CN111643095B - 一种全自动采血辅助装置及其控制方法 - Google Patents

一种全自动采血辅助装置及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111643095B
CN111643095B CN202010637643.2A CN202010637643A CN111643095B CN 111643095 B CN111643095 B CN 111643095B CN 202010637643 A CN202010637643 A CN 202010637643A CN 111643095 B CN111643095 B CN 111643095B
Authority
CN
China
Prior art keywords
blood
recovery
blood collection
collection tube
sliding rail
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010637643.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111643095A (zh
Inventor
叶霖
欧阳浩
韩斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji Medical College of Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Tongji Medical College of Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji Medical College of Huazhong University of Science and Technology filed Critical Tongji Medical College of Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN202010637643.2A priority Critical patent/CN111643095B/zh
Publication of CN111643095A publication Critical patent/CN111643095A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111643095B publication Critical patent/CN111643095B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/15—Devices for taking samples of blood
    • A61B5/150007—Details
    • A61B5/150015—Source of blood
    • A61B5/15003—Source of blood for venous or arterial blood
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/15—Devices for taking samples of blood
    • A61B5/150007—Details
    • A61B5/150206—Construction or design features not otherwise provided for; manufacturing or production; packages; sterilisation of piercing element, piercing device or sampling device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/15—Devices for taking samples of blood
    • A61B5/150007—Details
    • A61B5/150206—Construction or design features not otherwise provided for; manufacturing or production; packages; sterilisation of piercing element, piercing device or sampling device
    • A61B5/150259—Improved gripping, e.g. with high friction pattern or projections on the housing surface or an ergonometric shape
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/15—Devices for taking samples of blood
    • A61B5/150007—Details
    • A61B5/150732—Needle holders, for instance for holding the needle by the hub, used for example with double-ended needle and pre-evacuated tube
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/15—Devices for taking samples of blood
