CN116509462A - 一种全自动核酸咽拭子采样机器人及采样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全自动核酸咽拭子采样机器人及采样方法,属于核酸采样技术领域,用于解决现有技术中的核酸咽拭子采样机器人不是全自动的,部分动作还需要人工操作的问题;包括:自动出签装置、剪切机构、试管开关盖机构、试管传输机构、口咬杯储取装置、试管储藏装置、夹持机械手、采样室、自动消毒机构和智能识别系统。其中,自动出签装置用于定量取出采样签,剪切机构用于裁剪所述采样签,试管开关盖机构用于打开或关闭试管上的试管盖,试管通过试管传输机构在剪切机构和试管开关盖机构之间传输,口咬杯储取装置用于定量取出口咬杯,试管储藏装置用于自动储藏所述试管,自动消毒机构用于对采样室的外表面进行消毒。
Description
技术领域
本发明涉及核酸采样技术领域,尤其是涉及一种全自动核酸咽拭子采样机器人及采样方法。
背景技术
在咽拭子采样操作过程中医务人员须与患者近距离接触,患者咳嗽、用力呼吸等可产生大量飞沫或气溶胶,具有较高交叉感染的风险。采用机器人代替人工进行核酸咽拭子采样,不仅避免交叉感染,还能够全天候进行采样。
然而,目前市场上的核酸咽拭子采样机器人不是全自动的,部分动作还需要人工操作。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种全自动核酸咽拭子采样机器人及采样方法,用于解决现有技术中的核酸咽拭子采样机器人不是全自动的,部分动作还需要人工操作的问题。
为了实现上述目的,本发明提供的一种全自动核酸咽拭子采样机器人,包括:自动出签装置、剪切机构、试管开关盖机构、试管传输机构、口咬杯储取装置、试管储藏装置、夹持机械手、采样室、自动消毒机构和智能识别系统。所述自动出签装置用于定量取出采样签,所述剪切机构用于裁剪所述采样签,所述试管开关盖机构用于打开或关闭试管上的试管盖,所述试管通过所述试管传输机构在所述剪切机构和所述试管开关盖机构之间传输,所述口咬杯储取装置用于定量取出口咬杯,所述试管储藏装置用于自动储藏所述试管,所述夹持机械手固定安装在机械臂的执行端,所述夹持机械手用于抓取所述采样签和所述口咬杯,所述采样室的壁面上开设有采样口,所述采样口的形状尺寸和所述口咬杯的外形相对应,所述自动出签装置、所述剪切机构、所述试管开关盖机构、所述试管传输机构、所述口咬杯储取装置、所述试管储藏装置和所述夹持机械手均设置在所述采样室的内部,所述自动消毒机构用于对所述采样室的外表面进行消毒,所述采样口位于消毒区域范围内。所述智能识别系统包括位置识别模块、力量调整模块和身份识别模块,所述位置识别模块和所述身份识别模块均固定安装在所述采样室的壁面上,所述力量调整模块固定安装在所述夹持机械手上。
可选地,所述自动出签装置包括箱体、出签组件和驱动组件,所述箱体设有储签室和出签室,所述储签室底部设有斜坡,所述储签室和出签室通过出签通道连通,所述出签通道设置在所述斜坡底部,所述出签室上开有出签口,所述出签组件包括直线导轨和出签滑块,所述直线导轨和所述箱体固定连接,所述直线导轨设置在所述出签室中,所述出签滑块和所述直线导轨滑动配合,所述出签滑块上开设有出签槽,所述出签槽和所述出签通道对应,所述驱动组件用于驱动所述出签滑块沿着所述直线导轨运动。所述驱动组件包括驱动电机和拨杆,所述驱动电机固定安装在所述箱体上,所述出签滑块上开有驱动槽,所述拨杆和所述驱动电机的输出轴固定连接,所述拨杆的自由端伸入所述驱动槽中。
可选地,所述试管开关盖机构包括底座、第一导杆、连接组件、升降组件、旋转组件和试管盖夹持组件;若干所述第一导杆平行固定在所述底座上,所述连接组件所述第一导杆滑动配合,所述升降组件用于驱动所述连接组件沿着所述第一导杆升降,所述旋转组件和连接组件固定连接,所述试管盖夹持组件和所述旋转组件的旋转端固定连接。所述连接组件包括第一连接板、第二连接板和弹性件;所述第一连接板和所述第二连接板均和所述第一导杆滑动配合,所述第一连接板和所述第二连接板通过所述弹性件柔性连接。所述升降组件包括升降电机、升降丝杆和固定板;所述固定板和所述第一导杆固定连接,所述升降丝杆和所述固定板转动连接,所述升降电机和所述底座固定连接,所述升降丝杆和所述升降电机传动连接,所述第一连接板和所述升降丝杆螺纹配合。所述旋转组件包括旋转电机,所述旋转电机和所述第二连接板固定连接,所述夹持组件和固定在所述旋转电机的输出端。所述试管盖夹持组件包括夹持支架、第一夹持块、第二夹持块、第一连接杆、第二连接杆、连接轴、试管盖夹持驱动件和第一导轨;所述夹持支架和所述旋转电机的输出端固定连接,所述第一导轨和所述夹持支架固定连接,所述第一夹持块和所述第二夹持块均和所述第一导轨滑动配合。所述第一连接杆的一端和所述第一夹持块铰接,所述第一连接杆的另一端和第二连接杆的一端通过所述连接轴铰接,所述第二连接杆的另一端和所述第二夹持块铰接;所述夹持支架上开设有滑槽,所述滑槽方向和所述第一导轨方向互相垂直,所述连接轴和所述滑槽滑动配合,所述试管盖夹持驱动件和所述夹持支架固定连接,所述试管盖夹持驱动件的活动端和所述第一夹持块固定连接。所述剪切机构包括剪切支架和自动剪刀,所述自动剪刀和所述剪切支架固定连接。
可选地,所述试管传输机构包括第一安装架、第二导轨、滑块、输送电机、输送丝杆和试管夹持组件;所述第二导轨固定安装在所述第一安装架上,所述滑块和所述第二导轨滑动配合,所述输送电机和所述第一安装架固定连接,所述输送丝杆和所述第一安装架转动连接,所述输送电机和所述输送丝杆传动连接,所述滑块和所述输送丝杆螺纹配合,所述试管夹持组件和所述滑块固定连接。所述试管夹持组件包括第二安装架、固定件、活动件和试管夹持驱动件,所述第二安装架和所述滑块固定连接,所述固定件和所述第二安装架固定连接,所述活动件和所述固定件对立设置,所述试管夹持驱动件和所述第二安装架固定连接,所述试管夹持驱动件的活动端和所述活动件固定连接。
