CN108938104B - 一种多功能手术器械自动传递装置及传递方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能手术器械自动传递装置及传递方法，包括器械存储机构、器械输送机构、器械清洗烘干机构、器械抓取装置、器械回收机构和控制中心主机；器械存储机构包括柜体和呈矩阵状布设在柜体上的若干个分离式器械存储盒；每个分离式器械存储盒均包括存储盒盒体、存储盒底板、抽拉驱动装置、底板驱动装置A和消毒装置；器械清洗烘干机构用于将手术使用后的手术器械进行清洗与烘干，器械抓取装置包括高清镜头相机、气动夹指和三维移动组件；器械回收机构包括器械回收盒底座、器械回收盒、滑轨C和驱动装置C。本发明能根据医生的指令进行有效、准确且安全的自动传递，同时能将使用过的手术器械进行不间断消毒，保证手术顺利进行。

Description

一种多功能手术器械自动传递装置及传递方法

技术领域

本发明涉及医疗辅助器械技术领域，特别是一种多功能手术器械自动传递装置。

背景技术

在外科手术过程中，器械护士同时承担着繁重的体力及脑力活动。手术前的器械分类工作需消耗大量时间，手术过程中辅助医生并传递手术器械需要高度的注意力，既要保证手术器械顺利的交换也要避免用过的手术器械对医护人员的伤害及感染。同时，手术器械的清洗与消毒工作对手术顺利进行及保证患者及医护人员安全也至关重要。手术过程中，因人工传递手术器械中造成的伤害及感染时有发生，严重威胁着患者及医护人员的安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种多功能手术器械自动传递装置，该多功能手术器械自动传递装置能将消毒后的各种手术器械进行存储，并根据医生的指令进行有效、准确且安全的自动传递，同时能将使用过的手术器械进行不间断消毒，保证手术顺利进行，从而避免器械护士在手术传递器械过程中造成的器械伤害及被感染的风险。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种多功能手术器械自动传递装置，包括器械存储机构、器械输送机构、器械清洗烘干机构、器械抓取装置、器械回收机构和控制中心主机；器械存储机构、器械输送机构、器械清洗烘干机构、器械抓取装置和器械回收机构均与控制中心主机相连接。

器械存储机构包括柜体和呈矩阵状布设在柜体上的若干个分离式器械存储盒；分离式器械存储盒用于手术器械的存储；每个分离式器械存储盒均包括存储盒盒体、存储盒底板、抽拉驱动装置、底板驱动装置A和消毒装置。

存储盒盒体顶部和底部开口设置，并搁置在存储盒底板上；抽拉驱动装置设置在存储盒盒体的外侧壁上，存储盒盒体能在抽拉驱动装置的作用下，沿柜体滑移。

底板抽拉装置设置在存储盒底板底部，存储盒底板能在底板驱动装置A的作用下，沿柜体滑移。

消毒装置设置在存储盒盒体的内侧壁。

器械输送机构包括滑轨A、器械输送盒和驱动装置A；滑轨A设置在柜体的前端面外侧，且与柜体长度方向相平行；器械输送盒能在驱动装置A的作用下，沿滑轨A滑动，并能位于每个处于抽拉打开状态的分离式器械存储盒的正下方，用于接收从分离式器械存储盒掉落的手术器械。

器械清洗烘干机构用于将手术使用后的手术器械进行清洗与烘干，器械清洗烘干机构包括器械清洗装置、器械烘干装置和清洗烘干传送装置。

器械清洗装置包括沿输送方向并列设置的多酶喷头和去离子水喷头。

器械烘干装置并列设置在器械清洗装置的下游，包括热风机。

清洗烘干传送装置包括器械清洗架、滑轨B和驱动装置B；滑轨B设置在器械清洗装置和器械烘干装置的前端面外侧；器械清洗架内用于盛放手术使用后的手术器械，器械清洗架能在驱动装置B的作用下，沿滑轨B滑动，并依次经过多酶喷头、去离子水喷头和热风机；滑轨B的下游末端为器械抓取工位。

器械抓取装置设置在器械清洗烘干机构与器械回收机构之间，且与器械抓取工位相对应。

器械抓取装置包括高清镜头相机、气动夹指和三维移动组件。

高清镜头相机设置在三维移动组件上，能对位于终端供料位上的器械清洗架内的手术器械进行拍照扫描，并将拍照图片传送给控制中心主机，控制中心主机对手术器械的类型进行识别，并确定抓取部位。

气动夹指设置在三维移动组件的下端，在三维移动组件的控制下，按照控制中心主机确定的抓取部位进行抓取，并将抓取的手术器械转移至器械回收机构中。

器械回收机构包括器械回收盒底座、器械回收盒、滑轨C和驱动装置C；滑轨C平行设置在柜体的正上方，且高于柜体顶部的高度；器械回收盒底座能在驱动装置C的作用下，沿滑轨C滑动；器械回收盒包括器械回收盒体、器械回收盒底板、抽拉驱动装置和底板驱动装置B；器械回收盒体顶部和底板开口设置，并搁置在器械回收盒底板上；器械回收盒体能在抽拉驱动装置的作用下，沿器械回收盒底座抽拉打开，器械回收盒底板能在底板驱动装置B的作用下进行抽拉打开与闭合。

