CN105722540B - 具有空间有效设计的旋转传感器组件 - Google Patents

Abstract

一种传感器组件包括：第一旋转传感器部分，其具有以周向模式布置的多个单独的导电的代码区段和位于所述代码区段之间的多个导电的参考区段；以及第二旋转传感器部分，其布置成能够相对于所述第一部分旋转，并且包括多个接触结构，每个接触结构布置成根据第一旋转传感器部分与第二旋转传感器部分之间的旋转位置来接触代码区段或者参考区段。所述接触结构配置成在第一旋转传感器部分与第二旋转传感器部分相对于彼此旋转时接合且连接到不同的传感器区段，所产生的连接指示第一旋转传感器部分和第二旋转传感器部分之间的旋转位置。对于给定的旋转位置，至少一个接触结构接合代码区段，并且至少一个接触结构接合参考区段。

Description

具有空间有效设计的旋转传感器组件

技术领域

本发明涉及适于捕获关于旋转运动的信息的装置、组件和系统。在特定方面中，本发明解决关于给药装置中的且用于其的电子剂量数据捕获的问题。

背景技术

在本发明的公开中，大多参考通过使用给药装置进行胰岛素给药来治疗糖尿病，然而，这仅是本发明的示例性使用。

给药装置已极大地改善了必须自己服送药物和生物制剂的患者的寿命。给药装置可采用许多种形式，包括简单的一次性装置（仅仅是具有注射机构的安瓿），或其可为适于与预填充筒一起使用的可持续装置。不管其形式和类型如何，它们均已证明极大地有助于帮助患者来自己给予可注射药物和生物制剂。它们还极大地帮助护理人员将可注射药物给予那些无法执行自己注射的患者。

在正确的时间且以正确的大小执行必需的胰岛素注射对于管理糖尿病而言是至关重要的，即，遵从指定的胰岛素疗程是重要的。为了使医疗人员能确定所开具的剂量模式的有效性，鼓励糖尿病患者将每次注射的大小和时间记录下来。然而，此类记录通常保存在手写的笔记本中，从所记录的信息无法容易地上传到计算机以进行数据处理。此外，由于仅记录了由患者所注意到的情况，所以如果所记录的信息将对治疗患者的疾病有任何价值，则笔记本系统要求患者记得记录每次注射。记录中缺失或错误的记载引起误导注射历史，并因此关于未来药物治疗会误导医疗人员做出决策。因此，自动记录从给药系统发出的信息可以是期望的。

因此，已提供或建议了具有剂量监控/采集特征的许多给药装置，见（例如）US2009/0318865、WO 2010/052275和US 7,008,399中。然而，现今的大多数装置不具有这些。

当提供具有监控特征的给药装置时，可并入旋转传感器以检测给药机构的部件之间的相对运动，该运动指示药物的设定剂量和/或排出剂量。例如，传统的旋转传感器公开于WO 96/19872中，其包括码盘，所述码盘具有代码区段和参考轨道，其布置成两个环状结构以及对于每个环形结构的接触结构。

考虑到上述内容，本发明的目标是提供给药装置以及部件和组件，因此其以安全、用户友好、成本有效和可靠的方式允许检测且存储关于给药装置的使用的剂量数据。进一步目标是提供此类部件和组件，其同样能够用于具有相同类型输入的其它应用中。

发明内容

在本发明的公开中，将描述多个实施例和多个方面，其将解决上述目标中的一个或更多个，或其将陈述从以下公开内容以及从示例性实施例的描述清楚可见的目标。

因此，在本发明的第一方面中，提供包括第一旋转传感器部分和第二旋转传感器部分的传感器组件。第一旋转传感器部分包括表面，所述表面具有周向地布置的参考轨道和以一模式布置的多个单独的导电的代码区段。每个代码区段布置于所述参考轨道中但与其电隔离，由此多个导电的参考区段形成于所述代码区段之间。第二旋转传感器部分布置成能够相对于第一部分旋转并且包括多个接触结构，每个接触结构布置成根据第一旋转传感器部分与第二旋转传感器部分之间的旋转位置来接触代码区段或参考区段。所述接触结构配置成在第一旋转传感器部分和第二旋转传感器部分相对于彼此旋转时接合且连接到不同的传感器区段，所产生的连接指示第一旋转传感器部分与第二旋转传感器部分之间的旋转位置。对于给定的旋转位置，至少一个接触结构接合代码区段，并且至少一个接触结构接合参考区段。

术语“给定的旋转位置”意在涵盖其中给定的开关接触定位成接触单个的传感器或参考区段（即，在形成于两个相邻的传感器区段之间的间隙以外）的正常操作状态。

通过此类布置，能够实现以下各项中的一项或更多项：通过使参考（接地）连接和代码信息在同一轨道上且通过对于代码和参考连接两者使用同一接触结构来使位置传感器的物理体积最小化。通过移除专用参考连接且对于代码和参考连接两者动态地使用接触结构来简化传感器区段。通过以上特征提供一种传感器设计，其本质上允许以成本有效的方式来制造更小且更简单的传感器，而且在将传感器系统并入于给定的机械构造（例如，给药装置）中也提供设计的更大自由度。

第二旋转传感器部分可呈金属盘构件的形式，其包括形成接触结构的多个整体成型的柔性臂。

参考区段可彼此电连接以由此形成单个的导电结构，这允许实现简单的设计，所述设计仅具有在第一旋转传感器部分上的互连的参考区段之间的单个电连接以及传感器组件的相关联的电子电路。例如，代码区段可布置于参考轨道中以作为在两侧上由参考轨道的导电部段所包围的“岛”，或可替代地仅在一侧上具有导电部段。作为另外的可替代方案，参考区段可与布置于相对表面上的导体连接。

