CN104248790A - 一种智能输液装置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能输液装置及其操作方法，包括输液瓶固定机构、瓶塞穿刺机构、输液液体动态监测/控制机构、输液液体温控机构、自动插拔针机构、中央接收器以及所述瓶塞穿刺机构、液体动态监测/控制机构、液体温控机构和自动插拔针机构相对应的中央控制单元。本发明的有益效果：所述智能输液装置实现输液过程中的自动一体化，具体体现在：能够自动转换输液瓶；监测输液的滴速、流速以及液体气泡，并进行输液的滴速、流速的控制以及及时的消除气泡；实现对输液过程中输液管的加热，并对加热的温度进行自动控制；通过机械手的控制实现自动插拔针；通过中央接收器对控制各单元的控制器实现对输液过程中各个阶段的控制。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体来说，涉及一种智能输液装置及其操作方法。
背景技术
液体点滴输液是利用液体落差的产生压力差（重力）的原理将药液注入人体静脉的方法，是临床抢救和治疗病人的常用的方法。
多年来静脉点滴输液的工作，一直由医护人员使用手工操作、监控和护理。由于人工操作行为环境因素的不确定性，比如：空气中尘埃、纤维细菌、病毒或其它微粒，医护人员在执行输液、转换吊瓶时这些不确定的环境影响因素会对药液产生不可察觉的污染，给临床安全用药带来负面影响。
此外，现有的人工静脉点滴输液，由于人工监控的不及时，经常发生药液过度输入，造成了输液管内、血液之间产生负压差，导致血液回流到输液管内，以至于产生严重的后果。其中最大的危害是，医护人员为减轻工作负担，将输液管内处于凝结状态的血液重新输入患者的血液里，这就可能为血栓的形成埋下了伏笔，同时也可能会提高了脑血栓、脑梗塞的发病率。
在输液的过程中容易产生气泡，如果气泡未经及时处理进入人体的话，势必给人体的健康带来隐患。一般医护人员处理气泡的手段要么是把药液重新挤入滴壶内，要么就是把输液管的针头拔掉排净气泡后重新插入一次，这样的处理过程比较复杂，同时不仅影响病人输液，也加重了医护人员的劳动强度；
人工静脉点滴输液时因为医护人员插入的针头未能完全插入静脉血管导致药液注入患者的肌肉内，而医护人员又未能及时发觉，待到发现时被输液者插入针管的周边皮肤、肌肉出现水肿现象，不仅造成了药液的流失，还影响到治疗效果，更给患者造成了雪上加霜的痛苦。
在输液过程中现有市场上没有对输液温度很好控制的设备，现有市场上只有一中简单的加热棒对输液液体的温度进行加热；而且是一次性的加热器，不可发反复使用浪费很多。本部提供了一款可充电可反复使用可以调节的输液温控器。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种智能输液装置及其操作方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种智能输液装置，包括输液瓶固定机构、瓶塞穿刺机构、输液液体动态监测/控制机构、输液液体温控机构、自动插拔针机构、中央接收器以及所述瓶塞穿刺机构、液体动态监测/控制机构、液体温控机构和自动插拔针机构相对应的中央控制单元。
进一步的，所述输液瓶固定机构包括输液瓶颈卡扣式和输液瓶口穿刺窗固定式，所述输液瓶颈卡扣式包括分别设于输液瓶固定壳体顶端、底端的带有弹簧的悬挂器和由两块对接板组成固定板，并且所述对接板位于悬挂器的正下方设有固定卡槽；所述输液瓶口穿刺窗固定式包括分别设于输液瓶固定壳体顶端、底端的带弹簧的悬挂器和多接口穿刺器，并且所述多接口穿刺器包括分流穿刺器、分流导管、输液转换窗，所述分流穿刺器上设有分穿刺针。
进一步的，所述瓶塞穿刺机构包括紫外线消毒仪和动力传动机构，所述动力传动机构连接有水平方向的传动丝杠，所述传动丝杠上设有传动器，所述传动器上设有可在动力机构带动下作上下伸缩运动的瓶塞穿刺器机械手；所述动力传动机构和传动器连接瓶塞穿刺机构所对应的中央控制单元。
