医用采血管自动打标与贴标一体化装置及其控制方法与流程

本发明涉及医用设备技术领域，具体为医用采血管自动打标与贴标一体化装置及其控制方法。

背景技术：

现有医用采血管的贴标任务主要由医务人员手工实现，在实际应用中，存在两个比较突出的难题：

1、各级医用采血管的使用率高、用量大，尤其有全天24小时不间断需求的特殊情况，而传统人工贴标的话，医院需要配备多名医务人员操作，人工使用成本和管理成本太高；

2、医用采血管是针对病人病理分析的重要依据，直接关系到病人后期治疗的诊断抉择，传统人工贴标难免出现漏贴、错贴现象，极易引起医疗事故和纠纷，存在较大的医疗安全隐患。

为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供医用采血管自动打标与贴标一体化装置及其控制方法，本发明可实现全自动化的医用采血管信息的获取、打印和粘贴功能，且单只医用采血管的整个操作过程仅需4.5秒，相较于传统的手工贴标效率大大提高；而自动化的信息获取、打标和贴标的方式，杜绝了传统人工贴标易出现的漏贴、错贴现象，实现了医用采血管信息处理的数字化、透明化和信息化，有效的降低了医疗事故和医院内部管理纠纷的情况。

本发明所要解决的技术问题如下：

(1)各级医用采血管的使用率高、用量大，尤其有全天24小时不间断需求的特殊情况，而传统人工贴标的话，医院需要配备多名医务人员操作，人工使用成本和管理成本太高；

(2)医用采血管是针对病人病理分析的重要依据，直接关系到病人后期治疗的诊断抉择，传统人工贴标难免出现漏贴、错贴现象，极易引起医疗事故和纠纷，存在较大的医疗安全隐患。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

医用采血管自动打标与贴标一体化装置，包括支撑架、前后滑移机构、固定板、左右滑移机构、升降夹持机构、信息标注机构、定位放置架和底板，所述底板的顶部中心处通过螺栓固定有定位放置架，所述底板的顶部一侧设置有信息标注机构，所述底板的顶部对应安装有支撑架且为螺栓固定，所述支撑架的顶部设置有前后滑移机构，所述前后滑移机构的一侧通过固定板与左右滑移机构相连接，且前后滑移机构和左右滑移机构与固定板之间均通过螺钉固定，所述左右滑移机构的一侧设置有升降夹持机构；

所述前后滑移机构包括通过螺栓固定于支撑架一侧的前后导轨，且前后导轨的内部安装有前后滑块，前后驱动电机设置于前后导轨的一侧，且前后驱动电机的一端连接有皮带，皮带与前后滑块相配合，且前后滑块的一侧通过螺栓固定有固定板；

所述左右滑移机构包括通过螺栓固定于固定板一侧的左右滑移横梁，且左右滑移横梁的一侧通过螺钉固定有左右导轨，左右导轨的内部安装有左右滑块，且左右滑块与左右驱动电机相配合，左右滑块的一侧通过螺栓固定有升降夹持机构。

进一步的，所述升降夹持机构包括竖直分布的立式滑轨以及通过螺栓固定于立式滑轨顶部一侧的升降驱动电机，所述立式滑轨的一侧安装有升降滑块，所述升降滑块的外侧通过螺栓固定有l型折板，所述l型折板的底部通过螺钉固定有竖直设置的电动爪夹；

所述电动爪夹的底部对应安装有两个前后分布的夹持立板，所述夹持立板的底部设置有夹紧块并与采血管相配合，且位于立式滑轨下部的左右两侧对应安装有两个第一限位隔板，所述第一限位隔板为一种u型构件，且其开口侧朝向夹持立板的一侧；

所述第一限位隔板包括竖直分布的中间连接板，且中间连接板的顶端和底端分别垂直设置有上连接板和下连接板，所述下连接板的底面竖直安装有限位隔条；且位于两个第一限位隔板下部的前后两侧之间对应设置有两个第二限位隔板，所述第二限位隔板的底面通过螺钉固定有顶管限位板；

