CN116849656A - 扎针装置 - Google Patents

Abstract

本申请适用于扎针技术领域，具体涉及一种扎针装置，包括第一调节机构、第二调节机构、驱动组件、第一连杆、第二连杆、控制组件；第一调节机构包括沿第一方向移动的第一滑块；第二调节机构包括沿第一方向移动的第二滑块；驱动组件连接有针头，驱动组件带动针头沿第二方向移动；第一连杆一端转动连接第一滑块，第一连杆另一端转动连接驱动组件；第二连杆一端固定连接第二滑块，第二连杆另一端转动连接驱动组件；控制组件用于获取预扎针区域的静脉位置信息，控制组件用于控制驱动组件、第一调节机构、第二调节机构。旨在解决现有技术中存在的进行扎针的时候需要人工调整针头位置、扎针倾角、人工进行血管穿刺动作的技术问题。

Description

扎针装置

技术领域

本申请涉及扎针技术领域，更具体地说，是涉及一种扎针装置。

背景技术

在进行扎针操作的时候，特别是在进行采血的时候，往往需要人工进行采血操作，十分的不便捷，即使现有技术中的一些设备，例如有一种采血机器人，利用手臂静脉探测器，将静脉与周边皮肤组织区分开来定位穿刺点，但是仍然需要人工来调整针头位置、扎针倾角，还有一种采血辅助机器人，利用压脉装置和静脉显影仪，使得医疗人员更为方便的定位到血管，但是此机器人只是辅进行辅助工作，无法主动进行血管穿刺动作。

发明内容

本申请的目的在于提供一种扎针装置，旨在解决现有技术中存在的进行扎针的时候需要人工调整针头位置、扎针倾角、人工进行血管穿刺动作的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种扎针装置，包括：

第一调节机构，所述第一调节机构包括用于沿第一方向移动的第一滑块；

第二调节机构，所述第二调节机构包括用于沿第一方向移动的第二滑块；

驱动组件，所述驱动组件连接有针头，所述驱动组件用于带动所述针头沿第二方向移动；

第一连杆，所述第一连杆的一端转动连接所述第一滑块且转动轴线为第一轴线，所述第一连杆的另一端转动连接所述驱动组件且转动轴线为第二轴线；

第二连杆，所述第二连杆的一端固定连接所述第二滑块，所述第二连杆的另一端转动连接所述驱动组件且转动轴线为第三轴线，所述第一轴线、第二轴线和第三轴线的方向均垂直于所述第一方向和所述第二方向；以及

控制组件，所述控制组件用于获取预扎针区域的静脉位置信息，所述控制组件用于控制所述驱动组件，所述控制组件还用于控制所述第一调节机构和第二调节机构以分别调节所述第一滑块和第二滑块的位置。

在其中一个实施例中，所述控制组件包括控制模块和信号采集模块，所述第一调节机构和第二调节机构连接在所述信号采集模块侧部，所述信号采集模块用于采集人体预扎针区域的图像信息并传送至所述控制模块，所述控制模块用于通过所述图像信息获取静脉位置信息，所述控制模块用于控制所述驱动组件，所述控制模块还用于控制所述第一调节机构和第二调节机构。

在其中一个实施例中，所述信号采集模块为光声采集头，所述光声采集头通过光纤电连接所述控制模块，所述控制模块为上位机。

在其中一个实施例中，所述第一调节机构和第二调节机构分别为第一丝杠机构和第二丝杠机构，所述第一滑块为所述第一丝杠机构的第一丝母，所述第二滑块为所述第二丝杠机构的第二丝母，所述控制组件用于控制所述第一丝杠机构的第一电机和所述第二丝杠机构的第二电机。

在其中一个实施例中，所述第一丝杠机构和第二丝杠机构设置在支架上，所述第一电机和第二电机固设于所述支架上，所述第一丝杠机构的第一丝杆和所述第二丝杠机构的第二丝杆转动设置在所述支架上，所述第一电机和第二电机分别用于驱动第一丝杆和第二丝杆转动，在所述支架上还设有导向轴，所述导向轴位于第一丝杆和第二丝杆之间，所述导向轴平行于第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝母和第二丝母分别装配在第一丝杆和第二丝杆上，所述第一丝母和第二丝母还通过通孔滑动套设在所述导向轴上。

