申请/专利权人：中国农业大学

申请日：2021-12-15

公开（公告）日：2024-05-24

公开（公告）号：CN114271865B

主分类号：A61B10/00

分类号：A61B10/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.24#授权;2022.04.22#实质审查的生效;2022.04.05#公开

摘要：本发明涉及医学自动化设备技术领域，具体涉及一种咽拭子采集机械臂，包括摆动系统、驱动电机系统、驱动线系统以及旋转系统；摆动系统包括安装下底座4、弧形连杆11、上连接件111、下连接件112和摆动上底座7；驱动电机系统包括前后摆动电机2、步进电机减速器21、左右摆动电机12、齿轮14、伸缩步进电机15和旋转步进电机16；驱动线系统包括缠线槽轮3、前后摆动驱动线5、前后摆动弹力线51、左右摆动弹力线6、左右摆动驱动线61、槽轮轴承9、轴套91和固定轴92；旋转系统包括旋转轴承8和UPU连接结构10；该机械臂稳定性强、精度高，更加适用于人体口腔采集。

主权项：1.一种咽拭子采集机械臂，其特征在于：所述咽拭子采集机械臂包括摆动系统、驱动电机系统、驱动线系统以及旋转系统；摆动系统包括安装下底座4、弧形连杆11、上连接件111、下连接件112和摆动上底座7；安装下底座4包括上端面、下端面以及位于上端面和下端面之间的座体；安装下底座4的上端面设有三个下安装台凹槽用以安装下连接件112，三个下安装台凹槽围绕安装下底座4的中心轴呈圆周均匀分布，相邻下安装台凹槽之间的角度间隔为120度；每个下安装台凹槽内和下连接件112上分别设有下轴孔，所述下安装台凹槽内和下连接件112上的下轴孔的中心连线的垂线穿过安装下底座4的中心，且该下连接件112上的下轴孔大于下安装台凹槽内的下轴孔的孔径；下转轴穿过所述下安装台凹槽内和下连接件112上的下轴孔将安装下底座4与下连接件112连接；下转轴紧密配合下安装台凹槽内的下轴孔，使得下转轴不会晃动；而下连接件112上的下轴孔大于下转轴的外径，使得下连接件112能够围绕下转轴摆动；摆动上底座7的下端面设有三个上安装台凹槽用以安装上连接件111，三个上安装台凹槽围绕摆动上底座7的中心轴呈圆周均匀分布，相邻上安装台凹槽之间的角度间隔为120度；每个上安装台凹槽内和上连接件111上分别设有上轴孔，所述上安装台凹槽内和上连接件111上的上轴孔的中心连线的垂线穿过摆动上底座7的中心，且该上连接件111上的上轴孔大于上安装台凹槽内的上轴孔的孔径；上转轴穿过所述上安装台凹槽内和上连接件111上的上轴孔将摆动上底座7与上连接件111连接；上转轴紧密配合上安装台凹槽内的上轴孔，使得上转轴不会晃动；而上连接件111上的上轴孔大于上转轴的外径，使得上连接件111能够围绕上转轴摆动；弧形连杆11通过连杆转轴连接在上连接件111与下连接件112之间；驱动电机系统包括前后摆动电机2、步进电机减速器21、左右摆动电机12、齿轮14、伸缩步进电机15和旋转步进电机16；安装下底座4的座体的侧面沿前后方向水平设有前后摆动电机安装孔道，沿左右方向水平设有左右摆动电机安装孔道，沿前后方向或者左右方向水平设有伸缩步进电机安装孔道，分别用于安装前后摆动电机2、左右摆动电机12以及伸缩步进电机15；伸缩步进电机15的输出轴上设有齿轮14，所述齿轮14位于安装下底座4的座体的一角；安装下底座4的中心垂直设有旋转步进电机安装孔道，用于安装旋转步进电机16；旋转步进电机16固定于安装下底座4的中心位置，该中心与三个弧形连杆11安装的中心轴相同；前后摆动电机2、左右摆动电机12、伸缩步进电机15和旋转步进电机16均为步进电机，具有相同的结构；前后摆动电机2、左右摆动电机12、伸缩步进电机15和旋转步进电机16的输出端均设有步进电机减速器21；驱动线系统包括缠线槽轮3、前后摆动驱动线5、前后