CN1097632A - 便携式微量泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式微量泵，其特点是由注 射器、隔离注射器仓、形推片、控制仓和电池仓组成 的。注射器仓的两端有开槽，可固定注射器；电池仓 在其旁，电池仓另端为控制仓，控制仓中有微电机、定 位盘、丝杆等部件，红外发射管与接收管分布在定位 盘两边；采用印刷电路板和集成电路，有控制键；所有 部件均在外壳10内。本发明体积小，便于携带，使用 方便，不影响病员的生活与工作；此外，储药液量大， 注射时间随意可调，可定时或连续注射。

Description

本发明涉及一种便携式微量泵，它属于药液的自动注射装置领域。

目前，有一部分患者需要每日定时定量注射药液，如糖尿病患者注射胰岛素，癌症患者注射抗癌剂，难产产妇注射催产剂等等，其特点是为维持体内的药含量，必须定时、定量进行注射;注射的方式有三种：一种是使用注射器，每次注射量很少，但每次均需对针头、病人皮肤消毒，较比麻烦，且注射时间间隔长、药量在体内呈波浪状不均衡，对病人不利;第二种是用静脉滴注，虽然药量较平均地注入患者体内，但不便于患者活动;第三种是使用固定式微量泵，具体做法是利用电机带动蠕动泵或柱塞泵向患者体内输送药液，因固定式微量泵体积大，只能用于固定场合，限制了病员的活动。

本发明的目的是要提供一种便携式微量泵，它不仅装药量大，且定时精确，使用方便，病员可自由活动。

本发明的目的是这样实现的：一种便携式微量泵，它有一次性注射器，输液软管2、和针头1，还有隔离注射器仓11，其两端有开槽12、14;中间装隔板9、16;

型推片15下部呈倒凹型，其下部嵌入螺母19中的开槽中;控制仓17在注射器仓11侧，其一端有微电机23，电机轴与定位盘21、丝杆18固定在一起，定位盘21有缺口26，定位盘圆周有间隔72°的5个小槽，每次注射量为12.5ml，红外发射管20及接收管22分布在定位盘21的两边;控制电路印刷电路板25设在面板24与中隔板27之间，控制键28固定在面板24上;使用专用定时集成电路DNL9203、延时电路、选择开关K6和拨码开关BK1、BK2;上述部件设在机壳10内。控制仓17另侧为电池盒8。延时电路由IC3-4、R14、C4和RC4-7组成。

由于采用上述方案，本发明产品体积小，便于携带，病员可恢复正常的工作、学习与生活;储药液量大，可达5ml（200单位），可减少补充药液的次数;注射时间间隙可调，由1分钟至99分钟，以1分钟为一间隔调整;注射时间间隔设定简单、方便，且不受停电的影响;具有连续注射功能，可作为静脉注射助力器使用，药液可连续、缓慢地输出;本产品适用于糖尿病、癌症、红斑狼疮等患者使用，也适用于需长期注射低剂量药液的其它病人。

下面通过附图与实施例对本发明进一步详细说明。

图1是公知一次性注射器参考图。

图2是本发明实施例结构剖视图。

图3是图2的A-A面右视断面图。

图4为定位片21形状图。

图5是推片15与带槽螺母联接示意图。

图6是电原理图。

图中：1针头，2输液软管，3一次性注射器头，4注射器筒，5橡皮活塞，6尾翼，7注射器尾部，8电池仓，9、16横隔板，10外壳，11注射器仓，12、14槽，13上盖板，15

型推片，17控制仓，18丝杆，19螺母，20红外发射管，21定位盘，22接收管，23电机，24面板，25印刷电路板，26缺口，27中隔板，28控制按键。

参见图1;为一次性注射结构图。在注射器筒4内储存药液，在其前部可套上输液软管2，软管2头部装针头1，后部是尾翼6，注射器推杆头部为橡皮活塞5。

如图2～5所示，本装置有外壳10，电池仓8设在左下方。横隔板9、16、与中隔板27围出一个空间，是注射仓11（图3）;注射器仓11在上方后半部，其余空间为放置控制电路及执行机构的控制仓17，;在注射器仓11两端有槽12、14，用于固定一次性注射器。

型推片15的下部为倒凹型，螺母19外沿有一槽，推片15下部可嵌入其中（图2）;电机23的轴与定位盘21、丝杆18固定在一起，定位盘上有5个缺口26，在圆周上间隔72°分布（图4）。红外发射管20及接收管22设在定位盘11的两边。控制电路印刷电路板25在面板24与中隔板27之间，控制按键28设在面板24孔内。机壳10容纳上述部件，机壳10顶端三面稍长，且有凹槽，透明上盖板从右侧推入，可将一次性注射器与外界隔离。

