CN213552310U - 一种咽拭子采样机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种咽拭子采样机器人，属于机器人领域。在本实用新型中，采样机器人能够通过拍摄设备确定患者的方向，同时自动向患者方向进行移动。在到达患者面前时，能够通过机械臂上的采样装置来靠近患者的口腔，控制器基于拍摄设备拍摄的图像，对机械臂上的采样装置进行控制，将采样装置伸入患者的口腔中。采样装置在控制器的控制下在患者的口腔中自动采集患者口腔中的组织样品，整个采样过程无需医护人员的干预，保障了医护人员的身体健康，同时采用采样机器人的采样的效率较高，降低了医护人员的工作负荷。

Description

一种咽拭子采样机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别涉及一种咽拭子采样机器人。

背景技术

采集咽拭子是呼吸道传染性病原体所必需的，对疾病诊断起决定性作用，采集咽拭子是疑似病例和确诊病例的关键。相关技术中，需要通过医护人员近距离接触患者，人工从患者口腔中采集组织样品。但是由于呼吸道传染性疾病往往具有很强的传染能力，医护工作者与患者近距离接触时可能被患者传染，严重威胁医护人员的身体健康。同时，在面对传染性较强的呼吸道疾病时，患者的数量也往往较多，医护人员还面临着工作量暴增的情况。

发明内容

本实用新型实施例提供了一种咽拭子采样机器人，能够保护医护人员的身体健康，降低医护人员的工作量。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种咽拭子采样机器人，所述采样机器人包括：可移动底座(1)、连接部(2)、机械臂(3)、显示设备(4)以及电源(5)；

所述可移动底座下方设置有滚轮(6)，所述滚轮(6)由设置在所述连接部(2)中的控制器进行控制；

所述连接部(2)的下端与所述可移动底座(1)的上端相连接，所述连接部(2)外表面的第一位置上设置有距离探测器(7)；

所述机械臂(3)与所述连接部(2)外表面的第二位置活动连接，所述机械臂(3)由所述控制器进行控制；

所述显示设备(4)的下端与所述连接部(2)的上端相连，所述显示设备(4)用于显示提示信息；

所述机械臂(3)的前端设置有采样装置(8)和拍摄装置(9)，所述采样装置(8)能够采集口腔中的样品。

在一种可能的设计中，所述连接部(2)上还设置有采样管，所述采样管用于收集所述采样装置(8)采集的样本。

在一种可能的设计中，所述连接部(2)上还设置有消毒装置，所述消毒装置用于在采样结束后对所述采样装置(8)进行消毒。

在一种可能的设计中，所述采样装置(8)上设置有拭子存储袋。

在一种可能的设计中，所述采样装置(8)上设求置有压力传感器。

在一种可能的设计中，所述机械臂(3)为蛇形机械臂。

在一种可能的设计中，所述拍摄装置(9)包括双目内窥镜。

在一种可能的设计中，所述连接部(2)内设置有通讯设备。

在一种可能的设计中，所述显示设备(4)上还设置有扬声器。

在一种可能的设计中，所述显示设备(4)上还设置有麦克风。

在本实用新型中，咽拭子采样机器人能够通过拍摄设备确定患者的方向，同时自动向患者方向进行移动。在到达患者面前时，能够通过机械臂上的采样装置来靠近患者的口腔，控制器基于拍摄设备拍摄的图像，对机械臂上的采样装置进行控制，将采样装置伸入患者的口腔中。采样装置在控制器的控制下在患者的口腔中自动采集患者口腔中的组织样品，整个采样过程无需医护人员的干预，保障了医护人员的身体健康，同时采用采样机器人的采样的效率较高，降低了医护人员的工作负荷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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时本实用新型实施例提供的一种咽拭子采样机器人的正视图；

图2是本实用新型实施例提供的一种咽拭子采样机器人的侧视图；

图3是本实用新型实施例提供的一种咽拭子采样机器人的机械臂的结构示意图。

附图标记：1、可移动底座；2、连接部；3、机械臂；4、显示设备；5、电源(外部不可见)；6、滚轮；7、距离探测器；8、采样装置；9、拍摄装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

