1.本实用新型涉及医疗采血的技术领域，尤其是指一种基于工字架的固定型辅助采血装置。
背景技术：
2.随着经济水平的不断提高，人民对美好生活的标准也不断提高，对医疗卫生水平也提出了更高的要求。目前的医疗体系随着经济的发展也在不断地进步，但是医疗压力依然十分巨大。其中，血液化学成分的检查报告在现代医学校验领域中占有着重要的地位，准确的检验报告为临床疾病的诊断和治疗提供了最可靠的依据，因此，血液采集的工作十分重要又十分繁重。每天的采血任务为护士的工作增添了不少的负担，尤其是在固定采血点的采血工作，在大医院里面一位护士一天可能需要在采血点那里采集2000至3000根采血管，这工作压力不言而喻。因此，为解决上述技术问题，有必要提供一种辅助采血装置，以克服现有技术中的所述缺陷。
技术实现要素：
3.本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提出了一种基于工字架的固定型辅助采血装置，其中将工字架机构通过卡座固定在墙壁上以及通过u型针管夹具和支架来提供针管插入试管的力量，从而保证整体结构稳定，并通过驱动控制单元与工字架机构、抓取机构和液面检测机构的电连接来控制抓取机构的位移和动作以及试管的采血液面高度，进而实现采血自动化，能够有效减轻护士的工作压力。
4.为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种基于工字架的固定型辅助采血装置，包括工字架机构、抓取机构、针管夹持机构、液面检测机构、驱动控制单元、进管机构和出管机构；其中，所述针管夹持机构的一端安装在地面上，其另一端夹持有采血针管，所述液面检测机构设置在上述采血针管下方，用于检测试管的采血液面高度，所述进管机构和出管机构设置在针管夹持机构的两侧，分别用于放置全新的试管和完成采血的试管，所述工字架机构通过卡座安装在墙面上并靠近针管夹持机构处，所述工字架机构的滑台与抓取机构连接，能够通过滑台带动抓取机构的移动，所述驱动控制单元分别与工字架机构、抓取机构和液面检测机构电连接，用于控制抓取机构的位移和动作以及试管的采血液面高度。
5.进一步，所述工字架机构包括第一皮带滑轨、第二皮带滑轨、第三皮带滑轨、步进电机、滑台以及卡座，所述第一皮带滑轨和第二皮带滑轨相互平行并通过卡座竖直固定在墙壁上，所述第三皮带滑轨的两端分别滑动安装在第一皮带滑轨和第二皮带滑轨上，构成整个工字架，且第三皮带滑轨能够在第一皮带滑轨和第二皮带滑轨上下滑动，所述滑台滑动安装在第三皮带滑轨上，能够在第三皮带滑轨左右滑动，所述步进电机有多个分别与第一皮带滑轨、第二皮带滑轨和第三皮带滑轨电连接，用于控制第三皮带滑轨和滑台的滑动位置。
6.进一步，所述抓取机构包括机械爪、机械爪固定夹具、第一舵机和第二舵机；所述机械爪通过机械爪固定夹具与工字架机构的滑台连接，所述第一舵机通过螺栓与机械爪连接，用于控制机械爪的开闭，所述第二舵机的输出轴通过固定座轴承与机械爪固定夹具连接，用于控制机械爪的晃动。
7.进一步，所述针管夹持机构包括u型针管夹具和支架，所述u型针管夹具采用弹簧片设计，能够防止采血针管侧向移动，所述u型针管夹具的两端形成有与采血针管形状相对应的限位槽口，用于限制采血针管竖直方向上的移动，所述支架的一端与u型针管夹具连接，其另一端竖直安装在地面上，用于在采血针管插入试管的时候提供抓地力。
8.进一步，所述液面检测机构包括血液监控摄像头、摄像头旋转支架和第三舵机，所述血液监控摄像头安装在摄像头旋转支架上，所述第三舵机与摄像头旋转支架连接，用于控制摄像头旋转支架的转动。
9.进一步，所述进管机构包括进管架、抬升滑台和激光传感器，所述激光传感器与抬升滑台和驱动控制单元电连接，用于检测进管架中是否有待采血的试管，所述抬升滑台设置在进管架中的试管下方并与驱动控制单元电连接，用于抬升进管架中的试管，方便抓取机构的机械爪抓取；所述出管机构包括出管架，所述出管架和进管架均采用斜滑台设计，使其中放置的试管在重力的作用下滑向设定处。
10.进一步，所述驱动控制单元包括相连的主控stm32f407处理器和步进电机驱动器。
11.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
12.本实用新型将抓取机构固定在工字架机构的滑台上，实现抓取机构在二维平面的移动，同时在进管架处加设抬升滑台以实现试管的提升，进而使试管更容易被抓取机构抓取，并通过u型针管夹具和支架以及将工字架机构通过卡座固定在墙壁上来提供采血针管插入试管的力量，确保整个结构的安全性，实现自动控制采血，无需再换管以及针管对试管的拔插操作，能够有效减轻护士的工作压力。
附图说明
13.图1为辅助采血装置的结构示意图。
14.图2为图1中a处的局部放大图。
15.图3为针管夹具的结构示意图。
16.图4为辅助采血装置的工作流程图。
具体实施方式
17.下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
