CN111820914A - 一种自动采血装置和自动采血方法 - Google Patents

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李想
黄新剑
陈朋
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Abstract

本发明公开了一种自动采血装置和自动采血方法，该采血装置包括：第一旋转模块、第二旋转模块、推进模块、图像获取模块、距离传感模块、采血模块和控制模块，其中，所述控制模块与前述的所有模块中的每一个模块均电连接；所述控制模块用于对所述第一旋转模块、所述第二旋转模块、所述推进模块和所述采血模块进行控制；所述第一旋转模块连接所述第二旋转模块，所述图像获取模块和所述距离传感模块设置在所述第二旋转模块的一侧，所述推进模块与所述采血模块连接。本发明提供的自动采血装置不仅结构稳定，各部分运动机构原理简单，且结构占用空间小，整体设备可以小型化，方便使用。

Description

一种自动采血装置和自动采血方法
技术领域
本发明涉及采血技术领域，特别涉及一种自动采血装置和自动采血方法。
背景技术
目前国内外的智能采血机器人，有三种结构方式，其一龙门式机械机构；其二悬臂式结构，其三关节机械手结构。应用于医疗的关节机械手，其特点负载能力不足，在1kg以内，且机械定位精度大于0.05mm，无法满足设计精度要求。龙门式机械结构精度控制更加可靠，但占用更多的设备空间，导致布局紧张。悬臂式机械结构是目前采血机器人的研究方向，由于悬臂式机械结构只能满足3自由度要求，因此无法保证设计精度需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种自动采血装置和自动采血方法，能够解决现有技术中的至少一个技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种自动采血装置，该采血装置包括：第一旋转模块、第二旋转模块、推进模块、图像获取模块、距离传感模块、采血模块和控制模块，其中，所述控制模块与前述的所有模块中的每一个模块均电连接；所述控制模块用于对所述第一旋转模块、所述第二旋转模块、所述推进模块和所述采血模块进行控制；
所述第一旋转模块连接所述第二旋转模块，所述图像获取模块和所述距离传感模块设置在所述第二旋转模块的一侧，所述推进模块与所述采血模块连接。
优选地，该采血装置还包括：第一导轨模块、第二导轨模块和第三导轨模块，其中，所述控制模块分别与所述第一导轨模块、所述第二导轨模块和所述第三导轨模块电连接；所述第一导轨模块和所述第二导轨模块相互垂直，所述第三导轨模块既垂直于所述第一导轨模块也垂直于所述第二导轨模块；所述第二导轨模块可滑动地安装在所述第一导轨模块上，所述第三导轨模块可滑动地安装在所述第二导轨模块上；所述第三导轨模块的一端连接所述第一旋转模块。
优选地，该采血装置还包括：与控制模块连接的电机，为所述第一旋转模块、所述第二旋转模块和所述推进模块提供能源。
优选地，所述第一旋转模块包括蜗轮蜗杆结构，带动所述第二旋转模块、所述图像获取模块、所述距离传感模块和所述采血模块旋转。
优选地，所述图像获取模块包括红外成像。
优选地，所述距离传感模块包括超声探头。
优选地，所述采血模块包括采血针。
第二方面，本发明实施例提供了一种自动采血方法，所述自动采血方法基于权利要求1-7中任一项所述自动采血装置，所述方法包括：
所述图像获取模块对被采血对象的皮肤进行图像采集，并将采集到的图像信息发送给所述控制模块，所述控制模块根据所述图像信息确定被采血对象的皮肤上的采血位置；
所述距离传感模块检测采血模块与所述采血位置之间的距离，并将采集到的距离信息发送给所述控制模块；
所述控制模块根据所述采血位置和所述距离信息确定针对各个模块的控制数据，并根据所述控制数据下发控制命令；