如图6所示，本发明电路中采用如下元件：

名称        序号        目的与作用

电阻        R1        晶体管T1的负载电阻

电阻        R2        反馈电阻

电阻        R3        发光管LED1限流电阻

电阻        R4        与电容C1构成微分电路

电阻        R5        上拉电平电阻,维持IC2-1输入端为高电平。与C5

形成微分电路

电阻        R6        上拉电平电阻,维持IC2-2输入端为高电平。与C2

形成微分电路

电阻        R7        OC门IC4-2负载电阻

电阻        R8        上拉电平电阻、维持IC2-3输入端为高电平。与C3

共同构成自动清零电路

电阻        R9        上拉电平电阻,维持IC2-4输入为高电平

电阻        R10        OC门IC4-5的负载电阻

电阻        R11        OC门IC4-6的负载电阻

电阻        R12        红外接收管T4负载电阻

电阻        R13        红外发光管LED4限流电阻

电阻        R14        与C4共同确定延时时间

电阻        R15        发光管LED2、LED3限流电阻

电容        C1        与电阻R4共同形成微分电路

电容        C2        与电阻R6共同形成微分电路

电容        C3        与电阻R8共同形成自动清零电路

电容        C4        与电阻R13构成延时电路

电容        C5        与电阻R5一起形成微分电路

发光管        LED1        显示整机处于正常计时工作状态

发光管        LED2        显示电机M反转、进入退出工作状态

发光管        LED3        显示电机M正转,进行注射

发光管        LED4        自动定位电路光源

晶体管        T1        与晶体QL、电阻R1、R2组成振荡电路,产生高

精度计时脉冲

晶体管        T2        与IC4-4组成电机M反转光电子开关

晶体管        T3        与IC4-3组成电机M正转光电子开关

红外接收管        T4        自动定位电路接收器

二极管        D1        隔离二极管,由R5、C5产生的负脉冲对R8、C3置

零电路不产生影响,而R8、C3置零电路可作用于IC

2-1及IC2-3

二极管        D2        续流二极管,电机M停转时,保护IC4-4

二极管        D3        续流二极管,电机M停转时,保护IC4-3

专用定时集成电路        IC1        产生定时收S(秒)、M(分)信号,在十

进制拨码开关控制下,产生定时信号Q

集成电路        IC2-1、IC2-2        共同组成R-S触发器

集成电路        IC2-3、IC2-4        共同组成R-S触发器

集成电路        IC3-1        提供晶体管T2开/关电平

集成电路        IC3-2        控制IC3-1及IC3-4

集成电路        IC3-3        提供晶体管T3开/关电平

集成电路        IC3-4        提供R13、C4延时电路信号电平

集成电路        IC4-1        控制发光管LED1通断

集成电路        IC4-2        电平转换提供R6、C2微分电路信号

集成电路        IC4-3        与T3组成控制电机M正转电子开关

集成电路        IC4-4        与T2组成控制电机M反转电子开关

集成电路        IC4-5        将IC4-6输出作电平转换

集成电路        IC4-7        控制红外发光管LED4通断

拨码开关        BK1        加在定时集成电路IC1的I1-I4脚上,确定定

时的个位值

拨码开关        BK2        加在定时集成电路IC1的I5-I8脚上,确定定

时的十位值

按钮开关        K1        总控制开关,按下它,K2、K3、K4方能起作用,

避免误动作

按钮开关        K2        加注开关,在按下K1的同时,按下K2,可增加一

次注射

按钮开关        K3        复位开关,在按下K1的同时,按下K2可使整个系

统处于初始状态,放开K1或K2,计数器开始计数

按钮开关        K4        反转控制开关,在按下K1的同时,按下K4电机M

开始反转

微动开关        K5        定位开关,在电机M反转时,推片退到初始位置碰到

K5时,自动停转

拨动开关        K6        转换功能,定时注射/连续注射

直流电机        M        推动注射器的动力

石英晶体        QL        精确定时基准

蜂鸣器        S        电机M正转时,推动注射器,发声提示用户。每注射

一次响一次,加注时可根据声响的次数计数

定时器使用专用定时集成电路IC1，型号为DNL9203。主要用于确定两次注射的时间间隔。其工作原理为：由晶体管T1、电阻R1、R2和石英晶体QL与IC1的内电路（XT与XT）共同组成了振荡频率为每秒32768赫兹的振荡器。经IC1内部分频，产生了秒信号S和分信号M，分别由S和M输出。秒信号S经过IC4-1驱动发光管LED1、每秒闪一次，作为定时工作状态指示。分信号M每分钟电平变化一次，该方波的下降沿由R4和C1组成的微分电路，通过CL端耦合到IC1内可予置计数器中。IC1内可予置计数器的预置值，由十进制拨码开关BK1和BK2确定，当计数值与予置值一致时，Q端输出一个高电平。R端为清除端，当R端输入低电平时，IC1内部除振荡器外，其余部分均停止工作，秒信号S分信号M均为低电平。当R恢复到高电平时，IC1又开始工作。