进一步的，所述输液液体动态监测/控制机构包括均以输液液体流经的路径、容器为中心的液体流/滴速监测器、液体流/滴速控制器、液体危险水位监测器、液体气泡监测器以及气泡消除器， 所述液体流/滴速监测器、液体危险水位检测器、液体气泡监测器和液体流/滴速监测器内均设有光电传感器和声波传感器，所述气泡消除器内设有振动马达，所述液体流/滴速监测器和液体流/滴速控制器均包括驱动机构以及与驱动机构连接的控制阀杆，所述控制阀杆设置在控制阀上，所述控制阀在驱动机构的驱动下通过对输液液体流经的导管口径大小的控制来完成流速的控制。
进一步的，所述输液液体温控机构包括中通的输液导管固定器以及从外到内依次套设于输液导管固定器内的储热器和加热器，所述输液导管固定器的外壁上环绕设有固定卡槽，所述固定卡槽内设有温度传感器,所述加热器连接有电池和温度调节器；所述温度传感器和温度调节器均连接所述输液液体温控机构相对应的中央控制单元。
进一步的，所述自动插拔针机构包括护理机械手、插拔针机械手、紫外线消毒仪和膨胀气囊，所述护理机械手和插拔针机械手上均设有垂直方向的传动器二和传动装置，所述插拔针机械手还在垂直方向设计了二次传动器来完成插拔针机械手对静脉穿刺针尾部的抓取，推进、抽出；所述传动器二和转动装置均连接控制机构一，所述护理机械手和插拔针机械手均连接有纵向传动轨道，所述纵向传动轨道的两端分别设在横向传动轨道一和横向传动轨道二上，所述横向传动轨道一和横向传动轨道二均连接有动力机构，所述动力机构连接控制机构二，所述控制机构一和控制机构二均连接中央控制单元；所述膨胀气囊连接有驱动膨胀机构。
进一步的，所述护理机械手的底端设有护理软胶，所述插拔针机械手的底端设有操作手。
进一步的，所述膨胀气囊设于护理机械手和插拔针机械手下方的手臂放置槽内。
一种智能输液装置的操作方法，包括：
将输液瓶固定机构、瓶塞穿刺机构、液体动态监测/控制机构、液体温控机构和自动插拔针机构的中央控制单元与相对应的单元连接，并且所述各单元的中央控制单元分别于中央接收器相连接；
所述中央接收器中预先设置有输液液体的动态监测方式及目的，根据待监测输液液体的信息特征选择输液液体的动态监测的方式及目的；
根据在中央接收器中所选择输液液体动态监测的信息数据，中央接收器将信息数据输入到各单元的中央控制单元，并通过中央控制单元的操控面板及数据连接插口、显示器进行相关信息的输入、输出、存储和读取等；
选定插针处的血管部位，并对插针处的血管状态进行检测，采用压力传感器和图像传感器相结合的电子元件来监测选定部位的静脉血管的膨胀隆起的最大部位，作为插针处的血管部位；通过传感器输出的光电图像转换成电子信号输入给中央控制单元来形成控制电路的信号，进而控制插拔针机械手和护理机械手进行相应的动作。
所述中央控制单元控制各个单元，完成相对应的作业，所述各个单元包输液瓶固定机构、括瓶塞穿刺机构、液体动态监测及控制机构、液体温控机构和自动插拔针机构。
对进行作业中的输液液体动态和一次性输液器的静脉针的输液状态进行控制，其中对一次性输液器的静脉针的输液状态的控制包括护理机械手、插拔针机械手和膨胀气囊的控制。
进一步的，所述输液液体动态控制根据输液瓶的瓶颈的固定方式和输液瓶的穿刺窗的固定方式分为三种方式：
I型：输液瓶瓶颈固定式，具体为输液瓶的转换是通过瓶塞穿刺机械手带动一次性输液器的穿刺器对各输液瓶的穿刺窗进行穿刺和拔出的动作，液体动态控制由一液体流/滴速控制器完成
II型：输液瓶穿刺窗固定式，具体为输液瓶的穿刺窗依次直接插入一次性多接口输液器的分流穿刺器，通过在动力机构驱动下沿轨道移动的液体流/滴速控制器的移动来控制各部分输液瓶下的分流导管的弹簧开关来控制流速和输液瓶的转换以及液体的流速/滴速；
III型：输液瓶穿刺窗固定式，具体为输液瓶的穿刺窗一次直接插入一次性多接口输液器的分流穿刺器，在每个输液瓶的分流导管设置单元液体流/滴速控制器，由控制各单元液体流/滴速控制器来控制输液液体的流速以及输液瓶的转换。
