CN103182113A - 注射泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种注射泵，包括推注头、驱动套管，所述驱动套管用于连接注射泵传动机构与所述推注头，所述推注头与注射器推头相连，还包括压力检测装置，所述压力检测装置与所述推注头内部的顶尖相接，压力检测装置通过检测来自顶尖处的压力从而达到检测注射管路内部压力的目的。该检测方式的压力采集点距离压力产生点较近，且位于压力采集点的顶尖不与传动机构直接接触，故不会产生磨损，能够更准确、及时检测出注射管路中实时压力。

Description

注射泵

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种注射泵。

背景技术

注射泵的原理是通过微处理器给出驱动脉冲，控制步进电机的运转速度，进而驱动与电机相连的机械装置推动注射器，实现高精度、平稳的液体传输。当临床所用的药物必须由静脉注入，而且在给药量必须非常准确、总量不大、给药速度缓慢或长时间恒定的情况下，则应当使用注射泵来实现这一目的。常见的注射泵由步进电机及其驱动器、丝杆和螺母和支架等构成，其具有往复移动丝母和旋转的丝杠，丝母与注射器的活塞相连，注射器里盛放药液。工作时，单片机系统发出控制脉冲使步进电机旋转，而步进电机带动丝杠旋转，通过与丝杠相啮合的丝母将旋转运动转变成直线运动，推动注射器的活塞进行注射输液，把注射器中的药液输入人体，通过设定丝杠的旋转速度，就可调整其对注射器针栓的推进速度，从而调整所给的药物剂量。

注射泵静脉输液使用中，可能会因一些外部原因发生过输、欠输药液的现象，从而危及病人的安全，例如，穿刺部位因血管破裂而导致药液淤积在穿刺部位附近的皮下；延长管本身因缠绕打结或外力挤压造成输液不畅；受临时挤压又瞬间释放挤压，导致药液量瞬间增加等。这些危险往往会以注射管路中压力变化的形式体现出来，因此实时准确的监测输液过程中管路的压力变化并提前报警，已成为实现注射泵输液安全的重要指标。

现在市场上比较流行的压力采集方式是后端采集，即在注射泵传动系统的丝杠尾部或前部安装压力传感器，通过注射器推杆传递到丝杠的轴向力，间接检测注射管路中的压力。如图1～2所示，压力传感器107安装在注射泵外壳内部传动机构的机架108上，压力传感器107的触头顶在丝杠102的尾部，当丝杠102旋转并将其旋转运动转换为丝母103在导轨104上的直线运动，并通过驱动套管101传递至推注头100，进而作用于注射器105的推杆，推动药液进入注射管路106并注射至病人端，由于力是相互的，注射管路106中的药液会给注射器推杆反作用力，进而给丝杠102反作用力，此时压力传感器107与丝杠102尾部接触的触点也受到该反作用力，采集该压力值，即可反推出注射管路106中的压力。上述压力采集方式安装相对简单，电气走线也较为方便，并与整机集成性也较好，但是其缺陷在于：压力采集点距离实际压力产生点较远，其传递过程受到了丝杠102、导轨104、驱动套管101等运动部件在不同位置上的不同动态摩擦力的影响，导致不能够直接、准确、及时的反映注射管路106中实时压力，而且压力传感器107的触点避免不了会与旋转的丝杠102有直接或者间接的接触，导致压力采集点的零件出现磨损，长期使用后会影响压力采集的精度。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种注射泵，其将压力采集点进一步前移，且位于压力采集点的零部件不会产生磨损，能够更准确、及时检测出注射管路中实时压力，并且能够准确判断出注射器推头的安装是否到位。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种注射泵，包括推注头、驱动套管，所述驱动套管用于连接注射泵传动机构与所述推注头，所述推注头与注射器推头相连，还包括压力检测装置，所述压力检测装置与所述推注头内部的顶尖相接，压力检测装置通过检测来自顶尖处的压力从而达到检测注射管路内部压力的目的。

