CN109276801A - 一种自动清创施药机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动清创施药机器人，包括基座，基座的上部设置有支撑座，支撑座的上部转动设置有旋转座，旋转座与固定安装在支撑座上的旋转电机传动连接。本发明中的清创施药机器人能够对具有外伤的病患进行自动清创和施药，避免医护人员直接与病患接触，提高清创施药效率的同时，还能降低医护人员感染传染性疾病的概率；在清创过程中，由于防护罩的存在，能够将清创施药组件的动作限制在一定保护范围内，避免病患的体液或者血液溅出，同时也能避免外界环境中的病毒或者细菌进入创口，造成病患的二次感染。

Description

一种自动清创施药机器人

技术领域：

本发明涉及医疗机器人技术领域，具体涉及一种自动清创施药机器人。

背景技术：

医疗机器人技术是集医学、生物力学、机械学、机械力学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域，具有重要的研究价值，在军用和民用上有着广泛的应用前景，是目前机器人领域的一个研究热点。

医疗机器人主要用于伤病员的手术、救援、转运和康复等场合。例如，在车祸、火灾等大型事故发生后，往往会有较多的伤员需要进行救治，而较为常见的救治过程就是伤口清创，并对清创过程后的伤口进行施药，由于医护人员的数量有限，等待清创施药的伤员需要进行等待，该过程会耽误病情，同时大量的清创施药操作，会严重增加医护人员的劳动量，造成人员分配不足，慌乱之中还容易出现轻微医疗事故，使得清创不彻底或者施加的药物错误等；进一步，由于某些伤员可能感染传染性疾病，在进行清创施药过程中，医护人员直接接触病患的体液、血液等生物组织，受到传染的几率较大，极易危害医护人员的健康。这就需要设计一种专门用于外伤清创施药的医疗机器人，以满足快速、安全进行清创施药的要求。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供了一种自动清创施药机器人，其能够对具有外伤的病患进行自动清创和施药，避免医护人员直接与病患接触，提高清创施药效率的同时，还能降低医护人员感染传染性疾病的概率。

本发明的技术解决措施如下：

一种自动清创施药机器人，包括基座，基座的上部设置有支撑座，支撑座的上部转动设置有旋转座，旋转座与固定安装在支撑座上的旋转电机传动连接；旋转座的侧面转动设置有摆动臂，摆动臂与旋转座上固定设置的摆动电机传动连接；摆动臂的上端设置有俯仰臂，俯仰臂与固定安装在摆动臂上的俯仰电机传动连接；俯仰臂的前端连接有伸缩臂，伸缩臂与固定安装在俯仰臂前端的伸缩气缸固定连接；伸缩臂的前端固定连接有电机安装座，电机安装座上固定有微调电机，微调电机的输出轴上固定连接有清创施药组件；清创施药组件、旋转电机、摆动电机、俯仰电机、伸缩气缸以及微调电机均与控制箱电连接；清创施药组件包括空心设置的中心管，中心管的外侧设置有骨架，骨架由若干个结构相同的伞骨构成，伞骨包括相互连接的直线段以及外扩段，其中，伞骨的直线段均匀分布在中心管的外圆周上且与中心管的外圆周面固定连接；直线段上套设有第一弹簧，第一弹簧的上端与中心管固定，第一弹簧的下端自由设置，外扩段的外侧覆盖有透明的防护罩；中心管的上部还套设有由上至下分布的第一套管、第二套管，第一套管和第二套管之间设置有第二弹簧，第一套管上铰接有若干个第一支杆，第二套管上铰接有若干个第二支杆，位置对应的第一支杆和第二支杆的末端铰接在相应的外扩段的中部；中心管的最下端连接有清创器，清创器的下端连接有施药器。

进一步，清创器的外侧设置若干个可受控开合的处理端口，处理端口的内侧分别与各自的连通管路密封连接，若干个连通管路沿着中心管的内壁延伸；其中，某些连通管路与真空泵连通，某些连通管路与清洗泵连通，剩余连通管路与杀菌气源连通。

进一步，伞骨的数量、第一支杆的数量以及第二支杆的数量均相同。

进一步，施药器包括外部壳体，外部壳体的下端延伸出裙围部，裙围部的下端成型有水平部，水平部上转动安装有若干个按摩球；外部壳体为空心壳体，其内部安装有弹性腔体，弹性腔体的上端设置有充注开口,；弹性腔体的下端成型有出药管，出药管的端口成型有位于外部壳体内的第一托架，第一托架的对面设置有第二托架，第二托架与外部壳体内的排药管一体成型；第一托架和第二托架之间支撑有弹性管，弹性管的中部被保持器支撑固定，保持器为固定在外部壳体内的电磁铁；弹性管的上方设置有金属活塞，金属活塞与保持器正对设置，且金属活塞上端与导杆连接，导杆在外部壳体内被竖直导向；弹性管的两端分别与出药管的末端以及排药管的起始端连通，且弹性管的两端各设置有一个截止阀。

