CN112138272A - 一种用于药品涂抹和止血的机器人装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，包括移动支撑模块、药物释放模块、软体吸附模块、棉条固定模块和止血棉条。软体吸附模块包括控制组件、真空吸附组件和两个软体弯曲组件，软体弯曲组件对称设置于真空吸附组件的两侧，控制组件设置在真空吸附组件的一端，每个软体弯曲组件包括多个互相连通的气室单元，所有气室单元共用底板和两边的侧板，每个气室单元的两侧设有弧形的硅胶壁，顶部设有硅胶顶，硅胶壁的上端连接硅胶顶，硅胶壁的下端连接相邻气室单元的硅胶壁并且和底板之间留有间隙。与现有技术相比，本发明有利于减少药品涂抹与止血的繁琐性与耗时，增强准确性；节省了人力成本，消除了医患血液接触、交叉感染的风险。

Description

一种用于药品涂抹和止血的机器人装置

技术领域

本发明涉及医疗机器人领域，尤其是涉及一种用于药品涂抹和止血的机器人装置。

背景技术

传统医疗极大地依赖于人工涂抹药品或按压棉棒、卫生棉条止血，尤其在静脉穿刺的医疗流程中。在完成止血包扎后，医护人员通常会用2.5％碘酒消毒皮肤，75％酒精脱碘，待干后，右手持针柄，选择进针角度，嘱患者轻握拳后再进针，完成静脉穿刺。在静脉穿刺结束后，由于静脉穿刺后血管被针头穿刺破坏，需要患者主动手持卫生棉棒或卫生棉条，持续不间断地按压穿刺部位来抑制血液流出。在这项传统医疗活动中，需要至少1名医护人员和患者自身主动配合参与完成系列操作，极大地增加了步骤的繁琐程度。特别的，在各类疫情大规模集体卫生治疗期间，该项传统医疗手段增加了医疗耗时和医患交叉感染的风险，暴露出不适应大规模患者、用时长和效率低的局限性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，实现了全自动化地喷药、消毒、止血工作。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，包括移动支撑模块、药物释放模块、软体吸附模块、棉条固定模块和止血棉条，其中，所述移动支撑模块包括第一支撑杆，所述的软体吸附模块连接第一支撑杆的下端，所述的药物释放模块包括支撑架和位于支撑架两端的喷洒单元，所述支撑架的中间和第一支撑杆的中间垂直相连，所述的止血棉条设置在棉条固定模块上；所述软体吸附模块包括控制组件、真空吸附组件和两个软体弯曲组件，所述软体弯曲组件对称设置于真空吸附组件的两侧，所述控制组件设置在真空吸附组件的一端，并且分别连接两个软体弯曲组件和真空吸附组件，每个软体弯曲组件包括多个互相连通的气室单元，所有气室单元共用底板和两边的侧板，每个气室单元的两侧设有弧形的硅胶壁，顶部设有硅胶顶，硅胶壁的上端连接硅胶顶，硅胶壁的下端连接相邻气室单元的硅胶壁并且和底板之间留有间隙。

进一步地，所述的真空吸附组件包括多个吸盘单元以及由上边板和下边板组成的公共气腔，每个吸盘单元包括吸附腔和硅胶密封圈，吸附腔的一端连通公共气腔，另一端连接硅胶密封圈，所述公共气腔还连通控制组件。

进一步地，所述控制组件包括微型气泵、两位四通电磁阀、第一气口、第二气口和换气口，所述两位四通电磁阀分别连接第一气口，第二气口，换气口和微型气泵，所述第一气口连接两个软体弯曲组件的气室单元，所述第二气口连接真空吸附组件。

进一步地，所述的棉条固定模块包括固定座和棉条吸附模块，棉条吸附模块的吸盘分布在在固定座的顶部。

进一步地，所述固定座的顶部设有放置槽，所述的止血棉条放置在放置槽中，所述棉条吸附模块的吸盘位于放置槽内。

进一步地，所述的止血棉条包括表层、棉条层和密封纸，所述的棉条层位于表层的下端面中央，在表层下端面还设有涂胶区，分布在棉条层的两侧，所述的密封纸位于棉条层的下方，并且长度小于表层长度，密封纸的两端连接涂胶区，中间覆盖棉条层。

进一步地，所述的移动支撑模块还包括第二支撑杆、第三支撑杆，第一直线电机和第二直线电机，所述的第一直线电机安装在第二支撑杆上，所述第三支撑杆的一端连接第第一直线电机的滑动端，所述第二直线单机安装在第三支撑杆上，所述第一支撑杆的上端连接第二直线电机的滑动端。

