一种口腔器械分拣装置及分拣方法

1.本发明涉及一种器械分拣装置，特别是一种口腔器械分拣装置及分拣方法。


背景技术：

2.口腔治疗需要口腔手机、根管治疗小器械、口镜、探针、拔牙钳等器械，使用后由医务人员人工清点分拣，再人工放至相应的使用后器械存放处，最后统一送至消毒供应室进行消毒。此过程中有二个问题较为突出，一：使用后的锐利口腔器械在运输过程中，人工的频繁拿放锐利器械极易对医护人员造成锐器伤。临床调查显示临床医务人员针刺伤发生率超过80.0％，其中多数被污染针头刺伤，这也是医护人员血源性感染的最主要原因，受伤者经常被传染乙肝、丙肝、艾滋病等；尤其是口腔科护理人员工作中针刺伤是最常见职业危害，因特殊环境和职业性质无法避免的接触多种精细且尖锐器械，如镊子、注射针头、根管针、拔髓针等，面临针刺伤危险。它们细小精密，黏附血液、体液而不易清洁且锐器，在回收过程中存在发生针刺伤的风险；二：器械清点依靠人工手动分拣与计数，不仅有造成锐器伤的风险，而且有可能造成器械遗漏和丢失等可能，且消耗人力资源，效率低下和差错率高。某些口腔器械价格昂贵，器械繁多且形态不一，增加了辨别和维护的难度，回收过程中如未能做到认真细致，会出现误扔丢失的可能性，导致财产的损失。另外，医务人员需要花费时间清点器械，消耗一定的时间，明显增加了其工作量，不利于提高工作效率和提升人力资源利用率。因此，现有的技术存在着分拣效率低下、差错率较高以及易刺伤分拣人员的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，提供一种口腔器械分拣装置及分拣方法。本发明具有能够有效提高分拣效率、降低差错率以及防止刺伤分拣人员的特点。
4.本发明的技术方案：一种口腔器械分拣装置，包括机器人壳体，机器人壳体上半部的中间位置设有分拣传送带，分拣传送带两侧设有器械收集组件，分拣传送带后侧设有医疗废物收集通道，医疗废物收集通道下方设有医疗废物收集区，器械收集组件的后侧设有分拣机械臂；所述分拣传送带上方设有位于机器人壳体顶壁的顶部ai摄像头；机器人壳体顶壁还设有控制器，机器人壳体后侧壁上设有加热模块，机器人壳体上方设有显示操作屏。
5.前述的一种口腔器械分拣装置中，所述分拣机械臂上还设有ai摄像头和喷淋头。
6.前述的一种口腔器械分拣装置中，所述分拣传送带的两侧壁上还设有器械盘间隔传感器。
7.前述的一种口腔器械分拣装置中，所述器械收集组件包括多个上下排布的收集抽屉，每个收集抽屉与机器人壳体内壁之间均设有丝杠驱动模块。
8.前述的一种口腔器械分拣装置中，所述机器人壳体下端设有驱动底轮。
9.前述的一种口腔器械分拣装置中，所述机器人壳体外侧还设有保湿液挂架，保湿液挂架上设有保湿液罐，保湿液罐经管道连接有位于机器人壳体内部的蠕动泵，蠕动泵与喷淋头相连。
10.前述的一种口腔器械分拣装置中，所述分拣机械臂包括底座，底座上设有整体转向机构，整体转向机构上方设有整体弯曲机构，整体弯曲机构上方设有下伸缩机构，下伸缩机构上方设有下弯曲机构，下弯曲机构上方设有上伸缩机构，上伸缩机构上方设有上弯曲机构，上弯曲机构上方设有卡爪转向机构，卡爪转向机构上方设有卡爪机构；所述ai摄像头和喷淋头位于卡爪转向机构上。
11.一种口腔器械分拣装置的分拣方法，包括以下具体步骤：
