一种绳驱咽拭子机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种绳驱咽拭子机器人，包括柔性操作臂和驱动系统；其中柔性操作臂包括外层绳驱机构、内层绳驱机构、中间弹性体、驱动绳索四部分；驱动系统包括固定基座和外层驱动模组O

【技术实现步骤摘要】
一种绳驱咽拭子机器人
本专利技术涉及机器人领域，尤其是涉及一种绳索驱动咽拭子机器人。
技术介绍
咽拭子采样是一种公认的，在世界范围内广泛用于病毒样本采集的技术，目前大多数采样为人工采样，但在人工采样中医护人员的安全及采样的成功率难以得到保障,为了提高采样的安全性和可靠性，咽拭子机器人随之诞生；现有的咽拭子机器人采样尚属于阶段性成功及应用测试，因而现有技术很难满足咽喉采样的要求
技术实现思路
为了满足当前社会的需求，本专利技术提供了一种绳驱咽拭子机器人，是一种能在狭小采样空间灵巧运动，实现口腔及咽喉的低刚度抵近和变刚度取样的机器人，能很好的满足在咽喉部位采样时的苛刻要求。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种绳驱咽拭子机器人，包括柔性操作臂和驱动系统；其中柔性操作臂包括外层绳驱机构、内层绳驱机构、中间弹性体、驱动绳索四部分；驱动系统包括固定基座和外层驱动模组O1O2O3O4和内层驱动模组I1I2I3I4；外层驱动模组和内层驱动模组分别控制外层绳驱机构、内层绳驱机构；内外层驱动模组分别固定在基座上；内层驱动模组I1和外层驱动模组O1分别控制内外层绳驱机构沿轴线方向运动；内层驱动模组I2I3I4和外层驱动模组O2O3O4分别通过绳索与内外层绳驱机构连接，其中驱动绳索使用管线作为导向管路，可控制内外层绳驱机构的俯仰、偏航运动。进一步的，所述的内层绳驱机构同轴线嵌套在外层绳驱机构内，所述的内层绳驱机构长度大于外层绳驱机构，所述的中间弹性体嵌套在内层绳驱机构内。进一步的，所述的外层驱动模组O1O2O3O4包括伺服电机、联轴器、丝杠基座、丝杠、丝杠螺母、滑块连接件、导轨、滑块；所述的外层驱动模组O2O3O4通过丝杠基座与固定板固定在一起，所述的外层驱动模组O1与O2O3O4通过弧形连接块连接，所述的弧形连接块内侧有凹槽，通过凹槽可插入外层驱动模组O1中的滑块连接件并进行固定。进一步的，所述的外层驱动模组O1的导轨固定在基座上，所述的外层驱动模组O2O3O4各自的导轨固定在固定板。进一步的，所述的内层驱动模组I1I2I3I4与外层驱动模组O1O2O3O4结构相同，所述的内层驱动模组I1与I2I3I4连接方式与外层驱动模组相同。进一步的，所述的柔性操作臂的外层绳驱机构和内层绳驱机构的最上端与三项连接件相连接，所述的三项连接件与外层驱动模组O1和内层驱动模组I1连接；所述的三项连接件一端与驱动模组相连接，另一端的上部可固定管线，下部可与柔性操作臂连接。进一步的，所述的内外层驱动模组O2O3O4和I2I3I4分别通过绳索与内外层绳驱机构连接，所述的绳索布置方式为管线方式，管线作为绳索导向管路；所述的管线一端固定在固定板上，另一端固定在三项连接件上。进一步的，其特征在于，所述的内外驱动模组I1O1的导轨由支撑件连接及固定。本专利技术实现的有益的效果：第一个“机—电”分离，本专利技术的一种绳驱咽拭子机器人的电机、控制器等部件统一放置在控制箱中，通过绳索驱动采样端机械臂的运动，这种设计使得机械臂直径细、质量轻、惯量小，为柔性操作臂在狭小口腔运动提供结构机构保障；第二个“进—退”灵巧，本专利技术的一种绳驱咽拭子机器人自由度数多、臂型曲率连续，通过规划运动轨迹能在狭小采样空间灵巧运动，抵近咽喉的目标部位；第三个“刚—柔”共融，本专利技术的一种绳驱咽拭子机器人通过控制绳索拉力和整臂臂型的方式实现可刚可柔的变刚度工作效果，有利于口腔及咽喉的低刚度抵近和变刚度取样。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是绳驱咽拭子机器人的整体结构的外侧立体示意图。图2是绳驱咽拭子机器人的外层驱动模组的立体示意图。图3是滑块连接件一个实施例的结构示意图。图4是弧形连接块一个实施例的结构示意图。图5是绳驱咽拭子机器人的整体结构的内侧立体示意图。图6是三项连接件一个实施例的结构示意图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果；需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术实施例的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。参照图1，示出了本专利技术绳驱咽拭子机器人的整体结构的外侧立体示意图；如图所示，绳驱咽拭子机器人主体结构包括固定基座1，外层驱动模组O1O2O3O4和内层驱动模组I1I2I3I4以及外层绳驱机构2和内层绳驱机构3。外层驱动模组O1和内层驱动模组I1分别固定在固定基座1上；内层驱动模组I1和外层驱动模组O1分别控制内层绳驱机构3和外层绳驱机构2沿轴线方向运动；内层驱动模组I2I3I4和外层驱动模组O2O3O4分别通过绳索与内层绳驱机构3和外层绳驱机构2连接，可控制内层绳驱机构3和外层绳驱机构2的俯仰、偏航运动。内层驱动模组I1I2I3I4与外层驱动模组O1O2O3O4结构相同，内层驱动模组I1与I2I3I4连接方式与外层驱动模组相同。参照图2至4，分别示出了本专利技术绳驱咽拭子机器人的外层驱动模组的立体示意图、滑块连接件一个实施例的结构示意图以及弧形连接块一个实施例的结构示意图；具体的，外层驱动模组O4包括伺服电机a、联轴器b、丝杠基座c、丝杠d、滑块连接件e、丝杠螺母f、滑块g、导轨h；伺服电机a的驱动轴通过联轴器b和丝杠d固定连接在一起，丝杠d与丝杠基座c嵌套连接，丝杠d与丝杠螺母f螺纹连接，丝杠螺母f与滑块连接件e固定连接，滑块连接件e与滑块g固定连接，滑块连接件e通过滑块g与导轨h实现滑动连接；滑块连接件e的左端有U型槽口，在外层驱动模组O2O3O4中，滑块连接件e的U型槽口用于固定绳索。外层驱动模组O2O3O4的结构和安装方式完全相同，外层驱动模组O2O3O4分别通过各自的丝杠基座c固定在固定板4上，使得外层驱动模组O2O3O4在运动过程中保持相对静止；外层驱动模组O1与外层驱动模组O2O3O4在结构上相同，但丝杠螺母f和滑块连接件e的安装方式不同；在外层驱动模组O1中，丝杠螺母f固定在滑块连接件e的上方，当伺服电机正转时，丝杠螺母f带动滑块连接件e向下运动；在外层驱动模组O4中，丝杠螺母f和滑块连接件e整体实现180°旋转，丝杠螺母f固定在滑块连接件e的下方，当伺服电机正转时，丝杠螺母f带动滑块连接件e向下运动，连接在滑块连接件e上的绳索随之被拉动，牵引外层绳驱机构对应方向的绳索收紧，使外层绳驱机构完成空间弯曲运动。外层驱动模组O1与O2O3O4通过弧形连接块6连接，弧形连接块6的外侧与外层驱动模组O2O3O4的导轨h固定连接，弧形连接块6内侧有凹槽，通过凹槽可插入外层驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绳驱咽拭子机器人，包括柔性操作臂和驱动系统；其中柔性操作臂包括外层绳驱机构、内层绳驱机构、中间弹性体、驱动绳索四部分；驱动系统包括固定基座和外层驱动模组O

