CN115108063A - 一种利用机械臂自动分装核素装置及其分装方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种利用机械臂自动分装核素装置及其分装方法，装置包括防护罩、人机交互界面、及装置本体，装置本体设在防护罩内，人机交互界面设在防护罩外，机械本体内有机械手、机械手的末端设有夹持机构，活度计测试升降机构下方设有活度计测试装置；原液瓶针筒固定组件、针筒架及盐水瓶针筒固定组件分别设置在底板上，通过机械手实现抽取原液、抽取盐水，并完成活度检测。分装方法包括抓针管、抽原液、抽盐水、测试活度及判断是否合格，合格放入钨金保护套等待取药，否则判断药物是否用尽，然后计算补偿值，从抽原液重复配制过程。整个的过程在防护罩内进行，通过本发明的装置及其分装方法，不需要专人进行配制，不需要暴露在辐照环境中。

Description

一种利用机械臂自动分装核素装置及其分装方法

技术领域

本发明属于核素药水分装技术领域，具体是一种利用机械臂自动分装核素装置。

背景技术

随着医学科学技术的进步，核素在医学诊断和治疗技术方面得到推广和普及，尤其在大中型医院核素应用的地位不可缺，核素造成的辐照使辐射防护装置及设备的应用越加广泛。目前的检查和治疗中，因市场上缺少防护好、操作方便的专用分装仪器，使得药液的配制多采用人工在放射屏蔽箱内完成，普遍存在防护差、操作距离近、计量不准确，使得操作者受到大量不必要的核照射，对医务人员的身体具有极大的伤害。

现世面上多为蠕动泵分装，尽管分装精准，但是耗材成本高，限制了在实际分装时的应用。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题，提供一种利用机械臂自动分装核素装置，能减少医护人员暴露在辐照环境中暴露，同时在使用过程中耗材使用少，分装成本低。

为实现上述目的，本发明采用了以下的技术手段：

一种利用机械臂自动分装核素装置，包括防护罩、人机交互界面及装置本体，装置本体包括：机械手、夹持机构、活度计测试升降机构、活度计测试装置、针筒架、原液瓶针筒固定组件、盐水瓶针筒固定组件、底板、脱套机构及控制系统，各部件之间的位置及连接关系为：

防护罩包裹装置本体，防护罩上设置有活动门；人机交互界面设置在防护罩外；机械手设置在底板上，机械手末端设置有夹持机构；活度计测试升降机构也设置在底板上，且活度计测试升降机构处的底板镂空，活度计测试升降机构的下方设置有活度计测试装置，活度计测试装置设置在底板下位于活度计测试升降机构下方；针筒架设置在底板上，针筒架上设有针筒位及针头保护套位，每个针筒位及针头保护套位均对应设置有检测装置；原液瓶设置在底板的下面，且原液瓶瓶口向上，原液瓶瓶口位置的底板镂空，原液瓶针筒固定组件设置在底板上，并且在原液瓶瓶口的上方；盐水瓶设置在底板上，盐水瓶的瓶口上方设置有盐水瓶针筒固定组件，盐水瓶针筒固定组件设置在底板上；脱套机构设置在底板上且设置在针筒架的针头保护套位前；控制系统与各电气设备之间电线电缆连接。

所述的原液瓶外还设有防护桶。

所述的机械手至少是三轴机械手，机械手的末端带有升降机构。

所述的防护罩上设置有观察窗。

所述的针筒架上的检测装置为接近开关。

所述的夹持机构包括夹爪气缸和夹爪治具，夹爪治具连接夹爪气缸，夹爪气缸设置在机械手的末端上。

所述夹爪治具带有第一卡位及第二卡位。

所述的原液瓶针筒固定组件和盐水瓶针筒固定组件是相同的针筒固定组件。利用所述的机械臂自动分装核素装置的分装方法，包括如下步骤：

第一步抓针筒：根据针筒架上面的检测装置反馈的结果，机械手从最近的检测到有针筒的针筒位中抓取带针头的针筒；

第二步抽原液：机械手将针筒移动到原液瓶的上方，然后控制夹持机构向下移动，将针头插入原液瓶的瓶口中，原液瓶针筒固定组件合拢，夹住针筒，夹持机构夹住针筒上的活塞拉杆然后上升，抽取原液；

