CN107088072A - 一种采血控制系统及采血机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种采血控制系统及采血机器人，其中，该采血控制系统包括：主控制器、扫码器、图像采集模块、存取管模组、取针模组和穿刺取血模组；主控制器分别连接图像采集模块和扫码器，通过CAN总线分别连接存取管模组、取针模组和穿刺取血模组；扫码器，用于获取受试者的病例码，并将病例码发送至所述主控制器；图像采集模块，用于采集所述受试者手臂图像，并将手臂图像发送至所述主控制器；主控制器，用于根据病例码确定与所述受试者匹配的采血试管，控制存取管模组取得所述采血试管；在存取管模组取得采血试管后，控制取针模组取得采血针；在手臂图像上确定受试者的待取血位置，控制穿刺取血模组通过采血针和采血试管在待取血位置进行取血。

Description

一种采血控制系统及采血机器人

技术领域

本发明涉及医用设备技术领域，具体而言，涉及一种采血控制系统及采血机器人。

背景技术

CAN总线，即控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)，今年来，其具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。

血常规检查是临床检验中最基本的检查项目之一。目前护士紧缺，人工穿刺采血准确率不高且效率较低，无法实现自动化采血。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种采血控制系统及采血机器人，以提高采血效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种采血控制系统，包括：主控制器、扫码器、图像采集模块、存取管模组、取针模组和穿刺取血模组；所述主控制器通过串行总线分别连接所述图像采集模块和所述扫码器，通过CAN总线分别连接所述存取管模组、所述取针模组和所述穿刺取血模组；

所述扫码器，用于获取受试者的病例码，并将所述病例码发送至所述主控制器；

所述图像采集模块，用于采集所述受试者手臂图像，并将所述手臂图像发送至所述主控制器；

所述主控制器，用于根据所述病例码确定与所述受试者匹配的采血试管，并向所述存取管模组发送第一控制指令，控制所述存取管模组取得所述采血试管；在所述存取管模组取得所述采血试管后，向所述取针模组发送第二控制指令，控制所述取针模组取得采血针；在所述手臂图像上确定所述受试者的待取血位置，并向所述穿刺取血模组发送第三控制指令，控制所述穿刺取血模组通过所述采血针和所述采血试管在所述待取血位置进行取血。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，所述存取管模组包括：存取管控制器组、至少一个存取管电机、至少一个存取管电磁阀和存取管机械手，所述存取管控制器组与所述主控制器通过所述CAN总线连接，与所述存取管电机和所述存取管电磁阀分别电连接；所述存取管机械手与所述存取管电磁阀电连接，与所述存取管电机轴连接；

所述存取管控制器组，用于根据所述主控制器发送的所述第一控制指令，驱动所述存取管电机向所述采血试管所在位置处移动，当确定到达所述采血试管所在的位置时，通过控制所述存取管电磁阀使得所述存取管机械手抓取所述采血试管。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，所述存取管控制器组包括多个存取管电机控制器和至少一个存取管电磁阀控制器，所述至少一个存取管电机为多个存取管电机，每个存取管电机控制器与具有对应功能的存取管电机对应连接，所述存取管电磁阀控制器连接存取管电磁阀，所述多个存取管电机控制器与所述至少一个存取管电磁阀控制器中的任意控制器通过所述CAN总线并联；所述多个存取管电机包括与所述存取管机械手轴连接的存取管电机和不与所述存取管机械手轴连接的存取管电机；

所述多个存取管电机控制器，用于驱动不与所述存取管机械手轴连接的存取管电机带动与所述存取管机械手轴连接的存取管电机向所述采血试管所在的位置处移动；

所述至少一个存取管电磁阀控制器，用于在确定与所述存取管机械手轴连接的存取管电机到达所述采血试管所在的位置时，控制所述存取管电磁阀使得所述存取管机械手抓取所述采血试管。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，所述取针模组包括：取针控制器组，至少一个取针电机、至少一个取针电磁阀和取针机械手，所述取针控制器组与所述主控制器通过所述CAN总线连接，与所述取针电机和所述取针电磁阀分别电连接；所述取针机械手与所述取针电磁阀电连接，与所述取针电机轴连接；

所述取针控制器组，用于根据所述主控制器发送的所述第二控制指令，驱动所述取针电机向所述采血针所在位置处移动，当确定到达所述采血针所在的位置时，通过控制所述取针电磁阀使得所述取针机械手抓取所述采血针。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，所述采血针包括试管端采血针和穿刺端采血针；