可选地,所述口咬杯储取装置包括储藏箱、出杯机构和推杯机构,所述储藏箱的内部开设有出杯槽,所述出杯槽和所述储藏箱的箱体外部连通;所述出杯机构包括第一推块和第一直线驱动组件,所述第一推块设在所述出杯槽中,所述第一直线驱动组件固定安装在所述储藏箱上,通过所述第一直线驱动组件推动所述第一推块沿着所述出杯槽运动;所述推杯机构包括第二推块、第二直线驱动组件、第三推块、第三直线驱动组件和口咬杯分离机构,所述第二推块设置所述储藏箱的箱体内,所述第二直线驱动组件固定安装在所述储藏箱上,通过所述第二直线驱动组件推动所述第二推块朝着所述出杯槽运动;所述第三推块设置所述储藏箱的箱体内,所述第三直线驱动组件固定安装在所述储藏箱上,通过所述第三直线驱动组件推动所述第三推块在所述储藏箱中运动,其中,所述第三推块的运动方向和所述第二推块的运动方向互相垂直;所述第一直线驱动组件、所述第二直线驱动组件和第三直线驱动组件均包括驱动电机、直线导轨和出杯丝杆,所述直线导轨和所述储藏箱固定连接,所述驱动电机固定安装在所述储藏箱上,所述出杯丝杆和所述储藏箱转动连接,所述直线导轨和所述出杯丝杆互相平行,所述驱动电机和所述出杯丝杆传动连接;所述第一推块和所述第一直线驱动组件的所述直线导轨滑动配合,所述第一推块和所述第一直线驱动组件的所述出杯丝杆螺纹配合;所述第二推块和所述第二直线驱动组件的所述直线导轨滑动配合,所述第二推块和所述第二直线驱动组件的所述出杯丝杆螺纹配合;所述第三推块和所述第三直线驱动组件的所述直线导轨滑动配合,所述第三推块和所述第三直线驱动组件的所述出杯丝杆螺纹配合;所述口咬杯分离机构包括第一夹持件、第二夹持件、第二伸缩执行件和导向件,所述第一夹持件和所述第二夹持件均和所述储藏箱转动连接,所述第一夹持件和所述第二夹持件对立设置,所述第二伸缩执行件和所述储藏箱固定连接,所述导向件固定安装在所述第二伸缩执行件的活动端,所述导向件上开设有第一滑槽和第二滑槽,所述第一夹持件的端部和所述第一滑槽滑动连接,所述第二夹持件的端部和所述第二滑槽滑动连接。
可选地,所述试管储藏装置包括冷藏柜、第一升降组件、第二升降组件和推动组件,所述冷藏柜上开有第一开口和第二开口,所述第一开口处设有第一自动柜门,所述第二开口处设有第二自动柜门。所述第一升降组件和所述冷藏柜固定连接,所述第一升降组件设置在所述冷藏柜内部,所述第一升降组件的伸缩端正对所述第一开口;所述第二升降组件和所述冷藏柜固定连接,所述第二升降组件设置在所述冷藏柜内部,所述第二升降组件的伸缩端正对所述第二开口;所述推动组件设置在所述冷藏柜上,所述推动组件用于将所述第一开口处的试管架推向所述第二开口。所述第一自动柜门和所述第二自动柜门均包括柜门电机、第一门板、第二门板、第二导杆、柜门丝杆、第一连接件和第二连接件。所述冷藏柜上开设有滑槽,所述第一门板和所述第二门板和所述滑槽滑动配合,所述第一连接件和所述第一门板固定连接,所述第二连接件和所述第二门板固定连接,所述柜门丝杆上包括正螺纹段和反螺纹段,所述柜门丝杆和所述冷藏柜转动连接,所述第二导杆和所述冷藏柜固定连接,所述第二导杆和所述柜门丝杆互相平行,所述第一连接件和所述正螺纹段螺纹配合,所述第二连接件和所述反螺纹段螺纹配合,所述第一连接件和所述第二连接件均与所述第二导杆滑动配合,所述柜门电机和所述冷藏柜固定连接,所述柜门电机和所述柜门丝杆传动连接。所述第一升降组件和所述第二升降组件均包括放置台和剪式自动升降架,所述剪式自动升降架和所述冷藏柜固定连接,所述放置台和所述剪式自动升降架升降端固定连接;所述推动组件包括推板和剪式自动伸缩架,剪式自动伸缩架和所述冷藏柜固定连接,所述推板和所述剪式自动伸缩架的活动端固定连接。
可选地,所述夹持机械手包括壳体、夹持驱动件、连接件、第一摆动组件和机械手指;所述壳体和所述机械臂的执行端固定连接,所述夹持驱动件固定安装在所述壳体内部,所述连接件和所述夹持驱动件的活动端固定连接,所述第一摆动组件转动安装在所述壳体上,所述第一摆动组件和所述连接件铰接,两组所述第一摆动组件对称设置,两组所述第一摆动组件的摆动端均设有所述机械手指。所述第一摆动组件包括第一杆件、第二杆件和第三杆件,所述第一杆件一端和所述活动件铰接,所述第一杆件的另一端和所述第二杆件的一端铰接,所述第二杆件的另一端和所述机械手指铰接,所述第二杆件和所述壳体转动连接。所述第三杆件的一端和所述壳体铰接,所述第三杆件的另一端和所述机械手指铰接,其中,所述第二杆件、所述第三杆件、所述机械手指和所述壳体形成四连杆结构。
可选地,所述自动消毒机构包括第二摆动组件、驱动组件、消毒刷和消毒喷洒组件,所述驱动组件用于驱动所述第二摆动组件摆动,所述消毒刷和所述第二摆动组件的摆动端固定连接,所述消毒刷上开设有若干喷洒孔,消毒喷洒组件和所述喷洒孔连通。所述第二摆动组件包括第一摆杆、第二摆杆和第三摆杆;所述第一摆杆的一端和所述驱动组件传动连接,所述第一摆杆的另一端和所述第三摆杆铰接,所述第二摆杆和所述第一摆杆互相平行,所述第二摆杆的摆动端和所述第三摆杆铰接,所述消毒刷和所述第三摆杆固定连接。所述第一摆杆和所述第二摆杆均包括壳体、调节杆件和定位紧固件,所述壳体开设有滑槽,所述调节杆件和所述滑槽滑动配合,所述定位紧固件用于将所述调节杆件和壳体紧固在一起, 所述消毒喷洒组件包括消毒瓶、气泵和连接管,所述消毒瓶中盛有消毒液,所述消毒瓶和所述气泵连通,所述连接管的一端伸入所述消毒液中,所述连接管的另一端和所述喷洒孔连通。
可选地,所述位置识别模块包括视觉摄像头、语音模块和超声波测距模块,所述视觉摄像头、所述语音模块和所述超声波测距模块均固定安装在所述采样室的壁面上,所述视觉摄像头和所述超声波测距模块均布置在所述采样口上方;所述身份识别模块包括扫描窗口和证件识别仪,所述扫描窗口开设在所述采样室上,所述证件识别仪安装在所述扫描窗口;所述力量调整模块包括若干力传感器,所述力传感器固定安装在所述夹持机械手上。
本发明提供的一种核酸咽拭子采样方法,包括如下步骤:
S1、被采样人员将身份证件放置到所述身份识别模块处进行身份识别;
S2、所述夹持机械手从所述口咬杯储取装置拿取所述口咬杯,并将所述口咬杯放置到所述采样口,所述夹持机械手从所述试管储藏装置出取出一支试管放置到所述试管传输机构上,所述试管传输机构将所述试管传输到所述试管开关盖机构,所述试管开关盖机构将所述试管上的试管盖取下,所述试管传输机构将没有试管盖的所述试管运输到所述剪切机构;
S3、被采样人员衔住所述口咬杯;
S4、所述夹持机械手从所述自动出签装置处拿取所述采样签;所述夹持机械手将所述采样签通过所述采样口伸入到被采样人员的咽喉处进行采样;
S5、采样完毕,所述夹持机械手将所述采样签移动到所述剪切机构,并将所述采样签的头部伸入到所述试管中,所述裁剪机构将所述采样签的头部裁剪下来并掉入所述试管中;
S6、所述试管通过所述试管传输机构运输到所述试管开关盖机构,所述试管开关盖机构将所述试管的试管盖盖上并旋紧;
S7、所述夹持机械手将所述采样签的剩余部分丢弃到废物箱中,所述夹持机械手将所述口咬杯从所述采样口取下,并丢弃到所述废物箱中;
S8、所述夹持机械手将所述试管传输机构上的试管取下,并放入到所述试管储藏装置的试管架上,所述试管储藏装置按时将采集满的试管架放入冷藏柜中存放;
S9、所述自动消毒机构对所述采样口附近采样室外的表面进行消毒。
如上所述,本发明的全自动核酸咽拭子采样机器人及采样方法,至少具有以下有益效果:
全过程的核酸咽拭子采样实现了自动化,可全天候运行进行核酸采样;完全代替人工,避免人为操作失误导致交叉感染;采样效率高。
