模块化鼻口咽拭子采样机器人的制作方法

文档序号:24022340发布日期:2021-02-20 20:20阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种模块化鼻口咽拭子采样机器人,其特征在于,包括操作平台及设置于所述操作平台上的采样机械臂(2)、隔离套安装工位(3)、拭子准备工位(4)、拭子掰断装瓶工位(5)、试管转运工位(6)、隔离套拆卸工位(7)、采样窗口模块(8)及信息录入模块(9);其中信息录入模块(9)用于记录和存储患者的身份信息及鼻咽样本检测信息;所述拭子准备工位(4)用于剥离拭子(101)外侧的包装袋;所述采样机械臂(2)的执行末端设有采样工具(1),所述采样工具(1)用于拭子(101)的拾取和释放;所述隔离套安装工位(3)用于在采样工具(1)的外侧安装隔离套;所述采样窗口模块(8)用于采样机械臂(2)对受试者进行鼻咽拭子样本采集;所述拭子掰断装瓶工位(5)用于将已采样的拭子(101)装入试管后掰断;所述试管转运工位(6)用于空置或装有鼻咽拭子样本的试管的转运;所述隔离套拆卸工位(7)用于拆卸采样工具(1)外侧的隔离套。2.根据权利要求1所述的模块化鼻口咽拭子采样机器人,其特征在于,所述采样工具(1)包括外壳(105)及设置所述外壳(105)内的拭子夹持装置(102)、采样力控装置(103)、气动夹爪ⅰ(104)及转接件ⅰ(107),其中转接件ⅰ(107)与所述采样机械臂(2)连接;所述转接件ⅰ(107)上设置采样力控装置(103)、气动夹爪ⅰ(104)及口腔识别相机(106),口腔识别相机(106)位于外壳(105)的外侧;所述拭子夹持装置(102)包括右侧开合件(1021)、左侧开合件(1022)及两个夹头(1023),其中右侧开合件(1021)和左侧开合件(1022)通过铰接轴铰接在所述采样力控装置(103)的两侧,所述铰接轴上套设有复位弹簧(1038),所述右侧开合件(1021)和左侧开合件(1022)在复位弹簧(1038)的弹力作用下处于闭合状态;两个夹头(1023)连接在气动夹爪ⅰ(104)的输出端,并且分别位于右侧开合件(1021)和左侧开合件(1022)的外侧;所述气动夹爪ⅰ(104)驱动两个夹头(1023)闭合,进而两个夹头(1023)推动右侧开合件(1021)和左侧开合件(1022)张开。3.根据权利要求2所述的模块化鼻口咽拭子采样机器人,其特征在于,所述采样力控装置(103)包括前盖(1031)、外层滑动件(1032)、力传感器(1033)、中间支撑件(1034)、套筒(1035)、弹簧(1036)及支撑件ⅰ(1037),其中支撑件ⅰ(1037)与所述转接件ⅰ107连接,力传感器(1033)的一端与支撑件ⅰ(1037)连接,另一端与中间支撑件(1034)连接;所述中间支撑件(1034)为中空结构,该腔体内容置有套筒(1035)和弹簧(1036);所述外层滑动件(1032)可沿轴向滑动地套设于所述中间支撑件(1034)的外侧;所述前盖(1031)设置于所述外层滑动件(1032)的端部,并且与所述弹簧(1036)抵接;所述外层滑动件(1032)通过前盖(1031)和所述中间支撑件(1034)上设有的轴肩轴向限位;所述铰接轴设置于所述外层滑动件(1032)的底部。4.根据权利要求1所述的模块化鼻口咽拭子采样机器人,其特征在于,所述采样机械臂(2)包括底盘(201)、立柱(202)、机械臂前端法兰(203)、机械臂底座法兰(204)、六自由度机械臂(205)、升降立柱(206)、rgb-d相机(207)及广角相机(208),其中底盘(201)与所述操作平台滑动连接,立柱(202)的下端与底盘(201)连接,上端设有机械臂底座法兰(204);六自由度机械臂(205)设置于机械臂底座法兰(204)上,并且执行末端设有机械臂前端法兰(203),所述采样工具(1)设置于机械臂前端法兰(203)上;升降立柱(206)设置于立柱(202)上,rgb-d相机(207)和广角相机(208)设置于升降立柱(206)顶端。5.根据权利要求1所述的模块化鼻口咽拭子采样机器人,其特征在于,所述隔离套安装