所述取针控制器组，还用于在所述取针机械手获取所述采血针后，根据所述主控制器发送的所述第二控制指令，控制所述取针机械手将所述试管端采血针插入所述采血试管，将所述穿刺端采血针传输到所述穿刺取血模组。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，所述取针控制器组包括多个取针电机控制器和至少一个取针电磁阀控制器，所述至少一个取针电机为多个取针电机，每个取针电机控制器与具有对应功能的取针电机连接，所述取针电磁阀控制器连接取针电磁阀，所述多个取针电机控制器与所述至少一个取针电磁阀控制器中的任意控制器通过CAN总线并联；所述多个取针电机包括与所述取针机械手轴连接的取针电机和不与所述取针机械手轴连接的取针电机；

所述多个取针电机控制器，用于驱动不与所述取针机械手轴连接的取针电机带动与所述取针机械手轴连接的取针电机向所述采血针所在的位置处移动；

所述至少一个取针电磁阀控制器，用于在确定与所述取针机械手轴连接的取针电机达到所述采血针所在的位置时，控制所述取针电磁阀使得所述取针机械手抓取所述采血针。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，所述穿刺取血模组包括：穿刺取血控制器组、至少一个穿刺取血电机、位移传感器、至少一个穿刺取血电磁阀和穿刺取血机械手，所述穿刺取血控制器组与所述主控制器通过所述CAN总线连接，与所述穿刺取血电机、所述位移传感器和所述穿刺取血电磁阀分别电连接；所述穿刺取血机械手与所述穿刺取血电磁阀电连接，与所述穿刺取血电机轴连接；

所述穿刺取血机械手，用于接收所述取针机械手传输来的所述穿刺端采血针；

所述穿刺采血控制器组，用于根据所述主控制发送的所述第三控制指令，控制所述位移传感器确定所述受试者的待取血位置，驱动所述穿刺取血电机向所述待取血位置处移动，当确定到达所述待取血位置时，通过控制所述穿刺取血电磁阀使得所述穿刺取血机械手通过所述穿刺端采血针进行取血。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，所述穿刺取血控制器组包括多个穿刺取血电机控制器、至少一个穿刺取血电磁阀控制器和位移传感器控制器，所述至少一个穿刺取血电机为多个穿刺取血电机，每个穿刺取血电机控制器与具有对应功能的穿刺取血电机对应连接，所述穿刺取血电磁阀控制器连接穿刺取血电磁阀，所述位移传感器控制器连接所述位移传感器，所述多个穿刺取血电机控制器、至少一个穿刺取血电磁阀控制器和位移传感器控制器中的任意控制器通过所述CAN总线并联；所述多个穿刺取血电机包括与所述穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机和不与所述穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机；

所述位移传感器控制器，用于控制所述位移传感器确定所述受试者的待取血位置；

所述多个穿刺取血电机控制器，用于驱动不与所述穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机带动与所述穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机向所述待取血位置处移动；

所述至少一个穿刺取血电磁阀控制器，用于在确定与所述穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机到达所述待取血位置时，控制所述穿刺取血电磁阀使得所述穿刺取血机械手通过所述穿刺端采血针进行取血。

结合第一反面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，所述控制系统还包括报警模组，所述报警模组与所述主控制通过所述CAN总线连接；

所述报警模组，用于在所述主控制器发出所述存取管模组、所述取针模组或所述穿刺取血模组出现故障指令时，进行报警。

第二方面，本发明实施例提供了一种采血机器人，包括：固定手臂架、采血试管库、针带和采血控制系统；

所述固定手臂架，用于支撑受试者手臂；

所述采血试管库，用于存放采血试管；

所述针带，用于提供采血针；

所述采血控制系统，用于通过扫码器获取受试者的病例码并将所述病例码发送给主控制器；通过图像采集模块，采集所述受试者手臂图像，并将所述手臂图像发送至所述主控制器；通过所述主控制器根据所述病例码确定与所述受试者匹配的采血试管，并向存取管模组发送第一控制指令，控制所述存取管模组取得所述采血试管；在所述存取管模组取得所述采血试管后，向取针模组发送第二控制指令，控制所述取针模组取得所述采血针；在所述手臂图像上确定所述受试者的待取血位置，并向穿刺取血模组发送第三控制指令，控制所述穿刺取血模组通过所述采血针和所述采血试管在所述待取血位置进行取血。

本发明实施例提供的一种采血控制系统及采血机器人，与相关技术中的人工采血装置相比，本发明实施例提供的采血控制系统，主控制器通过CAN总线分别连接取管模组、取针模组和穿刺取血模组，各个模组相互配合，自动完成对受试者手臂的采血操作。且各个模组之间通过CAN总线受主控制器控制，实时性强，且各个模组之间互不干扰。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的采血控制系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的存取管模组的结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的存取管控制器组的结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的取针模组的结构示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的取针控制器组的结构示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的穿刺取血模组的结构示意图；