附图说明
图1为本发明实施例的全自动核酸咽拭子采样机器人的立体结构示意图;
图2为本发明实施例的全自动核酸咽拭子采样机器人外观结构的立体示意图;
图3为本发明实施例的剪切机构、试管开关盖机构和试管传输机构整体布局的示意图;
图4为本发明实施例的试管开关盖机构的立体结构示意图;
图5为本发明实施例的试管盖夹持组件的立体结构示意图;
图6为本发明实施例的试管传输机构的立体结构示意图;
图7为本发明实施例的夹持机械手的立体结构示意图;
图8为本发明实施例的自动出签装置的立体结构示意图;
图9为本发明实施例的自动出签装置的剖面图;
图10为本发明实施例的驱动组件的工作原理结构图;
图11为本发明实施例的图9中局部A的放大图;
图12为本发明实施例的口咬杯储取装置的工作状态的立体结构示意图;
图13为本发明实施例的口咬杯储取装置的立体结构示意图;
图14为本发明实施例的图12中局部B的放大图;
图15为本发明实施例的试管储藏装置的立体结构示意图;
图16为本发明实施例的试管储藏装置中第一自动柜门和第二自动柜门的立体结构示意图;
图17为本发明实施例的试管储藏装置的整体外观示意图;
图18为本发明实施例的自动消毒机构立体结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例,应当注意,这里描述的实施例只用于举例说明,并不用于限制本发明。在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解,阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的电路,软件或方法。
在整个说明书中,对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的示图都是为了说明的目的,并且示图不一定是按比例绘制的。
请参阅图1和图2,本发明提供一种全自动核酸咽拭子采样机器人,包括: 自动出签装置3、剪切机构6、试管开关盖机构8、试管传输机构7、口咬杯储取装置4、试管储藏装置9、夹持机械手2、采样室15、自动消毒机构5和智能识别系统;所述自动出签装置3用于定量取出采样签10,所述剪切机构6用于裁剪所述采样签10,所述试管开关盖机构8用于打开或关闭试管11上的试管盖,所述试管11通过所述试管传输机构7在所述剪切机构6和所述试管开关盖机构8之间传输,所述口咬杯储取装置4用于定量取出口咬杯45,所述试管储藏装置9用于自动储藏所述试管11,所述夹持机械手2固定安装在机械臂1的执行端,所述夹持机械手2用于抓取所述采样签10和所述口咬杯45,所述采样室15的壁面上开设有采样口152,所述采样口152的形状尺寸和所述口咬杯45的外形和尺寸相对应,所述口咬杯45的两端贯通,所述自动出签装置3、所述剪切机构6、所述试管开关盖机构8、所述试管传输机构7、所述口咬杯储取装置4、所述试管储藏装置9和所述夹持机械手2均设置在所述采样室15的内部,所述自动消毒机构5用于对所述采样室15的外表面进行消毒,所述采样口152位于消毒区域范围内。所述智能识别系统包括位置识别模块、力量调整模块和身份识别模块,所述位置识别模块和所述身份识别模块均固定安装在所述采样室15的壁面上,所述力量调整模块固定安装在所述夹持机械手2上。通过所述夹持机械手2自动夹取采样签10对被采样人员自动进行采样,全过程的核酸咽拭子采样实现了自动化,可全天候运行进行核酸采样。完全代替人工,避免人为操作失误导致交叉感染,采样效率高。
本实施例中,请参阅图1、图8、图9、图10和图11;所述自动出签装置3包括箱体31、出签组件和驱动组件,所述箱体31设有储签室311和出签室312,所述储签室311底部设有斜坡3111,所述储签室311和出签室312通过出签通道连通,所述出签通道设置在所述斜坡3111底部,所述出签室312上开有出签口,所述出签组件包括直线导轨和出签滑块32,所述直线导轨和所述箱体31固定连接,所述直线导轨设置在所述出签室312中,所述出签滑块32和所述直线导轨滑动配合,所述出签滑块32上开设有出签槽321,所述出签槽321和所述出签通道对应,所述驱动组件用于驱动所述出签滑块32沿着所述直线导轨运动。所述储签室311中所述采样签10沿着所述斜坡3111进入到所述出签室312中,最终进入到所述出签滑块32上的所述出签槽321中,所述出签滑块32在所述驱动组件的驱动下将所述采样签10带出所述出签口;实现定量取用采样签10,每次所述出签滑块32推出一支所述采样签10,并且每次采样签10都在同一个位置,方便采样所述机械臂1上的夹持机械手2夹取所述采样签10。所述驱动组件包括驱动电机35和拨杆34,所述驱动电机35固定安装在所述箱体31上,所述出签滑块32上开有驱动槽323,所述拨杆34和所述驱动电机35的输出轴351固定连接,所述拨杆34的自由端伸入所述驱动槽323中。通过所述驱动电机35带动所述拨杆34摆动,所述拨杆34摆动过程中拨动所述出签滑块32沿着所述直线导轨做直线运动;结构简单紧凑,运行可靠。所述自动出签装置3还可以设置盖板33和盖板顶推件322,所述盖板33布置在所述出签口,所述盖板33和所述箱体31铰接,所述盖板33和所述箱体31的铰接处设置有扭簧。所述盖板顶推件322和所述出签滑块32固定连接,所述盖板顶推件322和所述盖板33打开方向相对应。所述出签滑块32在出签过程中,将所述盖板33顶开,当所述出签滑块32下移取签时,所述盖板33在扭簧的弹力作用下自动将所述出签口盖住。结构简单,实现自动开盖和关闭,保护所述采样签10。所述盖板顶推件322将所述盖板33顶开,使得所述盖板33开合幅度更大,便于取签。