    • A61B5/150007—Details
    • A61B5/150748—Having means for aiding positioning of the piercing device at a location where the body is to be pierced
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/15—Devices for taking samples of blood
    • A61B5/153—Devices specially adapted for taking samples of venous or arterial blood, e.g. with syringes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

本发明提供一种全自动采血辅助装置，包括采血装置、辅助装置、连接装置，回收装置、手臂固定装置、检测装置和控制装置。能够自动进行采血针和采血管的连接和拆卸，彻底避免了采血过程中的任何接触可能性，实现真正意义上的全自动采血。本发明还提供一种全自动采血辅助装置的控制方法，通过多维运动控制，完成采血针和采血管的自动连接和拆卸，实现采血过程的完全自动化。并精确调整了采血针和采血管的自动连接过程中的各向标准间距，对采血针和采血管的多维运动进行校正，提高采血针和采血管的自动连接准确性。

Description

一种全自动采血辅助装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及自动采血技术领域，更具体的是，本发明涉及一种全自动采血辅助装置及其控制方法。
背景技术
浅表静脉穿刺采血是临床常规操作，目前基本由医务人员手动完成，一次穿刺成功率与医务人员的经验有很大关系。并且，人工穿刺时不可避免会有人人接触，更高概率因接触传播导致传染病爆发，危害医务人员。
中国发明专利202010063352.7公开一种自动静脉穿刺机及其控制方法，通过对穿刺臂的水平方向，高度方向和穿刺臂的转角调节，且穿刺臂与连接架的角度也可调，实现采血针的进针的五维调节，提高穿刺成功率。
中国发明专利202010405894.8公开一种血样采集装置及其控制方法，提供了采血针的多维调节方法，能对穿刺臂的水平轴向、径向以及竖直方向进行调节，还能控制穿刺臂水平方向和竖直方向的旋转，实现采血针包括进针深度的多维调节，调节精度高，提高了穿刺成功率。
但是，上述对比文件虽然能够自动夹取采血针，并控制进针实现浅表静脉穿刺，但是采血过程还需要采血针与采血管连接，以及采血完成后拆卸采血针以获得采血管中的血样等，而上述文件中并没有介绍其过程，说明上述两个过程并不能实现机械控制，仍需人工操作采血针与采血管装卸。虽然在一定程度上避免了人人接触，但是还是不可以避免会有人和物体(采血针，采血管、敷贴等)的接触，导致人与人的间接接触，仍有很高的概率因接触传播导致传染病爆发，并没有实现真正意义上的全自动采血。
发明内容
本发明的一个目的是设计开发了一种全自动采血辅助装置，能够自动进行采血针和采血管的连接和拆卸，彻底避免了采血过程中的任何接触可能性，实现真正意义上的全自动采血。
本发明的另一个目的是设计开发了一种全自动采血辅助装置的控制方法，通过多维运动控制，完成采血针和采血管的自动连接和拆卸，实现采血过程的完全自动化。
本发明还精确调整了采血针和采血管的自动连接过程中的各向标准间距，对采血针和采血管的多维运动进行校正，提高采血针和采血管的自动连接准确性。
本发明提供的技术方案为：
一种全自动采血辅助装置，包括：
支撑板，其上平行间隔设置有一对主滑轨；
采血架，其可滑动设置在所述主滑轨上，用于进行采血操作；
辅助架，其可滑动设置在所述主滑轨上，用于进行辅助采血操作；
第一滑轨，其沿所述支撑板轴向设置在所述支撑板径向一侧，且位于所述支撑板轴向一端；
第一采血管收纳盒，其可滑动设置在所述第一滑轨上；
第二滑轨，其平行所述第一滑轨设置在所述第一滑轨和所述支撑板之间；
第一采血管收纳柱，其可滑动设置在所述第二滑轨上；
第三滑轨，其竖直固定设置在靠近所述支撑板轴向一端所述第二滑轨轴向一端；
第四滑轨，其水平设置在所述第三滑轨上，且能够沿所述第三滑轨轴向运动；
第一夹取部，其可滑动设置在所述第四滑轨上，用于夹取所述第一采血管收纳盒内的采血管；
调节导轨，其水平垂直设置在所述第一滑轨和第二滑轨之间；
调节架，其可滑动设置在所述调节导轨上；
调节滑轨，其轴向固定设置在所述调节架上；
第二夹取部，其可滑动设置在所述调节滑轨上，用于夹取所述采血架上的采血针的连接采血管一端，并与所述第一采血管收纳柱上的采血管连接。
优选的是，还包括回收装置，其设置在在所述支撑板径向一侧，且位于所述支撑板轴向另一端；
所述回收装置包括：
回收板，其设置在在所述支撑板径向一侧，且位于所述支撑板轴向另一端；
回收架，其固定设置在靠近所述第二滑轨的所述回收板外侧一端；
第一回收滑轨，其轴向固定设置在所述回收架上；
第二回收滑轨，其水平设置在所述第一回收滑轨上，且能够沿所述第一回收滑轨轴向运动；
其中，所述第二回收滑轨与所述第二滑轨位于同一竖直平面内；
第三夹取部，其可滑动设置在所述第二回收滑轨上，用于夹取所述第一采血管收纳柱上的采血管；
第三回收滑轨，其水平垂直所述第二滑轨设置在所述回收板上；
第二采血管收纳柱，其可滑动设置在所述第三回收滑轨上；
分离架，其可滑动设置在所述回收板内侧另一端；
第四夹取部，其轴向可滑动设置在所述分离架上，用于分离所述采血针和采血管；
第四回收滑轨，其平行所述第三回收滑轨设置在所述第三回收滑轨和所述回收架之间；
第二采血管收纳盒，其可滑动设置在所述第四回收滑轨上；
第一回收口，其设置在所述回收板内侧一端，用于回收超声探头保护套；
第二回收口，其设置在所述第一回收口和所述第三回收滑轨之间，用于回收采血针；