【技术特征摘要】
1.一种绳驱咽拭子机器人，包括柔性操作臂和驱动系统；其中柔性操作臂包括外层绳驱机构、内层绳驱机构、中间弹性体、驱动绳索四部分；驱动系统包括固定基座和外层驱动模组O1O2O3O4和内层驱动模组I1I2I3I4；外层驱动模组和内层驱动模组分别控制外层绳驱机构、内层绳驱机构；内外层驱动模组分别固定在基座上；内层驱动模组I1和外层驱动模组O1分别控制内外层绳驱机构沿轴线方向运动；内层驱动模组I2I3I4和外层驱动模组O2O3O4分别通过绳索与内外层绳驱机构连接，其中驱动绳索使用管线作为导向管路，可控制内外层绳驱机构的俯仰、偏航运动。


2.根据权利要求1所述的绳驱咽拭子机器人，其特征在于，所述的内层绳驱机构同轴线嵌套在外层绳驱机构内，所述的内层绳驱机构长度大于外层绳驱机构，所述的中间弹性体嵌套在内层绳驱机构内。


3.根据权利要求1所述的绳驱咽拭子机器人，其特征在于，所述的外层驱动模组O1O2O3O4包括伺服电机、联轴器、丝杠基座、丝杠、丝杠螺母、滑块连接件、滑块、导轨；所述的外层驱动模组O2O3O4通过丝杠基座与固定板固定在一起，所述的外层驱动模组O1与O2O3O4通过弧形连接块连接，所述的弧形连接块内侧有凹槽，通过凹槽可插入外层驱动模组O1中的滑块连接件并进行固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟宗高，贾利慧，宋汝君，张天，李玉胜，王伟霖，叶会友，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37