技术摘要：
本发明公开了一种手术室器械护士机器人，其摒弃夹持拾取和磁力拾取的传统拾取方式，机器人执行器与托盘进行直接的接触，而不与手术器械接触，能够避免手术器械的形状或者材料特殊而无法有效拾取，同时，机器人执行器不与手术器械直接接触，还能避免手术器械的经常性取  全部
背景技术：
器械护士是外科手术中必备的人员之一，承担着术中向医生传递手术器械的重 任，同时也是术中最易受伤和感染的医护人员。随着机器人技术的发展，取代器械护士向医 生传递手术器械的器械护士机器人应运而生。在手术过程中，器械护士机器人能够根据医 生的口令或者指令，替代器械护士，完成对手术器械的识别、拾取、传递以及回收。 现有的器械护士机器人虽然具有较高的智能性和自动化程度，但还存在以下问 题： 一方面，现有的器械护士机器人对手术器械的拾取是夹持拾取或者磁力拾取，由 于手术器械的外形和材料各不相同，单一的夹持或者磁力吸附都难以对手术器械进行有效 的拾取，且无论是夹持过程还是磁力吸附过程，都可能对手术器械表面造成损伤，影响手术 器械的使用。 另一方面，器械护士机器人不能完全达到器械护士的智能水平，在对手术器械的 识别、拾取、传递以及回收过程中，不可避免的会碰触器械库或者医护人员，不仅会造成医 护人员受伤，还可能会对手术器械以及器械库等造成机械损伤。
技术实现要素：
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供了一种手术室器械护士机器人。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 技术方案1：一种手术室器械护士机器人，包括： 行走机构，行走机构安装在基座的下部； 器械库，器械库内存储有不同种类的手术器械，同一种类的一个或多个手术器械 以托盘为承载体，存储于器械库内； 机器人执行器，机器人执行器安装在位置调整组件上，位置调整组件安装在基座 上，通过位置调整组件的粗调和自身的细调进行托盘的存取； 指令输入响应单元，用于接收手术器械需求指令，并对需求指令进行响应信号的 发出； 控制计算机，控制计算机与指令输入响应单元通信连接，根据响应信号发出控制 指令； 控制指令包括利用位置调整组件对机器人执行器进行位置粗调，机器人执行器自 身位置细调，承载需求手术器械托盘的取出、传递和放回。 技术方案2：根据技术方案1的手术室器械护士机器人，行走机构包括安装于基座 下部四角处的万向轮以及安装于基座下部两侧的两个主动轮，两个主动轮分别经由不同的 驱动电机驱动，两个驱动电机均与控制计算机通信连接。 4 CN 111571562 A 说　明　书 2/8 页 技术方案3：根据技术方案2的手术室器械护士机器人，其中，万向轮通过万向轮支 架安装在基座的下部，主动轮通过主动轮支架安装在基座的下部两侧。 技术方案4：根据技术方案3的手术室器械护士机器人，其中，四个万向轮上各自安 装有一个循迹传感器和一个距离传感器，循迹传感器和距离传感器均与控制计算机通信连 接。 技术方案5：根据技术方案1的手术室器械护士机器人，器械库通过连接件可拆卸 安装于基座上部设置的立柱上；器械库包括支撑板，支撑板的一侧成型有与连接件插接的 第一插块，另一侧固定有多个托盘支撑架，托盘被支撑存储于托盘支撑架上。 技术方案6：根据技术方案5的手术室器械护士机器人，托盘支撑架包括相对设置 且结构相同的第一L型托梁和第二L型托梁，第一L型托梁和第二L型托梁均包括相互垂直的 横板和竖板，两个横板对托盘形成托举，两个竖板对托盘进行侧向限位；两个横板之间、两 个托盘支撑架之间具有允许机器人执行器动作的空间。 技术方案7：根据技术方案5的手术室器械护士机器人，其中，两个横板之间具有第 一距离，两个竖板之间具有第二距离，第一距离小于托盘的宽度，且大于机器人执行器的前 端宽度；第二距离等于托盘的宽度。 技术方案8：根据技术方案5的手术室器械护士机器人，其中，横板的外端部设置有 朝上突出的限位块，横板的中部设置有压力传感器，压力传感器与控制计算机通信连接；托 盘被限位块限位的侧边设置有识别标签，识别标签与托盘内存储的手术器械的种类和数量 相关联，且关联信息存储于控制计算机内；机器人执行器的前端设置有对识别标签进行识 别的感应器，感应器与控制计算机通信连接。 技术方案9：根据技术方案1的手术室器械护士机器人，位置调整组件包括横移机 构、纵移机构以及升降机构，横移机构安装在基座上，纵移机构安装在横移机构上，升降机 构安装在纵移机构上，机器人执行器安装在升降机构上。 