每个抽拉驱动装置均包括齿条导轨一、电机和齿轮；齿条导轨一有两组，对称设置在存储盒盒体的两侧；每组齿条导轨一均包括相平行的上导轨和下导轨，其中上导轨和下导轨分别与存储盒盒体的外壁面固定连接，齿轮位于上导轨和下导轨之间，并分别与上导轨和下导轨相啮合；电机固定在柜体的内壁，且电机的输出轴与其中一个齿轮固定连接。

底板驱动装置A和底板驱动装置B均包括齿条导轨二、电机和齿轮；齿条导轨二包括相互平行的两根导轨，其中齿轮位于两根导轨之间，并分别与两根导轨相啮合；两根导轨均固定在存储盒底板或器械回收盒的底板底部；电机固定在柜体或器械回收盒底座上，且电机的输出轴与齿轮固定连接。

消毒装置为紫外线消毒灯。

多酶喷头、去离子水喷头和热风机位于同一高度，多酶喷头顶部通过多酶洗液进液管与多酶洗液箱相连接，去离子水喷头顶部通过去离子水洗液进液管与去离子水洗液储液箱相连接；多酶洗液进液管和去离子水洗液进液管上均设置有动力泵。

器械清洗装置还包括废液回收池，废液回收池位于多酶喷头和去离子水喷头的正下方。

存储盒底板底部、器械输送盒底部、器械清洗架底部和器械回收盒底部均设置有压阻式压力传感器。

本发明还提供一种多功能手术器械自动传递方法，该多功能手术器械自动传递方法能将消毒后的各种手术器械进行存储，并根据医生的指令进行有效、准确且安全的自动传递，同时能将使用过的手术器械进行不间断消毒，保证手术顺利进行，从而避免器械护士在手术传递器械过程中造成的器械伤害及被感染的风险。

一种多功能手术器械自动传递方法，包括如下步骤。

步骤1，器械存储信息录入：将器械存储机构中的若干个分离式器械存储盒逐个编号，将外科手术所用的多种手术器械依次放入分离式器械存储盒中，每个分离式器械存储盒放置一个手术器械，存储盒底板底部的压阻式压力传感器能自动检测放置的手术器械的重量；接着，将手术器械在器械存储机构中的编号、手术器械类型和手术器械的重量信息录入控制中心主机内，并建立手术器械存储数据库。

步骤2，器械存储机构自检：器械存储机构电源接通并进行自检，存储盒底板底部的压阻式压力传感器对每个分离式器械存储盒中的手术器械存储情况进行检查，并将检查结果反馈给控制中心主机；如果手术器械缺失，控制中心主机将进行提示，在缺失的分离式器械存储盒中补充对应的手术器械，并更新步骤1建立的手术器械存储数据库。

步骤3，手术器械拿取：手术器械拿取，包括如下步骤。

步骤31，手术器械定位：手术阶段，根据手术医生需要，从控制中心主机上选择所需的手术器械类型；控制中心主机将从步骤2更新的手术器械存储数据库中寻找该类型的手术器械所对应的分离式器械存储盒的编号，寻找到的分离式器械存储盒简称定位分离式器械存储盒。

步骤32，器械输送机构定位：控制中心主机指令驱动装置A启动，将器械输送盒沿滑轨A滑移至与步骤31中定位分离式器械存储盒相对应的位置。

步骤33，手术器械拿取：控制中心主机指令步骤31中定位分离式器械存储盒的抽拉驱动装置和底板驱动装置A同时启动，定位分离式器械存储盒向外抽拉，并位于步骤32中器械输送盒的正上方；接着，底板驱动装置A反向驱动，存储盒底板向着柜体内滑移，存储盒盒体保持不动，位于定位分离式器械存储盒内的手术器械向下掉落至步骤32中的器械输送盒内；最后，存储盒盒体滑移至柜体内。

步骤34，手术器械确认：器械输送盒底部的压阻式压力传感器将对掉落至器械输送盒内的手术器械的重量进行自动检测，并将检测的重量信息传送给控制中心主机；控制中心主机将收到的重量信息与预存的该类型的手术器械的重量进行对比判断，确认手术器械拿取是否正确。

步骤35，手术器械传送：当步骤34中确认手术器械拿取无误后，控制中心主机指令驱动装置A进行滑移至器械供料位，手术器械输送完成，记录送出时间，等待手术医生拿取使用。

还包括如下步骤。

步骤4，手术器械清洗：起始时，器械清洗架停留在上游的等料位，当手术医生手术完成后，将其中一种手术器械放置在等料位的器械清洗架上，器械清洗架底部的压阻式压力传感器对手术器械重量进行检测并将检测重量值传递给控制中心主机，控制中心主机接收到重量检测信息后，指令驱动装置B启动，使器械清洗架向下游进行滑移，先经过多酶洗喷头进行酶洗，再经过去离子水喷头进行水洗。

