CN108626086A - 一种工业注射泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业注射泵。本发明包括注射泵驱动体以及安装有活塞杆的注射器，所述注射泵驱动体包括壳体、设置在壳体里面的驱动部件、与所述驱动部件连接并延伸至壳体外用于夹持注射器的夹持部件、与所述壳体固定连接并与注射器的活塞头接触的挡板，所述夹持部件能够夹紧注射器并使得所述注射器的活塞杆沿着所述挡板运动推进从而实现注射。本发明只需要单个电机可以实现自主抓取注射器并实施注射。

Description

一种工业注射泵

技术领域：

本发明涉及一种工业注射泵，尤其是涉及一种具有可以自主夹持注射器并实施注射的工业注射泵。

背景技术：

注射泵的总体上的工作原理为通过机械装置推动注射器活塞，实现高精度，平稳无脉动的液体传输。注射泵按用途可分为医用和非医用，医用注射泵的临床应用为当临床所用的药物必须由静脉途径注入，而且在给药量必须非常准确、总量很小、给药速度需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。工业注射泵用途十分广泛，它通过外部计算机后台软件实现对执行机构微处理器的精准控制，使它具有高精度和高可靠性的特点；它的任务可编程、存储功能大大提高了其自动化程度，使其非常适合高自动化应用领域，尤其是在流体传输、稀释、分配等领域已经有不可或缺的影响力。

但是不管是医用还是工业注射泵都需要将药水在注射器中配备好以后，放置在注射泵体里，由操作人员设置流速后工作。这种人工放置注射器，注射泵完成注射模式在医用领域尚且合适，但在工业上显得效率较低，尤其是用于药液配置分配场合，传统模式需要多台设备协同工作，不仅增加了设备成本，还不利于产品的自动化。由此可见可以自主夹持注射器并实施注射的工业注射泵的设计很有应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业注射泵，只需要单个电机可以实现自主抓取注射器并实施注射。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种工业注射泵，包括注射泵驱动体以及安装有活塞杆的注射器，所述注射泵驱动体包括壳体、设置在壳体里面的驱动部件、与所述驱动部件连接并延伸至壳体外用于夹持注射器的夹持部件、与所述壳体固定连接并与注射器的活塞头接触的挡板，所述夹持部件能够夹紧注射器并使得所述注射器的活塞杆沿着所述挡板运动推进从而实现注射。

所述的工业注射泵，所述驱动部件包括设置在所述壳体里面的步进电机，所述步进电机连接丝杠，所述丝杠的两端和中间段为光杆，所述丝杠上位于所述光杆之间设置有两段螺旋方向相反的螺纹段。

所述的工业注射泵，所述的丝杠通过两端的轴承安装在所述的壳体里面。

所述的工业注射泵，所述的夹持部件包括两个夹持块，两个所述夹持块的根部分别通过螺母配合安装在所述丝杠的两段螺纹段上，所述夹持块的端部延伸至所述的壳体外用于夹持注射器，所述壳体上设置有两个用于所述夹持块向外延伸并能左右运动的槽口。

所述的工业注射泵，所述的两个夹持块的端部相对的两侧分别设置有橡胶垫。

所述的工业注射泵，所述橡胶垫的厚度可调。

所述的工业注射泵，所述的挡板为圆弧形，且挡板满足以下方程式：

x＝msinθ+(l-kθ)cosθ (1)

y＝mcosθ-(l-kθ)sinθ (2)

式中：x、y为挡板坐标，m为注射器和丝杠轴线距离，l为注射器活塞伸出长度，θ为夹持块旋转角度，k为夹持块旋转单位角度注射量。

所述的工业注射泵，所述的壳体上设置有前端盖和后端盖。

所述的工业注射泵，所述的丝杠与步进电机的轴的连接端开有孔，所述丝杠与所述步进电机的轴通过键连接。

有益效果：

与现有技术相比，本发明的一种新型工业注射泵采用一个步进电机，通过结构精巧的设计，可以完成自主寻址注射器、夹持注射器和实施注射的过程。本设备作为机器人手臂末端执行器配合机器人的运动，减少了药液配置分配的生产成本，提高了该领域的自动化水平。

附图说明

图1为本发明的总体示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明的活塞末端坐标系图。

图4为本发明的工作示意图。

图中：注射泵驱动体1；壳体11；驱动部件12；步进电机121；丝杠122；光杆123；螺纹段124；夹持部件13；夹持块131；橡胶垫132；挡板14；轴承15；槽口16；前端盖17；后端盖18；活塞杆2；注射器3。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步说明。

如图1、2所示，本实施例的本发明提供一种新型工业注射泵，如图1-2所示，包括注射泵驱动体1以及安装有活塞杆2的注射器3，所述注射泵驱动体包括壳体11、设置在壳体里面的驱动部件12、与所述驱动部件连接并延伸至壳体外用于夹持注射器的夹持部件13、与所述壳体固定连接并与注射器的活塞头接触的挡板14，所述夹持部件能够夹紧注射器并使得所述注射器的活塞杆沿着所述挡板运动推进从而实现注射。本实施例中的所述壳体为八面体，壳体内腔为圆柱体。