图7示出了本发明实施例所提供的穿刺取血控制器组的结构示意图。

图标：101-主控制器；102-扫码器；103-图像采集模块；104-存取管模组；105-取针模组；106-穿刺取血模组；400-存取管控制器组；401-存取管电机；402-存取管电磁阀；403-存取管机械手；4001-存取管电机控制器；4002-存取管电机控制器；4003-存取管电机控制器；4004-存取管电机控制器；4005-存取管电磁阀控制器；4011-存取管电机；4012-存取管电机；4013-存取管电机；4014-存取管电机；500-取针控制器组；501-取针电机；502-取针电磁阀；503-取针机械手；5001-取针电机控制器；5002-取针电机控制器；5003-取针电机控制器；5004-取针电机控制器；5005-取针电磁阀控制器；5011-取针电机；5012-取针电机；5013-取针电机；5014-取针电机；600-穿刺取血控制器组；601-穿刺取血电机；602-穿刺取血电磁阀；603-穿刺取血机械手；604-位移传感器；6001-穿刺取血电机控制器；6002-穿刺取血电机控制器；6003-穿刺取血电机控制器；6004-穿刺取血电机控制器；6005-穿刺取血电机控制器；6006-穿刺取血电机控制器；6007-穿刺取血电磁阀控制器；6011-穿刺取血电机；6012-穿刺取血电机；6013-穿刺取血电机；6014-穿刺取血电机；6015-穿刺取血电机；6016-穿刺取血电机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例1提供了一种采血控制系统，如图1所示，包括：主控制器101、扫码器102、图像采集模块103、存取管模组104、取针模组105和穿刺取血模组106；其中，主控制器101通过串行总线分别连接图像采集模块103和扫码器102，通过CAN总线分别连接存取管模组104、取针模组105和穿刺取血模组106。

扫码器102，用于获取受试者的病例码，并将该病例码发送至主控制器101。

其中，主控制器101可以是工控机。工控机(Industrial Personal Computer，IPC)即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。

图像采集模块103，用于采集受试者手臂图像，并将该手臂图像发送至主控制器101。

上述图像采集模块103可以是红外摄像机。

主控制器101，用于根据上述病例码确定与受试者匹配的采血试管，并向存取管模组104发送第一控制指令，控制存取管模组104取得采血试管；在存取管模组104取得采血试管后，向取针模组105发送第二控制指令，控制取针模组105取得采血针；在手臂图像上确定受试者的待取血位置，并向穿刺取血模组106发送第三控制指令，控制穿刺取血模组106通过采血针和采血试管在待取血位置进行取血。

主控制器101接收到红外摄像机发送的受试者的手臂图像，通过该手臂图像确定最优的血管坐标，将该血管坐标定为待取血位置。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，如图2所示，存取管模组104包括：存取管控制器组400、至少一个存取管电机401、至少一个存取管电磁阀402和存取管机械手403，存取管控制器组400与主控制器101通过CAN总线连接，与存取管电机401和存取管电磁阀402分别电连接；存取管机械手403与存取管电磁阀402电连接，与存取管电机401轴连接。

存取管控制器组400，用于根据主控制器101发送的第一控制指令，驱动存取管电机401向采血试管所在位置处移动，当确定到达采血试管所在的位置时，通过控制存取管电磁阀402使得存取管机械手403抓取该采血试管。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，存取管控制器组400包括多个存取管电机控制器和至少一个存取管电磁阀控制器，至少一个存取管电机为多个存取管电机，每个存取管电机控制器与具有对应功能的存取管电机对应连接，存取管电磁阀控制器连接存取管电磁阀，多个存取管电机控制器与至少一个存取管电磁阀控制器中的任意控制器通过CAN总线并联；多个存取管电机包括与存取管机械手轴连接的存取管电机和不与存取管机械手轴连接的存取管电机。

上述多个存取管电机控制器，用于驱动不与存取管机械手轴连接的存取管电机带动与存取管机械手轴连接的存取管电机向采血试管所在的位置处移动。

上述至少一个存取管电磁阀控制器，用于在确定与存取管机械手轴连接的存取管电机到达采血试管所在的位置时，控制存取管电磁阀使得存取管机械手抓取该采血试管。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，对存取管模组104中的存取管控制器组400做一下具体限定，如图3所示，存取管控制器组400包括四个存取管电机控制器和一个存取管电磁阀控制器，分别为存取管电机控制器4001、存取管电机控制器4002、存取管电机控制器4003、存取管电机控制器4004和存取管电磁阀控制器4005；上述四个存取管电机控制器分别具有不同的功能，且与具有对应功能的存取管电机对应连接，如与存取管电机控制器4001连接的存取管电机4011、与存取管电机控制器4002连接的存取管电机4012、与存取管电机控制器4003连接的存取管电机4013和与存取管电机控制器4004连接的存取管电机控制器4014；存取管电磁阀控制器4005与存取管电磁阀402连接，且存取管电机控制器4001、存取管电机控制器4002、存取管电机控制器4003、存取管电机控制器4004和存取管电磁阀控制器4005均与CAN总线连接，其连接方式见图3所示。