18.参见图1至图3所示，本实施例所提供的基于工字架的固定型辅助采血装置，包括工字架机构、抓取机构、针管夹持机构、液面检测机构、驱动控制单元(图中未画出)、进管机构和出管机构；
19.所述针管夹持机构的一端安装在地面上，其另一端夹持有采血针管303，所述液面检测机构设置在上述采血针管303下方，用于检测试管的采血液面高度，所述进管机构和出管机构设置在针管夹持机构的两侧，分别用于放置全新的试管和完成采血的试管，所述工字架机构通过卡座13安装在墙面上并靠近针管夹持机构处，所述工字架机构的滑台105与
抓取机构连接，能够通过滑台带动抓取机构的移动，进而抓取机构自动抓取进管机构中的试管插入到采血针管处，所述驱动控制单元(图中未画出)分别与工字架机构、抓取机构和液面检测机构电连接，用于控制抓取机构的位移和动作以及试管的采血液面高度；
20.其中，所述工字架机构包括第一皮带滑轨101、第二皮带滑轨102、第三皮带滑轨103、步进电机104、滑台105以及卡座13，所述第一皮带滑轨101和第二皮带滑轨102相互平行并通过卡座13竖直固定在墙壁上，所述第三皮带滑轨103的两端分别滑动安装在第一皮带滑轨101和第二皮带滑轨102上，构成整个工字架，且第三皮带滑轨103能够在第一皮带滑轨101和第二皮带滑轨102上下滑动，所述滑台105滑动安装在第三皮带滑轨103上，能够在第三皮带滑轨103左右滑动，所述步进电机104有多个分别与第一皮带滑轨101、第二皮带滑轨102和第三皮带滑轨103电连接，用于控制第三皮带滑轨103和滑台105的滑动位置；
21.所述抓取机构包括机械爪201、机械爪固定夹具202、第一舵机203和第二舵机204；所述机械爪201通过机械爪固定夹具202与工字架机构的滑台105连接，所述第一舵机203通过螺栓与机械爪201连接，用于控制机械爪201的开闭，所述第二舵机204的输出轴通过固定座轴承与机械爪固定夹具202连接，用于控制机械爪201的晃动；
22.所述针管夹持机构包括u型针管夹具301和支架302，所述u型针管夹具301采用弹簧片设计，能够防止采血针管303侧向移动，所述u型针管夹具301的两端形成有与采血针管303形状相对应的限位槽口，用于限制采血针管303竖直方向上的移动，所述支架302的一端与u型针管夹具301连接，其另一端竖直安装在地面上，用于在采血针管303插入试管的时候提供抓地力；
23.所述液面检测机构包括血液监控摄像头(图中未画出)、摄像头旋转支架401和第三舵机402，所述血液监控摄像头(图中未画出)安装在摄像头旋转支架401上，所述第三舵机402与摄像头旋转支架401连接，用于控制摄像头旋转支架401的转动，从而实现血液监控摄像头对试管的多角度扫描拍摄；
24.所述进管机构包括进管架501、激光传感器(图中未画出)和抬升滑台502，所述激光传感器与抬升滑台502和驱动控制单元电连接，用于检测进管架中是否有待采血的试管，所述抬升滑台502设置在进管架501中的试管下方并与驱动控制单元电连接，用于抬升进管架501中的试管，方便抓取机构的机械爪201抓取；所述出管机构包括出管架601，所述出管架601和进管架501均采用斜滑台设计，使其中放置的试管在重力的作用下滑向设定处；
25.所述驱动控制单元(图中未画出)包括相连的主控stm32f407处理器和步进电机驱动器，所述主控stm32f407处理器负责控制进管机构的抬升滑台502、工字架机构的步进电机104的脉冲个数和脉冲周期、抓取机构的第一舵机203和第二舵机204及液面检测机构的第三舵机402的转角，以及通过获取液面检测机构的血液监控摄像头的信息判断血液是否采集完成，所述步进电机驱动器能够驱动和控制工字架机构的步进电机104。
26.参见图4所示，下面为本实施例上述基于工字架的固定型辅助采血装置的操作过程，具体如下：
27.当有患者需要前来采血的时候，护士需要先将采血针管固定在u型针管夹具上；接下来，护士将患者需要采血的一系列的试管放到进管架中，试管进入到指定位置后，驱动控制单元检测到其中有试管存在后，控制抬升滑台将试管抬升，然后通过控制工字架机构将机械爪移动到试管的上方，打开机械爪，往下移动，再闭合机械爪；完成整个抓取流程后，继
续控制机械爪移动，让试管移动到指定的位置，并且将试管往采血针管方向进行插入；采血针管正常插入试管后，驱动控制单元控制摄像头旋转支架进行旋转操作，在确定能够正常观测到液面高度的位置后，摄像头旋转支架会停下来，并对试管内的液面高度进行监控；待试管内的血液液面高度满足要求后，驱动控制单元控制工字架机构带动机械爪移动，将试管从采血针管拔出，然后控制第三舵机对试管进行晃动操作；晃动完毕后，驱动控制单元再次控制工字架机构带动机械爪移动，将试管放到出管架处，打开机械爪，让采血完成后的试管滑到设定处，从而完成整个采血过程。
28.以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。