一种用于自动分离提取PRP的装置的制作方法

本发明涉及血液分离装置技术领域，尤其涉及一种用于自动分离提取prp的装置。

背景技术：

从上世纪九十年代中期开始，prp被广泛应用于各种外科手术、心脏手术以及整形手术，目前亦广泛用于医学美容方面。但是，如何方便、快速地从血液里面提取高浓缩、高质量的prp是做好prp手术的关键。目前prp在医学手术治疗、骨病治疗等得到很好的临床应用，对患者的疾病预防及康复起到很好的治疗效果。在医学及美容治疗方面将得到广泛临床应用。

血液经离心后，可分离为血清、多血小板血浆(prp)和红细胞三层，其中分离后得到的prp没有任何传染危险和过敏反应，同时prp还能够迅速止血、止痛、加速伤口愈合，极大程度地减轻了术后疤痕的形成。

现阶段存在如下问题：提取prp的浓度及质量达不到要求；自动化程度低，等待时间长；人工提取prp存在视觉的误差；提取的过程需要人工操作完成；目前实现的是一腔四管，每次只能分析出2管均为20ml的血液，容量相对较少就需要进行多次分离。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种用于自动分离提取prp的装置，实现机械自动化操作，精度高。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种用于自动分离提取prp的装置，包括工作台，所述工作台上按工序依次安装有采血管放置及重力感应装置，配重注水装置、离心驱动装置、机械抽取装置和注射器与针头分离回收装置；

所述工作台的两侧分别安装有第一滑轨、第二滑轨、第一滑杆和第二滑杆，所述第一滑杆和所述第二滑杆均横跨所述工作台与所述第一滑轨和所述第二滑轨相安装；

所述第一滑杆的一侧安装有第三滑轨，所述第二滑杆的一侧安装有第四滑轨，所述第三滑轨上安装有第一机械手臂，所述第四滑轨上安装有第二机械手臂；

所述采血管放置及重力感应装置包括储存盒，所述储存盒分为第一存储区和第二存储区，所述第一存储区放置血液离心管，所述第二存储区放置空离心管，所述第一存储区的底部安装有重力传感器。

进一步，所述配重注水装置包括注水头，所述注水头的底端连通有分离试管，所述分离试管安装在上水试管支撑座上，所述上水试管支撑座的底部安装有称重传感器，所述注水头安装在支撑板上，所述支撑板与滑台气缸和双杆气缸相安装，所述双杆气缸安装在气缸支撑架上。

进一步，所述第一机械手臂通过第三滑轨沿着所述第一滑杆的长度方向往返运动，当所述第一机械手臂移动到所述采血管放置及重力感应装置时，所述第一机械手臂夹取所述空离心管，并通过所述第三滑轨将所述空离心管运送到所述注水头的下方，注水，直至所述离心管的重量与所述血液离心管的重量相同。

进一步，所述工作台的中部设有圆形孔洞，所述圆形孔洞内安装有所述离心驱动装置；

所述离心驱动装置包括无刷电机，所述无刷电机的一端连接有刚性联轴器，所述无刷电机的另一端安装在安装底板上，所述刚性联轴器与所述无刷电机相离的一端通过旋转轴与分离架相连，所述分离架的四周安装有多个对称设置的分离容器管区，所述旋转轴的一侧安装有光耦。

进一步，所述注射器与针头组装装置包括装置盘，所述装置盘的中部设有多个注射器装置区，所述装置盘的四周设有多个注射针头区，所述注射器装置区内置有注射器，所述注射针头区内置有注射针头，所述装置盘的底部安装有第一电机，所述第一电机能够带动所述装置盘转动。

进一步，所述注射器装置区包括多个注射机套管，所述注射机套管安装在所述装置盘的中部，所述注射器能够插入所述注射机套管中；所述注射针头区包括空心光轴，所述空心光轴安装在所述装置盘上，所述空心光轴外套接有压缩弹簧，所述注射针头能够插入所述空心光轴内。