首先对本实用新型提供的采样机器人的使用场景进行说明，本实用新型提供的采样机器人能够应用在多种场景中，比如应用在诊断传染性较强疾病的过程中，医务人员能够通过本实用新型提供的采样机器人实现自动采集患者的口腔组织样本，从而无需人工采集样本，避免了医务人员的二次感染。当然，本实用新型提供的采样机器人也能够应用在患者较多的场景中，当医务人员数量有限时，通过本实用新型提供的采样机器人能够快速采集患者的口腔组织样本，减少患者的等待时间，提高样本采集的效率，降低医务人员的工作量。

参见图1、图2和图3，本实用新型提供了一种咽拭子采样机器人，咽拭子采样机器人包括：可移动底座1、连接部2、机械臂3、显示设备4以及电源5。可移动底座下方设置有滚轮6，滚轮6由设置在连接部2中的控制器进行控制。连接部2的下端与可移动底座1的上端相连接，连接部2外表面的第一位置上设置有探测器7。机械臂3与连接部2外表面的第二位置活动连接，机械臂3由控制器进行控制。显示设备4的下端与连接部2的上端相连，显示设备4用于显示提示信息。机械臂3的前端设置有采样装置8和拍摄装置9，采样装置8能够采集口腔中的样品。

可选的，控制器能够为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，也能够为其他具有数据处理和数据存储功能的器件，比如单片机，本实用新型实施例对于控制器的类型不做限定。

下面对本实用新型提供的采样机器人的工作原理进行说明：电源5为采样机器人的各个部分供电，电源5能够为电池组。控制器能够通过控制移动底座下方的滚轮6，来控制采样机器人的移动。探测器7与控制器电连接，控制器能够接收探测器7传送的信号。响应于控制器通过探测器7检测到前方存在目标患者时，控制器能够控制滚轮6的方向和转速，从而控制采样机器人向目标患者缓慢靠近。响应于控制器通过探测器7检测到采样机器人与目标患者之间的距离小于或等于距离阈值，控制器能够控制滚轮6停止转动，以使得采样机器人停止在目标患者面前。采样机器人停止在目标患者面前后，显示设备4显示提示信息，该提示信息用于提示目标患者张开嘴巴。在此之后，控制器能够控制机械臂3抬起。机械臂3在抬起的过程中，机械臂3前端的拍摄设备8开始工作，响应于拍摄设备8拍摄到目标患者张开的嘴巴，控制器能够控制机械臂3停止移动。响应于机械臂3停止移动，控制器能够控制机械臂3前端的采样装置8和拍摄设备9向目标患者张开的嘴巴移动。在控制器控制采样设备8和拍摄设备9向目标患者张开的嘴巴移动的过程中，控制器能够通过拍摄设备9得到的画面调整采样设备8和拍摄设备9的移动方向。响应于采样设备8和拍摄设备9进入目标患者的口腔，控制器对拍摄设备9获取的图像进行图像识别，得到采样区域，控制器控制采样设备8向采样区域移动。响应于采样设备8到达采样区域，控制器能够控制采样设备8弹出咽拭子，控制弹出咽拭子的采样设备8在采样区域移动，通过咽拭子采集目标患者口腔中的组织样品。

下面对控制器控制机械臂3进行移动的方法进行说明：

机械臂3上设置有多个液压装置，每个液压装置与动力部件相连，动力部件能够控制液压装置的伸长和缩短。可选的，动力部件为电动机，控制器能够通过控制电动机的转动，来控制液压装置的伸长与缩短，从而控制机械臂3的运动。

