[发明专利]一种口腔咽拭子采样机器人

说明书

本发明公开了一种口腔咽拭子采样机器人，属于自动化技术和设备领域，包括机械手、支撑结构、中央处理器及操控手柄，所述机械手与中央处理器信号连接，所述操控手柄与中央处理器信号连接，所述支撑结构用于支撑固定机械手；操控手柄用于手动控制采样系统的启动、关闭、暂停、继续和调节采样系统的工作参数等；中央处理器用于进行口腔咽拭子采样的主要控制部分，支撑结构用于支撑机械臂和机械手完成口腔咽侧壁采样操作；机械手用于直接完成口腔咽侧壁采样操作。该口腔咽拭子采样机器人，操作方便，节省人力和时间，提高采样效率，提高采样标准化和精准化，便于大规模采样，预防和避免交叉感染风险，提高受试者的舒适度和满意度，便于产业化运行。

技术领域

本发明属于自动化技术和设备领域，具体涉及一种可自动进行口腔咽拭子采样的智能识别控制软件和采样操作设备系统。

背景技术

近年来，新型冠状病毒在全球范围内肆虐，严重危害人类健康。尽早排查和隔离新型冠状病毒感染者和带毒者尤为重要和必要。利用拭子采集口腔咽侧壁黏膜表面样本，通过检验明确样本中病毒核酸存在与否，以确定或排除新型冠状病毒感染，是较精确、快捷且高效的医疗和检验技术。目前，临床通过术者手工操作采集民众口腔咽拭子样本，该操作环节的工作量较大、效率较低，耗费大量人力和物力，导致医疗人员很辛苦。因此，构建可智能识别口腔咽侧壁的软件匹配可控机械化采集咽侧壁表面标本的自动化设备是临床医学领域的巨大挑战。

口腔咽拭子采样是指术者手持采样棉签在受试者咽侧壁摩擦获取黏膜表面粘液标本的技术方法。该操作方法较简便、直观，但采样者的工作量较大，负担较重，容易疲劳，导致医疗资源的利用度较低。因此，口腔咽拭子采样机器人的研发需求极为迫切。

利用采样棉签在受试者咽侧壁黏膜表面局部擦拭便可获取黏膜表面黏液样本，经样本送至检验科进行相应的病毒核酸检测分析，可确定采样者标本中是否有病毒核酸。整个采样过程中，术者以坐位或站位持续很久，手臂持续长久时间高举易导致疲劳，术者非常辛苦；采样质量不能标准化和采样效率均较低。关于可智能化识别口腔咽侧壁的软件匹配可控机械化采集咽侧壁表面粘液标本的机器人的研究未见报道，因其适合面向广大民众对口腔咽拭子大规模采样的需求，可以满足各级医疗、防疫或其他疾病控制机构日常检验标本采集的需要，因此，该自动化设备在呼吸道传染性疾病的预防和筛查领域将具有广阔的应用前景。

发明内容

为了克服现有技术中存在的采样者的工作量较大，负担较重，容易疲劳，导致医疗资源的利用度较低等问题，本发明的目的在于提供一种可智能化识别口腔咽侧壁的可控机械化采集咽侧壁表面粘液标本的机器人。具体是将张口定位器、齿轮运行轨道、多向定位齿轮、机械臂、照明/识别/喷气/采集工作端、中央处理器和操控手柄等软、硬件组合构成自动化智能咽拭子采样系统。

本发明通过如下技术方案实现：

一种口腔咽拭子采样机器人，包括机械手4、支撑结构3、中央处理器2及操控手柄1，所述机械手4与中央处理器2信号连接，所述操控手柄1与中央处理器2信号连接，所述支撑结构3用于支撑固定机械手4；

所述机械手4由转盘44及位于其上的采样工作端41、照明/识别装置42及喷气装置43组成，采样工作端41、照明/识别装置42及喷气装置43均位于转盘44的前端；所述采样工作端41用于擦拭或摩擦蘸取靶点区域咽侧壁表面粘液；所述照明/识别装置42用于照明并识别咽侧壁表面的图像信息并传输给中央处理器2，经过甄别确定咽侧壁粘膜；所述喷气装置43用于向采样工作端41喷气清除异物；

所述支撑结构3由齿轮运行轨道31、多向定位齿轮32、机械臂33及基座34组成；机械臂33与机械手4的关节连接，机械臂33上套装有多向定位齿轮32，所述多向定位齿轮32接收所述中央处理器2发出的指令后在微型电动机331的带动下移向咽侧壁；所述多向定位齿轮32与所述齿轮运行轨道31的齿轮轨道齿合，可在齿轮运行轨道31上转动；所述齿轮运行轨道31硬连接固定在基座34上。