一种采样机构及采样机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及机器人技术领域，具体涉及一种采样机构及采样机器人。包括：图像采集单元，所述图像采集单元采集3D图像，以定位采样位置和采样深度；采样件；检测单元，所述采样件装配在所述检测单元上，所述检测单元包括力矩检测单元和角度检测单元，所述力矩检测单元适应所述采样件的轴向位移，并检测所述采样件的受力情况；所述角度检测单元适应所述采样件在两个方向上的偏转，并检测所述采样件在两个方向上的偏转角度；控制器，所述控制器根据采样位置和采样深度控制所述采样件的运动路径，所述控制器根据检测单元检测到的轴向位移和偏转角度来调整所述采样件的位置。解决了在现有的自动采样中，容易给被采样者的口腔带来伤害的技术问题。的技术问题。的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种采样机构及采样机器人


[0001]本技术涉及机器人
，具体涉及一种采样机构及采样机器人。

技术介绍

[0002]病毒感染检测手段主要是采集样本进行检查，然而样本的采集是感染系数极高且需要一定操作技巧的过程。如在新冠检测的采样过程中，被采样者需张口，医护人员身着防护服，手持棉签伸到被采样者的口内，在位于扁桃体附近的小舌处进行采样。医护人员需正对被采样者的口腔，医护人员的被感染风险增大。
[0003]如申请号为CN202110102710.5的申请文件公开了一种基于视觉分析的咽拭子采样方法，并具体公开了：一种基于视觉分析的咽拭子采样方法，包括以下步骤：步骤1：多自由度机械臂夹持咽拭子，并伸入患者口腔中；步骤2：基于视觉采集模块扫描患者口腔环境，获取口腔点云数据，构建口腔三维场景；步骤3：对所述口腔三维场景进行视觉分析，以获取口腔中的小舌头、牙齿以及上颚器官的空间坐标；步骤4：依据小舌头、牙齿以及上颚器官的空间坐标，确定实时咽拭子的采样路径，并控制多自由度机械臂基于实时的采样路径进行采样操作。上述的咽拭子采样方法中，采用多自由度机械臂夹持咽拭子伸到患者口腔中，取代了人工采样，降低了医护人员的风险，但咽拭子在机械臂的带动下在人体口腔内取样，一旦定位不准，被采样者容易因机械臂的错误动作而导致口腔受到伤害。

