專利名稱：機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種將介質(zhì)輸入人體的裝置，特別涉及一種便攜式可用于糖尿病人的自動(dòng)定時(shí)定量向人體輸送胰島素的或用于其他疾病的自動(dòng)定時(shí)定量向人體輸送其他藥液的機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置。
背景技術(shù)：
在目前公知的醫(yī)療器械中的自動(dòng)微量注射裝置。是目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展較快的一種醫(yī)療器械，應(yīng)用日益廣泛。根據(jù)動(dòng)力源、注射量和速度性能的不同以及固定和便攜等不同方式區(qū)分為很多類型，例如胰島素泵就是一種便攜式微量定時(shí)智能注射系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上有國(guó)外多家廠商的產(chǎn)品如美國(guó)MiniMed系列，瑞士H-TRON，韓國(guó)DANA和意大利等國(guó)產(chǎn)品。國(guó)產(chǎn)同類裝置是由北京鼎濤醫(yī)療器械技術(shù)有限公司自主開(kāi)發(fā)的專利產(chǎn)品“圣唐--III型”胰島素泵。由于該裝置為醫(yī)用設(shè)備對(duì)可靠性要求嚴(yán)格，因此系統(tǒng)工作時(shí)需要多項(xiàng)監(jiān)測(cè)與顯示，并實(shí)現(xiàn)反饋控制，動(dòng)作精度要求高。上述方案是通過(guò)傳感器以電氣形式實(shí)現(xiàn)反饋控制及顯示，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不直觀、成本高使用維護(hù)不方便。另外作為一種便攜設(shè)備上述方案自動(dòng)注射系統(tǒng)使用微電機(jī)作為動(dòng)力源，最終是機(jī)械動(dòng)作微量進(jìn)給輸出，定時(shí)動(dòng)作間隔周期長(zhǎng)，為此這種微型機(jī)電一體化高級(jí)智能控制系統(tǒng)技術(shù)含量要求高，從而又進(jìn)一步提高了制造成本，以上商品價(jià)格均在2萬(wàn)至5萬(wàn)元甚至更高，一般工薪階層很難接受。因此目前對(duì)于上述公知的自動(dòng)微量注射裝置的推廣有一定困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種不使用微電機(jī)作為動(dòng)力源和采用直觀機(jī)械顯示的機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置。
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是它包括有一殼體、在殼體內(nèi)固裝有由微處理器及外圍電路和輸入按鍵及LED/LCD指示面板組成的電控部件、儲(chǔ)液注射部件和電池，由按鍵輸入的控制信號(hào)輸出到微處理器并在指示面板LED/LCD顯示，它還包括有在殼體內(nèi)固裝的發(fā)條盒、由發(fā)條盒驅(qū)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、由微處理器控制使齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)微量進(jìn)給的步進(jìn)控制部件并進(jìn)而推進(jìn)與其連動(dòng)的儲(chǔ)液注射部件定量輸出儲(chǔ)液以及由齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)在殼體面板顯示發(fā)條盒的發(fā)條機(jī)械儲(chǔ)能狀態(tài)、藥液進(jìn)給狀態(tài)、儲(chǔ)液注射部件儲(chǔ)液狀態(tài)的機(jī)械指示部件。
本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施儲(chǔ)液注射部件為直推式注射器。
所述步進(jìn)控制部件包括有步進(jìn)爪、外周帶有突出齒的步進(jìn)輪及由微處理器控制的電磁鐵，步進(jìn)爪的前后兩個(gè)爪對(duì)步進(jìn)輪的突出齒以釋放使步進(jìn)輪旋轉(zhuǎn)再由步進(jìn)輪后續(xù)齒將步進(jìn)爪復(fù)位的方式彼此相互嚙合。
齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有一相互嚙合的變速齒輪組和一直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)，直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括有一齒輪和與此齒輪嚙合的齒條；變速齒輪組的第一級(jí)齒輪的軸與發(fā)條盒驅(qū)動(dòng)軸固連，變速齒輪組中的一級(jí)齒輪與直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒輪相互嚙合。
直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒條與直推式注射器的推進(jìn)桿固連。
變速齒輪組的最后一級(jí)齒輪與步進(jìn)輪嚙合。
機(jī)械指示部件包括有在殼體指示面板上表示藥液儲(chǔ)量的藥液指針，此藥液指針與直推式注射器的推進(jìn)桿固連。
機(jī)械指示部件包括有在殼體指示面板上表示藥液進(jìn)給狀態(tài)的藥液進(jìn)給指示盤，此藥液進(jìn)給指示盤的指針軸與步進(jìn)輪的軸固連機(jī)械指示部件包括有在殼體指示面板上表示發(fā)條盒機(jī)械儲(chǔ)能狀態(tài)的發(fā)條機(jī)械儲(chǔ)能指示盤，此發(fā)條機(jī)械儲(chǔ)能指示盤的指針軸與變速齒輪組的第一級(jí)齒輪軸固連。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是因?yàn)閼?yīng)用發(fā)條盒這種機(jī)械儲(chǔ)能原理，采用特殊的步進(jìn)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具備機(jī)電結(jié)合的輸入與指示功能，系統(tǒng)由微處理器控制，運(yùn)用電子技術(shù)與精密機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)合理分擔(dān)各項(xiàng)功能，從而大大降低了成本，方便使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其特點(diǎn)是1.