技术方案10：根据技术方案9的手术室器械护士机器人，其中，横移机构包括横向 滑轨，横向滑轨上滑动设置有横向滑座，横向滑座与横向丝杠螺纹连接，横向丝杠的端部与 横向电机连接；纵移机构包括安装在横向滑座上部的纵向滑轨，纵向滑轨的上部滑动设置 有纵向滑座，纵向滑座与纵向丝杠螺纹连接，纵向丝杠的端部与纵向电机连接； 升降机构包括竖直安装在纵向滑座上部的立板，立板的下部和上部分别转动安装 有主动带轮、从动带轮，主动带轮和从动带轮之间套设有传送带；其中，主动带轮经由主动 电机驱动；立板的侧面还设置有导向条，机器人执行器连接在传送带上，且与导向条滑动连 接。 技术方案11：根据技术方案1的手术室器械护士机器人，机器人执行器包括多自由 度臂以及连接在多自由度臂前部的托举手；托举手包括山型支撑架，山型支撑架固定安装 在多自由度臂的端部，包括与多自由度臂连接的支撑板、安装在支撑板前端的三个空心筒， 空心筒内部安装有手指单元。 技术方案12：根据技术方案11的手术室器械护士机器人，其中，手指单元上均匀分 布有吸附件，用以在机器人执行器托举托盘过程中对托盘进行吸附固定；吸附件为电磁铁 或者真空吸盘。 技术方案13：根据技术方案11的手术室器械护士机器人，手指单元为空心结构，且 5 CN 111571562 A 说　明　书 3/8 页 一端封堵，另一端敞口，封堵的一端与空心筒螺纹连接且位于空心筒的内部，敞口一端设置 有插盖；封堵的一端安装有微型电机，微型电机的输出轴与丝杆固定连接，丝杆上螺纹连接 有滑动板，滑动板和插盖之间连接有多个张力拉紧件。 技术方案14：根据技术方案11的手术室器械护士机器人，多自由度臂包括连接板， 连接板上转动连接有第一臂，第一臂的末端转动连接有第二臂，第一臂经由第一舵机驱动， 第二臂经由第二舵机驱动；第二臂的末端通过销轴转动连接有第三臂，第二臂和第三臂之 间具有避让回位组件。 技术方案15：根据技术方案14的手术室器械护士机器人，避让回位组件为螺旋弹 簧、弹性条、扭簧中的一种或多种，其中，螺旋弹簧一端连接在第二臂且另一端连接在第三 臂上，弹性条一端连接在第二臂且另一端连接在第三臂上，扭簧的一端连接在第二臂上且 另一端连接在第三臂上，扭簧与销轴同轴设置。 技术方案16：根据技术方案14的手术室器械护士机器人，第二臂上围绕销轴设置 有弧形槽，第三臂上设置有滑杆，滑杆科沿着弧形槽滑动；弧形槽的两端设置有触发器，触 发器与控制计算机通信连接。 技术方案17：根据技术方案5的手术室器械护士机器人，立柱相对的两侧分别设置 有第一安装槽和第二安装槽，器械库通过连接件固定安装在两个第一安装槽上，控制计算 机通过连接件固定安装在两个第二安装槽上。 技术方案18：根据技术方案1的手术室器械护士机器人，控制计算机包括连接支架 以及安装在连接支架端部的可触屏控制面板；其中，连接支架包括与连接件进行插接的连 接块，连接块上设置有第二插块，连接块上转动安装有第一支臂，第一支臂的端部铰接有第 二支臂，可触屏控制面板安装在第二支臂的前端。 技术方案19：根据技术方案17的手术室器械护士机器人，连接件为凵形结构，包括 主体部和与之对接的连接部，主体部和连接部通过紧固螺钉固定成一体，主体部和连接部 上分别形成有第一卡扣和第二卡扣，第一卡扣和第二卡扣分别卡接固定在两个第一安装槽 或两个第二安装槽内；主体部上还具有插接孔，插接孔与第一插块或第二插块插接配合。 技术方案20：根据技术方案1的手术室器械护士机器人，指令输入响应单元为语音 识别装置或姿势识别装置；语音识别装置包括耳麦和语音识别软件，语音识别软件分析医 生声音并捕捉手术器械名称，其与控制计算机通信连接；姿势识别装置包括摄像头和图像 分析软件，摄像头捕捉医生的需求指令姿势，图像分析软件分析姿势图像判断所需要的手 术器械，其与控制计算机通信连接。 本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明摒弃夹持拾取和磁力拾取的传统 拾取方式，机器人执行器与托盘进行直接的接触，而不与手术器械接触，能够避免手术器械 的形状或者材料特殊而无法有效拾取，同时，机器人执行器不与手术器械直接接触，还能避 免手术器械的经常性取放产生机械性损伤。本发明并没有将第三臂通过电机或者是舵机驱 动，而是将其自由地转动设置在第二臂的末端，同时设置了避让回位组件，当第三臂以及其 前端的托举手在误碰周围环境或者医护人员时，第三臂和托举手在触碰阻力的作用下，也 仅仅是发生一定角度的转动，而不是与之发生刚性硬接触，随后，在机器人移动下，碰触阻 力消失后，在避让回位组件的作用下，第三臂和托举手还能够回归原位，避免机器人受损的 同时，也能有效确保医护人员不受伤害。 6 CN 111571562 A 说　明　书 4/8 页 附图说明 图1为器械护士机器人的结构示意图； 图2为行走机构的结构示意图； 图3为控制计算机的结构示意图； 图4为器械库的结构示意图； 图5为位置调整组件的结构示意图； 图6为机器人执行器的结构示意图。 图7为机器人执行器的俯视图； 图8为手指单元的剖视图。