步骤5，手术器械烘干：器械清洗架继续向下游进行滑移，经过热风机，使得器械清洗架及器械清洗架内的手术器械进行烘干；接着，器械清洗架进一步向下游滑移至器械抓取工位。

步骤6，手术器械抓取：器械抓取装置中的高清镜头相机对位于器械抓取工位上的手术器械进行拍照，并将拍摄的照片传送给控制中心主机；控制中心主机根据接收到的照片与预先存储的手术器械图片进行对比，确定待抓取的手术器械的类型，并确定抓取部位；接着指令三维移动组件移动，使气动夹指移动至确定的抓取部位，并夹住手术器械；三维移动组件继续移动，将夹住的手术器械转移至器械回收机构。

步骤7，手术器械回收：手术器械回收，包括如下步骤。

步骤71，器械回收盒接料：器械回收盒在驱动装置C的作用下，滑移至上游的接料位，接收步骤6中器械抓取装置转移来的烘干后的手术器械。

步骤72，寻找器械存储位：器械存储机构按照步骤2的方法进行自检，找出的器械缺失位，也即为所寻找的器械存储位；接着，控制中心主机指令处于器械存储位的分离式器械存储盒的抽拉驱动装置和底板驱动装置A同时启动，分离式器械存储盒向外抽拉。

步骤73，器械回收定位：控制中心主机根据步骤72寻找的器械存储位，指令驱动装置C将器械回收盒滑移至步骤72中处于抽拉状态的分离式器械存储盒位置相对应，完成器械的回收定位。

步骤74，手术器械回收：控制中心主机指令器械回收盒盒体和器械回收底板同步外向抽拉，并位于分离式器械存储盒的正上方；然后，器械回收盒底板在底板驱动驱动装置B的作用下，反向闭合，器械回收盒内的手术器械掉落至处于抽拉状态的分离式器械存储盒内。

步骤75，手术器械存储与消毒：处于抽拉状态的分离式器械存储盒的存储盒底板上的压阻式压力传感器对接收到的手术器械进行重量检测，并将检测的重量信息传递给控制中心主机，控制中心主机一方面指令抽拉驱动装置和底板驱动装置A同时启动，将分离式器械存储盒收纳至柜体内；消毒装置根据设定，对分离式器械存储盒内的手术器械进行消毒；另一方面，将收到的重量信息与预存的手术器械的重量进行对比，再次确认手术器械类型，并将手术器械类型、位置信息和重量信息进行录入，更新手术器械存储数据库。

本发明具有如下有益效果：

1．本发明专利能实现新购置不同类型手术器械的自动存储与传送，还能对已使用的不同类型手术器械进行自动清洗、烘干、回收、消毒、存储及自动传送，功能多样、通用性强。

2．本发明专利能持续为手术器械进行消毒，整个过程均为无菌状态。

3．本发明专利的原理简单，易于操作，安全可靠。

附图说明

图1显示了本发明一种多功能手术器械自动传递装置的结构示意图。

图2显示了本发明中器械存储机构的示意图。

图3显示了本发明中分离式器械存储盒的结构示意图。

图4显示了本发明中器械输送机构的示意图。

图5显示了本发明中清洗烘干机构的示意图。

图6显示了本发明中清洗烘干传送装置的示意图。

图7显示了本发明中清洗装置与烘干装置的示意图。

图8显示了本发明中器械抓取装置的示意图。

图9显示了本发明中器械回收机构的示意图。

图10显示了本发明中器械选择面板的界面一的示意图。

图11显示了本发明中器械选择面板的界面二的示意图。

图12显示了本发明中器械选择面板的界面三的示意图。

图13显示了本发明中器械输送机构的输送过程示意图。

图14显示了本发明中清洗装置的清洗过程示意图。

图15显示了本发明中手术器械的预设抓取部位示意图。

图16显示了本发明中器械抓取装置的抓取过程示意图。

图17显示了本发明中器械回收机构的器械回收过程示意图。

图18显示了本发明一种多功能手术器械自动传递方法的工作流程图。

图19是本发明中器械输送机构的工作流程图。

图20是本发明中器械存储机构的工作流程图。

图21是本发明中器械回收机构的工作流程图。

图22是本发明中器械抓取装置的工作流程图。

图23是本发明中器械清洗烘干机构的工作流程图。

图24是本发明中消毒装置的工作流程图。

图25显示了本发明中手术器械存储数据库的表格样式图。

其中有：

1.外壳；2.控制中心主机；3.器械选择面板；4.器械存储机构；5.器械输送机构；6.器械清洗烘干机构；7.器械抓取装置；8.器械回收机构；9.柜体；10.分离式器械存储盒；11.存储盒盒体；12.存储盒底板；13.齿条导轨一；14.电机；15.齿轮；16.紫外线消毒灯；17.器械输送盒；18.器械输送盒底座；19.滑轨A；20.传送带A；21.滑轨底板A；22.电机A；23.从动轮支架A；24.清洗烘干传送装置；25.器械清洗装置；26.器械烘干装置；27.器械清洗架；28.器械清洗架底座；29.滑轨B；30.传送带B；31.滑轨底板B；32.电机B；33.从动轮支架B；34.多酶洗液储液箱；35.去离子水洗液储液箱；36.多酶洗液进液管；37.动力泵；38.去离子水洗液进液管；39.热风机；40.出风口；41.废液回收池；42.机械臂底座；43.旋转气缸；44.伸缩气缸A；45.伸缩气缸B；46.伸缩气缸C；47.气动夹指；48.PP塑胶保护层；49.高清镜头相机；50.分离式器械回收盒；51.器械回收盒底座；52.滑轨C；53.传送带C；54.滑轨底板C；55.电机C；56.从动轮支架C。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种多功能手术器械自动传递装置，包括控制中心主机2、器械存储机构4、器械输送机构5、器械清洗烘干机构、器械抓取装置和器械回收机构。其中，器械存储机构、器械输送机构、器械清洗烘干机构、器械抓取装置和器械回收机构均与控制中心主机相连接。

