CN118001516B - 一种自动检测血管位置的注射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械领域，为一种自动检测血管位置的注射装置，包括注射装置和血管检测装置，注射装置与血管检测装置均与处理器连接，注射装置包括注射管和活塞杆，注射管上设置有乳头，乳头上能够插接注射针头，注射管上连接有限位件和机械臂，机械臂能够带动限位件翻转，并且在机械臂内设置有电机通道，电机通道内设置有直线电机，直线电机与限位件连接，处理器能够控制直线电机带动限位件在电机通道内前后移动，与现有技术相对比，本发明的有益效果是：通过血管成像仪将患者的静脉血管投影在患者的手臂上1：1显现出来，然后由图像传感器将静脉血管的投影图像回传至处理器内，然后通过处理器控制机械臂带动限位件和注射装置移动。

Description

一种自动检测血管位置的注射装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体为一种自动检测血管位置的注射装置。

背景技术

在静脉注射时，有时会出现患者的血管细小以至于在进针之前需要使用橡胶带以及不断拍打手腕使血管膨胀然后才能够实施进针操作，整个过程非常不便，并且对患者而言十分不舒服，为此能够提高体检抽血的精准度，并且可以避免人工对患者实施进针操作出现进针失误的情况发生，使用自动识别控制注射代替人工进针药液注射，检索到公开号为CN111991653A的一种自动注射控制装置及其控制方法，包括操作箱台、安装在操作箱台左右两侧注射定位部分和注射驱动部分，注射定位部分包括用于推动注射器进行注射的注射支撑定位模块和设置在注射支撑定位模块外侧上方的视频拍摄器，注射驱动部分包括电气控制盒以及设置在电气控制盒右侧与视频拍摄器下方之间的操作箱台上的注射驱动模块，电气控制盒固定于操作箱台表面上，在注射驱动模块的顶端后侧设置有水平定位支撑板，在靠近电气控制盒一侧的水平定位支撑板的外侧壁上设置有注射驱动气缸，在远离电气控制盒一侧的水平定位支撑板的外侧壁上通过注射支撑定位模块夹持固定所述注射器，在注射驱动气缸的输出轴端部上设置有感应推头，注射器固定在感应推头正前方的水平定位支撑板的外侧壁上。

然而上述技术中，通过视频拍摄器和注射驱动部分控制注射器对患者实施进针操作，但是无法对注射针头进行更换；当患者的血管细小时，或当视频拍摄器也不够精准时，实施进针操作时可能会出现误差。

发明内容

本发明要解决的问题更加精准的实施进针操作，并且使设备能够自动更换注射针头。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种自动检测血管位置的注射装置，包括注射装置和血管检测装置，注射装置用于对患者的静脉血管进行药液注射，血管检测装置用于检测血管的位置信息，并且将血管的位置信息反馈至处理器，注射装置与血管检测装置均与处理器连接，注射装置包括注射管和活塞杆，注射管上设置有乳头，乳头上能够插接注射针头，注射管上连接有限位件和机械臂，机械臂能够带动限位件翻转，并且在机械臂内设置有电机通道，电机通道内设置有直线电机，直线电机与限位件连接，处理器能够控制直线电机带动限位件在电机通道内前后移动；

血管检测装置包括放置台和血管成像仪，血管成像仪位于放置台的上方，并且血管成像仪上还设置有图像传感器，图像传感器可以将图像信息传送到处理器；

在血管检测装置上方设置有针头更换装置，针头更换装置包括拆卸片和容纳通道，容纳通道下方设置有卡位结构，卡位结构包括容纳盒，容纳盒内设置有开合件和辅助爪，容纳盒的侧壁上设置有上滑道和下滑道，开合件位于下滑道内，辅助爪位于上滑道内，下滑道和上滑道内分别设置有第一电磁铁和第二电磁铁。