第一回收支架，其设置在所述第一回收口和第二回收口之间，且靠近所述第一回收口设置；
第一回收气缸，其可旋转设置在靠近所述第一回收口的所述第一回收支架一侧，用于夹持并回收所述采血针；
第二回收支架，其设置在所述第一回收口和第二回收口之间，且靠近所述第二回收口设置；
第二回收气缸，其可旋转设置在靠近所述第二回收口的所述第二回收支架一侧，用于支撑并回收所述超声探头保护套。
优选的是，还包括：
第一上料装置，其设置在所述支撑板径向另一侧，且位于所述支撑板轴向另一端，用于连续输送采血针；
第二上料装置，其与所述第一上料装置位于所述支撑板同侧，且位于所述支撑板轴向一端，用于连续输送超声探头保护套；
第三上料装置，其位于所述第一上料装置和第二上料装置之间，用于连续输送敷贴。
优选的是，所述采血架包括：
采血支撑架，其可滑动设置在所述主滑轨上；
采血滑轨，其水平设置在所述采血支撑架上，且能够沿所述采血支撑架轴向运动；
第一采血连接板，其可滑动设置在所述采血滑轨上；
第二采血连接板，其为L型，且一端水平可旋转设置在所述第一采血连接板上；
第三采血连接板，其为L型，且一端竖直可旋转设置在所述第二采血连接板的另一端；
采血动力机构，其固定设置在所述第三采血连接板的另一端；
采血针夹持装置，其固定设置在所述采血动力机构的输出端，用于夹持采血针；
所述采血针夹持装置包括：
第一夹持部，其固定设置在所述采血动力机构的输出端；
第二夹持部，其可滑动设置在所述采血动力机构的输出端；
夹持动力机构，其输出端与所述第二夹持部连接，用于驱动所述第二夹持部靠近或者远离所述第一夹持部运动。
优选的是，所述辅助架包括：
辅助支撑架，其可滑动设置在所述主滑轨上；
辅助滑轨，其水平设置在所述辅助支撑架上，且能够沿所述辅助支撑架轴向运动；
第一辅助连接板，其可滑动设置在所述辅助滑轨上；
第二辅助连接板，其为L型，且一端水平可旋转设置在所述第一辅助连接板上；
第三辅助连接板，其为L型，且一端竖直可旋转设置在所述第二辅助连接板的另一端；
辅助动力机构，其固定设置在所述第三辅助连接板的另一端，且输出端设置有超声探头；
贴敷部，其固定设置在所述第三辅助连接板的另一端上，且位于远离所述超声探头一端。
优选的是，还包括手臂固定装置，其可拆卸设置在所述支撑板和所述第二滑轨之间；
所述手臂固定装置包括：
手臂固定板，其可拆卸水平设置在所述支撑板和所述第二滑轨之间；
手臂支撑架，其固定设置在所述手臂固定板轴向一端；
手臂加压固定圈，其为圆环状结构，且固定设置在靠近所述手臂固定板一端的所述手臂支撑架一端，用于固定加压手臂；
一对滑道，其对称间隔设置在所述手臂固定板轴向另一端；
调节板，其可滑动设置在所述滑道上；
手部固定架，其固定设置在所述调节板上，用于固定手部；
支撑垫，其固定设置在所述手臂支撑架另一端，且顶面为内凹弧面，用于支撑手臂；
导轨钳制器，其固定设置在所述调节板上，用于锁紧或者解锁所述调节板。
优选的是，还包括：
红外检测装置，其设置在所述第二辅助连接板的另一端上，用于确定静脉采血位置；
多个激光传感器，其分别设置在所述采血针夹持装置、第二夹取部和第一采血管收纳柱上，用检测采血针、第二夹取部和第一采血管收纳柱的位置；
控制器，其与所述激光传感器和各个滑轨之间分别连接，用于接收所述激光传感器的检测数据，并控制各个滑轨工作。
一种全自动采血辅助装置的控制方法，包括如下步骤：
步骤1：建立笛卡尔三维坐标系；
其中，所述笛卡尔坐标系的坐标原点为支撑板上任意一点；所述支撑板所在平面为xy平面，且支撑板轴向为x轴，径向方向为y轴，采血支撑架轴向为z轴；
步骤2：控制第一夹取部和第一采血管收纳盒运动，实现第一夹取部夹取采血管，再控制第一采血管收纳柱和第一夹取部运动，将采血管置于第一采血管收纳柱内；
步骤3：确定第一夹持部靠近第二夹持部一侧的中心坐标(x1′,y1′,z1′)以及第二夹持部靠近第一夹持部一侧的中心坐标(x2′,y2′,z2′)；
控制第二采血连接板旋转，且旋转角度θ1满足：
其中，当θ1>0时，第二采血连接板顺时针旋转，当θ1<0时，第二采血连接板逆时针旋转；
控制第三采血连接板旋转，且旋转角度θ2满足：
其中，当θ2>0时，第三采血连接板顺时针旋转，当θ2<0时，第三采血连接板逆时针旋转；
步骤4：确定第二夹取部的夹持点坐标(x0,y0,z0)；
调整采血针的轴向位置，使采血支撑架沿支撑板轴向运动，且轴向运动距离Lx为：
式中，ξ为标准轴向间距，当Lx>0时，沿坐标系的x轴负向滑动，Lx<0时，沿坐标系的x轴正向滑动；
调整采血针的径向位置，使第一连接板沿采血滑轨轴向运动，且轴向运动距离Ly为：
Ly＝y1′-y0+σ；
式中，σ为标准径向间距，当Ly>0时，沿坐标系的y轴负向滑动，Ly<0时，沿坐标系的y轴正向滑动；
调整采血针的竖直方向位置，使采血滑轨沿采血支撑架轴向运动，且轴向运动距离Lz为：
式中，ζ为标准竖直间距，当Lz>0时，沿坐标系的z轴负向滑动，Lz<0时，沿坐标系的z轴正向滑动；
步骤5：控制第二夹取部夹持采血针的连接采血管一端，确定第一采血管收纳柱的中心位置坐标(xb,yb,zb)，并控制第一采血管收纳柱沿第二滑轨轴向运动，且第一采血管收纳柱的运动距离为：
L＝xb-x0；
其中，当L>0时，沿坐标系的x轴负向滑动，L<0时，沿坐标系的x轴正向滑动；
步骤6：当采血针的采血一端完成穿刺点穿刺后，控制第二夹取部沿调节滑轨轴向靠近所述第一采血管收纳柱运动，将采血针的连接采血管一端插入所述才血管内，完成采血收集。
优选的是，在所述步骤2中，
所述标准轴向间距ξ满足：
所述标准径向间距σ满足：
所述标准竖直间距ζ为：
式中，Ld为第二夹取部的夹持深度，Lmax为第二夹持部的最大夹持厚度，d为采血针的连接采血管一端的直径，Ln为夹持采血针后第一夹持部和第二夹持部的间距，e为自然对数的底数。
优选的是，还包括：
步骤7：完成采血收集后，控制第一采血管收纳柱和第三夹取部运动，夹取所述采血管；