其中，存取管电机控制器4001具有的功能是驱动存取管电机4011进行前后移动，存取管电机控制器4002具有的功能是驱动存取管电机4012进行左右移动，存取管电机控制器4003具有的功能是驱动存取管电机4013进行升降，存取管电机控制器4004具有的功能是驱动存取管电机4014旋转采血试管所在的试管库，该试管库为圆柱形，内有多个采血试管槽，可以容纳多个采血试管。

存取管电磁阀控制器4005具有的功能是当确定与存取血电机轴连接的存取管机械手403到达指定的采血试管所在的位置时，控制存取管电磁阀402，使得存取管机械手403张开进行取管，并在取血完毕后，将采血试管放回试管库，在图3中，取存取管电机4013与存取管机械手403轴连接。

采血试管在未使用时其内部为真空状态，在存取管模组获取指定的采血试管后，会对该采血试管进行放气。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1提出的技术方案中，可以通过控制机械手手持放气针对待采血试管进行放气。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，如图4所示，取针模组105包括：取针控制器组500、至少一个取针电机501、至少一个取针电磁阀502和取针机械手503，取针控制器组500与主控制器101通过CAN总线连接，与取针电机501和取针电磁阀502分别电连接；取针机械手503与取针电磁阀502电连接，与取针电机501轴连接。

取针控制器组500，用于根据主控制器101发送的第二控制指令，驱动取针电机501向采血针所在位置处移动，当确定到达采血针所在的位置时，通过控制取针电磁阀502使得取针机械手503抓取该采血针。

其中，采血针包括试管端采血针和穿刺端采血针，该试管端采血针需要在采血过程中插入到采血试管中，穿刺端采血针需要在采血过程中穿刺到受试者的待取血位置处的血管内。

取针控制器组500，还用于在取针机械手503获取该采血针后，根据主控制器101发送的第二控制指令，控制取针机械手503将试管端采血针插入采血试管，将穿刺端采血针传输到穿刺取血模组106。特别的，在穿刺端采血针完成采血后，将试管采血针丢弃。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，取针控制器组包括多个取针电机控制器和至少一个取针电磁阀控制器，至少一个取针电机为多个取针电机，每个取针电机控制器与具有对应功能的取针电机连接，取针电磁阀控制器连接取针电磁阀，上述多个取针电机控制器与上述至少一个取针电磁阀控制器中的任意控制器通过CAN总线并联；多个取针电机包括与取针机械手轴连接的取针电机和不与所述取针机械手轴连接的取针电机；

上述多个取针电机控制器，用于驱动不与取针机械手轴连接的取针电机带动与取针机械手轴连接的取针电机向采血针所在的位置处移动；

上述至少一个取针电磁阀控制器，用于在确定与取针机械手轴连接的取针电机达到采血针所在的位置时，控制取针电磁阀使得取针机械手抓取采血针。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1提出方案中，对取针模组105中的取针控制器组500做一下具体限定，如图5所示，取针控制器组500包括四个取针电机控制器和一个取针电磁阀控制器，分别为取针电机控制器5001、取针电机控制器5002、取针电机控制器5003、取针电机控制器5004和取针电磁阀控制器5005，上述四个取针电机控制器分别具有不同的功能，且与具有对应功能的取针电机对应连接，如与取针电机控制器5001连接的取针电机5011、与取针电机控制器5002连接的取针电机5012、与取针电机控制器5003连接的取针电机5013和与取针电机控制器5004连接的取针电机控制器5014；取针电磁阀控制器5005与取针电磁阀502连接，且取针电机控制器5001、取针电机控制器5002、取针电机控制器5003、取针电机控制器5004和取针电磁阀控制器5005均与CAN总线连接，其连接方式见图5所示。

其中，取针电机控制器5001具有的功能是驱动取针电机5011进行升降，取针电机控制器5002具有的功能是驱动取针电机5012进行左右移动，取针电机控制器5003具有的功能是驱动取针电机5013进行旋转，取针电机控制器5004具有的功能是驱动取针电机5014进行翻转。