所述第一旋转模块和所述第二旋转模块接收所述控制命令并根据所述控制命令分别进行相应的位置调整，以使所述采血模块到达与所述采血位置相关的预定位置；
所述推进模块根据所述控制数据推动采血模块执行扎入动作。
优选地，在所述第一旋转模块和所述第二旋转模块接收所述控制命令并根据所述控制命令分别进行相应的位置调整，以使所述采血模块到达与所述采血位置相关的预定位置之前，该方法还包括：所述第一导轨模块、所述第二导轨模块和所述第三导轨模块接收所述控制命令并根据所述控制命令分别进行相应的位置调整。
与现有技术相比，本发明至少存在以下有益效果：
本发明所提供的自动采血装置不仅结构稳定，各部分运动机构原理简单，并且结构占用空间小，整体设备可以小型化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的一种自动采血装置；
图2是本发明一个实施例提供的带有基准台面的自动采血装置；
其中，1-镜头、2-光源、3-镜头安装板、4-第三导轨模块、5-第一旋转模块、6-第二导轨模块、7-推进模块、8-第一导轨模块、9-图像获取模块、10-距离传感模块、11-基准台面、12-导轨滑块、13-第二旋转模块、14-采血模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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。
如图1所示，本发明实施例提供了一种自动采血装置，该自动采血装置包括：第一导轨模块、第二导轨模块、第三导轨模块、第一旋转模块、第二旋转模块、推进模块、图像获取模块、距离传感模块、采血模块和控制模块，其中，所述控制模块与前述的所有模块中的每一个模块均电连接；所述控制模块用于对所述第一旋转模块、所述第二旋转模块、所述推进模块和所述采血模块进行控制；
所述第一旋转模块连接所述第二旋转模块，所述图像获取模块和所述距离传感模块设置在所述第二旋转模块的一侧，所述推进模块与所述采血模块连接。其中，所述控制模块分别与所述第一导轨模块、所述第二导轨模块和所述第三导轨模块电连接；所述第一导轨模块和所述第二导轨模块相互垂直，所述第三导轨模块既垂直于所述第一导轨模块也垂直于所述第二导轨模块；所述第二导轨模块可滑动地安装在所述第一导轨模块上，所述第三导轨模块可滑动地安装在所述第二导轨模块上；所述第三导轨模块的一端连接所述第一旋转模块。
在该实施例中，第一导轨模块、第二导轨模块和第三导轨模块为XYZ三轴运动平台，XYZ三轴运动平台互相垂直，是整个悬臂式采血机器人的基础，其他机械结构都安装在三轴平台上。实际设备安装过程中，三轴运动平台要保证0.02mm的平面度和垂直度。第一旋转模块和第二旋转模块以伺服电机带动旋转，用以调整其他部件旋转，包括：推进模块、图像获取模块、距离传感模块和采血模块等。推进模块由伺服或步进电缸控制采血模块的行程，采血模块可以是采血针。图像获取模块包括红外成像，距离传感模块包括超声探头。
在本发明一个实施例中，第一旋转模块采用蜗轮蜗杆结构，由伺服电机带动，达到精确定位功能，其带动第二旋转模块、图像获取模块、距离传感模块、采血装置旋转。第二旋转模块由伺服电机控制摆角，该角度由图像获取模块和距离传感模块，经控制模块计算后给定，用以控制采血模块与皮肤表面的角度。采血装置由推进模块控制，用以推动扎针直线深度。
在本发明一个实施例中，第一旋转模块和第二旋转模块空间轴线垂直且相交，通过工装定位，误差控制在0.03mm以内。
在本发明一个实施例中，该采血装置还包括：与控制模块连接的电机，为所述第一旋转模块、所述第二旋转模块和所述推进模块提供能源。
在本发明一个实施例中，所述第一旋转模块包括蜗轮蜗杆结构，带动所述第二旋转模块、所述图像获取模块、所述距离传感模块和所述采血模块旋转。
本发明实施例提供了一种自动采血方法，所述自动采血方法基于本发明中任一项所述自动采血装置，所述方法包括：
