CN111249579A - 一种智能磁推自动注射器插入机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能磁推自动注射器插入机构，包括驱动装置、调向装置和射针装置，所述驱动装置的驱动端设有调向装置，所述调向装置的驱动端设有射针装置，所述驱动装置、调向装置和射针装置均由控制器控制操作与云中心进行数据通信，所述驱动装置通过调向装置带动射针装置可以围绕肢体呈一定角度的弧线运动，以便找到最适合入针位置，所述调向装置带动射针装置进行一定的角度调整，便于找到最佳入针角度，与现有技术相比，能够易于携带，可根据注射肢体血管位置进行调整，尤其适合目视发现血管困难、人工血管注射操作不易实施的需要，且可作为医疗物联网的边缘部件，用于物联网综合医疗诊治的场合。

Description

一种智能磁推自动注射器插入机构
【技术领域】
本发明涉及一种智能磁推自动注射器插入机构，更具体地说它是肢体血管注射自动插针装置，可以提供肢体内血管注射插针的自动实现方案。
【背景技术】
目前的肢体血管插针工具存在下述不足：
1、缺少可根据注射肢体血管位置进行调整的自动插针方案；
2、欠缺为肢体血管注射自动插针的便携式执行方案；
3、缺少适用于物联网医疗的血管注射智能插针解决方案
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种智能磁推自动注射器插入机构，能够易于携带，可根据注射肢体血管位置进行调整，尤其适合目视发现血管困难、人工血管注射操作不易实施的需要，且可作为医疗物联网的边缘部件，用于物联网综合医疗诊治的场合。
为实现上述目的，本发明提出了一种智能磁推自动注射器插入机构，包括驱动装置、调向装置和射针装置，所述驱动装置的驱动端设有调向装置，所述调向装置的驱动端设有射针装置，所述驱动装置、调向装置和射针装置均由控制器控制操作与云中心进行数据通信，所述驱动装置通过调向装置带动射针装置可以围绕肢体呈一定角度的弧线运动，以便找到最适合入针位置，所述调向装置带动射针装置进行一定的角度调整，便于找到最佳入针角度，所述射针装置包括射针管、框架、若干针头限位器、阻尼限位机构和击发组件，所述磁射部件仓架的前端设有与其连通的射针管，所述射针管内设有与控制器连接的针头限位器，所述射针管的前端设有用于控制针头射出后的定位并保证针头插入血管而不会穿透血管的阻尼限位机构，所述框架内设有可滑动固定的击发组件，所述框架的后端设有装针槽位,所述击发组件包括X向滑动台、Y向滑动台、X向驱动机构、Y向驱动机构、弹头、发射电磁线圈和伸缩机构，所述框架的内底面设有可滑动安装的X向滑动台和驱动X向滑动台运动且与控制器连接的X向驱动机构，所述X向滑动台上设有可滑动安装的Y向滑动台和驱动Y向滑动台运动且与控制器连接的Y向驱动机构，所述Y向滑动台上设有伸缩机构，所述伸缩机构的工作端设有具有磁性的弹头，所述射针管的后端内设有与控制器连接的发射电磁线圈，所述弹头在发射电磁线圈的电磁作用下可快速弹出击发针头射入预定血管。
作为优选，所述控制器为具有无线信号接收发送模块的微控制器。
作为优选，所述调向装置包括基座、无线三维角度传感器、球体、调向电磁线圈和调向永磁铁，所述基座内设有下端敞开的球形腔，所述球形腔内设有与其相配合的球体，所述球体的下端位于球形腔外，所述球体的上端镶嵌设有调向永磁铁，所述球形腔的上端设有驱动调向永磁铁且与控制器连接的调向电磁线圈，所述基座上设有与控制器连接的无线三维角度传感器。
作为优选，所述针头限位器为微型电磁推杆。
作为优选，所述阻尼限位机构包括缓冲体、抬杆电机、连接杆和限位板,所述缓冲体上设有与控制器连接的抬杆电机，所述抬杆电机的转动轴上设有连接杆，所述连接杆的前端设有限位板，所述限位板上设有与针头相配合的开口槽。
作为优选，所述X向驱动机构和Y向驱动机构均为电动辊筒。
作为优选，所述伸缩机构包括阻尼室、活塞体和连接杆，所述阻尼室内设有活塞体，所述活塞体的前端设有前端伸出阻尼室的连接杆，所述连接杆与阻尼室的前侧壁体可滑动密封连接。
