一种咽拭子自动采样设备的制作方法

本技术涉及医疗器械，具体是一种咽拭子自动采样设备。

背景技术：

1、咽拭子是一种从咽喉处收集口腔分泌物的临床测试样本的方法，人类在抗击各类病毒时会经常用到，相较于鼻拭子采样，咽拭子采样是相对简单且用户广泛接受的检测方法。目前，确诊新冠肺炎最主要的检测手段是核酸检测，通过直接对采集标本中的病毒核酸进行检测，来确定被测者是否感染病毒。

2、然而，作为一种常用的传染病医学检测方式，咽拭子采样过程，常见的还是靠一对一的人工手动采集。人员密集、工作量大，咽喉部生物样本的采集具有高危感染性，医护人员要穿隔离服自我保护，造成身心痛苦。关键是不能避免医护人员的感染和被测者之间的交叉感染，有可能致使疫情进一步发展。

3、因此，需要一种咽拭子自动采样设备来代替医护人员对病患进行采样。该设备无需医护人员操作，被测者只要按照说明步骤自助操作即可。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种咽拭子自动采样设备。

2、本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种咽拭子自动采样设备，其特征在于，该设备采用多工位一体并行结构，包括架体、水平竖直直线运动机构、拭子上料机械手、拭子库、拭子传送机、旋转壳体电机、旋转壳体电机齿轮组、多自由度机器人、采样管库、打码机构、拭子机械手换向轨道、旋转壳体、拧盖机构、拭子机械手、口腔定位杯、拭子夹具气缸、安装板、支撑板气缸、支撑板、水平直线运动机构、采样电机、动力板、采样电机齿轮、摆动装置、拭子机械手换向架、消毒装置、拭子剪断机构、压开装置、连接架、连接架气缸、连接板、拔杆装置、旋转轴和连接板气缸；

3、所述拭子机械手包括拭子机械手齿轮、弹簧伸缩套筒、轴承座和拭子夹具；弹簧伸缩套筒的外管和内管之间能够相对滑动，内管和外管的一端通过弹簧连接；内管的另一端伸出外管，末端安装有拭子夹具；工作时，咽拭子插入拭子夹具中，并通过拭子夹具与外管的配合改变拭子夹具的紧固和松弛状态，以实现进一步紧固咽拭子；弹簧伸缩套筒的外侧固定有拭子机械手齿轮；弹簧伸缩套筒转动安装于轴承座中；

4、旋转壳体电机的壳体固定于架体上，其输出端固定有旋转壳体电机齿轮组中的一个齿轮；旋转壳体的中心处固定有旋转轴，旋转轴转动安装于架体中，末端上固定有旋转壳体电机齿轮组中的另一个齿轮，旋转壳体电机齿轮组中的两个齿轮啮合传动连接；若干个拭子机械手换向架设置于旋转壳体的周向，一端铰接于旋转壳体的边缘上；轴承座固定于拭子机械手换向架的另一端上；拭子机械手换向轨道固定于架体上，呈环形，位于旋转壳体的边缘处，与拭子机械手换向架配合实现拭子机械手换向架旋转至水平或者竖直状态，进而实现拭子机械手的水平或者竖直状态；

5、水平竖直直线运动机构的壳体固定于架体上，由电机提供动力，能够实现x方向和z方向的运动，其输出端的螺母上固定有拭子上料机械手；拭子库固定于架体上，用于存放咽拭子；拭子传送机的一部分置于拭子库的内部，用于将拭子库内的咽拭子传送出来；拭子上料机械手的末端与拭子传送机的另一部分配合，用于将拭子传送机上的咽拭子夹起；拭子夹具气缸的壳体固定于架体上，其输出端与弹簧伸缩套筒的内管配合；

6、安装板固定于架体上；支撑板气缸的缸体固定于安装板上，其输出端与支撑板固定连接；支撑板滑动安装于安装板上；采样电机的壳体固定于支撑板上，支撑板带动采样电机沿z方向运动，采样电机的输出端固定有采样电机齿轮；采样电机齿轮与拭子机械手齿轮啮合传动连接，满足拭子机械手的旋转采集功能；水平直线运动机构的壳体固定于支撑板上，由电机提供动力，其输出端的螺母与动力板固定连接；动力板的末端设置有缺口；弹簧伸缩套筒的外管上设置有凸台，凸台与动力板的缺口配合，实现拭子机械手沿y方向运动；口腔定位杯安装在架体上，咽拭子穿过口腔定位杯伸出到设备外，用于核酸采样；摆动装置的壳体固定于架体上，输出端与咽拭子配合，核酸采样时带动咽拭子采样工位处的咽拭子摆动，辅助完成核酸采样；

7、多自由度机器人设置于架体内；拭子剪断机构滑动设置于架体上，位于多自由度机器人的工作范围内，用于将咽拭子采样完成后的拭子机械手上的咽拭子剪断为拭子杆和拭子头；消毒装置安装在架体上，用于对拭子剪断机构中的剪刀头进行消毒；采样管库安装在架体内，位于多自由度机器人的工作范围内，采样管库中具有若干个采样管；拧盖机构安装于架体内，其位于多自由度机器人的工作范围内，与多自由度机器人配合，进行采样管的封装盖的拧盖动作；打码机构安装于架体内，位于多自由度机器人的工作范围内，用于对采样管喷涂条形码以记录数据；

