；

图6为拿取或更换口咬器的状态图；

其中，1辅助轮；2口咬器储存箱；21口咬器储存盒；3机械臂关节；4扫码器；5口咬器；51采样头；52口咬器外壳；53电推杆；54真空管；6挡板；7机械臂底座；8行驶摄像头；9车体；10动力轮；11试管盒；12采样试管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的目的是提供一种可爬楼核酸采样机器人及其采样方法，以解决上述现有技术存在的问题，配合履带式车体与扫描器，达到对老旧小区进行无障碍核酸采样的目的，同时能够自动更换采样部分，避免交叉感染。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图6所示，本发明提供一种可爬楼核酸采样机器人，包括

爬楼机器人，爬楼机器人上安装有行驶摄像头8，行驶摄像头8用于判断路况并反馈给控制系统；机械臂关节3安装在爬楼机器人上；

口咬器储存箱2，爬楼机器人上位于机械臂关节3的一侧设置有口咬器储存箱2，口咬器储存箱2包括多个口咬器储存盒21，口咬器储存盒21用于容置全新的口咬器5或使用过的口咬器5；

口咬器5，口咬器5包括口咬器主体、口咬器外壳52、带有采样头51的棉签和电推杆53，口咬器主体的前端安装有口咬器外壳52，棉签容置在口咬器外壳52的空腔内，设置在口咬器主体上的电推杆53的伸缩端用于推送棉签的采样头51伸出口咬器外壳52的外侧并进行采样；

试管盒11，试管盒11设置在爬楼机器人的车体9上，试管盒11内放置有多个采样试管12，采样完成后的采样头51放置在采样试管12内；

机械臂关节3，口咬器5可拆卸的安装在机械臂关节3的前端，机械臂关节3用于带动口咬器5运动或更换口咬器5；

扫码器4，机械臂关节3上安装有扫码器4，扫码器4用于对待检测者的信息码进行扫描、识别和记录；

控制系统，控制系统安装在爬楼机器人的车体9上，控制系统与爬楼机器人、口咬器储存箱2、口咬器5、机械臂关节3和扫码器4均电信号链接。

在其中一个实施例中，多个口咬器储存盒21可拆卸的按顺序排列在口咬器储存箱2内，如图3和图6所示，口咬器储存箱2内可以设置有多排口咬器储存盒21，在采样过程中，机械臂关节3可以按顺序从口咬器储存盒21内进行口咬器5的拿取和放回，从而实现口咬器5的更换，还能够避免交叉感染。

在其中一个实施例中，口咬器5还包括有挡板6，口咬器主体的前端位于口咬器外壳52的外侧设置有挡板6，挡板6用于与人体的唇部相抵触。

在其中一个实施例中，机械臂关节3的前端安装有连接柱，连接柱的两侧对称开设有卡滑口，口咬器主体可拆卸的安装在卡滑口处；口咬器主体的两侧与卡滑口对应的位置设置有弹性卡扣；采样过程中弹性卡扣与卡滑口装配固定，更换口咬器5过程中弹性卡扣脱离卡滑口。机械臂关节3的前端位于口咬器5的两侧设置有推杆电机，推杆电机用于推动弹性卡扣脱离卡滑口。

初始状态时，机械臂关节3的前端没有安装口咬器5，需要安装口咬器5进行核酸采样时，机械臂关节3动作到口咬器储存箱2顶部，并对准相应的口咬器储存盒21，机械臂关节3下压，使得口咬器主体上的弹性卡扣滑动到卡滑口内与机械臂关节3的前端进行配合，然后机械臂关节3带动口咬器进行采样操作；采样完成后，机械臂关节3带动口咬器5将采样头51放置采样试管12内，然后再将使用过的口咬器5带回到口咬器储存盒21处，将口咬器5放回到之前拿取的口咬器储存盒21，对准位置后，推杆电机工作，挤压弹性卡扣使其回缩并脱离卡滑口，此时口咬器5掉落。

