CN110236649A - 一种智能化皮肤精准穿孔装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化皮肤精准穿孔装置，具体涉及医疗器械领域，包括机座，所述机座顶部设有支架，所述支架一侧设有工作主机，所述支架顶部设有横撑，所述横撑顶部活动连接有横移架，所述横移架表面贯穿有滑孔，所述滑孔内设有调节杆。本发明通过利用图像识别技术，将感测距离信息和图像信号发送给单片机分析处理，单片机计算出需要的皮肤形状和面积，并绘制穿孔运行轨迹，智能控制第一气缸和第二气缸推动穿孔运动，使穿孔针沿着伤口穿孔运行轨迹移动，控制第三气缸穿孔，第二红外传感器与单片机配合，控制穿孔深度，精准控制穿孔形状、大小和深度，避免刺入过深或取下皮肤与伤口不符的情况，减轻患者痛楚，有利于达到穿孔密度均匀的效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，更具体地说，本发明涉及一种智能化皮肤精准穿孔装置。
背景技术
随着医疗技术的发展，各种疾病都能得到有效治疗，从而缓解人们的痛楚，保证人们的健康，而皮肤重生也已经不是新的话题。
病人被烧伤之后需要从身上其余的地方取下一块皮肤贴在烧伤处。但是取下的皮肤需要穿孔，现在的穿孔都是人工穿孔，由于人工穿孔劳动强度大，对医生来说长时间高度紧张工作可能出现失误，增加患者痛楚，穿孔的间隔密度不均匀，而且取下皮肤形状和面积得不到保证，多取或少取都不利于患者康复。
因此，发明一种智能化皮肤精准穿孔装置很有必要。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种智能化皮肤精准穿孔装置，通过利用图像识别技术，将感测距离信息和图像信号发送给单片机分析处理，单片机计算出需要的皮肤形状和面积，并绘制穿孔运行轨迹，智能控制第一气缸和第二气缸推动穿孔运动，使穿孔针沿着伤口穿孔运行轨迹移动，控制第三气缸穿孔，第二红外传感器与单片机配合，控制穿孔深度，精准控制穿孔形状、大小和深度，避免刺入过深或取下皮肤与伤口不符的情况，减轻患者痛楚，有利于达到穿孔密度均匀的效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能化皮肤精准穿孔装置，包括机座，所述机座顶部设有支架，所述支架一侧设有工作主机，所述支架顶部设有横撑，所述横撑顶部活动连接有横移架，所述横移架表面贯穿有滑孔，所述滑孔内设有调节杆，所述调节杆底端设有穿孔机构，所述横移架一侧设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有限位柄栓；
所述工作主机的连接端设有手持摄像头，所述手持摄像头顶端设有第一红外传感器，所述工作主机内部设有单片机，所述工作主机一侧设有触摸显示屏，所述手持摄像头用于拍摄伤口图片并将图像发送给单片机，单片机根据图像信息和第一红外传感器感测距离信息分析伤口大小形状，并在触摸显示屏显示，单片机编辑运行点，并连接伤口点绘制穿孔运行轨迹；
所述穿孔机构包括安装基板，所述安装基板底部固定连接有两个平行分布的第一滑杆，所述第一滑杆外侧滑动连接有滑套，所述第一滑杆一端设有第一气缸，两个滑套之间设有平行分布的两个第二滑杆，所述第二滑杆一端设有第二气缸，两个所述第二滑杆之间滑动连接有穿孔桩，所述穿孔桩底部固定连接有第三气缸，所述第三气缸输出端固定连接有卡针套件，所述卡针套件轴心处活动连接有穿孔针，所述卡针套件一侧设有第二红外传感器。
在一个优选地实施方式中，所述横撑顶部固定连接有卡位螺栓，所述卡位螺栓顶端螺纹连接有螺母，所述横移架一端设有滑槽，所述卡位螺栓与滑槽相匹配。
在一个优选地实施方式中，所述横移架顶部固定连接有电机，所述横移架内部转动连接有齿轮，所述电机输出轴与齿轮之间设有传动带，所述调节杆一侧固定连接有齿条，所述齿轮与齿条相匹配，所述安装基板与横移架之间设有弹簧，所述限位柄栓与调节杆相匹配。
在一个优选地实施方式中，所述卡针套件包括卡套和卡箍，所述卡套底部设有均匀分布的分隔槽，所述卡箍活动连接在卡套外侧，且卡箍通过螺丝与卡套固定连接。
在一个优选地实施方式中，所述机座底部设有自锁滚轮，所述机座一侧设有收纳抽屉，所述支架与工作主机均与机座固定连接。
在一个优选地实施方式中，所述手持摄像头与第一红外传感器固定连接，且手持摄像头视角与第一红外传感器视角平行，所述穿孔针与第二红外传感器视角平行。