优选的，所述压力检测装置包括压力传感器，所述推注头上开设压力传感器安装孔，所述压力传感器安装于压力传感器安装孔内，并在其一侧设置压力传感器扣盖，另一侧设置顶尖，位于所述顶尖的外侧在所述推注头上设置顶盖。

进一步的，所述推注头上还设置有抓夹，所述抓夹包括呈上、下对称布置的上抓夹和下抓夹，对应所述上抓夹和下抓夹在所述推注头内部设置上齿板和下齿板，且所述上抓夹与所述上齿板、所述下抓夹与所述下齿板均固定连接，实现了上抓夹与上齿板之间、下抓夹与下齿板之间的联动，所述上齿板具有双层扇形齿，且分别为上扇形齿和下扇形齿，所述下齿板具有扇形齿，所述下扇形齿的齿形与所述扇形齿的齿形相啮合，以实现上、下齿板的联动。

优选的，对应所述压力传感器安装孔在所述推注头一侧端面上设置顶盖卡边，所述顶盖扣接在所述顶盖卡边的外侧，且在所述顶盖上与顶盖卡边相接的一端设置有倒扣，防止顶盖脱出顶盖卡边。

进一步的，所述驱动套管内设置转杆，所述转杆端部依次固接有拨杆齿轮和离合扳把，且所述拨杆齿轮位于所述推注头内部，所述离合扳把位于所述推注头外部，所述拨杆齿轮的齿形与所述上扇形齿的齿形相啮合，以实现离合扳把、拨杆齿轮、转杆、上齿板之间的联动。

进一步的，所述下扇形齿具有上凸缘，所述扇形齿具有下凸缘，所述上齿板、下齿板下部分别设置上压簧、下压簧，且所述上压簧一端与所述推注头接触，另一端与所述上凸缘接触，所述下压簧一端与所述推注头接触，另一端与所述下凸缘接触。

进一步的，所述上、下凸缘外侧均与所述压力传感器扣盖接触，且所述上、下凸缘与所述压力传感器扣盖的接合面均采用螺旋线形结构。

进一步的，所述下齿板上还连接有复位弹簧，位于所述下凸缘的同侧在所述下齿板上设置挂钩，所述复位弹簧一端连接所述挂钩，另一端固定在所述推注头内部具有的限位挂钩上。

优选的，所述上抓夹与所述上齿板之间、所述下抓夹与所述下齿板之间均通过螺钉紧固在一起。

优选的，所述推注头与所述驱动套管一体成型，且在所述推注头内设置加强筋，所述推注头上还开设压力传感器线缆出线孔，所述推注头外侧设置端头扣盖，以将推注头内部密封。

本发明的有益效果为：1、通过将压力检测装置与推注头内部的顶尖相接，通过检测来自顶尖处的压力从而达到检测注射管路内部压力的目的，该检测方式的压力采集点距离压力产生点较近，且位于压力采集点的顶尖不与传动机构直接接触，故不会产生磨损，能够更准确、及时检测出注射管路中实时压力；

2、通过设置联动的上抓夹与上齿板、下抓夹与下齿板，并设置联动的离合扳把、转杆、拨杆齿轮，当手压离合扳把时，会使转杆与拨杆齿轮均转动，拨杆齿轮的转动能使上、下齿板转动，进一步的能使上、下抓夹转动张开，同时在上、下齿板与压力传感器扣盖的接合面采用螺旋线形结构，能使上、下抓夹产生向外的轴向运动，此时将注射器推头抵靠在顶盖上，设置在上、下齿板下部的上、下压簧能使上下抓夹回收抱向注射器推头，使得注射器推头被束缚在顶盖与抓夹之间，由于注射器推头具有一定厚度，使得上、下压簧均不能完全释放，进而给压力传感器施加轴向力，通过电路和软件处理后观察此轴向力是否有变化，可以判断注射器推头安装是否到位；

3、通过在推注头上设置顶盖卡边，并将顶盖扣接在顶盖卡边的外侧，可有效防止液体进入推注头内部，在顶盖上设置倒扣，可防止顶盖脱出顶盖卡边。

对比现有技术，该注射泵具有能够更准确及时检测出注射管路中实时压力、能够准确判断出注射器推头的安装是否到位的优点。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为现有的注射泵的结构示意图；

