一种高精度力反馈核酸采样柔顺装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高精度力反馈核酸采样柔顺装置及使用方法，包括：采样组件，包括固定板以及第一弹性件、连接座、第二弹性件、拭子固定筒，固定板设有第一压力传感器，连接座设有第二压力传感器，第一弹性件两端分别连接固定板以及连接座，第二弹性件一端连接拭子固定筒，另一端用于与第二压力传感器相抵，连接座以及拭子固定筒均滑动设于固定板一侧；驱动组件连接固定板，用于驱动采样组件活动；控制器，能根据第二压力传感器采集力信号控制驱动组件驱动采样组件减速，并能根据第一压力传感器采集力信号控制驱动组件驱动采样组件完成采样动作或中断采样动作；本发明专利技术具有能够柔顺采样、安全性高的优点。安全性高的优点。安全性高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度力反馈核酸采样柔顺装置及使用方法


[0001]本专利技术涉及核酸检测设备
，特别涉及一种高精度力反馈核酸采样柔顺装置及使用方法。

技术介绍

[0002]在核酸样本采集过程中，人体由于鼻腔内棉拭子异物的刺激会出现应激式咳嗽、打喷嚏等行为，由此而排出的飞沫会增加医护人员和其他被检测人员的感染风险。在此形势下，核酸采样机器人应运而出，利用机器人获取棉拭子，并将其插入鼻孔采样，减少人员接触。
[0003]现有的核酸采样机器人在技术层面上需要用到力控传感，利用压力传感器来检测与鼻腔的接触力，并据此调整机器人动作，实现力反馈，现有的采样装置采用的是单一的压力传感器来实现力反馈，通常精度高的传感器其量程较小，若是人体意外移动导致产生较大的接触力时，检测不到则可能伤害人体，而量程大的精度往往不够，则力反馈不灵敏，采样动作不够柔顺，导致人体更容易受刺激，二者往往不能兼顾。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种高精度力反馈核酸采样柔顺装置，能够柔顺采样，安全性高。
[0005]本专利技术还提出一种高精度力反馈核酸采样柔顺装置的使用方法。
[0006]根据本专利技术第一方面实施例的高精度力反馈核酸采样柔顺装置，包括：采样组件，包括固定板以及设于所述固定板一侧且沿所述固定板中心轴线延伸方向依次设置的第一弹性件、连接座、第二弹性件、拭子固定筒，所述固定板朝向所述连接座的一端设有第一压力传感器，所述连接座背离所述固定板的一端设有第二压力传感器，所述第一弹性件两端分别连接所述固定板以及所述连接座，所述第二弹性件一端连接所述拭子固定筒，另一端用于与所述第二压力传感器相抵，所述连接座以及所述拭子固定筒均沿所述固定板中心轴线延伸方向滑动设于所述固定板一侧，所述连接座与所述第一压力传感器之间留有间距，且所述连接座能弹性活动至与所述第一压力传感器相抵，所述拭子固定筒背离所述第二弹性件的一端用于固定核酸拭子；驱动组件，连接所述固定板，用于驱动所述采样组件活动；控制器，能根据所述第二压力传感器采集力信号控制驱动组件驱动采样组件减速，并能根据第一压力传感器采集力信号控制驱动组件驱动采样组件完成采样动作或中断采样动作。
[0007]根据本专利技术实施例的高精度力反馈核酸采样柔顺装置，至少具有如下有益效果：
[0008]通过设置第一弹性件、第一压力传感器、第二弹性件和第二压力传感器，从而能将力的检测分成两个阶段，先是第二压力传感器采集力信号，再是第一压力传感器采集力信号，二者配合相对于采用单个压力传感器来说，能检测到的核酸拭子与鼻腔接触力的范围更大，安全性能更高，此外，由于第一压力传感器与第二压力传感器配合能扩大允许检测的接触力的范围，从而第一压力传感器与第二压力传感器均能采用精度高的传感器，以进行
高精度的力控核酸采样，提高采样的柔顺度，从而兼具采样安全性高、采样柔顺度高的优点。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，还包括深度摄像头，设于所述采样组件一侧，用于捕获空间内的图像和深度数据。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述第一压力传感器设有多个，多个所述第一压力传感器绕所述固定板中心轴线圆周分布，所述连接座朝向所述第一压力传感器的一侧对应固设有多个触点。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述固定板朝向所述连接座的一侧对应所述第一压力传感器固设有多个安装凸台，多个所述安装凸台朝向所述连接座的表面平齐，用于安装对应的所述第一压力传感器。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述驱动组件包括六自由度机械臂、平移驱动件、旋转驱动件，所述平移驱动件连接于所述六自由度机械臂输出端，所述旋转驱动件连接于所述平移驱动件输出端，所述采样组件连接于所述旋转驱动件输出端，所述平移驱动件能驱动所述旋转驱动件沿所述固定板中心轴线延伸方向移动，所述旋转驱动件能驱动所述固定板、所述连接座、所述拭子固定筒绕所述固定板中心轴线同步转动。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述六自由度机械臂输出端连接有安装外壳，所述平移驱动件安装于所述安装外壳，所述平移驱动件包括步进电机、连接于所述步进电机的丝杆、安装于所述丝杆的滚珠螺母，所述滚珠螺母固定连接有安装座，所述旋转驱动件设于所述安装座，所述安装外壳内还设有穿设于所述安装座的导向杆。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述连接座朝向所述第二弹性件的一端连接有外层套壳，所述拭子固定筒沿所述固定板中心轴线延伸方向滑动设于所述外层套壳内侧，所述外层套壳设有供核酸拭子穿过的通孔，所述固定板朝向所述外层套壳的一侧固设有固定架，所述外层套壳沿所述固定板中心轴线延伸方向滑动设于所述固定架。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述连接座沿所述固定板中心轴线延伸方向滑动设有垫片，所述第二弹性件背离所述拭子固定筒的一端与所述垫片连接，所述垫片背离所述第二弹性件的一侧用于与所述第二压力传感器相抵。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述外层套壳朝向所述连接座的一侧周壁设有至少两个凸起，所述连接座对应所述凸起设有至少两个弹性块，所述弹性块远离所述连接座的一端具有弹性并设有卡接槽，所述凸起嵌入对应的所述卡接槽，以连接所述外层套壳与所述连接座，所述弹性块能弹性活动至使所述凸起脱离所述卡接槽。
