CN110882438B - 一种可用于急救的高速输液泵及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种可用于急救的高速输液泵及其使用方法，包括显示功能区、机械传动动力区、输液泵平动压管装置区以及电气连接控制区；显示功能区包括显示屏、矩阵键盘，机械传动动力区包括驱动电机、凸轮轴座、传动杆、齿轮及皮带，电气连接控制区包括充电电池、电路板、单片机及电源插座；输液泵平动压管装置区包括塔簧，塔簧安装于盖板内部，盖板与泵片相对设置，泵片从左到右依次前后摆动呈现出波浪形动作；本发明填补了市场上高速泵的空白，将通常2000ml/h的输液速度提高至6000ml/h，创造性的使用平动压管装置解决了高流速、长时间输液精度不能保证问题，为挽救危重病人生命、采取急救措施具有极大的实用性。

Description

一种可用于急救的高速输液泵及其使用方法

技术领域

本发明属于医用输液设备领域，特别是涉及一种可用于急救的高速输液泵及其使用方法。

背景技术

目前国内输液泵输液流速基本在2000ml/h以内，高速输液泵属于国内空白，控制输液流速的结构包括电机和压管装置，现有技术中的输液泵压管装置在输液泵泵门上设有长方形的凹槽，长方形凹槽长度方向的槽壁上设有连接孔，在长方形凹槽内装有盖板，盖板两端分别通过紧固限位件紧固在长方形凹槽内，盖板上设有连接孔位置用来固定连接轴，连接轴穿装在连接孔内，盖板内设有弹性装置，上述压管装置结构复杂，零件安装困难，至少需要4个柱簧和各种限位结构，而且盖板体积很大，成本高，由于4个柱簧在盖板两端，使得管路受力不均，导致输液管路受力变形程度大、管路弹性恢复时间长，不能保证输液泵的输出流速及长时间输液的精度，从而不能满足急救输液的需要，对于医学上户外急救、高速输血等措施不能产生积极有力的效果。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的输出流速慢、不能保证长时间输液精度以及不能及时挽救危重病人的问题，本发明设计了一种可用于急救的高速输液泵及其使用方法，

具体技术方案如下：

一种可用于急救的高速输液泵，包括显示功能区、机械传动动力区、输液泵平动压管装置区以及电气连接控制区，

所述显示功能区包括显示屏、矩阵键盘，所述矩阵键盘用于控制输液泵的各项功能并可实时通过显示屏将输液泵的被控制状态或运行状态进行显示；

所述机械传动动力区包括驱动电机、凸轮轴座、传动杆、齿轮及皮带，所述驱动电机通过传动杆上的齿轮以皮带传动连接的方式将动力传送至安装于传动杆上的凸轮轴座，为泵片提供动力供给；

所述电气连接控制区包括充电电池、电路板、单片机及电源插座，所述单片机焊接于电路板并控制整个输液泵装置，所述充电电池为整个输液泵装置提供电力或直接通过外部小型电源适配器直连电源插座的方式进行供电；

所述输液泵平动压管装置区包括塔簧，所述塔簧安装于盖板内部，并通过螺丝固定于拨叉上，所述盖板安装于门体的侧面减震凹坑内，所述拨叉和门体通过门轴穿装在凸轮轴座上，所述盖板与泵片相对设置且在两者之间布置管路，所述泵片与凸轮轴座相连接，所述泵片上端布置有具备锁紧功能的门钩，左侧布置有止液闸板和气泡传感器，右侧布置有压力传感器和开门拨块，所述泵片从左到右依次前后摆动可呈现出波浪形推进运动。

优选的，所述显示屏、矩阵键盘、驱动电机的控制电路分别与电路板相连接，并通过螺丝将电路板固定在输液泵壳体上。

优选的，所述驱动电机的运转模式由单片机控制。

优选的，所述矩阵键盘的按键包括数字0-9，开机/关机、开始、确认、停止、更改及二次快推。

优选的，所述输液泵的输液模式包括容量模式、时间模式、体重模式、间断模式、时辰模式、滴数模式。

优选的，所述泵片的数量为12个。

优选的，所述塔簧包括一个筋顶，两个减震凹坑和两个肩；所述筋顶的左右两侧各设置有一个所述减震凹坑，两个减震凹坑的外侧各设置有一个肩，所述减震凹坑和肩相对于筋顶的纵向轴线分别与另一侧的减震凹坑和肩呈对称分布，所述肩的外侧边缘各设置有一个固定孔，位于筋顶一侧的肩、减震凹坑共同开设有一体成型的槽，所述槽相对于筋顶的纵向轴线与另一侧的槽呈对称分布；所述筋顶的高度大于所述肩的高度，并位于所述塔簧中间最高凸起处，整体呈现出三拱形桥式设计。

