CN109451730A - 一种精密连动结构以及应用该结构的微量液体注射器 - Google Patents
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Abstract
一种精密连动结构及应用该结构的微量液体注射器,包括微传动组件(2)和锅轮蜗杆组件(1),蜗轮蜗杆组件(1)包括与微传动组件(2)相连的蜗杆(11)及与蜗杆(11)相啮合的蜗轮(12),微传动组件(2)在动力装置(A)的带动下转动,从而带动蜗杆(11)转动,再带动蜗轮(12)转动。精密连动结构以及应用该结构的液体注射器,能实现药液微量精确供给,特别适用于胰岛素泵的应用。
Description
技术领域
本发明涉及医疗配件领域,特别是涉及一种精密连动结构以及应用该结构的液体注射器。
背景技术
一些特殊的场合需要药物的持续、可控、精确和极微小量的供给,如胰岛素、麻醉剂、实验试剂等。往往这种持续可控的精确药液供给,需要有精密的机械部分、电控部分、液体注射器共同集成来完成。现有集成的药液供给装置产品有许多,如胰岛素泵、麻醉泵、医用微泵,实验分析用微量进样泵、微量样品移液泵等。这些装置均需要有液体注射器配合,来存储药液。
现有的液体注射器,主要采用微型伺服马达来实现精确控制的,存在如下不足:1、微型伺服马达需要进行减速,要求配有精密的微型减速机构,导致产品的成本高、体积大、重量大;2、伺服马达要求有驱动器和控制器配合使用才能完成控制与驱动,造成控制电路的复杂化,使产品的成本上升;3、由于微型伺服马达对电磁干扰敏感,外界电磁场的扰动,可能会导致马达的误操作,产生严重的后果。
发明内容
本发明提供了一种精密连动结构以及应用该结构的微量液体注射器,其可克服现有技术缺陷,能实现药液微量精确供给,特别适用于胰岛素泵的应用。
为实现上述目的,本发明的解决方案为:
一种精密连动结构,包括微传动组件和蜗轮蜗杆组件,所述的蜗轮蜗杆组件包括与所述的微传动组件相连的蜗杆及与蜗杆相啮合的蜗轮,所述的微传动组件在动力装置的带动下转动,从而带动所述的蜗杆转动,再带动所述的蜗轮转动。
上述的微传动组件设有两组,分别设于所述的蜗杆的两端。
上述的微传动组件,其包括有摆杆、主动棘爪及微动棘轮;摆杆一端与动力装置相连,另一端与所述的蜗杆间隙配合;主动棘爪一端设在摆杆上,另一端相抵于微动棘轮的齿间,所述的微动棘轮与蜗杆同轴固定;动力装置带动摆杆摆动,进而连动了主动棘爪推动微动棘轮转动。
上述的微传动组件,其还进一步包括有弹片,所述的弹片一端设于所述的摆杆上,另一端抵在所述的主动棘爪上。
上述的一种精密连动结构,其还包括有用于限定摆杆上下极限位置的限位组件。
上述的限位组件包括设于摆杆上方上限位杆和设于摆杆下方的下限位杆。
上述的一种精密连动结构,其还包括有止回棘爪,所述的止回棘爪也相抵于微动棘轮的棘齿间且所述的止回棘爪的朝向和所述的主动棘爪相反。
一种微量液体注射器,其包括注液组件及上述的精密连动结构,所述的注液组件包括针筒组件、注液螺杆轴和注液活塞;所述的注液螺杆轴、注液活塞及精密连动结构,都设于所述的针筒组件内;所述的注液螺杆轴上设有外螺纹;所述的注液螺杆轴在所述的精密连动结构的推动下,带动所述的注液螺杆轴向下运动,通过所述的注液活塞把药液从所述的针筒组件的下端开口挤出。
上述的注液螺杆轴上的外螺纹与所述的注液活塞轴上的内螺纹相啮合。
上述的注液活塞内设有防液体渗漏的密封圈。
