发明内容
本发明的主要目的是:提供一种结构简单,操作简便,安全性能高的离合装置及一种采用该离合装置夹持注射器的注射泵。
为解决上述技术问题,本发明提供一种离合装置,包括定块和与被夹持物匹配的夹持机构,还包括动块、动块施力装置和滑块,所述定块上设有第一滑道,所述滑块至少部分位于第一滑道内,所述动块可转动地固定在定块上,所述动块施力装置固定在定块上,所述动块施力装置与动块连接,驱动动块在设定角度范围内转动,所述动块还耦合到滑块,且当动块转动时驱动滑块沿第一滑道移动,所述滑块耦合到夹持机构,所述夹持机构固定在定块上,所述滑块通过滑动带动夹持机构夹紧或松开。
一种实施例中,所述动块上开有绕转动轴的腰形孔和导槽,所述导槽与腰形孔呈倾斜设置,所述腰形孔一端口径大一端口径小,所述离合装置还包括推柱和推柱施力装置,所述推柱包括大端和小端,所述推柱的小端依次穿过腰形孔和定块,并从定块上抵住被夹持物的位置穿出,推柱施力装置一端固定在定块上,另一端连接推柱的大端,对推柱施加贴近腰形孔和定块的力,所述腰形孔大口径一端的口径大于推柱大端的直径,所述腰形孔小口径一端的口径大于推柱小端的直径且小于推柱大端的直径,且推柱的小端在穿过腰形孔大口径一端时与穿过腰形孔小口径一端时相比具有设定的落差,所述推柱的小端从定块上穿出的长度等于或大于所述落差
本发明还提供一种注射泵,包括转轴、滑动轴、螺母、与螺母啮合的丝杆和上述的离合装置,所述转轴可转动地固定在滑动轴上,所述螺母固定在转轴上,所述转轴还依次穿过定块和动块的旋转圆心,并随着动块的转动而转动。
本发明通过操作动块即可实现离合装置的夹紧和松开,结构简单、操作简便。
在另一实施例中,离合装置还实现了半张开状态,并且不需要操作者用手操作动块即可实现离合装置的夹紧。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明涉及的注射泵包括步进电机及其驱动器、丝杆、螺母和支架等。工作时,单片机系统发出控制脉冲使步进电机旋转,而步进电机带动丝杆将旋转运动变成螺母的直线运动,使注射泵的推头推动注射器的推杆进行注射输液,把注射器中的药液输入人体,通过设定螺杆的旋转速度,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。
在一种实施例中,注射泵包括转轴、滑动轴、螺母、与螺母啮合的丝杆和离合装置,转轴可转动地固定在滑动轴上,螺母固定在转轴上,转轴穿入离合装置内部,离合装置用于带动转轴旋转,离合装置包括定块和动块,动块可转动,转轴穿过定块和动块的转动轴心,并随着动块的转动而转动。螺母为具有张口的半螺母,张口处与丝杆啮合,张口度可根据丝杆的直径和与丝杆的啮合程度而定。转轴转动时带动螺母做相对于丝杆的径向运动,调整转轴的转动角度,从而可使转轴带动螺母与丝杆啮合或与丝杆分离。
在注射泵中,离合装置不但可以控制螺母与丝杆的啮合或分离,还可以对注射器进行夹持或松开,当离合装置夹持注射器时,离合装置带动转轴使螺母与丝杆啮合,整个离合装置在转轴的拉动下做沿丝杆的轴向移动,从而推动注射器的推片,推片推动注射器的推杆在注射筒内移动,挤压注射筒内的药液,使药液从注射口排出。
以下对离合装置的具体实施方式进行详细描述。
实施例一:
在一种实施例中,请参考图1,离合装置包括定块7、与被夹持物匹配的夹持机构9、动块5、动块施力装置和滑块,在一种具体实例中,动块施力装置包括第二弹性构件14,所述第二弹性构件14的一端固定在定块7上,另一端固定在动块5上,所述第二弹性构件14在自然状态下推动动块旋转设定角度。请参考图3,定块上设有第一滑道73,所述滑块至少部分位于第一滑道73内,所述动块5可转动地固定在定块7上,所述动块5还耦合到滑块,且当动块5转动时驱动滑块沿第一滑道73移动,所述滑块耦合到夹持机构9,所述夹持机构9固定在定块7上,所述滑块通过滑动带动夹持机构9夹紧或松开。
在一种具体实例中,定块7包括壳体76和与壳体结合的后盖1,所述定块壳体76的侧壁上开有侧孔75,所述动块5可转动地固定在壳体76内且在第二弹性构件14的推力下动块5远离转动轴的一端从侧孔75伸出,所述第一滑道设置在定块的壳体76与后盖1相面对的前壳内壁上,所述滑块位于动块5和前壳内壁之间且至少部分位于第一滑道内。
在一种具体实例中,所述夹持机构9包括第一转轴、第二转轴、第一连杆、第二连杆和两个夹持臂,所述第一转轴和第二转轴的一端分别可转动地固定在定块壳体76上,另一端分别固定两个夹持臂,夹持臂与转轴呈一定角度,例如夹持臂与转轴垂直,且两个夹持臂相对,通过内旋使两个夹持臂的外端相互靠近,或通过外旋使两个夹持臂的外端相互远离。所述第一连杆的一端固定在第一转轴上,所述第二连杆的一端固定在第二转轴上,所述第一连杆和第二连杆的另一端分别开有贯通的导孔92(请参考图3)。所述动块上开有导槽53,导槽53为一端高一端低的倾斜槽,例如,可使高的一端靠近定块的侧孔75。所述滑块包括向定块前壳延伸的第一凸台和向动块延伸的第二凸台,所述第一凸台穿过定块壳体76后贯穿第一连杆和第二连杆另一端的两个导孔92,所述第二凸台伸入到导槽53内且当动块转动时沿导槽53滑动。
调整第二弹性构件14的弹力,使其在自然状态下推动动块5绕旋转轴心转动,使动块5的远离转动轴的一端从侧孔75伸出,同时,滑块的第二凸台位于导槽53的低端,故滑块位于第一滑道73的低处,滑块通过第一凸台下压夹持机构9的第一连杆和第二连杆,第一连杆和第二连杆带动第一转轴和第二转轴内旋,从而带动两个夹持臂内旋,使两个夹持臂夹紧,同时由动块的转轴带动的螺母与丝杆啮合。当操作者将从侧孔75中露出的动块5的一端向定块壳体内推动时,滑块的第二凸台在推力下沿导槽53向导槽53的高端滑动,滑块通过第一凸台向上提拉第一连杆和第二连杆,第一连杆和第二连杆带动第一转轴和第二转轴外旋,从而带动两个夹持臂外旋,使两个夹持臂松开,同时由动块的转轴带动的螺母与丝杆分离。
为使第二弹性构件14稳固地抵住动块5,在动块5上设有面向第二弹性构件14开口的卡槽17,所述第二弹性构件14的一端固定在定块7上,另一端固定在卡槽17内,如图1、2、8和11所示。卡槽用以限位第二弹性构件,防止第二弹性构件移位、过度弯曲甚至崩出。
实施例二:
本实施例在上述实施例的基础上增加了自动夹紧结构。
请参考图1和图6a、图6b,动块5上开有腰形孔52和导槽53,所述导槽53与腰形孔呈倾斜设置,导槽53高的一端靠近定块的侧孔75,所述腰形孔52一端口径大一端口径小,所述离合装置在实施例一的基础上还包括推柱3和推柱施力装置,所述推柱3包括大端和小端,所述推柱的小端依次穿过腰形孔52和定块7,并可从定块7上抵住被夹持物的位置穿出。推柱施力装置一端固定在定块上,另一端连接推柱的大端,对推柱施加贴近腰形孔和定块的力。在一种具体实例中,推柱施力装置为第一弹性构件2,第一弹性构件2的一端固定在后盖上,另一端抵住推柱3大端的端面。所述腰形孔52大口径一端的口径大于推柱3大端的直径,所述腰形孔52小口径一端的口径大于推柱3小端的直径且小于推柱3大端的直径,且推柱3的小端在穿过腰形孔大口径一端时与穿过腰形孔小口径一端时相比具有设定的落差,所述推柱3的小端从定块前壳上穿出的最长长度等于或大于所述落差。