参考区段和代码区段可通过电镀工艺形成于第一旋转传感器部分的表面上，尤其地，参考区段、其间的电连接和代码区段可通过电镀工艺形成于第一旋转传感器部分的表面上。

第一旋转传感器部分可进一步设有一个或更多个周向地布置的开关区段，第二旋转传感器部分包括提供轴向开关接触的一个或更多个接触结构，所述轴向开关接触具有连接位置和断开连接位置，在所述连接位置中开关接触与传感器开关区段接触，并且在所述断开连接位置中开关接触不与传感器开关区段接触。

传感器组件可进一步包括电子电路，所述电子电路适于基于所产生的连接的给定模式来确定第一旋转传感器部分与第二旋转传感器部分之间的旋转位置。

在示例性应用中，能够将旋转传感器组件以成本有效且可靠的方式并入给药装置中，所述给药装置包括对应于设定剂量和/或排出剂量进行旋转的旋转构件。

相应地，在示例性实施例中，提供包括如上所述的传感器组件的给药装置，所述给药装置进一步包括壳体、药物填充筒或用于接纳药物填充筒的设备以及药物排出设备，所述筒包括可轴向移位的活塞和远侧出口部段。所述药物排出设备包括：剂量设定设备，其允许用户设定待排出药物的剂量；可轴向移位的活塞杆，其适于使筒的活塞在远侧方向上运动以由此从筒排出药物；旋转构件，其适于对应于设定剂量和/或排出剂量来进行旋转；以及可轴向运动的致动构件，其适于致动药物排出设备以由此排出设定剂量的药物。在此类布置中，第一旋转传感器部分和第二旋转传感器部分在药物的一定剂量的设定和/或排出期间相对于彼此旋转。

传感器组件的第一部段可安装到旋转构件并随旋转构件旋转，所述第一部段包括电子电路，所述电子电路适于基于对第一部段与第二部段之间的对应于设定剂量和/或排出剂量的旋转运动的检测来估计被排出药物的量。旋转构件可适于在初始位置与致动位置之间轴向地运动，传感器组件的第一部段安装成随旋转构件轴向地运动。第二部段也可安装成随旋转构件轴向地运动。对于此类设计而言，当设有轴向开关设备时，能够由传感器组件简单且有效地检测旋转构件的固有运动。

电子电路可具有记录设备，其适于产生从筒通过药物排出设备所排出的药物剂量的记录，所述剂量是基于在药物的一定剂量的设定和/或排出期间第一旋转传感器部分与第二旋转传感器部分之间的相对旋转所计算的。电子电路可具有发射器设备，其适于将所存储的数据发射到外部接收器。可替代地或另外，第一部段可包括显示器，可控制来在第一部段的旋转期间关掉所述显示器。

在本发明的特定实施例中，提供一种给药装置，其包括壳体、药物填充筒或用于接纳药物填充筒的设备和药物排出设备，所述筒包括可轴向移位的活塞和远侧出口部段。所述药物排出设备包括：剂量设定设备，其允许用户设定待排出药物的剂量；可轴向移位的活塞杆，其适于使筒的活塞在远侧方向上运动以由此从筒排出药物；旋转构件，其适于对应于设定剂量和/或排出剂量来进行旋转；以及可轴向运动的致动构件，其适于致动药物排出设备以由此排出设定剂量的药物。所述给药装置进一步包括适于检测设定剂量和/或排出剂量的传感器设备，其包括：（i）第一部段，其包括第一旋转传感器部分，所述第一旋转传感器部分包括表面，所述表面具有形成如上所述的组合式代码和参考轨道的多个传感器和参考区段；（ii）第二部段，其包括布置成相对于所述第一部段能够旋转的第二旋转传感器部分，所述第二旋转传感器部分包括如上所述的多个组合式代码和参考接触结构。所述接触结构中的一个可包括轴向开关接触，所述轴向开关接触具有连接位置和断开连接位置，在所述连接位置中所述开关接触与传感器区域接触，并且在所述断开连接位置中所述开关接触不与传感器区域接触。第一旋转传感器部分和第二旋转传感器部分在一定剂量的药物的设定和/或排出期间相对于彼此旋转，并且当致动构件轴向地运动时轴向开关在其两个位置之间进行致动。

电子电路可适于基于所产生的连接的给定模式来确定第一部段与第二部段之间的旋转位置，所述电子电路包括记录设备，其适于产生从筒通过药物排出设备所排出的药物剂量的记录，其中，所述剂量是基于在一定剂量的药物的设定和/或排出期间第一旋转传感器部分与第二旋转传感器部分之间的相对旋转所计算的。给药装置可包括如上所述的额外特征。

在本发明的第二方面中，提供一种传感器组件，例如，旋转编码器盘组件，其包括：电连接器结构，其包括至少一个端子；非导电的模制的模型构件（matrix member）；以及至少一个导电结构，其具有接触表面。电连接器结构的包括至少一个端子的部段被模内成型于模型构件中，至少一个导电结构被模内成型于模型构件中，使得接触表面的至少一部段是自由的，并且至少一个模内成型的导电结构连接到模内成型的端子。

传感器构件（例如，旋转编码器盘）包括盘，其具有代码模式以及连接器结构，从而允许所述代码模式的导电区域连接到PCB，例如，使用传统的公-母连接器。通过将电连接器结构（例如，柔性连接器）的端子模内成型于非导电的盘模型中并通过模内成型产生导电代码区域来提供紧凑、可靠的传感器组件。在最简单的实施例中，提供单个接触表面的单个导电结构经模内成型为与单个端子接触。

至少一个导电结构可由导电聚合物形成，模型构件和至少一个导电结构是通过二次注模成型所形成的。

对于更复杂的传感器组件而言，其可进一步包括连接导电结构和端子的至少一个导电连接器结构，其中，至少一个导电连接器结构（例如）在二次注模成型期间被模内成型于模型构件中。

在示例性实施例中，模型构件包括：第一表面，其具有带有模内成型的导电结构的至少一个腔体；以及相对的第二表面，其具有带有模内成型的导电连接器结构的至少一个腔体，所述导电结构和所述导电连接器结构经由形成于模型构件中的开口彼此连接，所述导电连接器结构连接到端子。