控制中心主机2包括外壳1和器械选择面板3，器械选择面板的界面形式如图10、图11和图12所示。

如图2所示，器械存储机构包括柜体9和呈矩阵状布设在柜体上的若干个分离式器械存储盒10。

分离式器械存储盒用于手术器械的存储；如图3所示，每个分离式器械存储盒均包括存储盒盒体11、存储盒底板12、抽拉驱动装置、底板驱动装置A和消毒装置。

存储盒盒体顶部和底部开口设置，并搁置在存储盒底板上；抽拉驱动装置设置在存储盒盒体的外侧壁上，存储盒盒体能在抽拉驱动装置的作用下，沿柜体滑移。

每个抽拉驱动装置均包括齿条导轨一13、电机14和齿轮15；齿条导轨一有两组，对称设置在存储盒盒体的两侧；每组齿条导轨一均包括相平行的上导轨和下导轨，其中上导轨和下导轨分别与存储盒盒体的外壁面固定连接，齿轮位于上导轨和下导轨之间，并分别与上导轨和下导轨相啮合；电机固定在柜体的内壁，且电机的输出轴与其中一个齿轮固定连接。

底板抽拉装置设置在存储盒底板底部，存储盒底板能在底板驱动装置A的作用下，沿柜体滑移。

底板驱动装置A包括齿条导轨二、电机和齿轮；齿条导轨二包括相互平行的两根导轨，分别为左导轨和右导轨，其中齿轮位于两根导轨之间，并分别与两根导轨相啮合；两根导轨均固定在存储盒底板；电机固定在柜体上，且电机的输出轴与齿轮固定连接。

消毒装置设置在存储盒盒体的内侧壁，消毒装置优选为紫外线消毒灯16。

如图4所示，器械输送机构包括滑轨A 19、器械输送盒17、器械输送盒底座18和驱动装置A。

滑轨A设置在柜体的前端面外侧，且与柜体长度方向相平行；滑轨A底部铺设有滑轨底板A 21。

器械输送盒能在驱动装置A的作用下，沿滑轨A滑动，并能位于每个处于抽拉打开状态的分离式器械存储盒的正下方，用于接收从分离式器械存储盒掉落的手术器械。

驱动装置A包括传送带A 20、电机A 22和从动轮支架A 23。电机A设置在滑轨A的一端，从动轮支架A设置在滑轨A的另一端，电机A的输出轴和从动轮支架A上的从动轮通过传送带A相连接。

器械输送盒底座18设置在传送带A的底部，器械输送盒位于传送带A的顶部，器械输送盒和器械输送盒底座固定连接，并将传送带A压紧在两者之间。

器械清洗烘干机构用于将手术使用后的手术器械进行清洗与烘干，如图5所示，器械清洗烘干机构包括器械清洗装置25、器械烘干装置26和清洗烘干传送装置24。

如图7所示，器械清洗装置包括沿输送方向并列设置的多酶喷头、去离子水喷头和废液回收池41。其中，废液回收池位于多酶喷头和去离子水喷头的正下方。

器械烘干装置并列设置在器械清洗装置的下游，包括热风机39，热风机具有出风口40。

多酶喷头、去离子水喷头和热风机优选位于同一高度，多酶喷头顶部通过多酶洗液进液管36与多酶洗液箱34相连接，去离子水喷头顶部通过去离子水洗液进液管38与去离子水洗液储液箱35相连接；多酶洗液进液管和去离子水洗液进液管上均设优选置有动力泵37。

如图6所示，清洗烘干传送装置包括器械清洗架24、滑轨B 29和驱动装置B。滑轨B设置在器械清洗装置和器械烘干装置的前端面外侧，滑轨B的底部优选铺设有滑轨底部B31。

器械清洗架内用于盛放手术使用后的手术器械，器械清洗架能在驱动装置B的作用下，沿滑轨B滑动，并依次经过多酶喷头、去离子水喷头和热风机；滑轨B的下游末端为器械抓取工位。

驱动装置B包括传送带B 30、电机B 32和从动轮支架B 33。电机B设置在滑轨B的一端，从动轮支架B设置在滑轨B的另一端，电机B的输出轴和从动轮支架B上的从动轮通过传送带B相连接。

器械清洗架底座28设置在传送带B的底部，器械清洗架位于传送带B的顶部，器械清洗架和器械清洗架底座固定连接，并将传送带B压紧在两者之间。

器械抓取装置设置在器械清洗烘干机构与器械回收机构之间，且与器械抓取工位相对应。

如图8所示，器械抓取装置包括高清镜头相机49、气动夹指47和三维移动组件。

高清镜头相机设置在三维移动组件上，能对位于终端供料位上的器械清洗架内的手术器械进行拍照扫描，并将拍照图片传送给控制中心主机，控制中心主机对手术器械的类型进行识别，并确定抓取部位。