取针电磁阀控制器5005具有的功能是在确定与取针电机连接的取针机械手503到达存放采血针的针带所在的位置时，控制取针电磁阀502，使得取针机械手503张开进行取针。在图5中，取针电机5013与取针机械手503轴连接。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1提出的技术方案中，如图6所示，穿刺取血模组106包括：穿刺取血控制器组600、至少一个穿刺取血电机601、位移传感器604、至少一个穿刺取血电磁阀602和穿刺取血机械手603。穿刺取血控制器组600与主控制器101通过CAN总线连接，与穿刺取血电机601、位移传感器604和穿刺取血电磁阀602分别电连接；穿刺取血机械手603与穿刺取血电磁阀602电连接，与穿刺取血电机601轴连接。

其中，穿刺取血机械手603，用于接收取针机械手503传输来的穿刺端采血针。

穿刺采血控制器组600，用于根据主控制器101发送的第三控制指令，控制位移传感器604确定受试者的待取血位置，驱动穿刺取血电机601向待取血位置处移动，当确定到达待取血位置时，通过控制穿刺取血电磁阀602使得穿刺取血机械手603通过穿刺端采血针进行取血。

位移传感器604，用于确定距离受试者的待取血位置的高度，结合主控制器101确定的受试者的手臂图像上的最优血管的坐标，穿刺采血控制器组600驱动穿刺取血电机601向该待取血位置移动。

其中位移传感器604包括激光位移传感器、磁敏式位移传感器或者光电式位移传感器。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1提出的技术方案中，穿刺采血控制器组包括多个穿刺取血电机控制器、至少一个穿刺取血电磁阀控制器和位移传感器控制器，上述至少一个穿刺取血电机为多个穿刺取血电机，每个穿刺取血电机控制器与具有对应功能的穿刺取血电机对应连接，穿刺取血电磁阀控制器连接穿刺取血电磁阀，位移传感器控制器连接位移传感器，上述多个穿刺取血电机控制器、至少一个穿刺取血电磁阀控制器和位移传感器控制器中的任意控制器通过CAN总线并联；多个穿刺取血电机包括与穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机和不与穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机；

其中，位移传感器控制器，用于控制位移传感器确定受试者的待取血位置；

多个穿刺取血电机控制器，用于驱动不与穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机带动与穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机向待取血位置处移动；

至少一个穿刺取血电磁阀控制器，用于在确定与穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机到达待取血位置时，控制穿刺取血电磁阀使得穿刺取血机械手通过穿刺端采血针进行取血。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1提出的技术方案中，对穿刺取血模组106中的穿刺取血控制器组600做一下具体限定，如图7所示，穿刺取血控制器组包括六个个穿刺取血电机控制器和一个穿刺取血电磁阀控制器，分别为穿刺取血电机控制器6001、穿刺取血电机控制器6002、穿刺取血电机6003、穿刺取血电机6004、穿刺取血电机6005、穿刺取血电机6006和穿刺取血电磁阀控制器6007，上述六个穿刺取血电机控制器分别具有不同的功能，且与具有对应功能的取针电机对应连接，如与穿刺取血电机控制器6001连接的穿刺电机6011、与穿刺取血电机控制器6002连接的穿刺取血电机6012、与穿刺取血电机控制器6003连接的穿刺取血电机6013、与穿刺取血电机控制器6004连接的取针电机控制器6014、与穿刺取血电机控制器6005连接的取针电机控制器6015、与穿刺取血电机控制器6006连接的取针电机控制器6016；取针电磁阀控制器6007与取针电磁阀602连接，且穿刺取血电机控制器6001、穿刺取血电机控制器6002、穿刺取血电机控制器6003、穿刺取血电机控制器6004、穿刺取血电机控制器6005、穿刺取血电机控制器6006和穿刺取血电磁阀控制器6007均与CAN总线连接，其连接方式见图7所示。

其中，穿刺取血电机控制器6001具有的功能是驱动穿刺取血电机6011进行前后移动，穿刺取血电机控制器6002具有的功能是驱动穿刺取血电机6012进行左右移动，穿刺取血电机控制器6003具有的功能是驱动穿刺取血电机6013进行升降，穿刺取血电机控制器6004具有的功能是驱动穿刺取血电机6014进行旋转，穿刺取血电机控制器6005具有的功能是驱动穿刺取血电机6015进行翻转，穿刺取血电机控制器6006具有的功能是驱动穿刺取血电机6016带动穿刺取血机械手603控制穿刺端采血针进退。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，在存取管模组、取针模组和穿刺取血模组中，还包括限位开关，该限位开关与各个模组中的电机控制器连接，比如在存取管模组中，限位开关与存取管电机控制器连接，用于使得存取管电机控制器确定与该存取管电机控制器连接的存取管电机的初始位置。