本实施例中,请参阅图1、图3、图4和图5;所述试管开关盖机构8包括底座81、第一导杆82、连接组件83、升降组件86、旋转组件84和试管盖夹持组件85。若干所述第一导杆82平行固定在所述底座81上,所述连接组件83所述第一导杆82滑动配合,所述升降组件86用于驱动所述连接组件83沿着所述第一导杆82升降,所述旋转组件84和连接组件83固定连接,所述试管盖夹持组件85和所述旋转组件84的旋转端固定连接。所述连接组件83包括第一连接板831、第二连接板832和弹性件833,所述弹性件833为弹簧;所述第一连接板831和所述第二连接板832均和所述第一导杆82滑动配合,所述第一连接板831和所述第二连接板832通过所述弹性件833弹性连接。通过所述试管盖夹持组件85夹持住试管盖,所述旋转组件84带动所述试管盖旋转,所述试管盖在旋转过程中向上移动直到和所述试管11脱离。由于所述第二连接板832和所述第一导杆82滑动配合,且所述第二连接板832和所述第一连接板831通过所述弹性件833弹性连接,所述试管盖11在向上过程中,所述试管盖夹持组件85和所述第二连接板832一起随试管盖向上运动。同时,通过所述升降组件86带动所述试管盖远离所述试管11。所述升降组件86带动所述试管盖靠近所述试管11的管口,所述旋转组件84带动所述试管盖旋转,所述试管盖在旋转过程中,所述试管盖上螺纹和试管口上的螺纹完成配合,实现关盖。所述试管盖盖好以后,所述试管盖夹持组件85松开所述试管盖。由于设置有弹性件833,所述试管11和所述试管盖接触变成了柔性接触,有利于保护所述试管和所述试管盖。整个试管开关盖实现自动化操作,节省了人力物力,效率高。试管11的开关试管盖过程实现自动化,效率高,能够有效防止人为接触导致试管内带物体污染。所述升降组件86包括升降电机862、升降丝杆861和固定板863;所述固定板863和所述第一导杆82固定连接,所述升降丝杆861和所述固定板863转动连接,所述升降电机862和所述底座81固定连接,所述升降丝杆861和所述升降电机862传动连接,所述第一连接板831和所述升降丝杆861螺纹配合;所述第一连接板831和所述升降丝杆861之间可以设置丝杆螺母连接。所述升降电机862带动所述升降丝杆861旋转,所述升降丝杆861旋转过程中,所述第一连接板831沿着所述升降丝杆861轴线方向做直线运动,从而实现升降。结构紧凑,升降过程平稳,并且精度高。所述旋转组件84包括旋转电机,所述旋转电机和所述第二连接板832固定连接,所述夹持组件和固定在所述旋转电机的输出端。所述第二连接板832和所述试管盖夹持组件85之间还可以设置旋转套筒。所述旋转电机设置在所述旋转套筒内部,所述旋转套筒一端和所述第二连接板832转动连接,所述旋转套筒另一端和所述试管盖夹持组件85转动连接。通过所述旋转电机带动所述夹持组件旋转所述试管盖夹持组件85包括夹持支架851、第一夹持块852、第二夹持块853、第一连接杆854、第二连接杆855、连接轴858、试管盖夹持驱动件856和第一导轨857。所述夹持支架851和所述旋转电机的输出端固定连接,所述第一导轨857和所述夹持支架851固定连接,所述第一夹持块852和所述第二夹持块853均和所述第一导轨857滑动配合。所述第一连接杆854的一端和所述第一夹持块852铰接,所述第一连接杆854的另一端和第二连接杆855的一端通过所述连接轴858铰接,所述第二连接杆855的另一端和所述第二夹持块853铰接;所述夹持支架851上开设有滑槽,所述滑槽方向和所述第一导轨857方向互相垂直,所述连接轴858和所述滑槽滑动配合,所述试管盖夹持驱动件856和所述夹持支架851固定连接,所述试管盖夹持驱动件856为气缸或者电动推杆,所述试管盖夹持驱动件856的活动端和所述第一夹持块852固定连接。所述试管盖夹持驱动件856带动所述第一夹持块852运动,所述第一夹持块852在运动过程中,通过第一连接杆854和所述第二连接杆855带动所述第二夹持块853同步运动,所述第二夹持块853和所述第一夹持块852运动方向相反。当所述第一夹持块852和所述第二夹持块853相对运动就可以实现夹持。
本实施例中,请参阅图3,所述剪切机构6包括剪切支架62和自动剪刀61,所述自动剪刀61为气动剪刀或者电动剪刀。所述剪切支架62和所述底座81固定连接,所述自动剪刀61和所述剪切支架62固定连接,所述剪切支架62和所述自动剪刀61的外壳63通过螺栓连接或者焊接。当机械手将采样签放到所述自动剪刀61的刀口之间,所述自动剪刀61将采样签的头部剪切下来。结构简单,裁剪效率高。
本实施例中,请参阅图3和图6,所述试管传输机构7包括第一安装架71、第二导轨72、滑块73、输送电机741、输送丝杆742和试管夹持组件75;所述第二导轨72固定安装在所述第一安装架71上,所述滑块73和所述第二导轨72滑动配合,所述输送电机741和所述第一安装架71固定连接,所述输送丝杆742和所述第一安装架71转动连接,所述输送电机741和所述输送丝杆742传动连接,所述滑块73和所述输送丝杆742螺纹配合,所述试管夹持组件75和所述滑块73固定连接;所述试管夹持组件75自动夹持住试管,通过所述输送电机741带动所述输送丝杆742旋转,所述输送丝杆742旋转过程中,所述滑块73沿着所述输送丝杆742轴向做直线运动。从而实现将所述试管11传输到指定的位置,采用丝杆传动,精度高,可以精确的控制试管的位置。整个机构简单,易于加工制作,可靠性高;所述试管夹持组件75包括第二安装架751、固定件752、活动件755和试管夹持驱动件753,所述试管夹持驱动件753为气缸或者电动推杆;所述第二安装架751和所述滑块73固定连接,所述固定件752和所述第二安装架751固定连接,所述活动件755和所述固定件752对立设置,所述夹持驱动件753和所述第二安装架751固定连接,所述试管夹持驱动件753的活动端和所述活动件755固定连接,所述试管夹持驱动件753的活动端和所述活动件755固定连接。通过所述试管夹持驱动件753驱动所述活动件755向所述固定件752移动,从而实现夹持。所述夹持组件75还包括导杆754,所述导杆754和所述安装架751固定连接,所述活动件755和所述导杆754滑动配合。通过导杆754导向,所述夹持驱动件753在驱动所述活动件755移动过程中更加的稳定。
本实施例中,请参阅图1、图12、图13和图14;所述口咬杯储取装置4包括储藏箱41,出杯机构42和推杯机构,所述储藏箱41的内部开设有出杯槽411,所述出杯槽411和所述储藏箱41的箱体外部连通;所述出杯机构42包括第一推块421和第一直线驱动组件422,所述第一推块421设在所述出杯槽411中,所述第一直线驱动组件422固定安装在所述储藏箱41上,通过所述第一直线驱动组件422推动所述第一推块421沿着所述出杯槽411运动;所述推杯机构包括第二推块431、第二直线驱动组件432、第三推块433和第三直线驱动组件434,所述第二推块431设置所述储藏箱41的箱体内,所述第二直线驱动组件432固定安装在所述储藏箱41上,通过所述第二直线驱动组件432推动所述第二推块431朝着所述出杯槽411运动。将口咬杯45叠成条状,放置在所述储藏箱41中,通过所述推杯机构将条状口咬杯45推向出杯槽411,所述出杯机构42再将口咬杯45推出所述储藏箱41。实现口咬杯45出杯自动化。并且,每次保证推出的口咬杯45在同一个位置,方便机械手抓取。所述第三推块433设置所述储藏箱41的箱体内,所述第三直线驱动组件434固定安装在所述储藏箱41上,通过所述第三直线驱动组件434推动所述第三推块433在所述储藏箱41中运动,其中,所述第三推块433的运动方向和所述第二推块431的运动方向互相垂直。