[发明专利]一种咽拭子自动采样装置

权利要求书

1.一种咽拭子自动采样装置，其特征在于，包括位于工作平台(100)上的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)和远程监控单元(800)；其中，

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；

所述远程监控单元(800)，通过USB与所述导航定位单元(500)相连，以此接收由深度传感器采集到的图像及其深度信息，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；所述远程监控单元(800)通过RS-485接口和GPIO接口与样本采集执行单元(600)内的导轨式装置(610)相连，由该远程监控单元(800)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；所述远程监控单元(800)通过串口与样本采集执行单元(600)内的末端执行机构(620)相连，以获取末端执行机构(620)的实时状态。

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

3.根据权利要求1所述的咽拭子自动采样装置，其特征在于，所述待测人员头部定位单元(300)内，

所述头部定位架(310)包括固定在所述工作平面(100)上的底座(311)、与该底座(311)固定的两个螺杆(312)、套设在两个螺杆(312)上的颌托(314)以及与两个螺杆(312)顶部连接的额托(313)，利用颌托(314)在螺杆(312)上的转动调节颌托(314)及其上咬口器(320)至底座(311)的距离；

所述咬口器(320)包括一体成型的半圆环(321)、弧形压舌板(323)、两个开颌垫(322)和咬口器固定板(325)，两个开颌垫(322)位于半圆环(321)和弧形压舌板(323)的开口处之间，通过咬口器固定板(325)将咬口器(320)与颌托(314)固定，开颌垫(322)整体呈梯形，且梯形斜面朝上放置，在各开颌垫(322)的斜面以及与斜面相对的侧面上分别均开设有牙槽(324)，供待测人员上下牙槽咬住；所述弧形压舌板(323)与待测人员口腔尺寸相匹配；当待测人员将咬口器(320)含入口中时，弧形压舌板(323)靠近口腔内部。