进一步地，所述第一支撑杆的上端和第二直线电机的滑动端之间设有升降单元。

进一步地，所述的硅胶顶上设有硬质块。

进一步地，所述的底板上设有压力传感器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过移动支撑模块、药物释放模块、软体吸附模块、棉条固定模块和止血棉条的设计，利用机器人实现自动化处理有利于减少药品涂抹与止血的繁琐性与耗时，增强准确性；节省了医护人员的人力成本，消除了医患血液接触、交叉感染的风险。

2、本发明的软体吸附模块设计了包括控制组件、真空吸附组件和两个软体弯曲组件，利用气动原理打破了传统硬质压板或硬质涂抹板的固有局限，软体吸附模块可以实现向上弯折，配合棉条固定模块进行止血棉条的密封纸剥离；向下弯折更加贴合人体手臂，极大地增加了使用者的舒适度。

3、本发明通过全新设计的止血棉条取代了传统的卫生棉棒或卫生纱布，通过软体吸附模块和棉条固定模块的配合现场剥离止血棉条密封纸，有效保障了医疗卫生，避免了灰尘或病菌的侵袭。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为移动支撑模块的结构示意图。

图3为药物释放模块的结构示意图。

图4为软体吸附模块的结构示意图。

图5为软体吸附模块的分解结构示意图。

图6为软体弯曲组件的结构示意图。

图7为控制组件的结构示意图。

图8为止血棉条的结构示意图。

图9为棉条吸附模块的结构示意图。

附图标记：

1、移动支撑模块，11、第一支撑杆，12、第二支撑杆，13、第三支撑杆，14、第一直线电机，15、第二直线电机，16、升降单元，2、药物释放模块，21、支撑架，21a、容量瓶，21b、释放口，22、喷洒单元，3、软体吸附模块，31、软体弯曲组件，311、气室单元，31a、底板，31b、侧板，31c、硅胶壁，31d、硅胶顶，31e、硬质块，31f、压力传感器，32、真空吸附组件，32a、吸盘单元，32a-1、吸附腔，32a-2、硅胶密封圈，32b、公共气腔，33、控制组件，33a、微型气泵，33b、四通电磁阀，33c、第一气口，33d、第二气口，33e、换气口，33f、第一常闭电磁阀，33g、第二常闭电磁阀，4、棉条固定模块，41、固定座，42、棉条吸附模块，42a、棉条抽气泵，42b、两位三通电磁阀，42c、棉条常闭电磁阀，42d、棉条吸附腔，5、止血棉条，51、表层，52、棉条层，53、密封纸，54、涂胶区。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供了一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，包括移动支撑模块1、药物释放模块2、软体吸附模块3、棉条固定模块4和止血棉条5。

移动支撑模块1如图2所示，包括第一支撑杆11、第二支撑杆12、第三支撑杆13，第一直线电机14、第二直线电机15和升降单元16。第二支撑杆12用于连接外置的机器人手臂或者移动装置。第一直线电机14安装在第二支撑杆12上，第三支撑杆13的一端连接第第一直线电机14的滑动端，使得第二支撑杆12和第三支撑杆13水平垂直连接，由此第三支撑杆13可以沿着第二支撑杆12的轴向平移。第二直线单机15安装在第三支撑杆13上，第一支撑杆11的上端通过升降单元16连接第二直线电机15的滑动端，使得第一支撑杆11和第三支撑杆13在竖直面垂直连接，并且第一支撑杆11可以沿着第三支撑杆13的轴向平移。升降单元16内部设有电机和齿轮，通过电机带动第一支撑杆11沿着自身轴向上下移动，升降单元16的具体结构为现有成熟技术，因此不进行展开。

药物释放模块2如图3所示，包括支撑架21和位于支撑架21两端的喷洒单元22。支撑架21的中间和第一支撑杆11的中间垂直相连。每个喷洒单元22包括容量瓶21a和释放口21b，在容量瓶21a中分别装有2.5％碘酒和75％酒精脱碘。释放口21b采用电磁阀控制，在需要药物释放至目标注射部位时，释放口21b打开，将容量瓶21a中的液体进行喷涂。喷洒单元22和支撑架21可拆卸式连接。

软体吸附模块3如图4～图6所示，包括控制组件33、真空吸附组件32和两个软体弯曲组件31。软体弯曲组件31对称设置于真空吸附组件32的两侧。控制组件33设置在真空吸附组件32的一端，并且分别连接两个软体弯曲组件31和真空吸附组件32。