更优的，注射管靠近乳头的一端设置有第一单向阀门，在注射管的侧壁上连接有输液管，并且设置有第二单向阀门，输液管上连接有输液瓶，输液瓶上设置有输液报警器。

更优的，限位件包括底座和上盖，上盖扣合在底座上形成圆柱状的限位件，限位件上设置有卡位槽，注射管能够卡合在卡位槽内，限位件内还设置有助力件，助力件与活塞杆连接，助力件下方连接有丝杆电机与处理器连接。

更优的，拆卸片设置在放置台上，拆卸片上设置有卡口，卡口呈“U”型，卡口的直径大于乳头的直径，并且卡口的直径小于注射针头的针座。

更优的，容纳通道上设置有投放斗，容纳通道呈圆筒状，容纳通道的直径大于针头护帽的直径。

更优的，开合件为两块条形板组成，两块条形板上分别设置有弧形缺口，条形板上连接有定位块，定位块的材质为镍铁合金。

更优的，开合件上设置有伸缩杆，上滑道和下滑道之间设置有夹板，夹板上设置有轴接条口，伸缩杆穿过轴接条口与辅助爪连接。

更优的，夹板内还设置有顶合杆，顶合杆与伸缩杆贴合，顶合杆为镍铁合金材质。

更优的，开合件与辅助爪的间距小于针座与针头护帽的间距。

与现有技术相对比，本发明的有益效果是：通过血管成像仪将患者的静脉血管投影在患者的手臂上1：1显现出来，然后由图像传感器将静脉血管的投影图像回传至处理器内，然后通过处理器控制机械臂带动限位件和注射装置移动，从而使注射针头对准静脉血管，然后再通过处理器控制直线电机实施进针操作，然后通过丝杆电机控制活塞杆，带动活塞杆推进将药液从推进至患者的静脉血管内完成药液注射，注射完成后再通过直线电机带动注射针头从静脉血管内拔出，从而使注射针头精准的对准患者的静脉血管，进行药液注射，即使遇见血管细小的患者也可以使注射针头精准的插入，无需医护人员用对患者的血管进行拍打或者使用压脉带来使血管显现的更加清晰，并且全程自动操作，无需医护人员操作，节省医疗资源。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的进针时结构示意图；

图3为本发明的侧面结构示意图；

图4为本发明的限位件结构示意图；

图5为本发明的开合件结构示意图；

图6为本发明的夹板结构示意图；

图7为本发明的辅助爪闭合结构示意图；

图8为本发明的开合件和辅助爪打开结构示意图；

图9为本发明的开合件闭合结构示意图；

图10为本发明的局部结构示意图；

图11为本发明的俯视结构示意图；

图12为本发明的处理器原理框图；

其中，1-注射管，2-活塞杆，3-第一单向阀门，4-机械臂，5-电机通道，6-限位件，7-卡位槽，8-丝杆电机，9-第二单向阀门，10-直线电机，11-放置台，12-血管成像仪，13-拆卸片，14-容纳通道，15-卡口，16-废料盒，17-投放斗，18-容纳盒，19-辅助爪，20-开合件，21-弧形缺口，22-定位块，23-第一电磁铁，24-伸缩杆，25-夹板，26-轴接条口，27-移动通道，28-顶合杆，29-第二电磁铁。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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；可以是电性连接；可以是液压油路连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参阅图1-图12所示，一种自动检测血管位置的注射装置，包括血管检测装置和注射装置，检测装置与注射装置还连接有处理器，其中注射装置包括注射管1和活塞杆2，注射管1上设置有乳头，乳头与注射管1连通，注射管1内的液体可以通过乳头喷出，注射管1与乳头之间设置有第一单向阀门3，第一单向阀门3可以控制液体无法从乳头回流至注射管1内，当活塞杆2推动时，注射管1内的液体将通过第一单向阀门3然后从乳头喷出，乳头上插有注射针头，在注射装置上连接有机械臂4，机械臂4内设置有电机通道5和限位件6，限位件6分为底座和上盖，上盖扣合在底座上形成圆柱状限位件6，限位件6上设置有卡位槽7，注射管1可以放在卡位槽7内，对注射管1进行限位，使注射管1无法移动或者转动，在限位件6内还设置有丝杆电机8，丝杆电机8与活塞杆2连接，丝杆电机8与处理器连接，处理器可以控制丝杆电机8的运转，通过丝杆电机8可以带动活塞杆2直线移动，使活塞杆2对注射管1内的药液进行推动，从而使药液从第一单向阀门3喷出，然后通过注射针头注射到血管内。