所述夹紧块的最低点所在高度高于顶管限位板的最低点所在高度，且两者的高度差至少为五厘米，所述第二限位隔板的两端与下连接板之间通过螺栓固定，且前后两个顶管限位板的间距值等于左右两个限位隔条的间距值，且前后两个顶管限位板的间距值和左右两个限位隔条的间距值均大于采血管的外径，且两个夹紧块间的距离与采血管的内径相等；

且两个第二限位隔板的外侧面均设置有第一光电开关，所述上连接板的两侧均设置有第二光电开关，以便检测采血管的存在与否，且第一光电开关、第二光电开关的光电信号均由激光传感器采集，所述升降滑块的外侧与升降驱动电机的外侧之间连接有两根伸缩弹簧，且为点焊固定，以便减小停机时的升降滑块、l型折板和电动爪夹因自身重力所造成的下降势能，进而更好的使整个装置得到保护，大大提升了使用寿命；

采血管依次放置于定位放置架内，左右滑移机构来带动升降夹持机构在左右滑移横梁上运动，升降驱动电机通过驱动升降滑块在立式滑轨上升降，依据限位隔条与顶管限位板来对待夹持的采血管进行限位，而电动爪夹通过夹持立板、夹紧块来对采血管进行夹持，并由第一光电开关和第一光电开关来对采血管状态进行检测。

进一步的，所述信息标注机构包括对应设置的两个固定限位机构，且两个固定限位机构所连直线的中垂线上分别安装有移动限位机构和标签打印机；所述固定限位机构包括固定安装座和通过螺钉固定于固定安装座一侧的固定限位轮；所述移动限位机构包括移动安装座以及水平设置于移动安装座一侧的伸缩导轨，所述伸缩导轨的一端通过限位轮座安装有移动限位轮，且两个固定限位轮与移动限位轮之间构成正三角形，且两个固定限位轮与移动限位轮均位于同一水平面；

所述伸缩导轨与步进电机间为齿轮齿条传动，所述标签打印机的出口处穿过移动限位轮的圆心，所述固定限位机构与移动限位机构之间设置有第三光电开关，且第三光电开关与移动限位轮和固定限位轮之间的间隙处相对应，以便准确寻找到采血管标签两端的空白位置；

所述限位轮座的一侧通过螺栓固定有辅助定位板，所述辅助定位板呈矩形状，且一端开设有弧形凹口，所述弧形凹口朝向于两个固定限位轮间，所述弧形凹口的口径大于采血管底端的管径，且两者差值为三毫米以下，以便采血管顶端卡入弧形凹口内，从而夹持在辅助定位板上，使其在信息标注时不易脱落；

且在任一固定安装座的一侧通过螺栓固定有直角挡板，所述直角挡板的挡板连接部通过螺栓固定于固定安装座上，所述直角挡板的挡位部伸至辅助定位板的一侧，且位于辅助定位板的正上方，所述挡位部朝向于弧形凹口的一侧开设有挡位凹槽，以便伸缩导轨在后退时，挡位部可将辅助定位板上的采血管挡下。

医用采血管自动打标与贴标一体化装置的控制方法，包括如下步骤：

s1：先检测第一对管光电信号、第二对管光电信号和第三对管光电信号，并分别控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机运动至标定待机位置；再通过医院lis系统来获取病人信息，且病人信息包括病人姓名、病人年龄、病人疾病类别和病人性别等，之后控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机配合运动至定位放置架上的采血管处，并检测由第一激光传感器与第二激光传感器采集的第一光电信号与第二光电信号，来控制电动爪夹提取定位放置架上的采血管，且第一光电信号和第二光电信号的作用为判断采血管是否就位；然后检测第四对管光电信号并控制前后驱动电机、左右驱动电机、升降驱动电机和电动爪夹配合运动至信息标注机构上，且第四对管光电信号的作用为判断采血管是否已被提取；

s2：先检测第五对管光电信号并控制信息标注机构的步进电机将采血管固定，且第五对管光电信号的作用为判断采血管所需放置处的移动限位机构是否就位，再释放电动爪夹并控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机运动至标定待机位置；

s3：先检测由第三激光传感器采集的第三光电信号，且第三光电信号的作用为判断采血管标签是否与起始粘贴位置相对应，再传输已获取的病人信息至标签打印机，并在打印吐纸后进行粘贴，然后控制电动爪夹和信息标注机构的步进电机至原状态，并由触摸屏显示本次打印完成指示数据。