所述的工业注射泵，所述驱动部件包括设置在所述壳体里面的步进电机121，所述步进电机连接丝杠122，所述丝杠的两端和中间段为光杆123，所述丝杠上位于所述光杆之间设置有两段螺旋方向相反的螺纹段124。

所述的工业注射泵，所述的丝杠通过两端的轴承15安装在所述的壳体里面。

所述的工业注射泵，所述的夹持部件包括两个夹持块131，两个所述夹持块的根部分别通过螺母配合安装在所述丝杠的两段螺纹段上，所述夹持块的端部延伸至所述的壳体外用于夹持注射器，所述壳体上设置有两个用于所述夹持块向外延伸并能左右运动的槽口16。

所述的工业注射泵，所述的两个夹持块的端部相对的两侧分别设置有橡胶垫132。

所述的工业注射泵，所述橡胶垫的厚度可调。对于不同直径的注射器，可以通过调节橡胶垫的厚度，实现夹紧。

所述的工业注射泵，所述的挡板为圆弧形，挡板设计应当与活塞的运行轨迹保持一致，步进电机带动丝杠旋转时，丝杠带动夹持块旋转，夹持块连接的注射器活塞伸出长度逐渐减少，其末端运行轨为旋转和直线的复合运动，建立坐标系如图3所示，求解挡板满足以下方程式

x＝msinθ+(l-kθ)cosθ (1)

y＝mcosθ-(l-kθ)sinθ (2)

式中：x、y为挡板坐标，m为注射器和丝杠轴线距离，l为注射器活塞初始伸出长度，θ为夹持块绕丝杠轴线旋转角度，k为夹持块旋转单位角度注射量。

根据解析式描点得到最优解为螺旋线，小范围与圆弧近似，故实际生产中可用圆弧轨迹代替。综上所设计的挡板为注射器活塞头的切线轨迹，故运行平稳，注射量和旋转角度呈线性关系故流量可控，满足了工业生产高精度高可靠性要求。

所述的工业注射泵，所述的壳体上设置有前端盖17和后端盖18。

所述的工业注射泵，所述的丝杠与步进电机的轴的连接端开有孔，所述丝杠与所述步进电机的轴通过键连接。

如图4所示，工业注射泵可以作为一种机器人手臂末端执行器与机器人配合使用，机器人末端带有旋转自由度。工作过程为：

(1)机器人连接注射泵后可以前去夹持需要的注射器；

(2)步进电机启动，丝杠机构运行夹紧注射器；

(3)步进电机停止，机器人末端携带夹紧的注射器到预定位置；

(4)步进电机启动，带动丝杠机构继续运动，壳体限位槽配合夹持块旋转，注射器活塞头触碰到安装在壳体上的挡板，实现了注射器自动注射的功能；

(5)注射完成后步进电机反向转动，配合机器人的运动，带动夹持块和注射器回到原位。

应当指出，上述实施实例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种工业注射泵，其特征在于，包括注射泵驱动体以及安装有活塞杆的注射器，所述注射泵驱动体包括壳体、设置在壳体里面的驱动部件、与所述驱动部件连接并延伸至壳体外用于夹持注射器的夹持部件、与所述壳体固定连接并与注射器的活塞头接触的挡板，所述夹持部件能够夹紧注射器并使得所述注射器的活塞杆沿着所述挡板运动推进从而实现注射。

2.根据权利要求1所述的工业注射泵，其特征在于，所述驱动部件包括设置在所述壳体里面的步进电机，所述步进电机连接丝杠，所述丝杠的两端和中间段为光杆，所述丝杠上位于所述光杆之间设置有两段螺旋方向相反的螺纹段。

3.根据权利要求2所述的工业注射泵，其特征在于，所述的丝杠通过两端的轴承安装在所述的壳体里面。

4.根据权利要求2或3所述的工业注射泵，其特征在于，所述的夹持部件包括两个夹持块，两个所述夹持块的根部分别通过螺母配合安装在所述丝杠的两段螺纹段上，所述夹持块的端部延伸至所述的壳体外用于夹持注射器，所述壳体上设置有两个用于所述夹持块向外延伸并能左右运动的槽口。

5.根据权利要求4所述的工业注射泵，其特征在于，所述的两个夹持块的端部相对的两侧分别设置有橡胶垫。

6.根据权利要求5所述的工业注射泵，其特征在于，所述橡胶垫的厚度可调。

7.根据权利要求2所述的工业注射泵，其特征在于，所述的挡板为圆弧形，且挡板满足以下方程式：

x＝msinθ+(l-kθ)cosθ (1)

y＝mcosθ-(l-kθ)sinθ (2)

式中：x、y为挡板坐标，m为注射器和丝杠轴线距离，l为注射器活塞初始伸出长度，θ为夹持块绕丝杠轴线旋转角度，k为夹持块旋转单位角度注射量。

8.根据权利要求1所述的工业注射泵，其特征在于，所述的壳体上设置有前端盖和后端盖。

9.根据权利要求2所述的工业注射泵，其特征在于，所述的丝杠与步进电机的轴的连接端开有孔，所述丝杠与所述步进电机的轴通过键连接。