工位(3)包括安装框架(301)、隔离套卡扣(302)、卡扣盒(303)、活动底板(304)、顶升气缸(305)及卡扣释放机构,其中安装框架(301)上沿周向设有多个卡扣盒(303),各卡扣盒(303)内均设置有卡扣释放机构及位于卡扣释放机构上方的多个隔离套卡扣(302);所述活动底板(304)设置与所述卡扣盒(303)的下方,并且与所述卡扣释放机构连接;所述顶升气缸(305)设置于安装框架(301)上,并且输出端与活动底板(304)连接;所述卡扣释放机构包括竖直顶杆(3031)、弯曲顶杆(3033)、活动块(3034)、卡扣定位弹簧(3035)及拉杆(3036),所述卡扣盒(303)的一侧沿竖直方向设有滑槽(3032),所述滑槽(3032)的上端设有卡扣释放口(3038);所述活动块(3034)与滑槽(3032)滑动连接,所述活动块(3034)用于支撑多个隔离套卡扣(302);所述卡扣盒(303)的内壁上沿竖直方向设有导向槽,所述竖直顶杆(3031)和弯曲顶杆(3033)分别与导向槽滑动配合,并且竖直顶杆(3031)位于弯曲顶杆(3033)的外侧;所述竖直顶杆(3031)和弯曲顶杆(3033)的下端通过拉杆(3036)与活动底板(304)连接,所述竖直顶杆(3031)用于限制隔离套卡扣(302)由卡扣释放口(3038)脱出;所述弯曲顶杆(3033)用于压紧除了位于最上方以外的隔离套卡扣(302)及所述活动块(3034);所述卡扣定位弹簧(3035)容置于所述卡扣盒(303)内,并且下端与所述卡扣盒(303)抵接,上端与所述活动块(3034)抵接,所述卡扣定位弹簧(3035)使位于最上层的隔离套卡扣(302)位于卡扣释放口(3038)内。6.根据权利要求1所述的模块化鼻口咽拭子采样机器人,其特征在于,所述拭子准备工位(4)包括拭子盒(401)、二维移动平台、拭子吸盘(402)、气动剪刀(405)、气动夹爪ⅱ(406)、升降气动夹爪(407)、支架(408)及升降气动滑台(409),其中拭子吸盘(402)设置于二维移动平台,用于拾取拭子盒(401)内的拭子(101);气动剪刀(405)、气动夹爪ⅱ(406)及升降气动滑台(409)由上至下依次设置于支架(408)上,升降气动夹爪(407)设置于升降气动滑台(409)上;所述气动剪刀(405)用于剪开拭子(101)外侧的包装袋;所述气动夹爪ⅱ(406)的内侧设有凹槽,所述气动夹爪ⅱ(406)用于夹紧拭子(101)外侧的包装袋;所述升降气动夹爪(407)用于夹紧拭子(101)及外侧包装袋;所述升降气动滑台(409)驱动升降气动夹爪(407)向上移动,升降气动夹爪(407)带动拭子(101)及外侧包装袋一同向上运动,从而使拭子(101)由外侧包装袋中伸出。7.根据权利要求1所述的模块化鼻口咽拭子采样机器人,其特征在于,所述拭子掰断装瓶工位(5)包括气动夹紧机构(502)、试管底座(503)及固定底板(504),其中固定底板(504)与所述操作平台连接;气动夹紧机构(502)和试管底座(503)设置于固定底板(504)上,试管底座(503)用于放置试管(501);所述试管底座(503)的侧部设有开口,所述气动夹紧机构(502)的执行端从该开口伸入,并且对试管(501)进行把持。8.根据权利要求1所述的模块化鼻口咽拭子采样机器人,其特征在于,所述试管转运工位(6)包括四自由度转运机械臂(601)、试管夹持机构(602)、安装底座(603)及试管架(604),其中安装底座(603)设置于所述操作平台上;四自由度转运机械臂(601)设置于安装底座(603)上,并且执行末端与试管夹持机构(602)连接;试管架(604)设置于所述操作平台上设有的隔离箱中;所述四自由度转运机械臂(601)用于空试管的放置和样本的收集。
9.根据权利要求1所述的模块化鼻口咽拭子采样机器人,其特征在于,所述隔离套拆卸工位(7)包括废弃隔离套收集箱(704)及设置于废弃隔离套收集箱(704)两侧的至少两组吸盘机构;所述吸盘机构包括负压吸盘(701)、吸盘支撑杆(702)及气动滑台(703),其中气动滑台(703)设置于所述操作平台上,吸盘支撑杆(702)的一端与气动滑台(703)连接,另一端与负压吸盘(701)连接;所述负压吸盘(701)吸附隔离套后,通过气动滑台(703)向后运动,从而使隔离套脱离所述采样工具(1)。10.根据权利要求1所述的模块化鼻口咽拭子采样机器人,其特征在于,所述采样窗口模块(8)包括采样窗口、隔离板(801)、显示屏(802)、下巴托(803)、支撑件ⅱ(804)、转接件ⅱ(805)及升降气缸(806),其中升降气缸(806)设置于所述操作平台上,并且输出端通过转接件ⅱ(805)与支撑件ⅱ(804)连接,支撑件ⅱ(804)伸出采样窗口的外侧;下巴托(803)设置于支撑件ⅱ(804)上;显示屏(802)通过支架与转接件ⅱ(805)连接。
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