CN111658902A - 一种安全的自动化药物注射装置 - Google Patents

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Abstract

一种安全的自动化药物注射装置，包括注射器、针孔按压器和基体；所述注射器包括注射控制部、注射传动部、注射执行部和注射固定部，所述注射控制部包括电机和电机支架，所述注射传动部包括挠性联轴器和丝杆，所述注射执行部包括注射推杆、注射活塞、注射针筒、针头和安全回弹装置；所述针孔按压器包括按压控制部、按压传动部、按压执行部和按压固定部，所述按压控制部包括电机和电机支架，所述按压传动部包括挠性联轴器和丝杆，所述按压执行部包括按压推杆与按压头。本发明的自动化药物注射装置可实现高精度、高稳定性的自动注射；具有和多种形式的外部驱动连接的适用性，且有安全回弹装置在断电等意外情况时保证患者不受伤害。

Description

一种安全的自动化药物注射装置
技术领域
本发明涉及一种自动化医疗器械，尤其涉及一种安全的自动化药物注射装置。
背景技术
注射是现代医学常用的医疗手段，如治疗糖尿病时需要注射胰岛素，预防流感时需要注射流感疫苗，治疗黄斑变性时需要进行玻璃体内注射抗VEGF类药物；注射操作的步骤较为繁琐且精确度要求较高，因此设计一种精度高且自动化程度高的自动化药物注射装置具有重要意义。
随着技术的进步，一些注射装置被发明用来简化注射操作，以降低医生工作强度。然而，现有的注射装置大多仍需要人工操作，只能起到一定的辅助作用，其次是精度的欠缺容易产生误伤等问题，且缺乏安全保护机构，在意外情况下无法有效保证患者的安全。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种安全的自动化药物注射装置，具体技术方案为：
一种安全的自动化药物注射装置，包括注射器、针孔按压器和用于安装所述注射器与针孔按压器的基体；其中，基体设置有注射器安装位、针孔按压器安装位和外部驱动安装位；
优选的，所述注射器至少包括注射控制部、注射传动部、注射执行部和注射固定部；
所述注射控制部至少包括电机和电机支架，所述电机安装在所述电机支架上，所述电机支架安装在所述注射固定部，所述注射固定部安装在所述基体的注射器安装位上；
所述注射传动部至少包括挠性联轴器和丝杆，所述丝杆通过挠性联轴器连接至所述电机的输出轴；
所述注射执行部至少包括注射推杆、注射活塞、注射针筒、针头和安全回弹装置，所述注射推杆与所述丝杆配合且所述丝杆安装在所述注射推杆内部，所述注射活塞通过表面密封圈过盈配合在注射针筒内，所述注射针筒设有第一接口和第二接口，所述第一接口用于连接注射固定部，所述第二接口用于连接安全回弹装置；所述针头固定在安全回弹装置中，所述安全回弹装置通过弹簧与电磁铁装配在所述第二接口上。
优选的，所述针孔按压器至少包括按压控制部、按压传动部、按压执行部和按压固定部；
所述按压控制部至少包括电机和电机支架，所述电机安装在所述电机支架上，所述电机支架安装在所述按压固定部，所述按压固定部安装在所述基体的针孔按压器安装位上；
所述按压传动部至少包括挠性联轴器和丝杆，所述丝杆通过挠性联轴器连接至所述电机的输出轴；
所述按压执行部至少包括按压推杆与按压头，所述按压推杆与所述丝杆配合且所述丝杆安装在所述按压推杆内部，所述按压头安装在所述按压推杆的顶部；
优选的，所述注射针筒上设有固定所述安全回弹装置的开口。
优选的，所述安全回弹装置上设有电磁铁安装位用于和电磁铁配合。
优选的，所述电机与一能控制电机转速、转动角度和转动方向的控制模块相连接。
优选的，所述注射推杆和所述注射活塞设有锥体凸起和凹槽用于定位配合。
优选的，所述基体的外部驱动安装位可以连接多关节机器人平台、多自由度移动平台和其余形式的满足移动要求的平台。
优选的，所述按压推杆与所述按压头的装配方式为利用按压头弹性的嵌套过盈安装。
优选的，所述注射器和所述针孔按压器中均安装有压力传感器，所述注射器和所述针孔按压器根据所述压力传感器的压力值来修正注射/按压位置，并在所述压力值大于预设阈值时，停止执行当前操作并回到安全位置。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
本发明的有益效果是：
1、本发明的自动化药物注射装置设计采用了适配性高的基体，可以与多种外部驱动进行连接，同时保证了与治疗工具的装配合理可靠，增加了装置的适用性与可拓展性。
2、相比于现有的注射装置，本发明的自动化药物注射装置无需操作人员的介入便可实现自动注射，且能保持稳定的速度与较高的精度。
3、本发明的自动化药物注射装置采用了基于弹簧与电磁铁的安全回弹装置，能够保证在突然停电时注射针头能够自动退回，防止对患者造成伤害。
附图说明
图1为本发明整体结构剖视图
图2为本发明整体示意图
图3为本发明基体结构示意图
图4为本发明安全回弹装置安装的局部放大图
图5为本发明电磁铁安装板结构示意图
图6为本发明按压推杆与按压头装配爆炸图