气动夹指设置在三维移动组件的下端，在三维移动组件的控制下，按照控制中心主机确定的抓取部位进行抓取，并将抓取的手术器械转移至器械回收机构中。

进一步，气动夹指的夹紧部位包覆有PP塑胶保护层48，在对手术器械进行夹紧防止滑落的同时，还能避免对手术器械造成损伤。

三维移动组件具体优选包括机械臂底座42、旋转气缸43、伸缩气缸A 44、伸缩气缸B 45、伸缩气缸C 46。

旋转气缸转动设置在机械臂底座上，伸缩气缸A固定在旋转气缸上，伸缩气缸A的伸缩杆顶端与伸缩气缸B相连接，伸缩气缸B的伸缩杆顶端与伸缩气缸C相连接，伸缩气缸C的伸缩杆底端与气动夹指相连接。

如图9所示，器械回收机构包括器械回收盒底座51、器械回收盒50、滑轨C 52和驱动装置C。

滑轨C平行设置在柜体的正上方，且高于柜体顶部的高度；器械回收盒底座能在驱动装置C的作用下，沿滑轨C滑动。

驱动装置C包括传送带C 53、电机C 55和从动轮支架C 56。电机C设置在滑轨C的一端，从动轮支架C设置在滑轨C的另一端，电机C的输出轴和从动轮支架C上的从动轮通过传送带C相连接。

器械回收盒底座51固定设置在传送带C的顶部。

器械回收盒的结构与分离式器械存储盒的结构相同，其包括器械回收盒体、器械回收盒底板、抽拉驱动装置和底板驱动装置B；器械回收盒体顶部和底板开口设置，并搁置在器械回收盒底板上；器械回收盒体能在抽拉驱动装置的作用下，沿器械回收盒底座抽拉打开，器械回收盒底板能在底板驱动装置B的作用下进行抽拉打开与闭合。

底板驱动装置B包括齿条导轨二、电机和齿轮；齿条导轨二包括相互平行的两根导轨，其中齿轮位于两根导轨之间，并分别与两根导轨相啮合；两根导轨均固定在器械回收盒的底板底部；电机固定在器械回收盒底座上，且电机的输出轴与齿轮固定连接。

进一步，存储盒底板底部、器械输送盒底部、器械清洗架底部和器械回收盒底部均设置有压阻式压力传感器。

如图18所示，一种多功能手术器械自动传递方法，包括如下步骤。

步骤1，器械存储信息录入：将器械存储机构中的若干个分离式器械存储盒逐个编号，如图11所示，将外科手术所用的多种手术器械依次放入分离式器械存储盒中，每个分离式器械存储盒放置一个手术器械。

外科手术所用的多种手术器包括组织钳、手术剪、血管钳、持针钳、手术镊、手术刀、线剪、步巾钳等。

分离式器械存储盒呈矩阵式排列，如图12所示，呈9列4行，每列放置同一种类型的手术器械，当然也可采用其他放置方式。

存储盒底板底部的压阻式压力传感器能自动检测放置的手术器械的重量；接着，将手术器械在器械存储机构中的编号、手术器械类型和手术器械的重量信息录入控制中心主机内，并建立如图25所示的手术器械存储数据库。

步骤2，器械存储机构自检：器械存储机构电源接通，点击器械选择面板上的设备自检按钮，如图10所示，器械存储机构将进行自检，存储盒底板底部的压阻式压力传感器对每个分离式器械存储盒中的手术器械存储情况进行检查，并将检查结果反馈给控制中心主机；如果手术器械缺失，控制中心主机将进行提示，在缺失的分离式器械存储盒中补充对应的手术器械，并更新步骤1建立的手术器械存储数据库。

步骤3，手术器械拿取：手术器械拿取，包括如下步骤。

步骤31，手术器械定位：手术阶段，根据手术医生需要，从控制中心主机上选择所需的手术器械类型；控制中心主机将从步骤2更新的手术器械存储数据库中寻找该类型的手术器械所对应的分离式器械存储盒的编号，寻找到的分离式器械存储盒简称定位分离式器械存储盒。当手术医生需要进行剪断与分离组织操作时，护士根据医生需要点击对应的编号为1A的“组织钳”按钮。

步骤32，器械输送机构定位：如图13和图19所示，控制中心主机指令驱动装置A启动，将器械输送盒沿滑轨A滑移至与步骤31中定位分离式器械存储盒相对应的位置。

步骤33，手术器械拿取：控制中心主机指令步骤31中定位分离式器械存储盒的抽拉驱动装置和底板驱动装置A同时启动，定位分离式器械存储盒向外抽拉，并位于步骤32中器械输送盒的正上方；接着，底板驱动装置A反向驱动，存储盒底板向着柜体内滑移，存储盒盒体保持不动，位于定位分离式器械存储盒内的手术器械向下掉落至步骤32中的器械输送盒内；最后，存储盒盒体滑移至柜体内。