腰形孔可通过多种方式实现两端具有落差。例如,如图6a所示,所述腰形孔52大口径一端为阶梯孔521,所述阶梯孔521的下台阶孔的孔径大于推柱小端的直径,上下台阶之间具有所述落差。再例如,所述腰形孔小口径一端平面可以突出于腰形孔大口径一端的平面,突出高度为所述落差。
在一种具体实例中,通过调整导槽与腰形孔的长度,可使得推柱在腰形孔中的移动和滑块在导槽中的滑动达到同步,即推柱位于腰形孔的一端时,滑块也位于导槽的对应的一端,当推柱位于腰形孔的中间位置时,滑块也位于导槽的中间位置。
为使推柱能够比较稳定地停留在腰形孔的中间位置,例如将阶梯孔的延伸长度设计为腰形孔延伸长度的一半,或将所述腰形孔小口径一端突出部分的延伸长度设计为腰形孔延伸长度的一半。
本实施例中,动块5在第二弹性构件14的推动下旋转一定角度并露出定块的侧孔76,该位置称为平衡位置,此时滑块位于第一滑道73的低处,两个夹持臂处于夹紧状态,由动块的转轴带动的螺母与丝杆啮合,同时推柱3从动块腰形孔52的小口径一端穿过,并且在第一弹性构件2的施力作用下推柱3的大端卡在腰形孔52的小口径一端的端面,通过设计推柱的长度,使其在这种状态下小端的端部不露出定块的前壁。当操作者将从侧孔75中露出的动块5的一端向定块壳体内推动时,滑块沿第一滑道73向上滑动,两个夹持臂逐渐张开,螺母与丝杆逐渐分离,同时推柱3从动块腰形孔52的小口径一端向大口径一端滑动,当推柱3滑动到动块腰形孔52的大口径一端时,在第一弹性构件2的施力作用下推柱3的大端陷入阶梯孔,且大端卡在阶梯孔的下台阶上,这种情况下,相当于推柱3向定块前壳多移动了一段,这一段的长度为阶梯孔台阶的高度,通过设计推柱的长度,使其在这种状态下小端的端部露出定块的前壁。当操作者松开动块5时,动块5在第二弹性构件14推动下向平衡位置转动,此时推柱由大口径一端向小口径一端移动,但另一方面,推柱在第一弹性构件2的施力作用下其大端又必须紧贴阶梯孔的下台阶面,无法跳跃阶梯孔的台阶而到达小口径一端,因此推柱被卡到腰形孔的中间,这种情况下,滑块也位于第一滑道73的中间部位,两个夹持臂处于半张开状态。当被夹持物被安装到两个夹持臂之间时,推动离合装置或被夹持物,使两者靠紧,因此被夹持物顶到定块的前壳外壁上,且正好将小端露出定块前壁的部分压回定块内部,如图13所示,当离合装置100贴紧注射器200时,推柱3在被夹持物的压力下向后盖方向移动,推柱3的大端从阶梯孔的下台阶面跳跃到上台阶面,动块5在去除阻力后在第二弹性构件14的作用下回复到平衡位置,两个夹持臂处于夹紧被夹持物。本实施例使操作者在安装被夹持物时可采用双手操作。当夹持臂处于半张开状态时,螺母与丝杆是处于分离状态,此时可沿丝杆的轴向自由移动离合装置,以适应不同长度的注射器或放置在不同位置的注射器。
对于动块上导槽凸出于动块基底的情况,即导槽53具有高出动块基底的槽壁,请参考图6b,动块在面对滑块的一侧设有高出动块基底的压板55,为使压板55能够限制滑块的前后移动,压板55的顶面需要贴近滑块的顶面,例如,当第二凸台在其高度上完全陷入导槽53内时,压板55顶面可与导槽53槽壁的顶面平齐。