在本发明的第三方面中，提供适于对应于旋转轴线来旋转的旋转传感器构件，其包括至少两个表面，其中，第一表面包括以周向模式布置的多个单独的导电的编码器传感器区段，并且第二表面包括呈接地轨道或第二代码轨道形式的另外的周向轨道，其具有以第二周向模式布置的多个单独的导电的第二编码器传感器区段。

通过将两个周向结构布置于旋转传感器构件的两个不同的表面（例如，盘的相对侧）上，能够在传感器构件具有小的直径的情况下实现期望的功能性。此外，通过分开两个表面上的两个周向结构，降低了短路的风险。

在示例性实施例中，旋转传感器构件可包括至少两个表面，其布置成相对于旋转轴线轴向地偏移且垂直地，例如，其是呈盘构件上的两个相对表面的形式。所述表面将通常大体是平的。

旋转传感器构件可包括至少一个大体筒状的表面，当设有多于一个的大体筒状的表面时，每个大体筒状的表面布置成相对于旋转轴线径向地偏移。

旋转传感器构件可包括至少三个表面和至少一个另外的周向轨道，所述周向轨道呈（另外的）接地轨道或另外的代码轨道的形式。

在示例性实施例中，提供包括如上所述的旋转传感器构件的传感器组件，其进一步包括多个开关接触结构，每个开关接触结构布置成滑动以与周向模式或周向轨道旋转接合。

如本文所使用的，术语“药物”意在涵盖能够以受控制方式穿过给药机构（例如，套管或空心针）且含有一种或更多种药物制剂的任何可流动药物配方，例如液体、溶液、凝胶或微细悬浮液。药物可以是单种药物化合物或来自单个容器的经预混合或共同配制的多种药物化合物的药物制剂。代表性药物包括药品，例如肽（例如，胰岛素、含有胰岛素的药物、含有GLP-1的药物以及其衍生物）、蛋白质和激素、生物衍生剂或活性剂、激素类制剂和基于基因的制剂、营养配方和呈固体形式（分散型）或液体形式两者的其它物质。在示例性实施例的描述中，将参考含有胰岛素和GLP-1的药物的使用，这包括其类似物以及与一种或更多种其它药物的组合。

附图说明

在下文中，将参照附图来进一步描述本发明，其中：

图1和图2分别显示在安装有药筒和不安装有药筒的情况下的前载型给药装置，

图3以分解图显示包括记录模块的给药装置子组件，

图4显示图3的记录模块的分解图，

图5和图6分别显示图3的模块的第一旋转传感器部分和第二旋转传感器部分，

图7显示处于已装配状态的图4的记录模块，

图8以截面图显示处于已装配状态的图3的子组件，

图9A-图9C显示处于不同操作状态的记录模块的轴向开关的操作，

图10显示能够如何布置旋转传感器的轨道和接触的示意性表示，

图11A显示能够如何布置旋转传感器的轨道和接触的另外的示意性表示，

图11B显示旋转传感器的轨道和接触的可替代布置的示意性表示，

图12A和图12B显示柔性带状连接器的端部部段的相对侧，

图13A和图13B显示非导电的模制模型构件的相对侧，

图14A和图14B显示已完成的环状旋转传感器部件的相对侧，

图15显示在第二次注模成型期间所形成的组合式导电结构，

图16显示盘状旋转传感器构件，

图17显示另外的旋转传感器构件，以及

图18显示具有记录模块并与智能手机通信的给药笔。

在附图中，相似结构主要由相似的附图标记所指示。

具体实施方式

当下文中使用例如“上”和“下”、“右”和“左”、“水平”和“垂直”或类似相对表达的术语时，这些术语仅指附图且不一定指实际使用情形。所示出的图是示意性表示，由于这个原因，不同结构的构型以及其相对尺寸仅旨在用于说明性目的。当将术语构件或元件用于给定部件时，其通常表示在所描述的实施例中，所述部件是整体部件，然而，可替代地，同个构件或元件可包括许多子部件，正如所描述的部件中的两个或更多个能够设成整体部件，例如，制造成单个注塑模制部分。当限定构件彼此轴向自由地安装时，其通常表示它们能够相对于彼此运动，典型地在所限定的止动位置之间，而当限定构件彼此自由旋转地安装时，其通常表示它们能够相对于彼此自由地或者在所限定的止动位置之间旋转。术语“组件”和“子组件”并非暗示所描述的部件必定在给定装配过程中能够装配成提供整体或功能组件或子组件，而是仅用来描述被组合在一起成为功能上更密切相关的部件。

参照图1，将描述笔状给药装置100。所述装置表示“通用”给药装置，其提供本发明的实施例所想要与其结合使用的装置的示例，此类装置包括适于对应于药物的设定剂量和/或排出剂量来进行旋转的旋转构件。

更确切地，笔装置包括盖部分（未示出）和主要部分，所述主要部分具有：近侧本体或驱动组件部段120，其具有其中布置或集成有药物排出机构的壳体121；以及远侧筒固定器部段，其中能够布置有具有远侧针可穿透隔膜的药物填充透明筒180并且通过附接到近侧部段的筒固定器110保持就位，所述筒固定器具有允许检查筒的一部分的开口。例如，筒可含有胰岛素、GLP-1或生长激素配方。该装置设计成通过用户经由筒固定器中的远侧接纳开口来装载新筒，所述筒设有由活塞杆128所驱动的活塞，该活塞杆形成排出机构的一部分。最近侧的可旋转剂量环构件125用于手动设定显示器窗126中所示出的药物的期望剂量，并且在致动释放按钮127时能够然后排出该药物剂量。根据给药装置中所体现的排出机构的类型，排出机构可包括弹簧，该弹簧在剂量设定期间被拉紧并且然后在致动释放按钮时被释放以驱动活塞杆。可替代地，排出机构可以是完全手动的，在此类情况下，剂量环构件和释放按钮在对应于设定剂量大小的剂量设定期间向近侧移动，并且然后通过用户向远侧移动以排出所设定的剂量。筒设有呈针头接口安装件182形式的远侧联接设备，在所示出的示例中，所述针头接口安装件182具有的外螺纹185适于接合针头组件的相对应接口的内螺纹。在可替代实施例中，螺纹可与其它连接设备组合或以其替代，例如，卡口式联接器。

