[发明专利]一种带有挑针动作的四连杆静脉穿刺进退针执行装置

说明书

本发明涉及一种带有挑针动作的四连杆静脉穿刺进退针执行装置，包括机械臂主体和末端执行机构，所述的机械臂主体包含三个旋转关节，由电机驱动，可实现空间三自由度运动，实现对入针点的定位。所述的末端执行装置，拥有一个旋转自由度和一个平移自由度，包括夹针装置、传感器、电机。所述的挑针动作可以由机械臂主体的三个旋转关节和末端执行器的一个旋转关节进行联动，从而实现挑针动作。本发明主要应用于静脉穿刺场景下，与现有技术相比，本发明具有准确度高、高度模拟临床应用场景、使用方便、调节灵活、减轻护理人员的工作强度等优点。

技术领域

本发明涉及医用静脉穿刺机器人领域，尤其是涉及一种带有挑针动作的四连杆静脉穿刺进退针执行装置。

背景技术

静脉穿刺是一种重要且常用的入侵性医学手段，其主要步骤为找到静脉，进针动作，挑针，再进针，其主要目的为建立静脉通路，用于输液、输血、用药等治疗。静脉穿刺机器人系统设计，旨在实现特殊场景下代替或辅助人工进行静脉穿刺，同时保证患者的安全和穿刺成功率。

当前临床上静脉穿刺主要依靠熟练的医护人员进行，这些医护人员通常需经过专门的培训。常用的静脉血管穿刺方法操作如下：给病人扎上止血带，然后让其握拳使静脉血管突出从而方便进行静脉穿刺。这种穿刺流程的成功率极大依赖医护人员的经验和熟练度，对于肤色较深、静脉较深、覆盖伤症的病人，尤其是婴幼儿、老年人、肥胖者以及脱水病人等，想要准确地进行静脉穿刺十分困难。医护人员的情绪波动也会影响穿刺成功率，静脉穿刺失败不仅会给患者，尤其是少儿患者带来疼痛和精神上的压力，还有可能造成血管损伤。然而在野外救援、战场救治等不满足完善的医院临床条件时，或是重大疫情期间为了保证医护人员的安全，医护人员无法或不方便直接接触患者的场景下，静脉穿刺机器人系统显得尤为重要，且与人工进行静脉穿刺相比，具有一定的优势，能适应各种多变环境的需求，可自主完成穿刺动作，也可实现医护人员远程操作。

然而目前的静脉穿刺机器人精度和灵活度都较低，且安全性不高。另外，目前的静脉穿刺机器人在进退针过程中无法精准地实现以针尖为圆心的挑针动作，而挑针动作是静脉穿刺过程中必不可少的环节，因此无法适用于上述特殊场景下的更加复杂的穿刺任务，容易造成患者的不适感，甚至在一定程度上造成患者的痛苦。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带有挑针动作的四连杆静脉穿刺进退针执行装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带有挑针动作的四连杆静脉穿刺进退针执行装置，包括底座，设于底座上的第一机械臂，以及与第一机械臂依次连接的第二机械臂、第三机械臂和末端驱动关节，各机械臂与末端驱动关节共同构成四自由度的平面四连杆机构，所述末端驱动关节连接末端执行器，所述末端执行器上设有夹针装置，所述末端执行器上设有用以带动夹针装置滑动的滑动机构，所述夹针装置通过平面四连杆机构执行挑针动作。

所述第一机械臂绕竖直方向轴旋转，所述第一机械臂包括第一旋转关节、第一步进电机、对称设于第一步进电机两侧的两个第一支撑板以及用以连接两个第一支撑板的支撑壳体。

所述第二机械臂绕水平方向轴旋转，所述第二机械臂包括依次穿设于两个第一支撑板上的第二传动轴，与第二传动轴的一端连接的第二步进电机，设于第二传动轴轴身上且对称设置的两个第二关节臂主体，以及用以连通两个第二关节臂主体的第二支撑板。

所述第三机械臂绕水平方向轴旋转，所述第三机械臂轴包括通过关节轴承与两个第二关节臂主体的端部活动连接且对称设置的两个第三关节臂主体，用以连通两个第三关节臂主体的第三支撑板，与两个第三关节臂主体分别连接的第三步进电机，以及设于第二传动轴的另一端、且与第三步进电机连接的第三传动轴。

所述末端驱动关节绕水平方向轴旋转，所述末端驱动关节包括固定在所述第三关节臂主体上的舵机，及与舵机活动连接的U型架和末端关节轴，所述U型架通过舵机的带动实现挑针转角操作。