进一步，所述机械抽取装置包括后安装板，所述后安装板上安装有滑块，所述后安装板的底部安装有第一滚珠丝杆，所述后安装板的前端安装有注射泵抽取装置，所述注射泵抽取装置与所述滑块相连接；第一步进电机转动，带动所述第一滚珠丝杆转动，进而带动所述滑块沿着竖直方向往返运动，从而带动所述注射泵抽取装置沿着竖直方向往返运动。

进一步，所述注射泵抽取装置包括注射底板，所述注射底板上安装有第二滚珠丝杆，所述第二滚珠丝杆安装有第二驱动块，所述第二滚珠丝杆的顶端安装有第二步进电机，所述注射底板底部的一侧安装有气动指夹，所述气动指夹通过指夹气缸控制开合；

所述第二步进电机带动所述第二滚珠丝杆转动，进而带动所述第二驱动块沿着竖直方向往返运动，从而下压或拔起注射泵。

进一步，注射器与针头分离回收装置包括回收抽屉盒，所述回收抽屉盒的上部安装有针头分离盒；所述针头分离盒的上端穿插有落料放置盒，所述针头分离盒内设有气缸和顶杆，所述顶杆与所述落料放置盒的落料口水平相对；所述针头分离盒一侧的外壁上设有第一孔洞和第二孔洞，所述第一孔洞和所述第二孔洞通过长形通槽相连接；所述针头分离盒内壁的一侧安装有消毒紫外灯。

本发明的有益效果为：1)该装置主要由主体、分离装置、prp自动区间检测装置、prp自动提取装置、四坐标传动装置、注射器与针头自动装配、注射器与针头分离及自动盖帽装置、成品储存、分离管配重及感应装置等部分组成；2)在prp分离后，采用了光学图像传感器上下移动的方式扫描，对分离管的血红细胞的高度进行识别，从而确定红细胞与prp下液面层接触的高度；3)通过确定了液面层的高度，运用软件算法计算零点到prp层的实际距离，机械抽取装置就可以准确的将注射器针头深入prp层进行抽取；4)将通过重力传感器对采血管的重量的识别，确定配重时可以对应的配重，保证分离管的相互平衡；5)整体结构布局紧凑，整个传动及抓取均采用机械手完成；

附图说明

图1为发明一种用于自动分离提取prp的装置的结构示意图；

图2为离心驱动装置的结构示意图之一；

图3为离心驱动装置的结构示意图之二；

图4为注射器与针头组装装置的结构示意图；

图5为机械抽取装置的结构示意图；

图6为注射器与针头分离回收装置的结构示意图之一；

图7为注射器与针头分离回收装置的结构示意图之二；

图8为检测液面传感器的结构示意图之一；

图9为检测液面传感器的结构示意图之二。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，一种用于自动分离提取prp的装置，包括工作台1，所述工作台1上按工序依次安装有采血管放置及重力感应装置6，配重注水装置5、离心驱动装置2，注射器与针头组装装置4、机械抽取装置7和注射器与针头分离回收装置3；

所述工作台1的两侧分别安装有第一滑轨101、第二滑轨102、第一滑杆103和第二滑杆104，所述第一滑杆103和所述第二滑杆104均横跨所述工作台1与所述第一滑轨101和所述第二滑轨102相安装；

所述第一滑杆103的一侧安装有第三滑轨1031，所述第二滑杆104的一侧安装有第四滑轨1032，所述第三滑轨1031上安装有第一机械手臂105，所述第四滑轨1032上安装有第二机械手臂106；

所述采血管放置及重力感应装置6包括储存盒601，所述储存盒601分为第一存储区和第二存储区，所述第一存储区放置血液离心管，所述第二存储区放置空离心管，所述第二存储区的底部安装有重力传感器。

所述配重注水装置5包括注水头501，所述注水头501的底端连通有分离试管502，所述分离试管502安装在上水试管支撑座503上，所述上水试管支撑座503的底部安装有称重传感器504，所述注水头501安装在支撑板508上，所述支撑板508与滑台气缸505和双杆气缸506相安装，所述双杆气缸506安装在气缸支撑架507上。

所述第一机械手臂105通过第三滑轨1031沿着所述第一滑杆103的长度方向往返运动，当所述第一机械手臂105移动到所述采血管放置及重力感应装置6时，所述第一机械手臂105夹取所述空离心管，并通过所述第三滑轨1031将所述空离心管运送到所述注水头501的下方，注水，直至所述离心管的重量与所述血液离心管的重量相同。