作为优选，所述驱动装置包括支撑架构、滑轨体、滑动平台、永磁涂层和若干电磁线圈组，所述支撑架构具有空心的弧形部，所述弧形部的正面内侧壁设有滑轨体，所述滑轨体上设有可沿其滑动的滑动平台，所述滑动平台上设有避让缺口用于避让滑轨体与支撑架构连接用的连接座，所述滑动平台的下内侧面与滑轨体之间以及滑动平台的上端与支撑架构之间均设有间隙，所述滑动平台的上内侧面设有永磁涂层，所述滑轨体具有吸引永磁涂层的磁性，使磁涂层无其他外力作用时永磁涂层压紧在滑轨体上，所述滑轨体与永磁涂层相对应面镶嵌有电磁线圈组，其中一电磁线圈组与永磁涂层之间产生排斥磁力用于克服滑轨体与永磁涂层之间的吸引力，使滑动平台与滑轨体脱离接触，其余的电磁线圈组与永磁涂层之间产生电磁力用于驱动滑动平台运动，所述电磁线圈组与微控制器连接，所述滑动平台的下端设有与基座连接的连接体，所述弧形部上设有可供连接体滑动的槽孔。
作为优选，所述电磁线圈组的数量为五组，所述电磁线圈组由若干电磁线圈沿滑轨体的长度方向依次均匀排列构成，正中间的电磁线圈组与永磁涂层之间产生排斥磁力用于克服滑轨体与永磁涂层之间的吸引力，使滑动平台与滑轨体脱离接触。
作为优选，所述电磁线圈组的数量为五组，所述电磁线圈组由若干电磁线圈沿滑轨体的长度方向依次均匀排列构成，正中间的电磁线圈组与永磁涂层之间产生排斥磁力用于克服滑轨体与永磁涂层之间的吸引力，使滑动平台与滑轨体脱离接触。
作为优选，所述弹头的表面敷有缓震橡胶层。
本发明的有益效果：本发明能够易于携带，可根据注射肢体血管位置进行调整，尤其适合目视发现血管困难、人工血管注射操作不易实施的需要，且可作为医疗物联网的边缘部件，用于物联网综合医疗诊治的场合。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种智能磁推自动注射器插入机构的结构示意图；
图2是图1中A-A的剖视图；
图3是射针装置的剖视图；
图4是电磁线圈组在滑轨体上的分布图。
图中：1-驱动装置、2-调向装置、3-射针装置、4-控制器、5-针头、10-弧形部、11-支撑架构、12-滑轨体、13-滑动平台、14-永磁涂层、15-电磁线圈、16-避让缺口、17-间隙、18-连接体、19-槽孔、110-连接座、21-基座、22-无线三维角度传感器、23-球体、24-调向电磁线圈、25-调向永磁铁、26-球形腔、31-射针管、32-框架、33-针头限位器、34-阻尼限位机构、35-击发组件、341-缓冲体、342-抬杆电机、343-连接杆、344-开口槽、345-限位板、351-X向滑动台、352-Y向滑动台、353-X向驱动机构、354-Y向驱动机构、355-弹头、356-发射电磁线圈、357-伸缩机构、3571-阻尼室、3572-活塞体、3573-连接体。
【具体实施方式】
参阅图1、图2、图3和图4，本发明一种智能磁推自动注射器插入机构，包括驱动装置1、调向装置2和射针装置3，所述驱动装置1的驱动端设有调向装置2，所述调向装置2的驱动端设有射针装置3，所述驱动装置1、调向装置2和射针装置3均由控制器4控制操作与云中心进行数据通信，所述驱动装置1通过调向装置2带动射针装置3可以围绕肢体呈一定角度的弧线运动，以便找到最适合入针位置，所述调向装置2带动射针装置3进行一定的角度调整，便于找到最佳入针角度，所述射针装置3包括射针管31、框架32、若干针头限位器33、阻尼限位机构34和击发组件35，所述磁射部件仓架的前端设有与其连通的射针管31，所述射针管31内设有与控制器4连接的针头限位器33，所述射针管31的前端设有用于控制针头5射出后的定位并保证针头5插入血管而不会穿透血管的阻尼限位机构34，所述框架32内设有可滑动固定的击发组件35，所述框架32的后端设有装针槽位6,所述击发组件35包括X向滑动台351、Y向滑动台352、X向驱动机构353、Y向驱动机构354、弹头355、发射电磁线圈356和伸缩机构357，所述框架32的内底面设有可