筒固定器包括适于接纳筒的远侧开口。更确切地，筒固定器包括外部可旋转的管构件170，所述外部可旋转的管构件170由用户操作以控制夹紧设备的运动，由此打开和关闭配置来夹紧和固持筒的夹紧肩部145。图2显示已移除了筒且夹紧肩部处于其未锁定的“打开”位置（其中能够移除筒并且插入新的筒）中的情况下的装置。

如所显现的，图1显示前载类型的给药装置，其中筒插入穿过筒固定器中的远侧开口，所述筒固定器不可移除地附接到装置的主要部分，然而，可替代地，给药装置可包括此类筒固定器，即其适于从装置主要部段移除并且在其中通过近侧开口接纳以及移除筒。

参照图3，将描述用于给药装置的子组件200，所述子组件包括结合给药装置的多个部分（在功能上与记录单元的并入和操作直接相关）的记录模块。更确切地，子组件包括电子控制的记录模块300、内管构件210、大致筒状的内壳构件220、转盘环构件230和包括按钮环240、按钮窗241和按钮弹簧242的按钮组件。内壳构件配置来布置在外壳构件内，该外壳构件提供给药装置的外部。

图4中显示记录模块300的不同部件。更确切地，记录模块包括：具有筒状近侧主要部段311的壳体构件310，所述近侧主要部段311具有向远侧延伸的管部段312；安装箔片构件313；盘形的第一旋转传感器部分320，在其上将安装有第一连接器329；盘形的第二旋转传感器部分330；具有侧向突起部337的旋转传感器固定器339；柔性的PCB 340，其折成多层堆叠并且在其上将安装有第二连接器349；电池345和电池夹346；若干安装环350、351、352；天线360；LCD 370和LCD框371。电子电路部件（例如，微控制器、显示驱动器、存储器和无线通信设备）安装于PCB上。如下文将更详细描述的，第一旋转传感器部分320包括多个弧形的离散接触区域，并且第二旋转传感器部分330包括多个柔性接触臂，这些柔性接触臂中的外柔性接触臂提供具有侧向延伸的突起部334的轴向开关。

图5显示包括环形盘的第一旋转传感器部分320，所述环形盘由电路板材料形成并且其上已镀有许多接触区域（或区段）从而形成三个同心环（内环、中间环和外环）。盘包括中心开口327，所述中心开口具有两个相对的切口328，从而允许盘无旋转地安装于（例如）管部段312上。在所示出的实施例中，内环是用作接地（即，参照）的单个接触区域321，中间环包括以一定周向距离布置在其间的四个离散弧形位置接触区段322，并且外环包括布置成其间仅具有较小周向间隙的三个离散弧形开关接触区段323，该区段单独地连接到安装于盘后（近侧）面上的多端连接器329的给定接触端子。如果给定区段未连接至端子，则能够将其视为被动区段（passive segment）。

图6中所示出的第二旋转传感器部分330呈金属盘的形式，其包括向近侧伸出的许多柔性弧形接触臂，每个接触臂的远端包括具有适于与给定接触区域产生电流连接的圆顶形接触点335（在附图中面向下）。接触臂布置成对应于第一旋转传感器部分的三个同心环。更确切地，第二旋转传感器部分包括两个内接触臂331、三个中间接触臂332和两个外接触臂333。

以此方式，一对给定接触臂提供适于在两个接触区段之间产生电接触的组合式接触结构。在所示出的实施例中，提供接地的两个内接触臂331以接触同心内环的单个接地接触区域321，提供三个位置接触臂332以接触同心中间环的四个位置接触区段322，并且提供两个外开关接触臂333以接触同心外环的三个开关接触区段323，所述外开关接触臂承载侧向延伸的突起部334。实际上，对于中间接触臂和外接触臂而言，两个传感器部分之间的旋转位置将确定哪个接触区段与给定接触臂接合。

在所示出的实施例中，两个相邻的外接触区段之间的间隙被设定尺寸，使得圆顶形接触点将在其从一个区段移动到下一个区段时接触这两个区段，下文中更详细地解释这些。第二旋转传感器部分进一步包括夹紧部分336，其适于接合旋转传感器固定器339上的突起部337以防止其间发生旋转运动。

在所示出的实施例中，中间臂和中间接触区段提供旋转传感器接触，而外臂和外接触区段提供轴向开关，如下文将更详细描述地。

图7显示处于已装配状态的记录模块300。具有其安装部件的柔性的PCB 340和天线已经安装在夹层构型中，其带有提供所需间距和通过（例如）胶合或粘合剂提供附接的安装环350、351、352，电池345经由电池夹346附接至PCB。PCB夹层安装有“舌片”，所述“舌片”在装配期间以螺纹方式穿过壳体311按钮部段中的远侧开口并用粘合的安装箔片构件325（见图4）来固定就位。第一旋转传感器部分320无旋转地安装于管部段312上并经由连接器329、349连接到PCB。第二旋转传感器部分330无旋转地安装且轴向地固定于旋转传感器固定器339上，所述旋转传感器固定器339安装成自由旋转但是轴向地固定于管部段312上。通过此类布置，柔性的旋转传感器臂保持与接触表面滑动接触。LCD 370安装于PCB夹层的顶部上，从而通过显示器框371一起固持就位于壳体筒中，所述显示器框371通过（例如）焊接永久性地附接到壳体。如所显现的，以此方式，提供了包括布置于远侧的可旋转传感器部分的电子记录模块。如图4中所示出的，壳体主要部段311包括具有若干向近侧突出的齿314的周向的远侧凸缘313和周向的近侧凹槽315。管部段312设有适于接合内管构件210中的相对应开口211的远侧卡扣连接器316。