步骤34，手术器械确认：器械输送盒底部的压阻式压力传感器将对掉落至器械输送盒内的手术器械的重量进行自动检测，并将检测的重量信息传送给控制中心主机；控制中心主机将收到的重量信息与预存的该类型的手术器械的重量进行对比判断，确认手术器械拿取是否正确。

步骤35，手术器械传送：当步骤34中确认手术器械拿取无误后，控制中心主机指令驱动装置A进行滑移至器械供料位，手术器械输送完成，记录送出时间，等待手术医生拿取使用。

步骤4，手术器械清洗：起始时，器械清洗架停留在上游的等料位，当手术医生手术完成后，将其中一种手术器械放置在等料位的器械清洗架上，器械清洗架底部的压阻式压力传感器对手术器械重量进行检测并将检测重量值传递给控制中心主机，控制中心主机接收到重量检测信息后，指令驱动装置B启动，使器械清洗架向下游进行滑移，如图14和图23所示，先经过多酶洗喷头进行设定时间的酶洗，再经过去离子水喷头进行设定时间的水洗。

步骤5，手术器械烘干：器械清洗架继续向下游进行滑移，经过热风机，使得器械清洗架及器械清洗架内的手术器械进行设定时间的烘干；接着，器械清洗架进一步向下游滑移至器械抓取工位，记录完成时间。

步骤6，手术器械抓取：如图16和图22所示，器械抓取装置中的高清镜头相机对位于器械抓取工位上的手术器械进行拍照，并将拍摄的照片传送给控制中心主机；控制中心主机根据接收到的照片与预先存储的手术器械图片（如图15）进行对比，确定待抓取的手术器械的类型，并确定抓取部位；接着指令三维移动组件移动，使气动夹指移动至确定的抓取部位，并夹住手术器械；三维移动组件继续移动，将夹住的手术器械转移至器械回收机构。

三维移动组件的具体活动优选为：机械臂及气动夹指初始位置位于器械清洗架正上方，手术器械进入抓取高清镜头相机视野区域，影像信号处理软件将拍摄图片与标准图片信息进行比对识别器械类型，按照预先录入的抓取位置信息，机械臂伸长，气动夹指对抓取位置进行夹取操作，PP塑胶保护层增加摩擦力并防止器械损伤。夹取后，伸缩气缸C复位，旋转气缸顺时针旋转90°，器械臂水平轴与器械回收装置中心轴重合，伸缩气缸A的伸缩距离经预先调整可延伸至指定高度，伸缩气缸B经延伸使气动夹指到达回收装置端部的器械回收盒上方，上述指令完成后，气动夹指松开，组织钳落入器械回收盒。

步骤7，手术器械回收：如图17和图21所示，手术器械回收，包括如下步骤。

步骤71，器械回收盒接料：器械回收盒在驱动装置C的作用下，滑移至上游的接料位，接收步骤6中器械抓取装置转移来的烘干后的手术器械。

步骤72，寻找器械存储位：器械存储机构按照步骤2的方法进行自检，找出的器械缺失位，也即为所寻找的器械存储位；接着，控制中心主机指令处于器械存储位的分离式器械存储盒的抽拉驱动装置和底板驱动装置A同时启动，分离式器械存储盒向外抽拉。

步骤73，器械回收定位：控制中心主机根据步骤72寻找的器械存储位，指令驱动装置C将器械回收盒滑移至步骤72中处于抽拉状态的分离式器械存储盒位置相对应，完成器械的回收定位。

步骤74，手术器械回收：控制中心主机指令器械回收盒盒体和器械回收底板同步外向抽拉，并位于分离式器械存储盒的正上方；然后，器械回收盒底板在底板驱动驱动装置B的作用下，反向闭合，器械回收盒内的手术器械掉落至处于抽拉状态的分离式器械存储盒内。手术器械回收后，器械回收盒盒体在抽拉驱动装置的作用下，反向闭合。器械回收盒恢复至初始位置。

步骤75，手术器械存储与消毒：如图20所示，处于抽拉状态的分离式器械存储盒的存储盒底板上的压阻式压力传感器对接收到的手术器械进行重量检测，并将检测的重量信息传递给控制中心主机，控制中心主机一方面指令抽拉驱动装置和底板驱动装置A同时启动，将分离式器械存储盒收纳至柜体内；如图24所示，消毒装置根据设定，对分离式器械存储盒内的手术器械进行消毒；另一方面，将收到的重量信息与预存的手术器械的重量进行对比，再次确认手术器械类型，并将手术器械类型、位置信息和重量信息进行录入，更新手术器械存储数据库。

手术过程中开启消毒装置，消毒装置一开机即开始通过紫外线辐照，以实现手术器械表面的不间断灭菌消毒；器械盒中备用器械不足时，自动进行低储量警报；手术过程中，如果器械缺失，会进行器械缺失提醒，器械护士根据提示信息及时补充器械。经监测无菌器械合格率达100％，说明该装置器械清洗消毒质量符合卫生部消毒技术规范要求。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多功能手术器械自动传递装置，其特征在于：包括器械存储机构、器械输送机构、器械清洗烘干机构、器械抓取装置、器械回收机构和控制中心主机；器械存储机构、器械输送机构、器械清洗烘干机构、器械抓取装置和器械回收机构均与控制中心主机相连接；