进一步，排药管包括倾斜段以及位于最下端的竖直段，其中，倾斜段上设置有流量计；外部壳体的内壁上延伸出环形支架，环形支架的下部固定安装有喷嘴，喷嘴的入口与竖直段密封连接；喷嘴的下端设置有药液出口；截止阀包括阀体以及位于阀体内部的截止部件，截止部件包括伸缩弹簧以及与伸缩弹簧连接的球体，阀体上开设有两侧尺寸小、中部尺寸大的阶梯槽，伸缩弹簧和球体位于阶梯槽的中间，且球体靠近活塞一侧设置。

进一步，伸缩臂上还设置有第一传感器，第一传感器与控制器电连接，第一传感器用于感应清创施药组件的操作位置。

进一步，基座与支撑座之间设置有减震组件，减震组件的内部填充有缓冲液体。

进一步，缓冲组件包括由上至下依次设置的连接基层、弹性层、上盖、中间套筒以及下侧基部，其中，下侧基部与架体固定连接，连接基层与基座可拆卸连接；其中，下侧基部的为空心结构，其内部设置有充气弹簧；下侧基部的下部密封安装有密封板，下侧基部的上端形成有环形槽，环形槽内密封插接有中间套筒，中间套筒下部的内壁上形成有凸台，凸台和下侧基部的上端面之间压靠有截面为方形的垫圈，垫圈的内侧上端成型有截面为梯形的凸条，充气弹簧的上端与凸条不接触；中间套筒的上端成型有向内侧延伸的环形部，且中间套筒与上盖之间通过密封组件密封连接，中间套筒、上盖以及密封组件共同围成缓冲液室；中间套筒中部的内壁上活动安装有弹簧保持架，弹簧保持架与垫圈之间保持有下弹簧，弹簧保持架与中间套筒的环形部之间保持有上弹簧；弹簧保持架的中部设置有平衡重，平衡重的上下两侧分别固定连接有支撑柱，支撑柱的端部分别安装有一个锥体；其中，上侧的锥体与环形部之间形成有上部流道，下侧的锥体与凸条之间形成有下部流道。

进一步，中间套筒的侧壁上设置有缓冲液体的进出口，且中间套筒的上部形成有上部储液室，中间套筒的下部形成有下部储液室；缓冲液室、上部储液室以及下部储液室均连通。

本发明的有益效果在于：本发明中的清创施药机器人能够对具有外伤的病患进行自动清创和施药，避免医护人员直接与病患接触，提高清创施药效率的同时，还能降低医护人员感染传染性疾病的概率；在清创过程中，由于防护罩的存在，能够将清创施药组件的动作限制在一定保护范围内，避免病患的体液或者血液溅出，同时也能避免外界环境中的病毒或者细菌进入创口，造成病患的二次感染。

附图说明：

图1为医疗机器人的立体结构示意图；

图2为医疗机器人另一视角的立体结构示意图；

图3为清创施药组件的结构示意图；

图4为清创施药组件的仰视图；

图5为清创施药骨架的结构示意图；

图6为施药器的结构示意图；

图7为施药器的剖视图；

图8为减震组件的结构示意图；

图9为减震组件的剖视图。

具体实施方式：

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做出详细的说明。

如图1-9所示，一种自动清创施药机器人，包括基座40，基座40的上部设置有支撑座41，支撑座41的上部转动设置有旋转座42，旋转座42与固定安装在支撑座41上的旋转电机410传动连接；旋转座42的侧面转动设置有摆动臂43，摆动臂43与旋转座42上固定设置的摆动电机420传动连接；摆动臂43的上端设置有俯仰臂44，俯仰臂与固定安装在摆动臂43上的俯仰电机430传动连接；俯仰臂44的前端连接有伸缩臂45，伸缩臂45与固定安装在俯仰臂44前端的伸缩气缸440固定连接；伸缩臂45的前端固定连接有电机安装座，电机安装座上固定有微调电机450，微调电机450的输出轴上固定连接有清创施药组件5；清创施药组件5、旋转电机、摆动电机、俯仰电机、伸缩气缸以及微调电机均与控制箱电连接。