特别的，穿刺取血模组还包括一个抽气部件，该抽气部件用于在穿刺取血模组执行取血过程中，通过降低采血试管中的气压，来完成抽血。

穿刺取血电磁阀控制器6007具有的功能是在确定与穿刺取血电机6016连接的穿刺取血机械手603到达受试者手臂的待取血位置处时，控制穿刺取血机械手603持穿刺端采血针进行穿刺取血，在取血完毕后将穿刺端采血针丢弃在指定位置，如消毒垃圾桶。

特别的，在完成采血时，取针模组和穿刺取血模组中的丢弃试管端采血针和丢弃穿刺端采血针的动作应同时执行。

其中，在进行穿刺取血前，会有设定的穿刺取血电机对受试者手臂进行静脉加压，另有设定的穿刺取血电机会通过机械手手持消毒液喷洒管，对待取血位置进行喷洒消毒；在取血完毕后，有设定的穿刺取血电机会通过机械手对已穿刺取血位置处贴止血贴。

特别的，在该采血控制系统中，涉及的电机可以包括步进电机、伺服电机和直流减速电机中的一种或多种，也可以使用其它功能的电机，在此不做具体限定。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1提出的技术方案中，该采血控制系统还包括报警模组，报警模组与主控制器通过CAN总线连接。

报警模组，用于在主控制发出存取管模组、取针模组或穿刺取血模组出现故障的指令时，进行报警。

当存取管模组获取采血试管失败、取针模组取针失败或者穿刺取血模组穿刺取血失败时，都会通过CAN总线反馈到主控制器，主控制则会控制报警模组进行报警，比如声光报警。

特别的，该采血控制系统还包括一个显示屏，该显示屏与主控制器连接，用于提供人机交互的页面。

该采血控制系统的存取管模组、取针模组和穿刺取血模组均与主控制器通过CAN总线连接，这几个部分互相不会干扰，当其中一个模组出现故障时，并不会影响其他模组。而且通过CAN总线可以扩展其他的功能模组。

实施例2

本发明实施例2提供了一种采血机器人，包括固定手臂架、采血试管库和采血控制系统。

固定手臂架，用于支撑受试者手臂。

采血试管库，用于存放采血试管。

该采血试管库是圆柱形的，其内部有很多采血试管槽，可以放置多个采血试管，每个采血试管上可以贴有条形码，不同的条形码与不同的受试者一一对应。

所述针带，用于提供采血针。

一条针带上并排放置数量很多的采血针，可以提供大规模机械采血需要的采血针。

采血控制系统，用于通过扫码器获取受试者的病例码并将病例码发送给主控制器；通过图像采集模块，采集受试者手臂图像，并将手臂图像发送至主控制器；通过主控制器根据病例码确定与受试者匹配的采血试管，并向存取管模组发送第一控制指令，控制存取管模组取得采血试管；在存取管模组取得所述采血试管后，向取针模组发送第二控制指令，控制取针模组取得所述采血针；在手臂图像上确定受试者的待取血位置，并向穿刺取血模组发送第三控制指令，控制穿刺取血模组通过采血针和采血试管在待取血位置进行取血。

其中图像采集模块为红外摄像机。

以下提出一种上述采血机器人的具体执行过程：

待受试者穿戴袖套后，该袖套在设定位置有开口，受试者穿戴该袖套后，将开口位置与固定手臂架上的设定位置对齐，扫码器扫描该受试者的病例单，确定与该受试者对应的采血试管，通过取管模组获取该采血试管，对该采血试管进行放气；通过取针模组进行取针，将获得的采血针中的试管端采血针插入上述采血试管，将穿刺端采血针传输给穿刺取血模组；对受试者的手臂进行静脉加压，通过图像采集模块采集受试者的手臂图像，对该图像进行分析处理后确定该受试者的手臂待取血位置，对该位置进行酒精消毒后，通过穿刺端采血针和采血试管进行抽血；抽血完毕后，拔针并对受试者的待取血位置贴止血贴，之后丢弃采血针，将穿刺取血模组、取针模组和存取管模组进行复位，至此采血完毕。

以下是针对CAN总线定义的总线协议：

其中，表1表示存取管模组、取针模组和穿刺取血模组中的各个电机、各个电机对应的标识符以及代表的含义，将存取管模组、取针模组和穿刺取血模组中各自的控制器定义为CAN网络节点，每个网络节点均有自己的ID，存取管模组中的各个电机用G表示，取针模组中的各个电机用Z表示，穿刺取血模组中的各个电机用C表示：