图2为现有的注射泵的剖视示意图；

图3为本发明所述的注射泵的结构示意图；

图4为本发明所述的注射泵的侧视示意图；

图5为图3中所示的推注头的内部结构示意图；

图6为图5的立体示意图；

图7为图3中所示的推注头与驱动套管(两者一体成型)的立体示意图；

图8为图3中所示的推注头与驱动套管(两者一体成型)的正视示意图；

图9为图3中所示的推注头与驱动套管(两者一体成型)的侧视示意图；

图10为图3中所示的顶盖的立体结构示意图；

图11为图6的背面示意图；

图12为图11中所示的A-A向剖视示意图；

图13为本发明所述的注射泵推注头的局部分解图；

图14为本发明所述的注射泵与注射器装配的状态示意图；

图15为本发明所述的上、下抓夹完全张开时的推注头内部状态示意图；

图16为本发明所述的注射泵与注射器完成装配的状态示意图；

图17为本发明所述的离合扳把复位时的推注头内部状态示意图。

图中：

100、推注头；101、驱动套管；102、丝杠；103、丝母；104、导轨；105、注射器；106、注射管路；107、压力传感器；108、机架；

1、推注头；2、驱动套管；3、顶尖；4、压力传感器；5、压力传感器安装孔；6、抓夹安装孔；7、顶盖卡边；8、压力传感器扣盖；9、顶盖；10、上抓夹；11、下抓夹；12、上齿板；13、下齿板；14、压力传感器线缆出线孔；15、加强筋；16、倒扣；17、上扇形齿；18、下扇形齿；19、扇形齿；20、转杆；21、拨杆齿轮；22、离合扳把；23、上凸缘；24、下凸缘；25、上压簧；26、下压簧；27、复位弹簧；28、挂钩；29、螺钉；30、端头扣盖；31、针筒；32、扳把；33、推头；34、注射器推杆。

具体实施方式

如图3所示，于本实施例中，本发明所述的注射泵包括推注头1、驱动套管2和压力检测装置，驱动套管2用于连接注射泵传动机构与推注头1，压力检测装置用于检测注射管路中的实时压力，压力检测装置与推注头1内部的顶尖3相连，而推注头1与注射器推头相接触，通过检测来自顶尖3处的压力从而达到检测注射管路内部压力的目的。

本发明优选的压力检测装置包括压力传感器4，压力传感器4安装于推注头1内部，其与顶尖3相抵靠，顶尖3处的压力传递给压力传感器4，再通过压力传感器信号线传输至处理电路端，从而实现实时检测注射管路内压力的目的。

顶尖3设置在压力传感器4的一侧，在压力传感器4的另一侧设置压力传感器扣盖8，且压力传感器扣盖8与推注头1之间通过螺钉紧固，以此将压力传感器4固定在推注头1内部，位于顶尖3的外侧在推注头1上设置顶盖9，推注头1通过其外侧设置的端头扣盖30将其内部密封。

如图11所示，位于顶盖9的同侧在推注头1上还设置抓夹，所述抓夹包括呈上、下对称布置的上抓夹10和下抓夹11，上、下抓夹上具有呈月牙形的夹头部分，用来夹紧注射器推头。

如图7～9所示，给出了推注头与驱动套管相互装配的一个具体实施例，本实施例中，推注头1与驱动套管2一体成型，且在推注头1上开有压力传感器安装孔5以及压力传感器线缆出线孔14，用以安装压力传感器4，在推注头1还开有两抓夹安装孔6，且两抓夹安装孔6呈上、下对称布置，抓夹安装孔6用以安装抓夹，抓夹用以夹紧注射器推头，对应压力传感器安装孔5在推注头1上设置顶盖卡边7，顶盖卡边7用于扣接顶盖9，在推注头1内部设置有加强筋15，以加强推注头的机械强度。