12.第一步、医护人员将使用后的医疗器械和废弃物放置在分拣传送带；
13.第二步、通过顶部ai摄像头对分拣传送带上的医疗器械和废弃物进行图像识别，识别出不同种类的器械；
14.第三步、控制器根据识别到的器械种类，控制相应的分拣机械臂作相应的动作，将不同种类的器械抓取至相应的收集抽屉内；
15.第四步、分拣剩余的医疗废弃物在分拣传送带的传送作用下，经医疗废物收集通道掉落至医疗废物收集区，完成分拣。
16.前述的一种口腔器械分拣装置的分拣方法中，分拣机械臂在动作时，通过ai摄像头对待夹持器械进行二次校验；通过喷淋头对器械进行喷雾加湿；通过加热模块，保持机器人壳体内部温度恒定以及完成机器人壳体清洗消毒后的干燥。
17.前述的一种口腔器械分拣装置的分拣方法中，当医生呼叫时，根据设定路线，控制器通过控制驱动底轮，使得口腔器械分拣装置能够自动移至医生呼叫位置。
18.与现有技术相比，本发明由机器人壳体、分拣传送带、设置在分拣传送带两侧的器械收集组件、分拣机械臂和医疗废物收集区构成，并通过ai摄像头和控制器与之配合，完成对医疗器械废物的自动分拣，以此来取代传统的人工分拣，不仅能够有效的提高分拣效率，还能够降低差错率；与此同时，还能够最大限度的防止人员与器械接触，防止发生刺伤人员现象的发生；从根本上解决了口腔器械依靠人工分拣和运输的问题。综上所述，本发明具有能够有效提高分拣效率、降低差错率以及防止刺伤分拣人员的特点。
19.另外，本发明的分拣机械臂由整体转向机构、整体弯曲机构、上伸缩机构、上弯曲机构、下伸缩机构、下弯曲机构、卡爪转向机构和卡爪机构组成，实现多维度和多角度的灵活转换，极大的方便了对处于不同位置角度的器械的抓取。
附图说明
20.图1是本发明的结构示意图；
21.图2是图1中省略机器人壳体上半部分的结构视图；
22.图3是图2的正视图；
23.图4是图1中省略机器人壳体顶壁后的俯视图；
24.图5是分拣机械臂的结构视图。
25.附图中的标记为：1-机器人壳体，2-分拣传送带，3-器械收集组件，4-医疗废物收集通道，5-医疗废物收集区，6-分拣机械臂，7-顶部ai摄像头，8-控制器，9-加热模块，10-显示操作屏，11-ai摄像头，12-器械盘间隔传感器，301-收集抽屉，302-丝杠驱动模块，13-驱动底轮，14-保湿液挂架，15-蠕动泵，601-底座，602-整体转向机构，603-整体弯曲机构，604-下伸缩机构，605-下弯曲机构，606-上伸缩机构，607-上弯曲机构，608-卡爪转向机构，
609-卡爪机构。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
27.实施例。一种口腔器械分拣装置，构成如图1至图5所示，包括机器人壳体1，机器人壳体1上半部的中间位置设有分拣传送带2，分拣传送带2两侧设有器械收集组件3，分拣传送带2后侧设有医疗废物收集通道4，医疗废物收集通道4下方设有医疗废物收集区5，器械收集组件3的后侧设有分拣机械臂6；所述分拣传送带2上方设有位于机器人壳体1顶壁的顶部ai摄像头7；机器人壳体1顶壁还设有控制器8，机器人壳体1后侧壁上设有加热模块9，机器人壳体1上方设有显示操作屏10。
28.所述分拣机械臂6上还设有ai摄像头11和喷淋头。