清创施药组件5包括空心设置的中心管51，中心管51的外侧设置有骨架52，骨架52由若干个结构相同的伞骨构成，伞骨包括相互连接的直线段521以及外扩段522，其中，伞骨的直线段521均匀分布在中心管51的外圆周上且与中心管51的外圆周面固定连接；直线段521上套设有第一弹簧54，第一弹簧54的上端与中心管51固定，第一弹簧54的下端自由设置，外扩段552的外侧覆盖有透明的防护罩53；中心管51的上部还套设有由上至下分布的第一套管551、第二套管552，第一套管551和第二套管552之间设置有第二弹簧57，第一套管551上铰接有若干个第一支杆561，第二套管562上铰接有若干个第二支杆562，位置对应的第一支杆561和第二支杆562的末端铰接在相应的外扩段522的中部；中心管51的最下端连接有清创器58，清创器58的下端连接有施药器6。

清创器58的外侧设置若干个可受控开合的处理端口580，处理端口580的内侧分别与各自的连通管路（图中未示出）密封连接，若干个连通管路沿着中心管51的内壁延伸；其中，某些连通管路与真空泵连通，某些连通管路与清洗泵连通，剩余连通管路与杀菌气源连通。

伞骨的数量、第一支杆561的数量以及第二支杆561的数量均相同。

施药器6包括外部壳体60，外部壳体60的下端延伸出裙围部601，裙围部601的下端成型有水平部，水平部上转动安装有若干个按摩球67；外部壳体60为空心壳体，其内部安装有弹性腔体62，弹性腔体62的上端设置有充注开口622,；弹性腔体62的下端成型有出药管620，出药管620的端口成型有位于外部壳体60内的第一托架621，第一托架621的对面设置有第二托架641，第二托架641与外部壳体60内的排药管640一体成型；第一托架621和第二托架641之间支撑有弹性管631，弹性管631的中部630被保持器65支撑固定，保持器65为固定在外部壳体60内的电磁铁；弹性管631的上方设置有金属活塞611，金属活塞611与保持器65正对设置，且金属活塞611上端与导杆61连接，导杆61在外部壳体60内被竖直导向；弹性管631的两端分别与出药管620的末端以及排药管640的起始端连通，且弹性管631的两端各设置有一个截止阀。

排药管640包括倾斜段643以及位于最下端的竖直段，其中，倾斜段643上设置有流量计642；外部壳体60的内壁上延伸出环形支架602，环形支架602的下部固定安装有喷嘴66，喷嘴66的入口与竖直段密封连接；喷嘴66的下端设置有药液出口660。

截止阀包括阀体632以及位于阀体632内部的截止部件，截止部件包括伸缩弹簧633以及与伸缩弹簧633连接的球体，阀体632上开设有两侧尺寸小、中部尺寸大的阶梯槽，伸缩弹簧633和球体位于阶梯槽的中间，且球体靠近活塞611一侧设置。

伸缩臂45上还设置有第一传感器46，第一传感器46与控制器电连接，第一传感器46用于感应清创施药组件5的操作位置。

基座40与支撑座41之间设置有减震组件，减震组件的内部填充有缓冲液体，缓冲组件包括由上至下依次设置的连接基层81、弹性层810、上盖82、中间套筒84以及下侧基部86，其中，下侧基部86与架体20固定连接，连接基层81与基座40可拆卸连接；其中，下侧基部86的为空心结构，其内部设置有充气弹簧99；下侧基部86的下部密封安装有密封板87，下侧基部86的上端形成有环形槽，环形槽内密封插接有中间套筒84，中间套筒84下部的内壁上形成有凸台，凸台和下侧基部86的上端面之间压靠有截面为方形的垫圈85，垫圈85的内侧上端成型有截面为梯形的凸条，充气弹簧99的上端95与凸条不接触；中间套筒84的上端成型有向内侧延伸的环形部，且中间套筒84与上盖82之间通过密封组件83密封连接，中间套筒84、上盖82以及密封组件83共同围成缓冲液室90；中间套筒84中部的内壁上活动安装有弹簧保持架98，弹簧保持架98与垫圈85之间保持有下弹簧931，弹簧保持架98与中间套筒84的环形部之间保持有上弹簧921；弹簧保持架98的中部设置有平衡重96，平衡重96的上下两侧分别固定连接有支撑柱97，支撑柱97的端部分别安装有一个锥体；其中，上侧的锥体与环形部之间形成有上部流道91，下侧的锥体与凸条之间形成有下部流道94。