以上为推注头与驱动套管的优选的装配方式，两者也可以均单独加工，然后相互连接为一体。

如图10所示，给出了顶盖的一个具体实施例，顶盖9整体呈圆形，其一端设置倒扣16，将顶盖9扣接在顶盖卡边7外侧，可起到防水作用，防止液体进入推注头1内部，通过设置倒扣16，可有效防止顶盖脱出顶盖卡边7，使得安装可靠性好。

如图4～6所示，对应上抓夹10在推注头1内设置上齿板12，对应下抓夹11在推注头1内设置下齿板13，上抓夹10与上齿板12之间、下抓夹11与下齿板13之间均相互固接，因此相互之间可以联动，且上齿板12具有双层扇形齿，分别为上扇形齿17和下扇形齿18，下齿板13具有一层扇形齿19，下扇形齿18的齿形与扇形齿19的齿形相啮合，实现了上齿板12与下齿板13之间的联动。

在驱动套管2内设置转杆20，转杆20的端部依次同心的固接有拨杆齿轮21、离合扳把22，实现了三者的联动，且拨杆齿轮21位于推注头1内，离合扳把22位于推注头1外部，拨杆齿轮21的齿形与上扇形齿17的齿形相啮合，实现拨杆齿轮21与上扇形齿17的联动。当下压扳把离合22时，其可使转杆20和拨杆齿轮21转动，拨杆齿轮21转动带动上齿板12转动，进而带动下齿板13转动，从而带动上、下抓夹10、11的转动张开。

同时(参见图13)在下扇形齿17上还设置有上凸缘23，在扇形齿19上设置下凸缘24，(参见图3)在上齿板12、下齿板13下部分别设置上压簧25、下压簧26，且上压簧25一端接触推注头1，另一端接触上凸缘23，下压簧26一端接触推注头1，另一端接触下凸缘24，上、下压簧25、26能使上、下齿板12、13与推注头之间存在一定预紧力，进一步的使上、下抓夹10、11与推注头1之间形成一定预紧力，在注射器推头安装时，该预紧力能使抓夹压紧注射器推头。

如图13所示，上、下凸缘23、24外侧均与压力传感器扣盖8接触，且上、下凸缘23、24与压力传感器扣盖8的接合面均采用螺旋线形结构，采用此结构主要作用是能使抓夹产生轴向的伸缩运动，螺旋线螺距决定了抓夹轴向伸出的距离。

下齿板13上还连接有复位弹簧27，位于下凸缘24的同侧在下齿板13上设置挂钩28，复位弹簧27一端与挂钩28相连，另一端固定在推注头1内部具有的限位挂钩上，复位弹簧27的作用是实现抓夹的复位动作。

如图12所示，给出了上抓夹与上齿板一种具体固定方式，上抓夹10包括夹头部分和杆件部分，杆件部分穿过抓夹安装孔6并与上齿板12通过螺钉29紧固在一起，夹头部分位于推注头外部，同时下抓夹11与下齿板13之间也可通过螺钉紧固在一起，当然抓夹与齿板之间还可采用其他固定方式，比如，可以将抓夹与齿板通过粘接方式固定在一起。

作为本发明优选使用的压力传感器及其处理电路，也可以采用合适的弹性应变片及其处理电路予以替代；通过控制拨杆齿轮21与上扇形齿17之间的传动比可以控制上、下抓夹10、11的张合速度，当然此方式只是一种优选方式，还可采用凸轮机构替代扇形齿轮机构。

当安装注射器时，参见图14所示，首先将注射器针筒31向下压紧扳把32，以使扳把32打开，再将离合扳把22下压，使得注射泵内部传动机构的丝母与丝杠脱开，同时推注头1上的上、下抓夹10、11张开并向外伸出，如图15所示，该状态为上、下抓夹10、11完全张开的状态，此时的复位弹簧27处于拉伸量最大的位置，然后将推注头1推向远端，并对注射器进行充药，注射器推杆拉出，当充药完成后，参见图16所示，此时扳把32压紧针筒31，拉近推注头1，并使注射器推头33抵靠在推注头上的顶盖9上，此时去除在离合扳把22上的外力，使其通过复位弹簧27复位，同时上、下抓夹10、11抱向推头33，注射器安装完毕；参见图17所示，该状态为离合扳把22完全复位后的状态，此时复位弹簧27仍处于拉伸状态，不过此时的拉伸量最小。