表1

备注：将0X19和0X1A预留给P端。

下表2中为上位机发给下位机的指令：

表2

备注：nParameter数据采用小端模式

下表3表示cControl命令类型：

表3

cControl	执行
		0	复位
1	归零
		2	电磁阀控制
3	绝对位移
		4	睡眠模式设置
5	数据传输控制

下表4为cControl＝3时为电磁阀控制：

表4

nParameter_0	执行
		0	电磁阀关闭
1	电磁阀开启

下表5是cControl＝4时为数据传输控制(数据为气压传感器、位移传感器、扫码器数值)：

表5

nParameter	执行
		0	关闭数据传输
1	开始数组传输

下表6是cControl＝5时为睡眠模式设置：

表6

nParameter	执行
		0	开始数据传输
1	关闭数组传输

下表7是下位机应答上位机的ACK信号：

表7

下表8是cControl应答类型：

表8

cControl	执行
		0	归零
1	复位
		2	绝对位置
3	电磁阀控制
		4	数据传输控制
5	睡眠模式

下表9是下位机传输给上位机的完成信号：

表9

下表10是下位机完成信息：

表10

nParameter	信息
		0	失败
非0	成功

下表11是下位机主动传输给上位机数据：

表11

下表12是数据类型：

表12

基于上述分析可知，与相关技术中的人工采血装置相比，本发明实施例提供的采血控制系统，主控制器通过CAN总线分别连接取管模组、取针模组和穿刺取血模组，各个模组相互配合，自动完成对受试者手臂的采血操作。且各个模组之间通过CAN总线受主控制器控制，实时性强，且各个模组之间互不干扰。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种采血控制系统，其特征在于，包括：主控制器、扫码器、图像采集模块、存取管模组、取针模组和穿刺取血模组；所述主控制器通过串行总线分别连接所述图像采集模块和所述扫码器，通过CAN总线分别连接所述存取管模组、所述取针模组和所述穿刺取血模组；

所述扫码器，用于获取受试者的病例码，并将所述病例码发送至所述主控制器；

所述图像采集模块，用于采集所述受试者手臂图像，并将所述手臂图像发送至所述主控制器；

所述主控制器，用于根据所述病例码确定与所述受试者匹配的采血试管，并向所述存取管模组发送第一控制指令，控制所述存取管模组取得所述采血试管；在所述存取管模组取得所述采血试管后，向所述取针模组发送第二控制指令，控制所述取针模组取得采血针；在所述手臂图像上确定所述受试者的待取血位置，并向所述穿刺取血模组发送第三控制指令，控制所述穿刺取血模组通过所述采血针和所述采血试管在所述待取血位置进行取血。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述存取管模组包括：存取管控制器组、至少一个存取管电机、至少一个存取管电磁阀和存取管机械手，所述存取管控制器组与所述主控制器通过所述CAN总线连接，与所述存取管电机和所述存取管电磁阀分别电连接；所述存取管机械手与所述存取管电磁阀电连接，与所述存取管电机轴连接；

所述存取管控制器组，用于根据所述主控制器发送的所述第一控制指令，驱动所述存取管电机向所述采血试管所在位置处移动，当确定到达所述采血试管所在的位置时，通过控制所述存取管电磁阀使得所述存取管机械手抓取所述采血试管。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述存取管控制器组包括多个存取管电机控制器和至少一个存取管电磁阀控制器，所述至少一个存取管电机为多个存取管电机，每个存取管电机控制器与具有对应功能的存取管电机对应连接，所述存取管电磁阀控制器连接存取管电磁阀，所述多个存取管电机控制器与所述至少一个存取管电磁阀控制器中的任意控制器通过所述CAN总线并联；所述多个存取管电机包括与所述存取管机械手轴连接的存取管电机和不与所述存取管机械手轴连接的存取管电机；

所述多个存取管电机控制器，用于驱动不与所述存取管机械手轴连接的存取管电机带动与所述存取管机械手轴连接的存取管电机向所述采血试管所在的位置处移动；

所述至少一个存取管电磁阀控制器，用于在确定与所述存取管机械手轴连接的存取管电机到达所述采血试管所在的位置时，控制所述存取管电磁阀使得所述存取管机械手抓取所述采血试管。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述取针模组包括：取针控制器组，至少一个取针电机、至少一个取针电磁阀和取针机械手，所述取针控制器组与所述主控制器通过所述CAN总线连接，与所述取针电机和所述取针电磁阀分别电连接；所述取针机械手与所述取针电磁阀电连接，与所述取针电机轴连接；