滑动安装的X向滑动台351和驱动X向滑动台351运动且与控制器4连接的X向驱动机构353，所述X向滑动台351上设有可滑动安装的Y向滑动台352和驱动Y向滑动台352运动且与控制器4连接的Y向驱动机构354，所述Y向滑动台352上设有伸缩机构357，所述伸缩机构357的工作端设有具有磁性的弹头355，所述射针管31的后端内设有与控制器4连接的发射电磁线圈356，所述弹头355在发射电磁线圈356的电磁作用下可快速弹出击发针头5射入预定血管，所述控制器4为具有无线信号接收发送模块的微控制器，所述调向装置2包括基座21、无线三维角度传感器22、球体23、调向电磁线圈24和调向永磁铁25，所述基座21内设有下端敞开的球形腔26，所述球形腔26内设有与其相配合的球体23，所述球体23的下端位于球形腔26外，所述球体23的上端镶嵌设有调向永磁铁25，所述球形腔26的上端设有驱动调向永磁铁25且与控制器4连接的调向电磁线圈24，所述基座21上设有与控制器4连接的无线三维角度传感器22，所述针头限位器33为微型电磁推杆，所述阻尼限位机构34包括缓冲体341、抬杆电机342、连接杆343和限位板345,所述缓冲体341上设有与控制器4连接的抬杆电机342，所述抬杆电机342的转动轴上设有连接杆343，所述连接杆343的前端设有限位板345，所述限位板345上设有与针头5相配合的开口槽344，所述X向驱动机构353和Y向驱动机构354均为电动辊筒，所述伸缩机构357包括阻尼室3571、活塞体3572和连接体3573，所述阻尼室3571内设有活塞体3572，所述活塞体3572的前端设有前端伸出阻尼室3571的连接体3573，所述连接体3573与阻尼室3571的前侧壁体可滑动密封连接，所述驱动装置1包括支撑架构11、滑轨体12、滑动平台13、永磁涂层14和若干电磁线圈组，所述支撑架构11具有空心的弧形部10，所述弧形部10的正面内侧壁设有滑轨体12，所述滑轨体12上设有可沿其滑动的滑动平台13，所述滑动平台13上设有避让缺口16用于避让滑轨体12与支撑架构11连接用的连接座110，所述滑动平台13的下内侧面与滑轨体12之间以及滑动平台13的上端与支撑架构11之间均设有间隙17，所述滑动平台13的上内侧面设有永磁涂层14，所述滑轨体12具有吸引永磁涂层14的磁性，使磁涂层14无其他外力作用时永磁涂层14压紧在滑轨体12上，所述滑轨体12与永磁涂层14相对应面镶嵌有电磁线圈组，其中一电磁线圈组与永磁涂层14之间产生排斥磁力用于克服滑轨体12与永磁涂层14之间的吸引力，使滑动平台13与滑轨体12脱离接触，其余的电磁线圈组与永磁涂层13之间产生电磁力用于驱动滑动平台13运动，所述电磁线圈组与微控制器4连接，所述滑动平台13的下端设有与基座21连接的连接体18，所述弧形部10上设有可供连接体18滑动的槽孔19，所述电磁线圈组的数量为五组，所述电磁线圈组由若干电磁线圈15沿滑轨体12的长度方向依次均匀排列构成，正中间的电磁线圈组与永磁涂层14之间产生排斥磁力用于克服滑轨体12与永磁涂层14之间的吸引力，使滑动平台13与滑轨体12脱离接触，所述弹头355的表面敷有缓震橡胶层。
本发明工作过程：
本发明一种智能磁推自动注射器插入机构在工作过程中，控制器4根据云中心传来的血管位置和注射相关信息启动驱动装置1和调向装置2进行射针装置3的位置和入针角度进行调节。
射针装置3位置调节时，微控制器4控制正中间的电磁线圈组与永磁涂层14之间产生排斥磁力用于克服滑轨体12与永磁涂层14之间的吸引力，使滑轨体12与永磁涂层14之间产生空隙，滑轨体12与滑动平台13脱离接触，滑动平台13具备沿滑轨体12快速地滑动的条件，此时，微控制器4控制其余的电磁线圈组与永磁涂层14之间产生电磁力用于驱动滑动平台13逆时针移动，微控制器4内的相关算法可以通过给不同驱动电磁线圈15加载电流的大小、方向变化，决定滑动平台13运动的方向和速度，通过无线三维角度传感器22对射针装置3调整位置进行检测并将数据传送给控制器4，待调到需要位置时，微控制器4停止所有的电磁线圈22，此时，滑轨体12吸引永磁涂层14使其压紧在滑轨体12上，通过滑轨体12与永磁涂层14之间的摩擦力实现滑动平台13的固定。