在一个优选地实施方式中，所述第一气缸固定连接在安装基板底部，所述第一气缸固输出轴与滑套固定连接，所述第二气缸与滑套固定连接，所述第二气缸输出轴与穿孔桩一侧固定连接。
在一个优选地实施方式中，所述单片机的输入端设有A/D转化器，所述单片机的输出端设有D/A转化器，所述手持摄像头、第一红外传感器和第二红外传感器均与A/D转化器电性连接，所述第一气缸、第二气缸和第三气缸均与D/A转化器电性连接，所述触摸显示屏与单片机电性连接。
本发明的技术效果和优点：
1、通过利用图像识别技术，将感测距离信息和图像信号发送给单片机分析处理，单片机计算出需要的皮肤形状和面积，并绘制穿孔运行轨迹，智能控制第一气缸和第二气缸推动穿孔运动，使穿孔针沿着伤口穿孔运行轨迹移动，控制第三气缸穿孔，第二红外传感器与单片机配合，控制穿孔深度，精准控制穿孔形状、大小和深度，避免刺入过深或取下皮肤与伤口不符的情况，减轻患者痛楚，有利于达到穿孔密度均匀的效果；
2、通过卡位螺栓与滑槽匹配，将横移架在横撑顶部直线滑动，并使用螺母固定，实现穿孔机构位置调节的效果，启动电机，电机输出轴通过传动带传动连接齿轮，使齿轮啮合齿条，调节杆竖直移动，并使用限位柄栓固定，实现穿孔机构高度调节的效果，通过自锁滚轮方便装置移动，便于装置使用；
3、通过将穿孔针插接在卡套底部，并使用卡箍套设在卡套外侧，使用螺丝将卡套内压受力，从而使分隔槽闭合夹紧穿孔针，实现穿孔针的安装，结构稳定，且拆解方便，便于消毒，机座一侧设有收纳抽屉，方便存储医疗器件。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明工作主机的结构示意图。
图3为本发明穿孔机构的仰视图。
图4为本发明卡针套件的结构示意图。
图5为本发明图1的A部结构放大图。
图6为本发明穿孔针的运行点分布图。
图7为本发明伤口的穿孔运行轨迹图。
图8为本发明的控制系统结构示意图。
附图标记为：01运行点、02穿孔运行轨迹、1机座、2支架、3工作主机、4横撑、41卡位螺栓、42螺母、5横移架、51滑槽、52电机、53齿轮、54传动带、55齿条、56弹簧、6调节杆、7穿孔机构、71安装基板、72第一滑杆、73滑套、74第一气缸、75第二滑杆、76第二气缸、77穿孔桩、78第三气缸、79卡针套件、791卡套、792卡箍、80穿孔针、8限位柄栓、9手持摄像头、10第一红外传感器、11单片机、12触摸显示屏、13第二红外传感器、14自锁滚轮、15收纳抽屉。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
根据图1-8所示的一种智能化皮肤精准穿孔装置，包括机座1，所述机座1顶部设有支架2，所述支架2一侧设有工作主机3，所述支架2顶部设有横撑4，所述横撑4顶部活动连接有横移架5，所述横移架5表面贯穿有滑孔，所述滑孔内设有调节杆6，所述调节杆6底端设有穿孔机构7，所述横移架5一侧设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有限位柄栓8；
所述工作主机3的连接端设有手持摄像头9，所述手持摄像头9顶端设有第一红外传感器10，所述工作主机3内部设有单片机11，所述工作主机3一侧设有触摸显示屏12，所述手持摄像头9用于拍摄伤口图片并将图像发送给单片机11，单片机11根据图像信息和第一红外传感器10感测距离信息分析伤口大小形状，并在触摸显示屏12显示，单片机11编辑运行点01，并连接伤口点绘制穿孔运行轨迹02；
所述穿孔机构7包括安装基板71，所述安装基板71底部固定连接有两个平行分布的第一滑杆72，所述第一滑杆72外侧滑动连接有滑套73，所述第一滑杆72一端设有第一气缸74，两个滑套73之间设有平行分布的两个第二滑杆75，所述第二滑杆75一端设有第二气缸76，两个所述第二滑杆75之间滑动连接有穿孔桩77，所述穿孔桩77底部固定连接有第三气缸78，所述第三气缸78输出端固定连接有卡针套件79，所述卡针套件79轴心处活动连接有穿孔针80，所述卡针套件79一侧设有第二红外传感器13；
所述手持摄像头9与第一红外传感器10固定连接，且手持摄像头9视角与第一红外传感器10视角平行，所述穿孔针与第二红外传感器13视角平行；
所述第一气缸74固定连接在安装基板71底部，所述第一气缸74固输出轴与滑套73固定连接，所述第二气缸76与滑套73固定连接，所述第二气缸76输出轴与穿孔桩77一侧固定连接；