所述储藏箱41中可以同时堆放多层口咬杯45。所述第一直线驱动组件422、所述第二直线驱动组件432和第三直线驱动组件434均包括驱动电机401、直线导轨403和出杯丝杆402,所述直线导轨403和储藏箱41固定连接,所述驱动电机401固定安装在所述储藏箱41上,所述出杯丝杆402和所述储藏箱41转动连接,所述直线导轨403和所述出杯丝杆402互相平行,所述驱动电机401和所述出杯丝杆402传动连接;所述第一推块421和所述第一直线驱动组件422的所述直线导轨403滑动配合,所述第一推块421和所述第一直线驱动组件422的所述出杯丝杆402螺纹配合;所述第二推块431和所述第二直线驱动组件432的所述直线导轨403滑动配合,所述第二推块431和所述第二直线驱动组件432的所述出杯丝杆402螺纹配合;所述第三推块433和所述第三直线驱动组件434的所述直线导轨403滑动配合,所述第三推块433和所述第三直线驱动组件434的所述出杯丝杆402螺纹配合。采用丝杆传动实现直线推动,精度高,结构紧凑。所述驱动电机401和所述出杯丝杆402通过联轴器同轴线固定连接,结构简单,安装方便。所述第一直线驱动组件422、所述第二直线驱动组件432和第三直线驱动组件434均包括第一伸缩执行件,所述第一伸缩执行件和所述储藏箱41固定连接;所述第一直线驱动组件422的所述第一推块421和所述第一直线驱动组件422的所述第一伸缩执行件的伸缩端固定连接;所述第二直线驱动组件432的所述第二推块431和所述第二直线驱动组件432的所述第一伸缩执行件的伸缩端固定连接;所述第三直线驱动组件434的所述第三推块433和所述第三直线驱动组件434的所述第一伸缩执行件的伸缩端固定连接。通过第一伸缩执行件的自动伸缩完成推动作用。所述第一伸缩执行件为气缸或者电动推杆。所述直线导轨403为滑槽导轨,可以直接在所述储藏箱41的箱体上开设滑槽导轨,加工简单,成本低。所述口咬杯储取装置4还包括口咬杯分离机构44,所述口咬杯分离机构44包括第一夹持件442、第二夹持件443和夹持驱动组件,所述第一夹持件442和所述第二夹持件443均和所述储藏箱41转动连接,所述第一夹持件442和所述第二夹持件443对立设置,通过所述夹持驱动组件推动所述第一夹持件442和所述第二夹持件443相对运动。当所述口咬杯45从所述储藏箱41出来的时候,所述夹持驱动组件驱动所述第一夹持件442和所述第二夹持件443运动,所述第一夹持件442和所述第二夹持件443互相靠近并夹持住所述储藏箱41外的第二个口咬杯45,在拿取口咬杯45的时候防止带出后面的口咬杯45。所述夹持驱动组件包括第二伸缩执行件441和导向件444,所述第二伸缩执行件441为气缸或者电动推杆,所述第二伸缩执行件441和所述储藏箱41固定连接,所述导向件444固定安装在所述第二伸缩执行件441的活动端,所述导向件444上开设有第一滑槽4441和第二滑槽4442,所述第一夹持件442的端部和所述第一滑槽4441滑动连接,所述第二夹持件443的端部和所述第二滑槽4442滑动连接。所述第二伸缩执行件441带动所述导向件444做直线运动,所述导向件444运动过程中,所述第一夹持件442的端部沿着所述第一滑槽4441滑动,所述第二夹持件443的端部沿着所述第二滑槽4442滑动,所述第一夹持件442和所述第二夹持件443从而发生转动,从而实现夹持动作。
本实施例中,请参阅图1、图15、图16和图17,所述试管储藏装置9包括冷藏柜91、第一升降组件92、第二升降组件93和推动组件95,所述冷藏柜91上开有第一开口和第二开口,所述第一开口处设有第一自动柜门96,所述第二开口处设有第二自动柜门97;所述第一升降组件92和所述冷藏柜91固定连接,所述第一升降组件92设置在所述冷藏柜91内部,所述第一升降组件92的伸缩端正对所述第一开口;所述第二升降组件93和所述冷藏柜91固定连接,所述第二升降组件93设置在所述冷藏柜91内部,所述第二升降组件93的伸缩端正对所述第二开口;所述推动组件95设置在所述冷藏柜91上,所述推动组件95用于将所述第一开口处的试管架94推向所述第二开口。通过所述第一升降组件92将试管架94从所述第一开口处推出所述冷藏柜91,待所述试管架94上的试管中装有检测样品后,所述推动组件95将所述试管架94推向所述第二开口处的第二升降组件93上,所述第二升降组件93下降,将所述试管架94带到所述冷藏柜91中。过程中所述第一自动柜门96和所述第二自动柜门97完成自动开闭;整个试管架94保存和进出实现自动化。并且试管推出冷藏柜后,方便机械手夹取。所述冷藏柜91包括第一冷藏室和第二冷藏室,所述第一开口连通所述第一冷藏室,所述第二开口连通所述第二冷藏室。将未使用的试管和使用过的试管分开存储,避免相互污染。所述第一自动柜门96和所述第二自动柜门97均包括柜门电机971、第一门板972、第二门板973、第二导杆974、柜门丝杆975、第一连接件976和第二连接件977;所述冷藏柜91上开设有滑槽911,所述第一门板972和所述第二门板973和所述滑槽911滑动配合,所述第一连接件976和所述第一门板972固定连接,所述第二连接件977和所述第二门板973固定连接,所述柜门丝杆975上包括正螺纹段和反螺纹段,所述柜门丝杆975和所述冷藏柜91转动连接,所述第二导杆974和所述冷藏柜91固定连接,所述第二导杆974和所述柜门丝杆975互相平行,所述第一连接件976和所述正螺纹段螺纹配合,所述第二连接件977和所述反螺纹段螺纹配合,所述第一连接件976和所述第二连接件977均与所述第二导杆974滑动配合,所述柜门电机971和所述冷藏柜91固定连接,所述柜门电机971和所述柜门丝杆975传动连接。 所述第一自动柜门96和所述第二自动柜门97能够实现自动开合,并且开合过程不占用空间,使得整个结构更加紧凑合理。所述柜门电机971的输出轴和所述柜门丝杆975通过连轴器同轴线固定连接,结构简单,连接可靠。所述柜门电机971的输出轴和所述柜门丝杆975通过齿轮组传动连接,通过所述齿轮组可以改变输出速率,从而改变输出力矩,可以用更小功率的电机带动。所述第一升降组件92和所述第二升降组件93均包括放置台932和剪式自动升降架931,所述剪式自动升降架931和所述冷藏柜91固定连接,所述放置台932和所述剪式自动升降架931升降端固定连接。节省空间,所述冷藏柜91可以存放更多的试管。所述推动组件95包括推板952和剪式自动伸缩架951,剪式自动伸缩架951和所述冷藏柜91固定连接,所述推板952和所述剪式自动伸缩架951的活动端固定连接。通过所述剪式自动伸缩架951带动所述推板952实现直线运动,从而精准的推动所述试管架94。所述的试管架94自动储藏和进出装置还包括导向板98,所述导向板98固定安装在所述第二开口边缘,使得所述试管架94在推动过过程中更准确