控制器4控制调向电磁线圈24内的电流方向和大小，产生电磁驱动力驱动调向永磁铁25带动球体23以其竖轴为轴心正转或反转，实现射针装置3的入针角度调节，通过无线三维角度传感器22对调整入针角度进行检测并将数据传送给控制器4。
射针装置3工作时，通过微控制器4启动微型电磁推杆的推杆缩回解除对针头5的连接头的阻挡(针头5无微型电磁推杆阻挡时，针头5在无外力作用是不会滑出射针管31)，然后微控制器4启动发射电磁线圈356产生驱动弹头355的电磁力，使弹头355快速弹出，击发针头5从射针管31内射出扎入血管，针头5的连接头被限位板345阻挡，对针头5进行限位，然后微控制器4关闭发射电磁线圈356并启动微型电磁推杆的推杆伸出以及启动抬杆电机342转动通过连接杆343带动限位板345向上转动解除对针头5的阻挡，由于弹头355向前运动时通过连接体3573带动活塞体3572向前运动并压缩阻尼室3571内的空气，当发射电磁线圈356停止工作时，活塞体3572在压缩空气的作用下向后运动，活塞体3572通过连接体3573带动弹头355回到起始位置。
装针头5时，微控制器4启动X向驱动机构353驱动X向滑动台351向后运动，X向滑动台351通过Y向滑动台352带动伸缩机构357向后运动，伸缩机构357带动弹头355从射针管31内移除，然后微控制器4启动Y向驱动机构354带动Y向滑动台352移动使伸缩机构357不阻挡射针管31，然后将针头5装入射针管31直到针头5被微型电磁推杆阻挡无法继续向前滑动，然后启动Y向驱动机构354带动Y向滑动台352回位，然后X向驱动机构353驱动X向滑动台351向前运动，X向滑动台351通过Y向滑动台352带动伸缩机构357向前运动，伸缩机构357带动弹头355回位。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能磁推自动注射器插入机构，其特征在于：包括驱动装置(1)、调向装置(2)和射针装置(3)，所述驱动装置(1)的驱动端设有调向装置(2)，所述调向装置(2)的驱动端设有射针装置(3)，所述驱动装置(1)、调向装置(2)和射针装置(3)均由控制器(4)控制操作与云中心进行数据通信，所述驱动装置(1)通过调向装置(2)带动射针装置(3)可以围绕肢体呈一定角度的弧线运动，以便找到最适合入针位置，所述调向装置(2)带动射针装置(3)进行一定的角度调整，便于找到最佳入针角度，所述射针装置(3)包括射针管(31)、框架(32)、若干针头限位器(33)、阻尼限位机构(34)和击发组件(35)，所述磁射部件仓架的前端设有与其连通的射针管(31)，所述射针管(31)内设有与控制器(4)连接的针头限位器(33)，所述射针管(31)的前端设有用于控制针头(5)射出后的定位并保证针头(5)插入血管而不会穿透血管的阻尼限位机构(34)，所述框架(32)内设有可滑动固定的击发组件(35)，所述框架(32)的后端设有装针槽位(6),所述击发组件(35)包括X向滑动台(351)、Y向滑动台(352)、X向驱动机构(353)、Y向驱动机构(354)、弹头(355)、发射电磁线圈(356)和伸缩机构(357)，所述框架(32)的内底面设有可滑动安装的X向滑动台(351)和驱动X向滑动台(351)运动且与控制器(4)连接的X向驱动机构(353)，所述X向滑动台(351)上设有可滑动安装的Y向滑动台(352)和驱动Y向滑动台(352)运动且与控制器(4)连接的Y向驱动机构(354)，所述Y向滑动台(352)上设有伸缩机构(357)，所述伸缩机构(357)的工作端设有具有磁性的弹头(355)，所述射针管(31)的后端内设有与控制器(4)连接的发射电磁线圈(356)，所述弹头(355)在发射电磁线圈(356)的电磁作用下可快速弹出击发针头(5)射入预定血管。