在其中一个实施例中，所述驱动组件为第三丝杠机构，所述驱动组件包括：

第三电机，所述第一连杆和第二连杆分别转动连接在所述第三电机上，所述控制组件用于控制所述第三电机；

第三丝杆，所述第三丝杆连接在所述第三电机的动力输出端；以及

第三丝母，所述第三丝母装配在所述第三丝杆上，所述第三丝母用于固定连接所述针头。

在其中一个实施例中，所述第三丝母上设有套筒，所述针头装设在所述套筒内。

在其中一个实施例中，所述第一连杆包括相对设置的两个第一支杆，两个第一支杆分别转动连接所述第三电机的两侧，两个所述第一支杆之间具有第一间隙，所述第一间隙用于在第一支杆相对第三电机转动时避让所述第三电机。

在其中一个实施例中，所述第二连杆包括相对设置的两个第二支杆，两个第二支杆分别转动连接所述第三电机的两侧，两个所述第二支杆之间具有第二间隙，所述第二间隙用于在第二支杆相对第三电机转动时避让所述第三电机。

在其中一个实施例中，在所述支架上还设有连接块，所述连接块上设有螺纹孔或套管。

本申请提供的扎针装置与现有技术相比，能够自动调节针头的位置和倾角，并能够进行推顶穿刺动作，当调节位置的时候，则通过第二滑块的上升和下降来调节驱动组件在第一方向的位置也就是针头的位置，第一方向可为竖直方向，当针头的高度位置调整好之后，则可通过第一滑块的移动来使驱动组件进行转动，从而调节针头的倾角，这样能够使针头处于适合的高度位置，并且具有适合的倾角，而针头的推顶穿刺动作则通过驱动组件来驱动，这样针头位置、倾角的调节以及穿刺动作均不需要人工操作，十分的便捷，而且通过控制组件来获取静脉位置信息，从而控制第一滑块、第二滑块的移动距离、方向以及针头的推顶幅度，操控准确。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的扎针装置的结构示意图。

图中，1、第一丝母；2、第二丝母；3、针头；4、第一连杆；5、第二连杆；6、光声采集头；7、光纤；8、第一电机；9、第二电机；10、第一丝杆；11、第二丝杆；12、支架；13、导向轴；14、第三电机；15、第三丝杆；16、第三丝母；17、螺纹孔；18、套管。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1，本申请提供了一种扎针装置的具体实施例，具体包括第一调节机构、第二调节机构、驱动组件、第一连杆4、第二连杆5。

其中，第一调节机构包括用于沿第一方向移动的第一滑块。

其中，第二调节机构包括用于沿第一方向移动的第二滑块。

驱动组件连接有针头3，驱动组件用于带动针头3沿第二方向移动。

第一连杆4的一端转动连接第一滑块且转动轴线为第一轴线，第一连杆4的另一端转动连接驱动组件且转动轴线为第二轴线。

第二连杆5的一端固定连接第二滑块，第二连杆5的另一端转动连接驱动组件且转动轴线为第三轴线，第一轴线、第二轴线和第三轴线的方向均垂直于第一方向和第二方向。

控制组件用于获取预扎针区域的静脉位置信息，控制组件用于控制驱动组件，控制组件还用于控制第一调节机构和第二调节机构以分别调节第一滑块和第二滑块的位置。

具体地，静脉位置信息包括静脉的分布以及深度信息，控制组件通过静脉位置信息可以得到在人体皮肤上的穿刺位置、针头3所要采取的倾角以及穿刺深度等参数。从而控制第一调节机构、第二调节机构和驱动组件动作。

具体地，第一调节机构包括第一滑块，第一滑块能够在第一调节机构的调节下沿着第一方向移动；第二调节机构包括第二滑块，第二滑块能够在第二调节机构的调节下沿着第二方向移动。

第一调节机构除了包括第一滑块之外，第二调节机构除了包括第二滑块之外，两者还包括用于使第一滑块和第二滑块移动的其它动力结构。

第一方向可以为竖直方向，第一滑块可沿着竖直方向移动，第二滑块可沿着竖直方向移动，具体地两者可以通过罗列的形式设置，第一滑块在上，第二滑块在下。

本实施例中的驱动组件连接针头3，针头3用于穿刺人体表皮进入静脉抽血，针头3还可连接有负压装置和容纳血液的容血管。具体可以为真空管。

驱动组件带动针头3沿着第二方向移动，以刺破人体皮肤进入静脉抽血。

第二滑块在移动的时候，用于带动驱动组件移动，从而使针头3进行移动，调节针头3的位置。具体是这样实现的，第二连杆5一端固定连接第二滑块，第二连杆5另一端转动连接驱动组件，当第二滑块移动的时候能够通过第二连杆5带动驱动组件移动。在移动驱动组件的时候，第一连杆4可进行摆动，驱动组件也可以相对第二连杆5做适配的转动。

