(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 202210974006.3 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 五邑大学 地址 529000 广东省江门市蓬江区东成村 22号 (72)发明人 王宏民　梁靖斌　潘瑞浩　罗坚义　 李桦健　梁日军　刘起　李江源　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 专利代理师 李峥嵘 (51)Int.Cl. B25J 11/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 15/00(2006.01) A61B 10/00(2006.01)A61B 90/00(2016.01) (54)发明名称 一种高精度力反馈核酸采样柔顺装置及使 用方法 (57)摘要 本发明公开了一种高精度力反馈核酸采样 柔顺装置及使用方法， 包括： 采样组件， 包括固定 板以及第一弹性件、 连接座、 第二弹性件、 拭子固 定筒， 固定板设有第一压力传感器， 连接座设有 第二压力传感器， 第一弹性件两端分别连接固定 板以及连接座， 第二弹性件一端连接拭子固定 筒， 另一端用于与第二压力传感器相抵， 连接座 以及拭子固定筒均滑动设于固定板一侧； 驱动组 件连接固定板， 用于驱动采样组件活动； 控制器， 能根据第二压力传感器采集力信号控制驱动组 件驱动采样组件减速， 并能根据第一压力传感器 采集力信号控制驱动组件驱动采样组件完成采 样动作或中断采样动作； 本发明具有能够柔顺采 样、 安全性高的优点。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 115416032 A 2022.12.02 CN 115416032 A 1.一种高精度力反馈核酸采样柔 顺装置， 其特 征在于， 包括： 采样组件(100)， 包括固定板(110)以及设于所述固定板(110)一侧且沿所述固定板 (110)中心轴线延伸方向依次设置的第一弹性件(120)、 连接座(130)、 第二弹性件(140)、 拭 子固定筒(150)， 所述固定板(110)朝向所述连接座(130)的一端设有第一压力传感器 (160)， 所述连接座(130)背离所述固定板(110)的一端设有第二压力传感器(170)， 所述第 一弹性件(120)两端分别连接所述固定板(110)以及所述连接座(130)， 所述第二弹性件 (140)一端连接所述拭子固定筒(150)， 另一端用于与所述第二压力传感器(170)相抵， 所述 连接座(130)以及所述拭子固定筒(150)均沿所述固定板(110)中心轴线延伸方向滑动设于 所述固定板(110)一侧， 所述连接座(130)与所述第一压力传感器(160)之间留有间距， 且 所 述连接座(130)能弹性活动至与所述第一压力传感器(160)相抵， 所述拭子固定筒(150)背 离所述第二弹性件(140)的一端用于固定核酸拭子(101)； 驱动组件(20 0)， 连接所述固定 板(110)， 用于驱动所述采样组件(10 0)活动； 控制器， 能根据所述第二压力传感器(170)采集力信号控制驱动组件(200)驱动采样组 件(100)减速， 并能根据第一压力传感器(160)采集力信号控制驱动组件(200)驱动采样组 件(100)完成采样动作或中断采样动作。 2.根据权利要求1所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置， 其特征在于： 还包括深度摄 像头(300)， 设于所述采样组件(10 0)一侧， 用于捕获空间内的图像和深度数据。 3.根据权利要求1所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置， 其特征在于： 所述第 一压力 传感器(160)设有多个， 多个所述第一压力传感器(160)绕所述固定板(110)中心轴线圆周 分布， 所述连接座(13 0)朝向所述第一压力传感器(16 0)的一侧对应固设有 多个触点(131)。 4.根据权利要求3所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置， 其特征在于： 所述固定板 (110)朝向所述连接座(130)的一侧对应所述第一压力传感器(160)固设有多个安装凸台 (111)， 多个所述安装凸台(111)朝向所述连接座(130)的表 面平齐， 用于安装对应的所述第 一压力传感器(16 0)。 5.