在其中一个实施例中，爬楼机器人的车体9上设置有机械臂底座7，机械臂关节3安装在机械臂底座7上。

在其中一个实施例中，口咬器外壳52内设置有真空管54，采样头51位于真空管52内。

本发明还提供一种可爬楼核酸采样机器人的采样方法，应用于上述的可爬楼核酸采样机器人，包括以下步骤：

(1)控制系统控制爬楼机器人运动到核酸采样地点；

(2)用户将个人信息码对准机械臂关节3上的扫码器4进行扫码，确认信息后，机械臂关节3从相应的口咬器储存盒21中拿出口咬器5；

(3)口咬器5装配好后，机械臂关节3调整到预定高度，用户调整姿势并将口咬器5咬合到口腔中采样头51伸出，机械臂关节3联动，带动采样头51在口腔内晃动，完成采样；

(4)完成采样后，机械臂关节3将口咬器5移动至试管盒11处，将带有采样头51的棉签插入未使用的采样试管12内，确认插入采样试管12内后，将机械臂关节3向旁侧移动并下压，使得棉签折断，采样头51掉落到采样试管12内；

(5)完成采样头51收集后，机械臂关节3将使用过的口咬器5放回步骤(2)拿出口咬器5的原口咬器储存盒中，放置成功后，口咬器储存盒21内将进行紫外线消毒；

(6)爬楼机器人移动至下一个用户处，在对下一用户的个人信息码进行扫描后，从步骤(2)旁侧的口咬器储存盒中拿取口咬器进行采样。

具体地，机器人爬楼梯分为四个步骤：

1.机器人控制中心接收信号进入动力轮电机控制模块，驱动动力轮电机通过履带及同步带动力传递至动力轮10，实现平地轮式行走。

2.机身接触到楼梯边缘后，机器人通过行驶摄像头8检测到后，将这些信号传输到控制系统，控制中心发出指令驱动，两个联动的动力轮10顺时钟摆动至动力轮完全离地，控制推杆电机将辅助轮1收回，利用爬楼梯履带对楼梯的抓爬力来令机器人继续向上爬。同时，两个动力轮10可根据障碍物高度以及不同路况来改变转动角度，从而使机器人更好的攀爬越障。

3.机器人在楼梯上行走。

4.当行驶摄像头8检测到机器人前方已无楼梯时，则机器人到达楼梯顶部，此时需要机器人的动力轮10和行走轮采取一系列的协调动作以保证机器人运行的柔顺性。

机器人准备采样步骤如下：

1.机器人控制中心接收信号准备采样；

2.预先设定好机器人从口咬器储存盒21中拿出口咬器5的程序，机械臂关节3顺次从口咬器储存盒21中拿取口咬器5，并在采样完成后还放回之前拿取的口咬器储存盒21内；然后再从相邻位置的储存盒拿取新的口咬器5进行采样。

采样过程中：

1.准备就绪后，扫码器4亮起，机器人有扫码提示音，引导用户进行扫码操作。

2.成功扫码后，机械臂关节3调整到预定高度。调整完毕后，有相应提示音响起。

3.用户靠近，姿势正确并咬合口咬器5后，机械臂关节3联动棉签小幅度来回摆动三次，完成采样。

4.完成采样后，提示音响起，并闪烁绿光代表采样完成。

机器人采样后处理步骤：

1.完成采样后，机器人控制中心接收信号，控制机械臂关节3移动至试管盒11处，通过预先的程序设定，将棉签插入未使用的采样试管12内。

2.确认插入采样试管12内后，将机械臂关节3向旁移动一点并下压，借助外力将棉签头折断。

消毒步骤：

完成采样步骤后，机械臂关节3将使用过的口咬器5放入储存盒中。放置成功后，储存盒内将进行紫外线消毒，预防二次污染；同时，机械臂关节3将换上新的口咬器5为下一位用户进行核酸检测。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种可爬楼核酸采样机器人，其特征在于：包括