其中，mcu电路上电自检后进入工作状态，且mcu型号为stm32f103，并驱动电路一、电路二、电路三分别检测外部的第一对管光电信号、第二对管光电信号和第三对管光电信号，同时驱动电路四、电路五、电路六控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机配合运动至标定待机位置，电路七经usb数据接口连接至医院lis系统，并在获取病人信息后，来控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机配合运动至定位放置架上的采血管处；此时由电路八与电路九分别检测第一激光传感器和第二激光传感器采集的光电信号，判断采血管已就位，并驱动电路十控制电动爪夹提取定位放置架上的采血管，同时电路十一检测第四对管光电信号来判断已提取到采血管；然后驱动电路四、电路五、电路六控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机配合运动，来将已提取的采血管运动至信息标注机构，电路十二检测第五对管光电信号来判断采血管所需放置处的移动限位机构是否就位，电路十三控制信息标注机构的步进电机将采血管固定，电路十释放电动爪夹，同时电路四、电路五、电路六控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机配合运动至标定待机位置；电路十四检测第三激光传感器采集的光电信号来判断采血管标签与起始粘贴位置相对应，电路十五将已获取的病人信息传输至标签打印机并开始打印与粘贴；电路十控制电动爪夹和电路十三控制信息标注机构的步进电机至原状态，电路十六将本次打印完成的指示数据传输至触摸屏，以提示完成本次采血管信息的自动获取、贴标和打标过程，且电路一、电路二、电路三、电路四、电路五、电路六、电路七、电路八、电路九、电路十、电路十一、电路十二、电路十三、电路十四、电路十五和电路十六均为双极型数字电路。

本发明的有益效果：

本发明是依据医院lis系统与数据接口的无缝对接，实时的获取到病人信息，并进行存储和打印，且通过前后滑移机构、左右滑移机构、升降夹持机构和信息标注机构与各光电信号间的相互配合，实现了采血管的自动抓取与释放，以及采血管标签的自动打印与粘贴一体化操作，相比于传统人工操作效率大大提升，同时节约了人工成本和管理成本，且各类信息均实现数字化、透明化和信息化，杜绝了人工操作的漏贴、错贴现象，有效的避免了因医疗诊断依据人为干预出错而引发的医疗事故纠纷。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的升降夹持机构整体结构示意图；

图3为本发明的图2中的a区域放大结构示意图；

图4为本发明的图2中的b区域放大结构示意图；

图5为本发明的信息标注机构整体结构示意图；

图6为本发明的辅助定位板与挡位板连接结构示意图；

图7为本发明的系统框图；

图8为本发明的mcu电路图；

具体实施方式

如图1-8所示，医用采血管自动打标与贴标一体化装置，包括支撑架1、前后滑移机构2、固定板3、左右滑移机构4、升降夹持机构5、信息标注机构6、定位放置架7和底板8，底板8的顶部中心处通过螺栓固定有定位放置架7，底板8的顶部一侧设置有信息标注机构6，底板8的顶部对应安装有支撑架1且为螺栓固定，支撑架1的顶部设置有前后滑移机构2，前后滑移机构2的一侧通过固定板3与左右滑移机构4相连接，且前后滑移机构2和左右滑移机构4与固定板3之间均通过螺钉固定，左右滑移机构4的一侧设置有升降夹持机构5；