实施例三:
本实施例在上述实施例的基础上对滑块作进一步改进。
请参考图1、图4和图5,滑块包括第一滑块12和第二滑块6,所述第一滑块12至少部分位于第一滑道73内,所述第一滑块12上设有具有封顶的第二滑道122,所述第二滑块6至少部分位于第二滑道122内,所述第一凸台124设置在第一滑块12上,第二凸台61设置在第二滑块6上。
所述滑块还包括第三弹性构件13,请参考图1和图4,所述第三弹性构件13一端固定在动块或定块上,另一端固定在第一滑块12上,例如第一滑块12上设置第一挂钩121,第三弹性构件13的另一端固定在第一挂钩121上,第三弹性构件13用于对第一滑块施加拉力,且始终对第一滑块施加拉力。
注射器推杆18的横截面一般为“十”字形,安装注射器时,两个夹持臂夹住推杆18,但推杆18的位置有时并不处于正确位置,需要人为转动推杆进行调节,转动推杆时,两个夹持臂需要始终夹住推杆,所以两个夹持臂必须能根据推杆的转动位置随时调节开合的角度。本实施例中滑块分为两个,可以实现夹持机构9的两个夹持臂的独立运动,当离合装置处于闭合和半闭合状态时,两个夹持臂相应的处于闭合和半张开状态,此时第二滑块6的运动被动块5所限定,在不推动动块5的前提下第二滑块6是固定不动的,而第一滑块12可以不受动块限制独立向上运动,从而带动两个夹持臂可自由调节张开度,例如由闭合或半张开状态打开至需要的张开状态,直至完全张开状态。
下面以图1-12所示的具体实施方式为例进行详细说明,本实施例中,夹持臂也称为爪子。
本实施例中,第一弹性构件2为压缩弹簧,第二弹性构件14为回位弹簧,第三弹性构件13为拉伸弹簧。如图1~6所示,本发明涉及的一种用于注射泵的注射器推动机构,包括定块7、动块5、后盖1、转轴10、活动支板15、推柱3、爪子93;结合图3、7所示,定块7底端设有阶梯通孔71、侧边设有侧孔75,定块7内侧设有两个圆柱销72、第一滑道73。两个爪子93一端分别套接于上两个圆柱销72上,爪子93一端置于定块7外侧部用于夹紧注射器推杆,另一端设有的传动片91与圆柱销72轴线垂直且置于定块7内部,传动片91设有导孔92,两个导孔92交叉形成的共同通孔与第一滑块12下部设有第一凸台124连接,第一滑块12置于第一滑道73中,在定块7第一滑道73的外部有固定螺钉及垫片组成的组件对第一滑块12的外部方向进行限位,保证滑动时不会跑出导槽,第一滑块12沿着第一滑道73垂直上下滑动。结合图4、5所示,第一滑块12设有上端封闭,下端没有封闭的半开放导槽122,第一滑块12下部设有第一凸台124及第一挂钩121,第二滑块6上部设有第二凸台61,第二滑块6设于所述半开放导槽122内,第二滑块6可以沿着第一滑块12的半开放导槽122垂直上下滑动。结合图6a所示,动块5设有腰形孔52,腰形孔52一端设有阶梯孔521。本实施例中阶梯孔521长度是腰形孔52的一半且靠于所述侧孔75一侧。动块5下部设有套孔51及第二挂钩54,动块5上部设有的导槽53位于腰形孔52的上方,导槽53倾斜设于动块5上部,其顶端位于动块5顶部。在导槽53下方设有限位压板55具有定位滑块不会跑出定块导槽的外部。