在这种设计下，咽拭子采样机器人能够自动采集目标患者口腔中的组织样品，整个采样过程无需医护人员的干预，采样的效率较高，降低了医护人员的工作负荷。

在一种可能的设计中，连接部2上还设置有采样管，采样管用于收集采样装置8采集的样本。

其中，采样管能够为立方体，也能够为圆柱，本实用新型实施例对此不做限定。采样管的数量能够为多个，多个采样管用于保存不同患者得到组织样本。

在采样机器人通过采样装置8采集到的目标患者的口腔组织样本之后，控制器能够控制机械臂3向远离目标患者的方向移动，机械臂3带动采样装置8向目标患者的口腔外移动。响应于机械臂3移动至目标位置，控制能够控制机械臂3带动采样装置8向采样管方向移动。响应于采样装置8与采样管之间的距离小于距离阈值，控制器控制采样装置8缓慢伸入采样管。响应于采样装置8完全进去采样管，控制器控制采样装置8释放咽拭子，这样能够实现目标患者的组织样本的采集。

在这种设计中，采样机器人能够将采集到的患者组织样本保存在采样管中，便于后续医护人员对组织样本的分析和测试。

在一种可能的设计中，连接部2上还设置有消毒装置，消毒装置用于在采样结束后对采样装置8进行消毒。

在采样机器人将采样装置8采集的组织样本保存到采样管后，控制器能够控制机械臂3带动采样装置8向消毒装置的方向移动。响应于采样装置8与消毒装置之间的举例小于距离阈值，控制器能够控制采样装置8进入消毒装置，同时控制消毒装置启动，对采样装置8进行消毒。

在这种设计下，在每次采样结束后，采样机器人均能够通过消毒装置对采样装置8进行消毒，避免患者之间的交叉感染。

当然，除了在采样机器人将采样装置8采集的组织样本保存到采样管后再通过消毒装置对采样装置8进行消毒以外，控制器也能够在对目标患者进行采样前，通过消毒装置对采样装置8进行消毒，保证在对目标患者进行采样时采样装置8上不携带有病毒，保障了目标患者的生命安全。

在一种可能的设计中，采样装置8上设置有拭子存储袋。拭子存储袋中存储有多个咽拭子，响应于采样装置8到达目标患者口腔中的采样区域，控制器能够控制采样装置弹出拭子存储袋中存储的咽拭子，从而对目标患者的口腔进行采样。当然，拭子存储袋中也能够设置有检测装置，响应于拭子存储袋中存储的咽拭子消耗完毕，检测装置能够向控制器发送咽拭子用尽信号，控制器接收到咽拭子用尽信号之后，能够控制采样机器人向指定位置移动，该指定位置为补充咽拭子的位置。

在一种可能的设计中，采样装置8上设置有压力传感器。响应于采样装置8进入目标患者的口腔，控制器能够控制压力传感器开始工作。响应于压力传感器获取的压力信号所指示的压力大于压力阈值，控制器控制采样装置8向远离目标患者的方向移动，以保证采样过程不会伤害目标患者。当然，压力传感器也能够用于在采样装置8通过咽拭子在目标患者的口腔中移动时与目标患者口腔之间的接触程度，通过压力传感器的反馈，来使得咽拭子能够成功采集到目标患者口腔中的组织样本。因此，在这种设计下，能够保证成功采集到的目标患者口腔中的组织样本的基础上，不对目标患者造成伤害。

在一种可能的设计中，机械臂3为蛇形机械臂。相较于传统的机械臂，蛇形机械臂在工作时更加灵活，由于不同患者口腔的大小均不相同，采用蛇形机械臂能够进入不同患者的口腔，提高了采样机器人的使用范围。

在一种可能的设计中，拍摄装置9包括双目内窥镜。响应于采样装置8和拍摄设备9进入目标患者的口腔，控制器能够控制双目内窥镜启动，通过双目内窥镜获取目标患者口腔中的图像，根据目标患者口腔中的图像，确定对目标患者口腔进行采样的采样区域，由于双目内窥镜能够提供高清的3D解剖场景，因此控制器能够更加精准的确定采样区域，在采样区域中进行采样能够得到更加精准的组织样本，从而提高后续检测的准确性。