参见图16所示，图中箭头方向为注射器推杆及推注头1的运动方向，注射泵的传动机构通过驱动套管带动推注头1向左运动，进而推动注射器推杆34向左进给，于是推动注射器针筒31内部药液进入注射管路输入病人端，由于压力采集点的零件顶尖3位于推注头1内，且位于顶盖9的后部，通过顶盖9与注射器推头33直接接触，将注射管路内压力采集并传递至压力传感器，该方式既拉近了压力采集点与压力产生点的距离，又有效避免了位于压力采集点的零件磨损，能够更准确及时检测出注射管路中实时压力。

Claims (10)

1.一种注射泵，包括推注头、驱动套管，所述驱动套管用于连接注射泵传动机构与所述推注头，所述推注头与注射器推头相连，其特征在于：还包括压力检测装置，所述压力检测装置与所述推注头内部的顶尖相接。

2.根据权利要求1所述的注射泵，其特征在于：所述压力检测装置包括压力传感器，所述推注头上开设压力传感器安装孔，所述压力传感器安装于压力传感器安装孔内，并在其一侧设置压力传感器扣盖，另一侧设置顶尖，位于所述顶尖的外侧在所述推注头上设置顶盖。

3.根据权利要求1所述的注射泵，其特征在于：所述推注头上还设置有抓夹，所述抓夹包括呈上、下对称布置的上抓夹和下抓夹，对应所述上抓夹和下抓夹在所述推注头内部设置上齿板和下齿板，且所述上抓夹与所述上齿板、所述下抓夹与所述下齿板均固定连接，所述上齿板具有双层扇形齿，且分别为上扇形齿和下扇形齿，所述下齿板具有扇形齿，所述下扇形齿的齿形与所述扇形齿的齿形相啮合，以实现上、下齿板的联动。

4.根据权利要求2所述的注射泵，其特征在于：对应所述压力传感器安装孔在所述推注头一侧端面上设置顶盖卡边，所述顶盖扣接在所述顶盖卡边的外侧，且在所述顶盖上与顶盖卡边相接的一端设置有倒扣。

5.根据权利要求3所述的注射泵，其特征在于：所述驱动套管内设置转杆，所述转杆端部依次固接有拨杆齿轮和离合扳把，且所述拨杆齿轮位于所述推注头内部，所述离合扳把位于所述推注头外部，所述拨杆齿轮的齿形与所述上扇形齿的齿形相啮合，以实现离合扳把、拨杆齿轮、转杆、上齿板之间的联动。

6.根据权利要求5所述的注射泵，其特征在于：所述下扇形齿具有上凸缘，所述扇形齿具有下凸缘，所述上齿板、下齿板下部分别设置上压簧、下压簧，且所述上压簧一端与所述推注头接触，另一端与所述上凸缘接触，所述下压簧一端与所述推注头接触，另一端与所述下凸缘的一端面接触。

7.根据权利要求6所述的注射泵，其特征在于：所述上、下凸缘外侧均与所述压力传感器扣盖接触，且所述上、下凸缘与所述压力传感器扣盖的接合面均采用螺旋线形结构。

8.根据权利要求6所述的注射泵，其特征在于：所述下齿板上还连接有复位弹簧，位于所述下凸缘的另一端面在所述下齿板上设置挂钩，所述复位弹簧一端连接所述挂钩，另一端固定在所述推注头内部具有的限位挂钩上。

9.根据权利要求5～8任一所述的注射泵，其特征在于：所述上抓夹与所述上齿板之间、所述下抓夹与所述下齿板之间均通过螺钉紧固在一起。

10.根据权利要求1～8任一所述的注射泵，其特征在于：所述推注头与所述驱动套管一体成型，且在所述推注头内设置加强筋，所述推注头上还开设压力传感器线缆出线孔，所述推注头外侧设置端头扣盖，以将推注头内部密封。

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