本发明的有益效果：所述智能输液装置实现输液过程中的自动一体化，具体体现在：能够自动转换输液瓶；监测输液的滴速、流速以及液体气泡，并进行输液的滴速、流速的控制以及及时的消除气泡；实现对输液过程中输液管的加热，并对加热的温度进行自动控制；通过机械手的控制实现自动插拔针；通过中央接收器通过控制各单元的控制器实现对各单元的输液过程中各个阶段的控制；也可以通过各单元的控制器实现对本单元自身输液过程中各个阶段的控制；中央接收器可以通过各单元的中央控制单元进行语音对话跟交流，也可以把各单元的液体动态不正常的信息通过单元的中央控制器语音提示给各单元人员及中央接收器人员。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的所述的智能输液装置的整体结构示意图；
图2是根据本发明实施例的所述的智能输液装置的输液瓶固定机构的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的所述的智能输液装置的瓶塞穿刺机构的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的所述的智能输液装置的所述输液液体动态监测/控制机构的结构示意图；
图5是根据本发明实施例的所述的智能输液装置的所述的液体流/滴速控制器的结构示意图；
图6是根据本发明实施例的所述的智能输液装置的输液液体温控机构的结构示意图；
图7是根据本发明实施例的所述的智能输液装置的自动插拔针机构的结构示意图；
图8是根据本发明实施例的所述的智能输液装置的护理机械手的结构示意图；
图9是根据本发明实施例的所述的智能输液装置的插拔针机械手的结构示意图；
图10是根据本发明实施例的所述的智能输液装置的手臂放置槽的结构示意图；
图 11是根据本发明实施例所述的智能输液装置的运行流程图；
图12是根据本发明实施例所述的智能输液装置的监测液体滴速的流程图；
图13是根据本发明实施例所述的智能输液装置的液体危险水位监测的流程图；
图14是根据本发明实施例所述的智能输液装置的输液液体温控机构的流程图；
图15是根据本发明实施例所述的智能输液装置的电路结构框图；
图16是根据本发明实施例所述的智能输液装置的液体动态监测电路图；
图17是根据本发明实施例所述的智能输液装置的液体危险水位监测的电路图；
图18是根据本发明实施例所述的智能输液装置的液体动态控制电路图；
图19是根据本发明实施例所述的智能输液装置的操作方法的示意图；
图20是根据本发明实施例所述的智能输液装置的操作方法的输液液体动态控制的示意图一；
图21是根据本发明实施例所述的智能输液装置的操作方法的输液液体动态控制的示意图二；
图22是根据本发明实施例所述的智能输液装置的操作方法的输液液体动态控制的示意图三；
图23是根据本发明实施例所述的智能输液装置的操作方法的II型输液液体动态控制的示意图；
图24是根据本发明实施例所述的智能输液装置的操作方法的III型输液液体动态控制的示意图。
图中：
1、输液瓶固定壳体；12、悬挂器；13、固定板；14、固定卡槽；21、传动丝杠；22、传动器；23、瓶塞穿刺器机械手；31、液体流/滴速监测器；32、液体危险水位监测器；33、液体气泡监测器；34、气泡消除器；35、液体流/滴速控制器；36、控制阀杆；41、输液导管固定器；42、储热器；43、加热器；44、固定卡槽；45、温度传感器；46、电池；47、温度调节器；51、护理机械手；511、护理软胶； 52、插拔针机械手；521、操作手；53、传动装置；54、纵向传动轨道；55、横向传动轨道一；56、横向传动轨道二；57、手臂放置槽；58、分流穿刺器；59、分流导管；60、输液转换窗。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-18所示，根据本发明的实施例，提供了一种智能输液装置，包括输液瓶固定机构、瓶塞穿刺机构、输液液体动态监测/控制机构、输液液体温控机构、自动插拔针机构、中央接收器以及所述瓶塞穿刺机构、液体动态监测/控制机构、液体温控机构和自动插拔针机构相对应的中央控制单元，所述中央接收器即为医护监控中心。
