CN109953762A - 自动采血装置及自动采血方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开自动采血装置和自动采血方法。该装置包括控制单元、工作台、位置移动机构和采血臂，控制单元与位置移动机构和采血臂均信号连接，位置移动机构设置于工作台并且能够在控制单元的控制下将采血臂移动到预定的空间位置，采血臂上设置有采血针并且能够驱动采血针进行扎入和拔出动作。该装置还包括成像仪和距离传感器；成像仪用于对预定的采血区域进行图像采集，并传送给控制单元，控制单元根据采集到的图像信息确定采血位置；距离传感器用于检测采血针与采血位置之间的距离，并将其传送给控制单元，控制单元根据采集到的距离信息控制采血臂的动作。本发明能够降低自动采集血液时的失误率并提供良好的采血舒适度。

Description

自动采血装置及自动采血方法

技术领域

本发明涉及一种自动采血装置及采用该自动采血装置的自动采血方法。

背景技术

在例如采集病人的血液标本、献血等的情况下，一般需要护士人工采血。在例如大型医院、采血站等场所，被采血对象的数量众多，因此需要很多护士。而且护士长期重复进行采血作业时，难免会出现失误，产生不期望的医疗事故。

为了节省人力并且减少采血失误，CN104473653B公开了一种三自由度前臂采血机器人。该三自由度前臂采血机器人中，采用了机械臂来控制抽血针的位置。机械臂包括均由电机驱动的第一传动臂、第二传动臂和穿刺机构。第一传动臂和第二传动臂用于控制穿刺机构的空间位置。穿刺机构用于执行采血扎入动作，在穿刺机构中设有采血针。在该专利文献中，使用限位传感器控制穿刺机构的位置，使用限位开关控制第一传动臂和第二传动臂的动作。由于限位传感器以及限位开关均为固定设置的机械部件，因此利用限位传感器和限位开关来控制采血机器人的动作时，第一传动臂、第二传动臂以及穿刺机构每次都会停止在同样的位置处。而且每一次进行采血时，针头的扎入位置、扎入方向以及扎入深度也都一样。

容易理解，每个被采血对象(例如，病人或者献血者)的实际情况都不一样。不同的人的血管走向、血管在皮下的深度以及胳膊的粗细等情况不可能完全相同，因此，即使不同的人将其前臂放置在完全相同的采血位置时，可供采血的血管的实际位置也不可能完全相同。这样，每次都停止在同样的位置处的采血针就不可能适应不同被采血对象的血管情况，使得采血机器人不可能根据被采血对象的血管情况对应调整针头的扎入位置、扎入方向以及扎入深度，造成扎入至错误的采血位置的现象并引起被采血对象的不适。

综上，上述专利文献的三自由度前臂采血机器人无法适应被采血对象的个体差异，容易出现扎入至错误的采血位置的问题，并且不能保证良好的采血舒适度。

发明内容

本发明提供一种自动采血装置及采用该自动采血装置的自动采血方法，利用本发明能够降低自动采集血液时的失误率并提供良好的采血舒适度。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种自动采血装置，其包括控制单元、工作台、位置移动机构和采血臂，所述控制单元与所述位置移动机构和所述采血臂均信号连接，所述位置移动机构设置于所述工作台并且能够在所述控制单元的控制下将所述采血臂移动到预定的空间位置，所述采血臂上设置有采血针并且能够驱动所述采血针进行扎入和拔出动作，其中，所述自动采血装置还包括成像仪和距离传感器；所述成像仪用于对预定的采血区域进行图像采集，并将采集到的图像信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的所述图像信息确定采血位置；所述距离传感器用于检测所述采血针与所述采血位置之间的距离，并将采集到的距离信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的所述距离信息控制所述采血臂的动作。

利用本发明的自动采血装置，能够根据被采血对象的个体情况自动判断采血位置，并且自动地将采血针定位到该采血位置进行采血。由于每次采血时都根据被采血对象的个体情况来确定合适的采血位置，因此能够降低自动采集血液时的失误率并提供良好的采血舒适度。