29.所述分拣传送带2的两侧壁上还设有器械盘间隔传感器12。
30.所述器械收集组件3包括多个上下排布的收集抽屉301，每个收集抽屉301与机器人壳体1内壁之间均设有丝杠驱动模块302。
31.所述机器人壳体1下端设有驱动底轮13。
32.所述机器人壳体1外侧还设有保湿液挂架14，保湿液挂架14上设有保湿液罐，保湿液罐经管道连接有位于机器人壳体1内部的蠕动泵15，蠕动泵15与喷淋头相连。
33.所述分拣机械臂6包括底座601，底座601上设有整体转向机构602，整体转向机构602上方设有整体弯曲机构603，整体弯曲机构603上方设有下伸缩机构604，下伸缩机构604上方设有下弯曲机构605，下弯曲机构605上方设有上伸缩机构606，上伸缩机构606上方设有上弯曲机构607，上弯曲机构607上方设有卡爪转向机构608，卡爪转向机构608上方设有卡爪机构609；所述ai摄像头11和喷淋头位于卡爪转向机构608上。
34.一种口腔器械分拣装置的分拣方法，包括以下具体步骤：
35.第一步、医护人员将使用后的医疗器械和废弃物放置在分拣传送带；
36.第二步、通过顶部ai摄像头对分拣传送带上的医疗器械和废弃物进行图像识别，识别出不同种类的器械；
37.第三步、控制器根据识别到的器械种类，控制相应的分拣机械臂作相应的动作，将不同种类的器械抓取至相应的收集抽屉内；
38.第四步、分拣剩余的医疗废弃物在分拣传送带的传送作用下，经医疗废物收集通道掉落至医疗废物收集区，完成分拣。
39.分拣机械臂在动作时，通过ai摄像头对待夹持器械进行二次校验；通过喷淋头对器械进行喷雾加湿；通过加热模块，保持机器人壳体内部温度恒定。
40.当医生呼叫时，根据设定路线，控制器通过控制驱动底轮，使得口腔器械分拣装置能够自动移至医生呼叫位置。
41.控制器与分拣机械臂、顶部ai摄像头、加热模块、显示操作屏、器械盘间隔传感器、丝杠驱动模块、蠕动泵等相连。
42.所述整体转向机构包括位于底座上方的底盘固定架，底盘固定架上设有旋转座，旋转座下方设有底部转向总线舵机。工作过程为：底部转向总线舵机的工作，会带动旋转座
进行旋转作业，旋转座的旋转作业带动整体弯曲机构及其上侧零部件的旋转。
43.所述整体弯曲机构包括固定于旋转座上方的大扭力总线舵机，大扭力总线舵机输出端设有第一支架。工作过程：第一支架与大扭力总线舵机之间为转动连接，大扭力总线舵机工作，会带动第一支架进行相应的转动，第一支架的转动，会带动安装在其上方的零部件的转动。
44.所述下伸缩机构包括固定于第一支架上方的下伸缩杆套管，下伸缩杆套管上设有固定底板，固定底板上设有下丝杠电机，下丝杠电机上设有下丝杆，下伸缩杆套管内设有下伸缩杆下伸缩杆的上端设有固定支架，下丝杆的上端设有与下伸缩杆相配合的下升降板。
45.工作过程：下丝杠电机工作，带动下丝杆进行相应的伸长作业，下丝杆的伸长作业会带动下升降板沿着下伸缩杆上升，直至下升降板与固定支架接触，下升降板继续上升，带动固定支架上升，固定支架的上升，带动安装在固定支架下方的下伸缩杆沿着下伸缩杆套管进行上升作业。
46.所述下弯曲机构包括位于固定支架上的下智能总线舵机，且下智能总线舵机与固定支架之间为转动连接；所述下智能总线舵机上端设有缓冲支架。工作过程：下智能总线舵机工作，使得下智能总线舵机绕着固定支架旋转，进而使得安装在缓冲支架上方的零部件发生相应的弯曲转动。