采用發(fā)條儲(chǔ)能作為儲(chǔ)液注射部件的動(dòng)力源，具有轉(zhuǎn)矩大，儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)作可靠。2.利用步進(jìn)控制技術(shù)，精確保證每次進(jìn)給量。3.采用機(jī)械指示方式，簡(jiǎn)單直觀，檢測(cè)方便。4.選用先進(jìn)的節(jié)電型PIC微處理器，降低電能消耗以適應(yīng)各種電池。整機(jī)功能安排合理，成本低廉，有利于向廣大工薪階層推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的構(gòu)成示意圖之一；圖2是本發(fā)明的構(gòu)成示意圖之二；圖3是本發(fā)明的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與步進(jìn)控制機(jī)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的電氣控制原理圖。
具體實(shí)施例方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下如圖1、2所示，在可開(kāi)合矩形盒式殼體1內(nèi)固定安裝有發(fā)條盒2、齒輪組11、直推式注射器3、直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒條4、電池5、LED/LCD顯示屏6、藥液進(jìn)給指示盤7、發(fā)條機(jī)械儲(chǔ)能指示盤8、數(shù)據(jù)輸入按鍵9、藥液量指示指針10、直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒輪15。齒輪組11的第一個(gè)齒輪與發(fā)條盒2的發(fā)條軸為同一軸。
如圖3所示，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由彼此嚙合總傳動(dòng)比為1∶36的三個(gè)齒輪組成的齒輪組11，齒輪組11的最后一個(gè)齒輪與外周帶有突出齒的步進(jìn)輪12相嚙合，而帶有前后兩個(gè)爪鉤的步進(jìn)爪13與步進(jìn)輪12的外周突出齒相互嚙合，步進(jìn)爪13的爪柄由于被微處理器控制的電磁鐵14的有磁而吸附繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使步進(jìn)輪12前進(jìn)一步和隨后電磁鐵14的失磁同時(shí)向前轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)輪的后一個(gè)齒則又使步進(jìn)爪13復(fù)位的原理實(shí)現(xiàn)步進(jìn)工作。而齒輪組11的中間一個(gè)齒輪與直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒輪15嚙合，直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)齒輪15與直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒條4嚙合，直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒條4與直推式注射器3的注射推進(jìn)桿固定連接。齒輪組11的總傳動(dòng)比也可以為1∶45、1∶60等也就是可在1∶36--60范圍內(nèi)。
如圖4所示，本發(fā)明的電控部件包括有微處理器PIC16F86、電阻R1-R12、電容C1、C2、發(fā)光二極管LED1-8、按鈕開(kāi)關(guān)SW1、SW2、3伏電池B、三極管BG、二極管D、4MHz晶體振蕩器OSC、其中R1、R2、R3分別為3.3K、27K、27K，R4-R11分別為180Ω，R12為500Ω，C1、C2分別為18P，電磁鐵14的繼電器線圈REL。由按鍵SW1、SW2輸入的信號(hào)通過(guò)微處理器PIC輸出到LED/LCD顯示屏6顯示，并控制繼電器線圈REL使電磁鐵14動(dòng)作。
在使用本發(fā)明時(shí)是由人工上緊發(fā)條盒2的發(fā)條，發(fā)條盒2的主軸驅(qū)動(dòng)齒輪組11的第一級(jí)齒輪，再通過(guò)齒輪組11的適當(dāng)傳動(dòng)比，由齒輪組11的最后一級(jí)齒輪與步進(jìn)輪12相互嚙合，由步進(jìn)輪12控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)步進(jìn)工作。而齒輪組11的中間一個(gè)齒輪與直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒輪15嚙合并進(jìn)一步使與直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)齒輪15嚙合的直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒條4作直線運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)帶動(dòng)直推式注射器3的注射推進(jìn)桿作直線推進(jìn)而將藥液注射進(jìn)人體。每次藥液注射量由步進(jìn)輪12的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給量多少來(lái)決定。即由微處理器控制電磁鐵14的有磁的頻率即可控制了注射器的藥液注射量。另外，由齒輪組11第一級(jí)齒輪的主軸與發(fā)條機(jī)械儲(chǔ)能指示盤8的指針軸固定連接從而可顯示發(fā)條儲(chǔ)能情況，步進(jìn)輪13的輪軸與藥液進(jìn)給指示盤7的指針軸同軸以指示藥液進(jìn)給狀態(tài)，直推式注射器3的注射推進(jìn)桿與藥液量指示指針10固定連接指示直推式注射器3內(nèi)的藥液儲(chǔ)量情況，這樣以機(jī)械指示部件顯示了本發(fā)明的工作狀態(tài)。