控制第三夹取部和第二采血管收纳柱运动，将所述采血管置于第二采血管收纳柱内；
控制第二采血管收纳柱运动至第四夹取部处，将采血针和采血分离；
控制第二采血管收纳柱和第三夹取部运动，夹取分离后的采血管；
控制第三夹取部和第二采血管收纳盒运动，将分离后的采血管置于第二采血管收纳盒内。
本发明所述的有益效果：
(1)本发明设计开发的全自动采血辅助装置，能够自动进行采血针和采血管的连接和拆卸，彻底避免了采血过程中的任何接触可能性，实现真正意义上的全自动采血。
(2)本发明设计开发的全自动采血辅助装置的控制方法，通过多维运动控制，完成采血针和采血管的自动连接和拆卸，实现采血过程的完全自动化。本发明还精确调整了采血针和采血管的自动连接过程中的各向标准间距，对采血针和采血管的多维运动进行校正，提高采血针和采血管的自动连接准确性。
附图说明
图1为本发明所述全自动采血辅助装置的结构示意图。
图2为本发明所述采血架、辅助架和手臂固定装置的结构示意图。
图3为本发明所述采血架和辅助架的结构示意图。
图4为本发明所述采血架的结构示意图。
图5为本发明所述采血架的局部结构示意图。
图6为本发明所述辅助架的局部结构示意图。
图7为本发明所述辅助架的局部结构示意图。
图8为本发明所述用于连接采血管和采血针的装置的结构示意图。
图9为本发明所述用于连接采血管和采血针的装置的结构示意图。
图10为本发明所述回收装置的结构示意图。
图11为本发明所述回收装置的结构示意图。
附图标记说明
100.支撑板；110.主滑轨；120.第一滑轨；121.第一采血管收纳盒；130.第二滑轨；131.第一采血管收纳柱；140.第三滑轨；150.第四滑轨；160.第一夹取部；170.调节导轨；171.调节架；172.调节滑轨；200.采血架；210.采血支撑架；220.采血滑轨；230.第一采血连接板；240.第二采血连接板；250.第三采血连接板；260.动力机构；270.采血针夹持装置；271.第一夹持部；272.第二夹持部；273.夹持动力机构；300.辅助架；310.辅助支撑架；320.辅助滑轨；330.第一辅助连接板；340.第二辅助连接板；350.第三辅助连接板；360.辅助动力机构；370.超声探头；380.贴敷部；400.回收装置；410.回收板；420.回收架；421.第一回收滑轨；422.第二回收滑轨；423.第三夹取部；430.第三回收滑轨；431.第二采血管收纳柱；440.分离架；441.第四夹取部；450.第四回收滑轨；451.第二采血管收纳盒；460.第一回收口；461.第一回收支架；462.第一回收气缸；470.第二回收口；471.第二回收支架；472.第二回收气缸；500.第一上料装置；600.第二上料装置；700.第三上料装置；800.手臂固定装置；810.手臂固定板；820.手臂支撑架；830.手臂加压固定圈；840.滑道；850.调节板；860.导轨钳制器；870.手部固定架；880.支撑垫。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。
如图1-11所示，本发明提供一种全自动采血辅助装置，包括：支撑板100，其上平行间隔设置有一对主滑轨110。在主滑轨110上可滑动设置有采血架200，用于进行采血操作。在主滑轨110上还设置有辅助架300，用于进行采血辅助操作。在支撑板110的径向一侧并沿支撑板110轴向设置有第一滑轨120，且该第一滑轨110位于支撑板100轴向一端。在第一滑轨120上可滑动设置有第一采血管收纳盒121。在第一滑轨120和支撑板110之间平行第一滑轨120设置有第二滑轨130，在第二滑轨130上可滑动设置有第一采血管收纳柱131。在靠近支撑板100轴向一端的第二滑轨130轴向一端竖直固定设置有第三滑轨140，在第三滑轨140上水平设置有第一滑动板，该第一滑动板能够沿第三滑轨140轴向运动，在第一滑动板上固定设置有第四滑轨150，使得第四滑轨150能够沿第三滑轨140轴向运动。在第四滑轨150上可滑动设置有第一夹取部160(其主要通过两个夹持部和气缸实现夹持部的打开或者夹紧，为现有常用结构，再此不做赘述)，用于夹取第一采血管收纳盒121内的采血管。在第一滑轨120和第二滑轨130之间水平垂直设置有调节导轨170，在调节导轨170上可滑动设置有调节架171，在调节架171上轴向固定设置有调节滑轨172，在调节滑轨172上可滑动设置有第二夹取部173(其结构与第一夹取部160类似，仅是夹持部的朝向不同而已)，用于夹取采血架200上的采血针的连接采血管一端，并与第一采血管收纳柱131上的采血管连接。
本实施例中，还包括回收装置400，其设置在支撑板100径向一侧，且位于支撑板100轴向另一端。所述的回收装置400包括：回收板410，其设置在在支撑板100径向一侧，且位于支撑板100轴向另一端。在靠近第二滑轨130的回收板410外侧一端固定设置有回收架420，在回收架420上轴向固定设置有第一回收滑轨421。在第一回收滑轨421上水平设置有第二滑动板，且该第二滑动板能够沿第一回收滑轨轴向运动。在该第二滑动板上固定设置有第二回收滑轨422，使其能够跟随第二滑动板沿第一回收滑轨421轴向运动，所述的第二回收滑轨422与第二滑轨130位于同一竖直平面内，便于采血管的夹取运输。在第二回收滑轨422可滑动设置有第三夹取部423(其结构与第二夹取部的结构一致)，用于夹取第一采血管收纳柱131上的采血管并进行输送。在回收板410上且水平垂直第二滑轨130设置有第三回收滑轨430，在第三回收滑轨430上可滑动设置有第二采血管收纳柱431。在回收板410内侧另一端可滑动设置有分离架440，通过滑轨在分离架440上轴向可滑动设置有第四夹取部441(其结构与第二夹取部结构一致)，其轴向可滑动设置在所述分离架上，用于分离采血针和采血管。