优选的，所述塔簧的材质为60Si2Mn。

优选的，所述塔簧的加工工艺流程包括成型、热处理及防锈；所述成型步骤为采用一体成型的模具加工制作，所述模具采用激光切割方式，经矩形金属板开槽折弯成型；所述热处理步骤为淬火温度870℃±20℃，油冷，再经回火480℃±50℃；所述防锈工艺采用的是水溶性防锈油脂，使用浸涂方式，经热处理后进行表面清理，常温下浸泡在防锈油里12小时后取出晾干。

优选的，所述热处理步骤还包括球化退火，所述球化退火首先采取850度加热，而后进行油冷淬火，最后采用短时间等温球化工艺，即800±10℃度加热25分钟，急冷到700±10℃保温1小时，以30-50℃每小时的速度炉冷至600℃出炉。

优选的，所述所述回火温度要依据模具零件的硬度要求进行选择，即模具零件硬度46HRC，温度设置400℃，模具零件硬度40HRC，温度设置500℃，模具零件硬度34HRC，温度设置600℃，避开300℃左右的回火脆性区。

优选的，所述使用方法包括如下步骤：

S1、点击开机键，使输液泵进入工作状态，显示屏显示上一次使用的输液器品规；

S2、若本次与上次使用的输液器品规相同，可直接点击确认键选取，若不同，可通过矩阵键盘上的上下按键调节本次所需要的输液器品规进行选取确认；

S3、打开输液泵门体，拨开止液闸板，将输液器管路按左进右出的顺序置于止液闸板与气泡传感器内，拉直管路，关闭锁紧门体；

S4、选择适合当前患者的输液模式，通过数字键输入输液容量和输液速度，点击开始键进行高速输液工作。

本发明的有益效果：

1.本发明的压管装置结构简单，零件安装便捷，挤压管路时受力均匀，不易导致输液管路受力变形程度大，可准确的保证输液泵的输出流速及长时间输液的精度要求。

2.本发明采用高规格，长寿命的塔簧技术以及改进优良的波浪式运动推进泵片，填补了国内高流速输液泵的空白，将现有技术中不及2000ml/h的流速提升至6000ml/h，为医学上户外急救、高速输血提供了极大的实用价值，对于挽救危重病人生命做出了重要贡献。

3.本发明采用一个塔簧替代现有技术中四个柱簧的弹性设计，在保证盖板转轴转动灵活性的前提下，使得盖板的体积大幅度减小、节省材料、降低成本，同时简化结构使得安装方便。

4.本发明的高速输液泵在低流速下也能保持静脉给药的精度，使得急救输液泵在平时可以作为静脉输液泵使用，免去了急救装置日常的特别维护工作。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的平动压管装置结构示意图；

图3为本发明的驱动电机传动原理示意图；

图4为本发明的盖板和塔簧装配位置示意图；

图5a为本发明的塔簧结构示意图；

图5b为本发明的塔簧结构设计参考尺寸主视图；

图5c为本发明的塔簧结构设计参考尺寸左视图；

图5d为本发明的塔簧结构设计参考尺寸俯视图；

图5e为本发明的塔簧结构设计参考尺寸A-A向剖视图。

图中：1、显示屏；2、矩阵键盘；3、门体；4、止液闸板；5、气泡传感器；6、泵片；7、门钩；8、压力传感器；9、开门拨块；10、门轴；11、拨叉；12、塔簧；13、盖板；14、驱动电机；15、凸轮轴座；16、传动杆；17、齿轮；18、皮带；19、筋顶；20、肩；21、减震凹槽；22、固定孔。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1至图4所示，本发明一种可用于急救的高速输液泵，包括显示功能区、机械传动动力区、输液泵平动压管装置区以及电气连接控制区，各区详细布置如下：

