一种自识别静脉穿刺机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自识别静脉穿刺机器人系统，包括穿刺机器人、引导机器人、血液止流器、调姿握柄、针尖矫正盒、底板、臂托。所述的穿刺机器人由转台机器人和穿刺末端组成并设置于所述底板一侧，所述底板另一侧设置的引导机器人由影像模块和两坐标机器人组成，所述调姿握柄设置于穿刺机器人与引导机器人之间，所述臂托平行设置于调姿握柄后方，所述血液止流器平行设置于臂托后方，所述针尖矫正盒设置于穿刺机器人一侧并固定于底板上。本发明专利技术能够自动完成静脉穿刺，相比于人工静脉穿刺具有更佳的准确性、科学性和安全性，并能够保护医护人员免受在给病毒携带者、传染病患者、核药待注射者进行静脉穿刺时所受到的生命健康威胁和伤害。

【技术实现步骤摘要】
一种自识别静脉穿刺机器人系统
本专利技术涉及医疗机器人
，特别是涉及一种自识别静脉穿刺机器人系统。
技术介绍
静脉穿刺是一种常用的医疗方法，可将血液、药液、营养液等液体物质直接注射到静脉中，起到快速起效的作用。当前，该项工作基本依靠医护人员手动完成，然而在某些困难的条件下静脉穿刺变得异常困难，例如在偏远、资源有限、灾难现场等特殊环境中，医护人员常被要求在混乱的现场执行静脉穿刺任务，这增加了穿刺难度，影响静脉穿刺成功率。另一方面医护人员在给病毒携带者、传染病患者、放射性药物待注射者进行静脉穿刺时，不可避免地会受到辐射伤害或被传染风险，这危害了医护人员的生命健康，所以应用自动化智能装备代替医护人员完成静脉穿刺的需求十分迫切。据统计首次静脉穿刺的失败率为20％，而在儿科、老年人、慢性病和外伤患者中，直径小于1毫米、过渡弯曲或塌陷的血管很常见，这也增加了静脉穿刺的难度，通常需要两次或更多次的穿刺尝试，引发皮肤、神经、血管损伤等并发症的概率大大增加。同时静脉穿刺是医护人员在一天工作中执行次数较多的工作任务，这项工作的成功率较为依赖于工作经验，工作经验较少相比于工作经验丰富的医护人员首次穿刺成功率更低，会出现针头未刺入静脉、针头未完全刺入静脉以及针头刺穿静脉并从对侧刺出，造成局部皮肤隆起、患者疼痛等问题，同时这项工作也加大了医护人员的工作负担。所以开发一款不依赖于工作经验且能够快速、精准地找到适合刺穿血管位置的静脉穿刺机器人代替医护人员完成静脉穿刺意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种自识别静脉穿刺机器人系统为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种自识别静脉穿刺机器人系统，其特征在于，包括穿刺机器人、引导机器人、血液止流器、调姿握柄、针尖矫正盒、底板、臂托。所述的穿刺机器人由转台机器人和穿刺末端组成并设置于所述底板一侧，所述底板另一侧设置的引导机器人由影像模块和两坐标机器人组成，所述调姿握柄设置于穿刺机器人与引导机器人之间，所述臂托平行设置于调姿握柄后方，所述血液止流器平行设置于臂托后方，所述针尖矫正盒设置于穿刺机器人一侧并固定于底板上。所述穿刺机器人包括转台机器人和穿刺末端。所述转台机器人包括升降柱、一臂、二臂、三臂，所述升降柱与一臂、一臂与二臂、二臂与三臂通过盘式电机彼此串联，所述三臂远端固定设置有旋转电机。所述旋转电机活动端与穿刺末端通过螺栓连接固定。所述穿刺末端由固定板、调角板、进针板组成，所述的固定板的一端与调角板的一端通过铰链连接并铰接调角推杆，所述调角板下方设置有进针推杆并通过固定座固定，所述进针推杆活动端顶部通过螺纹连接有拉压传感器，所述拉压传感器另一端与所述进针板通过螺纹连接，所述进针板上表面通过螺栓固定有滑块并与固定器下表面通过螺栓固定的滑轨可滑动地连接，所述的进针板下表面通过螺栓固定有夹针座和固定旋钮，另一端设置有止血棉粘贴座。所述引导机器人包含影像模块和两坐标机器人，所述的两坐标机器人由水平及垂直方向的两个不同行程的单自由度机器人组合组成，所述单自由度机器人由动力电机、丝杠、导向滑轨、丝母组成。所述水平单自由度机器人一定高度地设置于底板之上，所述水平单自由度机器人下方设置有承重导轨和承重滑块，所述承重滑块与所述水平单自由度丝母下表面通过下转接板连接固定，所述水平单自由度机器人丝母上方设置有上转接板，所述上转接板通过螺栓连接固定垂直单自由度机器人，所述上转接板和垂直单自由度机器人通过加强筋板加固，所述垂直单自由度机器人丝母上固定有影像模块。所述影像模块包括T型架、红外相机、超声探头、相机架、探头架、塞打螺栓、拉簧。所述探头架包含上架和下架，上架和下架通过螺栓连接固定并中间夹紧超声探头，所述T型架设置有双滑槽，所述双滑槽包含上滑槽和下滑槽，所述塞打螺栓分别穿过上下滑槽与所述下架背侧设置的两个螺纹孔连接固定并可滑动地设置于上下滑槽内，与上滑槽配合的塞打螺栓顶部设置有沟槽，所述拉簧于左右两侧分别拉紧沟槽与T型架，所述相机架通过螺栓与T型架连接置于超声探头两侧，所述红外相机固定于相机架末端。所述的血液止流器包含支架、气囊、气泵。所述支架内部设置有环形槽，所述气囊设置于环形槽内，所述支架一侧设置有进气孔与排气孔接通气囊与气泵。所述调姿握柄包含握柄、握力传感器、滑动支撑柱以及调姿推杆。所述握力传感器布置于握柄表面，所述握柄两侧分别与滑动支撑柱铰接，所述调姿推杆分别与滑动支撑柱及底架铰接。所述针尖矫正盒包括遮光盒、工业相机和条形光源，所述工业相机固定于底板上、所述遮光盒与底板连接固定并盖住工业相机，所述条形光源对称设置于遮光盒内部。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：首先，本专利技术能够自动完成静脉穿刺，可以对手背及前臂的静脉分布、静脉深度及静脉直径情况进行探测，自动找到适合穿刺的静脉位置，由于不同患者的表皮和皮下组织厚度以及皮肤弹性各不相同，本专利技术能够针对不同患者的个体情况调整穿刺角度和穿刺速度，并反馈穿刺情况，增加静脉穿刺成功率，最大限度地减少了穿刺失败问题的发生。其次，本专利技术的机器人系统相互配合，能够实时监测穿刺状态确保针头完全刺入静脉，并能够针对如穿刺过程手臂移动等危险状况进行实时调整以确保安全。最后，本专利技术相比于人工静脉穿刺具有更佳的准确性、科学性以及安全性，降低了医护人员的工作负担，避免了由于工作经验不足、血管直径过小、过渡弯曲或塌陷等问题所带来的穿刺困难，也从一定程度上保护了从事危险工作医护人员的生命健康。附图说明图1所示为自识别静脉穿刺机器人系统整体示意图；图2所示为穿刺机器人及穿刺末端侧视图；图3所示为进针板下表面示意图；图4所示为引导机器人及调姿机构示意图；图5所示为T型架示意图；图6所示为血液止流器示意图；图7所示为针尖矫正盒示意图；图8所示为探头架示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1、图2、图4、图6所示，本专利技术的一种自识别静脉穿刺机器人系统，其特征在于，包括穿刺机器人1、引导机器人2、血液止流器3、调姿握柄4、针尖矫正盒5、底板6、臂托7。所述的穿刺机器人由转台机器人11和穿刺末端12组成并设置于所述底板一侧，所述底板另一侧设置的引导机器人由影像模块21和两坐标机器人22组成，所述调姿握柄设置于穿刺机器人与引导机器人之间，所述臂托平行设置于调姿握柄后方，所述血液止流器平行设置于臂托后方，所述针尖矫正盒设置于穿刺机器人一侧并固定于底板上。本专利技术为在小体积内高度集成的机器人协作系统，患者将前臂伸入所述血液止流器的入口并抓住调姿握柄，在气泵33的作用下完成止血和前臂固定并使静脉充分暴露，随后在引导机器人的探测效果下将手背及前臂的静脉分布、静脉深度及静脉直径情况进行探测，自动找到适合穿刺的静脉位置，穿刺机器人根据此位置信息并在引导机器人的引导下完成静脉穿刺、静脉注射或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自识别静脉穿刺机器人系统，其特征在于，包括穿刺机器人、引导机器人、血液止流器、调姿握柄、针尖矫正盒、底板、臂托。所述的穿刺机器人由转台机器人和穿刺末端组成并设置于所述底板一侧，所述底板另一侧设置的引导机器人由影像模块和两坐标机器人组成，所述调姿握柄设置于穿刺机器人与引导机器人之间，所述臂托平行设置于调姿握柄后方，所述血液止流器平行设置于臂托后方，所述针尖矫正盒设置于穿刺机器人一侧并固定于底板上。/n