爬楼机器人，所述爬楼机器人上安装有行驶摄像头，所述行驶摄像头用于判断路况并反馈给控制系统；机械臂关节安装在所述爬楼机器人上；

口咬器储存箱，所述爬楼机器人上位于所述机械臂关节的一侧设置有所述口咬器储存箱，所述口咬器储存箱包括多个口咬器储存盒，所述口咬器储存盒用于容置全新的口咬器或使用过的口咬器；

口咬器，所述口咬器包括口咬器主体、口咬器外壳、带有采样头的棉签和电推杆，所述口咬器主体的前端安装有所述口咬器外壳，所述棉签容置在所述口咬器外壳的空腔内，设置在所述口咬器主体上的所述电推杆的伸缩端用于推送所述棉签的采样头伸出所述口咬器外壳的外侧并进行采样；

试管盒，所述试管盒内放置有多个采样试管，采样完成后的所述采样头放置在所述采样试管内；

机械臂关节，口咬器可拆卸的安装在所述机械臂关节的前端，所述机械臂关节用于带动所述口咬器运动或更换所述口咬器；所述机械臂关节的前端安装有连接柱，所述连接柱的两侧对称开设有卡滑口，所述口咬器主体可拆卸的安装在所述卡滑口处；所述口咬器主体的两侧与所述卡滑口对应的位置设置有弹性卡扣；采样过程中所述弹性卡扣与所述卡滑口装配固定，更换口咬器过程中所述弹性卡扣脱离所述卡滑口；所述机械臂关节的前端位于所述口咬器的两侧设置有推杆电机，所述推杆电机用于推动所述弹性卡扣脱离所述卡滑口；

扫码器，所述机械臂关节上安装有所述扫码器，所述扫码器用于对待检测者的信息码进行扫描、识别和记录；

控制系统，所述控制系统安装在所述爬楼机器人的车体上，所述控制系统与所述爬楼机器人、口咬器储存箱、口咬器、机械臂关节和扫码器均电信号连接。

2.根据权利要求1所述的可爬楼核酸采样机器人，其特征在于：多个所述口咬器储存盒可拆卸的按顺序排列在所述口咬器储存箱内。

3.根据权利要求1所述的可爬楼核酸采样机器人，其特征在于：所述口咬器还包括有挡板，所述口咬器主体的前端位于所述口咬器外壳的外侧设置有所述挡板，所述挡板用于与人体的唇部相抵触。

4.根据权利要求1所述的可爬楼核酸采样机器人，其特征在于：所述爬楼机器人的车体上设置有机械臂底座，所述机械臂关节安装在所述机械臂底座上。

5.根据权利要求1所述的可爬楼核酸采样机器人，其特征在于：所述口咬器外壳内设置有真空管，所述采样头位于所述真空管内。

6.一种可爬楼核酸采样机器人的采样方法，应用于权利要求1-5中任一项所述的可爬楼核酸采样机器人，其特征在于，包括以下步骤：

(1)控制系统控制爬楼机器人运动到核酸采样地点；

(2)用户将个人信息码对准机械臂关节上的扫码器进行扫码，确认信息后，机械臂关节从相应的口咬器储存盒中拿出口咬器；

(3)口咬器装配好后，机械臂关节调整到预定高度，用户调整姿势并将口咬器咬合到口腔中采样头伸出，机械臂关节联动，带动采样头在口腔内晃动，完成采样；

(4)完成采样后，机械臂关节将口咬器移动至试管盒处，将带有采样头的棉签插入未使用的采样试管内，确认插入采样试管内后，将机械臂关节向旁侧移动并下压，使得棉签折断，采样头掉落到采样试管内；

(5)完成采样头收集后，机械臂关节将使用过的口咬器放回步骤(2)中拿出口咬器的口咬器储存盒中，放置成功后，口咬器储存盒内将进行紫外线消毒；

(6)所述爬楼机器人移动至下一个用户处，在对下一用户的个人信息码进行扫描后，从步骤(2)旁侧的口咬器储存盒中拿取口咬器进行采样。