CN103298401A - 医疗手持式装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医疗手持式装置，特别是血糖计，其包括用于接收可更换式测试带匣(16)的匣隔室(14)的壳体(12)，驱动组件，其包括电动马达(32)以及适于转动测试带匣(16)的带轴(20)的齿轮布置(40)，其中齿轮布置(40)具有蜗杆驱动件(52)，其中蜗杆(56)与蜗轮(58)啮合，以及多段式减速单元(54)，其包括布置在蜗轮(58)与可以直接联接至带轴(20)的输出齿轮(72)之间的若干个正齿轮(60-66)。

Description

医疗手持式装置

技术领域

本发明涉及一种医疗手持式装置，特别是血糖计，其包括具有匣隔室的壳体，在匣隔室中接收的可更换式测试带匣、以及驱动组件，其包括电动马达以及适于转动测试带匣的带轴的齿轮布置，使得测试带匣的测试带可被向前卷绕且其上的测试元件可被提供以供连续的使用。

背景技术

这种装置特别是被用作为糖尿病患者自我诊断的血糖计。多个测试区被设置在带匣内的可卷动的测试带上。反应测试区在被施加小量的血液样本之后被光学测量地检查，从而尽可能精确地且可靠地确定葡萄糖含量。这种带匣用于作为可抛式部件被插入到紧密的手持式装置壳体内，以此来允许需要的分析步骤被自动地且快速地实施。除了测试元件的可靠的放置之外，为了实用的目的，确保它们在使用点上不会因过度的噪音发展(noise development)而受到影响也是必要的。关于这点，WO 2010/046323A1提出了使用紧密的高速马达结合减速齿轮单元。

发明内容

在此基础上，本发明的目的是要进一步改善已知的测试装置及在紧密的结构中以很小的干涉噪音实现可靠的测试元件的放置。

权利要求1中所述的特征的组合被提出以达到此目的。本发明的有利的实施例及进一步的发展可由从属权利要求得到。

本发明是根据使用蜗杆驱动件及后续的正齿轮来缩小尺寸及精确地控制转动运动的想法。因此，根据本发明被提出的是，齿轮布置具有蜗杆驱动件，蜗杆在蜗杆驱动件内与蜗轮啮合，及多段式减速单元，其在蜗杆驱动件的下游并且包括被布置在蜗轮和可以直接联接至带轴的输出齿轮之间的若干个正齿轮。优选地，蜗杆被直接安装在马达轴上。此组合可在确保用于带轴的转动的充分转动力矩的同时显著地减小尺寸及操作噪音。具体地，高齿轮比可在小的结构空间内被实施，且传动可被保持不可逆且具有低反冲力。

在优选的实施例中，减速单元具有至少两对，优选地三对，啮合齿轮对，用来降低蜗杆驱动件与输出齿轮之间的转速。

另一特别有利的实施例提供的是，电动马达与输出齿轮的转速之间的减速比大于300，优选地大于400，最优选地在400至500之间。这种齿轮比令人意外地发现用以提供用于对于装置设计而言很关键的若干个边界条件的最佳值。特别地，噪音的大小降低和消除以及总够的输出扭矩结合小功率DC马达对于这种手持式医疗装置是重要的。

为了进一步避免操作噪音，每个正齿轮具有至少10个齿，优选地至少14个齿，是有利的。

输出齿轮可以提供带轴上的大于20mNm且优选地约50mNm的扭矩是有利的。这允许可靠的带输送，即使是输送通过遮蔽密封件同时避免不想要的带拉紧。

另一有利的实施例提供的是，带匣包括用于未使用的带的第一带轴、用于已使用的带的第二带轴以及密封件，测试带通过密封件在带轴之间被输送，其中输出齿轮作用在第二带轴上。以此方式，大量的测试可以被存储在测试带上，使用者无需处理废弃材料。

在安全且可靠处理上的进一步的改善可以在蜗杆驱动件被自锁使得当逆向扭矩被施加在带轴上时蜗齿轮不能驱动蜗杆的时候被实现。关于此点，应被保证的是，蜗杆驱动件的自锁力大于10mNm且优选地大于14mNm。