其中，注射管1的侧壁上连接有输液管，在输液管上设置有第二单向阀门9，通过第二单向阀门9可以使药液只能从输液管向注射管1内流入，而注射管1内的药液无法通过第二单向阀门9进入输液管内，从而可以避免回流的现象发生，并且输液管的一端连接有输液瓶，输液瓶内装有需要注射的药物，输液瓶内的药液可以通过输液管注入至注射管1内，并且可以根据不同的需求更换不同的药物，在输液瓶下方还设置有输液报警器，通过输液报警器来提醒医护人员输液瓶内的药液不足，使医护人员可以及时的更换药液瓶。

在限位件6上还连接有机械臂4，机械臂4可以左右调整位置，机械臂4还可以带动限位件6做旋转运动，当机械臂4正向旋转时，限位件6随着机械臂4向上转动，当机械臂4反向旋转时，限位件6随着机械臂4向下转动，机械臂4内设置有电机通道5，电机通道5内设置有直线电机10，直线电机10的滑块与限位件6连接，机械臂4和直线电机10均与处理器连接，通过处理器可以控制直线电机10的运转，通过直线电机10可以更加精准并且缓慢的控制限位件6的移动，从而通过限位件6带动注射装置移动，以便于对患者实施进针操作，即用注射器将针头插入患者的血管中，以便进行药物注射，当出针时，直线电机10控制限位件6带动注射装置缓慢移动，将针头从患者血管内拔出。

血管检测装置包括放置台11和血管成像仪12，并且血管成像仪12位于放置台11的上方，患者将手臂放在放置台11上然后经过血管成像仪12红外光照射，使血红蛋白吸收这些红外线，再接收反射回来的红外光将其形成静脉血管的图像，然后通过投影将其1：1地投影在患者的皮肤上，在血管成像仪12上设置有图像传感器，图像传感器和血管成像仪12均与处理器连接，图像传感器可以将采集到的图像反馈到处理器上，然后通过处理器对机械臂4和直线电机10等部件下达指令，通过图像传感器可以采集患者皮肤上的静脉血管投影图像，以及注射装置上的注射针头与患者皮肤接触的图像，从而判断注射针头是否进入患者的静脉血管内，当处理器控制直线电机10带动注射针头插入患者的静脉血管内，此时图像传感器将注射针头插入静脉血管的图像反馈至处理器上，处理器控制直线电机10停止，使注射针头停止移动，然后处理器对丝杆电机8下达指令，控制丝杆电机8带动活塞杆2移动，使活塞杆2在注射管1内移动，将注射管1内的药液通过第一单向阀门3和注射针头注入至患者的静脉血管内，注射完成时，活塞杆2在丝杆电机8的极限位置处停止移动，丝杆电机8反馈到处理器，然后由处理器控制直线电机10启动，使直线电机10的滑块带动限位件6缓慢回拉从而带动注射装置中的注射针头慢慢的从患者的皮肤中拔出，完成整个注射流程。

在血管监测装置上还设置有针头更换装置，针头更换装置包括拆卸片13和容纳通道14，拆卸片13设置在放置台11上，拆卸片13与地面呈垂直状态，拆卸片13上设置有卡口15，卡口15呈“U”型，卡口15的口径大于注射装置乳头的直径，并且小于注射针头上针座的直径，使注射装置的乳头可以自由穿过卡口15，但是注射针头的针座无法穿越卡口15，在拆卸片13的下方设置有废料盒16，当注射装置的乳头位于拆卸片13的卡口15内，并且卡口15位于注射管1和针座之间时，控制注射管1移动，可以使针座与乳头分离，分离后的注射针头落入废料盒16内。

其中，容纳通道14呈圆筒状，容纳通道14的直径略大于针头护帽，容纳通道14每次只能通过单个注射针头，容纳通道14位于废料盒16的上方，容纳通道14的上方设置有投放斗17，通过将带有针头护帽的注射针头放入投放斗17内，注射针头将通过投放斗17进入容纳通道14内，然后通过容纳通道14落在开合件20上，容纳通道14通过支撑架与地面连接，注射装置随着机械臂4向上翻转，直至注射管1的延长线与地面呈垂直状态，此时注射装置的中心线与容纳通道14的中心线位于同一条直线上，容纳通道14用于容纳带针头护帽的注射针头，容纳通道14下方连接有卡位结构。

卡位结构包括容纳盒18，容纳盒18内设置有辅助爪19和开合件20，开合件20为两块条形板，条形板的一端设置有弧形缺口21，当开合件20呈闭合状态时，两块条形板合并，弧形缺口21对接，形成圆形通孔，圆形通孔的直径略微大于注射装置的乳头部分，使注射装置的乳头部分能够穿过圆形通孔，但是注射针头上的针座无法穿过圆形通孔，在容纳盒18的侧壁上设置有上滑道和下滑道，上滑道和下滑道之间还设置有夹板25，辅助爪19位于上滑道内，辅助爪19可以在上滑道内移动，条形板在下滑道内，条形板可以在下滑道内移动，在条形板的下表面设置有定位块22，定位块22为磁导性较好的镍铁合金材质，定位块22与容纳盒18之间连接有拉伸复位弹簧，容纳盒18的下端设置有第一电磁铁23，当第一电磁铁23通电时，第一电磁铁23将定位块22吸引，使定位块22向第一电磁铁23所在的方向移动，定位块22移动时带动条形板移动，使开合件20打开，条形板向两侧分离，使两个弧形缺口21分离，此时带针头护帽的注射针头能够从弧形缺口21内穿过下落，在条形板上还轴接有伸缩杆24，伸缩杆24包括内杆和外杆，使伸缩杆24能够调节长度，在夹板25上设置有轴接条口26，伸缩杆24穿越轴接条口26后与辅助爪19轴接，在夹板25内设置有移动通道27和小型弹簧，小型弹簧上连接有顶合杆28，顶合杆28通过移动通道27从轴接条口26穿出后与伸缩杆24贴合，顶合杆28与伸缩杆24的贴合位置位于伸缩杆24的上端，通过伸缩杆24能够使开合件20和辅助爪19之间形成反向联动，开合件20打开时，条形板移动时带动伸缩杆24，由于顶合杆28与伸缩杆24贴合，因此伸缩杆24会以顶合杆28为轴心转动，从而通过杠杆原理使辅助爪19形成闭合状态，由于开合件20与辅助爪19的间距小于针座与针头护帽的间距，此时辅助爪19位于针头护帽和针座之间，使针头护帽无法向下移动的同时针座也无法向上移动，其中顶合杆28和辅助爪19均为磁导性良好的镍铁合金材质，并且在上滑道还设置有第二电磁铁29，当第二电磁铁29通电时，第二电磁铁29将对顶合杆28和辅助爪19产生吸引，使顶合杆28脱离伸缩杆24，并且使辅助爪19移动，随着辅助爪19的移动，伸缩杆24也随之在轴接条口26内移动，从而使辅助爪19呈打开的状态，使针头护帽从辅助爪19中脱离并向下掉落，当第二电磁铁29断电后，顶合杆28在小型弹簧的作用下，重新与伸缩杆24贴合，在顶合杆28的推动下，使伸缩杆24带动辅助爪19移动，形成闭合状态。

使用时，先将注射管1放入限位件6内，然后通过处理器控制丝杆电机8，使丝杆电机8带动活塞杆2向后移动，从而将药液瓶内的药液通过输液管和第二单向阀门9进入注射管1内，当有患者将手臂放在放置台11上，此时图像传感器检测到患者手臂后，将图像信号传导至处理器，然后由处理器控制血管成像仪12开启，将患者的血管的位置在其手臂上成像显示出来，图像传感器将血管的位置成像图像反馈至处理器，然后处理器控制机械臂4移动从而带动注射装置移动至患者的手臂上方，并且将针头对准患者静脉血管的位置，然后处理器控制直线电机10启动，将注射装置向前推移，实施进针操作，图像传感器实时向处理器回传图像，当图像传感器通过血管成像仪12观察到注射针头进入患者静脉血管内时，处理器控制直线电机10停止运转，使限位件6停止移动，并且同时控制丝杆电机8运转，使丝杆电机8带动活塞杆2向前移动，使注射管1内的药液从第一单向阀门3喷出，经过注射针头进入患者的静脉血管内，当丝杆电机8行进至极限位置时，处理器控制丝杆电机8停止移动，并且控制直线电机10启动，直线电机10带动限位件6缓缓向后移动，从而使注射针头缓缓从患者皮肤内拔出，针头拔出后，直线电机10继续向后移动，使注射装置中的乳头对准拆卸片13上的卡口15，然后处理器控制机械臂4向下移动，使乳头陷入卡口15内，然后控制直线电机10带动限位件6向后移动，由于卡口15的口径小于注射针头的针座直径，因此注射针头无法穿过卡口15，使注射装置与注射针头脱离，脱离后的注射针头落入废料盒16内，然后处理器控制机械臂4带动注射装置移动并且翻转，使注射装置的乳头朝上，注射装置的延长线与地面呈垂直状态，此时注射装置的乳头与开合件20闭合形成的圆形通孔位于同一竖直线上，然后处理器控制直线电机10运转，控制注射装置向上移动，注射针头在容纳通道14内由于重力原因下落至开合件20上，所以当注射装置向上移动时，乳头与注射针头的针座接触，此时处理器控制第一电磁铁23通电，第一电磁铁23通电后使第一电磁铁23具有磁性，从而对定位块22产生吸引力，使定位块22在下滑道内向第一电磁铁23靠近直至与第一电磁铁23贴合，定位块22移动时带动开合件20中的条形板移动，从而使开合件20打开，由于乳头与针座接触，所以此时即使开合件20打开，注射针头也不会下落，并且在定位块22移动时，通过伸缩杆24和轴接条口26以及顶合杆28的配合，通过杠杆原理带动辅助爪19移动，使两个辅助爪19互相靠近以及闭合，辅助爪19闭合时位于针头护帽和针座之间，此时针座无法向上移动，针头护帽也无法向下移动，同时控制直线电机10继续运转使注射装置继续向上移动，从而使注射针头和乳头紧密嵌合，此时直线电机10处于极限位置，无法继续带动注射装置向上移动，从而处理器控制直线电机10向下移动，使注射装置带动注射针头与针头护帽脱离，当直线电机10向下移动至极限位置时，处理器控制机械臂4移动和翻转，控制注射装置回到放置台11的位置，等待下一位患者，此时处理器控制第二电磁铁29通电，第二电磁铁29将顶合杆28和辅助爪19吸引至与第二电磁铁29贴合，此时被辅助爪19夹持的针头护帽从辅助爪19中脱落，向废料盒16的位置下落，同时处理器控制第二电磁铁29断电，顶合杆28通过弹簧的恢复力重新与伸缩杆24贴合，并且推动伸缩杆24带动辅助爪19移动，使辅助爪19闭合，由于针头护帽呈上端细下端粗的锥状，因此闭合后的辅助爪19无法夹持针头护帽的上端，所以闭合后的辅助爪19不会影响针头护帽的下落，但是容纳通道14内后续落下的带有针头护帽的注射针头会被辅助爪19卡住，使其无法继续下落，当针头护帽落入废料盒16内时处理器控制第一电磁铁23断电，然后定位块22通过拉伸复位弹簧复位，使开合件20重新闭合，由于伸缩杆24和轴接条口26以及顶合杆28的配合，通过杠杆原理使辅助爪19向后移动使辅助爪19呈打开状态，当开合件20闭合时辅助爪19呈打开状态，使被辅助爪19卡住的带有针头护帽的注射针头下落至开合件20上，从而完成更换注射针头的操作，全程无须人工操作，省时省力的同时更有效的节省了医疗资源，并且提高了为患者静脉注射的效率，也可以根据不同的情况和需求，调整处理器控制第一电磁铁23和第二电磁铁29的断电顺序。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种自动检测血管位置的注射装置，包括注射装置和血管检测装置，注射装置用于对患者的静脉血管进行药液注射，血管检测装置用于检测患者的静脉血管所在位置，其特征在于：所述注射装置与血管检测装置还连接有处理器，处理器能够控制注射装置与血管检测装置的运转，注射装置包括注射管和活塞杆，注射管上设置有乳头，乳头上能够插接注射针头，注射管上连接有限位件和机械臂，机械臂能够带动限位件翻转，并且在机械臂内设置有电机通道，电机通道内设置有直线电机，直线电机与限位件连接，处理器能够控制机械臂翻转，并且能够控制直线电机带动限位件在电机通道内前后移动；

血管检测装置包括放置台和血管成像仪，血管成像仪位于放置台的上方，并且血管成像仪上还设置有图像传感器，通过血管成像仪将血管成像后，由图像传感器能够将图像信息传送到处理器，再由处理器控制注射装置和血管检测装置运转；

在血管检测装置上方设置有针头更换装置，针头更换装置包括拆卸片和容纳通道，拆卸片设置在放置台上，拆卸片上设置有卡口，卡口呈“U”型，卡口的直径大于乳头的直径，并且卡口的直径小于注射针头的针座，容纳通道上设置有投放斗，容纳通道呈圆筒状，容纳通道的直径大于针头护帽的直径，容纳通道下方设置有卡位结构，卡位结构包括容纳盒，容纳盒内设置有开合件和辅助爪，容纳盒的侧壁上设置有上滑道和下滑道，开合件位于下滑道内，辅助爪位于上滑道内，开合件为两块条形板组成，两块条形板上分别设置有弧形缺口，条形板上连接有定位块，定位块能够带动条形板移动，开合件上设置有伸缩杆，上滑道和下滑道之间设置有夹板，夹板上设置有轴接条口，伸缩杆穿过轴接条口与辅助爪连接，夹板内还设置有顶合杆，顶合杆穿过轴接条口与伸缩杆贴合，顶合杆为镍铁合金材质，下滑道和上滑道内分别设置有第一电磁铁和第二电磁铁，处理器能够控制第一电磁铁和第二电磁铁的通电与断电，第一电磁铁通电后能够对定位块进行吸引，使定位块带动条形板向第一电磁铁所在的方向移动，第二电磁铁通电是能够对顶合杆和辅助爪产生吸引，使顶合杆和辅助爪向第二电磁铁所在方向移动。

2.根据权利要求1所述的一种自动检测血管位置的注射装置，其特征在于：所述注射管靠近乳头的一端设置有第一单向阀门，在注射管的侧壁上连接有输液管，并且设置有第二单向阀门，输液管上连接有输液瓶，输液瓶上设置有输液报警器。

3.根据权利要求1所述的一种自动检测血管位置的注射装置，其特征在于：所述限位件包括底座和上盖，上盖扣合在底座上形成圆柱状的限位件，限位件上设置有卡位槽，注射管能够卡合在卡位槽内，限位件内还设置有助力件，助力件与活塞杆连接，助力件下方连接有丝杆电机，丝杆电机与处理器连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动检测血管位置的注射装置，其特征在于：所述开合件与辅助爪的间距小于针座与针头护帽的间距。