显示功能区主要包括显示屏1以及矩阵键盘2，设置于输液泵平动压管装置区的上方，显示屏1和矩阵键盘2安装于输液泵内部一体化设计的电路板上，主要功能是负责和所使用人员的人机交互功能，矩阵键盘2用于控制输液泵的各项功能并可实时通过显示屏1将输液泵的被控制状态或运行状态进行显示，矩阵键盘2上设置数字0-9、开机/关机、开始、确认、停止、更改及二次快推等按键，或依据输液泵的功能进行其它按键功能的拓展。

机械传动动力区主要包括驱动电机14、凸轮轴座15、传动杆16、齿轮17及皮带18，驱动电机14为整个输液泵提供动力输出，并通过传动杆16上的齿轮17以皮带传动连接的方式将动力传送至安装于传动杆16上的凸轮轴座15，凸轮轴座15与泵片6相连接，为泵片6提供动力供给，驱动电机14的电力供给可来源于大容量充电电池或直接通过外部小型电源适配器的方式进行供电，传动方式相应的可替换为链条传动或齿轮传动，因各种传动方式均有利弊，选择最适合当前输液泵工作模式的即可，驱动电机14的类型选择可为小功率级伺服电机，驱动电机14的运转模式需通过安装于电路板上的单片机进行控制，整个机械传动动力区布置于输液泵的内部，驱动电机14固定在安装脚板上，通过输液泵外壳进行封装。

特别的，为便于理解及实施，将凸轮轴座15与泵片6的连接方式作详细论述：凸轮轴座15上设置有3个定位孔，并通过定位孔固定在输液泵前壳体上，凸轮轴座15的两侧面还设置有圆形孔，圆形孔内装有轴承，在每两个轴承中间穿装一个凸轮方轴，凸轮方轴上按特定顺序安装12个凸轮，凸轮数量跟随泵片6数量而定，凸轮上套着泵片；凸轮方轴的一边伸出凸轮轴座15，在伸出的部分装有信号板和齿轮17，信号板和光耦配合用来测试驱动电机14转速，最后齿轮17和驱动电机14通过皮带18连接进行传动。

电气连接控制区主要包括充电电池、电路板、单片机及电源插座，采用一体化式电路板，将单片机焊接于电路板从而控制整个输液泵装置，单片机类型可选择为4位、8位、16位、32位等，编程语言包括C语言、C++、JAVA等，以适合当前工作模式的单片机类型即可，本发明单片机类型选择为8位，C语言控制，并通过语言编程将输液泵设置为具备容量模式、时间模式、体重模式、间断模式、时辰模式、滴数模式等多功能一体的输液模式；充电电池可作为整个输液泵装置的备用电力，满足户外使用的需求，也可通过电源适配器及时进行充电，其中，在电路设计上，本发明的驱动电机14的控制电路连接电路板，工作电路连接大容量充电电池，电路板上布置矩阵键盘2、单片机、显示屏1等用于输液泵稳定工作的元器件，使用螺丝固定于输液泵壳体内部，通过充电电池或电源适配器为电路板进行供电。

输液泵平动压管装置区包括塔簧12，塔簧12安装于盖板13内部，并通过螺丝固定于拨叉11上，盖板13安装于门体3的侧面减震凹坑内，拨叉11和门体3通过门轴10穿装在凸轮轴座15上，盖板13与泵片6相对设置且在两者之间布置管路，泵片6安装于凸轮轴座15上，泵片6的数量采用为6-20个，根据管路或应用领域进行合理布置，泵片6上端布置有具备锁紧功能的门钩7，左侧布置有止液闸板4和气泡传感器5，右侧布置有压力传感器8和开门拨块9。

如图5a至图5e所示，塔簧12包括一个筋顶19，两个减震凹坑21及两个肩20，筋顶19与两个肩20之间各设置有一个减震凹坑21，减震凹坑21和肩20通过筋顶19的纵向轴线分别与另一侧的减震凹坑21和肩20呈对称分布，肩20的边缘各设置有一个固定孔22，肩20、减震凹坑21和筋顶19共同开设有一体成型的槽，槽通过筋顶19的纵向轴线与另一侧的槽呈对称分布，整个塔簧的铸造材质为60Si2Mn，筋顶19的高度大于两侧的肩20的高度，使塔簧12整体呈现出三拱形桥式设计。