如图2所示，所述输液瓶固定机构包括输液瓶颈卡扣式和输液瓶口穿刺窗固定式，所述输液瓶颈卡扣式包括分别设于输液瓶固定壳体1顶端、底端的带有弹簧的悬挂器12和由两块对接板组成固定板13，所述悬挂器12可以调节高低，从而保证了各种规格的输液瓶在铅垂方向的平衡，并且所述对接板位于悬挂器12的正下方设有固定卡槽14；所述输液瓶口穿刺窗固定式包括分别设于输液瓶固定壳体1顶端、底端的带弹簧的悬挂器12和多接口穿刺器，并且所述多接口穿刺器包括分流穿刺器58、分流导管59、输液转换窗60，所述分流穿刺器58上设有分穿刺针；输液液体经分流导管59流到输液转换窗60（滴壶）。
如图2-4所示，通过悬挂器12挂在输液瓶的固定套上，实现输液瓶瓶底的固定。所述对接板上设有的固定调节机构，可以调节两块对接板之间的距离，有利于实现对多种输液瓶瓶口的固定；所述输液瓶固定壳体1内可设为若干分隔栏，将输液瓶放入每个分隔栏内，例如，设为6个分隔栏，每个分隔栏之间可设为等距，在每个分隔栏内放置1个输液瓶，共有6个，下面以6个输液瓶为例来说明通过中央接收器来控制瓶塞穿刺机构的瓶塞穿刺器机械手23夹持着一次性输液器的穿刺器的尾部自动的更换输液瓶的原理；当液体危险水位监测器监测到输液转换窗60（滴壶）内的液体到达危险水位时，连接液体流/滴速控制器35的控制单元就会作用于控制阀杆36，使控制阀杆36挤压输液管，进行中止输液；然后，中央接收器再通过控制设于瓶塞穿刺机构中的中央控制单元实现对动力传动机构的控制，进而实现瓶塞穿刺器机械手23按照规定的每个输液瓶之间的距离以及瓶塞穿刺器机械手23和输液瓶瓶口之间的距离进行上下、左右移动，在移动的过程中实现输液瓶从第一瓶更换到第二瓶，直到最后一瓶。
如图3所示，所述瓶塞穿刺机构包括紫外线消毒仪和动力传动机构，所述动力传动机构连接有水平方向的传动丝杠21，所述传动丝杠21上设有传动器22，所述传动器22上设有可在动力机构带动下作上下伸缩运动的瓶塞穿刺器机械手23；所述瓶塞穿刺器机械手23夹持着一次性输液器的穿刺器完成对输液瓶穿刺隔膜进行穿插、拔出的功能，所述动力传动机构和传动器22连接瓶塞穿刺机构所对应的中央控制单元。
通过中央控制单元对传动机构的控制，并由动力传动机构带动传动丝杠21的转动，并由传动丝杠21的转动带动传动器22的在传动丝杠21上的移动，这个过程实现了瓶塞穿刺器机械手23的左右移动，然后再通过传动器22的上的伸缩杆在动力机构的带动下的上下移动带动瓶塞穿刺器机械手23的上下移动，在瓶塞穿刺器机械手23的上下左右移动的过程中，所述瓶塞穿刺器机械手23实现对输液器的针管穿刺器部位针头的夹持，并自动实现穿刺器从输液瓶的穿刺隔膜插入、拔出。
如图4-5所示，所述输液液体动态监测/控制机构包括均以输液液体流经的路径、容器为中心的抱箍状的液体流/滴速监测器31、液体流/滴速控制器35、液体危险水位监测器32、液体气泡监测器33和气泡消除器34，所述液体流/滴速监测器31、液体危险水位检测器32、液体气泡监测器33和液体流/滴速监测器31内均设有光电传感器和声波传感器，所述气泡消除器34内设有振动马达，所述液体流/滴速监测器31和液体流/滴速控制器35均包括驱动机构以及与驱动机构连接的控制阀杆36，所述控制阀杆36设置在控制阀上，所述控制阀在驱动机构的驱动下完成对输液液体流经的导管口径大小的控制来完成流速的控制。
所述液体流/滴速监测器31、液体危险水位监测器33、液体气泡监测器33和液体流/滴速监测器的监测原理是通过内置的光电传感器和超声波传感器采取到相应的模拟信号经滤波、放大和A/D转换后的数字信号后送入连接输液液体动态监测/控制机构的中央控制单元进行信息处理，并可从中央接收器或中央控制单元上储存并反应滴速、危险水位、气泡或者是流速的实时的信息，同时还可以通过中央接收器或中央控制单元对滴速的控制、流速的控制、气泡的消除以及危险水位的报警；其中，所述液体流/滴速检测器31和液体流/滴速控制器35分别对滴速和流速的控制原理为：在中央接收器或中央控制单元上设定滴速和流速的值，以及各液体动态监测器监测到的相关信号所产生的脉充电流信号，然后通过中央接收器或中央控制单元对连接输液液体动态监测/控制机构进行控制，驱使连接液体流/滴速控制器35的驱动机构驱动控制阀杆36，通过控制阀杆36的伸缩实现对输液管的口径大小的改变，从而调整滴速或者是流速的大小；所述气泡消除器的控制原理为：当控制单元检测到液泡的相应信息后，便通过驱动设置在气泡消除器34内振动马达的振动，使气泡弹回输液转换窗60（滴壶）内消失。