计时/注射控制是由IC2-1与IC2-2组成的R-S触发器，在通电瞬间，由于电容C3两端电压不能跃变，维持较长时间的低电平，通过二极管D1、IC2-1的一输入端为低电平，输出端为高电平，IC1的R端为高电平进入计时状态。同时IC2-2输出为低电平，将IC3-2输入端置为低电平，经IC3-1反相后，T2基极为低电平，T2截止。当IC1计数时达到了定的时间，Q端电平由低变高，经IC4-2反相后，成为一由高到低的变化，其下降沿经R6、C21组成的微分电路，耦合到IC2-2的一输入端，使R-S触发器翻转，IC2-1输出由高变低，使IC1的R为低电平，IC1停止工作。IC2-2输出由低变高，使IC3-2输入端为高电平，当IC3-2另一输入端为高电平时，其输出端为低电平，经IC3-1反相，给T2基极一个高电平，T2导通，使电机M开始工作，进行注射。

在IC1正常计数时，当需要附加注射时，可从按下K1和K2键，使IC4-2输出端为低电平，R-S触发器翻转，进行前述的一个注射过程。

电机控制与驱动是由IC2-3和IC2-4组成的另一个R-S触发器是对电机旋转方向进行控制。在通电的瞬间，由于C3两端电压不能跃变，维持较长时间的低电平，使IC2-3输出为高电平，同时加到IC2-2、IC4-4、IC3-3的输入端。当IC3-2另一端为低电平时，虽然IC4-4输出端为低电平，由于T2截止，电机M无电流通过，不工作。IC3-3输出端均为低电平，T3基极为低电平截止。当IC3-2两输入端均为高电平时，T2导通，电流由V_cc→T2→M→IC4-4→地流通，电机正转进行注射。当同时按下K1、K4、IC2-4输出端为高电平，IC2-3输出端为低电平，此时IC4-3输出端均为低电平，IC3-3输出为高电平，而IC4-4、IC3-2输出端均为高电平，T2截止，T3导通，电流由V_cc→T3→M→IC4-3→地流道，电机M反转，图二中推片15与注射器推杆尾端7脱离接触。当推片15退到端点，接通K5，R-S触发器翻转，电机停止反转，进入初始状态，在电机反转过程中，若同时按下K1、K3，也可使电路进入初始状态。在电路中D2、D3是为保护IC4-3、IC4-4不被电机关断时绕组上的反电动势击穿而设，LED2与LED3分别指示电机M正转或反转的状态，R14为限流电阻。S为蜂鸣器，当电机正转时，由于IC4-4输出端为低电平，使S导通，发声，指示用户，正在注射。

定位信号的产生与连续注射的原理：由图2可见，红外发光管20（LED4）和接收管22（T4）分别位于定位片21两边，当定位片上开槽26与发光管20，按收管22不在一条直线上时，LED4发出的光不为T4所接收，T4内阻很大，与R12分压后，输出端为一高电平，经IC4-6、IC4-5放在，仍为高电位。当发光管20，开槽26与接收管22在一直线上时，T4收到LED4发出的光线，内阻降低，经与R12分压，输出电压降低，经IC4-6、IC4-5放大后，IC4-5输出为一低电平，该电平的变化，经R5、C5微分电路耦合，送入IC2-1的输入端使IC2-1和IC2-2组成的R-S触发器器翻转，IC2-2输出为低电平，关闭门IC3-2使IC3-1输出为低电平，电机停转，从而达到定位的目的。

由IC3-4、R14、C4、IC4-7组成的定时电路作用在于当IC1输出Q发出一个计时时间到的信号时，IC4-2输出由高变低，由前所述，电机M开始正转。此时，电机M正于上一次注射完毕的定位位置上，LED4、T4与定位器21的开槽26仍在一条直线上，若此时LED4发出光线，则电机还未转动，已产生一个定位信号，控制电路已进入定时工作状态了。因此，当电机M正转信号发出时，该延时电路使LED4按通时间延迟，直到定位盘21上开槽26转动一定角度，不与LED4、T4在一直线上时，LED4才导通。这样，只有当下一个开槽转到与LED4、T4在一条直线时，才产生定位信号。另外，在电路处于计时状态时，IC3-2输出为高电平，通过定时电路IC4-7也处于高电平，使LED4无电流通过，可以达到节电的目的。