第三步抽盐水：机械手带着针筒移动到盐水瓶的上方，然后夹持机构向下移动从而使针头插入到盐水瓶，盐水瓶针筒固定组件夹紧针筒筒身，机械手带动针筒上的活塞拉杆上升抽取盐水；

第四步套上针头保护套：机器手将针筒移回针筒架，下降夹持机构，将针头插入针头保护套内，使针头与针头保护套紧密连接；

第五步测试活度：机器手将针筒放入活度计测试升降机构中，活度计测试升降机构下降到活度计测试装置中进行活度测试；

第六步判断是否合格：读取活度计测试装置中的结果，对比需要的活度，如果对比的结果是活度检测合格，则进入第七步的步骤；如果不合格，控制系统将根据当前的活度，计算出需要补充的原液或盐水的体积，并计算出活塞拉杆的移动距离，根据需要重复第二步～第六步的过程，直到活度检测合格为止；

第七步：夹持机构夹取针筒放入钨金保护套内，分装结束。

作为进一步的优化，原液瓶设置有液面低位报警装置。

作为进一步的优化，盐水瓶设置有液面低位报警装置。

本发明获得的有益效果是：该装置可获取活度计中的核素进行分装，同时可控制注射器的抽吸和注射动作，完成核素的分装动作，且上述动作均自动完成，整个过程避免了医务人员暴露在辐照环境中，防止对医务人员造成伤害。本结构使用成本低，与人工分装的成本相当，不需要额外的耗材。

附图说明

图1是本发明的装置结构示意图。

图2是本发明的夹持机构抓取针筒的外套卷边时的构示意图。

图3是本发明的夹持机构抓取针筒上的活塞拉杆时的示意图。

图4是针筒架与脱套机构的结构示意图。

图5是原液瓶针筒固定组件、盐水瓶针筒固定组件的结构示意图。

图6是本发明的工作流程图。

图中，1是机械手，2是活度计测试升降机构，3是夹持机构，4是原液瓶，5是原液瓶针筒固定组件，6是针筒架，7是盐水瓶，8是钨金保护套，9底板，10是盐水瓶针筒固定组件，11是夹爪气缸，12是夹爪治具，13是针筒，14第一卡位，15第二卡位，16是活度计测试装置，17脱套机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。

如图1至图3所示，本发明所述的利用机械臂自动分装核素装置，包括以底板9为基础，底板9架设在防护罩内，机械手1在底板9上面，作为抓取运动的主机构；在机械手1末端安装夹持机构3，夹持机构3由夹爪气缸11和夹爪治具12组成，可实现提取和放置针筒和抽药水；原液瓶4设在底板9下面，盐水瓶7设在底板9上，用于稀释原液；底板9上还有钨金保护套8，用于存放分配好核素药剂的针筒13；活度计测试升降机构2，设置在底板上，测试时，下降到底板下面的活度计测试装置16中；底板9还设有针筒架6，针筒架6设有针筒位及针头保护套位，每个针筒位及针头保护套位上对应设置有接近开关，用于检测针筒位上是否放置有针筒或针头保护套位是否有针头保护套。

盐水瓶及原液瓶的上方分别设置有盐水瓶针筒固定组件及原液瓶针筒固定组件，盐水瓶针筒固定组件及原液瓶针筒固定组件固定在底板上，用于抽取盐水或者原液时握持针筒。

原液瓶针筒固定组件的设置可以在扎入针头及抽取盐水时能提供给原液瓶一个良好的支撑，防止原液瓶晃动或倾斜。

盐水瓶针筒固定组件的设置是不仅是在抽取盐水时握持住针筒，同时，在拔针筒时，通过盐水瓶针筒固定组件上的夹爪，给盐水瓶一个支撑，防止盐水瓶在拔针管过程中带起，利于针管与盐水瓶之间的脱离。