图8显示处于已装配状态的子组件200的截面图。术语“子组件”并非意味着所示出的部分必定被装配成提供如所示出的子组件，而是能够使用在给定的给药装置的装配过程中。相比之下，图7的所示出的记录模块可以所示出的形式提供为“真实”子组件。参照图3和图4中所示出的部分，内管构件210被旋转地连接并且轴向地锁定到记录模块的远侧管部段312。此布置主要是为了模制和随后装配的目的。转盘环构件230安装于壳体构件220的近侧部段上，从而允许转盘环构件230在其上自由旋转但不轴向地运动。转盘环构件230包括具有多个面向远侧的齿的内周向联接器凸缘231，其适于接合记录模块的面向近侧的齿314以由此在接合期间旋转地锁定这两个部件。壳体构件220包括第一和第二开口或切口221、222，其适于分别接合旋转传感器固定器侧向突起部336和轴向开关侧向突起部334，这确保第二旋转传感器部分与壳体之间的无旋转接合，但仍允许轴向运动。

附接有窗241的按钮240安装于模块壳体上且与周向凹槽315处于夹紧接合，这允许按钮相对于模块壳体旋转。轴向压缩的按钮组件弹簧242布置于模块壳体与转盘环构件之间的周向间隙中，并固定就位在按钮环的面向远侧的环部段与联接器凸缘的面向近侧的部段之间。以此方式，弹簧提供轴向力向近侧偏压模块使其经由联接器凸缘无旋转地接合转盘环构件230，然而，当经由按钮将指向远侧的力施加到模块时，模块能够向远侧移动并且由此移出与转盘环构件的旋转联接，这允许记录模块主壳体来相对于转盘环构件旋转。

如上所指示的，所示出的旋转传感器包括轴向开关，此开关用于检测记录模块相对于（此处）壳体构件220的轴向位置。更确切地，图9A显示记录模块300通过按钮弹簧242偏压至初始的近侧位置中，图9B显示记录模块处于中间位置中，在此中间位置中，记录模块已向远侧移动距离H₁，并且图9C显示记录模块处于已致动的远侧位置中，在此已致动的远侧位置中，记录模块已向远侧移动距离H₂。在所有三种状态下，开关侧向突起部334定位于相对应的壳体开口221中并且经由旋转传感器固定器339旋转地锁定到壳体。如所显现的，在图9A中，开关突起部334接合开口的近侧边缘，并且具有接触点335的柔性开关臂333由此得以保持不接触第一旋转传感器部分320；在图9B中，开关突起部334仍接合开口的近侧边缘，然而，记录模块已向远侧移动且由此第一旋转传感器部分320已移动成接触开关臂333，这使轴向开关进入到可由记录模块电路检测到的“接通”状态；以及在图9C中，记录模块已向远侧进一步移动到它的已致动的远侧位置。开关突起部334已移出与开口的近侧边缘的接合，轴向开关因此仍处于它的“接通”状态。在示例性实施例中，不同位置之间的轴向运动可以是（例如）1.5毫米，这确保在实际释放剂量机构之前由轴向开关安全地达到排出模式。轴向开关也能够用来在尚未设定剂量时控制记录模块的运行（见下文）。

返回到图5和图6的第一旋转传感器部分和第二旋转传感器部分，中间臂和中间接触区段提供旋转传感器接触，而外臂和外接触区段提供轴向开关，如下文将更详细描述地。这图示于图10中，其中中间区段提供“格雷码轨道”且区段表示为“GC”，中间臂提供“格雷码接触”，外区段为“模式切换轨道”且区段表示为“MS”，并且外臂提供“模式切换接触”。图10中还图示了所描述的旋转传感器具有15度的分辨率，（即，对于完整旋转而言具有24步，所述图中仅对步1-9进行编号），使得对于每15度的旋转产生预定改变，其中产生单独的位置旋转接触的接通和断开。由于所示出的接触区段中的每一个均连接到电子电路340，所以有可能确定两个旋转传感器部分之间的相对旋转位置（见下文）。

关于上述轴向开关，如果仅使用一个开关，则当由电设备检测信息时会存在单个故障点。相应地，如图6中所示，提供了两个轴向开关接触，然而，万一其中一个接触存在故障，则仅仅通过添加另外的接触来提供冗余会引入新的单个故障点。因此，已将所描述的实施例的轴向开关设计为允许检测两个轴向开关中的一个的故障情况，这允许系统在系统将实际上发生故障之前采取适当的措施，例如，指示错误状态。

更确切地，如图5中所示，导电外环已划分成3个区段323（在图10中标示为MS1、MS2和MS3）。当柔性外开关臂333移动成接触导电环时，所述臂和区段如此布置，使得将与三个区段中的至少两个建立导电接触。在完整旋转期间，当臂被按下时，所述臂将在三个区段上方运动，并且因此给出以下代码模式（对于完整旋转而言为24步），其中值“0”意指臂与区段接触。

MS1	MS2	MS3
			0	0	1
0	1	0
			1	0	0
1	0	0
			1	0	0
1	0	0
			1	0	0
1	0	0
			1	0	0
0	0	1
			0	1	0
0	1	0
			0	1	0
0	1	0
			0	1	0
0	1	0
			0	1	0
1	0	0
			0	0	1
0	0	1
			0	0	1
0	0	1
			0	0	1
0	0	1