第一方向可为竖直方向，所以通过第二滑块的移动实现了驱动组件在竖直方向上的位置调节，使针头3调节到接近人体需扎针的区域附近。

再者，对驱动组件的倾角，也就是针头3的倾角进行调节，以使针头3以合适的角度进行穿刺。

具体是这样实现的，第二滑块调节好之后则定位，通过第一滑块的移动，来使第一连杆4拉动或者推动驱动组件，从而使驱动组件相对第二连杆5进行转动，这样实现了调节倾角。

第一轴线、第二轴线和第三轴线的方向均垂直于所述第一方向，这样当第一滑块沿着第一方向移动的时候，各个部件之间能够顺利的进行相对转动。

经过位置和倾角的调节之后，则开始使驱动组件驱动针头3在第二方向运动，完成穿刺操作，并插入适当的深度，第二方向也是垂直于三个轴线的。

另外，本实施例还设置了控制组件，驱动组件、第一调节机构和第二调节机构都是受控于控制组件的，控制组件获取静脉位置信息之后能够控制第一调节机构和第二调节机构，从而使第一滑块和第二滑块运动到指定的位置，使针头3以合适的位置和角度对准穿刺点。并且驱动组件驱动针头3运动，使针头3能够插入适当的深度。

所以本实施例提供的扎针装置能够自动的对针头3的位置和倾角进行调节，对驱动组件的推顶程度即穿刺深度进行控制，避免了人工辅助调节，操作简单快捷准确。

作为一种实施方式，控制组件包括控制模块和信号采集模块，第一调节机构和第二调节机构连接在信号采集模块侧部，信号采集模块用于采集人体预扎针区域的图像信息并传送至控制模块，控制模块用于通过图像信息获取静脉位置信息，控制模块用于控制驱动组件，控制模块还用于控制第一调节机构和第二调节机构。

信号采集模块用于采集人体预扎针区域的图像信息，采集之后图像信息传递给控制模块，控制模块根据图像信息确定静脉位置，得到静脉的分布和深度，从而得到在人体皮肤上的穿刺位置、针头3所要采取的倾角以及穿刺深度等参数，而后控制模块控制第一调节机构、第二调节机构以及驱动组件做适配的动作，从而准确的进行穿刺操作。

第一调节机构和第二调节机构连接在信号采集模块侧部，这样信号采集模块与第一调节机构、第二调节机构的相对位置是固定的，信号采集模块采集图像信息后，传递至控制模块，控制模块根据图像信息获取静脉位置信息，然后能够使第一调节机构和第二调节机构根据指令进行特定的移动。

如图1，进一步地，信号采集模块为光声采集头6，光声采集头6通过光纤7电连接控制模块，控制模块为上位机。

具体地，本实施例采用光声成像技术，通过光声采集头6进行图像采集，其原理是这样的，光声采集头6通过脉冲激光打到皮肤表面，使其升温。高频的激光可以使得皮肤温度有规律的波动，从而有规律的热胀冷缩，引起机械振动(超声波)。通过光声采集头6(换能器)进行采集声波并转换为电信号，经过一系列图像算法优化算法处理获得被测皮肤表面或者浅层的相关物理特性、组分分布，形成图像。

通过光纤7将图像信号传递至控制模块，控制模块为上位机，上位机能够通过图像信号得到静脉的分布和深度，并得到对应的在人体皮肤上的穿刺位置信、针头3所要采取的倾角以及穿刺深度等参数。从而控制第一调节机构、第二调节机构和驱动组件动作。

本实施方式的有益效果在于，利用光声采集头6，通过光声成像技术来获取图像信息，从而能够准确的获取静脉位置信息，并有效地的控制第一调节机构、第二调节机构和驱动组件动作。

如图1，作为一种实施方式，第一调节机构和第二调节机构可以这样设置，第一调节机构和第二调节机构分别为第一丝杠机构和第二丝杠机构，第一滑块为第一丝杠机构的第一丝母1，第二滑块为第二丝杠机构的第二丝母2，控制组件用于控制第一丝杠机构的第一电机8和第二丝杠机构的第二电机9。

