(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210634129.2 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 时鑫梁 地址 310000 浙江省杭州市上城区三元地 4 号501室 (72)发明人 时鑫梁　时丹丹　 (74)专利代理 机构 北京沁优知识产权代理有限 公司 11684 专利代理师 杨敏 (51)Int.Cl. A61B 10/00(2006.01) A61B 90/00(2016.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 11/00(2006.01) (54)发明名称 一种口腔病毒 采样机器人及其控制系统 (57)摘要 本发明公开了一种口腔病毒采样机器人及 其控制系统， 包括存储箱、 采样机构、 截断封装机 构、 运输机构和底盘； 图像采集装置采集口腔三 维图像以及端部三维图像； 控制装置包括： 图像 标记单元， 用于根据预设图像识别算法对口腔三 维图像进行特征标记， 得到一采样区域； 指令生 成单元， 用于根据采样区域与端部三维图像生成 第一驱动指令， 以及根据预设程序生成一第二驱 动指令； 采样机构根据第一 驱动指令驱使旋转夹 爪对采样区域进行旋转采样； 并根据第二驱动指 令使口腔拭子伸入截断封装机构内部； 截断封装 机构对采样头部截断封装入采样瓶中， 运输机构 将采样瓶运输至存储箱内。 本发 明提升了口腔病 毒采样精确度和安全性。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 115024757 A 2022.09.09 CN 115024757 A 1.一种口腔病毒采样机器人， 其特征在于， 包括存储箱(1)、 采样机构(2)、 截断封装机 构(3)、 运输机构(4)和底盘(5)， 所述存储箱(1)、 所述截断封装机构(3)和所述运输机构(4) 均固定在所述底盘(5)上端， 所述运输机构(4)的两端分别固定连通所述截断封装机构(3) 和所述存 储箱(1)， 所述采样机构(2)固定在所述存 储箱(1)的上端； 所述采样机构(2)包括抬升组件(21)、 横向摆动组件(22)、 横向移动组件(23)和旋转夹 爪(24)， 所述抬升组件(21)的下端固定在所述存储箱(1)的上端， 所述横向摆动组件(22)固 定在所述抬升组件(21)的顶端， 所述横向移动组件(23)的两端分别连接所述横向摆动组件 (22)和所述旋转夹爪(24)， 所述旋转夹爪(24)上夹持有口腔拭子； 所述截断封装机构(3)的上端固定设置有身份识别装置(6)， 所述身份识别装置(6)用 于获取所述待采样人员的身份信息； 所述横向移动组件(23)的上端设有语音播报装置(7)、 图像采集装置(8)和控制装置 (9)， 所述语音播报装置(7)用于播报提示语音， 待采样人员根据所述提示语音在指定区域 内张开口腔， 所述图像采集装置(8)用于采集所述待采样人员的口腔三 维图像、 所述口腔拭 子的端部三维图像以及所述截断封装机构(3)的截断三维 图像， 所述口腔三维 图像与所述 身份信息相关联； 所述控制装置(9)电连接所述采样机构(2)和所述图像采集装置(8)， 并包括： 图像标记单元(91)， 用于根据预设图像识别算法对所述口腔三维图像进行特征标记， 得到一采样区域； 指令生成单元(92)， 连接所述图像标记单元(91)， 用于根据所述采样区域与所述端部 三维图像生成一第一驱动指令， 以及根据所述截断三维图像生成一第二驱动指令； 所述采样机构(2)根据所述第一驱动指令分别驱动所述抬升组件(21)、 所述横 向移动 组件(23)、 所述横向摆动组件(22)进行移动调整， 直至所述口腔拭子接触所述采样区域后 驱动所述旋转夹爪(24)对所述采样区域进行旋转采样； 所述采样机构(2)在所述旋转夹爪(24)采样完毕后根据所述第二驱动指令分别驱动所 述抬升组件(21)、 所述横向移动组件(23)、 所述横向摆动组件(22)进行移动调整， 直至所述 口腔拭子伸入所述截断封装机构(3)内部； 所述截断封装机构(3)对所述口腔拭子的采样头部进行截断， 并封装入所述截断封装 机构(3)内部的采样瓶中， 所述 运输机构(4)将所述采样瓶 运输至所述存 储箱(1)内。 2.