所述图像获取模块对被采血对象的皮肤进行图像采集，并将采集到的图像信息发送给所述控制模块，所述控制模块根据所述图像信息确定被采血对象的皮肤上的采血位置；
所述距离传感模块检测采血模块与所述采血位置之间的距离，并将采集到的距离信息发送给所述控制模块；
所述控制模块根据所述采血位置和所述距离信息确定针对各个模块的控制数据，并根据所述控制数据下发控制命令；
所述第一旋转模块和所述第二旋转模块接收所述控制命令并根据所述控制命令分别进行相应的位置调整，以使所述采血模块到达与所述采血位置相关的预定位置；
所述推进模块根据所述控制数据推动采血模块执行扎入动作。
在本发明一个实施例中，在所述第一旋转模块和所述第二旋转模块接收所述控制命令并根据所述控制命令分别进行相应的位置调整，以使所述采血模块到达与所述采血位置相关的预定位置之前，该方法还包括：所述第一导轨模块、所述第二导轨模块和所述第三导轨模块接收所述控制命令并根据所述控制命令分别进行相应的位置调整。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种自动采血装置，其特征在于，该采血装置包括：第一旋转模块、第二旋转模块、推进模块、图像获取模块、距离传感模块、采血模块和控制模块，其中，所述控制模块与前述的所有模块中的每一个模块均电连接；所述控制模块用于对所述第一旋转模块、所述第二旋转模块、所述推进模块和所述采血模块进行控制；
所述第一旋转模块连接所述第二旋转模块，所述图像获取模块和所述距离传感模块设置在所述第二旋转模块的一侧，所述推进模块与所述采血模块连接。
2.根据权利要求1所述自动采血装置，其特征在于，该采血装置还包括：第一导轨模块、第二导轨模块和第三导轨模块，其中，所述控制模块分别与所述第一导轨模块、所述第二导轨模块和所述第三导轨模块电连接；所述第一导轨模块和所述第二导轨模块相互垂直，所述第三导轨模块既垂直于所述第一导轨模块也垂直于所述第二导轨模块；所述第二导轨模块可滑动地安装在所述第一导轨模块上，所述第三导轨模块可滑动地安装在所述第二导轨模块上；所述第三导轨模块的一端连接所述第一旋转模块。
3.根据权利要求1所述自动采血装置，其特征在于，该采血装置还包括：与控制模块连接的电机，为所述第一旋转模块、所述第二旋转模块和所述推进模块提供能源。
4.根据权利要求1所述自动采血装置，其特征在于，所述第一旋转模块包括蜗轮蜗杆结构，带动所述第二旋转模块、所述图像获取模块、所述距离传感模块和所述采血模块旋转。
5.根据权利要求1所述自动采血装置，其特征在于，所述图像获取模块包括红外成像。
6.根据权利要求1所述自动采血装置，其特征在于，所述距离传感模块包括超声探头。
7.根据权利要求1所述自动采血装置，其特征在于，所述采血模块包括采血针。
8.一种自动采血方法，其特征在于，所述自动采血方法基于权利要求1-7中任一项所述自动采血装置，所述方法包括：
所述图像获取模块对被采血对象的皮肤进行图像采集，并将采集到的图像信息发送给所述控制模块，所述控制模块根据所述图像信息确定被采血对象的皮肤上的采血位置；
所述距离传感模块检测采血模块与所述采血位置之间的距离，并将采集到的距离信息发送给所述控制模块；
所述控制模块根据所述采血位置和所述距离信息确定针对各个模块的控制数据，并根据所述控制数据下发控制命令；
所述第一旋转模块和所述第二旋转模块接收所述控制命令并根据所述控制命令分别进行相应的位置调整，以使所述采血模块到达与所述采血位置相关的预定位置；
所述推进模块根据所述控制数据推动采血模块执行扎入动作。
9.据根权利要求8所述自动采血方法，其特征在于，在所述第一旋转模块和所述第二旋转模块接收所述控制命令并根据所述控制命令分别进行相应的位置调整，以使所述采血模块到达与所述采血位置相关的预定位置之前，该方法还包括：所述第一导轨模块、所述第二导轨模块和所述第三导轨模块接收所述控制命令并根据所述控制命令分别进行相应的位置调整。
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