8、压开装置固定于架体上，与拭子机械手的弹簧伸缩套筒的内管配合，解除拭子夹具对咽拭子的紧固；连接架气缸的缸体固定于架体上，输出端与连接架固定连接；连接架滑动安装于架体上；连接板气缸的缸体固定于连接架上，输出端与连接板固定连接；连接板滑动安装于连接架上，能够沿z方向运动；拔杆装置设置于连接板上，用于将解除紧固的咽拭子从拭子夹具中拔出。

9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

10、(1)本实用新型采用多工位一体并行结构，实现了从咽拭子上料、核酸采样(即咽拭子的前后、旋转、摆动动作)、咽拭子剪断、入管、拧盖、打码以及咽拭子杆的拔除丢弃等多任务的同步进行，自动化程度高，结构设计合理，高效快速安全，整个流程只需3～5秒即可完成。

11、(2)本实用新型设置负压风机交换空气、一次性隔离罩和拭子剪断机构消毒装置，解决了核酸采样过程中可能的交叉感染安全隐患。

12、(3)本实用新型在核酸采样时，能够准确模拟人工采样时的进退、旋转、摆动动作，保证了采样的可靠性和准确性。

13、(4)消毒装置采用瞬间高温秒杀因剪断拭子可能沾染的病毒，保证相邻两次的样本互不感染，避免二次感染的安全隐患。

14、(5)本实用新型设备能够智能采集用户信息，可实现用户信息的自动录入、记忆和保存；还开发了相应的病毒采样的管理软件，与互联网大数据相连，能够时时上传信息。

15、(6)除口腔定位杯外，设备中的所有机构和控制元件都放在密封的架体内，保证内部元器件不受外部的污染。

16、(7)工作时，口腔定位杯上套有一次性隔离罩，可实现人与设备的有效隔离。

17、(8)负压风机能够随时将可能含有病毒的用户口腔气体排到安全处消毒处理。

技术特征：

1.一种咽拭子自动采样设备，其特征在于，该设备采用多工位一体并行结构，包括架体、水平竖直直线运动机构、拭子上料机械手、拭子库、拭子传送机、旋转壳体电机、旋转壳体电机齿轮组、多自由度机器人、采样管库、打码机构、拭子机械手换向轨道、旋转壳体、拧盖机构、拭子机械手、口腔定位杯、拭子夹具气缸、安装板、支撑板气缸、支撑板、水平直线运动机构、采样电机、动力板、采样电机齿轮、摆动装置、拭子机械手换向架、消毒装置、拭子剪断机构、压开装置、连接架、连接架气缸、连接板、拔杆装置、旋转轴和连接板气缸；

2.根据权利要求1所述的咽拭子自动采样设备，其特征在于，该设备还包括负压风机；负压风机设置于架体的下部，用于将设备中的空气与外界空气进行交换。

3.根据权利要求1所述的咽拭子自动采样设备，其特征在于，支撑板上转动安装有齿轮组；齿轮组设置于采样电机齿轮与拭子机械手齿轮之间，分别与采样电机齿轮和拭子机械手齿轮啮合传动连接。

4.根据权利要求1所述的咽拭子自动采样设备，其特征在于，拭子夹具为中空结构，用于咽拭子的插入；一端与弹簧伸缩套筒的内管连接，另一端为弹簧爪结构，弹簧爪结构与弹簧伸缩套筒的外管配合，实现闭合，进而实现对咽拭子的紧固。

5.根据权利要求1所述的咽拭子自动采样设备，其特征在于，所述水平竖直直线运动机构采用水平竖直滚珠丝杠组，由两个电机、水平滚珠丝杠和竖直滚珠丝杠构成；所述水平滚珠丝杠的壳体固定于架体上，其输出端的螺母上固定有竖直滚珠丝杠的壳体；竖直滚珠丝杠输出端的螺母上固定有拭子上料机械手；两个电机分别作为水平滚珠丝杠和竖直滚珠丝杠的动力，带动螺母转动。

技术总结
本技术公开了一种咽拭子自动采样设备，包括架体、水平竖直直线运动机构、拭子上料机械手、拭子库、拭子传送机、旋转壳体电机、旋转壳体电机齿轮组、多自由度机器人、采样管库、打码机构、拭子机械手换向轨道、旋转壳体、拧盖机构、拭子机械手、口腔定位杯、拭子夹具气缸、安装板、支撑板气缸、支撑板、水平直线运动机构、采样电机、动力板、采样电机齿轮、摆动装置、拭子机械手换向架、消毒装置、拭子剪断机构、压开装置、连接架、连接架气缸、连接板、拔杆装置、旋转轴和连接板气缸。本技术采用多工位一体并行结构，实现了核酸采样所有任务的同步进行，自动化程度高，结构设计合理，高效快速安全，整个流程只需3～5秒即可完成。

技术研发人员：关玉明,王辉,程广硕
受保护的技术使用者：天津市明星恒能科技发展有限公司
技术研发日：20220831
技术公布日：2024/1/12