塔簧的生产加工工艺主要包括成型，热处理及防锈，各项详细步骤如下：

成型为采用一体成型的模具加工制作，模具根据图纸尺寸采用激光切割方式，经矩形金属板开槽折弯成型。

热处理步骤为淬火温度870℃±20℃(60Si2Mn钢淬火温度正常取850度～870度)，油冷；再经回火480℃±50℃(特殊需要时温度可取480℃±30℃)；其中热处理步骤比较重要的步骤还包括球化退火，球化退火首先采取850度加热，而后进行油冷淬火，最后采用短时间等温球化工艺，即800±10℃度加热25分钟，急冷到700±10℃保温1H，以30-50℃/H的速度炉冷却至600℃出炉，可获得理想的球化组织。回火温度要依据模具零件的硬度要求进行选择，即模具零件硬度46HRC，温度设置400℃，模具零件硬度40HRC，温度设置500℃，模具零件硬度34HRC，温度设置600℃，避开270-330℃左右的回火脆性区，因塔簧要求有较高韧性、要求尺寸稳定性好，回火温度控制在250度左右，硬度为45～55HRC。

防锈工艺采用防锈脂喷涂工艺，弃用传统工艺的化学腐蚀和金属保护膜工艺，以生成一种表面化学保护层，既不会增加产品的脆性，产品也不容易变形。

实施例1：

如图2至图5e所示的实施例，矩阵键盘2设置有20个物理按键，分别为0-9数字按键(数字键2468分别还控制上下左右功能)、信息键、小数点键、开机键、关机键、开始键、确认键、停止键、更改键、二次键、快推键，采用小功率级伺服电机，并将伺服电机的控制电路连接至电路板，皮带传动带动凸轮轴座15运动的方式，单片机类型选择为8位，C语言编程控制，且泵片6的数量采用为12个，这样设计是为了在最后一个泵片6抬起来的时候，第一个泵片6可以压在管路上，从而保证管路内地液体不会回流。塔簧12设计的详细数据参见图5b-图5e实现的方式，输液模式设置为滴数模式，安装好输液管路，关上输液泵门体3，此时泵片6会产生从左到右的波浪形动作，因盖板13与塔簧12嵌入式装配设计，且塔簧12具备一定的弹力，盖板实际是实时处于浮动效果的，当泵片6来回翻转时，因泵片6与盖板13相对设置，此时泵片6会和盖板13挤压管路和释放管路，经过一连贯的频繁挤压和释放，产生泵送动力，可将管路中的药物或其它医用物品快速、精确的输送到患者体内，通过泵片6的翻转和盖板13的挤压实际相当于对管路中的液体起到了一个电动的推力作用，当管路中无液体助推时，被压力传感器8和气泡传感器5捕捉到，输液泵会自动停止，并响起警报声，报警灯闪烁同时显示屏1上显示液体停止字样，当输液管路中出现气泡时，被气泡传感器5捕捉到，为防止气泡对人体产生伤害，输液泵会自动停止，通过止液闸板4停止管路中液体的供给，并响起警报声，报警灯闪烁同时显示屏1上显示气泡报警字样，若输液完成，输液泵会自动跳转至KVO流速(默认是1ml/h，可在0.1-5ml/h范围内自动设置)，以防止液体回流。

特别的，泵片6实际是从左到右依次前后摆动，整体呈现出波浪效果，起到一层层的往人体方向的推进，泵片6不可随意摆动，必须遵循一定的规律合理助推，通过驱动电机14转动带动泵片6的前后摆动，经过软件可控改变驱动电机14的转速，从而改变泵片6的速度，起到设置不同的流速。塔簧12安装在盖板13内，盖板13和泵片6挤压管路，塔簧12提供盖板13的支撑力，输液泵的控制芯片是单片机。