在第三回收滑轨430和回收架420之间平行第三回收滑轨430设置有第四回收滑轨450，在第四回收滑轨450上可滑动设置有第二采血管收纳盒451。在回收板410内侧一端设置有第一回收口460，用于回收超声探头保护套。在第一回收口460和第三回收滑轨430之间设置有第二回收口470，用于回收采血针。在第一回收口460和第二回收口470之间且靠近第一回收口460设置有第一回收支架461，在靠近第一回收口460的第一回收支架461一侧竖直可旋转设置第一回收气缸462，用于夹持并回收所述采血针，具体使当采血针输送过来后，经第一回收气缸462夹持采血针，再通过第四夹取部441进行采血针和采血管的分离后，第一回收气缸462旋转180度，使得采血针朝下，并松开气缸，采血针顺着第一回收口460落下，实现采血针的收集。在第一回收口460和第二回收口之间，且靠近第二回收口470设置第二回收支架471，在靠近第二回收口470的第二回收支架471一侧竖直可旋转设置第二回收气缸472，用于支撑并回收超声探头保护套，回收过程与回收采血针类似。
本实施例中，还包括：第一上料装置500，其设置在支撑板100径向另一侧，且位于支撑板100轴向另一端，用于连续输送采血针，具体通过输送带和辊筒实现采血针的连续输送。第二上料装置600，其与第一上料装置500位于支撑板100同侧，且位于支撑板100轴向一端，用于连续输送超声探头保护套，具体通过输送带、辊筒、单轴机器人和气缸夹持装置实现超声探头保护套的连续输送。第三上料装置700，其位于第一上料装置500和第二上料装置600之间，用于连续输送敷贴。其同样通过输送带和辊筒来连续输送敷贴。而通过辊筒和输送带、单轴机器人以及动力机构实现物料输送的装置均有现有常见装置，其结构在此不作赘述。
所述的采血架200包括：采血支撑架210，其可滑动设置在主滑轨110上；在采血支撑架210上轴向固定设置有竖直滑轨，在滑轨上水平设置有第三滑动板，其能够沿竖直滑轨轴向即采血架200轴向运动。在第三滑动板上固定设置有采血滑轨220，使得采血滑轨220能够跟随第三滑动板沿采血支撑架210轴向运动。在采血滑轨220上可滑动设置有第一采血连接板230。还设置有第二采血连接板240，其为L型，且一端水平可旋转设置在第一采血连接板上230。以及第三采血连接板250，其为L型，且一端竖直可旋转设置在第二采血连接板240的另一端。在第三采血连接板250的另一端固定设置有采血动力机构260，并在该采血动力机构的输出端固定设置有采血针夹持装置270，用于夹持采血针。所述的采血针夹持装置270包括第一夹持部271，其固定设置在采血动力机构260的输出端。在采血动力机构260的输出端还可滑动设置有第二夹持部272，其与第一夹持部271相对设置，与第二夹持部272连接设置有夹持动力机构273，优选为气缸，用于驱动第二夹持部272靠近或者远离第一夹持部271运动，实现对采血针的夹持和放下。
所述辅助架300包括：辅助支撑架310，其可滑动设置在主滑轨110上。在辅助支撑架310上通过滑轨和滑动板轴向可滑动设置有辅助滑轨320。在辅助滑轨310上可滑动设置有第一辅助连接板330，还包括第二辅助连接板340，其为L型，且一端水平可旋转设置在第一辅助连接板330上，以及第三辅助连接板350，其为L型，且一端竖直可旋转设置在第二辅助连接板350的另一端。在第三辅助连接板350另一端固定设置有辅助动力机构360，且输出端设置有超声探头370。在第三辅助连接板350的另一端上，且位于远离超声探头370的一端固定设置有贴敷部380。通过控制第三辅助连接板350竖直旋转实现超声探头370和贴敷部380的分别工作。
本实施例，还包括手臂固定装置800，其可拆卸水平设置在支撑板100和第二滑轨130之间，所述的手臂固定装置800包括手臂固定板810，其可拆卸水平设置在支撑板100和第二滑轨130之间。在手臂固定板810的轴向一端固定设置有手臂支撑架820，在靠近手臂固定板810一端的手臂支撑架820一端固定设置有手臂加压固定圈830，其为圆环状结构，用于固定加压手臂，其为类似于测量血压时对手臂进行加压的装置。在手臂固定板810轴向另一端对称间隔设置有一对滑道840。通过滑块在滑道840上可滑动设置有调节板850，并在调节板850底面上设置有导轨钳制器860，用于锁紧或者解锁所述调节板，避免调节板850始终处于自由滑动状态。所述的导轨钳制器860为现有结构，其结构在此不作赘述，优选使用NBK品牌的导轨钳制器860。在调节板850上固定设置有手部固定架870，用于固定手部。在手臂支撑架820的另一端固定设置有支撑垫880，其顶面为内凹弧面，用于支撑手臂。整体结构实现对手臂的固定，便于进行手臂静脉采血。
本实施例中，还包括：红外检测装置，其设置在第二辅助连接板330的另一端上，用于确定静脉采血位置；多个激光传感器，其分别设置在采血针夹持装置、第二夹取部和第一采血管收纳柱上，用检测采血针、第二夹取部和第一采血管收纳柱的位置；控制器，其与激光传感器和各个滑轨之间分别连接，用于接收激光传感器的检测数据，并控制各个滑轨工作。
本发明中的滑轨和导轨均为单轴机器人，旋转连接均是通过旋转电机进行旋转控制。采血动力机构和辅助动力机构均为伺服电机。夹持部均为气缸加持装置。
本发明设计开发的全自动采血辅助装置，能够自动进行采血针和采血管的连接和拆卸，彻底避免了采血过程中的任何接触可能性，实现真正意义上的全自动采血。
本发明还一种全自动采血辅助装置的控制方法，包括如下步骤：
步骤1：建立笛卡尔三维坐标系；
其中，所述笛卡尔坐标系的坐标原点为支撑板上任意一点；所述支撑板所在平面为xy平面，且支撑板轴向为x轴，径向方向为y轴，采血支撑架轴向为z轴；
步骤2：控制第一夹取部和第一采血管收纳盒运动，实现第一夹取部夹取采血管，再控制第一采血管收纳柱和第一夹取部运动，将采血管置于第一采血管收纳柱内；