根据本发明的自动采血装置，优选地，所述位置移动机构包括均与所述控制单元信号连接的第一移动单元、第二移动单元和第三移动单元，其中，所述第一移动单元具有固定部和可动部，所述第一移动单元的固定部与所述工作台固定连接，所述第一移动单元的可动部能够相对于所述工作台沿第一方向移动，所述第二移动单元具有固定部和可动部，所述第二移动单元的固定部与所述第一移动单元的可动部固定连接，所述第二移动单元的可动部能够相对于所述工作台沿第二方向移动，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述第三移动单元具有固定部和可动部，所述第三移动单元的固定部与所述第二移动单元的可动部固定连接，所述第三移动单元的可动部能够相对于所述工作台沿第三方向移动，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直；并且所述采血臂设置于所述第三移动单元的可动部。

根据本发明的自动采血装置，优选地，通过第一移动单元、第二移动单元和第三移动单元，可以灵活实现采血针的空间定位，从而方便地将采血针移动到预定的位置。

根据本发明的自动采血装置，优选地，所述位置移动机构还包括第一转动单元和第二转动单元，所述采血臂经由所述第一转动单元和所述第二转动单元设置于所述第三移动单元的可动部，其中，所述第一转动单元具有固定部和转动部，所述第一转动单元的固定部与所述第三移动单元的可动部固定连接，所述第一转动单元的转动部能够相对于所述工作台沿第一转动方向转动，所述第二转动单元具有固定部和转动部，所述第二转动单元的固定部与所述第一转动单元的转动部固定连接，所述第二转动单元的转动部能够相对于所述工作台沿第二转动方向转动，所述采血臂设置于所述第二转动单元的转动部。

利用第一转动单元和第二转动单元，能够在水平和垂直方向上调整采血针的姿势(角度)，从而以与人工采血时相似的扎入角度执行采血动作。例如，先调整采血针以相对于被采血对象的皮肤在大于等于10°且小于等于20°范围内的倾斜角度扎入皮肤，并在扎入皮肤后调整该倾斜角度至大于等于3°且小于等于8°的范围内，然后采血针继续向前扎入0.5mm～1.0mm的扎入深度。这样可以进一步改善采血舒适度，并保证采血过程中不脱针。

根据本发明的自动采血装置，优选地，所述第一移动单元、所述第二移动单元和所述第三移动单元均为由步进马达驱动的丝杠移动机构。优选地，所述第一转动单元和所述第二转动单元均为由步进马达驱动的转动机构。

在利用步进马达进行驱动时，控制单元只需要向步进马达输出驱动信号，步进马达就可以执行与该驱动信号相对应的驱动动作，定位精度高并且不再需要使用传统的限位传感器或限位开关来进行定位。因此，能够在保证高精度定位的情况下实现任意方向上的高自由度定位。

根据本发明的自动采血装置，优选地，所述采血臂包括：连接件；采血针套筒，所述采血针套筒的一端用于固定所述采血针，所述采血针套筒的另一端设置有与所述采血针连通的导管；压力传感器，所述压力传感器用于检测所述采血针受到的压力；以及回血传感器，所述回血传感器用于检测所述导管中是否有血液流过。

借助于压力传感器，能够判断采血针的针头扎入被采血对象的皮肤并进入血管的时刻。回血传感器用于检测针头是否正确扎入血管。通过具有上述构造的采血臂，能够准确地执行采血针的扎入动作和拔出动作。

根据本发明的自动采血装置，优选地，所述距离传感器为激光式距离传感器。

根据本发明的第二方面，本发明还提供一种自动采血方法，其使用了如上所述的自动采血装置，所述自动采血方法包括：扎入位置判断步骤，其中，在被采血对象就位后，所述成像仪对预定的采血区域进行图像采集，并将采集到的图像信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的图像信息判断供所述采血针扎入的扎入位置；采血针定位步骤，其中，所述位置移动机构在所述控制单元的控制下将所述采血臂移动到所述扎入位置上方，所述距离传感器检测所述采血针的当前位置，并将采集到的当前位置信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的所述当前位置信息控制所述位置移动机构的动作，使得所述采血针移动到在所述扎入位置上方预定距离处的采血针暂停位置；采血针扎入步骤，其中，所述采血臂在所述控制单元的控制下驱动所述采血针执行扎入动作，使得所述采血针扎入到所述扎入位置；采血针停止步骤，其中，在所述采血针扎入到所述扎入位置后或者在所述采血针执行了预定的扎入深度时，所述控制单元停止所述采血针的扎入动作；以及采血针拔出步骤，其中，所述控制单元控制所述采血臂进行拔出动作，将所述采血针从所述扎入位置拔出。

采用上述自动采血方法能够降低自动采集血液时的失误率，并提供良好的采血舒适度。

根据本发明的第三方面，本发明也提供一种自动采血方法，其使用了具有如上所述的第一转动单元和第二转动单元的自动采血装置，所述自动采血方法包括：扎入位置判断步骤，其中，在被采血对象就位后，所述成像仪对预定的采血区域进行图像采集，并将采集到的图像信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的图像信息判断供所述采血针扎入的扎入位置；采血针定位步骤，其中，所述位置移动机构在所述控制单元的控制下将所述采血臂移动到所述扎入位置上方，所述距离传感器检测所述采血针的当前位置，并将采集到的当前位置信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的所述当前位置信息控制所述位置移动机构的动作，使得所述采血针移动到在所述扎入位置上方预定距离处的采血针暂停位置；采血针角度调整步骤，其中，所述控制单元利用所述成像仪和/或所述距离传感器采集的信息判断所述采血针的姿势，并根据判断结果控制所述第一转动单元和/或所述第二转动单元转动，直到所述采血针以相对于被采血对象的皮肤在大于等于10°且小于等于20°范围内的倾斜角度对准所述扎入位置；采血针扎入步骤，其中，所述采血臂在所述控制单元的控制下驱动所述采血针执行扎入动作，使得所述采血针扎入到所述扎入位置，然后，所述控制单元控制所述第一转动单元和/或所述第二转动单元转动，使得所述采血针相对于被采血对象的皮肤的倾斜角度处于大于等于3°且小于等于8°的范围内，然后所述采血针继续执行扎入动作直到预定的扎入深度；采血针停止步骤，其中，在所述采血针扎入到所述预定的扎入深度时，所述控制单元停止所述采血针的扎入动作；以及采血针拔出步骤，其中，所述控制单元控制所述采血臂进行拔出动作，将所述采血针从所述扎入位置拔出。

采用上述自动采血方法能够降低自动采集血液时的失误率，并提供更加良好的采血舒适度。

在根据本发明的第二方面和第三方面的自动采血方法中，优选地，在所述采血针停止步骤中，在所述采血针扎入的过程中检测所述采血针是否扎入到正确的扎入位置，其中：如果在所述采血针扎入到所述预定的扎入深度时检测到所述采血针扎入到正确的扎入位置，则使所述采血针停止在当前的位置进行采血，并且在采集到预定数量的血液后进行所述采血针拔出步骤；如果在所述采血针扎入到所述预定的扎入深度后未检测到所述采血针扎入到正确的扎入位置，则立即进行所述采血针拔出步骤。

在根据本发明的第二方面和第三方面的自动采血方法中，优选地，所述预定的扎入深度在大于等于3mm且小于等于4mm的范围内。

附图说明

图1是本发明的一种自动采血装置的立体图。

图2是图1中的采血臂和采血针的立体图。

图3是图1中的第一转动单元和第二转动单元的立体图。

图4是图1所示的自动采血装置的控制原理的框图。

具体实施方式

以下将参照附图详细说明本发明的示例性实施方式。在以下实施方式中，为了说明的方便，示出了本发明的自动采血装置的示例，但本发明不限于所说明的示例。

图1是根据本发明的示例性实施方式的自动采血装置100的立体图。图2是图1中的采血臂160和采血针170的立体图。图3是图1中的第一转动单元140和第二转动单元150的立体图。图4是自动采血装置100的控制原理的框图。

本实施方式的自动采血装置100包括控制单元(未图示)、工作台101、第一移动单元110、第二移动单元120、第三移动单元130、第一转动单元140、第二转动单元150、采血臂160、成像仪191和距离传感器192。第一移动单元110、第二移动单元120、第三移动单元130、第一转动单元140、第二转动单元150、采血臂160、成像仪191和距离传感器192均与控制单元信号连接。

第一移动单元110、第二移动单元120和第三移动单元130构成用于将采血臂160移动到预定的空间位置(以下称为第一位置)的位置移动机构。第一转动单元140和第二转动单元150用于调整采血臂160的角度，换言之，用于调整采血臂160在第一位置处的姿势。

成像仪191用于对第一位置处的采血区域进行图像采集，并将采集到的图像信息传送给控制单元，以便控制单元根据采集到的图像信息确定采血位置。这里，采血位置是指如下位置：期望采血针170在该位置处扎入被采血对象的血管。距离传感器192用于检测采血针170与采血位置之间的距离，并将采集到的距离信息传送给控制单元，以便控制单元根据采集到的距离信息控制采血臂160的动作。

以下，将结合图1至图4详细说明本实施方式的自动采血装置100的各部分以及控制单元与各部分的关系。

[控制单元]

在本实施方式中，控制单元是具有根据预先设定的程序对数据进行处理，并向自动采血装置100的相应部件发出控制指令，使得自动采血装置100的能够执行预期的动作的单元。可以使用已知的CPU、MPU、电脑等实现本实施方式中的控制单元。

[位置移动机构]

第一移动单元110、第二移动单元120和第三移动单元130构成了用于将采血臂160移动到第一位置的位置移动机构。这里，可以将第一位置预先设定为在采血位置的上方附近的位置，并将第一位置的信息预先存储在控制单元中。这样，当采血臂160移动到第一位置时，采血针170已经接近采血位置。可以直接在该第一位置使采血针170执行扎入动作进行采血。也可以在对采血臂160进行后述的姿势调整(角度调整)后，使采血针170执行扎入动作进行采血。

为了便于说明，图1中用箭头X表示当被采血对象面对采血针170时的左右方向，用箭头Y表示当被采血对象面对采血针170时的前后方向，用箭头Z表示上下方向。

第一移动单元110是由马达111驱动的丝杠移动机构，用于实现X方向上的移动。第一移动单元110的壳体(亦即固定部)固定于工作台101。第一移动单元110的马达111驱动丝杠转动时，使得设置于丝杠的平移块112(亦即可动部)能够相对于工作台101在X方向上往返移动。

与第一移动单元110类似，第二移动单元120是由马达121驱动的丝杠移动机构，用于实现Y方向上的移动。第二移动单元120的壳体(亦即固定部)固定于第一移动单元110的平移块112，使得第二移动单元120能够随着平移块112一起移动。第二移动单元120的马达121驱动丝杠转动时，使得设置于丝杠的平移块122(亦即可动部)能够相对于工作台101在Y方向上往返移动。

与第一移动单元110类似，第三移动单元130是由马达131驱动的丝杠移动机构，用于实现Z方向上的移动。第三移动单元130的壳体(亦即固定部)固定于第二移动单元120的平移块122，使得第三移动单元130能够随着平移块122一起移动。第三移动单元130的马达131驱动丝杠转动时，使得设置于丝杠的平移块132(亦即可动部)能够相对于工作台101在Z方向上往返移动。

马达111、121和131可以是步进马达，并且均由控制单元进行控制。采用步进马达的优点在于，当需要进行X、Y和Z方向中的某一个方向上的移动时，控制单元只需要将该方向上的移动量转换成与该方向对应的步进马达的驱动量，并将与该驱动量对应的移动指令输出至该步进马达，该步进马达就能够准确地执行驱动动作，实现期望的移动量。这样，就不再需要使用限位传感器来控制移动位置，同时还能够在保证高精度定位的情况下实现任意方向上的高自由度定位。这样有利于自动采血装置100适应不同的被采血对象，从而改善采血舒适度。

[第一转动单元和第二转动单元]

当需要对位于第一位置的采血臂160进行姿势调整(角度调整)时，在本实施方式的位置移动机构中还可以包括第一转动单元140和第二转动单元150。通过对采血臂160进行姿势调整，能够使采血针170以与人工采血时相近似的扎入角度执行扎入动作，从而进一步改善采血舒适度。

例如，以如下方式执行与人工采血相近似的扎入动作：先调整采血针170以相对于被采血对象的皮肤在大于等于10°且小于等于20°范围内的倾斜角度(优选15°的倾斜角度)对准皮肤上的扎入位置；然后，采血臂160在控制单元的控制下驱动采血针170在保持该倾斜角度的状态下执行扎入动作，使得采血针170扎入到扎入位置处的皮肤中；然后，控制单元控制第一转动单元140和/或第二转动单元150转动，将采血针170相对于被采血对象的皮肤的倾斜角度调整至大于等于3°且小于等于8°的范围内(优选5°的倾斜角度)，然后控制采血针170继续向前扎入预定的扎入深度。这里，扎入深度是指针头从接触皮肤开始沿着伸出方向行进过的距离。上述预定的扎入深度可以是在0.5mm～1mm范围内的任意数值。

第一转动单元140的安装座142(亦即固定部)固定连接至第三可动单元130的平移块132，使得第一转动单元140能够随着平移块132一起移动。第一转动单元140设置有马达141，马达141的转动轴线与Z方向平行。马达141的输出端连接有转动连接件143(亦即转动部)。马达141受到控制单元的控制，当控制单元向马达141输出转动指令时，马达141转动。当马达141为步进马达时，能够在不使用限位传感器来控制马达的转动量的情况下，以高的定位精度实现马达141的转动驱动。

第二转动单元150的安装座152(亦即固定部)固定连接至第一转动单元140的转动连接件143，使得第二转动单元150能够随着转动连接件143一起转动。第二转动单元150设置有马达，在图1和图3中示出了与该马达配合的减速器151。减速器151的转动轴线与水平方向平行，换言之，与XY平面平行。减速器151的输出端连接有转动连接件153(亦即转动部)。第二转动单元150的马达受到控制单元的控制，当控制单元向该马达输出转动指令时，该马达转动。与马达141类似，当第二转动单元150的马达为步进马达时，能够在不使用限位传感器来控制马达的转动量的情况下，以高的定位精度实现马达的转动驱动。

采血臂160可以直接设置于第二转动单元150的转动连接件153。或者，可以如图1和图3所示的那样，在第二转动单元150的转动连接件153上设置十字滑台180，并且采血臂160固定于十字滑台180。采血臂160随着转动连接件153一起转动。十字滑台180用于通过例如手动方式对采血臂160进行位置微调，从而使采血针170的针尖位置更准确。

即使在被采血对象的血管很细时，通过十字滑台180进行位置微调，也能够顺利地进行采血。

另外，虽然未图示，但是在不需要对采血臂160进行姿势调整(角度调整)时，可以不用设置第一转动单元140和第二转动单元150，而将采血臂160直接设置在第三移动单元130的平移块132上。或者，可以将采血臂160通过十字滑台180设置在第三移动单元130的平移块132上。

[采血臂]

采血臂160用于驱动采血针170进行扎入和拔出动作。

如图2所示，采血臂160包括连接件161和163、气动夹具164、夹爪166、采血针套筒167、导管169、压力传感器162和回血传感器168。

连接件161是用于将采血臂160固定到其它部件(例如，十字滑台180)的部件。连接件163是用于固定气动夹具164的部件。压力传感器162与控制单元信号连接，并且设置在连接件161和163之间，用于检测气动夹具164受到的压力并将检测到的压力信息传送给控制单元。

气动夹具164具有能够伸出和缩回的伸缩活动块165。气动夹具164与控制单元信号连接。在控制单元的控制下，伸缩活动块165能够根据控制单元发出的伸缩指令伸出或缩回。伸缩活动块165上设置有夹爪166。夹爪166上一体地形成有采血针套筒167。采血针套筒167的一端用于固定采血针170，另一端设置有与采血针连通的导管169。导管169用于将血液导向用于保存血液的容器中。

如图3所示，回血传感器168以与导管169相对应的方式设置于伸缩活动块165。回血传感器168与控制单元信号连接，用于检测导管169中是否有血液流过，并将检测到的回血信息(即、导管169中有血液流过)传送给控制单元。

在采血针170执行扎入动作的过程中，如果回血传感器168检测到导管169中有血液流过，则表明此时针头已经扎入血管中。因此，控制单元可以根据检测到的回血信息来判断采血针170是否正确地扎入采血位置，并在接收到回血信息后控制伸缩活动块165立即停止在当前位置，使得采血针170能够从血管中采集血液。

[成像仪和距离传感器]

在本实施方式中，成像仪191和距离传感器192均可以使用已知的市售品，因此，在这里省略对其工作原理和具体构造的详细说明。

成像仪191可以是例如专用于对血管位置进行成像的红外血管成像仪、超声波血管成像仪，也可以是例如数字照相机等的成像设备。只要能够采集到采血位置附近的区域的图像，并结合控制装置确定出与被采血对象的个体情况相适应的具体采血位置，就可以采用任意形式的成像仪，而不限于本实施方式中例示的情形。

距离传感器192与控制单元信号连接，在图1中示出了通过线缆193使距离传感器192与控制单元信号连接的示例。距离传感器192可以是例如激光距离传感器、超声波距离传感器等。例如，可以采用松下公司的HL-G125-S-J型激光距离传感器作为本实施方式中的距离传感器192。只要能够满足对针头进行定位所需的精度要求，就可以采用任意形式的距离传感器，而不限于本实施方式中例示的情形。

下面，说明使用图1所示的自动采血装置100的自动采血方法。该自动采血方法包括如下步骤。

[扎入位置判断步骤]

在被采血对象就位后，成像仪191对位于第一位置周围的采血区域(即、预定的采血区域)进行图像采集，并将采集到的图像信息传送给控制单元。控制单元根据采集到的图像信息判断供采血针170扎入的扎入位置。

[采血针定位步骤]

第一移动单元110、第二移动单元120和第三移动单元130在控制单元的控制下将采血臂160移动到位于扎入位置上方的上述第一位置。距离传感器192检测采血针170的当前位置，并将采集到的当前位置信息传送给控制单元。控制单元根据采集到上述当前位置信息控制第一移动单元110、第二移动单元120和第三移动单元130的动作，使得采血针170移动到在扎入位置上方预定距离处的采血针暂停位置。

这里，对于采血针暂停位置与扎入位置之间的距离没有特殊要求，只要能够方便采血针170扎入血管中即可。例如，可以在Z方向上的1mm～3mm的范围内选择该预定距离的数值。另外，将采血臂160、采血针170定位在扎入位置的上方是为了方便采血针170在扎入时能够顺利扎入血管，因此不要求上述第一位置和采血针暂停位置位于扎入位置的正上方。

[采血针角度调整步骤]

控制单元利用成像仪191和/或距离传感器192采集的信息判断采血针170的姿势(即、采血针170的角度)，并根据判断结果控制第一转动单元140和/或第二转动单元150转动，直到采血针170以相对于被采血对象的皮肤在大于等于10°且小于等于20°范围内的倾斜角度对准扎入位置。

需要注意的是，当不需要对位于第一位置的采血臂160进行姿势调整(角度调整)时，可以在自动采血装置100中不设置第一转动单元140和第二转动单元150。相应地，也就不需要进行该采血针角度调整步骤，而是直接进行下述的采血针扎入步骤。

[采血针扎入步骤]

采血臂160中的气动夹具164在控制单元的控制下驱动伸缩活动块伸出，使得采血针170执行扎入动作，从而扎入到所述扎入位置。

在执行采血针170的扎入动作时，利用压力传感器162检测气动夹具164受到的压力，可以判断出针头扎入皮肤并进入血管的时刻。控制单元从针头扎入皮肤并进入血管的时刻开始基于对气动夹具164的驱动量计算扎入深度。

控制单元能够及时检测到采血针170扎入皮肤并进入血管的时刻，并开始计算扎入深度。然后，控制单元控制第一转动单元140和/或第二转动单元150转动，将采血针170相对于被采血对象的皮肤的倾斜角度调整至大于等于3°且小于等于8°的范围内，然后使采血针170继续执行扎入动作直到预定的扎入深度。该预定的扎入深度可以是在0.5mm-1.0mm范围内的任意数值。

通过上述采血针角度调整步骤和采血针扎入步骤，能够逼真地模仿人工采血时的扎入动作，从而实现期望的采血舒适度。

[采血针停止步骤]

在采血针170扎入皮肤后行进了预定的扎入深度时，控制单元停止对气动夹具164的驱动，使得采血针170的扎入动作停止。在采血针170扎入时，有正确扎入和不正确扎入两种情况。以下具体说明在这两种情况下的采血针停止步骤。

在正确扎入的情况下，针头进入到血管中，血液顺着针头流入导管169中，从而使回血传感器168产生回血信号。在采血针170到达预定的扎入深度时，控制单元根据回血信号判断出针头正确进入到血管中，并立即停止对气动夹具164的驱动，使得采血针170停留在当前位置进行采血作业。当采集到预定数量的血液之后，进行后述的采血针拔出步骤。

在不正确扎入的情况下，血液不会流入到采血针170中，因此回血传感器168不会产生回血信号。当控制单元在采血针170达到预定的扎入深度时还没有接收到回血信号，就判断出针头没有正确进入到血管中，并立即进行后述的采血针拔出步骤。

[采血针拔出步骤]

采血臂160中的气动夹具164在控制单元的控制下驱动伸缩活动块165缩回，从而将采血针170从扎入位置拔出。

在采血针170拔出后，就完成了一次采血作业。此时，如果进行了正确的采血操作，则自动采血装置100可以控制采血针170远离采血位置，以方便被采血对象离开。如果出现采血失误，则可以调整一下被采血对象的采血部位，和/或调整一下自动采血装置100，然后进行下一次采血作业。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。本领域技术人员容易理解，在权利要求书的基础上，在不背离本发明的主旨和精神的情况下，可以进行各种变型和等同替换。因此，权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有的变型、等同结构和功能。

Claims (13)

1.一种自动采血装置，其特征在于，包括控制单元、工作台、位置移动机构和采血臂，所述控制单元与所述位置移动机构和所述采血臂均信号连接，所述位置移动机构设置于所述工作台并且能够在所述控制单元的控制下将所述采血臂移动到预定的空间位置，所述采血臂上设置有采血针并且能够驱动所述采血针进行扎入和拔出动作，其中：

所述自动采血装置还包括成像仪和距离传感器；

所述成像仪用于对预定的采血区域进行图像采集，并将采集到的图像信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的所述图像信息确定采血位置；

所述距离传感器用于检测所述采血针与所述采血位置之间的距离，并将采集到的距离信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的所述距离信息控制所述采血臂的动作。

2.根据权利要求1所述的自动采血装置，其特征在于，

所述位置移动机构包括均与所述控制单元信号连接的第一移动单元、第二移动单元和第三移动单元；其中，

所述第一移动单元具有固定部和可动部，所述第一移动单元的固定部与所述工作台固定连接，所述第一移动单元的可动部能够相对于所述工作台沿第一方向移动；

所述第二移动单元具有固定部和可动部，所述第二移动单元的固定部与所述第一移动单元的可动部固定连接，所述第二移动单元的可动部能够相对于所述工作台沿第二方向移动，所述第二方向与所述第一方向垂直；

所述第三移动单元具有固定部和可动部，所述第三移动单元的固定部与所述第二移动单元的可动部固定连接，所述第三移动单元的可动部能够相对于所述工作台沿第三方向移动，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直；并且

所述采血臂设置于所述第三移动单元的可动部。

3.根据权利要求2所述的自动采血装置，其特征在于，

所述位置移动机构还包括第一转动单元和第二转动单元，所述采血臂经由所述第一转动单元和所述第二转动单元设置于所述第三移动单元的可动部；其中，

所述第一转动单元具有固定部和转动部，所述第一转动单元的固定部与所述第三移动单元的可动部固定连接，所述第一转动单元的转动部能够相对于所述工作台沿第一转动方向转动；

所述第二转动单元具有固定部和转动部，所述第二转动单元的固定部与所述第一转动单元的转动部固定连接，所述第二转动单元的转动部能够相对于所述工作台沿第二转动方向转动；

所述采血臂设置于所述第二转动单元的转动部。

4.根据权利要求3所述的自动采血装置，其特征在于，

所述第一移动单元、所述第二移动单元和所述第三移动单元均为由步进马达驱动的丝杠移动机构。

5.根据权利要求3所述的自动采血装置，其特征在于，

所述第一转动单元和所述第二转动单元均为由步进马达驱动的转动机构。

6.根据权利要求1～5任一项所述的自动采血装置，其特征在于，所述采血臂包括：

连接件；

采血针套筒，所述采血针套筒的一端用于固定所述采血针，所述采血针套筒的另一端设置有与所述采血针连通的导管；

压力传感器，所述压力传感器用于检测所述采血针受到的压力；以及

回血传感器，所述回血传感器用于检测所述导管中是否有血液流过。

7.根据权利要求1或2所述的自动采血装置，其特征在于：

所述距离传感器为激光式距离传感器。

8.一种自动采血方法，其使用了根据权利要求1～7任一项所述的自动采血装置，所述自动采血方法包括：

扎入位置判断步骤：在被采血对象就位后，所述成像仪对预定的采血区域进行图像采集，并将采集到的图像信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的图像信息判断供所述采血针扎入的扎入位置；

采血针定位步骤：所述位置移动机构在所述控制单元的控制下将所述采血臂移动到所述扎入位置上方，所述距离传感器检测所述采血针的当前位置，并将采集到的当前位置信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的所述当前位置信息控制所述位置移动机构的动作，使得所述采血针移动到在所述扎入位置上方预定距离处的采血针暂停位置；

采血针扎入步骤：所述采血臂在所述控制单元的控制下驱动所述采血针执行扎入动作，使得所述采血针扎入到所述扎入位置；

采血针停止步骤：在所述采血针扎入到所述扎入位置后或者在所述采血针执行了预定的扎入深度时，所述控制单元停止所述采血针的扎入动作；以及

采血针拔出步骤：所述控制单元控制所述采血臂进行拔出动作，将所述采血针从所述扎入位置拔出。

9.根据权利要求8所述的自动采血方法，其特征在于：

在所述采血针停止步骤中，在所述采血针扎入的过程中检测所述采血针是否扎入到正确的扎入位置，其中：

如果在所述采血针扎入到所述预定的扎入深度时检测到所述采血针扎入到正确的扎入位置，则使所述采血针停止在当前的位置进行采血，并且在采集到预定数量的血液后进行所述采血针拔出步骤；

如果在所述采血针扎入到所述预定的扎入深度后未检测到所述采血针扎入到正确的扎入位置，则立即进行所述采血针拔出步骤。

10.根据权利要求8或9所述的自动采血方法，其特征在于：

所述预定的扎入深度在大于等于3mm且小于等于4mm的范围内。

11.一种自动采血方法，其使用了根据权利要求3所述的自动采血装置，所述自动采血方法包括：

扎入位置判断步骤：在被采血对象就位后，所述成像仪对预定的采血区域进行图像采集，并将采集到的图像信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的图像信息判断供所述采血针扎入的扎入位置；

采血针定位步骤：所述位置移动机构在所述控制单元的控制下将所述采血臂移动到所述扎入位置上方，所述距离传感器检测所述采血针的当前位置，并将采集到的当前位置信息传送给所述控制单元，所述控制单元根据采集到的所述当前位置信息控制所述位置移动机构的动作，使得所述采血针移动到在所述扎入位置上方预定距离处的采血针暂停位置；

采血针角度调整步骤：所述控制单元利用所述成像仪和/或所述距离传感器采集的信息判断所述采血针的姿势，并根据判断结果控制所述第一转动单元和/或所述第二转动单元转动，直到所述采血针以相对于被采血对象的皮肤在大于等于10°且小于等于20°范围内的倾斜角度对准所述扎入位置；

采血针扎入步骤：所述采血臂在所述控制单元的控制下驱动所述采血针执行扎入动作，使得所述采血针扎入到所述扎入位置，然后，所述控制单元控制所述第一转动单元和/或所述第二转动单元转动，使得所述采血针相对于被采血对象的皮肤的倾斜角度处于大于等于3°且小于等于8°的范围内，然后所述采血针继续执行扎入动作直到预定的扎入深度；

采血针停止步骤：在所述采血针扎入到所述预定的扎入深度时，所述控制单元停止所述采血针的扎入动作；以及

采血针拔出步骤：所述控制单元控制所述采血臂进行拔出动作，将所述采血针从所述扎入位置拔出。

12.根据权利要求11所述的自动采血方法，其特征在于，

在所述采血针停止步骤中，在所述采血针扎入的过程中检测所述采血针是否扎入到正确的扎入位置，其中：

如果在所述采血针扎入到所述预定的扎入深度时检测到所述采血针扎入到正确的扎入位置，则使所述采血针停止在当前的位置进行采血，并且在采集到预定数量的血液后进行所述采血针拔出步骤；

如果在所述采血针扎入到所述预定的扎入深度后未检测到所述采血针扎入到正确的扎入位置，则立即进行所述采血针拔出步骤。

13.根据权利要求11或12所述的自动采血方法，其特征在于，

所述预定的扎入深度在大于等于3mm且小于等于4mm的范围内。