本发明涉及医疗机器人技术领域，特别涉及一种医用自动换液输液架。
背景技术：
输液（静脉滴注）是现代医学常用的治疗手段之一，随着医院中输液人数的不断增加，医生的工作量也越来越大，大部分患者一次要输2-3瓶药水，为防止药物相互作用，每两种药之间还可能会加冲管的生理盐水，相当于输3-5瓶药水。每输完一瓶就需要医生更换一次，即把针头从输完的空瓶中拔出并插到一个新瓶中，这个动作并不复杂，但是需要有人实时监管，尤其是在病人睡着的情况下若无人照看，就会产生空气入体等危险状况。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种医用自动换液输液架，其通过摄像头作为主监测器、激光传感器作为辅助监测器，可以及时发现输液瓶中的药液是否输完，即使患者在进入睡眠的情况下也不会发生危险。
本发明所使用的技术方案是：一种医用自动换液输液架，包括换液架、传动箱、支撑架、输液管、换液架底盘、导轨、输液瓶架、压板、铰链a、连杆、换液架主轴、曲柄盘、铰链b、限位销、旋钮、螺杆a、传动箱箱体、传动箱底座、传动箱机盖、伺服电机、支座a、支座b、支座c、支座d、支座e、锥齿轮a、轴a、凸轮a、滚子a、滚子轴a、推杆a、复位弹簧a、齿轮a、摩擦盘a、拨叉a、滑键a、轴b、同步器a、摩擦盘b、齿轮b、轴c、螺杆b、齿轮c、轴d、齿轮d、齿轮e、锥齿轮b、锥齿轮c、锥齿轮d、轴e、凸轮b、滚子b、滚子轴b、复位弹簧b、推杆b、拨叉b、同步器b、滑键b、摩擦盘c、拨盘、轴f、锥齿轮e、槽轮、支撑架托盘、支架a、摄像头、支架b、支架c、电动推杆、螺母、激光传感器、铰链c、摄像头支架、支撑杆、支撑架底座。
所述的传动箱和输液管固定在支撑架上，换液架固定在传动箱的输出端。
所述的换液架包括换液架底盘、导轨、输液瓶架、压板、铰链a、连杆、换液架主轴、曲柄盘、铰链b、限位销、旋钮、螺杆a。所述的换液架底盘是整个换液架的支撑，其上有72°均布的五组导轨和五个输液瓶架，换液架主轴和螺杆a固定在其中心；所述的曲柄盘铰接在换液架主轴上，可绕换液架主轴转动；所述的压板与导轨配合，共五个，其一端通过铰链a铰接在连杆一端上，连杆的另一端通过铰链b铰接在曲柄盘上；曲柄盘、连杆与压板构成曲柄滑块机构；所述的限位销固定在曲柄盘上，起到限位和传动的作用；所述的旋钮拧在螺杆a上，两侧耳开有通孔，与曲柄盘上的限位销配合，拧动旋钮，曲柄盘随之转动，从而驱动压板开闭。
所述的传动箱包括传动箱箱体、传动箱底座、传动箱机盖、伺服电机、支座a、支座b、支座c、支座d、支座e、锥齿轮a、轴a、凸轮a、滚子a、滚子轴a、推杆a、复位弹簧a、齿轮a、摩擦盘a、拨叉a、滑键a、轴b、同步器a、摩擦盘b、齿轮b、轴c、螺杆b、齿轮c、轴d、齿轮d、齿轮e、锥齿轮b、锥齿轮c、锥齿轮d、轴e、凸轮b、滚子b、滚子轴b、复位弹簧b、推杆b、拨叉b、同步器b、滑键b、摩擦盘c、拨盘、轴f、锥齿轮e、槽轮。所述的传动箱底座固定在传动箱箱体上；所述的传动箱机盖固定在传动箱底座上；所述的伺服电机固定在传动箱机盖上；所述的支座a、支座b、支座c、支座d、支座e固定在传动箱底座上；所述的轴b固定在支座d上，一端与伺服电机输出轴联接，为整个转动箱的输入轴；所述的齿轮a、齿轮b分别铰接在轴b的中间和一端，锥齿轮b固定在轴b的另一端；所述的摩擦盘a固定在齿轮a上；所述的摩擦盘b固定在齿轮b上；所述的同步器a通过滑键a与轴b配合，可沿轴向移动；所述的齿轮d与轴c配合，固定在传动箱底座上；所述的齿轮c和齿轮e分别与轴d两端配合，固定在传动箱底座上；所述的螺杆b固定在齿轮c上，螺纹部分与支撑架上的螺母配合；所述的锥齿轮a和凸轮a分别与轴a两端配合，轴a固定在支座