中间套筒84的侧壁上设置有缓冲液体的进出口88，且中间套筒84的上部形成有上部储液室92，中间套筒84的下部形成有下部储液室93；缓冲液室90、上部储液室92以及下部储液室93均连通。

在进行清创之前，控制器控制机器人进行操作位置调整，确保清创施药组件对准创口处。继而，控制器控制第一弹簧收缩，伞骨的外扩段进而向外张开，带动其外侧的防护罩一并张开，由于防护罩的存在，能够将清创施药组件的动作限制在一定保护范围内，避免病患的体液或者血液溅出，同时也能避免外界环境中的病毒或者细菌进入创口，造成病患的二次感染。上述工作完成后，控制器控制清创器进行清创操作，即其中与真空泵连接的处理端口对创口上的体液、血液以及残余组织进行真空吸附，确保创口无杂物，进而与清洗泵连通的处理端口喷射出清洗液，对创口进行消毒清洗；最后与杀菌气源连通的处理端口喷射出杀菌气体，杀菌气体进行二次杀菌的同时，还能够对创口进行干燥处理。在完成上述操作后，施药器对创口部位进行施加药物，即清创和施药过程完成，只需要人工贴合药布即可。

在本发明中，弹性腔体内充满药液，当需要进行施药时，电磁铁制成的保持器被通电，金属活塞被吸引并在导杆的引导下向下运动，弹性管的中部被挤压，压强变大，使得两侧的球体分别朝向两侧移动，使得弹性管两侧的截止阀打开，药液沿着出药管、弹性管以及排药管向外滴出，当流量计检测滴出的药液到达设定数量时，保持器被断电，施药结束。施药器下部的按摩球可以对药液进行均匀涂抹，便于药液吸收。

所述实施例用以例示性说明本发明，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对所述实施例进行修改，因此本发明的权利保护范围，应如本发明的权利要求所列。

Claims (9)

1.一种自动清创施药机器人，其特征在于：包括基座（40），基座（40）的上部设置有支撑座（41），支撑座（41）的上部转动设置有旋转座（42），旋转座（42）与固定安装在支撑座（41）上的旋转电机（410）传动连接；旋转座（42）的侧面转动设置有摆动臂（43），摆动臂（43）与旋转座（42）上固定设置的摆动电机（420）传动连接；摆动臂（43）的上端设置有俯仰臂（44），俯仰臂与固定安装在摆动臂（43）上的俯仰电机（430）传动连接；俯仰臂（44）的前端连接有伸缩臂（45），伸缩臂（45）与固定安装在俯仰臂（44）前端的伸缩气缸（440）固定连接；伸缩臂（45）的前端固定连接有电机安装座，电机安装座上固定有微调电机（450），微调电机（450）的输出轴上固定连接有清创施药组件（5）；清创施药组件（5）、旋转电机、摆动电机、俯仰电机、伸缩气缸以及微调电机均与控制箱电连接；清创施药组件（5）包括空心设置的中心管（51），中心管（51）的外侧设置有骨架（52），骨架（52）由若干个结构相同的伞骨构成，伞骨包括相互连接的直线段（521）以及外扩段（522），其中，伞骨的直线段（521）均匀分布在中心管（51）的外圆周上且与中心管（51）的外圆周面固定连接；直线段（521）上套设有第一弹簧（54），第一弹簧（54）的上端与中心管（51）固定，第一弹簧（54）的下端自由设置，外扩段（552）的外侧覆盖有透明的防护罩（53）；中心管（51）的上部还套设有由上至下分布的第一套管（551）、第二套管（552），第一套管（551）和第二套管（552）之间设置有第二弹簧（57），第一套管（551）上铰接有若干个第一支杆（561），第二套管（562）上铰接有若干个第二支杆（562），位置对应的第一支杆（561）和第二支杆（562）的末端铰接在相应的外扩段（522）的中部；中心管（51）的最下端连接有清创器（58），清创器（58）的下端连接有施药器（6）。

2.根据权利要求1所述的一种自动清创施药机器人，其特征在于：所述清创器（58）的外侧设置若干个可受控开合的处理端口（580），处理端口（580）的内侧分别与各自的连通管路密封连接，若干个连通管路沿着中心管（51）的内壁延伸；其中，某些连通管路与真空泵连通，某些连通管路与清洗泵连通，剩余连通管路与杀菌气源连通。