本实施例中,请参阅图1、图2和图18,所述自动消毒机构包括第二摆动组件52、驱动组件51、消毒刷53和消毒喷洒组件,所述驱动组件51用于驱动所述第二摆动组件52摆动;所述消毒刷53和所述第二摆动组件52的摆动端固定连接,所述消毒刷53上开设有若干喷洒孔;消毒喷洒组件和所述喷洒孔连通。作业过程中,通过所述驱动组件51驱动所述第二摆动组件52摆动,所述第二摆动组件52在摆动过程中带动所述消毒刷53从待消毒的表面扫过,在所述消毒刷53运动过程中,所述消毒喷洒组件中消毒液从所述喷洒孔中喷出,完成消毒。能够实现对固定区域的表面进行消毒,实现自动化消毒。所述第二摆动组件52包括第一摆杆521、第二摆杆522和第三摆杆523;所述第一摆杆521的一端和所述驱动组件51传动连接,所述第一摆杆521的另一端和所述第三摆杆523铰接,所述第二摆杆522和所述第一摆杆521互相平行,所述第二摆杆522的摆动端和所述第三摆杆523铰接,所述消毒刷53和所述第三摆杆523固定连接。所述驱动组件51和需要消毒设备表面固定连接,所述第二摆杆522和需要消毒设备表面转动连接,所述驱动组件51带动所述第一摆杆521摆动,所述第一摆杆521摆动过程中,所述第三摆杆523在摆动过程中不会发生转动,从而使得所述消毒刷53在摆动过程中长度方向朝向始终不便,保证消毒液喷洒均匀。所述第一摆杆521和所述第二摆杆522均包括壳体502、调节杆件501和定位紧固件,所述壳体502开设有滑槽,所述调节杆件501和所述滑槽滑动配合,所述定位紧固件用于将所述调节杆件501和壳体502紧固在一起。可以调节所述第一摆杆521和第二摆杆522的长度。便于调节消毒区域。所述定位紧固件包括螺钉,所述壳体502上开设有螺纹通孔5021,所述螺钉和所述螺纹通孔5021螺纹配合,结构简单,调节方便。所述驱动组件51包括驱动电机和连接轴,所述连接轴和所述第一摆杆521的端部固定连接,所述连接轴和所述驱动电机同轴线固定连接,通过所述驱动电机带动所述连接轴转动,所述连接轴带动所述第一摆杆521摆动。所述驱动组件51和所述第一摆杆521通过齿轮组件传动连接。
本实施例中,请参阅图7,所述夹持机械手2包括壳体21、直线驱动件27、连接件22、第一摆动组件和机械手指24,所述直线驱动件27固定安装在所述壳体21内部,所述连接件22和所述直线驱动件27的活动端固定连接;所述第一摆动组件转动安装在所述壳体21上,所述第一摆动组件和所述连接件22铰接,两组所述第一摆动组件对称设置,两组所述第一摆动组件的摆动端均设有所述机械手指24。通过所述直线驱动件27带动所述第一摆动组件摆动,两组所述第一摆动组件相对摆动过程中,带动两组机械手指24相对运动从而实现夹持。结构紧凑,占用空间小,可靠性高;通过机械臂带动所述夹持机械手可以实现各种抓取动作。实现在有限空间中完成对采样签、试管等物品抓取要求。
所述第一摆动组件包括第一杆件231、第二杆件232和第三杆件233,所述第一杆件231一端和所述连接件22铰接,所述第一杆件231的另一端和所述第二杆件232的一端铰接,所述第二杆件232的另一端和所述机械手指24铰接,所述第二杆件232和所述壳体21转动连接。所述第三杆件233的一端和所述壳体21铰接,所述第三杆件233的另一端和所述机械手指24铰接,所述第三杆件233和所述第二杆件232平行,其中,所述第二杆件232、所述第三杆件233、所述机械手指24和所述壳体21形成四连杆机构。由于所述第二杆件232、所述第三杆件233、所述机械手指24和所述壳体21形成四连杆机构,且形成一个面积可变的平行四边形,所述机械手指24在摆动过程中,两组所述机械手指24相对面在移动过程中始终平行,抓取物体的时候对所抓取的物体产生的作用力在一条直线上,不易损伤物体。所述的夹持机械手还包括微动开关25 ,所述微动开关25布置在两组所述机械手指24之间,所述微动开关25通过连接支架26和所述壳体21固定连接。抓取物体时,更好的保护所述抓取的物体。所述直线驱动件27为气缸或者电动推杆,更节省空间,稳定可靠靠性。每个所述机械手指24两侧对称设置有两组所述第一摆动组件,增强所述机械手指24的稳定性。所述第二杆件232和所述壳体21通过转轴转动连接,结构简单,连接可靠。所述机械手指24上开设有防滑齿241,防止抓取物体时打滑。
本实施例中,所述位置识别模块包括视觉摄像头、语音模块和超声波测距模块,所述视觉摄像头、所述语音模块和所述超声波测距模块均固定安装在所述采样室15的壁面上,所述视觉摄像头和所述超声波测距模块均布置在所述采样口152上方;所述身份识别模块包括扫描窗口151和证件识别仪,所述扫描窗口151开设在所述采样室15上,所述证件识别仪安装在所述扫描窗口151;所述力量调整模块包括若干力传感器,所述力传感器固定安装在所述夹持机械手2上。通过所述视觉摄像头检测被采样人是否面部口腔是否对准采样口152,检测被采样人是否张开口腔,如没有,所述语音模块进行语音提示;通过所述超声波测距模块检测被采样人面部离采样口152距离,如距离过远,则所述语音模块的提示被采样人将面部靠近采样口152;在所述夹持机械手2中采样签10的尾部和夹持部位侧面放置力传感器,至少三个力传感器,采样签10后部一个,其左右二个侧面各一个,通过上述视觉摄像头和超声波测距模块检测到的被采样人口腔位置和距离,将采样签10伸入到被采样人口腔中,并继续伸入,直到力传感器检测到采样签10的头部抵触到被采样人口腔喉部,开始采样,夹持机械手2带动采样签10左右移动和旋转进行采样,左右移动和旋转时,同样通过力传感器感知采样签与口腔颚部有接触,确保采样的准确性。
请参阅图1-图18,本发明提供一种核酸咽拭子采样方法的实施例,包括如下步骤:
S1、被采样人员将身份证件放置到所述身份识别模块处进行身份识别;
S2、所述夹持机械手2从所述口咬杯储取装置4拿取所述口咬杯45,并将所述口咬杯45放置到所述采样口152,所述夹持机械手2从所述试管储藏装置9出取出一支试管11放置到所述试管传输机构7上,所述试管传输机构7将所述试管11传输到所述试管开关盖机构8,所述试管开关盖机构8将所述试管11上的试管盖取下,所述试管传输机构7将没有试管盖的所述试管运输到所述剪切机构6;
S3、被采样人员衔住所述口咬杯;
S4、所述夹持机械手2从所述自动出签装置3处拿取所述采样签10;所述夹持机械手2将所述采样签10通过所述采样口152伸入到被采样人员的咽喉处进行采样;