钨金保护套的设置是为了后续医护人员使用时阻断辐照而使用，应当理解的是，没有钨金保护套，本发明在配制混合液的过程中已经实现了不直接暴露在辐照环境中的目的。钨金保护套设置在底板上，活动门内。

工作原理及过程：

护士将针筒、针头保护套、钨金保护套，原液瓶、盐水瓶先放入对应的位置上，确认放置准备完成后，通过人机交互界面输入需要配制的剂量、活度信息、针筒的型号。

控制系统根据输入的信息，计算需要的原液的体积及盐水的体积，然后根据计算出的原液的体积及盐水的体积，根据针筒的型号获得针筒的横截面积或直接输入针筒的横截面积，再根据体积＝横截面积*高度，高度即为针筒活塞拉动的距离，针筒活塞拉动的距离也就是机械手提升的高度。

第一步抓针筒：根据针筒架上面的检测装置反馈的结果，机械手从最近的检测到有针筒的针筒位中抓取带针头的针筒，通过夹爪气缸的开合，控制夹爪治具的的开合，使针筒的外套卷边被夹爪治具的第一卡位所夹持。

第二步抽原液：机械手将针筒移动到原液瓶的上方，然后控制夹持机构向下移动，将针头插入原液瓶的瓶口中。此时针筒固定组件夹紧针筒，然后松开夹持机构，使针筒的外套卷边脱离夹持机构。

夹持机构移动至第二卡位与针筒上的活塞拉杆齐平的位置，然后控制夹爪气缸合上，控制夹爪治具合上，使夹持机构第二卡位夹住针筒上的活塞拉杆，原液瓶针筒固定组件合拢，夹住针筒，然后机械手带动活塞拉杆上升从而抽取原液，根据前面的计算结果，控制针筒上的活塞拉杆的移动距离。

夹持机构松开针筒上的活塞拉杆，夹持机构移动至第一卡位与针筒上外套卷边齐平，合上夹爪治具使第一卡位牢牢夹持住针筒的外套卷边。

针筒固定组件松开针筒。机械手上移带动针筒及针头拔出原液瓶。

第三步抽盐水：机械手带着针筒移动到盐水瓶的上方，然后夹持机构向下移动从而使针头插入到盐水瓶。

盐水瓶针筒固定组件夹紧针筒筒身。

使夹持机构第二卡位夹住针筒上的活塞拉杆，机械手带动针筒上的活塞拉杆上升抽取盐水，依据前面的计算结果控制针筒上的活塞拉杆的上升的距离。

夹持机构松开针筒上的活塞拉杆，夹持机构移动至第一卡位与针筒上外套卷边齐平，合上夹爪治具使第一卡位牢牢夹持住针筒的外套卷边。

针筒固定组件松开针筒，控制夹持机构上升从而将针筒拔出盐水瓶。

第四步套上针头保护套：机器手将针筒移回针筒架，根据针头保护套位上检测结果，获取最近的针头保护套位置，下降夹持机构，将针头插入针头保护套内，使针头与针头保护套紧密连接。上升夹持机构及针筒。

第五步测试活度：机器手将针筒放入活度计测试升降机构中，夹持机构松开夹持。活度计测试升降机构下降到活度计测试装置中，完成测试活度后，活度计测试升降机构上升回到原位。

第六步判断是否合格：读取活度计测试装置中的结果，对比需要的活度，如果对比的结果是活度检测合格，则进入第七步的步骤；如果不合格，判断药物是否用尽，药物用尽，则结束分装同时报警提示药物用尽；如果不合格，且药物没有用尽，机械手将针管连通针头保护套放回针头架的针头保护位置上，然后通过控制脱套机构抵住针头保护套，提升机械手末端上的夹持机构，从而完成脱掉针头保护套。控制系统根据检测出的活度，计算出需要补充的原液或盐水的体积，并计算出活塞拉杆的移动距离，重复第二步～第六步的过程，直到活度检测合格为止。

