CN111091737B - 仿真注射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及虚拟现实装置，具体涉及仿真注射器，包括针头部、外筒、封盖组件、活塞柄、活塞推筒、活塞头、螺旋内柱、拨柱组件和深沟球轴承组件，所述针头部设在所述外筒的前端，所述封盖组件设在所述外筒的后端，所述封盖组件的外边沿设有捏边，所述封盖组件的中部设有内套筒，所述内套筒的内侧插装有所述活塞推筒，所述活塞套筒的外侧面设有沿轴向延伸的导向切面，所述内套筒的内侧设有与所述导向切面对应配合接触的摩擦片。本发明通过采用螺旋驱动机构将推拉直线运动转化为旋转运动，通过磁编芯片将旋转运动参数转化为直线运动参数，提高了位移的检测精度和仿真过程的灵敏度。

Description

仿真注射器

技术领域

本发明涉及虚拟现实装置，具体涉及仿真注射器。

背景技术

随着医疗技术的发展，对于医护人员的医疗操作水平要求也越来越高。医务人员常常通过穿刺向人体注入所需的药液、营养液、麻药或其他流体，医学教育学习穿刺的过程中，可以通过穿刺模拟装置，来减少医护人员学习穿刺的时间，提高医护人员的穿刺技能，普通的模拟注射器一般是在多个具有传感器上的模型上进行穿刺，使用维护不方便，易产生各种故障，且模拟注射器本身的模拟精度不高，并不能适用于多种穿刺环境下的模拟过程。因此，现在急需一种能够精准模拟注射器的注入药剂量并具有阻尼感的仿真注射器。

中国发明专利(CN107945638A)公开了涉及医学教学设备技术领域，它包括：模拟训练注射器及微电脑控监测控制器、高仿真人体模型，其特征在于：封堵的针头连接在注射器乳头上，橡胶活塞头与注射器外筒紧密滑动配合，贯通橡胶活塞头的通液接头连接通液管，该管穿过注射阻力调节器后与贮液计量筒连接，高仿真人体模型注常用的20余个肌肉、静脉、神经、关节注射部位，均设有监测电极，并通过导线连接微电脑监测控制器。由此可见，该技术方案能避免注射液体造成故障和异味，微电脑自动监测声-光显示，进针部位错误自动声-光报警，配备多部位模拟训练模块。

中国实用新型专利(CN208985500U)公开了一种仿真注射器或抽液器及虚拟仿真穿刺训练设备，包括：筒体、模拟活塞杆、设置在筒体中并装设在活塞杆且感应活塞杆位移的位移传感器、及安装在筒体一端并传递插入信号的模拟针头、设置在筒体中并连接位移传感器及模拟针头且检测传输活塞杆位移信号及检测传输模拟针头插入或拔出信号的电路板、及相对模拟针头设置在筒体另一端并定位固定位移传感器的针筒盖。由此可见，上述仿真注射器或抽液器及虚拟仿真穿刺训练设备，通过模拟针头来模拟感应针头插入或取出，通过位移传感器感应活塞杆位移从而模拟注射量或取液量，使操作者通过仿真注射器或抽液器模拟操作注射过程或取液过程。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供仿真注射器。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，本发明公开了仿真注射器，包括针头部、外筒、封盖组件、活塞柄、活塞推筒、活塞头、螺旋内柱、拨柱组件和深沟球轴承组件，所述针头部设在所述外筒的前端，所述封盖组件设在所述外筒的后端，所述封盖组件的外边沿设有捏边，所述封盖组件的中部设有内套筒，所述内套筒的内侧插装有所述活塞推筒，所述活塞套筒的外侧面设有沿轴向延伸的导向切面，所述内套筒的内侧设有与所述导向切面对应配合接触的摩擦片，所述活塞套筒的后端固定安装有活塞柄，所述活塞套筒的前端固定安装有活塞头，所述活塞头的中心设有空心孔，所述活塞头的内部沿径向设有贯通式的安装柱孔，所述安装柱孔内固定安装有所述拨柱组件，所述针头部的内侧设有内安装套，所述内安装套内侧安装有所述深沟球轴承组件，所述螺旋内柱的前部通过深沟球轴承组件转动安装在所述内安装套上，所述螺旋内柱的后部穿过所述活塞头的空心孔而位于所述活塞推筒的内部空间，所述螺旋内柱的外侧设有螺旋槽，所述拨柱组件的前端与所述螺旋内柱的螺旋槽配合接触，所述拨柱组件通过平移运动拨动螺旋内柱实现旋转运动，所述螺旋内柱的前端设有磁铁装置，所述内安装套的内侧底部设有与所述磁铁装置相对的磁编芯片，所述磁编芯片用于将检测到的旋转信号转化为平移信号。