器械存储机构包括柜体和呈矩阵状布设在柜体上的若干个分离式器械存储盒；分离式器械存储盒用于手术器械的存储；每个分离式器械存储盒均包括存储盒盒体、存储盒底板、抽拉驱动装置、底板驱动装置A和消毒装置；

存储盒盒体顶部和底部开口设置，并搁置在存储盒底板上；抽拉驱动装置设置在存储盒盒体的外侧壁上，存储盒盒体能在抽拉驱动装置的作用下，沿柜体滑移；每个抽拉驱动装置均包括齿条导轨一、电机和齿轮；齿条导轨一有两组，对称设置在存储盒盒体的两侧；每组齿条导轨一均包括相平行的上导轨和下导轨，其中上导轨和下导轨分别与存储盒盒体的外壁面固定连接，齿轮位于上导轨和下导轨之间，并分别与上导轨和下导轨相啮合；电机固定在柜体的内壁，且电机的输出轴与其中一个齿轮固定连接；

底板抽拉装置设置在存储盒底板底部，存储盒底板能在底板驱动装置A的作用下，沿柜体滑移；

消毒装置设置在存储盒盒体的内侧壁；

器械输送机构包括滑轨A、器械输送盒和驱动装置A；滑轨A设置在柜体的前端面外侧，且与柜体长度方向相平行；器械输送盒能在驱动装置A的作用下，沿滑轨A滑动，并能位于每个处于抽拉打开状态的分离式器械存储盒的正下方，用于接收从分离式器械存储盒掉落的手术器械；

器械清洗烘干机构用于将手术使用后的手术器械进行清洗与烘干，器械清洗烘干机构包括器械清洗装置、器械烘干装置和清洗烘干传送装置；

器械清洗装置包括沿输送方向并列设置的多酶喷头和去离子水喷头；

器械烘干装置并列设置在器械清洗装置的下游，包括热风机；

清洗烘干传送装置包括器械清洗架、滑轨B和驱动装置B；滑轨B设置在器械清洗装置和器械烘干装置的前端面外侧；器械清洗架内用于盛放手术使用后的手术器械，器械清洗架能在驱动装置B的作用下，沿滑轨B滑动，并依次经过多酶喷头、去离子水喷头和热风机；滑轨B的下游末端为器械抓取工位；

器械抓取装置设置在器械清洗烘干机构与器械回收机构之间，且与器械抓取工位相对应；

器械抓取装置包括高清镜头相机、气动夹指和三维移动组件；

高清镜头相机设置在三维移动组件上，能对位于终端供料位上的器械清洗架内的手术器械进行拍照扫描，并将拍照图片传送给控制中心主机，控制中心主机对手术器械的类型进行识别，并确定抓取部位；

气动夹指设置在三维移动组件的下端，在三维移动组件的控制下，按照控制中心主机确定的抓取部位进行抓取，并将抓取的手术器械转移至器械回收机构中；

器械回收机构包括器械回收盒底座、器械回收盒、滑轨C和驱动装置C；滑轨C平行设置在柜体的正上方，且高于柜体顶部的高度；器械回收盒底座能在驱动装置C的作用下，沿滑轨C滑动；器械回收盒包括器械回收盒体、器械回收盒底板、抽拉驱动装置和底板驱动装置B；器械回收盒体顶部和底板开口设置，并搁置在器械回收盒底板上；器械回收盒体能在抽拉驱动装置的作用下，沿器械回收盒底座抽拉打开，器械回收盒底板能在底板驱动装置B的作用下进行抽拉打开与闭合。

2.根据权利要求1所述的多功能手术器械自动传递装置，其特征在于：底板驱动装置A和底板驱动装置B均包括齿条导轨二、电机和齿轮；齿条导轨二包括相互平行的两根导轨，其中齿轮位于两根导轨之间，并分别与两根导轨相啮合；两根导轨均固定在存储盒底板或器械回收盒的底板底部；电机固定在柜体或器械回收盒底座上，且电机的输出轴与齿轮固定连接。

3.根据权利要求1所述的多功能手术器械自动传递装置，其特征在于：消毒装置为紫外线消毒灯。

4.根据权利要求1所述的多功能手术器械自动传递装置，其特征在于：多酶喷头、去离子水喷头和热风机位于同一高度，多酶喷头顶部通过多酶洗液进液管与多酶洗液箱相连接，去离子水喷头顶部通过去离子水洗液进液管与去离子水洗液储液箱相连接；多酶洗液进液管和去离子水洗液进液管上均设置有动力泵。

5.根据权利要求1所述的多功能手术器械自动传递装置，其特征在于：存储盒底板底部、器械输送盒底部、器械清洗架底部和器械回收盒底部均设置有压阻式压力传感器。

6.根据权利要求1所述的多功能手术器械自动传递装置，其特征在于：器械清洗装置还包括废液回收池，废液回收池位于多酶喷头和去离子水喷头的正下方。

7.一种多功能手术器械自动传递方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，器械存储信息录入：将器械存储机构中的若干个分离式器械存储盒逐个编号，将外科手术所用的多种手术器械依次放入分离式器械存储盒中，每个分离式器械存储盒放置一个手术器械，存储盒底板底部的压阻式压力传感器能自动检测放置的手术器械的重量；接着，将手术器械在器械存储机构中的编号、手术器械类型和手术器械的重量信息录入控制中心主机内，并建立手术器械存储数据库；