e上；所述的滚子a通过滚子轴a铰接在推杆a上，推杆a通过复位弹簧a和凸轮a的作用固定在支座e上，另一端固结在拨叉a上，拨叉a叉子与同步器a配合；所述的锥齿轮c和锥齿轮d分别与轴e的一端和中部配合，轴e固定在支座c上，另一端与凸轮b配合；所述的锥齿轮e固定在轴f一端，拨盘铰接在轴f中间，轴f固定在支座b上；所述的摩擦盘c固结在拨盘上；所述的同步器b通过滑键b与轴f配合，可沿其轴向移动；所述的滚子b通过滚子轴b铰接在推杆b上，推杆b通过复位弹簧b和凸轮b的作用固定在支座a上，另一端固结在拨叉b上，拨叉b叉子与同步器b配合；所述的槽轮固定在换液架主轴上，与拨盘配合。
所述的支撑架包括支撑架托盘、支架a、摄像头、支架b、支架c、电动推杆、螺母、激光传感器、铰链c、摄像头支架、支撑杆、支撑架底座。所述的支撑架底座放在地面上，为整个机器的支座；所述的支撑杆固结在支撑架底座上；所述的支撑架托盘固定在支撑杆上；所述的支架a焊接在支撑架托盘上；所述的摄像头固定在通过铰链c铰接在支架a上的摄像头支架上；所述的激光传感器固定在焊接在支架a上的支架b上；所述的电动推杆固定在焊接在支架a上的支架c上；所述的螺母焊接在支撑架托盘底部中心。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：（1）本发明通过摄像头作为监测器，可以及时发现输液瓶中的药液是否输完，即使患者在进入睡眠的情况下也不会发生危险；（2）采用激光传感器作为辅助监测器，在摄像头工作失灵的情况下，依然保证输液安全；（3）采取固定针头，移动药瓶的方式，保证了换液的平稳可靠。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的换液架结构示意图。
图3为本发明的传动箱外观示意图。
图4、图5为本发明的传动箱内部结构示意图。
图6、图7为本发明的支撑架结构示意图。
附图标号：1-换液架；2-传动箱；3-支撑架；4-输液管；101-换液架底盘；102-导轨；103-输液瓶架；104-压板；105-铰链a；106-连杆；107-换液架主轴；108-曲柄盘；109-铰链b；110-限位销；111-旋钮；112-螺杆a；201-传动箱箱体；202-传动箱底座；203-传动箱机盖；204-伺服电机；205-支座a；206-支座b；207-支座c；208-支座d；209-支座e；210-锥齿轮a；211-轴a；212-凸轮a；213-滚子a；214-滚子轴a；215-推杆a；216-复位弹簧a；217-齿轮a；218-摩擦盘a；219-拨叉a；220-滑键a；221-轴b；222-同步器a；223-摩擦盘b；224-齿轮b；225-轴c；226-螺杆b；227-齿轮c；228-轴d；229-齿轮d；230-齿轮e；231-锥齿轮b；232-锥齿轮c；233-锥齿轮d；234-轴e；235-凸轮b；236-滚子b；237-滚子轴b；238-复位弹簧b；239-推杆b；240-拨叉b；241-同步器b；242-滑键b；243-摩擦盘c；244-拨盘；245-轴f；246-锥齿轮e；247-槽轮；301-支撑架托盘；302-支架a；303-摄像头；304-支架b；305-支架c；306-电动推杆；307-螺母；308-激光传感器；309-铰链c；310-摄像头支架；311-支撑杆；312-支撑架底座。