3.根据权利要求1所述的自动清创施药机器人，其特征在于：伞骨的数量、第一支杆（561）的数量以及第二支杆（561）的数量均相同。

4.根据权利要求1所述的自动清创施药机器人，其特征在于：所述施药器（6）包括外部壳体（60），外部壳体（60）的下端延伸出裙围部（601），裙围部（601）的下端成型有水平部，水平部上转动安装有若干个按摩球（67）；外部壳体（60）为空心壳体，其内部安装有弹性腔体（62），弹性腔体（62）的上端设置有充注开口（622）,；弹性腔体（62）的下端成型有出药管（620），出药管（620）的端口成型有位于外部壳体（60）内的第一托架（621），第一托架（621）的对面设置有第二托架（641），第二托架（641）与外部壳体（60）内的排药管（640）一体成型；第一托架（621）和第二托架（641）之间支撑有弹性管（631），弹性管（631）的中部（630）被保持器（65）支撑固定，保持器（65）为固定在外部壳体（60）内的电磁铁；弹性管（631）的上方设置有金属活塞（611），金属活塞（611）与保持器（65）正对设置，且金属活塞（611）上端与导杆（61）连接，导杆（61）在外部壳体（60）内被竖直导向；弹性管（631）的两端分别与出药管（620）的末端以及排药管（640）的起始端连通，且弹性管（631）的两端各设置有一个截止阀。

5.根据权利要求4所述的自动清创施药机器人，其特征在于：所述排药管（640）包括倾斜段（643）以及位于最下端的竖直段，其中，倾斜段（643）上设置有流量计（642）；外部壳体（60）的内壁上延伸出环形支架（602），环形支架（602）的下部固定安装有喷嘴（66），喷嘴（66）的入口与竖直段密封连接；喷嘴（66）的下端设置有药液出口（660）；截止阀包括阀体（632）以及位于阀体（632）内部的截止部件，截止部件包括伸缩弹簧（633）以及与伸缩弹簧（633）连接的球体，阀体（632）上开设有两侧尺寸小、中部尺寸大的阶梯槽，伸缩弹簧（633）和球体位于阶梯槽的中间，且球体靠近活塞（611）一侧设置。

6.根据权利要求1所述的自动清创施药机器人，其特征在于：所述伸缩臂（45）上还设置有第一传感器（46），第一传感器（46）与控制器电连接，第一传感器（46）用于感应清创施药组件（5）的操作位置。

7.根据权利要求1所述的自动清创施药机器人，其特征在于：所述基座（40）与支撑座（41）之间设置有减震组件，减震组件的内部填充有缓冲液体。

8.根据权利要求1所述的自动清创施药机器人，其特征在于：所述缓冲组件包括由上至下依次设置的连接基层（81）、弹性层（810）、上盖（82）、中间套筒（84）以及下侧基部（86），其中，下侧基部（86）与架体（20）固定连接，连接基层（81）与基座（40）可拆卸连接；其中，下侧基部（86）的为空心结构，其内部设置有充气弹簧（99）；下侧基部（86）的下部密封安装有密封板（87），下侧基部（86）的上端形成有环形槽，环形槽内密封插接有中间套筒（84），中间套筒（84）下部的内壁上形成有凸台，凸台和下侧基部（86）的上端面之间压靠有截面为方形的垫圈（85），垫圈（85）的内侧上端成型有截面为梯形的凸条，充气弹簧（99）的上端（95）与凸条不接触；中间套筒（84）的上端成型有向内侧延伸的环形部，且中间套筒（84）与上盖（82）之间通过密封组件（83）密封连接，中间套筒（84）、上盖（82）以及密封组件（83）共同围成缓冲液室（90）；中间套筒（84）中部的内壁上活动安装有弹簧保持架（98），弹簧保持架（98）与垫圈（85）之间保持有下弹簧（931），弹簧保持架（98）与中间套筒（84）的环形部之间保持有上弹簧（921）；弹簧保持架（98）的中部设置有平衡重（96），平衡重（96）的上下两侧分别固定连接有支撑柱（97），支撑柱（97）的端部分别安装有一个锥体；其中，上侧的锥体与环形部之间形成有上部流道（91），下侧的锥体与凸条之间形成有下部流道（94）。

9.根据权利要求1所述的自动清创施药机器人，其特征在于：所述中间套筒（84）的侧壁上设置有缓冲液体的进出口（88），且中间套筒（84）的上部形成有上部储液室（92），中间套筒（84）的下部形成有下部储液室（93）；缓冲液室（90）、上部储液室（92）以及下部储液室（93）均连通。