在一种可能的设计中，连接部2内设置有通讯设备。本实用新型提供的采样机器人除了能够自动对患者的口腔进行采样以外，医护人员也能够通过通讯设备控制采样机器人的各个动作，通讯设备也能够将控制器获取的信息传送给医护人员使用的终端，医护人员能够通过终端查看患者的情况。除此之外，医护人员也能够通过通讯设备向现实设备4发送不同的提示信息，从而实现与医护人员与患者之间的沟通。

在一种可能的设计中，显示设备4上还设置有扬声器。扬声器能够向患者发出语音提示信息，该语音提示信息能够用于告知患者张口嘴巴，或者，扬声器能够向患者输出医护人员的指示。

在一种可能的设计中，显示设备4上还设置有麦克风。麦克风能够采集周围的声音信号，麦克风能够将采集到的声音信号传送给控制器，控制器能够对声音信号进行语音识别，从而得到声音信号对应的语音指令，并根据语音指令控制采样机器人的动作。

举例来说，患者能够发送“机器人过来”的语音，控制器通过麦克风采集到的该语音后，能够识别该语音对应的指令，并控制采样机器人向患者移动。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本实用新型的可选实施例，在此不再一一赘述。

在本实用新型中，采样机器人能够通过拍摄设备确定患者的方向，同时自动向患者方向进行移动。在到达患者面前时，能够通过机械臂上的采样装置来靠近患者的口腔，控制器基于拍摄设备拍摄的图像，对机械臂上的采样装置进行控制，将采样装置伸入患者的口腔中。采样装置在控制器的控制下在患者的口腔中自动采集患者口腔中的组织样品，整个采样过程无需医护人员的干预，保障了医护人员的身体健康，同时采用采样机器人的采样的效率较高，降低了医护人员的工作负荷。

上述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种咽拭子采样机器人，其特征在于，所述采样机器人包括：可移动底座(1)、连接部(2)、机械臂(3)、显示设备(4)以及电源(5)；

所述可移动底座下方设置有滚轮(6)，所述滚轮(6)由设置在所述连接部(2)中的控制器进行控制；

所述连接部(2)的下端与所述可移动底座(1)的上端相连接，所述连接部(2)外表面的第一位置上设置有距离探测器(7)；

所述机械臂(3)与所述连接部(2)外表面的第二位置活动连接，所述机械臂(3)由所述控制器进行控制；

所述显示设备(4)的下端与所述连接部(2)的上端相连，所述显示设备(4)用于显示提示信息；

所述机械臂(3)的前端设置有采样装置(8)和拍摄装置(9)，所述采样装置(8)能够采集口腔中的组织样品。

2.根据权利要求1所述的咽拭子采样机器人，其特征在于，所述连接部(2)上还设置有采样管，所述采样管用于收集所述采样装置(8)采集的样本。

3.根据权利要求1所述的咽拭子采样机器人，其特征在于，所述连接部(2)上还设置有消毒装置，所述消毒装置用于在采样结束后对所述采样装置(8)进行消毒。

4.根据权利要求1所述的咽拭子采样机器人，其特征在于，所述采样装置(8)上设置有拭子存储袋。

5.根据权利要求1所述的咽拭子采样机器人，其特征在于，所述采样装置(8)上设求置有压力传感器。

6.根据权利要求1所述的咽拭子采样机器人，其特征在于，所述机械臂(3)为蛇形机械臂。

7.根据权利要求1所述的咽拭子采样机器人，其特征在于，所述拍摄装置(9)包括双目内窥镜。

8.根据权利要求1所述的咽拭子采样机器人，其特征在于，所述连接部(2)内设置有通讯设备。

9.根据权利要求1所述的咽拭子采样机器人，其特征在于，所述显示设备(4)上还设置有扬声器。

10.根据权利要求1所述的咽拭子采样机器人，其特征在于，所述显示设备(4)上还设置有麦克风。

Images