步骤3：确定第一夹持部靠近第二夹持部一侧的中心坐标(x1′,y1′,z1′)以及第二夹持部靠近第一夹持部一侧的中心坐标(x2′,y2′,z2′)；
控制第二采血连接板旋转，且旋转角度θ1满足：
其中，当θ1>0时，第二采血连接板顺时针旋转，当θ1<0时，第二采血连接板逆时针旋转；
控制第三采血连接板旋转，且旋转角度θ2满足：
其中，当θ2>0时，第三采血连接板顺时针旋转，当θ2<0时，第三采血连接板逆时针旋转；
步骤4：确定第二夹取部的夹持点坐标(x0,y0,z0)；
调整采血针的轴向位置，使采血支撑架沿支撑板轴向运动，且轴向运动距离Lx为：
式中，ξ为标准轴向间距，当Lx>0时，沿坐标系的x轴负向滑动，Lx<0时，沿坐标系的x轴正向滑动；
调整采血针的径向位置，使第一连接板沿采血滑轨轴向运动，且轴向运动距离Ly为：
Ly＝y1′-y0+σ；
式中，σ为标准径向间距，当Ly>0时，沿坐标系的y轴负向滑动，Ly<0时，沿坐标系的y轴正向滑动；
调整采血针的竖直方向位置，使采血滑轨沿采血支撑架轴向运动，且轴向运动距离Lz为：
式中，ζ为标准竖直间距，当Lz>0时，沿坐标系的z轴负向滑动，Lz<0时，沿坐标系的z轴正向滑动；
其中，
所述的标准轴向间距ξ满足：
所述的标准径向间距σ满足：
所述的标准竖直间距ζ为：
式中，Ld为第二夹取部的夹持深度，Lmax为第二夹持部的最大夹持厚度，d为采血针的连接采血管一端的直径，Ln为夹持采血针后第一夹持部和第二夹持部的间距，e为自然对数的底数；
步骤5：控制第二夹取部夹持采血针的连接采血管一端，确定第一采血管收纳柱的中心位置坐标(xb,yb,zb)，并控制第一采血管收纳柱沿第二滑轨轴向运动，且第一采血管收纳柱的运动距离为：
L＝xb-x0；
其中，当L>0时，沿坐标系的x轴负向滑动，L<0时，沿坐标系的x轴正向滑动；
步骤6：当采血针的采血一端完成穿刺点穿刺后，控制第二夹取部沿调节滑轨轴向靠近所述第一采血管收纳柱运动，将采血针的连接采血管一端插入所述才血管内，完成采血收集；
步骤7：完成采血收集后，控制第一采血管收纳柱和第三夹取部运动，夹取所述采血管；
控制第三夹取部和第二采血管收纳柱运动，将所述采血管置于第二采血管收纳柱内；
控制第二采血管收纳柱运动至第四夹取部处，将采血针和采血分离；
控制第二采血管收纳柱和第三夹取部运动，夹取分离后的采血管；
控制第三夹取部和第二采血管收纳盒运动，将分离后的采血管置于第二采血管收纳盒内。
本发明设计开发的全自动采血辅助装置的控制方法，通过多维运动控制，完成采血针和采血管的自动连接和拆卸，实现采血过程的完全自动化。本发明还精确调整了采血针和采血管的自动连接过程中的各向标准间距，对采血针和采血管的多维运动进行校正，提高采血针和采血管的自动连接准确性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种全自动采血辅助装置，其特征在于，包括：
支撑板，其上平行间隔设置有一对主滑轨；
采血架，其可滑动设置在所述主滑轨上，用于进行采血操作；
辅助架，其可滑动设置在所述主滑轨上，用于进行辅助采血操作；
第一滑轨，其沿所述支撑板轴向设置在所述支撑板径向一侧，且位于所述支撑板轴向一端；
第一采血管收纳盒，其可滑动设置在所述第一滑轨上；
第二滑轨，其平行所述第一滑轨设置在所述第一滑轨和所述支撑板之间；
第一采血管收纳柱，其可滑动设置在所述第二滑轨上；
第三滑轨，其竖直固定设置在靠近所述支撑板轴向一端所述第二滑轨轴向一端；
第四滑轨，其水平设置在所述第三滑轨上，且能够沿所述第三滑轨轴向运动；
第一夹取部，其可滑动设置在所述第四滑轨上，用于夹取所述第一采血管收纳盒内的采血管；
调节导轨，其水平垂直设置在所述第一滑轨和第二滑轨之间；
调节架，其可滑动设置在所述调节导轨上；
调节滑轨，其轴向固定设置在所述调节架上；
第二夹取部，其可滑动设置在所述调节滑轨上，用于夹取所述采血架上的采血针的连接采血管一端，并与所述第一采血管收纳柱上的采血管连接；
所述采血架包括：
采血支撑架，其可滑动设置在所述主滑轨上；
采血滑轨，其水平设置在所述采血支撑架上，且能够沿所述采血支撑架轴向运动；
第一采血连接板，其可滑动设置在所述采血滑轨上；
第二采血连接板，其为L型，且一端水平可旋转设置在所述第一采血连接板上；
第三采血连接板，其为L型，且一端竖直可旋转设置在所述第二采血连接板的另一端；
采血动力机构，其固定设置在所述第三采血连接板的另一端；
采血针夹持装置，其固定设置在所述采血动力机构的输出端，用于夹持采血针；
所述采血针夹持装置包括：
第一夹持部，其固定设置在所述采血动力机构的输出端；
第二夹持部，其可滑动设置在所述采血动力机构的输出端；
夹持动力机构，其输出端与所述第二夹持部连接，用于驱动所述第二夹持部靠近或者远离所述第一夹持部运动；
所述全自动采血辅助装置的控制方法包括如下步骤：
步骤1：建立笛卡尔三维坐标系；
其中，所述笛卡尔三维坐标系的坐标原点为支撑板上任意一点；所述支撑板所在平面为xy平面，且支撑板轴向为x轴，径向方向为y轴，采血支撑架轴向为z轴；
步骤2：控制第一夹取部和第一采血管收纳盒运动，实现第一夹取部夹取采血管，再控制第一采血管收纳柱和第一夹取部运动，将采血管置于第一采血管收纳柱内；
步骤3：确定第一夹持部靠近第二夹持部一侧的中心坐标(x1′,y1′,z1′)以及第二夹持部靠近第一夹持部一侧的中心坐标(x2′,y2′,z2′)；
控制第二采血连接板旋转，且旋转角度θ1满足：
其中，当θ1>0时，第二采血连接板顺时针旋转，当θ1<0时，第二采血连接板逆时针旋转；
控制第三采血连接板旋转，且旋转角度θ2满足：
其中，当θ2>0时，第三采血连接板顺时针旋转，当θ2<0时，第三采血连接板逆时针旋转；
步骤4：确定第二夹取部的夹持点坐标(x0,y0,z0)；
调整采血针的轴向位置，使采血支撑架沿支撑板轴向运动，且轴向运动距离Lx为：