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种医用自动换液输液架，包括换液架1、传动箱2、支撑架3、输液管4、换液架底盘101、导轨102、输液瓶架103、压板104、铰链a105、连杆106、换液架主轴107、曲柄盘108、铰链b109、限位销110、旋钮111、螺杆a112、传动箱箱体201、传动箱底座202、传动箱机盖203、伺服电机204、支座a205、支座b206、支座c207、支座d208、支座e209、锥齿轮a210、轴a211、凸轮a212、滚子a213、滚子轴a214、推杆a215、复位弹簧a216、齿轮a217、摩擦盘a218、拨叉a219、滑键a220、轴b221、同步器a222、摩擦盘b223、齿轮b224、轴c225、螺杆b226、齿轮c227、轴d228、齿轮d229、齿轮e230、锥齿轮b231、锥齿轮c232、锥齿轮d233、轴e234、凸轮b235、滚子b236、滚子轴b237、复位弹簧b238、推杆b239、拨叉b240、同步器b241、滑键b242、摩擦盘c243、拨盘244、轴f245、锥齿轮e246、槽轮247、支撑架托盘301、支架a302、摄像头303、支架b304、支架c305、电动推杆306、螺母307、激光传感器308、铰链c309、摄像头支架310、支撑杆311、支撑架底座312。
传动箱2和输液管4固定在支撑架3上，换液架1固定在传动箱2的输出端。换液架1包括换液架底盘101、导轨102、输液瓶架103、压板104、铰链a105、连杆106、换液架主轴107、曲柄盘108、铰链b109、限位销110、旋钮111、螺杆a112。换液架底盘101是整个换液架1的支撑，其上有72°均布的五组导轨102和五个输液瓶架103，换液架主轴107和螺杆a112固定在其中心。曲柄盘108铰接在换液架主轴107上，可绕换液架主轴107转动。压板104与导轨102配合，共五个，其一端通过铰链a105铰接在连杆106一端上，连杆106的另一端通过铰链b109铰接在曲柄盘108上。曲柄盘108、连杆106与压板104构成曲柄滑块机构。限位销110固定在曲柄盘108上，起到限位和传动的作用。旋钮111拧在螺杆a112上，两侧耳开有通孔，与曲柄盘108上的限位销110配合，拧动旋钮111，曲柄盘108随之转动，从而驱动压板104开闭。
传动箱2包括传动箱箱体201、传动箱底座202、传动箱机盖203、伺服电机204、支座a205、支座b206、支座c207、支座d208、支座e209、锥齿轮a210、轴a211、凸轮a212、滚子a213、滚子轴a214、推杆a215、复位弹簧a216、齿轮a217、摩擦盘a218、拨叉a219、滑键a220、轴b221、同步器a222、摩擦盘b223、齿轮b224、轴c225、螺杆b226、齿轮c227、轴d228、齿轮d229、齿轮e230、锥齿轮b231、锥齿轮c232、锥齿轮d233、轴e234、凸轮b235、滚子b236、滚子轴b237、复位弹簧b238、推杆b239、拨叉b240、同步器b241、滑键b242、摩擦盘c243、拨盘244、轴f245、锥齿轮e246、槽轮247。传动箱底座202固定在传动箱箱体201上。传动箱机盖203固定在传动箱底座202上。伺服电机204固定在传动箱机盖203上。支座支座a205、支座b206、支座c207、支座d208、支座e209固定在传动箱底座202上。轴b221固定在支座d208上，一端与伺服电机204输出轴联接，为整个转动箱2的输入轴。齿轮a217、齿轮b224分别铰接在轴b221的中间和一端，锥齿轮b231固定在轴b221的另一端。摩擦盘a218固定在齿轮a217上。摩擦盘b223固定在齿轮b224上。同步器a222通过滑键a220与轴b221配合，可沿轴向移动。齿轮d229与轴c225配合，固定在传动箱底座202上。齿轮c227和齿轮e230分别与轴d228两端配合，固定在传动箱底座202上。