上述的注液螺杆轴的下端设有台阶,所述的针筒组件的下端设有与所述的台阶配合的分瓣凸起。
上述的一种微量液体注射器,其还包括有轴套,所述的轴套与所述的精密连动结构的蜗轮固设,所述的轴套与所述的注液螺杆轴相配合,注射时,所述的轴套与蜗轮一起转动,带动所述的注液螺杆轴转动。
上述的轴套中心设有方形孔,所述的注液螺杆轴的上端成形为与所述的方形孔配合的方形柄。
上述的一种微量液体注射器,其还包括有轴套,所述的轴套中心设有螺纹孔,所述的注液螺杆轴的外螺纹与所述的轴套中心的螺纹孔相啮合,所述的注液螺杆轴的下端抵在所述的活塞上。
上述的一种微量液体注射器,其还包括有垫片,所述的垫片设于所述的注液螺杆轴与活塞之间。
优选地,上述的针筒组件,其包括针筒本体及连动箱体,液体装设在所述的针筒本体内,权利要求1-7任一所述的精密连动结构装设在所述的连动箱体内。
上述的连动箱体包括底板、顶板、前侧板和后侧板;所述的底板与针筒本体相连,所述的底板上设有孔,所述的蜗轮设于底板上;所述的蜗杆的轴两端分别间隙安装在所述的前后侧板上,所述的止回棘爪也装设在所述的底板上。
上述的一种微量液体注射器,其还包括有使所述的注液螺杆轴回复位置的复位组件,所述的复位组件装设在所述的顶板上。
上述的复位组件包括:复位杆和复位马达;所述的复位杆与所述的注液螺杆轴相配合,所述的复位马达连动复位杆转动,所述的复位杆带动所述的注液螺杆轴转动。
上述的复位杆成形为截面为方形的杆,所述的注液螺杆轴内设有与该复位杆形状相配合的方形孔,所述的复位杆插设在所述的方形孔中。
优选地,上述的复位组件还进一步包括有减速齿轮组件,所述的复位马达通过减速齿轮组件,带动所述的复位杆转动。
采用上述技术方案后,在使用时,本发明,通过摆杆、主动棘爪、微动棘轮、蜗杆和蜗轮的配合关系,降低转速,增大转矩,形成了两次次减速传动,以能实现最终的蜗轮每次转动幅度小和精确,从而使液体注射器能实现药液微量精确供给,特别适用于胰岛素泵的应用。
附图说明
图1是本发明精密连动结构的结构示意图一;
图2是本发明精密连动结构的结构示意图二;
图3是本发明微量液体注射器的实施例一的结构示意图;
图4是图3的截面示意图;
图5是本发明微量液体注射器的实施例二的结构示意图;
图6是本发明微量液体注射器的实施例三的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例一:
参考图1、2所示,本发明公开了一种精密连动结构,包括蜗轮蜗杆组件1、微传动组件2、限位组件3及止回棘爪4,其中:
蜗轮蜗杆组件包括蜗杆11及与蜗杆11相啮合的蜗轮12。
微传动组件,其包括有摆杆21、主动棘爪22、微动棘轮23、弹片24;摆杆21一端与动力装置A相连,另一端与蜗杆11间隙配合;主动棘爪22一端设在摆杆21上,另一端相抵于微动棘轮23的齿间,微动棘轮23与蜗杆11同轴固定;弹片24一端设于摆杆21上,另一端抵在主动棘爪22上,弹片24为主动棘爪22提供了一个持续的作用力,可确保主动棘爪22与棘轮23上的棘齿接触。
动力装置A的输出端连接着精密连动结构的连动摆杆21;动力装置A可以是采用记忆合金驱动,也可以是马达\凸轮驱动,也可以是其他直线马达驱动。
配合图2所示,微传动组件设有两组,分别设于蜗杆12的两端。其可使传动更为平稳。
限位组件,其是用于限定摆杆21上下极限位置,在本实施例中,限位组件包括设于摆杆21上方的上限位杆31和设于摆杆21下方的下限位杆32。