此外，儲(chǔ)液注射部件除了可采用上述直推式注射器3以外還可應(yīng)用蠕動(dòng)泵、脈沖管道泵和螺旋泵等其他形式作為儲(chǔ)液注射部件的泵體結(jié)構(gòu)。齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪組11也可采用2-10級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，并且也可直接用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的其他齒輪軸輸出驅(qū)動(dòng)力。步進(jìn)控制部件也可采用棘輪機(jī)構(gòu)、馬氏機(jī)構(gòu)或擒縱機(jī)構(gòu)等。藥液量指示指針10也可采用旋轉(zhuǎn)指針式結(jié)構(gòu)。另外，也可由齒輪組11的最后一級(jí)齒輪軸與進(jìn)給指示盤7的指針軸固連以指示藥液進(jìn)給狀態(tài)；也可以齒條4與藥液量指示指針10固定連接指示直推式注射器3內(nèi)的藥液儲(chǔ)量情況。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置，它包括有一殼體、在殼體內(nèi)固裝有由微處理器及外圍電路和輸入按鍵及LED/LCD指示面板組成的電控部件、儲(chǔ)液注射部件和電池，由按鍵輸入的控制信號(hào)輸出到微處理器并在指示面板LED/LCD顯示，其特征在于還包括有在殼體內(nèi)固裝的發(fā)條盒、由發(fā)條盒驅(qū)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、由微處理器控制使齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)微量進(jìn)給的步進(jìn)控制部件并進(jìn)而推進(jìn)與其連動(dòng)定量輸出儲(chǔ)液的儲(chǔ)液注射部件以及由齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)在殼體面板顯示發(fā)條盒的發(fā)條機(jī)械儲(chǔ)能狀態(tài)、藥液進(jìn)給狀態(tài)、儲(chǔ)液注射部件儲(chǔ)液狀態(tài)的機(jī)械指示部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置，其特征在于儲(chǔ)液注射部件為直推式注射器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置，其特征在于所述步進(jìn)控制部件包括有步進(jìn)爪、外周帶有突出齒的步進(jìn)輪及由微處理器控制的電磁鐵，步進(jìn)爪的前后兩個(gè)爪對(duì)步進(jìn)輪的突出齒以釋放使步進(jìn)輪旋轉(zhuǎn)再由步進(jìn)輪后續(xù)齒將步進(jìn)爪復(fù)位的方式彼此相互嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置，其特征在于齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有一相互嚙合的變速齒輪組和一直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)，直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括有一齒輪和與此齒輪嚙合的齒條；變速齒輪組的第一級(jí)齒輪的軸與發(fā)條盒驅(qū)動(dòng)軸固連，變速齒輪組中的一級(jí)齒輪與直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒輪相互嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置，其特征在于直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒條與直推式注射器的推進(jìn)桿固連。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置，其特征在于變速齒輪組的最后一級(jí)齒輪與步進(jìn)輪嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置，其特征在于機(jī)械指示部件包括有在殼體指示面板上表示藥液儲(chǔ)量的藥液指針，此藥液指針與直推式注射器的推進(jìn)桿固連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置，其特征在于機(jī)械指示部件包括有在殼體指示面板上表示藥液進(jìn)給狀態(tài)的藥液進(jìn)給指示盤，此藥液進(jìn)給指示盤的指針軸與步進(jìn)輪的軸固連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置，其特征在于機(jī)械指示部件包括有在殼體指示面板上表示發(fā)條盒機(jī)械儲(chǔ)能狀態(tài)的發(fā)條機(jī)械儲(chǔ)能指示盤，此發(fā)條機(jī)械儲(chǔ)能指示盤的指針軸與變速齒輪組的第一級(jí)齒輪軸固連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于疾病治療的機(jī)電步進(jìn)微量自動(dòng)注射裝置。包括有一殼體、在殼體內(nèi)固裝的由微處理器及外圍電路和輸入按鍵及LED/LCD指示面板組成的電控部件、儲(chǔ)液注射部件和電池，它還包括有發(fā)條盒、由發(fā)條盒驅(qū)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)部件、由微處理器控制使齒輪傳動(dòng)部件微量進(jìn)給的步進(jìn)控制部件和機(jī)械指示部件。由于采用了發(fā)條盒作為儲(chǔ)液注射部件的能源，具有轉(zhuǎn)矩大，儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)作可靠和特殊的步進(jìn)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)保證每次進(jìn)給量，以及選用先進(jìn)的節(jié)電型PIC微處理器，降低電能消耗以適應(yīng)各種電池使整機(jī)功能安排合理，運(yùn)用電子技術(shù)與精密機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)合理分擔(dān)各項(xiàng)功能，成本低廉，并且采用機(jī)械指示，簡(jiǎn)單直觀，檢測(cè)方便有利于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)A61M5/00GK1502378SQ02149069
公開(kāi)日2004年6月9日 申請(qǐng)日期2002年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月22日
發(fā)明者馮筠蓀, 林隆正, 曹盛明 申請(qǐng)人:馮筠蓀, 林隆正, 李博