[发明专利]抽血机器人

权利要求书

1.一种抽血机器人，其特征在于，包括：

止血带，所述止血带用于改善静脉血管充盈度及防止血液倒流；

血管识别器，所述血管识别器通过血管显像和图像识别确定采血点，并输出所述采血点的坐标；

采血执行机构，所述采血执行机构根据所述采血点的坐标对所述采血点进行采血动作；

控制系统，所述控制系统分别与所述止血带、所述血管识别器和所述采血执行机构通信。

2.根据权利要求1所述的抽血机器人，其特征在于，所述血管识别器包括：

红外静脉显像仪，用于成像静脉图像；

图像识别单元，用于根据所述静脉图像通过视觉算法识别符合采血条件的血管，确认所述采血点并计算所述采血点的坐标；

其中，所述图像识别单元内置于所述控制系统并与所述红外静脉显像仪通信。

3.根据权利要求2所述的抽血机器人，其特征在于，所述图像识别单元工作时执行以下步骤：

对所述静脉图像进行预处理；

从预处理后的静脉图像中提取特定颜色；

对提取特定颜色后的静脉图像进行边缘检测；

对经过边缘检测的静脉图像进行轮廓提取并确定所述采血点且计算所述采血点的坐标。

4.根据权利要求3所述的抽血机器人，其特征在于，所述对所述静脉图像进行预处理包括：

采用形态学噪声滤除器对所述静脉图像进行去噪；

对所述静脉图像进行开运算。

5.根据权利要求3所述的抽血机器人，其特征在于，所述从预处理后的静脉图像中提取特定颜色包括：

利用函数cv2.cvtColor将RGB空间转化为HSV空间；

确认颜色范围的上限值和下限值，利用函数cv2.inRange对特定颜色进行提取。

6.根据权利要求3所述的抽血机器人，其特征在于，利用Canny算子对提取特定颜色后的静脉图像进行边缘检测。

7.根据权利要求3所述的抽血机器人，其特征在于，所述对经过边缘检测的静脉图像进行轮廓提取并确定所述采血点且计算所述采血点的坐标包括：

利用函数cv2.drawContours画出轮廓点，并筛选掉面积小于一定值的轮廓；

将剩余轮廓分别近似为矩形，并利用函数cv2.boxPoints获取每个矩形的四个角点的坐标；

寻找距所述静脉图像中心线最近的矩形，该矩形的形心即为所述采血点，该矩形的形心的坐标即为所述采血点的坐标。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的抽血机器人，其特征在于，所述采血执行机构包括：

机械臂，所述机械臂具有至少三个自由度；

末端执行器，所述末端执行器安装于所述机械臂的末端且具有至少一个自由度。

9.根据权利要求8所述的抽血机器人，其特征在于，所述末端执行器包括：

支撑机架，所述支撑机架安装于所述机械臂的末端；

舵机，所述舵机安装于所述支撑机架；

第一连杆，所述第一连杆的一端可枢转地安装于所述支撑机架且与所述舵机传动连接；

第二连杆，所述第二连杆的一端与所述第一连杆的另一端可枢转地相连；

第三连杆，所述第三连杆的一端与所述第二连杆的另一端可枢转地相连且另一端可枢转地安装于所述支撑机架；

采血针夹持装置，所述采血针夹持装置安装于所述第三连杆且用于夹持采血针；

其中，所述舵机运行时通过所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述采血针夹持装置带动所述采血针转动，所述采血针的转动轴线垂直于所述采血针且经过所述采血针的针头。

10.根据权利要求8所述的抽血机器人，其特征在于，所述控制系统根据所述采血点的坐标值控制所述机械臂时执行以下步骤：

将末端坐标系移动至所述采血点上方预定距离，并转动预定角度，以使所述末端坐标系代表的针头与所述采血点所在血管的长度方向平行；

设定所述针尖坐标为所述末端坐标系的原点，通过所述机械臂的每个关节的初始角度，确定采血针相对所述采血点所在血管的位置以及偏转角度；

利用mstraj函数，通过起始末尾两个位姿转换矩阵，插值求出过渡的矩阵组成路径，获取每个矩阵对应的关节值，规划所述机械臂的运动轨迹。