如果臂未被按下，则三个区段的值为1,1,1。

如果其中一个开关接触区段或接触臂发生故障，则代码模式将与以上模式不同。例如，如果在臂被按下时MS1发生故障（值为“1”），则第一代码将为1,0,1。这个故障是可检测到的，因为仅其中一个区段具有值“0”（在健康的系统中预期到至少存在两个“0”），这允许检测单个接触故障。理论上，如果一个运行的接触臂桥接两个相邻传感器区域之间的间隙且另一接触臂发生故障，则这将表示具有两个“0”值的非错误状态。然而，如果在旋转期间执行错误检测，则能够检测到这个特殊状态并且忽视此状态。如果在臂未被按下时MS1发生故障（值为“0”），则这个故障是可检测到的，因为当臂未被按下时对于三个区段其值应为1,1,1。

虽然在所描述的实施例中未实施，但外接触也能够用来向系统提供额外的旋转位置信息。

返回到图5和图6的第一旋转传感器部分和第二旋转传感器部分，中间臂和中间接触区段提供旋转传感器接触，而内臂和单个周向接触区段提供接地接触。这在图11A中图示出，其中中间区段提供“代码轨道”且区段表示为“GC”，并且中间臂提供如图10中的“代码接触”。内区段提供表示为“GND”的“接地参考轨道”，并且内臂提供“接地接触”。

在图11B中示意性地示出的可替代实施例中，代码轨道和接地参考轨道GND已通过将代码区段422“叠加”到接地轨道421上来组合为单个“代码和接地轨道”，正如已移除专用的接地接触一样，前代码接触现充当组合式代码和接地接触432。更确切地，代码区段已布置为接地轨道中的隔离“岛”（island），这提供了单个组合式代码和接地轨道，其中由代码区段或者接地区段来表示给定的周向部段，由此给定的组合式代码和接地接触将接触代码区段或者其中一个接地区段。如图11B中所示，接地区段连接成以电的方式形成单个组合式接地区段。在所示的实施例中，单独的接地区段由包围代码区段的径向侧的窄镀层条所连接，这给予代码区段“岛”外观，然而，接地区段能够（例如）仅在代码区段的一侧上或经由形成于盘的相对侧上的连接进行连接。

在所示的实施例中，代码区段、接地区段以及单独的组合式代码和接地接触臂如此布置，使得对于给定的旋转位置，所述臂中的至少一个将接触接地区段，其余臂接触代码区段以提供位置信息。如所显现的，通过此布置，对于每个轨道能够维持与在具有两个独立的轨道和专用臂的情况下相同的功能性，此设计允许制造更紧凑且更简单的传感器。

在解决了提供既紧凑又可靠的旋转传感器的问题之后，将参照图12到图15来描述旋转传感器部件的另外的实施例以及使用二次注模成型的制造方法。

图12A和图12B显示具有多个导体505的柔性带状连接器的端部部段500的相对侧，每个导体具有布置成对应于带状连接器的自由端区域501的连接器衬垫506。带状连接器（未示出）的其余部段可形成柔性PCB的一部分或可设有连接器以供连接到（例如）PCB。

图13A和图13B示出形成未完成的环状旋转传感器部件510的非导电的模制模型构件的相对侧，上述柔性带状连接器500的自由端通过模内成型进行附接。传感器部件的第一表面520包括多个周向地布置的传感器腔体521，并且传感器部件的相对的第二表面530包括多个周向地布置的窄连接器腔体531，每个连接器腔体具有布置成对应于模内成型的带状连接器的近端532以及径向地延伸的一个或更多个短的腿部部段533。每个连接器腔体的近端与对应的连接器衬垫连通，并且每个远侧腿部部段经由形成于模型构件中的开口522与对应的传感器连接器连通。为了说明性目的示出了中心开口527并且其并非旨在实际安装于特定结构上。

图14A和图14B显示已完成的环状旋转传感器部件560的相对侧，上述腔体521、531在第二次注模成型期间填充以导电聚合物，由此在第一表面520上形成多个传感器区域525并且在第二表面530上形成多个导体535，由此将一个或更多个传感器区域电连接到给定的连接器衬垫506（见图12B）。以此方式，得以在单独的传感器区域与相对应的带状导体之间建立既可靠又紧凑的连接。图15以“虚拟”表示显示在第二次注模成型期间形成的组合式导电结构，所述组合式结构包括多个传感器结构525，每个传感器结构具有接触表面并且连接到多个螺纹状导体535中的一者。

如所显现的，出于说明性目的，图14A的传感器部件560仅包括单个环状传感器阵列，然而，在可替代实施例中，可提供另外的导电结构。此外，使用上述二次注模成型工艺也可实现图11B的组合式代码和接地轨道，接地区段421由相对表面上的模制连接器所连接。

在解决了提供既紧凑又可靠的旋转传感器的问题之后，将参照图16和图17来描述旋转传感器部件的再另外的实施例。

图16显示包括由（例如）电路板材料形成的环状盘的旋转传感器构件600，所述盘具有第一表面601、相对的第二表面602和周向边缘表面603。代码轨道形成于第一表面上并且接地轨道（未示出）形成于第二表面上，例如，通过电镀。代码轨道基本上对应于图5和图14A中所示的代码轨道，其包括多个周向地布置的离散弧形接触区域611，并且接地轨道基本上对应于图5中所示的周向接地轨道。通过将两种轨道布置于两个表面上，能够实现具有更小直径的码盘。可替代地，接地轨道可布置于边缘表面603上。

图17显示旋转传感器构件650的另外的实施例，其包括环状的盘部段651和同轴地布置的中心筒状部段655，所述盘部段具有第一表面661、相对的第二表面662和第一周向边缘表面663，所述筒状部段提供上部第三表面664、外部第二周向筒状表面665和内部第三周向筒状表面666。在所示的实施例中，旋转传感器构件因此具有三个轴向偏移的共面表面661、662、664和三个径向偏移的同轴筒状表面。旋转传感器构件650可由（例如）注射模制的聚合材料形成。