摆动弹力线51、左右摆动弹力线6、左右摆动驱动线61、槽轮轴承9、轴套91和固定轴92；安装下底座4上间隔设置有下前后摆动驱动线槽、下前后摆动弹力线槽、下左右摆动驱动线槽和下左右摆动弹力线槽；其中，下前后摆动驱动线槽和下前后摆动弹力线槽的中心连线平行于前后摆动电机2的轴线，下左右摆动驱动线槽和下左右摆动弹力线槽的中心连线平行于左右摆动电机12的轴线；摆动上底座7上间隔设置有上前后摆动驱动线槽、上前后摆动弹力线槽、上左右摆动驱动线槽和上左右摆动弹力线槽；其中，上前后摆动驱动线槽和上前后摆动弹力线槽的中心连线平行于前后摆动电机2的轴线，上左右摆动驱动线槽和上左右摆动弹力线槽的中心连线平行于左右摆动电机12的轴线；上前后摆动驱动线槽和下前后摆动驱动线槽位于咽拭子采集机械臂的前侧或后侧，上前后摆动弹力线槽和下前后摆动弹力线槽位于上前后摆动驱动线槽和下前后摆动驱动线槽的相对侧；上左右摆动驱动线槽和下左右摆动驱动线槽位于咽拭子采集机械臂的左侧或右侧，上左右摆动弹力线槽和下左右摆动弹力线槽位于上左右摆动驱动线槽和下左右摆动驱动线槽的相对侧；上前后摆动驱动线槽、下前后摆动驱动线槽、上前后摆动弹力线槽、下前后摆动弹力线槽、上左右摆动驱动线槽、下左右摆动驱动线槽、上左右摆动弹力线槽和下左右摆动弹力线槽中通过固定轴92套有槽轮轴承9，固定轴92与槽轮轴承9之间设有轴套91；其中，上前后摆动驱动线槽中设有上前后摆动驱动线槽轮轴承，下前后摆动驱动线槽中设有下前后摆动驱动线槽轮轴承，上前后摆动弹力线槽中设有上前后摆动弹力线槽轮轴承，下前后摆动弹力线槽中设有下前后摆动弹力线槽轮轴承；上左右摆动驱动线槽中设有上左右摆动驱动线槽轮轴承，下左右摆动驱动线槽中设有下左右摆动驱动线槽轮轴承，上左右摆动弹力线槽中设有上左右摆动弹力线槽轮轴承，下左右摆动弹力线槽中设有下左右摆动弹力线槽轮轴承；前后摆动电机2靠近下前后摆动驱动线槽轮轴承的一端设有缠线槽轮3；左右摆动电机12靠近下左右摆动驱动线槽轮轴承的一端设有缠线槽轮3；前后摆动驱动线5的一端固定在前后摆动电机2的缠线槽轮3上，前后摆动驱动线5绕过下前后摆动驱动线槽轮轴承，再绕过上前后摆动驱动线槽轮轴承，最后固定在安装下底座4上；上前后摆动弹力线槽轮轴承和下前后摆动弹力线槽轮轴承之间，绕有前后摆动弹力线51，前后摆动弹力线51首尾进行连接，呈闭合的环形；左右摆动驱动线61的一端固定在左右摆动电机12的缠线槽轮3上，左右摆动驱动线61绕过下左右摆动驱动线槽轮轴承，再绕过上左右摆动驱动线槽轮轴承，最后固定在安装下底座4上；上左右摆动弹力线槽轮轴承和下左右摆动弹力线槽轮轴承之间，绕有左右摆动弹力线6，左右摆动弹力线6首尾进行连接，呈闭合的环形；当前后摆动电机2旋转控制前后摆动驱动线5伸长时，前后摆动弹力线51则收缩，机械臂向前后摆动弹力线51方向摆动；当左右摆动电机12旋转控制左右摆动驱动线61伸长时，左右摆动弹力线6则收缩，机械臂向左右摆动弹力线6方向摆动；旋转系统包括旋转轴承8和UPU连接结构10；旋转轴承8布置在摆动上底座7的中心位置，UPU连接结构10的上端插入旋转轴承8中；UPU连接结构10包括外设接口101、万向轴102、旋转轴套103、伸缩杆104和电机接口105；外设接口101和旋转轴套103之间通过万向轴102进行连接；伸缩杆104和电机接口105之间也通过万向轴连接；伸缩杆104插入旋转轴套103之内，伸缩杆104在旋转轴套103内能够进行滑动且不可旋转；电机接口105与旋转步进电机16的输出轴连接，当旋转步进电机16旋转时，外设接口101能够随之旋转。

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百度查询： 中国农业大学 一种咽拭子采集机械臂

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