具体地，通过丝杠机构进行调节，结构稳定，调节起来能够很好的实现准确定位。

第一丝杠机构包括第一电机8、第一丝杆10、第一丝母1，第二丝杠机构包括第二电机9、第二丝杠、第二丝母2。装配形成丝杠机构。

通过第一电机8的转动，第一丝杆10转动，从而使第一丝母1沿着第一丝杆10的长度方向移动。

通过第二电机9的转动，第二丝杆11转动，从而使第二丝母2沿着第二丝杆11的长度方向移动。这样实现了第一丝母1和第二丝母2的位置的调节，进而实现对驱动组件的位置和倾角的准确调节。

可替代的，第一调节机构还可包括第一气缸、第一滑轨；第二调节机构还可以包括第二气缸、第二滑轨；第一滑块滑动设置在第一滑轨上，第二滑块滑动设置在第二滑轨上，通过第一气缸和第二气缸的驱动可使第一滑块和第二滑块进行移动。

如图1，进一步地，本实施例还设置了支架12，支架12用于设置第一丝杠机构和第二丝杠机构，第一丝杠机构和第二丝杠机构设置在支架12上，第一电机8和第二电机9固设于支架12上，第一丝杠机构的第一丝杆10和第二丝杠机构的第二丝杆11转动设置在支架12上，第一电机8和第二电机9分别用于驱动第一丝杆10和第二丝杆11转动，在支架12上还设有导向轴13，导向轴13位于第一丝杆10和第二丝杆11之间，导向轴13平行于第一丝杆10和第二丝杆11，第一丝母1和第二丝母2分别装配在第一丝杆10和第二丝杆11上，第一丝母1和第二丝母2还通过通孔滑动套设在导向轴13上。

如图1，本实施方式提供了第一丝杠机构和第二丝杠机构的具体装配形式，两者均装配在支架12上。

支架12可包括底板和位于底板上的两个立板，两个立板具有间距，第一丝杆10和第二丝杆11转动设置在两个立柱之间，第一电机8和第二电机9分别固定设置在其中一个立板上，并且两者的动力输出端分别连接第一丝杆10和第二丝杆11，以带动第一丝杆10和第二丝杆11转动。

为了增加第一丝母1和第二丝母2移动的稳定性，本实施方式还设置了导向轴13，导向轴13为固定轴，其固定设置在支架12上，具体可以设置在上述两个立板之间，在第一丝母1和第二丝母2上均可设置通孔，导向轴13均穿过两者的通孔，第一丝母1和第二丝母2均通过通孔滑动套在导向轴13上，这样在移动的时候导向轴13起到了导向的作用，同时也增加了稳定性。

本实施方式的效果在于，提供了第一丝杠机构和第二丝杠机构的装配设置形式，并且提供了导向轴13，增加了稳定性。

如图1，作为一种实施方式，驱动组件优选为第三丝杠机构，驱动组件包括第三电机14、第三丝杆15、第三丝母16。第一连杆4和第二连杆5分别转动连接在第三电机14上，控制组件用于控制所述第三电机14；第三丝杆15连接在第三电机14的动力输出端，第三丝母16装配在第三丝杆15上，第三丝母16用于固定连接针头3。

具体地，可在第三电机14的外壁上设置连接点，连接点可为设置在第三电机14表面的辅助结构，第一连杆4和第二连杆5通过转动连接辅助结构实现相对第三电机14转动设置。

驱动组件也选择丝杠机构，这样也实现了稳定的推顶移动。

针头3可装配在第三丝母16的下表面。

可替代的，驱动组件还可这样设置，驱动组件包括第三气缸，第三气缸用于驱动针头3运动。

第三丝母16上设置针头3的形式为，可以在第三丝母16上设有套筒，针头3装设在套筒内。套筒为通孔，针头3装设在套筒一端，套筒另一端可穿入软管以连接针头3。

在第三电机14相对第一连杆4进行转动的时候，第一连杆4可能会与第三电机14发生碰触，阻碍转动，如图1，所以本实施例还这样设置，第一连杆4包括相对设置的两个第一支杆，两个第一支杆分别转动连接第三电机14的两侧，两个第一支杆之间具有第一间隙，第一间隙用于在第一支杆相对第三电机14转动时避让第三电机14。

具体地，第一连杆4采用由两个支杆所组成的形式，首先增加了第一连杆4的结构强度，增加了转动或者摆动的稳定性可靠性，而且两个支杆之间具有间隙，可对第三电机14进行避让，确保了大角度摆动的顺利进行。

同理，如图1，第二连杆5也可以包括相对设置的两个第二支杆，两个第二支杆分别转动连接第三电机14的两侧，两个第二支杆之间具有第二间隙，第二间隙用于在第二支杆相对第三电机14转动时避让第三电机14。