第七步：夹持机构夹取针筒放入钨金保护套内，分装结束。医护人员打开热室的活动门，取出带有钨金保护套保护的药剂备用。

原液瓶及盐水瓶处分别设有原液、盐水液位报警装置，当出现液位报警，结束分装过程。

Claims (9)

1.一种利用机械臂自动分装核素装置，其特征在于，包括防护罩、人机交互界面及装置本体，装置本体包括：机械手、夹持机构、活度计测试升降机构、活度计测试装置、针筒架、原液瓶针筒固定组件、盐水瓶针筒固定组件、底板、脱套机构及控制系统，各部件之间的位置及连接关系为：

防护罩包裹装置本体，防护罩上设置有活动门；人机交互界面设置在防护罩外；机械手设置在底板上，机械手末端设置有夹持机构；活度计测试升降机构也设置在底板上，且活度计测试升降机构处的底板镂空，活度计测试升降机构的下方设置有活度计测试装置，活度计测试装置设置在底板下位于活度计测试升降机构下方；针筒架设置在底板上，针筒架上设有针筒位及针头保护套位，每个针筒位及针头保护套位均对应设置有检测装置；原液瓶设置在底板的下面，且原液瓶瓶口向上，原液瓶瓶口位置的底板镂空，原液瓶针筒固定组件设置在底板上，并且在原液瓶瓶口的上方；盐水瓶设置在底板上，盐水瓶的瓶口上方设置有盐水瓶针筒固定组件，盐水瓶针筒固定组件设置在底板上；脱套机构设置在底板上且设置在针筒架的针头保护套位前；控制系统与各电气设备之间电线电缆连接。

2.根据权利要求1所述的分装核素装置，其特征在于，所述的原液瓶外还设有防护桶。

3.根据权利要求1所述的分装核素装置，其特征在于，所述的机械手至少是三轴机械手，机械手的末端带有升降机构。

4.根据权利要求1所述的分装核素装置，其特征在于，所述的防护罩上设置有观察窗。

5.根据权利要求1所述的分装核素装置，其特征在于，所述的针筒架上的检测装置为接近开关。

6.根据权利要求1所述的分装核素装置，其特征在于，所述的夹持机构包括夹爪气缸和夹爪治具，夹爪治具连接夹爪气缸，夹爪气缸设置在机械手的末端上。

7.根据权利要求6所述的分装核素装置，其特征在于，所述夹爪治具带有第一卡位及第二卡位。

8.根据权利要求1所述的分装核素装置，其特征在于，所述的原液瓶针筒固定组件和盐水瓶针筒固定组件是相同的针筒固定组件。

9.根据权利要求1所述的利用机械臂自动分装核素装置的分装方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步抓针筒：根据针筒架上面的检测装置反馈的结果，机械手从最近的检测到有针筒的针筒位中抓取带针头的针筒；

第二步抽原液：机械手将针筒移动到原液瓶的上方，然后控制夹持机构向下移动，将针头插入原液瓶的瓶口中，原液瓶针筒固定组件合拢，夹住针筒，夹持机构夹住针筒上的活塞拉杆然后上升，抽取原液；

第三步抽盐水：机械手带着针筒移动到盐水瓶的上方，然后夹持机构向下移动从而使针头插入到盐水瓶，盐水瓶针筒固定组件夹紧针筒筒身，机械手带动针筒上的活塞拉杆上升抽取盐水；

第四步套上针头保护套：机器手将针筒移回针筒架，下降夹持机构，将针头插入针头保护套内，使针头与针头保护套紧密连接；

第五步测试活度：机器手将针筒放入活度计测试升降机构中，活度计测试升降机构下降到活度计测试装置中进行活度测试；

第六步判断是否合格：读取活度计测试装置中的结果，对比需要的活度，如果对比的结果是活度检测合格，则进入第七步的步骤；如果不合格，控制系统将根据当前的活度，计算出需要补充的原液或盐水的体积，并计算出活塞拉杆的移动距离，根据需要重复第二步～第六步的过程，直到活度检测合格为止；

第七步：夹持机构夹取针筒放入钨金保护套内，分装结束。

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