三个平表面和两个筒状表面提供总共五个表面，这五个表面中的每一个均可充当一个或更多个周向传感器轨道的载体。在所示的实施例中，具有多个离散接触区域652的第一周向代码轨道形成于第一平表面661上，具有多个离散接触区域656的第二周向代码轨道形成于外部第二筒状表面665上，具有多个离散接触区域657的第三周向代码轨道形成于第一筒状边缘表面663上，具有多个离散接触区域659的第四周向代码轨道形成于内部第三筒状表面666上，并且周向接地轨道658形成于第二平表面662上。另外的轨道可形成于看不见的下部第二平表面上。

关于图17的实施例，可省略所示轨道中的一个或更多个，从而在所述表面中的两个表面上留出至少两个轨道。

通过提供具有多个平表面和筒状表面的旋转传感器构件，能够针对传感器构件的给定直径尺寸来形成更大数量的轨道。

如图3中所示，除模块300之外，子组件200的多个部分表示药物排出机构的“通用”部分，这些“通用”部分具有与本发明的实施例的执行相关的性质。更确切地，所示出的模块300适于实施在此类给药装置中，即其具有壳体、允许用户设定待排出药物剂量的剂量设定设备和适于对应于设定剂量和/或排出剂量来旋转的旋转构件。在所示出的子组件中，内管构件210表示“通用”旋转构件。

虽然不是本发明的一部分，但在下文中将描述药物排出机构的简短描述，所示出的内管构件210能够集成到该药物排出机构中。当设定待排出剂量时，用户旋转转盘环构件230且由此内管构件210旋转到表示期望剂量的给定旋转位置，这拉紧了扭转弹簧构件，该扭转弹簧构件布置于管构件周围并在其近端处附接至壳体近侧部段且在其远端处附接到管构件远侧部段。布置于内管构件的远端处的棘轮联接器用于将现在被旋转偏压的管构件保持在设定位置中。标度滚筒联接到管构件且与其一起旋转，该标度滚筒与壳体具有螺纹连接（例如，图3中的螺纹226），由此一系列螺旋状布置的数值相对于壳体中的窗（例如，图3中的开口225）移动，所示出的数字指示目前设定剂量。为了释放所设定和装载的机构，用户推动近侧释放按钮，由此内管构件向远侧移动。通过此动作，释放棘爪联接器（用作释放构件）并且内管构件移动成直接或间接地与旋转驱动构件接合，所述驱动构件布置来使活塞杆旋转，所述活塞杆由于与壳体的螺纹接合来向远侧移动以由此设定剂量。当管构件向后旋转，由此向远侧驱动活塞杆时，标度滚筒同样向后旋转并与管构件一起达到其初始的“零”位置。此类机构是从（例如）由Novo Nordisk出售的用于注射（例如）胰岛素配方的FlexTouch®给药笔装置中已知的。

如所显现的，在所描述的示例性机构中，内管构件210（记录模块300的主要部段刚性地安装至其）在给定剂量的设定和排出两个过程期间相对于壳体220旋转。当第二旋转传感器部分330旋转地锁定到壳体时，两个旋转传感器部分320、330同样在给定剂量的设定和排出两个过程期间相对于彼此旋转。由于这仅是示例性的机构，所以能够设想到其中给定构件仅在设定或排出期间旋转的其它机构。

这意味着，在所示出的实施例中，记录模块适于检测在与设定剂量和排出剂量相对应的两个方向上的旋转。在所示出的实施例中，记录模块进一步设有轴向开关，其允许模块来检测所述机构是处于设定模式还是排出模式中，然而，这是可选的特征。在所示出的实施例中，代码模式具有15度旋转的步幅“分辨率”，这对于给定药物配方和给药装置组合而言可对应于1个单位（IU）的胰岛素。实际上，对于具有两倍浓度的药物配方而言，7.5度旋转分辨率对于记录对应于1 IU的胰岛素的剂量步幅将是必要的。包括旋转接触和相关联的电子电路的旋转传感器能够设计成使用若干设计来检测旋转量，例如，可对每15度增量进行计数，或可在（例如）120或360度的扇区内完全地检测给定位置，计数器记录已完成扇区的数目。能够使用参照图5和图6所描述的开关臂和外接触区域来执行此类计数器。就“计数”设计而言，重要的是记录第一增量，然而现代电子设备能够以低功率“接通”状态来操作，从而避免通常与从“睡眠”状态到“接通”状态的状态唤醒改变相关联的延迟。

在示例性实施例中，旋转传感器设计成在设定期间对步幅数量进行计数以及在排出期间对步幅数量进行倒数，其中在排出剂量时将排出步幅记在记录中。通过在两个方向上计数，能够在很大程度上保证记录模块的恰当的记录和运行。由于可分次且以给定间隔来注射给定剂量的药物（尤其如果剂量较大），所以记录模块可经编程以将在给定时间窗（例如，15分钟）内排出的两次给药量记录为一次给药。

记录模块可配置成以不同方式存储和显示数据。对于许多用户而言，自从上一次给药的时间和上一次给药的多少是最重要的值。对于其它用户和/或执业医师而言，在给定周期（例如，一周或一个月）内对整个记录的概览可以是重要的。为了允许此类概览，记录模块可设有输出设备用于允许将剂量记录转移（例如，通过NFC转移）到外部显示器装置（例如，智能手机或计算机）以更好地进行图形概览（见下文）。

为了确保排出完整剂量，可将记录模块设置成仅在排出机构已返回到零时才显示上一次排出剂量。否则，给定的“半”剂量将存储在记录中但不显示出。例如，如果指示40 IU的剂量并且之后立即排出20 IU，则显示器将不示出对于那次给药的数据。为了使剂量在显示器中示出，用户可排出剩余剂量，并且在显示器中将一起示出40 IU的组合剂量以及时间标识。可替代地，用户可将排出机构调回到零并且显示器将示出20 IU，或用户可将排出机构调回到10 IU并排出10 IU且显示器将示出30 IU。实际上，对于待组合的排出量而言，两个（或更多个）剂量将必须在上述时间窗（例如，15分钟）内排出。否则，将仅显示剂量的上一次部分，第一部分仅存储为记录中的条目。