2.如权利要求1所述的一种智能磁推自动注射器插入机构，其特征在于：所述控制器(4)为具有无线信号接收发送模块的微控制器。
3.如权利要求1所述的一种智能磁推自动注射器插入机构，其特征在于：所述调向装置(2)包括基座(21)、无线三维角度传感器(22)、球体(23)、调向电磁线圈(24)和调向永磁铁(25)，所述基座(21)内设有下端敞开的球形腔(26)，所述球形腔(26)内设有与其相配合的球体(23)，所述球体(23)的下端位于球形腔(26)外，所述球体(23)的上端镶嵌设有调向永磁铁(25)，所述球形腔(26)的上端设有驱动调向永磁铁(25)且与控制器(4)连接的调向电磁线圈(24)，所述基座(21)上设有与控制器(4)连接的无线三维角度传感器(22)。
4.如权利要求1所述的一种智能磁推自动注射器插入机构，其特征在于：所述针头限位器(33)为微型电磁推杆。
5.如权利要求1所述的一种智能磁推自动注射器插入机构，其特征在于：所述阻尼限位机构(34)包括缓冲体(341)、抬杆电机(342)、连接杆(343)和限位板(345),所述缓冲体(341)上设有与控制器(4)连接的抬杆电机(342)，所述抬杆电机(342)的转动轴上设有连接杆(343)，所述连接杆(343)的前端设有限位板(345)，所述限位板(345)上设有与针头(5)相配合的开口槽(344)。
6.如权利要求1所述的一种智能磁推自动注射器插入机构，其特征在于：所述X向驱动机构(353)和Y向驱动机构(354)均为电动辊筒。
7.如权利要求1所述的一种智能磁推自动注射器插入机构，其特征在于：所述伸缩机构(357)包括阻尼室(3571)、活塞体(3572)和连接体(3573)，所述阻尼室(3571)内设有活塞体(3572)，所述活塞体(3572)的前端设有前端伸出阻尼室(3571)的连接体(3573)，所述连接体(3573)与阻尼室(3571)的前侧壁体可滑动密封连接。
8.如权利要求1所述的一种智能磁推自动注射器插入机构，其特征在于：所述驱动装置(1)包括支撑架构(11)、滑轨体(12)、滑动平台(13)、永磁涂层(14)和若干电磁线圈组，所述支撑架构(11)具有空心的弧形部(10)，所述弧形部(10)的正面内侧壁设有滑轨体(12)，所述滑轨体(12)上设有可沿其滑动的滑动平台(13)，所述滑动平台(13)上设有避让缺口(16)用于避让滑轨体(12)与支撑架构(11)连接用的连接座(110)，所述滑动平台(13)的下内侧面与滑轨体(12)之间以及滑动平台(13)的上端与支撑架构(11)之间均设有间隙(17)，所述滑动平台(13)的上内侧面设有永磁涂层(14)，所述滑轨体(12)具有吸引永磁涂层(14)的磁性，使磁涂层(14)无其他外力作用时永磁涂层(14)压紧在滑轨体(12)上，所述滑轨体(12)与永磁涂层(14)相对应面镶嵌有电磁线圈组，其中一电磁线圈组与永磁涂层(14)之间产生排斥磁力用于克服滑轨体(12)与永磁涂层(14)之间的吸引力，使滑动平台(13)与滑轨体(12)脱离接触，其余的电磁线圈组与永磁涂层(13)之间产生电磁力用于驱动滑动平台(13)运动，所述电磁线圈组与微控制器(4)连接，所述滑动平台(13)的下端设有与基座(21)连接的连接体(18)，所述弧形部(10)上设有可供连接体(18)滑动的槽孔(19)。
9.如权利要求8所述的一种智能磁推自动注射器插入机构，其特征在于：所述电磁线圈组的数量为五组，所述电磁线圈组由若干电磁线圈(15)沿滑轨体(12)的长度方向依次均匀排列构成，正中间的电磁线圈组与永磁涂层(14)之间产生排斥磁力用于克服滑轨体(12)与永磁涂层(14)之间的吸引力，使滑动平台(13)与滑轨体(12)脱离接触。
10.如权利要求1至9中任一项所述的一种智能磁推自动注射器插入机构，其特征在于：所述弹头(355)的表面敷有缓震橡胶层。
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