螺杆b226固定在齿轮c227上，螺纹部分与支撑架3上的螺母307配合。锥齿轮a210和凸轮a212分别与轴a211两端配合，轴a211固定在支座e209上。滚子a213通过滚子轴a214铰接在推杆a215上，推杆a215通过复位弹簧a216和凸轮a212的作用固定在支座e209上，另一端固结在拨叉a219上，拨叉a219叉子与同步器a222配合。锥齿轮c232和锥齿轮d233分别与轴e234的一端和中部配合，轴e234固定在支座c207上，另一端与凸轮b235配合。锥齿轮e246固定在轴f245一端，拨盘244铰接在轴f245中间，轴f245固定在支座b206上。摩擦盘c243固结在拨盘244上。同步器b241通过滑键b242与轴f245配合，可沿其轴向移动。滚子b236通过滚子轴b237铰接在推杆b239上，推杆b239通过复位弹簧b238和凸轮b235的作用固定在支座a205上，另一端固结在拨叉b240上，拨叉b240叉子与同步器b241配合。槽轮247固定在换液架主轴107上，与拨盘244配合。
支撑架3包括支撑架托盘301、支架a302、摄像头303、支架b304、支架c305、电动推杆306、螺母307、激光传感器308、铰链c309、摄像头支架310、支撑杆311、支撑架底座312。支撑架底座312放在地面上，为整个机器的支座。支撑杆311固结在支撑架底座312上。支撑架托盘301固定在支撑杆311上。支架a302焊接在支撑架托盘301上。摄像头303固定在通过铰链c309铰接在支架a302上的摄像头支架310上。激光传感器308固定在焊接在支架a302上的支架b304上。电动推杆306固定在焊接在支架a302上的支架c305上。螺母307焊接在支撑架托盘301底部中心。
本发明工作原理：本发明依靠伺服电机204驱动，每转4圈为一个工作周期。伺服电机204的输出通过轴b221分为两路，一路定轴轮系，传动比1：3，即电机每转一圈，输出轴轴d228转3圈。通过凸轮a212的凸轮机构控制拨叉a219上下运动，带动同步器a222上下运动，进而控制齿轮a217与齿轮b224与轴b221的通断，得到输出轴轴d228正转（传动箱2上升）和反转（传动箱2下降）的目的。二路锥齿轮轮系，大小锥齿轮齿数比4:1，即大锥齿轮转一圈，小锥齿轮转四圈。轴b221上固结的锥齿轮b231每转一圈，凸轮a212和凸轮b235各随锥齿轮a210和锥齿轮d233转1/4圈。同步器b241联通拨盘244时，凸轮b235转1/4圈，拨盘244转一圈，换液架1随槽轮247转72°，随即同步器b231分离，拨盘停止转动。综上，一个工作周期内，伺服电机204转第一圈时，传动箱2上升到预定高度，同步器b与拨盘244联通。伺服电机204转第二圈时，换液架1随槽轮247转72°，同步器a222与齿轮a217联通，。伺服电机204转第三圈时，传动箱2下降到初始位置，同步器b与拨盘244分离。伺服电机204转第四圈时，同步器a222与齿轮b224联通，准备下一个周期循环。摄像头303每隔一秒监测一次液面图像，达到预定位置时，向电动推杆306与伺服电机204发送信号，电动推杆306推出杆压紧输液管4，阻止液体继续运输，同时伺服电机204驱动换液架1和传动箱2动作，进行药瓶替换。激光传感器308每隔一秒发送一次激光（每次换药瓶后5秒内不发），当反射率变化时，向电动推杆306与伺服电机204发送信号，进行前述动作。使用时，先将输液管4的针头放入支架a302的对应槽中，然后拧旋钮111，带动五个均布的曲柄滑块机构动作，即拉开五个压板104，然后将药瓶放入输液瓶架103，最后拧旋钮111，关闭五个压板104。