用于自动扎针机器人的一体化端部装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010893293.6 (22)申请日 2020.08.31 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨浦区四平路1239号 (72)发明人 齐鹏林筱易 (74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 31225 代理人 陈源源 (51)Int.Cl. A61B 34/30(2016.01) A61B 17/34(2006.01) A61F 13/02(2006.01) A61M 35/00(2006.01) B25J 5/02(2006.01) B25J。

2、 11/00(2006.01) B25J 18/02(2006.01) B25J 19/00(2006.01) (54)发明名称 一种用于自动扎针机器人的一体化端部装 置 (57)摘要 本发明涉及一种用于自动扎针机器人的一 体化端部装置， 包括圆筒壳体、 转换模块、 抓盘模 块和多个端部工装。 转换模块包括旋转电机、 驱 动杆和转换盘， 驱动杆的顶端连接旋转电机， 底 端连接转换盘， 转换盘上分布有长条孔， 抓盘模 块包括安装盘和安装杆， 安装盘的四周分布有第 一滑动块， 圆筒壳体内壁上分布有轴向滑轨， 第 一滑动块和轴向滑轨连接， 驱动单元连接轴向滑 轨使安装盘沿着圆筒壳体轴向移动， 安装盘。

3、的底 部设有圆环滑槽， 安装杆的第二滑动块连接圆环 滑槽， 驱动杆穿过轴孔， 每根安装杆穿过一个对 应长条孔后连接一个端部工装。 与现有技术相 比， 本发明结构简洁， 实现了端部设备的多功能 集成， 配合机械臂能一次执行多功能的操作， 提 高工作效率。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 112089493 A 2020.12.18 CN 112089493 A 1.一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置， 其特征在于， 包括圆筒壳体(1)、 转换 模块(2)、 抓盘模块(3)和多个端部工装(4)， 所述的转换模块(2)包括旋转电机(21)、 驱动杆 (22)和转换盘(23)， 所述驱。

4、动杆(22)的顶端连接旋转电机(21)的输出轴， 底端连接转换盘 (23)， 所述转换盘(23)上分布有多个指向圆心的长条孔(231)， 所述抓盘模块(3)包括安装 盘(31)和多个安装杆(32)， 所述安装盘(31)的中央设有轴孔(311)， 安装盘(31)的四周分布 有多个第一滑动块(312)， 所述圆筒壳体(1)内壁上分布有多个轴向滑轨(11)， 所述第一滑 动块(312)和轴向滑轨(11)连接， 所述的第一滑动块(312)上还设驱动单元(33)， 所述驱动 单元(33)连接轴向滑轨(11)使安装盘(31)沿着圆筒壳体(1)内壁轴向移动， 每个安装杆 (32)的一端设有第二滑动块(321。

5、)， 所述安装盘(31)的底部设有圆环滑槽(313)， 第二滑动 块(321)连接圆环滑槽(313)， 所述旋转电机(21)安装在圆筒壳体(1)内， 所述的转换盘(23) 位于圆筒壳体(1)的一端外侧， 所述驱动杆(22)穿过轴孔(311)， 安装盘(31)上的每根安装 杆(32)穿过一个对应长条孔(231)后连接一个端部工装(4)。 2.根据权利要求1所述的一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置， 其特征在于， 所 述安装杆(32)在安装盘(31)上向外倾斜， 安装盘(31)所在平面和安装杆(32)形成的锐角为 2060 。 3.根据权利要求1所述的一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置， 。

6、其特征在于， 所 述的长条孔(231)至少为两个。 4.根据权利要求1所述的一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置， 其特征在于， 所 述的第一滑动块(312)至少为两个， 均匀分布在安装盘(31)的四周。 5.根据权利要求1所述的一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置， 其特征在于， 所 述驱动单元(33)包括互相连接的微型电机和滚轮组， 所述滚轮组和轴向滑轨(11)的两侧嵌 合连接。 6.根据权利要求1所述的一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置， 其特征在于， 多 个端部工装(4)分别为针头工装(41)、 酒精棉球工装(42)和贴止血胶布工装(43)。 7.根据权利要求6所述的一种用于自。

7、动扎针机器人的一体化端部装置， 其特征在于， 所 述贴止血胶布工装(43)连接的安装杆(32)的长度大于针头工装(41)和酒精棉球工装(42) 连接的安装杆(32)的长度。 8.根据权利要求1所述的一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置， 其特征在于， 端 部工装(4)的一端设有安装凹孔， 用于嵌套在安装杆(32)的端部。 9.根据权利要求1所述的一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置， 其特征在于， 所 述的旋转电机(21)为自锁电机。 10.根据权利要求1所述的一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置， 其特征在于， 所述的旋转电机(21)和圆筒壳体(1)之间设有缓冲块。 权利要求书 1/1。

