CN111839546A - 一种运动机构及小型采血机器人 - Google Patents

一种运动机构及小型采血机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，公开了一种运动机构及小型采血机器人，其中运动机构包括第一驱动单元、环体、第二驱动单元和活动件，所述第一驱动单元驱动所述环体沿所述环体的轴向方向上做直线运动，所述第二驱动单元设置在所述环体上，所述第二驱动单元驱动所述活动件沿环体的周向方向上做弧线运动，所述活动件连接有旋转单元。本发明的运动机构可控制采血针在多个自由度上运动，结构设计简单紧凑，可广泛应用于小型的采血机器人。

Description

一种运动机构及小型采血机器人
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种运动机构及小型采血机器人。
背景技术
目前，病人的扎针采血均由医护人员采用人工静脉采血的方式进行，当需要采血的病人较多时，医护人员需要长时间工作，使得医护人员长时间处于精力高度集中的工作状态，容易产生疲劳而发生操作失误。此外，医护人员与病人长时间的直接接触，存在较高的病毒细菌感染的风险。
美国VascuLogic公司研制出一款采血机器人，其采用红外线和超声波成像技术自动确定采血针的插入位置，使针头插进手臂肌肉并调整针头的位置和深度，完成后续的采血工作。现有采血机器人的采血针控制装置一般采用多轴机械臂，如公开号为CN109960285A公开的一种自动采血机器人及自动采血方法，又如公开号为CN104473653B公开的一种三自由度前臂采血机器人，体积大且结构复杂，难以应用于小型的采血机器人。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种运动机构及小型采血机器人，运动机构可控制采血针在多个自由度上运动，结构设计简单紧凑，可广泛应用于小型的采血机器人。
为了实现上述目的，本发明提供了一种运动机构，包括第一驱动单元、环体、第二驱动单元和活动件，所述第一驱动单元驱动所述环体沿所述环体的轴向方向上做直线运动，所述第二驱动单元设置在所述环体上，所述第二驱动单元驱动所述活动件沿环体的周向方向上做弧线运动，所述活动件连接有旋转单元。
作为优选方案，所述环体具有内圈部和外圈部，所述第一驱动单元设置在所述外圈部的一侧，所述第二驱动单元设置在所述外圈部的顶部。
作为优选方案，还包括用于引导所述环体做直线运动的直线导向装置。
作为优选方案，所述直线导向装置为若干导向柱，所述环体沿其轴向设置有若干通孔，所述通孔用于供所述导向柱穿过。
作为优选方案，所述导向柱的的一端连接有第一固定件，所述导向柱的另一端连接有第二固定件，所述第一固定件与所述第二固定件之间设置有用于承托手臂的支撑件，且所述支撑件设置在所述内圈部。
作为优选方案，所述导向柱为圆柱结构，所述导向柱的两端分别套设有直线轴承，所述第一固定件与所述第二固定件均开设有嵌装所述直线轴承的轴孔。
作为优选方案，所述第一驱动单元为直线模组、电缸、气缸、电机驱动丝杆副、电机驱动同步带、电机驱动皮带、电机驱动链条、电机驱动齿轮齿条中任意一种。
作为优选方案，所述第二驱动单元为电机驱动弧形导轨或电机驱动弧形齿轮。
作为优选方案，所述旋转单元为转台或电机或舵机，所述旋转单元的输出轴竖直向下，所述输出轴连接有固定座。
一种小型采血机器人，包括底座、与底座连接的机罩、成像检测模块和静脉采血模块，所述机罩内设有如上所述的运动机构，所述旋转单元驱动所述成像检测模块和所述静脉采血模块转动。
本发明实施例运动机构及小型采血机器人与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明实施例可将采血机器人其它仪器连接在旋转单元上，如红外相机、超声成像装置及采血针等，旋转单元驱动仪器转动，第一驱动单元驱动环体做直线运动，第二驱动单元驱动活动件做弧线运动，使得仪器在三个轴向方向运动，调节采血针在手臂的插入位置。该运动机构体积小且结构紧凑，有效减小采血机器人的体积，方便搬运或携带采血机器人。
附图说明
图1是本发明实施例的运动机构的结构示意图；
图2是本发明实施例的运动机构安装有成像检测模块和静脉采血模块的结构示意图；
图3是本发明实施例的小型采血机器人的结构示意图；
图中，10－第一驱动单元；11－环体、111－通孔；
20－第二驱动单元；21－活动件；
30－旋转单元；31－固定座；
40－导向柱；
50－第一固定件；51－第二固定件；52－支撑件；
60－底座；61－机罩；63－成像检测模块；64－静脉采血模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
如图1所示，本发明优选实施例的一种运动机构，包括第一驱动单元10、环体11、第二驱动单元20和活动件21，所述第一驱动单元10驱动所述环体11沿所述环体11的轴向方向上做直线运动，所述第二驱动单元20设置在所述环体11上，所述第二驱动单元20驱动所述活动件21沿环体11的周向方向上做弧线运动，所述活动件21连接有旋转单元30。
上述技术方案中，环体11为现有技术中常规的圆环结构，环体11具有内圈部和外圈部，内圈部为环体11内部中空的区域，外圈部为环体11外表面的区域，内圈部和外圈部之间是相隔一定的距离。第一驱动单元10设置在外圈部的一侧，第二驱动单元20设置在外圈部的顶部。