当使用该高速输液泵时，先点击开机键，使输液泵进入工作状态，屏幕显示上一次使用的输液器品规；如果本次与上次使用的输液器品规相同，可直接点击确认键选取，如果不同，通过上下键调节本次所需要的输液器品规进行选取确认；再将输液器管路置于泵片6与盖板13之间，关闭锁紧门体3；选择适合当前患者的输液模式，进行高速输液工作，输液过程中出现异常时，本发明的高速输液泵可及时捕捉到相关信号进行报警作业，在输液过程中还可暂停调节各类输液模式，且具备快推功能，当需要更换管路中的药物时，点击停止，更换后可继续进行快推作业，功能多样化，适合各类医务工作者。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种可用于急救的高速输液泵，包括显示功能区、机械传动动力区、输液泵平动压管装置区以及电气连接控制区，所述高速输液泵的输液流速最高为6000ml/h；

所述显示功能区包括显示屏、矩阵键盘，所述矩阵键盘用于控制输液泵的各项功能并可实时通过显示屏将输液泵的被控制状态或运行状态进行显示；

所述机械传动动力区包括驱动电机、凸轮轴座、传动杆、齿轮及皮带，所述驱动电机通过传动杆上的齿轮以皮带传动连接的方式将动力传送至安装于传动杆上的凸轮轴座，为泵片提供动力供给；

所述电气连接控制区包括充电电池、电路板、单片机及电源插座，所述单片机焊接于电路板并控制整个输液泵装置，所述充电电池为整个输液泵装置提供电力或直接通过外部小型电源适配器直连电源插座的方式进行供电；

其特征在于，所述输液泵平动压管装置区包括塔簧，所述塔簧安装于盖板内部，并通过螺丝固定于拨叉上，所述盖板安装于门体的侧面减震凹坑内，所述拨叉和门体通过门轴穿装在凸轮轴座上，所述盖板与泵片相对设置且在两者之间布置管路，所述泵片与凸轮轴座相连接，所述泵片上端布置有具备锁紧功能的门钩，左侧布置有止液闸板和气泡传感器，右侧布置有压力传感器和开门拨块，所述泵片从左到右依次前后摆动可呈现出波浪形推进运动；所述泵片的数量为6-20个；

所述塔簧包括一个筋顶，两个减震凹坑和两个肩；所述筋顶的左右两侧各设置有一个所述减震凹坑，两个减震凹坑的外侧各设置有一个肩，所述减震凹坑和肩相对于筋顶的纵向轴线分别与另一侧的减震凹坑和肩呈对称分布，所述肩的外侧边缘各设置有一个固定孔，位于筋顶一侧的肩、减震凹坑共同开设有一体成型的槽，所述槽相对于筋顶的纵向轴线与另一侧的槽呈对称分布；所述筋顶的高度大于所述肩的高度，并位于所述塔簧中间最高凸起处，整体呈现出三拱形桥式设计，所述塔簧的材质为60Si2Mn；所述筋顶、肩及减震凹坑三者到底部的高度比为13.7:10.7:3，所述槽的开槽最大处与开槽最小处的宽度比为4.5:3；

所述矩阵键盘设置有20个物理按键，所述矩阵键盘的物理按键包括数字0-9键，信息键、小数点键、开机键、关机键、开始键、确认键、停止键、更改键、二次键及快推键；所述数字2、4、6、8键还分别具备控制上、下、左、右功能，所述输液泵的输液模式包括容量模式、时间模式、体重模式、间断模式、时辰模式、滴数模式；

所述驱动电机为小功率级伺服电机，所述驱动电机的运转模式利用单片机进行控制；所述显示屏、矩阵键盘、驱动电机的控制电路分别与电路板相连接，并通过螺丝将电路板固定在输液泵壳体上；

所述塔簧的加工工艺流程包括成型、热处理及防锈；所述成型步骤为采用一体成型的模具加工制作，所述模具采用激光切割方式，经矩形金属板开槽折弯成型；所述热处理步骤为淬火温度870℃±20℃，油冷，再经回火480℃±50℃；所述防锈工艺采用的是水溶性防锈油脂，使用浸涂方式，经热处理后进行表面清理，常温下浸泡在防锈油里12小时后取出晾干；

所述回火温度要依据模具零件的硬度要求进行选择，即模具零件硬度40HRC，温度设置500℃。

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