[发明专利]一种具有触觉和视觉感知的超声检测柔性装置

说明书

本发明公开了一种具有触觉和视觉感知的超声检测柔性装置，包括六维力矩传感器、视觉识别模块、柔性机构和超声探头固定机构，六维力矩传感器安装在机械人的执行末端，所述超声探头固定机构通过柔性机构安装在六维力矩传感器下端，视觉识别模块安装于六维力矩传感器下方，用于视觉识别，超声探头固定机构用于夹持B超探头；所述柔性机构包括内支架、柔性平台和安装在内支架上的三组柔性链，柔性链包括弹性板、滑轨、滑动板、连杆和两个轴承，弹性板一端固定在内支架的凸柱上，另一端插入两个轴承之间；所述连杆上端与滑动板铰接相连，下端与柔性平台固定铰接相连，超声探头固定机构固定于柔性平台底部。本发明具有多维柔度，柔性好，反馈准确。

技术领域

本发明属于超声机器人领域，涉及一种机器人被动柔顺技术，具体涉及一种具有触觉和视觉感知的超声检测柔性装置。

背景技术

随着新冠肺炎的疫情的控制，当今社会意识到无接触远程服务是一项很重要的技术。疫情期间我们看见了无人消毒机器人、测温机器人、无人送餐机器人的应用案例，这些机器人落地场景出现在与我们人民群众民生息息相关的医院。由这些机器人落地场景可以看出机器人领域的相关技术不断发展，其应用范围也在不断扩大和深化，特别是在医疗领域。而新冠患者的一项重要检测指标就是胸腔积液，这就涉及到B超检测方面。疫情期间，由于检测医生人手不足，医患检查感染风险大，这对我们病患及医务人员的生命安全都存在一定概率的威胁。并且病人需要一天多次检查来判断病情是否变化，这无疑加大医生感染风险，所以B超检查机器人是我们研发的一个重要环节，其中机器人B超检测装置极其关键。医疗设备的安全性是首要设计需求，对病人本身不会造成二次伤害使我们设计的重要指标。所以在B超机器人检查流程中，控制和限制机器人末端对患者身体施加的力是及其重要的，其次，B超医生操作时会转变B超探头不同角度以便贴合皮肤使设备得到更完整、清晰的图像，这就需要我们的末端能在与探头与病人身体贴合处能柔顺的转动角度使其达到医生所需要图像的效果，这个功能需求就需要我们的机器人末端装置提供一定角度的柔性。目前市面上的研发企业着重于机器人的路径规划及力控来达到所需效果，此类公司的机器人末端装置多为固定性式连接装置，直接固定于机器人末端法兰。其B超检查实施方式通过人工远程操作，存在极大隐患，不能对病人身体起到一个缓冲保护作用，一旦程序失控容易对病患造成二次伤害。不同部位所需的探头可能更换，市场上的装置固定安装方式不便拆卸更换。

发明内容

鉴于上述的现有技术存在不足，本发明提出了一种超声机器人中具有触觉和视觉感知的超声检测柔性装置的结构设计，具有自动寻位，过载保护，Rx,Ry,Rz三方向的柔性转角及x,y,z三个方向的柔性位移的共计六维柔性，能够良好的贴服病人皮肤表面及补偿机器人运动过程抖动以及微小位移。提供一种便捷B超探头安装方式，以便更换B超探头。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种具有触觉和视觉感知的超声检测柔性装置，其特征在于：包括六维力矩传感器、视觉识别模块、柔性机构和超声探头固定机构，所述六维力矩传感器安装在机械人的执行末端，所述超声探头固定机构通过柔性机构安装在六维力矩传感器下端，所述视觉识别模块安装于六维力矩传感器下方，用于视觉识别，所述超声探头固定机构用于夹持B超探头；所述的视觉识别模块提供机器人自动寻位的功能，所述六维力矩传感器提供一个实施的力信号反馈。