进一步地，为了使环体11平稳运动，还包括用于引导环体11做直线运动的直线导向装置，直线导向装置为现有的直线运动机构，包括但不限于轴孔结构、直线导轨和滑块的结构、直线轴承与轴的结构等。作为一种优选方案，直线导向装置为若干导向柱40，导向柱40可为圆柱或方形柱或菱形柱，环体11沿其轴向设置有若干通孔111，通孔111用于供导向柱40穿过。导向柱40的的一端连接有第一固定件50，导向柱40的另一端连接有第二固定件51，第一固定件50与第二固定件51之间设置有用于承托手臂的支撑件52，支撑件52位于内圈部，且支撑件52设置在旋转轴的下方。作为优选地，支撑件52的上表面设置有与手臂形状相似的弧形槽，手臂放置在弧形槽中压迫力较小，且确保手臂需要采血的一面水平放置。
作为一种方案，第一固定件50与第二固定件51根据环体11的结构也设计成圆环结构，用材较小，结构更为牢固。
进一步地，为了使环体11与导向柱40进行可拆卸性连接，导向柱40为圆柱结构，导向柱40的两端分别套设有直线轴承，第一固定件50与第二固定件51均开设有嵌装直线轴承的轴孔。为了安装方便，可以先在轴孔内预埋直线轴承，将穿通环体11的圆柱轴的两端分别通过轴孔配合套接在直线轴承中。
作为优选地，为了简化运动机构以缩小体积，导向柱40的数量为两个，两个导向柱40对称地穿通环体11，对称设置使环体11运动较为稳定。
进一步地，本发明中的第一驱动单元10为本领域中常规的直线驱动装置，包括但不限于直线模组或电缸、气缸、电机驱动丝杆副、电机驱动同步带、电机驱动皮带、电机驱动链条、电机驱动齿轮齿条等，如电机驱动丝杆副包括电机座、电机、与电机传动连接的丝杆、与丝杆配套的螺母，电机座用于固定连接在底座60，螺母用于固定连接环体11，以实现上述技术方案中环体11的直线运动。因此，省略说明其它直线驱动装置的具体结构及工作原理。
进一步地，本发明中的旋转单元30为转台或电机或舵机，电机或舵机的输出轴竖直向下，输出轴连接有固定座31，固定座31用于安装成像检测模块63和静脉采血模块64，以使成像检测模块63和静脉采血模块64绕旋转轴转动。
进一步地，本发明第二驱动单元20为为本领域中常规的弧形驱动装置，包括但不限于电机驱动弧形导轨或电机驱动弧形齿轮，活动件21与弧形导轨的滑座或弧形齿轮固定连接，电机驱动弧形导轨和弧形齿轮以使第二做弧线运动。需要说明的是，电机驱动弧形导轨或电机驱动弧形齿轮与活动件21的连接结构与工作原理为本领域技术人员的常规手段，为此省略说明。
本发明的运动机构可实现三个自由度的运动控制，其中，三个自由度分别为：第一驱动单元10驱动环体11沿其轴向方向直线运动，第二驱动单元20驱动活动件21沿环体11的周向方向上做弧线运动，旋转单元30驱动固定座31绕输出轴转动。
一种小型采血机器人，参考图2、3，小型采血机器人包括底座60、与底座60连接的机罩61、成像检测模块63和静脉采血模块64，机罩61内设有如上面所述的运动机构，成像检测模块63和静脉采血模块64连接在固定座31上，旋转单元30驱动成像检测模块63和静脉采血模块64转动。
本发明的工作过程为：采血工作开始后，第一驱动单元10驱动环体11直线运动、第二驱动单元20驱动活动件21弧线运动、以及旋转单元30驱动成像检测模块63转动，以使成像检测模块63扫描手臂上的血管，寻找到最佳的采血点，随后控制静脉采血模块64进行采血。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种运动机构，其特征在于：包括第一驱动单元、环体、第二驱动单元和活动件，所述第一驱动单元驱动所述环体沿所述环体的轴向方向上做直线运动，所述第二驱动单元设置在所述环体上，所述第二驱动单元驱动所述活动件沿环体的周向方向上做弧线运动，所述活动件连接有旋转单元。
2.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于：所述环体具有内圈部和外圈部，所述第一驱动单元设置在所述外圈部的一侧，所述第二驱动单元设置在所述外圈部的顶部。
3.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于：还包括用于引导所述环体做直线运动的直线导向装置。
4.根据权利要求3所述的运动机构，其特征在于：所述直线导向装置为若干导向柱，所述环体沿其轴向设置有若干通孔，所述通孔用于供所述导向柱穿过。
5.根据权利要求4所述的运动机构，其特征在于：所述导向柱的的一端连接有第一固定件，所述导向柱的另一端连接有第二固定件，所述第一固定件与所述第二固定件之间设置有用于承托手臂的支撑件，且所述支撑件设置在所述内圈部。
6.根据权利要求5所述的运动机构，其特征在于：所述导向柱为圆柱结构，所述导向柱的两端分别套设有直线轴承，所述第一固定件与所述第二固定件均开设有嵌装所述直线轴承的轴孔。
7.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于：所述第一驱动单元为直线模组、电缸、气缸、电机驱动丝杆副、电机驱动同步带、电机驱动皮带、电机驱动链条、电机驱动齿轮齿条中任意一种。
8.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于：所述第二驱动单元为电机驱动弧形导轨或电机驱动弧形齿轮。
9.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于：所述旋转单元为转台或电机或舵机，所述旋转单元的输出轴竖直向下，所述输出轴连接有固定座。
10.一种小型采血机器人，包括底座、与底座连接的机罩、成像检测模块和静脉采血模块，其特征在于：所述机罩内设有如权利要求1至9任一项所述的运动机构，所述旋转单元驱动所述成像检测模块和所述静脉采血模块转动。
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