8、 页 2 CN 112089493 A 2 一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置 技术领域 0001 本发明涉及静脉穿刺机器人领域， 尤其是涉及一种用于自动扎针机器人的一体化 端部装置。 背景技术 0002 在自动化医疗机器人和全自动扎针装置中， 执行末端往往只有一个固定型号的针 头， 与实际操作中消毒、 扎针、 按压止血的标准规范流程不符， 仍然要人工进行消毒止血等， 费时费力。 或者需要采用多个机器人轮流工作， 大量增加了使用成本。 此外， 执行末端的针 头无法灵活替换既带来交叉感染等健康问题， 同时也无法满足多样化的穿刺需求。 发明内容 0003 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存。

9、在的缺陷而提供一种用于自动扎针 机器人的一体化端部装置， 集成了多个功能的末端工装， 同时能够实现末端工装的快速替 换。 0004 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 0005 一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置， 包括圆筒壳体、 转换模块、 抓盘模块 和多个端部工装， 所述的转换模块包括旋转电机、 驱动杆和转换盘， 所述驱动杆的顶端连接 旋转电机的输出轴， 底端连接转换盘， 所述转换盘上分布有多个指向圆心的长条孔， 所述抓 盘模块包括安装盘和多个安装杆， 所述安装盘的中央设有轴孔， 安装盘的四周分布有多个 第一滑动块， 所述圆筒壳体内壁上分布有多个轴向滑轨， 所述第一滑动块和轴向滑。

10、轨连接， 所述的第一滑动块上还设驱动单元， 所述驱动单元连接轴向滑轨使安装盘沿着圆筒壳体内 壁轴向移动， 每个安装杆的一端设有第二滑动块， 所述安装盘的底部设有圆环滑槽， 第二滑 动块连接圆环滑槽， 所述旋转电机安装在圆筒壳体内， 所述的转换盘位于圆筒壳体的一端 外侧， 所述驱动杆穿过轴孔， 安装盘上的每根安装杆穿过一个对应长条孔后连接一个端部 工装。 0006 进一步地， 所述安装杆在安装盘上向外倾斜， 安装盘所在平面和安装杆形成的锐 角为2060 。 0007 进一步地， 所述的长条孔至少为两个。 0008 进一步地， 所述的第一滑动块至少为两个， 均匀分布在安装盘的四周。 0009 进一。

11、步地， 所述驱动单元包括互相连接的微型电机和滚轮组， 所述滚轮组和轴向 滑轨的两侧嵌合连接。 0010 进一步地， 多个端部工装分别为针头工装、 酒精棉球工装和贴止血胶布工装。 0011 进一步地， 所述贴止血胶布工装连接的安装杆的长度大于针头工装和酒精棉球工 装连接的安装杆的长度。 0012 进一步地， 端部工装的一端设有安装凹孔， 用于嵌套在安装杆的端部。 0013 进一步地， 所述的旋转电机为自锁电机。 说明书 1/3 页 3 CN 112089493 A 3 0014 进一步地， 所述的旋转电机和圆筒壳体之间设有缓冲块。 0015 与现有技术相比， 本发明具有以下有益效果： 0016 。

12、1、 本发明结构简洁， 通过转换模块、 抓盘模块， 以及可替换的多个端部工装实现了 端部设备的多功能集成， 配合机器人机械臂能够一次执行多功能的操作， 提高工作效率。 0017 2、 本发明通过旋转电机驱动转换盘， 从而使得长条孔带动安装杆移动到不同的工 位进行工作， 还可以通过驱动单元带动安装盘上升， 在上升过程中转换盘对端部工装形成 限制从而使得端部工装自然脱落， 然后安装杆可重新装上新的端部工装进行快速替换。 0018 3、 本发明的端部工装可采用针头工装、 酒精棉球工装和贴止血胶布工装， 可配合 自动扎针机器人进行扎针过程的全自动操作， 无需人工干预。 附图说明 0019 图1为本发明。

13、的结构示意图。 0020 图2为本发明的剖视立体示意图。 0021 图3为转换模块的结构示意图。 0022 图4为抓盘模块的结构示意图。 0023 图5为本发明的工作原理示意图。 0024 附图标记： 1、 圆筒壳体， 11、 轴向滑轨， 2、 转换模块， 21、 旋转电机， 22、 驱动杆， 23、 转换盘， 231、 长条孔， 3、 抓盘模块， 31、 安装盘， 311、 轴孔， 312、 第一滑动块， 313、 圆环滑槽， 32、 安装杆， 321、 第二滑动块， 3、 驱动单元， 4、 端部工装， 41、 针头工装， 42、 酒精棉球工装， 43、 贴止血胶布工装。 具体实施方式 00。

14、25 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。 本实施例以本发明技术方案 为前提进行实施， 给出了详细的实施方式和具体的操作过程， 但本发明的保护范围不限于 下述的实施例。 0026 如图1和图2所示， 本实施例提供了一种用于自动扎针机器人的一体化端部装置， 包括圆筒壳体1、 转换模块2、 抓盘模块3和多个端部工装4。 0027 如图3所示， 转换模块2包括旋转电机21、 驱动杆22和转换盘23。 驱动杆22的顶端连 接旋转电机21的输出轴， 底端连接转换盘23。 在转换盘23上分布有多个指向圆心的长条孔 231。 旋转电机21采用自锁电机。 0028 如图2和图4所示， 抓盘模块3包括。