显示器能够配置成以不同格式显示数据。例如，图18的显示器711是双行显示器，其中使用HH:MM:SS秒表设计来显示时间，这实现了能够用运行的秒数计数器来显示自从装置排出上一次剂量以来的时间，从而允许用户容易将所示出的信息识别成计数时间值。在24小时后，显示器可继续以HH:MM:SS格式显示时间或改变至日和小时格式。

为了节约能量，显示器将在预定时间量后关掉，例如，30秒。为了再次接通显示器，用户可（例如）按压按钮，由此使用轴向开关来接通显示器，或可在剂量转盘被转动离开零并然后回到零时接通显示器。

用户可需要直接在模块显示器上检查剂量记录。切换剂量记录也能够通过轴向开关来控制，例如按钮412上的两次快速推动将使模块进入记录显示模式，其中按钮上的每次连续推动回顾下个记录条目。模块可在给定时间量后自动离开记录显示模式，或用户可通过（例如）如上所述的来回调控来使模块进入正常显示模式。作为可替代方案，电子模块可设有其它类型的输入设备，例如，将允许用户通过摇动或轻击来接通显示器的运动传感器，或将允许用户通过手指滑过显示器来接通显示器的集成至显示器中的触摸传感器，例如从智能手机所众所周知的。

图18显示给药笔700，其设有如上所述的记录模块710并且布置成接近智能手机730，所述智能手机730配置成经由无线通信（例如，NFC或蓝牙®）从记录模块接收记录数据。如所显现的，记录模块设有显示器，其配置成指示上一次剂量的多少和使用秒表显示模式指示自从上一次剂量以来的时间。

为了与记录模块通信，智能手机已设有特定的“胰岛素日志”软件。当激活软件以开始进行数据转移时，智能手机NFC传输器将传输特定代码，其将唤醒任何附近的记录模块，然后所述记录模块将重新传输识别特定模块的唯一代码。如果第一次接收到特定代码，则用户被要求确认配对并被要求从列表中选择应与给定记录模块相关联的给定药物（例如，如所示出的“Mix 30（一种胰岛素药物）”）。以此方式，智能手机能够产生涵盖不止一种药物的胰岛素日志。在所描述的简单“手动”设置中，用户必须确保正确的筒（例如，具有Mix30胰岛素）被装载于已与此类型药物相关联的给药笔中。实际上，能够设想到其它设置，例如，给定笔可经编码（机械地）以仅接受具有指定药物类型的给定筒类型，或笔和记录模块可具有识别不同筒类型及由此识别不同药物类型的能力。

在所示出的实施例中，来自记录模块的与Mix 30胰岛素相关联的记录数据已被转移。在示例性用户界面中，用户能够在不同日期视图之间来回切换，每个日期视图示出所传送药物的不同量以及实时值。在图18中，在给定日期731，已经以对于每次传送所示出的时间和量传送了第一和第二量732的Mix 30。

在示例性实施例的以上描述中，已描述了为不同部件提供所描述的功能性的不同结构和设备，这种程度达到了本发明的概念将由本领域的读者所清楚明白的程度。对于不同部件的详细构造和说明将视为由本领域技术人员根据本说明书中所阐述的思路实施的标准设计过程的目标。

Claims (6)

1.一种传感器组件，其包括：

（i） 第一旋转传感器部分（320），其包括表面，具有：

-周向地布置的参考轨道，

-以一模式布置的多个单独的导电的代码区段（422），每个代码区段布置于所述参考轨道中但与其电隔离，由此在所述代码区段之间形成多个导电的参考区段（421），

（ii） 第二旋转传感器部分（330），其布置成能够相对于第一部分旋转，并且包括：

-多个接触结构（432），每个接触结构布置成根据所述第一旋转传感器部分与所述第二旋转传感器部分之间的旋转位置来接触代码区段或参考区段，

其中：

- 所述接触结构配置成在所述第一旋转传感器部分和所述第二旋转传感器部分相对于彼此旋转时接合且连接到不同的传感器区段，所产生的连接指示所述第一旋转传感器部分与所述第二旋转传感器部分之间的旋转位置，以及

- 对于给定的旋转位置，至少一个接触结构接合代码区段，并且至少一个接触结构接合参考区段。

2.根据权利要求1所述的传感器组件，其中，所述第二旋转传感器部分呈金属盘构件（330）的形式，其包括形成所述接触结构的多个整体成型的柔性臂。

3.根据权利要求1或2所述的传感器组件，其中，所述参考区段经电连接以形成单个的导电结构。

4.根据权利要求1或2所述的传感器组件，其中，所述参考区段和所述代码区段通过电镀工艺形成于所述第一旋转传感器部分的表面上。

5.根据权利要求1或2所述的传感器组件，其中，所述参考区段、其间的电连接和所述代码区段通过电镀工艺形成于所述第一旋转传感器部分的表面上。

6.一种给药装置，其包括根据权利要求1-5中任一项所述的传感器组件，所述给药装置包括：

- 壳体，

- 药物填充筒或用于接纳药物填充筒的设备，所述筒包括可轴向移位的活塞和远侧出口部段，以及

- 药物排出设备，所述药物排出设备包括：

- 剂量设定设备，其允许用户设定待排出药物的剂量；

- 可轴向移位的活塞杆，其适于使筒的活塞在远侧方向上运动以由此从所述筒排出药物；

- 旋转构件，其适于对应于设定剂量和/或排出剂量来进行旋转；以及

- 可轴向运动的致动构件，其适于致动所述药物排出设备以由此排出设定剂量的药物，

其中，所述第一旋转传感器部分和所述第二旋转传感器部分在一剂量的药物的设定和/或排出期间相对于彼此旋转。