根据权利要求1所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置， 其特征在于： 所述驱动组件 (200)包括六自由度机械臂(210)、 平移驱动件(220)、 旋转驱动件(230)， 所述平移驱动件 (220)连接于所述六自由度机械臂(210)输出端， 所述旋转驱动件(230)连接于所述平移驱 动件(220)输出端， 所述采样组件(100)连接于所述旋转驱动件(230)输出端， 所述平移驱动 件(220)能驱动 所述旋转驱动件(230)沿所述固定板(110)中心轴线延伸方向移动， 所述旋 转驱动件(230)能驱动所述固定板(110)、 所述连接座(130)、 所述拭子固定筒(150)绕所述 固定板(110)中心轴线同步 转动。 6.根据权利要求5所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置， 其特征在于： 所述六自由度 机械臂(210)输出端连接有安装外壳(240)， 所述平移驱动件(220)安装于所述安装外壳 (240)， 所述平移驱动件(220)包括步进电机(221)、 连接于所述步进电机(221)的丝杆 (222)、 安装于所述丝杆(222)的滚珠螺母(223)， 所述滚珠螺母(223)固定连接有安装座 (250)， 所述旋转驱动件(230)设于所述安装座(250)， 所述安装外壳(240)内还设有穿设于 所述安装座(25 0)的导向杆(241)。 7.根据权利要求1所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置， 其特征在于： 所述连接座 (130)朝向所述第二弹性件(140)的一端 连接有外层套壳(180)， 所述拭子固定筒(150)沿所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115416032 A 2述固定板(110)中心轴线延伸方 向滑动设于所述外层套壳(180)内侧， 所述外层套壳(180) 设有供核酸拭子(101)穿过的通孔， 所述固定板(110)朝向所述外层套壳(180)的一侧固设 有固定架(112)， 所述外层套壳(180)沿所述固定板(110)中心轴线延伸方向滑动设于所述 固定架(1 12)。 8.根据权利要求7所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置， 其特征在于： 所述连接座 (130)沿所述固定板(110)中心轴线延伸方向滑动设有垫片(190)， 所述第二弹性件(140)背 离所述拭子固定筒(150)的一端与所述垫片(190)连接， 所述垫片(190)背离所述第二弹性 件(140)的一侧用于与所述第二压力传感器(170)相抵 。 9.根据权利要求7所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置， 其特征在于： 所述外层套壳 (180)朝向所述连接座(130)的一侧周壁设有至少两个凸起(181)， 所述连接座(130)对应所 述凸起(181)设有至少两个弹性块(132)， 所述弹性块(132)远离所述连接座(130)的一端具 有弹性并设有卡接槽(133)， 所述凸起(181)嵌入对应的所述卡接槽(133)， 以连接所述外层 套壳(180)与所述连接座(130)， 所述弹性块(132)能弹性活动至使所述凸起(181)脱离所述 卡接槽(133)。 10.一种如权利要求1至9中任一项所述的高精度力反馈核酸采样柔顺装置的使用方 法， 其特征在于， 包括以下步骤： S1： 深度摄像头(300)识别核酸拭子(101)放置位置， 驱动组件(200)驱动采样组件 (100)朝向核酸拭子(101)移动， 使 核酸拭子(101)对准并插 入拭子固定筒(15 0)； S2： 深度摄像头(300)通过人脸识别， 确认人体鼻部位置， 采集深度数据， 六自由度机械 臂(210)根据深度摄像头(300)捕获的数据驱动采样组件(100)移动， 使核酸拭子(101)竖起 并插入人体鼻腔， 直至碰到鼻咽后壁鼻腭处， 核酸拭子(101)碰到鼻咽后壁鼻腭后， 第二压 力传感器(170)采集力 信号； S3： 平移驱动件(220)带动核酸拭子(101)继续插入并 降低前进速度， 插入过程中第一 压力传感器(160)后于第二压力传感器(170)采集力信号， 当第一压力传感器(160)采集力 信号达到采样标准范围值时， 平移驱动件(220)停止动作， 停留至少10秒时间后， 旋转驱动 件(230)驱动拭子固定筒(15 0)转动以进行采样； S4： 六自由度机 械臂(210)驱动采样组件(10 0)活动， 使 核酸拭子(101)退 出鼻腔； S5： 驱动组件(20 0)驱动采样组件(10 0)活动， 将核酸拭子(101)放入 储存位置处； 其中， S3步骤中， 当第一压力传感器(160)采集力信号达到安全阈值时， 六自由度机械 臂(210)驱动采样组件(100)背离鼻部移动， 使核酸拭子(101)退出鼻腔， 中断采样并停止后 续步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115416032 A 3