S5、采样完毕,所述夹持机械手2将所述采样签10移动到所述剪切机构6,并将所述采样签10的头部伸入到所述试管11中,所述裁剪机构6将所述采样签10的头部裁剪下来并掉入所述试管11中;
S6、所述试管11通过所述试管传输机构7运输到所述试管开关盖机构8,所述试管开关盖机构8将所述试管11的试管盖盖上并旋紧;
S7、所述夹持机械手2将所述采样签10的剩余部分丢弃到废物箱12中,所述夹持机械手将所述口咬杯45从所述采样口152取下,并丢弃到所述废物箱12中;
S8、所述夹持机械手2将所述试管传输机构7上的试管11取下,并放入到所述试管储藏装置9的试管架94上,所述试管储藏装置9按时将采集满的试管架94放入冷藏柜91中存放;
S9、所述自动消毒机构5对所述采样口152附近采样室15的表面进行消毒。
全过程的核酸咽拭子采样实现了自动化,可全天候运行进行核酸采样,避免了交错感染的风险,并且采样效率高。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种全自动核酸咽拭子采样机器人,其特征在于,包括:
自动出签装置,所述自动出签装置用于定量取出采样签;
剪切机构,所述剪切机构用于裁剪所述采样签;
试管开关盖机构,所述试管开关盖机构用于打开或关闭试管上的试管盖;
试管传输机构,所述试管通过所述试管传输机构在所述剪切机构和所述试管开关盖机构之间传输;
口咬杯储取装置,所述口咬杯储取装置用于定量取出口咬杯,
试管储藏装置,所述试管储藏装置用于自动储藏所述试管
夹持机械手,所述夹持机械手固定安装在机械臂的执行端,所述夹持机械手用于抓取所述采样签和所述口咬杯,
采样室,所述采样室的壁面上开设有采样口,所述自动出签装置、所述剪切机构、所述试管开关盖机构、所述试管传输机构、所述口咬杯储取装置、所述试管储藏装置和所述夹持机械手均设置在所述采样室的内部;
自动消毒机构,所述自动消毒机构用于对所述采样室的外表面进行消毒,所述采样口位于消毒区域范围内;
智能识别系统,所述智能识别系统包括位置识别模块、力量调整模块和身份识别模块,所述位置识别模块和所述身份识别模块均固定安装在所述采样室的壁面上,所述力量调整模块固定安装在所述夹持机械手上。
2.根据权利要求1所述的全自动核酸咽拭子采样机器人,其特征在于:所述自动出签装置包括箱体、出签组件和驱动组件,所述箱体设有储签室和出签室,所述储签室底部设有斜坡,所述储签室和出签室通过出签通道连通,所述出签通道设置在所述斜坡底部,所述出签室上开有出签口,所述出签组件包括直线导轨和出签滑块,所述直线导轨和所述箱体固定连接,所述直线导轨设置在所述出签室中,所述出签滑块和所述直线导轨滑动配合,所述出签滑块上开设有出签槽,所述出签槽和所述出签通道对应,所述驱动组件用于驱动所述出签滑块沿着所述直线导轨运动;所述驱动组件包括驱动电机和拨杆,所述驱动电机固定安装在所述箱体上,所述出签滑块上开有驱动槽,所述拨杆和所述驱动电机的输出轴固定连接,所述拨杆的自由端伸入所述驱动槽中。
3.根据权利要求1所述的全自动核酸咽拭子采样机器人,其特征在于:所述试管开关盖机构包括底座、第一导杆、连接组件、升降组件、旋转组件和试管盖夹持组件;若干所述第一导杆平行固定在所述底座上,所述连接组件所述第一导杆滑动配合,所述升降组件用于驱动所述连接组件沿着所述第一导杆升降,所述旋转组件和连接组件固定连接,所述试管盖夹持组件和所述旋转组件的旋转端固定连接;所述连接组件包括第一连接板、第二连接板和弹性件;所述第一连接板和所述第二连接板均和所述第一导杆滑动配合,所述第一连接板和所述第二连接板通过所述弹性件柔性连接;所述升降组件包括升降电机、升降丝杆和固定板;所述固定板和所述第一导杆固定连接,所述升降丝杆和所述固定板转动连接,所述升降电机和所述底座固定连接,所述升降丝杆和所述升降电机传动连接,所述第一连接板和所述升降丝杆螺纹配合;所述旋转组件包括旋转电机,所述旋转电机和所述第二连接板固定连接,所述夹持组件和固定在所述旋转电机的输出端;所述试管盖夹持组件包括夹持支架、第一夹持块、第二夹持块、第一连接杆、第二连接杆、连接轴、试管盖夹持驱动件和第一导轨;所述夹持支架和所述旋转电机的输出端固定连接,所述第一导轨和所述夹持支架固定连接,所述第一夹持块和所述第二夹持块均和所述第一导轨滑动配合;所述第一连接杆的一端和所述第一夹持块铰接,所述第一连接杆的另一端和第二连接杆的一端通过所述连接轴铰接,所述第二连接杆的另一端和所述第二夹持块铰接;所述夹持支架上开设有滑槽,所述滑槽方向和所述第一导轨方向互相垂直,所述连接轴和所述滑槽滑动配合,所述试管盖夹持驱动件和所述夹持支架固定连接,所述试管盖夹持驱动件的活动端和所述第一夹持块固定连接;所述剪切机构包括剪切支架和自动剪刀,所述自动剪刀和所述剪切支架固定连接。
4.根据权利要求3所述的全自动核酸咽拭子采样机器人,其特征在于:所述试管传输机构包括第一安装架、第二导轨、滑块、输送电机、输送丝杆和试管夹持组件;所述第二导轨固定安装在所述第一安装架上,所述滑块和所述第二导轨滑动配合,所述输送电机和所述第一安装架固定连接,所述输送丝杆和所述第一安装架转动连接,所述输送电机和所述输送丝杆传动连接,所述滑块和所述输送丝杆螺纹配合,所述试管夹持组件和所述滑块固定连接;所述试管夹持组件包括第二安装架、固定件、活动件和试管夹持驱动件,所述第二安装架和所述滑块固定连接,所述固定件和所述第二安装架固定连接,所述活动件和所述固定件对立设置,所述试管夹持驱动件和所述第二安装架固定连接,所述试管夹持驱动件的活动端和所述活动件固定连接。
5.根据权利要求1所述的全自动核酸咽拭子采样机器人,其特征在于:所述口咬杯储取装置包括储藏箱、出杯机构和推杯机构,所述储藏箱的内部开设有出杯槽,所述出杯槽和所述储藏箱的箱体外部连通;所述出杯机构包括第一推块和第一直线驱动组件,所述第一推块设在所述出杯槽中,所述第一直线驱动组件固定安装在所述储藏箱上,通过所述第一直线驱动组件推动所述第一推块沿着所述出杯槽运动;所述推杯机构包括第二推块、第二直线驱动组件、第三推块、第三直线驱动组件和口咬杯分离机构,所述第二推块设置所述储藏箱的箱体内,所述第二直线驱动组件固定安装在所述储藏箱上,通过所述第二直线驱动组件推动所述第二推块朝着所述出杯槽运动;所述第三推块设置所述储藏箱的箱体内,所述第三直线驱动组件固定安装在所述储藏箱上,通过所述第三直线驱动组件推动所述第三推块在所述储藏箱中运动,其中,所述第三推块的运动方向和所述第二推块的运动方向互相垂直;所述第一直线驱动组件、所述第二直线驱动组件和第三直线驱动组件均包括驱动电机、直线导轨和出杯丝杆,所述直线导轨和所述储藏箱固定连接,所述驱动电机固定安装在所述储藏箱上,所述出杯丝杆和所述储藏箱转动连接,所述直线导轨和所述出杯丝杆互相平行,所述驱动电机和所述出杯丝杆传动连接;所述第一推块和所述第一直线驱动组件的所述直线导轨滑动配合,所述第一推块和所述第一直线驱动组件的所述出杯丝杆螺纹配合;所述第二推块和所述第二直线驱动组件的所述直线导轨滑动配合,所述第二推块和所述第二直线驱动组件的所述出杯丝杆螺纹配合;所述第三推块和所述第三直线驱动组件的所述直线导轨滑动配合,所述第三推块和所述第三直线驱动组件的所述出杯丝杆螺纹配合;所述口咬杯分离机构包括第一夹持件、第二夹持件、第二伸缩执行件和导向件,所述第一夹持件和所述第二夹持件均和所述储藏箱转动连接,所述第一夹持件和所述第二夹持件对立设置,所述第二伸缩执行件和所述储藏箱固定连接,所述导向件固定安装在所述第二伸缩执行件的活动端,所述导向件上开设有第一滑槽和第二滑槽,所述第一夹持件的端部和所述第一滑槽滑动连接,所述第二夹持件的端部和所述第二滑槽滑动连接。
