[发明专利]一种咽拭子自动采样系统

权利要求书

1.一种咽拭子自动采样系统，其特征在于，包括位于工作平台(100)上的待测人员身份信息自动核对及采集提示单元(400)、待测人员头部定位单元(300)、导航定位单元(500)、样本采集执行单元(600)和咽拭子自动装卸载单元(700)，以及远程监控单元(800)；其中，

所述待测人员身份信息自动核对及采集提示单元(400)，包括电子屏幕，通过该电子屏幕自带的前置摄像头获取待测人员的面部特征，与待测人员的身份信息进行对比、进行人脸识别，并将待测人员信息通过电子屏幕投放给被检测人员，等待确认，待确认完毕，由所述咽拭子自动采样系统进行语音及文字提示引导所述样本采集执行单元(600)进入待检测人员，并报道操作规程及注意事项；

所述待测人员头部定位单元(300)，包括头部定位架(310)和固定在该头部定位架(310)上的咬口器(320)；通过头部定位架(310)固定待测人员头部并调节所述咬口器(320)至所述工作平台(100)的距离，使得咬口器(320)位于待测人员的舒适高度；所述咬口器(320)采用一次性耗材制成，用于将待测人员的口腔张开并将其舌头压平，提供通往咽部的通畅空间；

所述导航定位单元(500)，包括固定在所述样本采集执行单元(600)末端的深度传感器，该深度传感器随所述样本采集执行单元(600)进入待测人员口腔，用于采集咽喉图像并确定深度传感器与待测人员咽喉之间的深度信息；

所述样本采集执行单元(600)，包括三自由度的导轨式装置(610)及一个自由度的末端执行机构(620)；所述三自由度的导轨式装置(610)为龙门式三轴机构，分别将沿口腔宽度方向、沿口腔进深方向和垂直于工作平台(100)平面方向作为X、Y、Z轴，龙门式三轴机构包括一个X轴模组(611)、两个Y轴模组(612)和一个Z轴模组(613)，两个所述Y轴模组(612)间隔固定于所述工作平台(100)上，所述Y轴模组(612)、X轴模组(611)和Z轴模组(613)依次连接且彼此联动，所述Z轴模组(613)上固定有所述导航定位单元(500)内的深度传感器及所述末端执行机构(620)；在待测人员咽部擦拭的动作由所述X轴模组(611)和Z轴模组(613)控制，向待测人员口腔内深入的进给运动和擦拭动作力控部分的轴向进给运动均由所述Y轴模组(612)控制；

所述咽拭子自动装卸载单元(700)，包括由六自由度机械臂及末端夹爪，控制所述六自由度机械臂到达咽拭子放置的指定位置，然后通过控制末端夹爪的张合来夹取咽拭子，再控制已夹取咽拭子的六自由度机械臂装载至所述样本采集执行单元(600)中的末端执行机构(620)；

所述远程监控单元(800)，包括主控系统，该主控系统内存储有待测人员信息库并在该主控系统的PC机内的第二控制板上集成有第二控制芯片，所述第二控制芯片通过RS-485接口与PC机通信；所述待测人员身份信息自动核对及采集提示单元(400)和咽拭子自动装卸载单元(700)通过TCP网络与主控系统的PC机相连通，主控系统中的待测人员信息库通过待测人员身份信息自动核对及采集提示单元(400)来完成人员信息的核对确认；所述导航定位单元(500)通过USB与主控系统的PC机相连，将深度传感器采集到的图像及其深度信息传送到主控系统的PC机上，对深度传感器采集的图像和深度信息通过均值滤波算法补偿来进行消噪后准确计算出待测人员口腔内两侧扁桃体的位置信息，随后对深度传感器获得的两侧扁桃体的位置信息进行坐标转换，以与所述样本采集执行单元(600)的坐标系相匹配，随后引导所述样本采集执行单元(600)到该位置进行样本采集；所述样本采集执行单元(600)内的导轨式装置(610)分别通过RS-485接口和GPIO接口与主控系统的PC机相连，由第二控制芯片进行所述龙门式三轴机构的运动解算和轨迹跟踪所需的多任务调度，该调度实时将对深度传感器采集的图像和深度信息进行处理后转化为龙门式三轴机构的机械运动通过所述GPIO接口向样本采集执行单元(600)内的各轴模组发送相应的控制信号；所述样本采集执行单元(600)内的末端执行机构(620)通过串口与主控系统的PC机相连，获取末端执行机构(620)的实时状态。

2.根据权利要求1所述的咽拭子自动采样系统，其特征在于，各路控制信号包括控制相应轴模组的脉宽调制、方向和使能信号。