【技术特征摘要】
1.一种自识别静脉穿刺机器人系统，其特征在于，包括穿刺机器人、引导机器人、血液止流器、调姿握柄、针尖矫正盒、底板、臂托。所述的穿刺机器人由转台机器人和穿刺末端组成并设置于所述底板一侧，所述底板另一侧设置的引导机器人由影像模块和两坐标机器人组成，所述调姿握柄设置于穿刺机器人与引导机器人之间，所述臂托平行设置于调姿握柄后方，所述血液止流器平行设置于臂托后方，所述针尖矫正盒设置于穿刺机器人一侧并固定于底板上。


2.如权利要求1所述的自识别静脉穿刺机器人系统，其特征在于，所述穿刺机器人包括转台机器人和穿刺末端。所述转台机器人包括升降柱、一臂、二臂、三臂，所述升降柱与一臂、一臂与二臂、二臂与三臂通过盘式电机彼此串联，所述三臂远端固定设置有旋转电机。所述旋转电机活动端与穿刺末端通过螺栓连接固定。所述穿刺末端由固定板、调角板、进针板组成，所述的固定板的一端与调角板的一端通过铰链连接并铰接调角推杆，所述调角板下方设置有进针推杆并通过固定座固定，所述进针推杆活动端顶部通过螺纹连接有拉压传感器，所述拉压传感器另一端与所述进针板通过螺纹连接，所述进针板上表面通过螺栓固定有滑块并与固定器下表面通过螺栓固定的滑轨可滑动地连接，所述的进针板下表面通过螺栓固定有夹针座和固定旋钮，另一端设置有止血棉粘贴座。


3.如权利要求1所述的自识别静脉穿刺机器人系统，其特征在于，所述引导机器人包含影像模块和两坐标机器人，所述的两坐标机器人由水平及垂直方向的两个不同行程的单自由度机器人组合组成，所述单自由度机器人由动力电机、丝杠、导向滑轨、丝母组成。所述水平单自由度机器人一定高度地设置于底板之上，所述水平单自由度机器人下方设置有承重导轨和承重滑块...

【专利技术属性】
技术研发人员：马剑雄，李晋，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12