所述驱动控制阀杆36的驱动机构可以根据需要进行不同的选择，例如，液压驱动系统、气压驱动系统、电机驱动或者是电磁阀驱动等；控制阀杆36的伸缩量也可以根据需要进行选择，控制阀杆36的对导管得控制也可以直接对导管进行卡合退缩来控制导管，也可以通过控制导管上的开关来控制导管口径，从而实现流/滴速的控制，例如，目前市场上的一次性输液器的导管外径一般为4-6mm，因此可以设定控制阀杆36的伸缩量为1-8mm。
如图6所示，所述输液液体温控机构包括中空的输液导管固定器41以及从外到内依次套设于输液导管固定器41内的储热器42和加热器43，所述输液导管固定器41的外壁上环绕设有固定卡槽44，所述固定卡槽44内设有温度传感器45，所述加热器43连接有电池46和温度调节器47；所述温度传感器45和温度调节器47均连接所述输液液体温控机构相对应的中央控制单元。
通过电池46对加热器43的加热并在储热器42内存储热量，储热器42内的热量通过输液导管固定器41传递给缠绕在输液导管固定器41上的输液管，对输液管进行加热，通过设置在输液导管固定器41上的温度传感器45将采集到的流经输液管内液体的温度值显示在中央接收器的显示屏上，当温度值超过预定值后，中央接收器并通过控制连接中央控制单元的温度调节器47调节电池46的供电电路的开关和电流大小实现对温度的控制，使流经输液管内液体的温度达到预设值的范围内。温度传感器45的测量温度范围值为-25℃~125℃，而在-10℃~85℃温度范围内的满量程误差为±0.5℃，所以，所述温度传感器45的温度测量范围优选为20℃~ 40℃。
如图7-10所示，所述自动插拔针机 构包括护理机械手51、插拔针机械手52、紫外线消毒仪和膨胀气囊，所述护理机械手51和插拔针机械手52上均设有垂直方向的传动器二和传动装置53，所述插拔针机械手52还在垂直方向设计了二次传动器来完成插拔针机械手52对静脉穿刺针尾部的抓取，推进、抽出；所述传动器二和转动装置53均连接控制机构一，所述护理机械手51和插拔针机械手52均连接有纵向传动轨道54，所述纵向传动轨道54的两端分别设在横向传动轨道一55和横向传动轨道二56上，所述横向传动轨道一55和横向传动轨道二56均连接有动力机构，所述动力机构连接控制机构二，所述控制机构一和控制机构二均连接中央控制单元；所述膨胀气囊连接有驱动膨胀机构。
所述膨胀气囊设于护理机械手51和插拔针机械手52下方的手臂放置槽57内；所述输液瓶固定壳体1内设有若干分隔栏。
所述护理机械手51通过设于护理机械手51上的传动器二实现护理机械手51的上下移动；通过控制机构一对传动装置53的控制，实现护理机械手51在纵向传动轨道54上的前后移动；通过控制机构二对动力机构的控制，实现纵向传动轨道54的一端在横向传动轨道一55上的运动，从而实现护理机械手51的左右移动；在护理机械手51的上下、前后和左右移动的过程中自动完成在插针和拔针时的动作。
在插针时，所述护理机械手51的主要作用是压制在靠近膨胀气囊需要输液插针的部位，由于护理机械手51顶端设置的护理软胶511的作用使得插针部静脉血管更加突出，方便插拔针机械手52的插针，提高插针时的平稳性，同时，还可以通过护理机械手51随身携带的消毒药液喷雾达到对皮肤消毒的作用。在拔针时，所述护理机械手51对皮肤上的针眼喷雾消毒，同时，护理软胶511压制输液针针头使得插拔针机械手52拔针时更稳定。