6.根据权利要求1所述的全自动核酸咽拭子采样机器人,其特征在于:所述试管储藏装置包括冷藏柜、第一升降组件、第二升降组件和推动组件,所述冷藏柜上开有第一开口和第二开口,所述第一开口处设有第一自动柜门,所述第二开口处设有第二自动柜门;所述第一升降组件和所述冷藏柜固定连接,所述第一升降组件设置在所述冷藏柜内部,所述第一升降组件的伸缩端正对所述第一开口;所述第二升降组件和所述冷藏柜固定连接,所述第二升降组件设置在所述冷藏柜内部,所述第二升降组件的伸缩端正对所述第二开口;所述推动组件设置在所述冷藏柜上,所述推动组件用于将所述第一开口处的试管架推向所述第二开口;所述第一自动柜门和所述第二自动柜门均包括柜门电机、第一门板、第二门板、第二导杆、柜门丝杆、第一连接件和第二连接件;所述冷藏柜上开设有滑槽,所述第一门板和所述第二门板和所述滑槽滑动配合,所述第一连接件和所述第一门板固定连接,所述第二连接件和所述第二门板固定连接,所述柜门丝杆上包括正螺纹段和反螺纹段,所述柜门丝杆和所述冷藏柜转动连接,所述第二导杆和所述冷藏柜固定连接,所述第二导杆和所述柜门丝杆互相平行,所述第一连接件和所述正螺纹段螺纹配合,所述第二连接件和所述反螺纹段螺纹配合,所述第一连接件和所述第二连接件均与所述第二导杆滑动配合,所述柜门电机和所述冷藏柜固定连接,所述柜门电机和所述柜门丝杆传动连接;所述第一升降组件和所述第二升降组件均包括放置台和剪式自动升降架,所述剪式自动升降架和所述冷藏柜固定连接,所述放置台和所述剪式自动升降架升降端固定连接;所述推动组件包括推板和剪式自动伸缩架,剪式自动伸缩架和所述冷藏柜固定连接,所述推板和所述剪式自动伸缩架的活动端固定连接。
7.根据权利要求2所述的全自动核酸咽拭子采样机器人,其特征在于:所述夹持机械手包括壳体、夹持驱动件、连接件、第一摆动组件和机械手指;所述壳体和所述机械臂的执行端固定连接,所述夹持驱动件固定安装在所述壳体内部,所述连接件和所述夹持驱动件的活动端固定连接,所述第一摆动组件转动安装在所述壳体上,所述第一摆动组件和所述连接件铰接,两组所述第一摆动组件对称设置,两组所述第一摆动组件的摆动端均设有所述机械手指;所述第一摆动组件包括第一杆件、第二杆件和第三杆件,所述第一杆件一端和所述活动件铰接,所述第一杆件的另一端和所述第二杆件的一端铰接,所述第二杆件的另一端和所述机械手指铰接,所述第二杆件和所述壳体转动连接;所述第三杆件的一端和所述壳体铰接,所述第三杆件的另一端和所述机械手指铰接,其中,所述第二杆件、所述第三杆件、所述机械手指和所述壳体形成四连杆结构。
8.根据权利要求1所述的全自动核酸咽拭子采样机器人,其特征在于:所述自动消毒机构包括第二摆动组件、驱动组件、消毒刷和消毒喷洒组件,所述驱动组件用于驱动所述第二摆动组件摆动,所述消毒刷和所述第二摆动组件的摆动端固定连接,所述消毒刷上开设有若干喷洒孔,消毒喷洒组件和所述喷洒孔连通;所述第二摆动组件包括第一摆杆、第二摆杆和第三摆杆;所述第一摆杆的一端和所述驱动组件传动连接,所述第一摆杆的另一端和所述第三摆杆铰接,所述第二摆杆和所述第一摆杆互相平行,所述第二摆杆的摆动端和所述第三摆杆铰接,所述消毒刷和所述第三摆杆固定连接;所述第一摆杆和所述第二摆杆均包括壳体、调节杆件和定位紧固件,所述壳体开设有滑槽,所述调节杆件和所述滑槽滑动配合,所述定位紧固件用于将所述调节杆件和壳体紧固在一起, 所述消毒喷洒组件包括消毒瓶、气泵和连接管,所述消毒瓶中盛有消毒液,所述消毒瓶和所述气泵连通,所述连接管的一端伸入所述消毒液中,所述连接管的另一端和所述喷洒孔连通。
9.根据权利要求1所述的全自动核酸咽拭子采样机器人,其特征在于,包括:所述位置识别模块包括视觉摄像头、语音模块和超声波测距模块,所述视觉摄像头、所述语音模块和所述超声波测距模块均固定安装在所述采样室的壁面上,所述视觉摄像头和所述超声波测距模块均布置在所述采样口上方;所述身份识别模块包括扫描窗口和证件识别仪,所述扫描窗口开设在所述采样室上,所述证件识别仪安装在所述扫描窗口;所述力量调整模块包括若干力传感器,所述力传感器固定安装在所述夹持机械手上。
10.一种核酸咽拭子采样方法,适用于权利要求1-9任一所述的全自动核酸咽拭子采样机器人,其特征在于,包括如下步骤:
S1、被采样人员将身份证件放置到所述身份识别模块处进行身份识别;
S2、所述夹持机械手从所述口咬杯储取装置拿取所述口咬杯,并将所述口咬杯放置到所述采样口,所述夹持机械手从所述试管储藏装置出取出一支试管放置到所述试管传输机构上,所述试管传输机构将所述试管传输到所述试管开关盖机构,所述试管开关盖机构将所述试管上的试管盖取下,所述试管传输机构将没有试管盖的所述试管运输到所述剪切机构;
S3、被采样人员衔住所述口咬杯;
S4、所述夹持机械手从所述自动出签装置处拿取所述采样签;所述夹持机械手将所述采样签通过所述采样口伸入到被采样人员的咽喉处进行采样;
S5、采样完毕,所述夹持机械手将所述采样签移动到所述剪切机构,并将所述采样签的头部伸入到所述试管中,所述裁剪机构将所述采样签的头部裁剪下来并掉入所述试管中;
S6、所述试管通过所述试管传输机构运输到所述试管开关盖机构,所述试管开关盖机构将所述试管的试管盖盖上并旋紧;
S7、所述夹持机械手将所述采样签的剩余部分丢弃到废物箱中,所述夹持机械手将所述口咬杯从所述采样口取下,并丢弃到所述废物箱中;
S8、所述夹持机械手将所述试管传输机构上的试管取下,并放入到所述试管储藏装置的试管架上,所述试管储藏装置按时将采集满的试管架放入冷藏柜中存放;
S9、所述自动消毒机构对所述采样口附近采样室外的表面进行消毒。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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