式中，ξ为标准轴向间距，当Lx>0时，沿坐标系的x轴负向滑动，Lx<0时，沿坐标系的x轴正向滑动；
调整采血针的径向位置，使第一连接板沿采血滑轨轴向运动，且轴向运动距离Ly为：
Ly＝y1′-y0+σ；
式中，σ为标准径向间距，当Ly>0时，沿坐标系的y轴负向滑动，Ly<0时，沿坐标系的y轴正向滑动；
调整采血针的竖直方向位置，使采血滑轨沿采血支撑架轴向运动，且轴向运动距离Lz为：
式中，ζ为标准竖直间距，当Lz>0时，沿坐标系的z轴负向滑动，Lz<0时，沿坐标系的z轴正向滑动；
步骤5：控制第二夹取部夹持采血针的连接采血管一端，确定第一采血管收纳柱的中心位置坐标(xb,yb,zb)，并控制第一采血管收纳柱沿第二滑轨轴向运动，且第一采血管收纳柱的运动距离为：
L＝xb-x0；
其中，当L>0时，沿坐标系的x轴负向滑动，L<0时，沿坐标系的x轴正向滑动；
步骤6：当采血针的采血一端完成穿刺点穿刺后，控制第二夹取部沿调节滑轨轴向靠近所述第一采血管收纳柱运动，将采血针的连接采血管一端插入所述采血管内，完成采血收集；
在所述步骤2中，
所述标准轴向间距ξ满足：
所述标准径向间距σ满足：/>所述标准竖直间距ζ为：/>式中，Ld为第二夹取部的夹持深度，Lmax为第二夹持部的最大夹持厚度，d为采血针的连接采血管一端的直径，Ln为夹持采血针后第一夹持部和第二夹持部的间距，e为自然对数的底数。
2.如权利要求1所述的全自动采血辅助装置，其特征在于，还包括回收装置，其设置在所述支撑板径向一侧，且位于所述支撑板轴向另一端；
所述回收装置包括：
回收板，其设置在所述支撑板径向一侧，且位于所述支撑板轴向另一端；
回收架，其固定设置在靠近所述第二滑轨的所述回收板外侧一端；
第一回收滑轨，其轴向固定设置在所述回收架上；
第二回收滑轨，其水平设置在所述第一回收滑轨上，且能够沿所述第一回收滑轨轴向运动；
其中，所述第二回收滑轨与所述第二滑轨位于同一竖直平面内；
第三夹取部，其可滑动设置在所述第二回收滑轨上，用于夹取所述第一采血管收纳柱上的采血管；
第三回收滑轨，其水平垂直所述第二滑轨设置在所述回收板上；
第二采血管收纳柱，其可滑动设置在所述第三回收滑轨上；
分离架，其可滑动设置在所述回收板内侧另一端；
第四夹取部，其轴向可滑动设置在所述分离架上，用于分离所述采血针和采血管；
第四回收滑轨，其平行所述第三回收滑轨设置在所述第三回收滑轨和所述回收架之间；
第二采血管收纳盒，其可滑动设置在所述第四回收滑轨上；
第一回收口，其设置在所述回收板内侧一端，用于回收超声探头保护套；
第二回收口，其设置在所述第一回收口和所述第三回收滑轨之间，用于回收采血针；
第一回收支架，其设置在所述第一回收口和第二回收口之间，且靠近所述第一回收口设置；
第一回收气缸，其可旋转设置在靠近所述第一回收口的所述第一回收支架一侧，用于支撑并回收所述超声探头保护套；
第二回收支架，其设置在所述第一回收口和第二回收口之间，且靠近所述第二回收口设置；
第二回收气缸，其可旋转设置在靠近所述第二回收口的所述第二回收支架一侧，用于夹持并回收所述采血针；
所述全自动采血辅助装置的控制方法还包括如下步骤：
步骤7：完成采血收集后，控制第一采血管收纳柱和第三夹取部运动，夹取所述采血管；
控制第三夹取部和第二采血管收纳柱运动，将所述采血管置于第二采血管收纳柱内；
控制第二采血管收纳柱运动至第四夹取部处，将采血针和采血分离；
控制第二采血管收纳柱和第三夹取部运动，夹取分离后的采血管；
控制第三夹取部和第二采血管收纳盒运动，将分离后的采血管置于第二采血管收纳盒内。
3.如权利要求1或2所述的全自动采血辅助装置，其特征在于，还包括：
第一上料装置，其设置在所述支撑板径向另一侧，且位于所述支撑板轴向另一端，用于连续输送采血针。
4.如权利要求3所述的全自动采血辅助装置，其特征在于，所述辅助架包括：
辅助支撑架，其可滑动设置在所述主滑轨上；
辅助滑轨，其水平设置在所述辅助支撑架上，且能够沿所述辅助支撑架轴向运动；
第一辅助连接板，其可滑动设置在所述辅助滑轨上；
第二辅助连接板，其为L型，且一端水平可旋转设置在所述第一辅助连接板上；
第三辅助连接板，其为L型，且一端竖直可旋转设置在所述第二辅助连接板的另一端；
辅助动力机构，其固定设置在所述第三辅助连接板的另一端，且输出端设置有超声探头；
贴敷部，其固定设置在所述第三辅助连接板的另一端上，且位于远离所述超声探头一端。
5.如权利要求4所述的全自动采血辅助装置，其特征在于，还包括：
第二上料装置，其与所述第一上料装置位于所述支撑板同侧，且位于所述支撑板轴向一端，用于连续输送超声探头保护套；
第三上料装置，其位于所述第一上料装置和第二上料装置之间，用于连续输送敷贴。
6.如权利要求1、2、4或5所述的全自动采血辅助装置，其特征在于，还包括手臂固定装置，其可拆卸设置在所述支撑板和所述第二滑轨之间；
所述手臂固定装置包括：
手臂固定板，其可拆卸水平设置在所述支撑板和所述第二滑轨之间；
手臂支撑架，其固定设置在所述手臂固定板轴向一端；
手臂加压固定圈，其为圆环状结构，且固定设置在靠近所述手臂固定板一端的所述手臂支撑架一端，用于固定加压手臂；
一对滑道，其对称间隔设置在所述手臂固定板轴向另一端；
调节板，其可滑动设置在所述滑道上；
手部固定架，其固定设置在所述调节板上，用于固定手部；
支撑垫，其固定设置在所述手臂支撑架另一端，且顶面为内凹弧面，用于支撑手臂；
导轨钳制器，其固定设置在所述调节板上，用于锁紧或者解锁所述调节板。
7.如权利要求5所述的全自动采血辅助装置，其特征在于，还包括：
红外检测装置，其设置在所述第二辅助连接板的另一端上，用于确定静脉采血位置；
多个激光传感器，其分别设置在所述采血针夹持装置、第二夹取部和第一采血管收纳柱上，用检测采血针、第二夹取部和第一采血管收纳柱的位置；
控制器，其与所述激光传感器和各个滑轨之间分别连接，用于接收所述激光传感器的检测数据，并控制各个滑轨工作。