技术实现思路

[0004]为了解决在现有的自动采样中，容易给被采样者的口腔带来伤害的技术问题，本技术提供了一种采样机构及采样机器人，解决了上述技术问题。本技术的技术方案如下：
[0005]一种采样机构，包括：
[0006]图像采集单元，所述图像采集单元采集3D图像，以定位采样位置和采样深度；
[0007]采样件；
[0008]检测单元，所述采样件装配在所述检测单元上，所述检测单元包括力矩检测单元和角度检测单元，所述力矩检测单元适应所述采样件的轴向位移，并检测所述采样件的受力情况；所述角度检测单元适应所述采样件在两个方向上的偏转，并检测所述采样件在两个方向上的偏转角度；
[0009]控制器，所述控制器根据采样位置和采样深度控制所述采样件的运动路径，所述控制器根据检测单元检测到的轴向位移和偏转角度来调整所述采样件的位置。
[0010]本技术的采样机构，通过设置检测单元，检测单元中的力矩检测单元可适应采样件的轴向位移，角度检测单元可适应采样件在两个方向上的偏转，如此，即使存在定位不准，采样件也可通过轴向避让和偏转避让的方式来避免口腔受到伤害。在此基础上，力矩检测单元可检测采样件的受力情况，角度检测单元可检测采样件在两个方向上的偏转角度，上述的受力情况和偏转角度信息可传递至控制器，控制器可调整采样件的位置，保证采
样的准确性并防止对人体口腔造成的意外伤害，提高采样的安全性，准确性，舒适度。
[0011]根据本技术的一个实施例，角度检测单元包括第一轴和第二轴，所述第一轴转动装配在内框架上，所述第二轴转动装配在外框架上，所述内框架与所述第二轴随转连接，所述第一轴和所述第二轴上均装配有霍尔传感器。
[0012]根据本技术的一个实施例，所述第一轴与所述第二轴垂直设置，所述第一轴和所述第二轴上均装配有复位结构。
[0013]根据本技术的一个实施例，所述采样件、力矩检测单元和角度检测单元依次轴向装配，所述力矩检测单元包括第一力矩传感器，所述第一力矩传感器装配在第一轴套和第二轴套之间，所述采样件的装配端装配在所述第一轴套内，所述第二轴套通过摇杆与所述第一轴连接。
[0014]根据本技术的一个实施例，所述采样件、角度检测单元和力矩检测单元依次轴向装配，所述力矩检测单元包括第二力矩传感器，所述采样件通过第三轴套和摇杆与所述第一轴连接，所述外框架与所述第二力矩传感器的检测端连接，所述第二力矩传感器的另一端被固定装配。
[0015]根据本技术的一个实施例，所述图像采集单元包括3D相机，所述3D相机的光轴垂直于所述采样件的初始轴线。
[0016]根据本技术的一个实施例，所述图像采集单元还包括补光结构，所述补光结构包括补光板，所述补光板装配在所述3D相机的镜头所在一侧，所述补光板上形成有开孔以供所述镜头通过，所述补光板上分布有灯珠，所述3D相机和所述补光结构集成装配在安装盒内。
[0017]根据本技术的一个实施例，所述控制器包括控制板，所述控制板装配在所述检测单元的远离所述采样件的一侧。
[0018]根据本技术的一个实施例，所述图像采集单元包括激光测距仪。
[0019]根据本技术的一个实施例，还包括监测相机，所述监测相机朝向所述采样件倾斜，所述监测相机用于检测所述采样件的采样端的周围环境。
[0020]一种采样机器人，包括：
[0021]采样机构；
[0022]机械臂，所述采样机构装配在所述机械臂上，所述机械臂在所述控制器的控制下带动所述采样件实施采样动作。
[0023]基于上述技术方案，本技术所能实现的技术效果为：
[0024]1.本技术的采样机构，通过设置检测单元，检测单元中的力矩检测单元可适应采样件的轴向位移，角度检测单元可适应采样件在两个方向上的偏转，如此，即使存在定位不准，采样件也可通过轴向避让和偏转避让的方式来避免口腔受到伤害。在此基础上，力矩检测单元可检测采样件的受力情况，角度检测单元可检测采样件在两个方向上的偏转角度，上述的受力情况和偏转角度信息可传递至控制器，控制器可调整采样件的位置，保证采样的准确性并防止对人体口腔造成的意外伤害，提高采样的安全性，准确性，舒适度；
[0025]2.本技术的采样机构，设置3D相机的光轴垂直于采样件的初始轴线，则采用3D相机拍摄3D图像后，旋转90度，使采样件对准被采样区域进行采样，如此，3D相机不会受到采样件的影响，可靠近被采样区域进行拍摄，拍摄的图像准确度高；进一步设置补光结
构，可提高亮度，增强拍摄的清晰度；补光结构包括补光板，补光板上分配灯珠，则补光板可贴装在3D相机的镜头所在一侧，形成开孔供镜头通过，如此可减小图像采集单元的整体体积，有利于小型化；此外，图像采集单元除了采用3D相机外还可采用激光测距仪，还可同时包括3D相机和激光测距仪，保证定位的准确性；
[0026]3.本技术的采样机构，角度检测单元包括第一轴和第二轴，采样件可以第一轴和第二轴的轴线为中心线旋转，采样件可实现在两个方向上的偏转，如此，采样件碰到人体口腔内壁时，可偏转避让；霍尔传感器的设置可检测第一轴和第二轴的旋转角度；第一轴和第二轴垂直设置，则采样件可实现多角度偏转；第一轴和第二轴上装配有复位结构，则当采样件远离人体口腔内壁时，在复位结构的作用下，采样件可复位到初始位置；
[0027]4.本技术的采样机构，力矩检测单元可设置在采样件和角度检测单元的轴向中间，采样件可相对于力矩检测单元轴向运动，触发第一力矩传感器；采样件和力矩检测单元可一起相对于角度检测单元偏转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采样机构，其特征在于，包括：图像采集单元(1)，所述图像采集单元(1)采集3D图像，以定位采样位置和采样深度；采样件(2)；检测单元(3)，所述采样件(2)装配在所述检测单元(3)上，所述检测单元(3)包括力矩检测单元(31)和角度检测单元(32)，所述力矩检测单元(31)适应所述采样件(2)的轴向位移，并检测所述采样件(2)的受力情况；所述角度检测单元(32)适应所述采样件(2)在两个方向上的偏转，并检测所述采样件(2)在两个方向上的偏转角度；控制器，所述控制器根据采样位置和采样深度控制所述采样件(2)的运动路径，所述控制器根据检测单元(3)检测到的受力情况和偏转角度来调整所述采样件(2)的位置。2.根据权利要求1所述的一种采样机构，其特征在于，所述角度检测单元(32)包括第一轴(321)和第二轴(322)，所述第一轴(321)转动装配在内框架(323)上，所述第二轴(322)转动装配在外框架(324)上，所述内框架(323)与所述第二轴(322)随转连接，所述第一轴(321)和所述第二轴(322)上均装配有霍尔传感器(325)。3.根据权利要求2所述的一种采样机构，其特征在于，所述第一轴(321)与所述第二轴(322)垂直设置，所述第一轴(321)和所述第二轴(322)上均装配有复位结构(326)。4.根据权利要求2
‑
3任一项所述的一种采样机构，其特征在于，所述采样件(2)、力矩检测单元(31)和角度检测单元(32)依次轴向装配，所述力矩检测单元(31)包括第一力矩传感器(311)，所述第一力矩传感器(311)装配在第一轴套(312)和第二轴套(313)之间，所述采样件(2)的装配端装配在所述第一轴套(312)内，所述第二轴套(313)通过摇杆(327)与所述第一轴(321)连接。5.根据权利要求2
‑
3任一项所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏洪兴，崔元洋，吴倜，邵乔林，谢肇阳，郭闯，高培庆，邱锦，
申请(专利权)人：遨博北京智能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：