所述插拔针机械手52通过控制机构一对传动装置53的控制，实现插拔针机械手52在纵向传动轨道54上的前后移动；通过控制机构二对连接横向传动轨道二56的动力机构的控制，实现连接插拔针机械手52的纵向传动轨道54的一端在横向传动轨道二56上的运动，从而实现插拔针机械手52的左右移动；设于所述插拔针机械手52上的传动器二包括一级传动和二级传动，所述一级传动实现插拔针机械手52在垂直方向上到达要插针、抓取目标的位置 ，所述二级传动实现插拔针机械手52抓取物件的动作，比如，抓取医用胶布、消毒药棉等。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案的基础上可以进行某些相近的改进，例如，所述瓶塞穿刺机构还可设置为：所述瓶塞穿刺机构包括转换窗，所述转换窗内一字形设有若干通孔，所述通孔连接有带穿刺器的导管，所述液体流/滴速监测器31设于转换窗的底端，所述液体流/滴速控制器35设于穿刺器的导管上，控制穿刺器内液体的流速。
如图19所示，一种智能输液装置的操作方法，包括：
1、将输液瓶固定机构、瓶塞穿刺机构、液体动态监测/控制机构、液体温控机构和自动插拔针机构的中央控制单元与相对应的单元连接，并且所述各单元的中央控制单元分别于中央接收器相连接；
本装置的中央控制单元（从站）是采用脉冲信号和可编程逻辑控制相结合的计算机，其硬件结构与微型计算机相同，其硬件包括显示器、中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块等组成。
其完成的主要功能为：通过操控面板输入输出相关信息、命令程序，信息的读取；通过中央处理单元（CPU）对来自各部份的脉冲信号及输入信息的转换完成对各个机械部分的控制来达到智能输液的目的；把需要传递的信息语音播报给本智能机器的使用者；并通过蓝牙的模式来实现同医护中心的信息之间的交流和传递。
2、所述中央接收器中预先设置有输液液体的动态监测方式及目的，根据待监测输液液体的信息特征选择输液液体的动态监测的方式及目的；
输液液体的动态检测的目的为：通过对输液液体动态的监测可以监测到在输液时的不正常的信息（如输液液体是不是正常的按医护人员输入的信息输入人体血液里，错位输入了人体的肌肉里、血液回流等不正常信息）。
液体动态侦测的实现的区域，对液体动态侦测的区域主要是盛装输液液体的容器（如瓶、袋等）、液体流经的路径（如输液器的导管、滴壶、本机器自带的液体必须流经的导管、滴壶等）。
液体动态监测信息实现的方法为光电（如红外线、紫外线等光波）传感器和声波（如超声波等）传感器相结合的元件对输液液体流经的区域进行对管方式的监测，通过对液体动态所产生的光波、声波等信息的识别、整形形成相应的脉冲信号输入给中央控制单元的CPU来实现对电路信息的控制。
3、根据在中央接收器中所选择输液液体动态监测的信息数据，中央接收器将信息数据输入到各单元的中央控制单元，并通过中央控制单元的操控面板及数据连接插口、显示器进行相关信息的输入、输出、存储和读取等；
4、选定插针处的血管部位，并对插针处的血管状态进行检测，采用压力传感器和图像传感器相结合的电子元件来监测选定部位的静脉血管的膨胀隆起的最大部位，作为插针处的血管部位；通过传感器输出的光电图像转换成电子信号输入给中央控制单元来形成控制电路的信号，进而控制插拔针机械手52和护理机械手51进行相应的动作。
5、所述中央控制单元控制各个单元，完成相对应的作业，所述各个单元包括输液瓶固定机构、瓶塞穿刺机构、液体动态监测及控制机构、液体温控机构和自动插拔针机构，具体包括如：瓶塞穿刺器机械手23、液体流/滴速控制器35、插拔针机械手52和护理机械手51。
6、对进行作业中的输液液体动态和一次性输液器的静脉针的输液状态进行控制，其中对一次性输液器的静脉针的输液状态的控制包括护理机械手51、插拔针机械手52和膨胀气囊的控制。
所述输液液体动态控制根据输液瓶的瓶颈的固定方式和输液瓶穿刺窗的固定方式分为三种方式：
如图20所示，I型：输液瓶瓶颈固定式，具体为输液瓶的转换是通过瓶塞穿刺机械手23带动一次性输液器的穿刺器对各输液瓶的穿刺窗进行穿刺和拔出的动作，液体动态控制由一液体流/滴速控制器35完成。
如图21、23所示，II型：输液瓶穿刺窗固定式，具体为输液瓶的穿刺窗依次直接插入一次性多接口输液器的分流穿刺器58，通过在动力机构驱动下沿轨道移动的液体流/滴速控制器35的移动来控制各部分输液瓶下的分流导管59的弹簧开关来控制流速和输液瓶的转换以及液体的流速/滴速；