为了实现紧密的结构，当正齿轮的转动轴线平行于带轴的转动轴线时是有利的。在这方向上的进一步的改善是由于实际上电动马达的转动轴线与正齿轮的转动轴线斜交或正交。

为了进一步减小总结构尺寸，当正齿轮包括阶梯轮的重叠对时，和正齿轮以非线性结构布置时，使得正齿轮的中心构成多边形，特别是三角形或四边形，是有利的。

进一步的制造简化和结构改善可以在驱动组件被安装在齿轮箱的顶盖与底盖之间的时候被实现。当正齿轮的轴线从齿轮箱的底盖延伸至顶盖且电动马达的轴水平地放在顶盖和底盖之间时，也是有益的。

为了组件的进一步改善，当齿轮箱的顶盖和底盖被可拆卸地优选地通过螺丝连接在一起时，是有利的。

附图说明

在示意地显示于附图中的实施例的基础上，本发明在下面被进一步说明，其中：

图1为匣式血糖计的顶视图，其盖子被去除并显示出匣驱动组件的位置；

图2为匣驱动组件的分解立体图；

图3为匣驱动组件的分解图；以及

图4为匣驱动组件的顶视图，其盖子被去除且显示出蜗杆驱动件结合减速正齿轮单元。

具体实施方式

附图显示被构成为用于血糖自我监测的便携式血糖计10的医疗装置，其包括具有匣隔室14的壳体12，可替换地装载在匣隔室中的可抛式带匣16，以及用于转动带匣16的带轴20的驱动组件18，使得匣的分析测试带22可以被向前卷绕并且其上的反应测试区可以在施用尖端24处以供血液样本的施用和检查。分析物的装置上的(on-board)光学测量检测在本领域中是已知的并且无需进一步详细解释。

图1从宽侧显示血糖计10，其中壳体罩被取下。用于样本施用的壳体开口示出为被可移动的保护罩26封闭。带轴20是用来将测试带22的使用过的部分卷起，而用于未使用的带的带轴28被遮盖在被密封件30封闭的室内，密封件允许带被推动穿过其中。驱动组件18适于在显著地减小所需安装空间和操作噪音的同时确保通过密封件30的可靠带输送。为了这些目的，驱动组件18包括高速直流微型马达32，其可以通过在电路板34上的控制逻辑结合电源（例如电池36）被供能。

图2示出了驱动组件18，其包括齿轮箱38、直流马达32以及适于降低转速并相应地提高扭矩的后续齿轮布置40，以此来保证带轴20的正确转动。齿轮箱38包括底盖42和顶盖44，其通过螺丝46被固定至底盖42。底盖42形成室48，其用来以马达轴50水平地放置在底盖42与顶盖44之间的方位放置直流马达32。因此，总高度降低并且组件变得紧密。

如图3的分解图所进一步显示的，齿轮布置40包括蜗杆驱动件52以及多段式减速传动单元54。

蜗杆驱动件52具有圆柱形螺丝形式的蜗杆56以及蜗轮58。在组装的状态，蜗杆56被安装在马达轴50上，使得它与蜗轮58以90度啮合。螺旋蜗杆56的轴线与相应的马达轴50既不平行于蜗轮58的轴线也不与其相交。

传动单元54包括若干个正齿轮60，62，64，66，其在蜗轮58之后的传动系中并且形成用于减速齿轮比的啮合齿轮对。正齿轮62，64包括阶梯轮，其具有同轴构造的大和小直径的带齿轮62’、62”及64’、64”。为了支撑齿轮60，62，64，66，底盖42具有四根直立的轴颈68，其彼此平行并且接合在顶盖的孔70中。

图4显示在安装的状态下的完整驱动组件，其包括直流马达32、蜗杆驱动件52、传动单元54以及输出齿轮72，其支撑带轴20并且可以通过中心驱动轴颈被直接联接至带轴。

蜗杆56和蜗杆轮58具有彼此成90度的转动轴线。对于蜗杆56的每次完整的旋转，圆周地带齿蜗轮58前进仅一个齿。对于22个齿蜗轮58，蜗杆驱动件52将以22:1的比例减小直流马达速度。与普通正齿轮相比，这可以在相当小的体积中被实现。同时，与蜗轮一体化的齿轮60的角位置以及最终带位置可以被精确地控制。而且，蜗杆驱动件52具有蜗杆56可以轻易地转动蜗轮58但蜗轮不能转动蜗杆的特性，因为涉及蜗杆螺旋的浅角度和较大的摩擦。因此，传动的方向是不可逆向的并且蜗杆驱动件52被自锁。当自锁力超过10mNm(毫Nm)且优选地为14mNm时，为了实用的目地而被保证的是，测试带22在待用模式时将是不可移动的。