所述取针控制器组，用于根据所述主控制器发送的所述第二控制指令，驱动所述取针电机向所述采血针所在位置处移动，当确定到达所述采血针所在的位置时，通过控制所述取针电磁阀使得所述取针机械手抓取所述采血针。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述采血针包括试管端采血针和穿刺端采血针；

所述取针控制器组，还用于在所述取针机械手获取所述采血针后，根据所述主控制器发送的所述第二控制指令，控制所述取针机械手将所述试管端采血针插入所述采血试管，将所述穿刺端采血针传输到所述穿刺取血模组。

6.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述取针控制器组包括多个取针电机控制器和至少一个取针电磁阀控制器，所述至少一个取针电机为多个取针电机，每个取针电机控制器与具有对应功能的取针电机连接，所述取针电磁阀控制器连接取针电磁阀，所述多个取针电机控制器与所述至少一个取针电磁阀控制器中的任意控制器通过CAN总线并联；所述多个取针电机包括与所述取针机械手轴连接的取针电机和不与所述取针机械手轴连接的取针电机；

所述多个取针电机控制器，用于驱动不与所述取针机械手轴连接的取针电机带动与所述取针机械手轴连接的取针电机向所述采血针所在的位置处移动；

所述至少一个取针电磁阀控制器，用于在确定与所述取针机械手轴连接的取针电机达到所述采血针所在的位置时，控制所述取针电磁阀使得所述取针机械手抓取所述采血针。

7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述穿刺取血模组包括：穿刺取血控制器组、至少一个穿刺取血电机、位移传感器、至少一个穿刺取血电磁阀和穿刺取血机械手，所述穿刺取血控制器组与所述主控制器通过所述CAN总线连接，与所述穿刺取血电机、所述位移传感器和所述穿刺取血电磁阀分别电连接；所述穿刺取血机械手与所述穿刺取血电磁阀电连接，与所述穿刺取血电机轴连接；

所述穿刺取血机械手，用于接收所述取针机械手传输来的所述穿刺端采血针；

所述穿刺取血控制器组，用于根据所述主控制发送的所述第三控制指令，控制所述位移传感器确定所述受试者的待取血位置，驱动所述穿刺取血电机向所述待取血位置处移动，当确定到达所述待取血位置时，通过控制所述穿刺取血电磁阀使得所述穿刺取血机械手通过所述穿刺端采血针进行取血。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述穿刺采血控制器组包括多个穿刺取血电机控制器、至少一个穿刺取血电磁阀控制器和位移传感器控制器，所述至少一个穿刺取血电机为多个穿刺取血电机，每个穿刺取血电机控制器与具有对应功能的穿刺取血电机对应连接，所述穿刺取血电磁阀控制器连接穿刺取血电磁阀，所述位移传感器控制器连接所述位移传感器，所述多个穿刺取血电机控制器、至少一个穿刺取血电磁阀控制器和位移传感器控制器中的任意控制器通过所述CAN总线并联；所述多个穿刺取血电机包括与所述穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机和不与所述穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机；

所述位移传感器控制器，用于控制所述位移传感器确定所述受试者的待取血位置；

所述多个穿刺取血电机控制器，用于驱动不与所述穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机带动与所述穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机向所述待取血位置处移动；

所述至少一个穿刺取血电磁阀控制器，用于在确定与所述穿刺取血机械手轴连接的穿刺取血电机到达所述待取血位置时，控制所述穿刺取血电磁阀使得所述穿刺取血机械手通过所述穿刺端采血针进行取血。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括报警模组，所述报警模组与所述主控制通过所述CAN总线连接；

所述报警模组，用于在所述主控制器发出所述存取管模组、所述取针模组或所述穿刺取血模组出现故障指令时，进行报警。

10.一种采血机器人，其特征在于，包括：固定手臂架、采血试管库、针带和采血控制系统；

所述固定手臂架，用于支撑受试者手臂；

所述采血试管库，用于存放采血试管；

所述针带，用于提供采血针；

所述采血控制系统，用于通过扫码器获取受试者的病例码并将所述病例码发送给主控制器；通过图像采集模块，采集所述受试者手臂图像，并将所述手臂图像发送至所述主控制器；通过所述主控制器根据所述病例码确定与所述受试者匹配的采血试管，并向存取管模组发送第一控制指令，控制所述存取管模组取得所述采血试管；在所述存取管模组取得所述采血试管后，向取针模组发送第二控制指令，控制所述取针模组取得所述采血针；在所述手臂图像上确定所述受试者的待取血位置，并向穿刺取血模组发送第三控制指令，控制所述穿刺取血模组通过所述采血针和所述采血试管在所述待取血位置进行取血。