每个软体弯曲组件31包括多个互相连通的气室单元311，所有气室单元311共用底板31a和前后两边的侧板31b，每个气室单元311的两侧设有弧形的硅胶壁31c，顶部设有硅胶顶31d。硅胶壁1c的上端连接硅胶顶31d，硅胶壁31c的下端连接相邻气室单元311的硅胶壁31c，并且连接处和底板31a之间留有间隙。硅胶顶31d上设有硬质块31e，如硬质硅胶，硬塑料等。由此，当气室单元311内充满气体时，相连的两个气室单元的硅胶壁31c被向上顶起，使得每个气室单元311的硅胶顶31d分离，整个软体弯曲组件31向下弯曲成“门”形，用于贴合患者的手臂；当气室单元311内放气时，在硅胶壁31c弹性的作用下，每个气室单元311的硅胶顶31d互相合拢，使得整个软体弯曲组件31向上弯曲成“U”形。底板31a上的两端还设有压力传感器31f，用于监测和手臂的贴合情况。

真空吸附组件32包括多个吸盘单元32a以及由上边板和下边板组成的公共气腔32b。每个吸盘单元32a包括吸附腔32a-1和硅胶密封圈32a-2，吸附腔32a-1的一端连通公共气腔32b，另一端连接硅胶密封圈32a-2。公共气腔32b还连通控制组件33。真空吸附组件32随着软体弯曲组件31的弯曲发生变形，变形幅度也和软体弯曲组件31相同。

控制组件33如图7所示，包括微型气泵33a、两位四通电磁阀33b、第一气口33c、第二气口33d和换气口33e。两位四通电磁阀33b分别连接第一气口33c，第二气口33d，第三气口和微型气泵33a。第一气口33c连接两个软体弯曲组件31的气室单元311，第二气口33d连接真空吸附组件32，并且在第二气口33d和真空吸附组件32之间设有第一常闭电磁阀33f，在第一气口33c的连接管道上设有第二常闭电磁阀33g。由此，控制组件33可以完成对真空吸附组件32以及软体弯曲组件31的充气、放气和保压。

棉条固定模块4和止血棉条5可共同位于软体吸附模块3的下方，并且止血棉条5设置在棉条固定模块4上。

止血棉条5如图8所示，包括表层51、棉条层52和密封纸53。棉条层52位于表层51的下端面中央，在表层51下端面还设有涂胶区54，分布在棉条层52的两侧。密封纸53位于棉条层52的下方，并且长度小于表层51长度，密封纸53的两端连接涂胶区54，中间覆盖棉条层52。

棉条固定模块4包括固定座41和棉条吸附模块42，棉条吸附模块42的吸盘分布在在固定座41的顶部。固定座41的顶部还可以设有放置槽(图中未示处)，止血棉条5放置在放置槽中，棉条吸附模块42的吸盘位于放置槽内。棉条吸附模块42一般可采用现有的电子吸盘。本实施例中，棉条吸附模块42包括依次连接的棉条抽气泵42a，两位三通电磁阀42b、棉条常闭电磁阀42c和棉条吸附腔42d。在需要固定止血棉条5时，两位三通电磁阀42b通电，连接棉条常闭电磁阀42c与棉条抽气泵42a，棉条常闭电磁阀42c通电保持气腔畅通，棉条抽气泵42a做功抽出棉条固定模块4内部的空气，使得内外气压不同形成对棉条的压力，且棉条常闭电磁阀42c断电关闭维持压力。在软体吸附模块3完成对止血棉条5包装的剥离并吸附后，两位三通电磁阀42b断电，连接棉条常闭电磁阀42c与泄气口，棉条常闭电磁阀42c通电打开，使棉条固定模块4内外气压一致，解除对止血棉条5的固定。