在蜗杆驱动件52之后的传动单元54中，所有正齿轮都具有至少14个齿，用以确保低噪音操作。正齿轮的转动轴线68彼此平行并且分别平行于输出齿轮72的轴线74和带轴20的轴线。为了在有限的空间内达到高齿轮比，传动单元54包括阶梯轮60，62，64的重叠对。此外，为了减小总纵向长度，正齿轮60-66的轴线68以非线性构造配置，使得正齿轮的中心在所示布置中形成梯形四边形。

对于优选的实施例，齿轮布置40的齿轮参数在下面的表1中给出，其中n是齿数，m是模量，PD，OD，ID分别为节距直径，外径和内径(单位是毫米)，并且CC为第一行的它们的附图标记所标记的正齿轮的中心至中心的距离：

表1

。

从表1可得知的是，总齿轮比为438，因此可将每秒数千转范围内的直流马达速度减小至小于10/s的输出齿轮的输出速度。因为这种高的齿轮比，可以使用相对弱的、安静的且紧密的微型马达32，同时仍可以达到大于20mNm的输出齿轮72处的输出扭矩。

Claims (15)

1.一种医疗手持式装置，特别是血糖计，包括：

(a)壳体(12)，其具有匣隔室(14)，

(b)接收在匣隔室(14)中的可更换式测试带匣(16)，

(c)驱动组件(18)，其包括电动马达(32)和齿轮布置(40)，其适于转动测试带匣(16)的带轴(20)，使得测试带匣(16)的测试带(22)可以被向前卷绕并且其上的测试元件可以被提供以供连续使用，

(d)其中齿轮布置(40)具有蜗杆驱动件(52)，其中蜗杆(56)与蜗轮(58)啮合，以及多段式减速单元(54)，其包括若干个正齿轮(60-66)，其布置在蜗轮(58)与可以直接联接至带轴(20)的输出齿轮(72)之间。

2.如权利要求1所述的医疗装置，其中减速单元(54)具有至少两对，优选地三对，啮合齿轮对(60，62’；62”，64’；64”，66)，其用于降低蜗杆驱动件(52)与输出齿轮(72)之间的转速。

3.如权利要求1或2所述的医疗装置，其中电动马达(32)与输出齿轮(72)的转速之间的减速比大于300，优选地大于400。

4.如权利要求1至3任一项所述的医疗装置，其中正齿轮(60-66)的每个具有至少10个齿，优选地至少14个齿。

5.如权利要求1至4任一项所述的医疗装置，其中输出齿轮(72)可以在带轴(20)上提供大于20mNm的扭矩。

6.如权利要求1至5任一项所述的医疗装置，其中带匣(16)包括用于未使用的带的第一带轴(28)，用于使用过的带的第二带轴(20)，以及密封件(30)，测试带(22)通过密封件在轴之间输送，其中输出齿轮(72)作用在第二轴(20)上。

7.如权利要求1至6任一项所述的医疗装置，其中蜗杆驱动件(52)是自锁的，使得当扭矩被施加到带轴(20)上时，蜗轮(58)不能驱动蜗杆(56)。

8.如权利要求1至7任一项所述的医疗装置，其中蜗杆驱动件(52)的自锁力大于10mNm，优选地大于14mNm。

9.如权利要求1至8任一项所述的医疗装置，其中正齿轮(60-66)的转动轴线(68)平行于带轴(20)的转动轴线(74)。

10.如权利要求1至9任一项所述的医疗装置，其中电动马达(32)的转动轴线(50)与正齿轮(60-66)的转动轴线(68)斜交或正交。

11.如权利要求1至10任一项所述的医疗装置，其中正齿轮(60-66)包括阶梯轮的重叠对。

12.如权利要求1至11任一项所述的医疗装置，其中正齿轮(60-66)以非线性结构布置，使得正齿轮(60-66)的中心构成多边形，特别是三角形或四边形。

13.如权利要求1至12任一项所述的医疗装置，其中驱动组件(18)被安装在齿轮箱的顶盖(44)与底盖(42)之间。

14.如权利要求13所述的医疗装置，其中正齿轮(60-66)的轴线(68)从齿轮箱的底盖(42)延伸至顶盖(44)并且电动马达(32)的轴(50)水平地放在顶盖与底盖之间。

15.如权利要求13或14所述的医疗装置，其中齿轮箱的顶盖(44)与底盖(42)优选地通过螺丝(46)可拆卸地连接在一起。

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