结合图1、8所示,第二凸台61置于导槽53内,动块5与定块7之间设有横向的第二弹性构件14,第二弹性构件14一端抵住动块5上的卡槽17内,另一端抵住卡入到定块7方槽中的挡板4上;第一滑块12和动块5之间设有竖向的第三弹性构件13,第三弹性构件13一端连接第一挂钩121,另一端连接于第二挂钩54。结合图1、2所示,推柱3设有大端及小端,小端依次穿过腰形孔52、第二滑块6与第一滑块12分别设有的第一通孔62和第二通孔123、定块7设有的导孔74;大端设有凹槽,凹槽设有第一弹性构件2,第一弹性构件2抵住所述后盖1,推柱3设有的大端可沉入所述阶梯孔521;动块5置于定块7内部并外伸于侧孔75,转轴10依次穿过阶梯通孔71、套孔51,螺钉16穿过活动支板15下部与转轴10旋合连接,活动支板15上部与动块5固定,定块7一侧周边缘设有一安装缘,后盖1与安装缘扣合,转轴10套有空心滑动轴11。
请结合图6a、图6b、图7和图8所示,推头安装有注射器时,推柱3小端属于被注射器的推片挤压状态,推柱3的大端位于阶梯孔521外,注射器的推片抵住推柱3小端,使小端未伸出定块7外,第一弹性构件2被压紧,在第二弹性构件14的作用下推柱3的小端处在腰形孔52的一端,远离侧孔75,在第三弹性构件13作用下第二凸台61处于导槽53的最底端,爪子93处于夹紧状态。此时,推头处于夹紧注射器的状态。动块5与转轴10旋处于同步旋转,当转到此位置时,注射泵的螺母与丝杠是啮合状态。结合7、图9、图10、图11、图12所示,因为注射器的夹紧力是第三弹性构件13施加的,故在将要取出注射器时,一种方法是直接径向方向取出;另一种方法是按下动块5运行到最大行程,第二凸台61在导槽53作用下处于导槽53的最顶位置,推柱3在第一弹性构件2推动下大端被推进阶梯孔52的趋势,爪子93张开角度最大,取下注射器。取下后推柱3大端沉入阶梯孔521,推柱3小端伸出定块7外,松开动块5,在第二弹性构件14的作用下,动块5回旋复位,在回旋一半的行程时,动块5处于半卡紧状态。此时,推柱3大端处在阶梯孔521里的一端,即腰形孔52的中间位置,在第三弹性构件13和第一滑块12的作用下第二凸台61处于导槽53的中间位置,爪子93处于半夹紧状态,推头处于未安装注射器或安装不紧。另之,动块5与转轴10旋转到此位置时,注射泵的螺母与丝杠是松脱状态。安装注射器时,按下动块5,爪子张开,推柱3在第一弹性构件2的作用下它的大端沉在阶梯孔521里,小端伸出定块7外面,朝注射器方向推动推头,小端的端面先是与注射器推片181接触,接着被推片181挤压进去,再接着推头侧面与推片181相抵,此时推头受推片的阻力不能再推动,再松开动块5,这时推柱3的大端处于阶梯孔521外第二弹性构件14力的作用下,使动块5的腰形孔52一端与推柱3小端相抵,且固定套在定块7的导孔74中,并且所述推柱3是径向不动,此时动块5被推柱3限定不动,如图(8)。此外,第一弹性构件2被压紧,在第三弹性构件13作用下第二凸台61处于导槽53的最底端,爪子93处于夹紧状态。此时,注射器的推杆18被爪子93夹紧,另之,动块5与转轴10旋转到此位置时,注射泵的螺母与丝杠是啮合状态。在整个动块5运行中,只有在爪子93完全夹紧状态下,注射泵的螺母与丝杠才是啮合状态。
本申请中的离合装置除了可用于注射泵,还可用于其他需要夹紧和松开被夹持物的设备中。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。