本实施例的工作原理为：

首先患者将手臂或手背平稳地放置好以后，选定静脉穿刺部位。完成目标定位后，软体吸附模块32与药物释放模块23可以通过移动支撑模块1实现水平移动和上下位移。在移动软体吸附模块3与药物释放模块2的同时，利用喷洒单元22释放2.5％碘酒消毒。同时棉条固定模块4工作，对止血棉条5实行真空吸附固定。而软体吸附模块3的软体弯曲组件31进行充气使得气室单元311膨胀，软体弯曲组件31自动形变，将方向向上的弓形转变为直线形，并通过移动支撑模块1将真空吸附组件32对准棉条固定模块4上方的止血棉条5。然后，真空吸附组件32工作，对止血棉条5两端实现真空吸附。然后，软体弯曲组件31放气，使其变成方向向上弯曲的弓形，带动真空吸附组件32变形，卷起止血棉条5的表层51两端，完成密封纸53的剥离。最后，将吸起的止血棉条5移动至静脉穿刺目标位置上方，并利用喷洒单元22释放75％酒精脱碘。软体吸附模块3的软体弯曲组件31进行充气使得气室单元311膨胀，软体弯曲组自动形变，将方向向上的弓形转变为方向向下的弓形，并同时逐渐下降至贴合手臂。贴合手臂后，根据压力传感器31f数据反馈，调节气室单元311的气量来控制形变程度，完成止血棉条5对手臂的贴合。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，其特征在于，包括移动支撑模块(1)、药物释放模块(2)、软体吸附模块(3)、棉条固定模块(4)和止血棉条(5)，其中，所述移动支撑模块(1)包括第一支撑杆(11)，所述的软体吸附模块(3)连接第一支撑杆(11)的下端，所述的药物释放模块(2)包括支撑架(21)和位于支撑架(21)两端的喷洒单元(22)，所述支撑架(21)的中间和第一支撑杆(11)的中间垂直相连，所述的止血棉条(5)设置在棉条固定模块(4)上；所述软体吸附模块(3)包括控制组件(33)、真空吸附组件(32)和两个软体弯曲组件(31)，所述软体弯曲组件(31)对称设置于真空吸附组件(32)的两侧，所述控制组件(33)设置在真空吸附组件(32)的一端，并且分别连接两个软体弯曲组件(31)和真空吸附组件(32)，每个软体弯曲组件(31)包括多个互相连通的气室单元(311)，所有气室单元(311)共用底板(31a)和两边的侧板(31b)，每个气室单元(311)的两侧设有弧形的硅胶壁(31c)，顶部设有硅胶顶(31d)，硅胶壁(31c)的上端连接硅胶顶(31d)，硅胶壁(31c)的下端连接相邻气室单元(311)的硅胶壁(31c)并且和底板(31a)之间留有间隙。

2.根据权利要求1所述的一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，其特征在于，所述的真空吸附组件(32)包括多个吸盘单元(32a)以及由上边板和下边板组成的公共气腔(32b)，每个吸盘单元(32a)包括吸附腔(32a-1)和硅胶密封圈(32a-2)，吸附腔(32a-1)的一端连通公共气腔(32b)，另一端连接硅胶密封圈(32a-2)，所述公共气腔(32b)还连通控制组件(33)。

3.根据权利要求1所述的一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，其特征在于，所述控制组件(33)包括微型气泵(33a)、两位四通电磁阀(33b)、第一气口(33c)、第二气口(33d)和换气口(33e)，所述两位四通电磁阀(33b)分别连接第一气口(33c)，第二气口(33d)，换气口(33e)和微型气泵(33a)，所述第一气口(33c)连接两个软体弯曲组件(31)的气室单元(311)，所述第二气口(33d)连接真空吸附组件(32)。

4.根据权利要求1所述的一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，其特征在于，所述的棉条固定模块(4)包括固定座(41)和棉条吸附模块(42)，棉条吸附模块(42)的吸盘分布在在固定座(41)的顶部。

5.根据权利要求4所述的一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，其特征在于，所述固定座(41)的顶部设有放置槽，所述的止血棉条(5)放置在放置槽中，所述棉条吸附模块(42)的吸盘位于放置槽内。

6.根据权利要求4所述的一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，其特征在于，所述的止血棉条(5)包括表层(51)、棉条层(52)和密封纸(53)，所述的棉条层(52)位于表层(51)的下端面中央，在表层(51)下端面还设有涂胶区(54)，分布在棉条层(52)的两侧，所述的密封纸(53)位于棉条层(52)的下方，并且长度小于表层(51)长度，密封纸(53)的两端连接涂胶区(54)，中间覆盖棉条层(52)。

7.根据权利要求1所述的一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，其特征在于，所述的移动支撑模块(1)还包括第二支撑杆(12)、第三支撑杆(13)，第一直线电机(14)和第二直线电机(15)，所述的第一直线电机(14)安装在第二支撑杆(12)上，所述第三支撑杆(13)的一端连接第第一直线电机(14)的滑动端，所述第二直线单机(15)安装在第三支撑杆(13)上，所述第一支撑杆(11)的上端连接第二直线电机(15)的滑动端。

8.根据权利要求7所述的一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，其特征在于，所述第一支撑杆(11)的上端和第二直线电机(15)的滑动端之间设有升降单元(16)。

9.根据权利要求1所述的一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，其特征在于，所述的硅胶顶(31d)上设有硬质块(31e)。

10.根据权利要求1所述的一种用于药品涂抹和止血的机器人装置，其特征在于，所述的底板(31a)上设有压力传感器(31f)。

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