所述单片机11的输入端设有A/D转化器，所述单片机11的输出端设有D/A转化器，所述手持摄像头9、第一红外传感器10和第二红外传感器13均与A/D转化器电性连接，所述第一气缸74、第二气缸76和第三气缸78均与D/A转化器电性连接，所述触摸显示屏12与单片机11电性连接；
所述单片机11的型号设置为M68HC16，所述第一红外传感器10和第二红外传感器13的型号均设置为GP2Y0A51SK0F。
实施方式具体为：手持摄像头9垂直拍摄伤口图像，利用图像识别技术，将第一红外传感器10感测距离信息和图像信号发送给单片机11分析处理，根据图片中的伤口状况和拍摄距离，计算出需要的皮肤形状和面积，数据计算后，单片机11根据伤口形状和大小编辑运行点01，并连接伤口点绘制穿孔运行轨迹02，在触摸显示屏12智能显示，调节好穿孔针80位置后，启动触发开关，智能控制第一气缸74和第二气缸76推动穿孔桩77运动，使穿孔针80沿着伤口穿孔运行轨迹02移动，且在编辑好的每个伤口运行点01处短暂停滞，控制第三气缸78停滞时穿孔，第二红外传感器13感测穿孔针80与皮肤距离，发送单片机11分析出穿孔深度，精准控制穿孔形状、大小和深度，避免刺入过深或取下皮肤与伤口不符的情况，减少取下的皮肤面积，减轻患者痛楚，有利于达到穿孔密度均匀的效果。
根据图1-5所示的一种智能化皮肤精准穿孔装置，所述横撑4顶部固定连接有卡位螺栓41，所述卡位螺栓41顶端螺纹连接有螺母42，所述横移架5一端设有滑槽51，所述卡位螺栓41与滑槽51相匹配；
所述横移架5顶部固定连接有电机52，所述横移架5内部转动连接有齿轮53，所述电机52输出轴与齿轮53之间设有传动带54，所述调节杆6一侧固定连接有齿条55，所述齿轮53与齿条55相匹配，所述安装基板71与横移架5之间设有弹簧56，弹簧56使安装基板71更稳定，且能达到减震效果，避免穿刺过程中调节杆6滑动对患者造成的伤害，所述限位柄栓8与调节杆6相匹配；
所述卡针套件79包括卡套791和卡箍792，所述卡套791底部设有均匀分布的分隔槽，所述卡箍792活动连接在卡套791外侧，且卡箍792通过螺丝与卡套791固定连接；
所述机座1底部设有自锁滚轮14，所述机座1一侧设有收纳抽屉15，所述支架2与工作主机3均与机座1固定连接；
实施方式具体为：通过卡位螺栓41与滑槽51匹配，将横移架5在横撑4顶部直线滑动，并使用螺母42固定，实现穿孔机构7位置调节的效果，启动电机52，电机52输出轴通过传动带54传动连接齿轮53，使齿轮53啮合齿条55，调节杆6竖直移动，并使用限位柄栓8固定，实现穿孔机构7高度调节的效果，通过自锁滚轮14方便装置移动，便于装置使用；
将穿孔针80插接在卡套791底部，并使用卡箍792套设在卡套791外侧，使用螺丝将卡套791内压受力，从而使分隔槽闭合夹紧穿孔针80，实现穿孔针80的安装，结构稳定，且拆解方便，便于消毒，机座1一侧设有收纳抽屉15，方便存储医疗器件。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-8，利用图像识别技术，将感测距离信息和图像信号发送给单片机11分析处理，单片机11计算出需要的皮肤形状和面积，并绘制穿孔运行轨迹02，智能控制第一气缸74和第二气缸76推动穿孔桩77运动，使穿孔针80沿着伤口穿孔运行轨迹02移动，控制第三气缸78穿孔，第二红外传感器13与单片机11配合，控制穿孔深度，精准控制穿孔形状、大小和深度，避免刺入过深或取下皮肤与伤口不符的情况，减轻患者痛楚，有利于达到穿孔密度均匀的效果；
参照说明书附图1-5，通过卡位螺栓41与滑槽51匹配，将横移架5在横撑4顶部直线滑动，并使用螺母42固定，实现穿孔机构7位置调节的效果，启动电机52，电机52输出轴通过传动带54传动连接齿轮53，使齿轮53啮合齿条55，调节杆6竖直移动，并使用限位柄栓8固定，实现穿孔机构7高度调节的效果，通过自锁滚轮14方便装置移动，便于装置使用；
参照说明书附图1和4，将穿孔针80插接在卡套791底部，并使用卡箍792套设在卡套791外侧，使用螺丝将卡套791内压受力，从而使分隔槽闭合夹紧穿孔针80，实现穿孔针80的安装，结构稳定，且拆解方便，便于消毒，机座1一侧设有收纳抽屉15，方便存储医疗器件。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种智能化皮肤精准穿孔装置，包括机座(1)，其特征在于：所述机座(1)顶部设有支架(2)，所述支架(2)一侧设有工作主机(3)，所述支架(2)顶部设有横撑(4)，所述横撑(4)顶部活动连接有横移架(5)，所述横移架(5)表面贯穿有滑孔，所述滑孔内设有调节杆(6)，所述调节杆(6)底端设有穿孔机构(7)，所述横移架(5)一侧设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有限位柄栓(8)；