进一步，所述针头部的外侧设有外安装套，所述针头部通过所述外安装套与所述外筒的前端固定套接。

进一步，所述封盖组件的前部外侧设有外卡边，所述封盖组件通过所述外卡边与所述外筒的后端固定套接。

进一步，所述活塞头的后侧安装有阻尼压片组件，所述阻尼压片组件的外沿与所述外筒的内壁滑动接触。

进一步，所述螺旋内柱的柱体前部外侧固定套装有螺旋柱固定件，所述螺旋柱固定件上设有锁紧栓孔，所述锁紧栓孔内安装锁紧钉，所述螺旋内柱通过螺旋柱固定件与所述深沟球轴承组件的内圈固定连接。

进一步，所述深沟球轴承组件包括隔环，所述内安装套内侧设有台阶槽，所述隔环安装在内安装套的台阶槽上而实现所述深沟球轴承组件的轴向定位。

进一步，所述针头部内部嵌装有识别芯片，所述识别芯片与所述磁编芯片电性连接，所述针头部的前端设有用作数据传输媒介的音频公头。

进一步，所述拨柱组件的前端呈锥状，所述拨柱组件通过螺纹连接固定旋合在所述安装柱孔内。

进一步，所述针头部的本体、外筒、封盖组件本体和活塞柄采用ABS塑料制作而成。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明通过采用螺旋驱动机构将推拉直线运动转化为旋转运动，并通过磁编芯片将旋转运动参数转化为直线运动参数，提高了位移的检测精度和仿真过程的灵敏度。

(2)本发明所采用电子芯片可将推拉运动实时采集并呈现到计算机上，便于仿真过程的观察研究，具有良好的实时效果；

(3)本发明通过将旋转部件和平移部件紧凑地集成在筒体内部，部件整体的可装配性好，拆装维护方便，提高了装置的使用寿命；

(4)本发明通过将旋转量转换为位移量进行测量，可以克服传统位移电子尺体积过大不方便安装的弊端，为缩小仿真注射器的尺寸提供了可能；

(5)本发明通过采用磁性旋转编码器检测旋转量的方式对注射器活塞柄的直线位移量进行间接测量，能够有效减小间隙误差对模拟仿真过程的影响，从而扩大了仿真注射器的应用范围。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明内部结构示意图；

图3是图2中A位置的局部放大图；

图4是图1除去外筒2后的结构示意图；

图5是本发明封盖组件3的结构示意图；

图6是本发明螺旋内柱7在针头部1上的安装结构示意图；

1-针头部，11-外安装套，12-内安装套，13-磁编芯片，14-识别芯片，15-音频公头；2-外筒；3-封盖组件，31-外卡边，32-捏边， 33-内套筒，331-摩擦片；4-活塞柄；5-活塞推筒，51-导向切面； 6-活塞头，61-阻尼压片组件，62-安装柱孔；7-螺旋内柱，71-螺旋柱固定件，711-锁紧栓孔，72-磁铁装置；8-拨柱组件；9-深沟球轴承组件，91-隔环。