止回棘爪4,其相抵于微动棘轮23的棘齿间,且止回棘爪4的朝向和主动棘爪22相反。
使用时,动力装置A带动摆杆21摆动,进而连动了主动棘爪22推动微动棘轮23转动;从而带动与微动棘轮23同轴固定的蜗杆11,蜗杆11带动与其相啮合的蜗轮12转动。本发明,通过摆杆21、主动棘爪22、微动棘轮23、蜗杆11和蜗轮12的配合关系,降低转速,增大转矩,形成了两次次减速传动,以能实现最终的蜗轮12每次转动的幅度小而精确。
实施例二:
参考图3所示,本发明公开了一种微动液体注射器,其注液组件及上述的精密连动结构,其中:
注液组件包括针筒组件、注液螺杆轴6、注液活塞7及密封圈8;注液螺杆轴6、注液活塞7及精密连动结构,都设于针筒组件5内。
配合图6所示,针筒组件,其包括针筒本体51及连动箱体52,液体装设在针筒本体51内,上述的精密连动结构装设在连动箱体52内。
连动箱体52包括底板521、顶板522、前侧板523和后侧板524;底板521与针筒本体51相连,底板521上设有孔5211,蜗轮12设于底板521上;蜗杆11的轴两端分别间隙安装在前后侧板523、524上,止回棘爪4也装设在底板521上。
注液螺杆轴6上设有外螺纹;注液活塞7中心设有与注液螺杆轴6的外螺纹相啮合的内螺纹,注液螺杆轴6的上端61与蜗轮12相连;注液活塞7设在针筒本体51内且与针筒本体51的内壁密封接触。
密封圈71设于注液活塞7内,其用于防止药液从螺纹结合处渗漏。
参考图4所示,在本实施例中,注液螺杆轴6的下端设有台阶62,针筒本体51的下端设有与台阶62配合的分瓣凸起511。台阶62与分瓣凸起511的设置,可确保注液螺杆轴6在针筒本体51的中心。
使用时,通过精密连动结构的蜗轮12转动,带动注液螺杆轴6转动,当注液螺杆轴6转动时,将推动注液活塞7向下运动,把药液从针筒本体51的下端开口挤出。
实施例三:
参考图5所示,其公开了微动液体注射器的另外一种实施例,其与实施例二相比,不同之处在于:
其还包括有轴套8,装配时,轴套8的一端穿过底板521上的孔5211,蜗轮12套设在轴套8的一端以与轴套8开成组合体,轴套8与蜗轮12的组合体可以在孔5211中转动但不能上下窜动。轴套8中心设有方形孔81,注液螺杆轴6的上端成形为与方形孔配合的方形柄61,方形结构设置,使轴套8在转动时可带动注液螺杆轴6转动。
使用时,通过动力装置,带动摆杆21的摆动,从而通过微动棘轮23带动蜗杆11及蜗轮12转动,再通过蜗轮12带动与其固设的轴套8转动,从而带动注液螺杆轴6转动,将推动注液活塞7向下运动,把药液从针筒本体51的下端开口挤出,从而可以实现药囊活塞的运动和药液的供给。
另外,在本实施例中,例如轮棘23的齿轮数位N,蜗轮12的齿数为M,蜗杆11为单头螺杆,如果摆杆21每次摆动推动一个棘齿运动,那么蜗轮12和轴套8的组合体转动的角度为ω=360°/M·N。如果注液螺杆轴6的螺杆的螺距为T,那么摆杆21每摆动一次,螺杆推动药囊活塞前进的距离为S=T·ω/360。
例如棘轮23的齿数为N=30,蜗轮13的齿数M=48,蜗杆11为单头螺杆,摆杆21每次推动一个棘齿运动,那么摆杆21每摆动一次,将推动蜗轮12转动0.25°。如果注液螺杆轴6的螺距为0.5mm,那么摆杆21每动作一次,活塞7将前进约0.0035mm。
实施例四:
参考图6所示,其公开了微动液体注射器的又一种实施例,其与实施例二相比,不同之处在于:
其还包括有轴套8、复位组件9及减速齿轮组件10,其中:
装配时,轴套8的一端穿过底板521上的孔5211,蜗轮12套设在轴套8的一端以与轴套8开成组合体,轴套8与蜗轮12的组合体可以在孔5211中转动但不能上下窜动。轴套8的中心设有螺纹孔82,其与注液螺杆轴6的外螺纹相啮合,注液螺杆轴6的下端抵在注液活塞7上。在具体实施时,可在注液螺杆轴6与注液活塞7之间设一垫片72。
注液螺杆轴6,其成形为中空螺杆,中心设有方形截面的通孔63。
复位组件9包括:复位杆91和复位马达92;复位杆91成形为截面为方形的杆,复位杆91与注液螺杆轴6内设置的通孔63相配合,复位杆91插设在方形通孔63中。
减速齿轮组件10,其包括有相互啮合的主动齿轮101与从动齿轮102;主动齿轮101与复位马达92相连。从动齿轮102装设在复位杆91的上端。
复位组件9及减速齿轮组件10都装设在连动箱体52的顶板522上。
工作时,复位组件9处于停止状态,摆杆21的摆动通过主动棘爪22推动微动棘轮23转动,同时带动蜗杆11转动,由于蜗杆11与蜗轮12啮合,蜗轮12又与轴套8固定连接,所以随着摆杆21的摆动,将带动轴套8转动一定的角度。由于轴套8中心的螺纹孔82与注液螺杆轴6配合,又由于注液螺杆轴6的中心设有方形截面的通孔63,方形截面的复位杆91与通孔63间隙配合,使得注液螺杆轴6不能转动,因而在轴套8转动的同时,将带动注液螺杆轴6向下运动,通过垫片72推动药囊活塞7向下移动,将药液挤出,实现了药液的微量精确供给。在给药结束后,摆杆21将处于停止状态,复位马达92将转动,由于主动齿轮101与马达25的轴固定连接,同时又与从动齿轮102啮合,从动齿轮102又固定安装在方形截面的复位杆91的上端,因而复位马达92的转动,将带动方形截面的复位杆91同时转动。又由于方形截面轴22与中空螺杆18的方形截面的通孔1801间隙配合,随着方形截面的复位杆91的转动,带动注液螺杆轴6也同时转动。由于注液螺杆轴6与轴套8的螺纹孔82配合,因而随着复位马达92的转动,注液螺杆轴6向上运动,实现了药液供给机构的复位。
以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明,故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰,均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (21)
1.一种精密连动结构,其特征在于,包括微传动组件和蜗轮蜗杆组件,所述的蜗轮蜗杆组件包括与所述的微传动组件相连的蜗杆及与蜗杆相啮合的蜗轮,所述的微传动组件在动力装置的带动下转动,从而带动所述的蜗杆转动,再带动所述的蜗轮转动。
2.根据权利要求1所述的一种精密连动结构,其特征在于,所述的微传动组件设有两组,分别设于所述的蜗杆的两端。
3.根据权利要求1或2所述的一种精密连动结构,其特征在于:所述的微传动组件,其包括有摆杆、主动棘爪及微动棘轮;摆杆一端与动力装置相连,另一端与所述的蜗杆间隙配合;主动棘爪一端设在摆杆上,另一端相抵于微动棘轮的齿间,所述的微动棘轮与蜗杆同轴固定;动力装置带动摆杆摆动,进而连动了主动棘爪推动微动棘轮转动。
4.根据权利要求3所述的一种精密连动结构,其特征在于:所述的微传动组件,其还进一步包括有弹片,所述的弹片一端设于所述的摆杆上,另一端抵在所述的主动棘爪上。
5.根据权利要求4所述的一种精密连动结构,其特征在于:其还包括有用于限定摆杆上下极限位置的限位组件。