所述工作台1的中部设有圆形孔洞107，所述圆形孔洞107内安装有所述离心驱动装置2；

请参阅图2和图3，所述离心驱动装置2包括无刷电机202，所述无刷电机202的一端连接有刚性联轴器203，所述无刷电机202的另一端安装在安装底板201上，所述刚性联轴器203与所述无刷电机202相离的一端通过旋转轴209与分离架208相连，所述分离架208的四周安装有多个对称设置的分离容器管区207，所述旋转轴209的一侧安装有光耦206。

离心驱动装置2：离心机固定在底板上，环周用采用8根减震弹簧；刚性联轴器连接电机与旋转轴；旋转轴上下各由一个圆锥滚子轴承保持轴向拉力及平衡；分离机对边两侧各有一个分离套管，套管装有分离管和相同重量的配重试管，分离套管两侧开有槽在分离完成后，通过传感器的移动扫描分离管中的prp及红细胞层；分离机上装有限位开关，通过程序设定在分离架旋转缓慢停止后，保持抽取prp分离管在同一个方向。

请参阅图4，所述注射器与针头组装装置4包括装置盘401，所述装置盘401的中部设有多个注射器装置区，所述装置盘401的四周设有多个注射针头区，所述注射器装置区内置有注射器411，所述注射针头区内置有注射针头410，所述装置盘401的底部安装有第一电机402，所述第一电机402能够带动所述装置盘401转动。

所述注射器装置区包括多个注射机套管405，所述注射机套管405安装在所述装置盘401的中部，所述注射器411能够插入所述注射机套管405中；所述注射针头区包括空心光轴406，所述空心光轴406安装在所述装置盘401上，所述空心光轴406外套接有压缩弹簧404，所述注射针头410能够插入所述空心光轴406内。

其中，注射器与针头组装前是相互分开放置的，注射器放入套管内，注射针头放入空心光轴套筒内，通过机械手将注射器夹紧后准确的插入空心套筒内，套筒装在直线轴承内外装有压缩弹簧，在受压的过程就会反弹将注射器与针头组装一起；该装置装有步进电机作为驱动旋转轴转动，转盘装有限位开关，保持每转动装有注射器的位置在同一个位置暂停；旋转底板装有保护罩，四周装有消毒紫外灯，确保针头在无菌环境；旋转底板上装有注射器放置限位盖卡槽上，注射器放置时可以保持放置的位置保持一致，避免因放置的方向不一致导致机械手夹持造成的错误；

请参阅图5，所述机械抽取装置7包括后安装板704，所述后安装板704上安装有滑块703，所述后安装板的底部安装有第一滚珠丝杆713，所述后安装板的前端安装有注射泵抽取装置，所述注射泵抽取装置与所述滑块703相连接；第一步进电机711转动，带动所述第一滚珠丝杆713转动，进而带动所述滑块703沿着竖直方向往返运动，从而带动所述注射泵抽取装置沿着竖直方向往返运动。

所述注射泵抽取装置包括注射底板714，所述注射底板714上安装有第二滚珠丝杆717，所述第二滚珠丝杆717安装有第二驱动块710，所述第二滚珠丝杆717的顶端安装有第二步进电机712，所述注射底板714底部的一侧安装有气动指夹708，所述气动指夹708通过指夹气缸709控制开合。

其中，自动抽取装置分驱动与提取两部分组成，驱动部分主要包括驱动电机，滚珠丝杆，限位开关，直线导轨等部分组成，提取部分主要包括气动指夹，限位开关，定位装置等组成，当离心机分离完成后通过程序控制电机驱动丝杆，丝杆连接滑块带动抽取装置上下移动，提取装置装有注射器及针头，注射器尾部安装于驱动块上并通过限位调节球保持机械手将注射器夹取过来后，能够准确的将注射器放入位置，气动指夹能够垂直方向夹紧注射器，保持注射器针头可以准确插入分离管prp层。