如图22、24所示，III型：输液瓶穿刺窗固定式，具体为输液瓶的穿刺窗一次直接插入一次性多接口输液器的分流穿刺器58，在每个输液瓶的分流导管59设置单元液体流/滴速控制器35，由控制各单元液体流/滴速控制器35来控制输液液体的流速以及输液瓶的转换。
具体使用时，将输液瓶的底端和瓶口分别固定在悬挂器12和固定卡槽14上，所述瓶塞穿刺机构中的瓶塞穿刺器机械手23夹持住输液管的穿刺部位。所述输液液体动态监测/控制机构中的液体流/滴速监测器31和液体流/滴速控制器35固定在滴壶上的进水口位置处，所述液体危险水位监测器32固定在滴壶上设定的危险水位处，所述液体气泡监测器33和气泡消除器34依次安装在靠近滴壶出水口的下方，所述液体流/滴速监测器31和液体流/滴速控制器35依次安装在气泡消除器的下方。所述输液液体温控机构安装在靠近输液管插针部，避免输液管内液体的温度由于流经的管道过长而导致温度降低幅度过大，将输液管缠绕在输液导管固定器41的固定卡槽44槽内。所述自动插拔针机构安装在输液管的插针部位，同时注意护理机械手51和插拔针机械手52距离人体手臂的位置，保证自动插拔针机构能顺利的操作。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，所述智能输液装置实现输液过程中的自动一体化，具体体现在：能够自动转换输液瓶；监测输液的滴速、流速以及液体气泡，并进行输液的滴速、流速的控制以及及时的消除气泡；实现对输液过程中输液管的加热，并对加热的温度进行自动控制；通过机械手的控制实现自动插拔针；通过中央接收器实现对输液过程中各个阶段的控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能输液装置，其特征在于：包括输液瓶固定机构、瓶塞穿刺机构、输液液体动态监测/控制机构、输液液体温控机构、自动插拔针机构、中央接收器以及所述瓶塞穿刺机构、液体动态监测/控制机构、液体温控机构和自动插拔针机构相对应的各单元的中央控制单元。
2.根据权利要求1所述的智能输液装置，其特征在于：所述输液瓶固定机构包括输液瓶颈卡扣式和输液瓶口穿刺窗固定式，所述输液瓶颈卡扣式包括分别设于输液瓶固定壳体（1）顶端、底端的带有弹簧的悬挂器（12）和由两块对接板组成固定板（13），并且所述对接板位于悬挂器（12）的正下方设有固定卡槽（14）；所述输液瓶口穿刺窗固定式包括分别设于输液瓶固定壳体（1）顶端、底端的带弹簧的悬挂器（12）和多接口穿刺器，并且所述多接口穿刺器包括分流穿刺器（58）、分流导管（59）、输液转换窗（60），所述分流穿刺器（58）上设有分穿刺针。
3.根据权利要求1或2所述的智能输液装置，其特征在于：所述瓶塞穿刺机构包括紫外线消毒仪和动力传动机构，所述动力传动机构连接有水平方向的传动丝杠（21），所述传动丝杠（21）上设有传动器（22），所述传动器（22）上设有可在动力机构带动下作上下伸缩运动的瓶塞穿刺器机械手（23）；所述动力传动机构和传动器（22）连接瓶塞穿刺机构所对应的中央控制单元。
4.根据权利要求1所述的智能输液装置，其特征在于：所述输液液体动态监测/控制机构包括均以输液液体流经的路径、容器为中心的液体流/滴速监测器（31）、液体流/滴速控制器（35）、液体危险水位监测器（32）、液体气泡监测器（33）以及气泡消除器（34）， 所述液体流/滴速监测器（31）、液体危险水位检测器（32）、液体气泡监测器（33）和液体流/滴速监测器（31）内均设有光电传感器和声波传感器，所述气泡消除器（34）内设有振动马达，所述液体流/滴速监测器（31）和液体流/滴速控制器（35）均包括驱动机构以及与驱动机构连接的控制阀杆（36），所述控制阀杆（36）设置在控制阀上，所述控制阀在驱动机构的驱动下通过对输液液体流经的导管口径大小的控制来完成流速的控制。