当开关K6拨到2的位置，LED4无论在何种工作状态下，均无电流通过，即T4无定位信号输出，这样，在进入注射状态时（定时的或加注的）电机M将连续正转，注射器将连续注射。

由于本装置是便携式仪器，必须防止整机误动作，为此，一方面从结构设计上，使按键低于面板，必须专门去按才接触到，另一方面，使用双键控制，也就是说，必须按下K1后，K2、K3、K4才能起作用。其原理K2、K3、K4必须通过K1才能接地起作用。

操作：

患者遵医嘱，根据每日（24小时）需要注入药液的量，计算出每次注射的时间时隔的分钟数，将拨动开关BK1、BK2设置好，装入电池。

按常规，将一次性注射器吸入药液，装上一次性输液软管及针头，排出空气，将注射器放入本装置，头部3即尾翼6分别放入本装置的槽12及14中。按下控制按键K1及加注按键K2，使电机运转，直到推片15与注射器推杆尾部7接触，将针头刺入患者适当部位，进行一次加注，本装置即正式按设定时间间隔进行注射。

此时，IC1内部的定时电路进行计时，IC2-2输出低电平，将门IC3-1封锁，虽然IC2-3输出为高电平，IC3-1输出仍为低电平，由于T2、T3基极为低电平，不导通，电机M上无电流通过，电机M不工作。

当定时电路计数值与KB1、KB2值相符时，IC1输出端Q输出一个高电平，通过IC4-2反向，其下降沿经微分电路R6、C2给IC2-2一个负跳变脉冲，由IC2-1、IC2-2组成的R-S触发器翻转，IC2-1输出为低电平，加的IC2-1的R端，使IC1清零，并停止计数。IC2-2输出为高电平，将门IC3-2打开，IC3-2输出为低电平，IC3-1输出为高电平，T2导通。与此同时，IC4-4输出端为低电平，电机M上电流由V_cc→T2→M→IC4-4→地，形成通路，电机M转动，带动定位盘21、丝杆18转动，螺母19带动推片15移动推动注射器杆移动，橡皮头5推动药液，使药液通过管2、针头1注入患者体内。

当IC3-2输出端由高变低时，该信号通过一改延时、使LED4导通，当定位盘21上的开槽26转动与发光管（LED4）接收管22（T4）一条直线时，T4上有一低电平信号，通过IC4-6、IC4-5放大后，使IC2-1、IC2-2组成的R-S触发器翻转，IC2-1输出端由低变高，IC1的R上为高电平，IC1开始计时，Q由高变低。IC2-2输出由高变低，使IC3-2关闭，IC3-1输出为低电平，T2截止，M上无电流通过。

至此完成了一次定时注射，本装置就这样周而复始的工作。经过24或48小时后，药液基本输送完毕，可重新注入药液，基步骤是，按动按键K1及K4，使电机反转，推片15与注射器推杆尾部7脱离接触，一直退到起始位置，使开关K5接触，退出反转状态，打开上盖13，取出注射器，拨下针头即可从新注入药液。

在使用过程中，除了规定的定时注射，有时还需增加注射，此时可以按动K1和K2，进行加注，每按动一次，注射一次，其过程与定时注射一样。

在某种特触的场合，需要连续注射药液，此时可按前述步骤进行工作，其不同是需将K6开关拨到2处断开，按动K1和K2，即可进入连续工作状态。

Claims (3)

1、一种便携式微量泵，它有一次性注射器，输液软管(2)、和针头(1)，其特征在于：

a、还有隔离注射器仓(11)，其两端有开槽(12)、(14)；中间装隔板(9)、(16)；

型推片(15)下部呈倒凹型，其下部嵌入螺母(19)中的开槽中；控制仓(17)在注射器仓(11)侧，其一端有微电机(23)，电机轴与定位盘(21)、丝杆(18)固定在一起，定位盘(21)有缺口(26)，定位盘圆周有间隔72°的5个小槽，每次注射量为12.5ml，红外发射管(20)及接收管(22)分布在定位盘(21)的两边；

b、控制电路印刷电路板(25)设在面板(24)与中隔板(27)之间，控制键(28)固定在面板(24)上；

c、使用专用定时集成电路(DNL9203)、延时电路、选择开关(K6)和拨码开关(BK1)、(BK2)；

d、上述部件设在机壳(10)内。

2、如权利要求1所述的便携式微量泵，其特征是：控制仓（17）另侧为电池盒（8）。

3、如权利要求1所述的便携式微量泵，其特征是：延时电路由（IC3-4）、（R14）、（C4）和（RC4-7）组成。

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