6.根据权利要求5所述的一种精密连动结构,其特征在于:所述的限位组件包括设于摆杆上方上限位杆和设于摆杆下方的下限位杆。
7.根据权利要求3所述的一种精密连动结构,其特征在于:其还包括有止回棘爪,所述的止回棘爪也相抵于微动棘轮的棘齿间且所述的止回棘爪的朝向和所述的主动棘爪相反。
8.一种微量液体注射器,其特征在于,其包括注液组件及权利要求1-7任一所述的精密连动结构,所述的注液组件包括针筒组件、注液螺杆轴和注液活塞;所述的注液螺杆轴、注液活塞及精密连动结构,都设于所述的针筒组件内;所述的注液螺杆轴上设有外螺纹;所述的注液螺杆轴在所述的精密连动结构的推动下,带动所述的注液螺杆轴向下运动,通过所述的注液活塞把药液从所述的针筒组件的下端开口挤出。
9.根据权利要求8所述的一种微量液体注射器,其特征在于:所述的注液螺杆轴上的外螺纹与所述的注液活塞轴上的内螺纹相啮合。
10.根据权利要求9所述的一种微量液体注射器,其特征在于:所述的注液活塞内设有防液体渗漏的密封圈。
11.根据权利要求8所述的一种微量液体注射器,其特征在于:所述的注液螺杆轴的下端设有台阶,所述的针筒组件的下端设有与所述的台阶配合的分瓣凸起。
12.根据权利要求8-11任一所述的一种微量液体注射器,其特征在于:其还包括有轴套,所述的轴套与所述的精密连动结构的蜗轮固设,所述的轴套与所述的注液螺杆轴相配合,注射时,所述的轴套与蜗轮一起转动,带动所述的注液螺杆轴转动。
13.根据权利要求12所述的一种微量液体注射器,其特征在于:所述的轴套中心设有方形孔,所述的注液螺杆轴的上端成形为与所述的方形孔配合的方形柄。
14.根据权利要求8所述的一种微量液体注射器,其特征在于:其还包括有轴套,所述的轴套中心设有螺纹孔,所述的注液螺杆轴的外螺纹与所述的轴套中心的螺纹孔相啮合,所述的注液螺杆轴的下端抵在所述的活塞上。
15.根据权利要求14所述的一种微量液体注射器,其特征在于:其还包括有垫片,所述的垫片设于所述的注液螺杆轴与活塞之间。
16.根据权利要求8所述的一种微量液体注射器,其特征在于:所述的针筒组件,其包括针筒本体及连动箱体,液体装设在所述的针筒本体内,权利要求1-7任一所述的精密连动结构装设在所述的连动箱体内。
17.根据权利要求16所述的一种微量液体注射器,其特征在于:所述的连动箱体包括底板、顶板、前侧板和后侧板;所述的底板与针筒本体相连,所述的底板上设有孔,所述的蜗轮设于底板上;所述的蜗杆的轴两端分别间隙安装在所述的前后侧板上,所述的止回棘爪也装设在所述的底板上。
18.根据权利要求17所述的一种微量液体注射器,其特征在于:其还包括有使所述的注液螺杆轴回复位置的复位组件,所述的复位组件装设在所述的顶板上。
19.根据权利要求18所述的一种微量液体注射器,其特征在于:所述的复位组件包括:复位杆和复位马达;所述的复位杆与所述的注液螺杆轴相配合,所述的复位马达连动复位杆转动,所述的复位杆带动所述的注液螺杆轴转动。
20.根据权利要求19所述的一种微量液体注射器,其特征在于:所述的复位杆成形为截面为方形的杆,所述的注液螺杆轴内设有与该复位杆形状相配合的方形孔,所述的复位杆插设在所述的方形孔中。
21.根据权利要求20所述的一种微量液体注射器,其特征在于:所述的复位组件还进一步包括有减速齿轮组件,所述的复位马达通过减速齿轮组件,带动所述的复位杆转动。
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