步骤2，器械存储机构自检：器械存储机构电源接通并进行自检，存储盒底板底部的压阻式压力传感器对每个分离式器械存储盒中的手术器械存储情况进行检查，并将检查结果反馈给控制中心主机；如果手术器械缺失，控制中心主机将进行提示，在缺失的分离式器械存储盒中补充对应的手术器械，并更新步骤1建立的手术器械存储数据库；

步骤3，手术器械拿取：手术器械拿取，包括如下步骤：

步骤31，手术器械定位：手术阶段，根据手术医生需要，从控制中心主机上选择所需的手术器械类型；控制中心主机将从步骤2更新的手术器械存储数据库中寻找该类型的手术器械所对应的分离式器械存储盒的编号，寻找到的分离式器械存储盒简称定位分离式器械存储盒；

步骤32，器械输送机构定位：控制中心主机指令驱动装置A启动，将器械输送盒沿滑轨A滑移至与步骤31中定位分离式器械存储盒相对应的位置；

步骤33，手术器械拿取：控制中心主机指令步骤31中定位分离式器械存储盒的抽拉驱动装置和底板驱动装置A同时启动，定位分离式器械存储盒向外抽拉，并位于步骤32中器械输送盒的正上方；接着，底板驱动装置A反向驱动，存储盒底板向着柜体内滑移，存储盒盒体保持不动，位于定位分离式器械存储盒内的手术器械向下掉落至步骤32中的器械输送盒内；最后，存储盒盒体滑移至柜体内；

步骤34，手术器械确认：器械输送盒底部的压阻式压力传感器将对掉落至器械输送盒内的手术器械的重量进行自动检测，并将检测的重量信息传送给控制中心主机；控制中心主机将收到的重量信息与预存的该类型的手术器械的重量进行对比判断，确认手术器械拿取是否正确；

步骤35，手术器械传送：当步骤34中确认手术器械拿取无误后，控制中心主机指令驱动装置A进行滑移至器械供料位，手术器械输送完成，记录送出时间，等待手术医生拿取使用。

8.根据权利要求7所述的多功能手术器械自动传递方法，其特征在于：还包括如下步骤：

步骤4，手术器械清洗：起始时，器械清洗架停留在上游的等料位，当手术医生手术完成后，将其中一种手术器械放置在等料位的器械清洗架上，器械清洗架底部的压阻式压力传感器对手术器械重量进行检测并将检测重量值传递给控制中心主机，控制中心主机接收到重量检测信息后，指令驱动装置B启动，使器械清洗架向下游进行滑移，先经过多酶洗喷头进行酶洗，再经过去离子水喷头进行水洗；

步骤5，手术器械烘干：器械清洗架继续向下游进行滑移，经过热风机，使得器械清洗架及器械清洗架内的手术器械进行烘干；接着，器械清洗架进一步向下游滑移至器械抓取工位；

步骤6，手术器械抓取：器械抓取装置中的高清镜头相机对位于器械抓取工位上的手术器械进行拍照，并将拍摄的照片传送给控制中心主机；控制中心主机根据接收到的照片与预先存储的手术器械图片进行对比，确定待抓取的手术器械的类型，并确定抓取部位；接着指令三维移动组件移动，使气动夹指移动至确定的抓取部位，并夹住手术器械；三维移动组件继续移动，将夹住的手术器械转移至器械回收机构；

步骤7，手术器械回收：手术器械回收，包括如下步骤：

步骤71，器械回收盒接料：器械回收盒在驱动装置C的作用下，滑移至上游的接料位，接收步骤6中器械抓取装置转移来的烘干后的手术器械；

步骤72，寻找器械存储位：器械存储机构按照步骤2的方法进行自检，找出的器械缺失位，也即为所寻找的器械存储位；接着，控制中心主机指令处于器械存储位的分离式器械存储盒的抽拉驱动装置和底板驱动装置A同时启动，分离式器械存储盒向外抽拉；

步骤73，器械回收定位：控制中心主机根据步骤72寻找的器械存储位，指令驱动装置C将器械回收盒滑移至步骤72中处于抽拉状态的分离式器械存储盒位置相对应，完成器械的回收定位；

步骤74，手术器械回收：控制中心主机指令器械回收盒盒体和器械回收底板同步外向抽拉，并位于分离式器械存储盒的正上方；然后，器械回收盒底板在底板驱动装置B的作用下，反向闭合，器械回收盒内的手术器械掉落至处于抽拉状态的分离式器械存储盒内；

步骤75，手术器械存储与消毒：处于抽拉状态的分离式器械存储盒的存储盒底板上的压阻式压力传感器对接收到的手术器械进行重量检测，并将检测的重量信息传递给控制中心主机，控制中心主机一方面指令抽拉驱动装置和底板驱动装置A同时启动，将分离式器械存储盒收纳至柜体内；消毒装置根据设定，对分离式器械存储盒内的手术器械进行消毒；另一方面，将收到的重量信息与预存的手术器械的重量进行对比，再次确认手术器械类型，并将手术器械类型、位置信息和重量信息进行录入，更新手术器械存储数据库。

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