一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构及采样机器人制造技术

本发明专利技术提供一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构，包括：两连接板；软质外壳，其两端分别连接两连接板，软质外壳周向设有多个依次连接的斜状曲面；设置于软质外壳内的变刚度结构，变刚度结构与软质外壳之间形成第一气腔，第一气腔设有第一通气孔，变刚度结构包括软质外套和纤维束，软质外套内形成第二气腔，第二气腔设有第二通气孔，软质外套的两端分别连接软质外壳的上下两端；以及用于夹持采样件的夹具。本发明专利技术的有益效果：利用纤维干扰变刚度结构扭矩，改善了软体扭转驱动器输出力矩较小的缺陷，增加了旋转和刮擦采样时的输出力，提高采样效率和准确率，避免采样失败；保证了在采样过程中的安全性和柔顺力控制，避免对受检者造成二次伤害。造成二次伤害。造成二次伤害。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构及采样机器人


[0001]本专利技术涉及采样机器人设备
，尤其涉及一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构及采样机器人。

技术介绍

[0002]目前医护人员多以咽拭子、肛拭子等采样的方式在患者口腔等部位内通过旋转、刮擦方式进行取样。然而，此种方式不仅工作体量较大，危险系数较高，且较为考验医护人员的采集水准，易存在采集流程不标准的情况发生，因此目前逐渐开发可替代人工采样的自动化采样机器人。
[0003]目前市面上现存的自动化采样机器人大多存在一些弊端。经文献检索发现，申请号为202111255341.X和202210444255.1等的中国专利技术专利，公开了一种自动化的咽拭子采样机器人，但上述采样机器人是刚性的，在使用过程中柔顺性欠缺，灵活度不足，控制难度高，易对受检者造成二次伤害。再如申请号为202110208939.7和202010244081.5等的中国专利技术专利公开的软体采样机器人，在采样时一个必不可少的步骤是以旋转、刮擦方式进行取样，软体机器人在执行扭转/旋转操作时通常具有局限性，具体表现在扭转结构的承重性较差，扭转时的输出力(扭矩)较小，极易出现“假采样”的情况，即棉棒与口腔内壁接触时的摩擦力阻挡了软体扭转驱动器的旋转和刮擦。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为了解决采样机器人灵活度不足易对患者造成二次伤害、以及输出扭矩较小导致采样失败的问题，本专利技术的实施例提供了一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构及采样机器人。
[0005]本专利技术的实施例提供一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构，包括：
[0006]相对设置的两连接板；
[0007]内部中空设置的软质外壳，其设置于两所述连接板之间且两端分别连接两所述连接板，所述软质外壳周向设有多个依次连接的斜状曲面；
[0008]设置于所述软质外壳内的变刚度结构，所述变刚度结构与所述软质外壳之间形成第一气腔，所述第一气腔设有第一通气孔，所述变刚度结构包括软质外套和设置于所述软质外套内的纤维束，所述软质外套内形成第二气腔，所述第二气腔设有第二通气孔，所述软质外套的两端分别连接所述软质外壳的上下两端；
[0009]以及用于夹持采样件的夹具，其连接一所述连接板。
[0010]进一步地，所述软质外壳两端的端面为形状相同的多边形，两所述多边形的各边一一错开，每一所述斜状曲面设置于相对错开的两边之间。
[0011]进一步地，所述软质外壳两端的端面为变成不等的正方形。
[0012]进一步地，相邻两所述斜状曲面的连接线加厚处理。
[0013]进一步地，所述软质外套为条形或柱形。
[0014]进一步地，所述纤维束包括底座、与所述底座相对设置的顶座、以及多根纤维条，各所述纤维条分散设置于所述底座和所述顶座之间，每一所述纤维条两端分别连接所述底座和所述顶座。
[0015]进一步地，所述夹具包括相对设置的两夹爪，每一所述夹爪的端部设有夹持气囊，两所述夹持气囊相对设置。
[0016]进一步地，所述夹持气囊为圆柱形，其一端面为弹性表面，其他表面为刚性表面。
[0017]进一步地，所述软质外壳和所述软质外套均为硅胶材质。
[0018]并且，本专利技术的实施例还提供了一种采样机器人，包括机器人本体、以及上述的一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构，该旋转采样的软体大扭矩末端执行机构与所述机器人本体末端连接。
[0019]本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0020]1、本专利技术的一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构及采样机器人，利用纤维干扰变刚度结构可以被动的提高软体驱动器的扭矩，改善了现有的软体扭转驱动器输出力矩较小的缺陷，增加了旋转和刮擦采样时的输出力，提高采样效率和准确率，避免采样失败。
[0021]2、本专利技术的一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构及采样机器人，软质外壳由柔性材料制成，依靠真空负压驱动，具有重量轻，操作简单，人机交互性好的优点，保证了在采样过程中的安全性和柔顺力控制，避免对受检者造成二次伤害。
附图说明
[0022]图1是本专利技术一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构的立体图；
[0023]图2是本专利技术一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构的爆炸图；
[0024]图3是专利技术一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构的内部结构图一；
[0025]图4是专利技术一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构的内部结构图二；
[0026]图5是软质外壳的立体图；
[0027]图6是软质外壳的内部结构图；
[0028]图7是软质外套的立体图；
[0029]图8是纤维束的立体图；
[0030]图9是夹持气囊的未膨胀的示意图；
[0031]图10是夹持气囊的膨胀后的示意图；
[0032]图11是本专利技术一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构夹持采样件的示意图。
[0033]图中：1
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上连接板、2
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下连接板、3
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软质外壳、301
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斜状曲面、302
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连接线、303
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第一通气孔、304
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外穿孔、4
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变刚度结构、401
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软质外套、401a
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第二通气孔、402
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纤维束、402a
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顶座、402b
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底座、402c
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纤维条、5
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夹具、501
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夹爪、502
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夹持气囊、502a
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弹性表面、502b
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刚性表面、6
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采样件。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。下面介绍的是本专利技术的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本专利技术的基本了解，但并不旨在确认本专利技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范
围。
[0035]在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0036]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0037]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0038]在本专利技术的描述中,需要说明的是,本专利技术中涉及到电路和电子元器件以及模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本专利技术保护的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构，其特征在于，包括：相对设置的两连接板；内部中空设置的软质外壳，其设置于两所述连接板之间且两端分别连接两所述连接板，所述软质外壳周向设有多个依次连接的斜状曲面；设置于所述软质外壳内的变刚度结构，所述变刚度结构与所述软质外壳之间形成第一气腔，所述第一气腔设有第一通气孔，所述变刚度结构包括软质外套和设置于所述软质外套内的纤维束，所述软质外套内形成第二气腔，所述第二气腔设有第二通气孔，所述软质外套的两端分别连接所述软质外壳的上下两端；以及用于夹持采样件的夹具，其连接一所述连接板。2.如权利要求1所述的一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构，其特征在于：所述软质外壳两端的端面为形状相同的多边形，两所述多边形的各边一一错开，每一所述斜状曲面设置于相对错开的两边之间。3.如权利要求2所述的一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构，其特征在于：所述软质外壳两端的端面为变成不等的正方形。4.如权利要求1所述的一种旋转采样的软体大扭矩末端执行机构，其特征在于：相邻两所述斜状曲面的连接线加厚处理。...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗小峰，盖龄杰，黄杰，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：