[发明专利]一种高自由度柔性夹持咽拭子取样机器人

说明书

本发明涉及一种咽拭子机器人系统，具体涉及咽拭子取样机器人及配套系统和操作软件。本发明多用于医院门诊、病房巡检、移动检测点等咽拭子取样操作，取样过程具有力传感器数据和图像记录功能，且医生可进行流程干涉和取样位置修正。整套系统在咽拭子取样过程中能够保证医患隔离，大大降低以新冠为代表高感染性传染病对医护人员的影响，减轻医护人员的身体、心里负担，节省防护服、手套的医疗资源。

技术领域

本发明涉及一种咽拭子取样执行器，具体涉及具体涉及咽拭子取样机器人及配套系统和操作软件。本发明适用于医学咽拭子取样工作，能够实现医患隔离，全自动或部分人工干预情况下，完成咽拭子取样的整套工作流程，并记录相关数据。

背景技术

Corona Virus Disease 2019(COVID-19)国内称之为新型冠状病毒肺炎(下面简称为新冠肺炎)，是一种急性感染性肺炎，新冠肺炎患者初期症状多以发热、乏力、干咳为主，后期逐渐转变为呼吸困难严重等表现，并同时伴随患者自身多种综合性疾病集中爆发。其传染潜伏期为1-14天，并且其潜伏期即具有感染性。因此，如何快速准确筛查新冠肺炎感染者是对预防和控制新型冠状病毒的传播的首要手段。目前多以咽拭子采样的方式采集患者咽部的菌群信息，从而做出判断。

在对新冠病毒的传播途径研究中发现，呼吸道飞沫、密切接触是其主要的传播途径，但是气溶胶传播也能够使其快速传播。因此，咽拭子采样过程中，医护人员的防护就显得尤为重要，稍有不小心，则会导致自身的生命健康受到威胁。因此如何使得在咽拭子采样过程中，实现医患分离，同时实现高精度、高准确度的咽拭子采集流程，对于预防新冠肺炎的传播、保护医疗工作者，是很有意义的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的难点，提出一种咽拭子取样机器人及配套系统和操作软件。本发明涉及的整套系统在咽拭子取样过程中能够保证医患隔离，大大降低以新冠为代表高感染性传染病对医护人员的影响，减轻医护人员的身体、心里负担，节省防护服、手套的医疗资源。

本发明所述的一种咽拭子取样机器人，由一个多自由度机械臂1、柔性气动操作手2、力传感器3、摄像头4、咽拭子管夹持固定位5、培养液管固定位6、传递机构7、负压防扩散系统8、操作手消毒系统9、咬口器10、咬口器支架11、柜体12组成，可以实现医患隔离，能够在全自动或部分人工干预情况下完成接触判断、采样质量判断、咽拭子取样、咽拭子头切断转移、操作手消毒等工作，并同步记录包括但不限于采集力量、采集部位等数据。

多自由度机械臂，具备多自由度设计，能够实现夹取、运输、旋拧等咽拭子取样过程必须的动作，末端连接柔性气动操作手2、力传感器3、摄像头4，并可通过IO接口实现间断和连续动作控制。

柔性气动操作手，采用气动控制方式，能够自适应夹取不同尺寸的咽拭子管和培养液瓶，并具有额外的气动手指可以对咽拭子杆部进行辅助固定。

咽拭子管夹持固定位和培养液管固定位，其特征在于：底座采用变尺寸锥形竖井，夹持模块采用气动或电动控制方式，配合自适应夹口和高摩擦系数衬垫，可夹持尺寸范围广、夹持力度可调、针对不同尺寸样品管能够保证中轴线竖直且相对机械臂底座中心点位置固定。

传递机构采用可调锁止系统，配合电动丝杠或气动推杆，运行速度10mm/s-100mm/s之间可调，定位精度小于0.2mm。

负压防扩散系统，风幕式吸口设计，搭配大流量静音抽气泵和可更换HEPA滤网，能够保证患者呼吸的气体被抽离工作区，经过HEPA 滤网后排出，保证工作区洁净安全。

操作手消毒系统，采用乙醇超声加热风烘干方式对机械手执行部进行消毒，具有消毒时间短、挥发蒸汽对人体无毒害作用、快速烘干无滴漏等。