所述工作主机(3)的连接端设有手持摄像头(9)，所述手持摄像头(9)顶端设有第一红外传感器(10)，所述工作主机(3)内部设有单片机(11)，所述工作主机(3)一侧设有触摸显示屏(12)，所述手持摄像头(9)用于拍摄伤口图片并将图像发送给单片机(11)，单片机(11)根据图像信息和第一红外传感器(10)感测距离信息分析伤口大小形状，并在触摸显示屏(12)显示，单片机(11)编辑运行点(01)，并连接伤口点绘制穿孔运行轨迹(02)；
所述穿孔机构(7)包括安装基板(71)，所述安装基板(71)底部固定连接有两个平行分布的第一滑杆(72)，所述第一滑杆(72)外侧滑动连接有滑套(73)，所述第一滑杆(72)一端设有第一气缸(74)，两个滑套(73)之间设有平行分布的两个第二滑杆(75)，所述第二滑杆(75)一端设有第二气缸(76)，两个所述第二滑杆(75)之间滑动连接有穿孔桩(77)，所述穿孔桩(77)底部固定连接有第三气缸(78)，所述第三气缸(78)输出端固定连接有卡针套件(79)，所述卡针套件(79)轴心处活动连接有穿孔针(80)，所述卡针套件(79)一侧设有第二红外传感器(13)。
2.根据权利要求1所述的一种智能化皮肤精准穿孔装置，其特征在于：所述横撑(4)顶部固定连接有卡位螺栓(41)，所述卡位螺栓(41)顶端螺纹连接有螺母(42)，所述横移架(5)一端设有滑槽(51)，所述卡位螺栓(41)与滑槽(51)相匹配。
3.根据权利要求1所述的一种智能化皮肤精准穿孔装置，其特征在于：所述横移架(5)顶部固定连接有电机(52)，所述横移架(5)内部转动连接有齿轮(53)，所述电机(52)输出轴与齿轮(53)之间设有传动带(54)，所述调节杆(6)一侧固定连接有齿条(55)，所述齿轮(53)与齿条(55)相匹配，所述安装基板(71)与横移架(5)之间设有弹簧(56)，所述限位柄栓(8)与调节杆(6)相匹配。
4.根据权利要求1所述的一种智能化皮肤精准穿孔装置，其特征在于：所述卡针套件(79)包括卡套(791)和卡箍(792)，所述卡套(791)底部设有均匀分布的分隔槽，所述卡箍(792)活动连接在卡套(791)外侧，且卡箍(792)通过螺丝与卡套(791)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能化皮肤精准穿孔装置，其特征在于：所述机座(1)底部设有自锁滚轮(14)，所述机座(1)一侧设有收纳抽屉(15)，所述支架(2)与工作主机(3)均与机座(1)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种智能化皮肤精准穿孔装置，其特征在于：所述手持摄像头(9)与第一红外传感器(10)固定连接，且手持摄像头(9)视角与第一红外传感器(10)视角平行，所述穿孔针与第二红外传感器(13)视角平行。
7.根据权利要求1所述的一种智能化皮肤精准穿孔装置，其特征在于：所述第一气缸(74)固定连接在安装基板(71)底部，所述第一气缸(74)固输出轴与滑套(73)固定连接，所述第二气缸(76)与滑套(73)固定连接，所述第二气缸(76)输出轴与穿孔桩(77)一侧固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种智能化皮肤精准穿孔装置，其特征在于：所述单片机(11)的输入端设有A/D转化器，所述单片机(11)的输出端设有D/A转化器，所述手持摄像头(9)、第一红外传感器(10)和第二红外传感器(13)均与A/D转化器电性连接，所述第一气缸(74)、第二气缸(76)和第三气缸(78)均与D/A转化器电性连接，所述触摸显示屏(12)与单片机(11)电性连接。
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- 2019-07-01 CN CN201910583374.3A patent/CN110236649B/zh active Active
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