根据权利要求1所述的口腔病毒采样机器人， 其特征在于： 所述旋转夹爪(24)上还安 装有至少一力反馈传感器(10)， 所述力反馈传感器(10)电连接所述控制装置(9)， 所述力反 馈传感器(10)用于检测所述口腔拭子采样时对 所述旋转夹爪(2 4)的反馈力， 所述控制装置 (9)用于根据所述反馈力生成一推动调节指令， 所述横向移动组件(23)根据所述推动调节 指令调整对所述旋转夹爪(24)的推动力度。 3.根据权利要求2所述的口腔病毒采样机器人， 其特征在于： 所述指令生成单元(92)包 括： 第一生成子单元(921)， 用于根据所述采样区域与所述端部三维图像处理得到所述采 样头部与所述采样区域之 间的第一相对间距， 进而根据所述第一相对间距生成所述第一驱 动指令； 第二生成子单元(922)， 用于根据所述采样区域与所述截断三维图像处理得到所述采权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115024757 A 2样区域与所述截断封装机构(3)之间的第二相对间距， 进而根据所述第二相对间距生成所 述第二驱动指令； 第三生成子单元(923)， 用于根据将所述反馈力代入一力度转换公式中， 得到一推动 力， 进而根据所述推动力生成所述推动调节指令 。 4.根据权利要求3所述的口腔病毒采样机器人， 其特征在于： 所述力度转换公式配置 为： F2＝aF1/kt2； 其中， F2用于表示所述推动力； a用于表示预设的弹性系数， 所述弹性系数为常数； F1用于表示所述反馈力； k用于表示预设的转换系数， 所述 转换系数为常数； t用于表示所述口腔拭子与所述采样区域的接触时间。 5.根据权利要求1所述的口腔病毒采样机器人， 其特征在于： 所述底盘(5)的下端还安 装有移动机构， 所述移动机构包括若干驱动轮(51)、 传动组件(52)和驱动电机(53)， 所述 驱 动电机(53)的驱动轴通过所述传动组件(52)传动连接各所述驱动轮(51)， 所述驱动电机 (53)用于通过 所述传动组件(52)带动各 所述驱动轮(51)转动。 6.根据权利要求1所述的口腔病毒采样机器人， 其特征在于： 所述截断封装机构(3)包 括封装壳体(31)、 截断组件(32)、 计数装置(3 3)、 封装组件(34)和移动组件(3 5)； 所述封装壳体(31)上分别开设有入料口(36)和出料口(37)， 所述口腔拭子通过所述入 料口(36)进入 所述封装壳体(31)内部， 所述截断组件(32)、 所述计数装置(33)、 所述封装组 件(34)和所述移动组件(35)均设置在所述封装壳体(31)内部， 所述截断组件(32)设置在所 述入料口(36)处， 所述采样瓶(38)位于所述截断组件(32)下方， 所述计数装置(33)设置在 所述截断组件(32)和所述采样瓶(38)之间， 所述采样瓶(38)设置在所述移动组件(35)的上 端， 所述封装组件(34)可升降地固定在所述封装壳体(31)的顶端内壁上， 所述截断组件 (32)用于对伸入所述入 料口(36)的所述采样 头部进行截断， 以使所述采样头部落入 所述采 样瓶(38)内， 所述计数装置(33)用于对所述采样瓶(38)内的所述采样头部的数量进行计 数， 在所述采样头部的数量不少于预设的数量阈值时， 所述封装组件( 34)对所述采样瓶 (38)的瓶口进行封装， 所述移动组件(35)用于将 封装完毕后的所述采样瓶(38)从所述出料 口(37)推出 所述封装壳体(31)。 7.根据权利要求1所述的口腔病毒采样机器人， 其特征在于： 所述身份识别装置(6)包 括生物特征识别装置(61)和扫码装置(62)， 所述生物特征识别装置(61)包括人脸识别装 置、 指纹识别装置、 或虹膜识别装置， 所述扫码装置(62)包括二 维码扫描装置或条形码扫描 装置。 8.根据权利要求1所述的口腔病毒采样机器人， 其特征在于： 所述存储箱(1)内设有杀 菌消毒装置， 用于按照一预设时间段对所述存储箱(1)内封装完成的各所述采样瓶进行杀 菌消毒。 9.一种口腔病毒采样机器人控制系统， 应用于权利要求1 ‑8中任意一项所述的口腔病 毒采样机器人， 其特征在于， 各所述口腔病毒采样机器人均分配在相应的采样地区内， 各所 述采样地区均预先配置有相应的控制地址， 各所述控制地址均关联有相应的工作区域和放权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115024757 A 3