所述第二步进电机712带动所述第二滚珠丝杆717转动，进而带动所述第二驱动块710沿着竖直方向往返运动，从而下压或拔起注射泵。

请参阅图6和图7，所述注射器与针头分离回收装置3包括回收抽屉盒308，所述回收抽屉盒308的上部安装有针头分离盒；所述针头分离盒的上端穿插有落料放置盒301，所述针头分离盒内设有气缸305和顶杆306，所述顶杆306与所述落料放置盒301的落料口水平相对；所述针头分离盒一侧的外壁上设有第一孔洞307和第二孔洞308，所述第一孔洞307和所述第二孔洞308通过长形通槽309相连接；所述针头分离盒内壁的一侧安装有消毒紫外灯310。

机械手将提取prp后的注射器伸入前面板圆孔卡槽内，通过上移动针头与卡槽的楔形块挤压将针头挤出，针头直接掉入回收抽屉盒内。注射器继续往上移动至上圆孔位置，通过触动开关将气缸推杆往前推动，将落料放置盒装有无菌帽推压到注射器头部，从而完成盖帽的动作。

1)该装置装有推拉抽屉用于针头的回收放置；2)装置内装有用于消毒的紫外灯；3)落料放置盒装有无菌盖帽，叠加放置便于自由下落；

一种用于自动分离提取prp的装置的操作过程为：

1)血液离心管内置入待分离的血液，对血液离心管进行称重，第一机械手臂105通过第三滑轨1031将空离心管送至配重注水装置5处；

2)配重注水装置5通过注水头501往空离心管内注水，直至空离心管的重量与血液离心管的重量保持一致；

其中，注水头501通过滑台气缸505和双杆气缸506完成注水头501的上下和左右运动，以保证注水头501正对入空离心管；

3)第一机械手臂105夹取已注水的空离心管，同时，第一滑杆103沿着第一滑轨101和第二滑轨102的长度方向运动，使第一机械手臂105运动到离心驱动装置2处，第一机械手臂105将已注水的空离心管放入分离容器管区207；并将血液离心管放入与之相对称的分离容器管区207，使两个相对称的分离容器管区207保持平衡和等重；

4)离心驱动装置2通过无刷电机202转动，带动分离架208转动，从而将血液离心管内血液完成分离；即血液离心管内的血液分为下层、中层和上层，中层为待取层；

其中，请参见图8和图9，检测液面传感器包括检测气缸801，检测气缸801固定在固定板805的底部，固定板805的一侧安装有滚珠丝杆固定座806，滚珠丝杆固定座806沿着竖直方向安装，滚珠丝杆804安装在滚珠丝杆固定座806上，滚珠丝杆804的底部通过联轴器803与检测步进电机802相连接，滚珠丝杆804的一侧安装有光源灯808，另一侧安装有光学传感器807，通过光源灯808和光学传感器807能够对血液离心管内的血液分层情况进行检查。

5)第二滑杆104沿着第一滑轨101和第二滑轨102的长度方向运动，使得第二机械手臂106运动到注射器与针头组装装置4处，第二机械手臂抽取注射机套管405内的注射器411，并将注射器411与注射针头410相组装；

转动第一电机402能够使得装置盘401转动，从而使注射器411与注射针头410转动到合适的位置；

6)第二机械手臂106夹取组装好的带注射针头410的注射器411，沿着第二滑杆104运动到机械抽取装置7，并将组装好的注射器置入气动指夹708内，将注射针头410插入血液离心管的中层，通过第二步进电机712带动第二驱动块710沿着直线上下运动，从而完成第二层的抽取；

第一步进电机711转动带动滑块703运动，从而控制注射针头410进入第二层，保持位置精确；

7)指夹气缸709控制气动指夹708的张开，第二机械手臂106夹取提取血液的注射器，并通过第一孔洞307插入针头分离盒内，第二机械手臂106带动注射器往上运动，使注射器进入长形通槽，拉动注射器，长形通槽使得注射针头脱离，注射器继续向上运动，达到与落料放置盒301的底端口，顶住注射使得注射器与落料放置盒301内的盖帽相接，顶杆306运动完成注射器与盖帽的套合，继续向上移动注射器，使注射器从第二孔洞308抽出，完整工序。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。