前后滑移机构2包括通过螺栓固定于支撑架1一侧的前后导轨，且前后导轨的内部安装有前后滑块，前后驱动电机设置于前后导轨的一侧，且前后驱动电机的一端连接有皮带，皮带与前后滑块相配合，且前后滑块的一侧通过螺栓固定有固定板3；

左右滑移机构4包括通过螺栓固定于固定板3一侧的左右滑移横梁，且左右滑移横梁的一侧通过螺钉固定有左右导轨，左右导轨的内部安装有左右滑块，且左右滑块与左右驱动电机相配合，左右滑块的一侧通过螺栓固定有升降夹持机构5。

且升降夹持机构5包括竖直分布的立式滑轨52以及通过螺栓固定于立式滑轨52顶部一侧的升降驱动电机51，立式滑轨52的一侧安装有升降滑块53，升降滑块53的外侧通过螺栓固定有l型折板54，l型折板54的底部通过螺钉固定有竖直设置的电动爪夹55；

电动爪夹55的底部对应安装有两个前后分布的夹持立板58，夹持立板58的底部设置有夹紧块581并与采血管相配合，且位于立式滑轨52下部的左右两侧对应安装有两个第一限位隔板56，第一限位隔板56为一种u型构件，且其开口侧朝向夹持立板58的一侧；

第一限位隔板56包括竖直分布的中间连接板561，且中间连接板561的顶端和底端分别垂直设置有上连接板562和下连接板563，下连接板563的底面竖直安装有限位隔条564；且位于两个第一限位隔板56下部的前后两侧之间对应设置有两个第二限位隔板57，第二限位隔板57的底面通过螺钉固定有顶管限位板571；

夹紧块581的最低点所在高度高于顶管限位板571的最低点所在高度，且两者的高度差至少为五厘米，第二限位隔板57的两端与下连接板563之间通过螺栓固定，且前后两个顶管限位板571的间距值等于左右两个限位隔条564的间距值，且前后两个顶管限位板571的间距值和左右两个限位隔条564的间距值均大于采血管的外径，且两个夹紧块581间的距离与采血管的内径相等；

且两个第二限位隔板57的外侧面均设置有第一光电开关，上连接板562的两侧均设置有第二光电开关，以便检测采血管的存在与否，且第一光电开关、第二光电开关的光电信号均由激光传感器采集，升降滑块53的外侧与升降驱动电机51的外侧之间连接有两根伸缩弹簧，且为点焊固定，以便减小停机时的升降滑块53、l型折板54和电动爪夹55因自身重力所造成的下降势能，进而更好的使整个装置得到保护，大大提升了使用寿命；

采血管依次放置于定位放置架7内，左右滑移机构4来带动升降夹持机构5在左右滑移横梁上运动，升降驱动电机51通过驱动升降滑块53在立式滑轨52上升降，依据限位隔条564与顶管限位板571来对待夹持的采血管进行限位，而电动爪夹55通过夹持立板58、夹紧块581来对采血管进行夹持，并由第一光电开关和第一光电开关来对采血管状态进行检测。

且信息标注机构6包括对应设置的两个固定限位机构61，且两个固定限位机构61所连直线的中垂线上分别安装有移动限位机构62和标签打印机63；固定限位机构61包括固定安装座611和通过螺钉固定于固定安装座611一侧的固定限位轮612；移动限位机构62包括移动安装座621以及水平设置于移动安装座621一侧的伸缩导轨622，伸缩导轨622的一端通过限位轮座624安装有移动限位轮623，且两个固定限位轮612与移动限位轮623之间构成正三角形，且两个固定限位轮612与移动限位轮623均位于同一水平面；

伸缩导轨622与步进电机间为齿轮齿条传动，标签打印机63的出口处穿过移动限位轮623的圆心，固定限位机构61与移动限位机构62之间设置有第三光电开关，且第三光电开关与移动限位轮623和固定限位轮612之间的间隙处相对应，以便准确寻找到采血管标签两端的空白位置；