所以这样也增加了第二连杆5的强度，且第二间隙能够有效地避让第三电机14。

进一步地，在支架12上还设有连接块，连接块上设有螺纹孔17或套管18。本实施例提供的扎针装置可以通过螺纹孔17或者套管18连接其它调节装置，给其它调节装置或者调节设备的连接提供了连接结构。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.扎针装置，其特征在于，包括：

第一调节机构，所述第一调节机构包括用于沿第一方向移动的第一滑块；

第二调节机构，所述第二调节机构包括用于沿第一方向移动的第二滑块；

驱动组件，所述驱动组件连接有针头，所述驱动组件用于带动所述针头沿第二方向移动；

第一连杆，所述第一连杆的一端转动连接所述第一滑块且转动轴线为第一轴线，所述第一连杆的另一端转动连接所述驱动组件且转动轴线为第二轴线；

第二连杆，所述第二连杆的一端固定连接所述第二滑块，所述第二连杆的另一端转动连接所述驱动组件且转动轴线为第三轴线，所述第一轴线、第二轴线和第三轴线的方向均垂直于所述第一方向和所述第二方向；以及

控制组件，所述控制组件用于获取预扎针区域的静脉位置信息，所述控制组件用于控制所述驱动组件，所述控制组件还用于控制所述第一调节机构和第二调节机构以分别调节所述第一滑块和第二滑块的位置。

2.如权利要求1所述的扎针装置，其特征在于，所述控制组件包括控制模块和信号采集模块，所述第一调节机构和第二调节机构连接在所述信号采集模块侧部，所述信号采集模块用于采集人体预扎针区域的图像信息并传送至所述控制模块，所述控制模块用于通过所述图像信息获取静脉位置信息，所述控制模块用于控制所述驱动组件，所述控制模块还用于控制所述第一调节机构和第二调节机构。

3.如权利要求2所述的扎针装置，其特征在于，所述信号采集模块为光声采集头，所述光声采集头通过光纤电连接所述控制模块，所述控制模块为上位机。

4.如权利要求1-3任一项所述的扎针装置，其特征在于，所述第一调节机构和第二调节机构分别为第一丝杠机构和第二丝杠机构，所述第一滑块为所述第一丝杠机构的第一丝母，所述第二滑块为所述第二丝杠机构的第二丝母，所述控制组件用于控制所述第一丝杠机构的第一电机和所述第二丝杠机构的第二电机。

5.如权利要求4所述的扎针装置，其特征在于，所述第一丝杠机构和第二丝杠机构设置在支架上，所述第一电机和第二电机固设于所述支架上，所述第一丝杠机构的第一丝杆和所述第二丝杠机构的第二丝杆转动设置在所述支架上，所述第一电机和第二电机分别用于驱动第一丝杆和第二丝杆转动，在所述支架上还设有导向轴，所述导向轴位于第一丝杆和第二丝杆之间，所述导向轴平行于第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝母和第二丝母分别装配在第一丝杆和第二丝杆上，所述第一丝母和第二丝母还通过通孔滑动套设在所述导向轴上。

6.如权利要求1-3任一项所述的扎针装置，其特征在于，所述驱动组件为第三丝杠机构，所述驱动组件包括：

第三电机，所述第一连杆和第二连杆分别转动连接在所述第三电机上，所述控制组件用于控制所述第三电机；

第三丝杆，所述第三丝杆连接在所述第三电机的动力输出端；以及

第三丝母，所述第三丝母装配在所述第三丝杆上，所述第三丝母用于固定连接所述针头。

7.如权利要求6所述的扎针装置，其特征在于，所述第三丝母上设有套筒，所述针头装设在所述套筒内。

8.如权利要求6所述的扎针装置，其特征在于，所述第一连杆包括相对设置的两个第一支杆，两个第一支杆分别转动连接所述第三电机的两侧，两个所述第一支杆之间具有第一间隙，所述第一间隙用于在第一支杆相对第三电机转动时避让所述第三电机。

9.如权利要求6所述的扎针装置，其特征在于，所述第二连杆包括相对设置的两个第二支杆，两个第二支杆分别转动连接所述第三电机的两侧，两个所述第二支杆之间具有第二间隙，所述第二间隙用于在第二支杆相对第三电机转动时避让所述第三电机。

10.如权利要求5所述的扎针装置，其特征在于，在所述支架上还设有连接块，所述连接块上设有螺纹孔或套管。