47.所述上伸缩机构包括位于缓冲支架上方的上伸缩杆套管，上伸缩杆套管上设有安装板，安装板上设有上丝杠电机，上丝杠电机上设有上丝杆，上伸缩杆套管内设有上伸缩杆，上伸缩杆的上端设有上弯曲机构，上丝杆的上端设有与上伸缩杆相配合的上升降板。上伸缩机构的工作过程与下伸缩机构的工作过程相同。
48.所述上弯曲机构包括上智能总线舵机，上智能总线舵机上设有转动支架。工作过程：上智能总线舵机工作，带动转动支架旋转，转动支架的旋转会带动固定在其上方的零部件发生相应的弯曲转动。
49.所述卡爪转向机构包括固定于转动支架上的卡爪转向总线舵机，卡爪转向总线舵机上端设有卡爪旋转底座；所述卡爪转向总线舵机一侧设有支架，ai摄像头和喷淋头位于支架上。工作过程为：卡爪转向总线舵机工作，带动卡爪旋转底座旋转，进而带动卡爪机构发生旋转。
50.所述卡爪机构包括固定于卡爪旋转底座上的支撑架，支撑架一侧设有两个相互啮合的齿轮连接杆，齿轮连接杆的外端连接有卡爪，卡爪中部与支撑架之间还设有连接杆；所述支撑架的另一侧还设有与齿轮连接杆相配合的防堵转总线舵机。齿轮连接杆与卡爪、卡爪与连接杆以及连接杆与支撑架之间均为转动连接。工作过程：防堵转总线舵机工作，带动两个齿轮连接杆的齿轮端发生旋转啮合，两个齿轮连接杆旋转时，其与卡爪连接端会带动卡爪发生旋转和移动，卡爪中部的连接杆起到支撑和限位的作用，在卡爪的动作过程中，也会随之发生相应的动作。
51.本发明的工作过程：医护人员将使用后的医疗废弃物从位于机器人壳体前侧的放置口(位于分拣传送带的前侧)放置入分拣传送带上，通过器械盘间隔传感器控制分拣传送带进行传送作业(即当器械盘间隔传感器检测到该处有器械盘时，分拣传送带开始工作，直至器械盘离开器械盘间隔传感器，传送带停止工作)，器械盘到达指定位置后，分拣机械臂与顶部ai摄像头开始工作，顶部ai摄像头识别器械盘上的器械种类，根据器械种类的不同，
控制器控制分拣机械臂将相应种类的器械夹取至相应位置的收集抽屉内，分拣机械臂在夹取前，通过设置在其上的ai摄像头进行图像识别(完成二次校验，保证识别的精准度)，完成对器械盘内的器械的分拣后，传送带开始动作，使得器械盘和其表面残留废物掉落至医疗废物收集区，完成整个分拣过程。
52.器械收集区，根据顶部ai摄像头识别到的器械种类，控制器会控制对应的丝杠驱动模块动作，使得该位置的收集抽屉往后侧移动，便于分拣机械臂将相应的器械放置入收集抽屉，分拣完成后，收集抽屉在丝杠驱动模块的带动下复位。
53.控制器会根据机器人壳体内的环境(通过内置的湿度传感器和温度传感器进行监测)，控制加热模块和喷淋头进行相应的加热和喷雾保湿作业，能够避免器械上血液等污渍凝固后难以清洗。
54.分拣机械臂的工作过程：通过整体转向机构带动机械臂的整体转向，通过整体弯曲机构带动下伸缩机构、下弯曲机构、上伸缩机构、上弯曲机构、卡爪转向机构和卡爪机构的弯曲，通过下伸缩机构的动作带动下弯曲机构、上伸缩机构、上弯曲机构、卡爪转向机构和卡爪机构的伸缩；通过下弯曲机构带动其上侧部分结构的弯曲；上伸缩机构带动其上侧结构的伸缩，上弯曲机构带动卡爪转向机构和卡爪机构的弯曲，卡爪转向机构单独带动卡爪机构的转向，最后通过卡爪机构完成对目标器械的抓取和放置。