一种机械臂的血液采集装置及其采血方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于医疗与机械控制领域，具体涉及一种机械臂的血液采集装置，该装置包括：机械臂组件、血液采集组件、视觉识别定位模块以及手指挤压定位组件，所述机械臂组件与血液采集组件固定连接，手指挤压定位组件固定在血液采集组件的下方，视觉识别定位模块设置在手指挤压定位组件的侧面；本发明专利技术设计了一种机械臂采血运动控制装置，通过该装置使采血者与被采血者之间无接触，大大提高采血效率，节约医疗成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂的血液采集装置及其采血方法


[0001]本专利技术属于医疗与机械控制领域，具体涉及一种机械臂的血液采集装置及其采血方法。

技术介绍

[0002]随着我国科学技术的发展，机械臂在产品制造业的应用越来越广，机械臂的设计过程中涉及机械、控制、制造以及视觉等技术，由于机械臂的控制系统具有高阶和低阶多种自由度，因此对机械臂进行自动控制是一个重点和难点问题。现实生产中，利用小型机械臂对工件或产品进行平面内有规律的旋转、曲线运动以及点坐标移动，是小型机械臂工作的一个重要内容，也在国内外的工业生产中得到了比较广泛的使用。目前机械臂在医学领域的应用是一个热门，利用机械臂的运动的可控制，可以实现一种无接触式的智能采血方法，在一些重大传染病中可以更少的减少与患者的接触，达到更有效的隔离效果和更高的安全性，同时也减轻了医疗人员的负担，实现更高效的人员任务分配。
[0003]机械臂运动控制技术通常主要包括在关节空间对各关节运行速度进行控制和在笛卡尔空间对机械臂末端运动轨迹进行控制。在关节空间进行速度的规划，一般的关节速度规划包括梯形规划、S型规划和多项式规划，但梯形规划和S型规划具有加速度突变，且S型规划分段较多计算复杂，多项式规划不进行分段但计算较为复杂。现有技术控制机械臂运动实现路径算法非常复杂、精度不高且不能用于自动采血，本文研究多自由度机械臂动力学建模与控制，建立机械臂动力系统学模型，得出控制算法跟踪目标轨迹所需的伺服控制力实现对机械臂精准控制，在中央处理计算机控制机械臂运动实现血液采集。