具体实施方式

如图1-6所示，本发明公开了仿真注射器，包括针头部1、外筒2、封盖组件3、活塞柄4、活塞推筒5、活塞头6、螺旋内柱7、拨柱组件8和深沟球轴承组件9，所述针头部1设在所述外筒2的前端，所述封盖组件3设在所述外筒2的后端，所述封盖组件3的外边沿设有捏边32，所述封盖组件3的中部设有内套筒33，所述内套筒33的内侧插装有所述活塞推筒5，所述活塞推筒的外侧面设有沿轴向延伸的导向切面51，所述内套筒33的内侧设有与所述导向切面51对应配合接触的摩擦片331，所述活塞推筒的后端固定安装有活塞柄4，所述活塞推筒的前端固定安装有活塞头6，所述活塞头 6的中心设有空心孔，所述活塞头6的内部沿径向设有贯通式的安装柱孔62，所述安装柱孔62内固定安装有所述拨柱组件8，所述针头部1的内侧设有内安装套12，所述内安装套12内侧安装有所述深沟球轴承组件9，所述螺旋内柱7通过螺旋柱固定件71与所述深沟球轴承组件9的内圈固定连接，从而实现了将螺旋内柱7的前部通过深沟球轴承组件9转动安装在所述内安装套12上，所述螺旋内柱7的后部穿过所述活塞头6的空心孔而位于所述活塞推筒5的内部空间，所述螺旋内柱7的后端自由悬空，所述螺旋内柱7的外侧设有螺旋槽，所述拨柱组件8的前端与所述螺旋内柱7的螺旋槽配合接触，所述拨柱组件8通过平移运动拨动螺旋内柱7实现旋转运动。具体地，当拨柱组件8随着活塞推筒5直线运动时，拨柱组件 8的前端处于螺旋槽中，通过经接触点的切向分力推动螺旋内柱7 在深沟球轴承组件9的约束下旋转，实现了直线运动向旋转运动的转化。

所述螺旋内柱7的前端设有磁铁装置72，在旋转内柱旋转时，磁铁装置72随着旋转内柱同步旋转，所述内安装套12的内侧底部设有与所述磁铁装置72相对的磁编芯片13，同时磁编芯片13包括电路板和磁传感器，磁传感器可检测磁铁装置72的旋转变化信号，电路板用于信号数据的计算与转化，当然对于所属领域技术人员来说，可以采用磁编码器作为检测磁铁装置72相对旋转运动检测的传感装置，也可以采用其他可准确检测旋转信号的传感装置，所述磁编芯片13用于将检测到的旋转信号转化为平移信号，所述针头部1 内部嵌装有识别芯片14，所述识别芯片14与所述磁编芯片13电性连接，所述针头部1的前端设有音频公头15，所述音频公头15形状与注射器针头外形相近，可以用作数据传输媒介。

所述针头部1的外侧设有外安装套11，所述针头部1通过所述外安装套11与所述外筒2的前端固定套接，所述的内安装套12和外安装套11均为所述针头部1本体的结构单元，为一体式结构。所述封盖组件3的前部外侧设有外卡边31，所述封盖组件3通过所述外卡边31与所述外筒2的后端固定套接。所述活塞头6的后侧安装有阻尼压片组件61，所述阻尼压片组件61的外沿与所述外筒2的内壁滑动接触从而获得推拉直线运动的阻尼感。所述螺旋内柱7的柱体前部外侧固定套装有螺旋柱固定件71，所述螺旋柱固定件71 上设有锁紧栓孔711，所述锁紧栓孔711内安装锁紧钉，螺旋柱固定件71通过锁紧钉固定套装在所述螺旋内柱7的柱体前部并随螺旋内柱7同步旋转。所述深沟球轴承组件9包括隔环91，所述内安装套12内侧设有台阶槽，所述隔环91安装在内安装套12的台阶槽上而实现所述深沟球轴承组件9的轴向定位。所述拨柱组件8的前端呈锥状，所述拨柱组件8通过螺纹连接固定旋合在所述安装柱孔62 内。所述针头部1的本体、外筒2、封盖组件3本体和活塞柄4采用ABS塑料制作而成。