5.根据权利要求1所述的智能输液装置，其特征在于：所述输液液体温控机构包括中通的输液导管固定器（41）以及从外到内依次套设于输液导管固定器（41）内的储热器（42）和加热器（43），所述输液导管固定器（41）的外壁上环绕设有固定卡槽（44），所述固定卡槽（44）内设有温度传感器（45），所述加热器（43）连接有电池（46）和温度调节器（47）；所述温度传感器（45）和温度调节器（47）均连接所述输液液体温控机构相对应的中央控制单元。
6.根据权利要求1所述的智能输液装置，其特征在于：所述自动插拔针机构包括护理机械手（51）、插拔针机械手（52）、紫外线消毒仪和膨胀气囊，所述护理机械手（51）和插拔针机械手（52）上均设有垂直方向的传动器二和传动装置（53），所述插拔针机械手（52）还在垂直方向设计了二次传动器来完成插拔针机械手（52）对静脉穿刺针尾部的抓取，推进、抽出；所述传动器二和转动装置（53）均连接控制机构一，所述护理机械手（51）和插拔针机械手（52）均连接有纵向传动轨道（54），所述纵向传动轨道（54）的两端分别设在横向传动轨道一（55）和横向传动轨道二（56）上，所述横向传动轨道一（55）和横向传动轨道二（56）均连接有动力机构，所述动力机构连接控制机构二，所述控制机构一和控制机构二均连接中央控制单元；所述膨胀气囊连接有驱动膨胀机构。
7.根据权利要求6所述的智能输液装置，其特征在于：所述护理机械手（51）的底端设有护理软胶（511），所述插拔针机械手（52）的底端设有操作手（521）。
8.根据权利要求6所述的智能输液装置，其特征在于：所述膨胀气囊设于护理机械手（51）和插拔针机械手（52）下方的手臂放置槽（57）内。
9.一种针对权利要求1所述的智能输液装置的操作方法，其特征在于，包括：
将输液瓶固定机构、瓶塞穿刺机构、液体动态监测/控制机构、液体温控机构和自动插拔针机构的中央控制单元与相对应的单元连接，并且所述各单元的中央控制单元分别于中央接收器相连接；
所述中央接收器中预先设置有输液液体的动态监测方式及目的，根据待监测输液液体的信息特征选择输液液体的动态监测的方式及目的；
根据在中央接收器中所选择输液液体动态监测的信息数据，中央接收器将信息数据输入到各单元的中央控制单元，并通过中央控制单元的操控面板及数据连接插口、显示器进行相关信息的输入、输出、存储和读取等；
选定插针处的血管部位，并对插针处的血管状态进行检测，采用压力传感器和图像传感器相结合的电子元件来监测选定部位的静脉血管的膨胀隆起的最大部位，作为插针处的血管部位；通过传感器输出的光电图像转换成电子信号输入给中央控制单元来形成控制电路的信号，进而控制插拔针机械手（52）和护理机械手（51）进行相应的动作；
所述中央控制单元控制各个单元，完成相对应的作业，所述各个单元包括输液瓶固定机构、瓶塞穿刺机构、液体动态监测及控制机构、液体温控机构和自动插拔针机构；
对进行作业中的输液液体动态和一次性输液器的静脉针的输液状态进行控制，其中对一次性输液器的静脉针的输液状态的控制包括护理机械手（51）、插拔针机械手（52）和膨胀气囊的控制。
10.根据权利要求9所述的智能输液装置的操作方法，其特征在于，所述输液液体动态控制根据输液瓶的瓶颈的固定方式和输液瓶的穿刺窗的固定方式分为三种方式：
I型：输液瓶瓶颈固定式，具体为输液瓶的转换是通过瓶塞穿刺机械手（23）带动一次性输液器的穿刺器对各输液瓶的穿刺窗进行穿刺和拔出的动作，液体动态控制由一液体流/滴速控制器（35）完成；
II型：输液瓶穿刺窗固定式，具体为输液瓶的穿刺窗依次直接插入一次性多接口输液器的分流穿刺器（58），通过在动力机构驱动下沿轨道移动的液体流/滴速控制器（35）的移动来控制各部分输液瓶下的分流导管（59）的弹簧开关来控制流速和输液瓶的转换以及液体的流速/滴速；
III型：输液瓶穿刺窗固定式，具体为输液瓶的穿刺窗一次直接插入一次性多接口输液器的分流穿刺器（58），在每个输液瓶的分流导管（59）设置单元液体流/滴速控制器（35），由控制各单元液体流/滴速控制器（35）来控制输液液体的流速以及输液瓶的转换。
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