[0017]根据本专利技术第二方面实施例的高精度力反馈核酸采样柔顺装置的使用方法，包括以下步骤：
[0018]S1：深度摄像头识别核酸拭子放置位置，驱动组件驱动采样组件朝向核酸拭子移动，使核酸拭子对准并插入拭子固定筒；
[0019]S2：深度摄像头通过人脸识别，确认人体鼻部位置，采集深度数据，六自由度机械臂根据深度摄像头捕获的数据驱动采样组件移动，使核酸拭子竖起并插入人体鼻腔，直至碰到鼻咽后壁鼻腭处，核酸拭子碰到鼻咽后壁鼻腭后，第二压力传感器采集力信号；
[0020]S3：平移驱动件带动核酸拭子继续插入并降低前进速度，插入过程中第一压力传感器后于第二压力传感器采集力信号，当第一压力传感器采集力信号达到采样标准范围值
时，平移驱动件停止动作，停留至少10秒时间后，旋转驱动件驱动拭子固定筒转动以进行采样；
[0021]S4：六自由度机械臂驱动采样组件活动，使核酸拭子退出鼻腔；
[0022]S5：驱动组件驱动采样组件活动，将核酸拭子放入储存位置处；
[0023]其中，S3步骤中，当第一压力传感器采集力信号达到安全阈值时，六自由度机械臂驱动采样组件背离鼻部移动，使核酸拭子退出鼻腔，中断采样并停止后续步骤。
[0024]本专利技术实施例基于上述第一方面任一实施例的高精度力反馈核酸采样柔顺装置的使用方法，至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，其能进行高精度的力控核酸采样，实现核酸拭子柔顺接触人体，最大程度地减轻被检测人员的应激反应，避免对被检测人员造成用力过大、用力过快的伤害。
[0025]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度力反馈核酸采样柔顺装置，其特征在于，包括：采样组件(100)，包括固定板(110)以及设于所述固定板(110)一侧且沿所述固定板(110)中心轴线延伸方向依次设置的第一弹性件(120)、连接座(130)、第二弹性件(140)、拭子固定筒(150)，所述固定板(110)朝向所述连接座(130)的一端设有第一压力传感器(160)，所述连接座(130)背离所述固定板(110)的一端设有第二压力传感器(170)，所述第一弹性件(120)两端分别连接所述固定板(110)以及所述连接座(130)，所述第二弹性件(140)一端连接所述拭子固定筒(150)，另一端用于与所述第二压力传感器(170)相抵，所述连接座(130)以及所述拭子固定筒(150)均沿所述固定板(110)中心轴线延伸方向滑动设于所述固定板(110)一侧，所述连接座(130)与所述第一压力传感器(160)之间留有间距，且所述连接座(130)能弹性活动至与所述第一压力传感器(160)相抵，所述拭子固定筒(150)背离所述第二弹性件(140)的一端用于固定核酸拭子(101)；驱动组件(200)，连接所述固定板(110)，用于驱动所述采样组件(100)活动；控制器，能根据所述第二压力传感器(170)采集力信号控制驱动组件(200)驱动采样组件(100)减速，并能根据第一压力传感器(160)采集力信号控制驱动组件(200)驱动采样组件(100)完成采样动作或中断采样动作。2.根据权利要求1所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置，其特征在于：还包括深度摄像头(300)，设于所述采样组件(100)一侧，用于捕获空间内的图像和深度数据。3.根据权利要求1所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置，其特征在于：所述第一压力传感器(160)设有多个，多个所述第一压力传感器(160)绕所述固定板(110)中心轴线圆周分布，所述连接座(130)朝向所述第一压力传感器(160)的一侧对应固设有多个触点(131)。4.根据权利要求3所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置，其特征在于：所述固定板(110)朝向所述连接座(130)的一侧对应所述第一压力传感器(160)固设有多个安装凸台(111)，多个所述安装凸台(111)朝向所述连接座(130)的表面平齐，用于安装对应的所述第一压力传感器(160)。5.根据权利要求1所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置，其特征在于：所述驱动组件(200)包括六自由度机械臂(210)、平移驱动件(220)、旋转驱动件(230)，所述平移驱动件(220)连接于所述六自由度机械臂(210)输出端，所述旋转驱动件(230)连接于所述平移驱动件(220)输出端，所述采样组件(100)连接于所述旋转驱动件(230)输出端，所述平移驱动件(220)能驱动所述旋转驱动件(230)沿所述固定板(110)中心轴线延伸方向移动，所述旋转驱动件(230)能驱动所述固定板(110)、所述连接座(130)、所述拭子固定筒(150)绕所述固定板(110)中心轴线同步转动。6.根据权利要求5所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置，其特征在于：所述六自由度机械臂(210)输出端连接有安装外壳(240)，所述平移驱动件(220)安装于所述安装外壳(240)，所述平移驱动件(220)包括步进电机(221)、连接于所述步进电机(221)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏民，梁靖斌，潘瑞浩，罗坚义，李桦健，梁日军，刘起，李江源，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：