实际仿真应用过程中，使用者可压住捏边32并推动活塞推筒5，内部的活塞头6在外筒2的内部沿内壁滑动，活塞推筒5通过螺旋传动副实现对螺旋内柱7的旋转驱动，通过螺旋传动副实现螺旋内柱7的旋转，前部的旋转检测装置检测旋转信号，从而通过旋转运动参数间接放大并反映活塞运动的直线位移参数，实现多应用场景和高要求的模拟仿真注射过程，具有广泛适用性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.仿真注射器，其特征在于：包括针头部、外筒、封盖组件、活塞柄、活塞推筒、活塞头、螺旋内柱、拨柱组件和深沟球轴承组件，所述针头部设在所述外筒的前端，所述封盖组件设在所述外筒的后端，所述封盖组件的外边沿设有捏边，所述封盖组件的中部设有内套筒，所述内套筒的内侧插装有所述活塞推筒，所述活塞推筒的外侧面设有沿轴向延伸的导向切面，所述内套筒的内侧设有与所述导向切面对应配合接触的摩擦片，所述活塞推筒的后端固定安装有活塞柄，所述活塞推筒的前端固定安装有活塞头，所述活塞头的中心设有空心孔，所述活塞头的内部沿径向设有贯通式的安装柱孔，所述安装柱孔内固定安装有所述拨柱组件，所述活塞头的后侧安装有阻尼压片组件，所述阻尼压片组件的外沿与所述外筒的内壁滑动接触，所述针头部的内侧设有内安装套，所述内安装套内侧安装有所述深沟球轴承组件，所述深沟球轴承组件包括隔环，所述内安装套内侧设有台阶槽，所述隔环安装在内安装套的台阶槽上而实现所述深沟球轴承组件的轴向定位，所述螺旋内柱的前部通过深沟球轴承组件转动安装在所述内安装套上，所述螺旋内柱的柱体前部外侧固定套装有螺旋柱固定件，所述螺旋柱固定件上设有锁紧栓孔，所述锁紧栓孔内安装锁紧钉，所述螺旋内柱通过螺旋柱固定件与所述深沟球轴承组件的内圈固定连接，所述螺旋内柱的后部穿过所述活塞头的空心孔而位于所述活塞推筒的内部空间，所述螺旋内柱的外侧设有螺旋槽，所述拨柱组件的前端与所述螺旋内柱的螺旋槽配合接触，所述拨柱组件通过平移运动拨动螺旋内柱实现旋转运动，所述螺旋内柱的前端设有磁铁装置，所述内安装套的内侧底部设有与所述磁铁装置相对的磁编芯片，所述磁编芯片用于将检测到的旋转信号转化为平移信号。

2.根据权利要求1所述的仿真注射器，其特征在于：所述针头部的外侧设有外安装套，所述针头部通过所述外安装套与所述外筒的前端固定套接。

3.根据权利要求1所述的仿真注射器，其特征在于：所述封盖组件的前部外侧设有外卡边，所述封盖组件通过所述外卡边与所述外筒的后端固定套接。

4.根据权利要求1所述的仿真注射器，其特征在于：所述针头部内部嵌装有识别芯片，所述识别芯片与所述磁编芯片电性连接，所述针头部的前端设有用作数据传输媒介的音频公头。

5.根据权利要求1所述的仿真注射器，其特征在于：所述拨柱组件的前端呈锥状，所述拨柱组件通过螺纹连接固定旋合在所述安装柱孔内。

6.根据权利要求1所述的仿真注射器，其特征在于：所述针头部的本体、外筒、封盖组件本体和活塞柄采用ABS塑料制作而成。

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