15、安装盘31和多个安装杆32。 安装盘31的中央设有 轴孔311， 安装盘31的四周分布有多个第一滑动块312。 第一滑动块312至少为两个均匀分布 在安装盘31的四周， 本实施例中优选采用三个。 在圆筒壳体1内壁上分布有和第一滑动块 312数量相同的三个轴向滑轨11。 安装盘31通过第一滑动块312和轴向滑轨11的连接安装在 圆筒壳体1内， 并且可以沿着圆筒壳体1内壁轴向上下移动。 在第一滑动块312上还具有驱动 单元33， 驱动单元33连接轴向滑轨11使安装盘31沿着圆筒壳体1内壁轴向移动。 驱动单元33 包括互相连接的微型电机和滚轮组结构， 滚轮组嵌合在轴向滑轨11的两侧， 通过微型电机 。

16、带动滚轮组滚动， 形成上下移动的动力。 0029 每个安装杆32的一端设有第二滑动块321。 在安装盘31的底部设有圆环滑槽313， 说明书 2/3 页 4 CN 112089493 A 4 第二滑动块321嵌入圆环滑槽313内， 使得安装杆32能够沿着圆环滑槽313在安装盘31的下 端周向滑动。 安装杆32在安装盘31上向外倾斜设置， 安装杆32和安装盘31所在平面形成的 锐角为2060 ， 本实施例中优选45 。 0030 圆筒壳体1、 转换模块2和抓盘模块3的连接关系为： 旋转电机21安装在圆筒壳体1 内的顶端， 转换盘23位于圆筒壳体1的一端外侧， 安装盘31位于转换盘23和旋转电机2。

17、1之 间， 驱动杆22穿过轴孔311， 每根安装杆32穿过一个对应长条孔231后连接一个端部工装4。 本实施例中的安装杆32采用三个， 互呈120 发散状。 对应的长条孔231数量为三个， 端部工 装4的数量同样为三个。 端部工装4的一端设有安装凹孔， 用于嵌套在安装杆32的端部。 本实 施例中三个端部工装4分别为针头工装41、 酒精棉球工装42和贴止血胶布工装43。 酒精棉球 工装42为一次性碘酒棉球安装在硬质塑料套内。 旋转电机21和圆筒壳体1之间还设有缓冲 块， 减少电机工作时产生的振动影响。 0031 此外， 本实施例的圆筒壳体1直径为80mm； 缓冲块的尺寸为15mm10mm； 驱动。

18、杆22 为硬质合金， 直径10mm， 全长200mm； 在驱动杆22上可涂有润滑油， 用于和轴孔311滑动连接。 0032 本实施例的工作原理如图5所示： 0033 整个端部装置安装在自动扎针机器人的机械臂上。 0034 首先驱动单元33收到工作信号后开始工作， 带动安装盘31沿圆筒壳体(驱动杆22) 下降， 使得安装杆32穿过转换盘23的长条孔231。 在三个安装杆32的端部人工套上针头工装 41、 酒精棉球工装42和贴止血胶布工装43。 也可采用机械盘带动端部装置整体移动到端部 工装补充处， 由机械臂控制装置进行端部工装4的嵌套。 0035 然后机械臂带动端部装置到达穿刺位置， 此时旋转电。

19、机21工作， 带动转换盘23转 动， 从而转换盘23带动安装杆32依次转动移动到工作位， 配合机械臂的点头运动进行同一 位置的消毒、 扎针和贴止血带。 在进行消毒、 扎针和贴止血带工作时， 安装杆32的两个自由 度分别被长条孔231和转换盘23的圆环滑槽所限制住， 确保了端部工装4在点头运动时候的 稳定性。 0036 工作完成后， 机械臂回缩， 移动到废物弃置处。 驱动单元33收到工作信号后开始工 作， 带动安装盘31沿圆筒壳体(驱动杆22)上升， 此时安装杆32从转换盘23的长条孔231退 出， 在上升过程中转换盘23对端部工装4形成限制从而使得端部工装4自然脱落， 完成回收。 0037 综。

20、上， 本实施例达到了消毒、 扎针、 止血一体化工作， 降低了驱动系统、 控制系统的 复杂程度， 节约成本的同时提高了扎针机器人的实用性。 0038 在另一实施例中， 贴止血胶布工装43连接的安装杆32的长度大于针头工装41和酒 精棉球工装42连接的安装杆32的长度， 贴止血胶布工装43在安装盘31上升过程中不会脱 落， 仅需要替换上新的止血胶布， 进一步提高使用的便利性。 0039 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。 应当理解， 本领域的普通技术人员无 需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。 因此， 凡本技术领域中技术 人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、 推理或者有限的实验可以得到的 技术方案， 皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。 说明书 3/3 页 5 CN 112089493 A 5 图1 说明书附图 1/4 页 6 CN 112089493 A 6 图2 说明书附图 2/4 页 7 CN 112089493 A 7 图3 图4 说明书附图 3/4 页 8 CN 112089493 A 8 图5 说明书附图 4/4 页 9 CN 112089493 A 9 。