限位轮座624的一侧通过螺栓固定有辅助定位板602，辅助定位板602呈矩形状，且一端开设有弧形凹口605，弧形凹口605朝向于两个固定限位轮612间，弧形凹口605的口径大于采血管底端的管径，且两者差值为三毫米以下，以便采血管顶端卡入弧形凹口605内，从而夹持在辅助定位板602上，使其在信息标注时不易脱落；

且在任一固定安装座611的一侧通过螺栓固定有直角挡板601，直角挡板601的挡板连接部604通过螺栓固定于固定安装座上，直角挡板601的挡位部603伸至辅助定位板602的一侧，且位于辅助定位板602的正上方，挡位部603朝向于弧形凹口605的一侧开设有挡位凹槽606，以便伸缩导轨622在后退时，挡位部603可将辅助定位板602上的采血管挡下。

医用采血管自动打标与贴标一体化装置的控制方法，包括如下步骤：

s1：先检测第一对管光电信号、第二对管光电信号和第三对管光电信号，并分别控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机51运动至标定待机位置；再通过医院lis系统来获取病人信息，且病人信息包括病人姓名、病人年龄、病人疾病类别和病人性别等，之后控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机51配合运动至定位放置架7上的采血管处，并检测由第一激光传感器与第二激光传感器采集的第一光电信号与第二光电信号，来控制电动爪夹55提取定位放置架7上的采血管，且第一光电信号和第二光电信号的作用为判断采血管是否就位；然后检测第四对管光电信号并控制前后驱动电机、左右驱动电机、升降驱动电机51和电动爪夹55配合运动至信息标注机构6上，且第四对管光电信号的作用为判断采血管是否已被提取；

s2：先检测第五对管光电信号并控制信息标注机构6的步进电机将采血管固定，且第五对管光电信号的作用为判断采血管所需放置处的移动限位机构62是否就位，再释放电动爪夹55并控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机51运动至标定待机位置；

s3：先检测由第三激光传感器采集的第三光电信号，且第三光电信号的作用为判断采血管标签是否与起始粘贴位置相对应，再传输已获取的病人信息至标签打印机63，并在打印吐纸后进行粘贴，然后控制电动爪夹55和信息标注机构6的步进电机至原状态，并由触摸屏显示本次打印完成指示数据。

其中，mcu电路上电自检后进入工作状态，且mcu型号为stm32f103，并驱动电路一、电路二、电路三分别检测外部的第一对管光电信号、第二对管光电信号和第三对管光电信号，同时驱动电路四、电路五、电路六控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机51配合运动至标定待机位置，电路七经usb数据接口连接至医院lis系统，并在获取病人信息后，来控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机51配合运动至定位放置架7上的采血管处；此时由电路八与电路九分别检测第一激光传感器和第二激光传感器采集的光电信号，判断采血管已就位，并驱动电路十控制电动爪夹55提取定位放置架7上的采血管，同时电路十一检测第四对管光电信号来判断已提取到采血管；然后驱动电路四、电路五、电路六控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机51配合运动，来将已提取的采血管运动至信息标注机构6，电路十二检测第五对管光电信号来判断采血管所需放置处的移动限位机构62是否就位，电路十三控制信息标注机构6的步进电机将采血管固定，电路十释放电动爪夹55，同时电路四、电路五、电路六控制前后驱动电机、左右驱动电机和升降驱动电机51配合运动至标定待机位置；电路十四检测第三激光传感器采集的光电信号来判断采血管标签与起始粘贴位置相对应，电路十五将已获取的病人信息传输至标签打印机63并开始打印与粘贴；电路十控制电动爪夹55和电路十三控制信息标注机构6的步进电机至原状态，电路十六将本次打印完成的指示数据传输至触摸屏，以提示完成本次采血管信息的自动获取、贴标和打标过程，且电路一、电路二、电路三、电路四、电路五、电路六、电路七、电路八、电路九、电路十、电路十一、电路十二、电路十三、电路十四、电路十五和电路十六均为双极型数字电路。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。