技术实现思路
/>[0004]为解决以上现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种机械臂的血液采集装置，该装置包括：机械臂组件1、血液采集组件2、视觉识别定位模块3以及手指挤压定位组件4，所述机械臂组件2与血液采集组件2固定连接，手指挤压定位组件4固定在血液采集组件2的下方，视觉识别定位模块3设置在手指挤压定位组件4的侧面。
[0005]优选的，机械臂组件1包括：第一机械臂11、第二机械臂12、第三机械臂13以及底座14；所述第一机械11的底部固定在底座14上；所述第二机械臂12的一端连接在第一机械11上，另一端与所述第三机械臂13连接。
[0006]进一步的，第二机械臂12的内部设置有多轴运动控制卡和电机驱动模块；所述电机驱动模块用于控制多轴运动控制卡的信号输出；所述多轴运动控制卡用于控制机械臂组件1的各个机械臂的运动。
[0007]进一步的，第一机械臂11上设置有滑轴；通过多轴运动控制卡控制滑轴上的滑块做上下运动；所述第二机械臂12设置在滑轴的滑块上；通过多轴运动控制卡控制所述第二机械臂12做互补性正逆运动；通过多轴运动控制卡控制所述第三机械臂13做互补性正逆运动。
[0008]进一步的，第三机械臂13上设置有第一步进电机131；所述第一步进电机131用于接收多轴运动控制卡的输出信号，控制机械臂组件1运动。
[0009]优选的，血液采集组件2包括轮转盘21、采血针22、微量采血吸管23、第二步进电机25以及滑台步进电机26；第二步进电机25设置在轮转盘21的上表面，通过第二步进电机25控制轮转盘21做互补性正逆运动；所述采血针22设置在轮转盘21的侧面；所述滑台步进电机26设置在轮转盘21的前部；所述微量采血吸管23设置在滑台步进电机26的滑台卡槽上。
[0010]优选的，视觉识别定位模块3包括：图像采集器31、调节杆32以及支撑座33；所述图像采集器31设置在调节杆32上，所述调节杆32插在支撑座33上。
[0011]进一步的，调节杆32包括调节柱321、调节滑块322以及固定卡扣323；所述调节柱上设置有刻度，通过该刻度可以调整图像采集器31的高度，使信息采集更精确；所述调节滑块322上设置有定位卡扣，所述定位卡扣用于将调节滑块322固定在调节柱321上；所述固定卡扣323用于固定图像采集器31。
[0012]优选的，所述手指挤压定位组件4包括：组件底座41、精密驱动导轨42、下压导轨43、固定滑行导轨44、手指凹槽45、下压导轮46、侧向挤压弹簧47、侧向挤压导轮48；所述精密驱动导轨42位于组件底座41左侧上方，下压导轨43设置在固定滑行导轨44两边，手指凹槽45设置在固定滑行导轨44中部，且左边的固定滑行导轨44位于下压导轨(43)右侧；精密驱动导轨42、下压导轨43、固定滑行导轨44、手指凹槽45均设置在组件底座41的上方；下压导轮46、侧向挤压弹簧47、侧向挤压导轮48设置在精密驱动导轨42、下压导轨43、固定滑行导轨44以及手指凹槽45的上方，且下压导轮46置于最上方，侧向挤压弹簧47置于下压导轮46下方，侧向挤压导轮48置于侧向挤压弹簧47下方。
[0013]一种机械臂的血液采集方法，所述方法包括：
[0014]步骤1：将手指放置在手指挤压定位组件4的手指凹槽45中进行夹紧固定；
[0015]步骤2：采用视觉识别定位模块3获取固定在手指挤压定位组件4上的手指血液采集点；
[0016]步骤3：根据获取的血液采集点对手指进行三维建模，采用图像匹配算法和视觉识别定位算法再次确认模型中的血液采集点；
[0017]步骤4：根据重新确定的血液采集点规划机械臂组件1的运动轨迹；
[0018]步骤5：根据规划的机械臂组件1运动轨迹，控制机械臂组件1运动到指定的位置；
[0019]步骤6：控制血液采集组件2上的采血针22运动到采血点的上方，通过采血针对手指进行微创，通过手指挤压定位组件4对创口进行挤压，使手指上凝聚血珠；
[0020]步骤7：采用微量采血吸管23吸取血珠，并存储到采血管中，完成采血。
[0021]本专利技术的优点：
[0022]所述的机械臂采血运动控制装置及方法采用的是预设轨迹运动控制采血操作流程，机械臂运动过程中会借助视觉识别进行初定位和视觉伺服精确定位控制机械臂的运动。本专利技术实现的机械臂采血运动控制装置及方法使采血者与被采血者之间无接触，只需在中央处理计算机上按流程操作即可，大大提高采血效率，节约医疗成本。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的一种机械臂的血液采集控制装置的优选实施例的结构框图；
[0024]图2为本专利技术的一种机械臂的血液采集控制装置的整体结构图；
[0025]图3为本专利技术的一种机械臂的血液采集控制装置的手指挤压系统的局部放大图；
[0026]图4为本专利技术的一种机械臂的血液采集控制装置的自动采血的流程图；
[0027]其中，1、机械臂组件，11、第一机械臂，12、第二机械臂，13、第三机械臂，131、第一步进电机，14、底座；2、血液采集组件，21、轮转盘，22、采血针，23、微量采血吸管，24、激光指示器，25、第二步进电机，26、滑台步进电机，27、固定环；3、视觉识别定位模块，31、图像采集器，32、调节杆，321、调节柱，322、调节滑块，323、固定卡扣，33、支撑座；4、手指挤压定位组件，41、组件底座，42、精密驱动导轨，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂的血液采集装置，其特征在于，该装置包括：机械臂组件(1)、血液采集组件(2)、视觉识别定位模块(3)以及手指挤压定位组件(4)，所述机械臂组件(2)与血液采集组件(2)固定连接，手指挤压定位组件(4)固定在血液采集组件(2)的下方，视觉识别定位模块(3)设置在手指挤压定位组件(4)的侧面。2.根据权利要求1所述的一种机械臂的血液采集装置，其特征在于，所述机械臂组件(1)包括：第一机械臂(11)、第二机械臂(12)、第三机械臂(13)以及底座(14)；所述第一机械(11)的底部固定在底座(14)上；所述第二机械臂(12)的一端连接在第一机械(11)上，另一端与所述第三机械臂(13)连接。3.根据权利要求2所述的一种机械臂的血液采集装置，其特征在于，所述第二机械臂(12)的内部设置有多轴运动控制卡和电机驱动模块；所述电机驱动模块用于控制多轴运动控制卡的信号输出；所述多轴运动控制卡用于控制机械臂组件(1)的各个机械臂的运动。4.根据权利要求2所述的一种机械臂的血液采集装置，其特征在于，所述第一机械臂(11)上设置有滑轴；通过多轴运动控制卡控制滑轴上的滑块做上下运动；所述第二机械臂(12)设置在滑轴的滑块上；通过多轴运动控制卡控制所述第二机械臂(12)做互补性正逆运动；通过多轴运动控制卡控制所述第三机械臂(13)做互补性正逆运动。5.根据权利要求2所述的一种机械臂的血液采集装置，其特征在于，所述第三机械臂(13)上设置有第一步进电机(131)；所述第一步进电机(131)用于接收多轴运动控制卡的输出信号，控制机械臂组件(1)运动。6.根据权利要求1所述的一种机械臂的血液采集装置，其特征在于，所述血液采集组件(2)包括轮转盘(21)、采血针(22)、微量采血吸管(23)、第二步进电机(25)以及滑台步进电机(26)；第二步进电机(25)设置在轮转盘(21)的上表面，通过第二步进电机(25)控制轮转盘(21)做互补性正逆运动；所述采血针(22)设置在轮转盘(21)的侧面；所述滑台步进电机(26)设置在轮转盘(21)的前部；所述微量采血吸管(23)设置在滑台步进电机(26)的滑台卡槽上。7.根据权利要求1所述的一种机械臂的血液采集装置，其特征在于，所述视觉识别定位模块(3)包括：图像采集器(31)、调节杆(32)以及支撑座(33)；所述图像采集器(31)设置在调节杆(32...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪佳佳，黎希，何淑玲，周秦，李章勇，杨德伟，王伟，秦对，刘圣蓉，冉鹏，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：