CN202010637643.2A 2020-07-05 2020-07-05 一种全自动采血辅助装置及其控制方法 Active CN111643095B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010637643.2A CN111643095B (zh) 2020-07-05 2020-07-05 一种全自动采血辅助装置及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010637643.2A CN111643095B (zh) 2020-07-05 2020-07-05 一种全自动采血辅助装置及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111643095A CN111643095A (zh) 2020-09-11
CN111643095B true CN111643095B (zh) 2024-02-23

Family

ID=72351088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010637643.2A Active CN111643095B (zh) 2020-07-05 2020-07-05 一种全自动采血辅助装置及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111643095B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012157085A1 (ja) * 2011-05-18 2012-11-22 株式会社テクノメデイカ 採血管自動準備装置
CN204218918U (zh) * 2014-09-16 2015-03-25 北京迈纳士手术机器人技术股份有限公司 一种无需人工穿刺的全自动智能化采血设备
CN106580344A (zh) * 2016-12-15 2017-04-26 北京迈纳士手术机器人技术股份有限公司 静脉采血机器人和应用该机器人的静脉采血方法
CN110393538A (zh) * 2019-08-26 2019-11-01 四川大学华西第二医院 一种自动采血装置以及自动采血方法
CN210056042U (zh) * 2019-01-11 2020-02-14 江苏哈工智能机器人股份有限公司 采血装置及采血设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012157085A1 (ja) * 2011-05-18 2012-11-22 株式会社テクノメデイカ 採血管自動準備装置
CN204218918U (zh) * 2014-09-16 2015-03-25 北京迈纳士手术机器人技术股份有限公司 一种无需人工穿刺的全自动智能化采血设备
CN106580344A (zh) * 2016-12-15 2017-04-26 北京迈纳士手术机器人技术股份有限公司 静脉采血机器人和应用该机器人的静脉采血方法
CN210056042U (zh) * 2019-01-11 2020-02-14 江苏哈工智能机器人股份有限公司 采血装置及采血设备
CN110393538A (zh) * 2019-08-26 2019-11-01 四川大学华西第二医院 一种自动采血装置以及自动采血方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111643095A (zh) 2020-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111436954B (zh) 一种非接触式血样采集装置及其控制方法
CN109132525A (zh) 一种取料装置及工件搬运机构
CN112845161B (zh) 一种基于视觉传感装置的外观检测装置及其检测方法
CN111643095B (zh) 一种全自动采血辅助装置及其控制方法
CN112504201A (zh) 一种垫片加工用具有自动送料结构的厚度检测设备
CN116331834A (zh) 一种自动上下料液袋灯检机
CN115307578A (zh) 一种一次性输液器硬座锥度的检测装置
CN111839534B (zh) 一种采血方法及采血机器人
CN219969172U (zh) 一种用于气管插管印刷的自动化生产线设备
KR101586891B1 (ko) 검사 전처리 장치
CN219966981U (zh) 一种留置针软管、软管座组装加工设备
CN111590770A (zh) 单硅棒金刚线开方机
CN116749644A (zh) 一种用于气管插管印刷的自动化生产线设备及产品标识印刷定位检测方法
CN114043496B (zh) 视触觉引导的组织分泌物取样机器人
CN111839547A (zh) 一种小型采血机器人
CN216071929U (zh) 一种用于车载adas模组的主动校准系统
CN112917579B (zh) 用于弹簧管的去皮设备
CN210296713U (zh) 一种液晶屏插口与插头自动插拔装置
CN106175797B (zh) 采血针针尖角度调整装置
CN210456588U (zh) 一种手机玻璃插片机
CN221666992U (zh) 一种自动玻璃性能参数检测设备
CN214128772U (zh) 一种全自动静脉穿刺识别一体机器人
CN218822176U (zh) 长度定位装置
CN219598549U (zh) 一种焊接定位装置
CN114833559B (zh) 一种用于将针座与采血连接管进行组装的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant