CN109953804B - 穿刺针角度调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种穿刺针角度调节装置，包括第一调节组件、第二调节组件、连接件和穿刺针组件。其中第一调节组件用于调节穿刺针的偏摆角度，第二调节组件用于调节穿刺针的俯仰角度，连接件用于固定连接第一和第二调节组件，且使第二调节组件能够相对于第一调节组件移动，穿刺针组件包括穿刺针和机械臂，穿刺针通过机械臂安装在第二调节组件的滑座上。利用本发明的穿刺针角度调节装置能够方便地对穿刺针的角度进行调节。

Description

穿刺针角度调节装置
技术领域
本发明涉及一种穿刺针角度调节装置，具体地涉及用于自动采血机械人的穿刺针角度调节装置。
背景技术
通常，在医院、采血站等场所，被采血对象数量众多，由医护人员实施人工采血。在例如某些三甲医院中，需要多名医护人员长时间工作，甚至是超时工作，致使医护人员持续地处于一种精力高度集中的状态。在这种长时间的重复采血作业中，医护人员容易产生身体和心理双重疲劳，导致不期望的医疗失误出现。
为了节省人力以及减少医疗失误，已经出现了专门用于替代医护人员为患者采血的采血机器人，只要被采血对象的手臂就位，采血机器人就可以自动完成采血动作，医护人员只需要更换采集血液的试管。但是，由于设计方面的缺陷，已有的采血机器人在机械结构和运行方式两方面均不理想，例如夹持采血针的采血机械臂不能很好地调节采血针的角度，致使采血舒适度低，难以满足更高的使用需求。
发明内容
有鉴于此，本发明设计了一种穿刺针角度调节装置，通过弧形轨道的运动实现穿刺针角度调整，从而具有更高的采血舒适度。具体地，本发明包括以下内容。
一种穿刺针角度调节装置，其包括第一调节组件、第二调节组件、连接件和穿刺针组件，其中：
所述第一调节组件用于调节穿刺针的偏摆角度，包括第一静止机构和第一可动机构，且所述第一静止机构包括第一弧形导轨，第一可动机构包括沿所述第一弧形导轨移动的第一滑座；
所述第二调节组件用于调节穿刺针的俯仰角度，包括第二静止机构和第二可动机构，且所述第二静止机构包括第二弧形导轨，所述第二可动机构包括能够沿所述第二弧形导轨移动的第二滑座；
所述连接件分别固定连接所述第一滑座和所述第二弧形导轨，从而通过所述第一滑座的移动使所述第二调节组件能够相对于第一调节组件移动；
所述穿刺针组件包括穿刺针和机械臂，所述穿刺针通过所述机械臂安装在所述第二滑座上。
在某些实施方案中，所述穿刺针的针尖能够同时落在所述第一弧形导轨的轴线和所述第二弧形导轨的轴线上。
在某些实施方案中，在所述第一调节组件中，所述第一可动机构还包括第一齿轮和第一电机，且所述第一弧形导轨的外侧表面具有齿面；所述第一齿轮与所述齿面啮合，所述第一电机能够驱动所述第一齿轮转动，进而驱动所述第一滑座沿所述第一弧形导轨移动。
在某些实施方案中，在所述第二调节组件中，所述第二可动机构还包括第二齿轮和第二电机，且所述第二弧形导轨的内侧表面具有齿面；所述第二齿轮与所述齿面啮合，所述第二电机驱动所述第二齿轮转动，进而驱动所述第二滑座沿所述第二弧形导轨移动。
在某些实施方案中，所述第一弧形导轨的弧度为2π/3以下，和/或所述第二弧形导轨的弧度为π/2以下。
在某些实施方案中，所述第一弧形导轨的两端，和/或所述第二弧形导轨的两端分别具有限位块。
在某些实施方案中，所述第一弧形导轨与所述第一滑座之间，和/或所述第二弧形导轨与所述第二滑座之间以卡合方式可移动连接。
在某些实施方案中，所述第一滑座的运动平面与所述第二滑座的运动平面相互垂直。
在某些实施方案中，所述机械臂以可拆卸的方式夹持所述穿刺针。
在某些实施方案中，所述第二调节组件设置在所述第一弧形导轨的内侧上方。
本发明的装置本发明的装置结构简单，控制方便，可应用于自动采血装置上，能够提高采血针调节准确度，进而提高扎针准确度和采血过程的舒适度。
优选地，本发明的穿刺针角度调节装置中第二调节组件位于所述第一弧形导轨的内侧上方。这样的布置使装置在功能实现和结构设计上更为合理，结构紧凑。
优选地，本发明的穿刺针角度调节装置中，所述第一弧形导轨的弧度为2π/3以下，且所述第二弧形导轨的弧度为π/2以下。这样的设计在满足角度调节需求的前提下，可减小装置的体积和/或重量，并且在装置右前方为被采血对象留有目视观察穿刺针运动的空间。
附图说明
图1为本发明一个实施例的穿刺针角度调节装置的结构示意图。
图2为本发明一个实施例的第一调节组件的结构示意图。
图3为本发明一个实施例的第一静止机构的结构示意图。
图4为本发明一个实施例的第一可动机构的结构示意图。
图5为本发明一个实施例的第二调节组件的结构示意图。
图6为本发明一个实施例的第二静止机构的结构示意图。
图7为本发明一个实施例的第二可动机构的结构示意图。
图8为本发明一个实施例的穿刺针偏摆角度的示意图。
图9为本发明一个实施例的穿刺针俯仰角度的示意图。
附图标记说明如下：
1-第一调节组件，2-第二调节组件，11-第一可动机构，12-第一静止机构，121-第一弧形导轨，122-第一弧形导轨的外侧表面上的齿面，111-第一驱动电机，112-连接件，113-第一齿轮，114-第一滑座，21-第二静止机构，22-第二可动机构，211-连接件，212-第二弧形导轨的内侧表面上的齿面，213-第二弧形导轨，221-第二齿轮，222-第二驱动电机，223-穿刺针，224-第二滑座，2231-穿刺针的针尖。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明设计了一种穿刺针角度调节装置，搭载穿刺针的机械结构主要通过弧形轨道实现，可以方便、快速地对穿刺针的角度进行调节。
实施例1
图1示出了本发明一个实施例的穿刺针角度调节装置的结构示意图，图2～7示出了穿刺针角度调节装置中的各个部件的结构示意图。本发明的穿刺针角度调节装置包含第一调节组件1和第二调节组件2，第一调节组件1中的第一可动机构11包含第一滑座114，第一滑座114上连接有连接件112、第一齿轮113和第一驱动电机111。其中，第一调节组件1中的第一静止机构12包含第一弧形轨道121，第一滑座114与第一弧形轨道121相匹配(卡合方式)，第一滑座114沿第一弧形轨道121做圆弧运动。
其中，第一弧形轨道121的外侧表面(远离弧形轨道轴心方向的一侧)上具有齿面122，齿面122与第一齿轮113啮合，由第一驱动电机111驱动第一齿轮113，从而使第一滑座114沿第一弧形轨道121做圆弧运动。
在本发明的实施例中，第二调节组件2通过连接件211安装在第一调节组件1上。图4中的连接件112与第一滑座114连接，图6中的连接件211与第二静止机构中的第二弧形导轨213连接，将连接件112与连接件211连接起来，从而使第二调节组件2能够相对于第一静止机构1运动。
其中，第二弧形导轨213的内侧表面(靠近弧形轨道轴心方向的一侧)上具有齿面212，与第二滑座224固定连接的第二齿轮221放置在第二弧形导轨213的内侧，第二齿轮221与齿面212啮合，第二驱动电机222驱动齿轮转动，从而带动第二滑座224沿第二弧形导轨213做圆弧运动。
需要注意的是，连接件的设置需确保第一滑座114的圆弧运动的轴线与第二滑座224的圆弧运动的轴线相互垂直。这样设置的好处是在调节穿刺针角度的过程中，能够简化计算处理的过程，缩短调节时间。
在某些实施例中，第一弧形导轨121的弧度为2π/3以下，优选地，第一弧形导轨121的弧度为π；第二弧形导轨213的弧度为π以下，优选地，第二弧形导轨213的弧度为π/2。在满足角度调节需求的前提下可减小装置的体积和/或重量。较佳地，可第一弧形导轨121和/或第二弧形导轨213的两个端部处设置限位块，限位块可防止滑座意外脱落，确保装置使用安全。
在本发明的一个或多个实施例中，所述的弧形导轨、滑座等，以及与其对应连接的齿轮、电机等可采用市面上已有的结构，只要能够执行本发明所需要的功能即可，它们的具体结构和工作原理在此不再赘述。
实施例2
基于本发明的穿刺针角度调节装置，工作时，第一调节组件1的第一滑座114做圆弧运动，带动第二调节组件2整体运动，从而调整穿刺针223的偏摆角度(yaw角，图中以α示出)；第二调节组件2的第二滑座224做圆弧运动，可调整穿刺针223的俯仰角度(pitch角，图为以β示出)。
通过对穿刺针223的偏摆角度和/或俯仰角度的调节，可以更加精准地模拟人工采血过程中采血针的角度变化，包括以穿刺针相对于被采血对象的皮肤为10～20度的夹角扎入皮肤，然后进一步通过第一滑座和/或所述第二滑座的移动，以使穿刺针相对于被采血对象的皮肤为3～8度的夹角向前推进一定距离后进行抽血。由此，改善被采血者的采血舒适度。
在某些实施例中，若始终保持穿刺针223的针尖2231既位于第一滑座114的圆弧运动的轴线上，同时也位于第二滑座224的圆弧运动的轴线上，则可以通过第一滑座114和第二滑座224，分别独立地调整223的偏摆角度和俯仰角度。进一步，将本发明的穿刺针角度调节装置放于一个xyz运动平台上，在调整穿刺针223的俯仰角度和偏摆角度时，穿刺针的针尖2231的xyz坐标不会改变，从而可以简化五轴联动的控制策略。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (5)

1.一种具有更高的采血舒适度的穿刺针角度调节装置，其特征在于，包括第一调节组件、第二调节组件、连接件和穿刺针组件，其中：
所述第一调节组件用于调节穿刺针的偏摆角度，包括第一静止机构和第一可动机构，且所述第一静止机构包括第一弧形导轨，第一可动机构包括沿所述第一弧形导轨移动的第一滑座；
所述第一可动机构还包括第一齿轮和第一电机，且所述第一弧形导轨的外侧表面具有齿面；所述第一齿轮与所述齿面啮合，所述第一电机能够驱动所述第一齿轮转动，进而驱动所述第一滑座沿所述第一弧形导轨移动；
所述第二调节组件用于调节穿刺针的俯仰角度，包括第二静止机构和第二可动机构，且所述第二静止机构包括第二弧形导轨，所述第二可动机构包括能够沿所述第二弧形导轨移动的第二滑座；
所述第二可动机构还包括第二齿轮和第二电机，且所述第二弧形导轨的内侧表面具有齿面；所述第二齿轮与所述齿面啮合，所述第二电机驱动所述第二齿轮转动，进而驱动所述第二滑座沿所述第二弧形导轨移动；
所述连接件固定连接所述第一滑座和所述第二弧形导轨，从而通过所述第一滑座的移动使所述第二调节组件能够相对于第一调节组件移动；
所述穿刺针组件包括穿刺针和机械臂，所述穿刺针通过所述机械臂安装在所述第二滑座上；
所述第二调节组件设置在所述第一弧形导轨的内侧上方；
所述第一滑座的运动平面与所述第二滑座的运动平面相互垂直；
所述穿刺针的针尖能够同时落在所述第一弧形导轨的轴线和所述第二弧形导轨的轴线上。
2.根据权利要求1所述的穿刺针角度调节装置，其特征在于，所述第一弧形导轨的弧度为2π/3以下，和/或所述第二弧形导轨的弧度为π以下。
3.根据权利要求2所述的穿刺针角度调节装置，其特征在于，所述第一弧形导轨的两端，和/或所述第二弧形导轨的两端分别具有限位块。
4.根据权利要求1所述的穿刺针角度调节装置，其特征在于，所述第一弧形导轨与所述第一滑座之间，和/或所述第二弧形导轨与所述第二滑座之间以卡合方式可移动连接。
5.根据权利要求1所述的穿刺针角度调节装置，其特征在于，所述机械臂以可拆卸的方式夹持所述穿刺针。
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