图中：1、电机，2、挠性联轴器，3、螺纹丝杆，4、螺钉，5、注射固定部，6、波形弹簧，7、注射推杆，8、注射活塞密封圈，9、注射活塞，10、注射针筒，11、安全弹簧，12、针头载体，13、电磁铁，14、针头，15、电磁铁安装板，15-1、接线口，15-2、弧形槽，15-3、电磁铁安装位，15-4、卡扣，16、按压头，16-1、按压头凹陷，16-2、按压头连接口，17、按压推杆，17-1、按压推杆内腔，17-2、按压推杆连接口，18、按压固定部，19、基体，19-1、外部驱动安装位，19-2、注射器安装位，19-3、针孔按压器安装位。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
再者，本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
如图1、图2所示，本发明的自动化药物注射装置包括三大部分，分别为基体19、注射器和针孔按压器。注射控制部为电机1及其支架(电机控制模块未画出)，电机1通过支架安装在注射固定部5上，注射固定部5通过注射器安装位安装在基体19上。注射针筒10通过弧形槽扣连接在注射固定部5上，并通过波形弹簧6进行轴向定位。注射推杆7与螺纹丝杆3装配在注射固定部5内部；注射活塞9通过其表面的注射活塞密封圈8过盈配合在注射针筒10内部，起到密封效果。电磁铁安装板15通过卡扣连接在注射针筒10的前端，通过电磁铁安装位15-3内的电磁铁13与针头载体12配合，并在配合的过程中克服了安全弹簧11的拉力。按压控制部为电机1及其支架(电机控制模块未画出)，电机1通过支架安装在按压固定部18上，按压固定部18通过针孔按压器安装位安装在基体19上，按压推杆17和螺纹丝杆3装配在按压固定部18内部，按压头16嵌套在按压推杆17前端；按压头16和注射针筒10为一次性使用医疗用品，每一次治疗操作完成后需要更换。
在治疗过程中，首先是外部驱动带动注射器的针头14刺穿进入患者需要注射的部位，接着电机1工作，通过联轴器2带动螺纹丝杆3转动，随即带动注射推杆7向前做直线运动，注射推杆7推动注射活塞9将药液注入患者体内，药物推注完毕后，电机1反转，注射推杆7复位。然后，外部驱动带动基体19旋转，使得针孔按压器到达工作位置，接着电机1工作，通过联轴器2带动螺纹丝杆3转动，随即带动按压推杆17与按压头16向前做直线运动直至轻压在患者需要注射的部位上，按压预设时间后按压结束，电机1反转，按压推杆17与按压头16复位。
如图3所示，基体19可通过外部驱动安装位19-1连接不同形式外部驱动，增加了整体装置驱动的适用程度，注射器安装位19-2和针孔按压器安装位19-3用于外接注射器和针孔按压器，但是也可以在必要时更换为相同规格的其他医疗器，提高了治疗器的多样性。
在注射过程中，如图4所示，针头载体12通过电磁铁13吸附在电磁铁安装板15上，此时安全弹簧11处于拉伸状态，电磁铁13的磁力克服了安全弹簧11的拉力，从而固定针头14，可以正常的进行注射操作；当发生断电等异常情况时，电磁铁13的磁力消失，无法克服安全弹簧11的拉力，从而安全弹簧11收缩，将针头14与针头载体12拉回至安全位置，以防对患者造成伤害。
如图5所示，电磁铁安装板15通过卡扣15-4与注射针筒10安装在一起，在不需要的时候也可快速取下；弧形槽15-2可以很好地契合注射针筒10的圆弧表面，电磁铁安装位15-3用于电磁铁13的安装，也可对损坏的电磁铁13进行快速替换，接线口15-1用于连接电磁铁13的控制线，使得通电时电磁铁13保证对针头载体12的吸附力。
如图6所示，按压推杆内腔17-1用于与螺纹丝杆3配合传动，按压推杆连接口17-2在安装时利用按压头连接口16-2的弹性直接嵌套安装在按压头连接口16-2中；按压头凹陷16-1可以在注射后对注射部位进行按压操作防止回流，凹陷的设计可以更加贴合注射部位。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种安全的自动化药物注射装置，其特征在于，包括注射器、针孔按压器和用于安装所述注射器与针孔按压器的基体；其中，基体设置有注射器安装位、针孔按压器安装位和外部驱动安装位。
2.根据权利要求1所述的一种安全的自动化药物注射装置，其特征在于，所述注射器至少包括注射控制部、注射传动部、注射执行部和注射固定部；所述注射控制部至少包括电机和电机支架，所述电机安装在所述电机支架上，所述电机支架安装在所述注射固定部，所述注射固定部安装在所述基体的注射器安装位上；所述注射传动部至少包括挠性联轴器和丝杆，所述丝杆通过挠性联轴器连接至所述电机的输出轴；所述注射执行部至少包括注射推杆、注射活塞、注射针筒、针头和安全回弹装置，所述注射推杆与所述丝杆配合且所述丝杆安装在所述注射推杆内部，所述注射活塞通过表面密封圈过盈配合在注射针筒内，所述注射针筒设有第一接口和第二接口，所述第一接口用于连接注射固定部，所述第二接口用于连接安全回弹装置；所述针头固定在安全回弹装置中，所述安全回弹装置通过弹簧与电磁铁装配在所述第二接口上。
3.根据权利要求1所述的一种安全的自动化药物注射装置，其特征在于，所述针孔按压器至少包括按压控制部、按压传动部、按压执行部和按压固定部；所述按压控制部至少包括电机和电机支架，所述电机安装在所述电机支架上，所述电机支架安装在所述按压固定部，所述按压固定部安装在所述基体的针孔按压器安装位上；所述按压传动部至少包括挠性联轴器和丝杆，所述丝杆通过挠性联轴器连接至所述电机的输出轴；所述按压执行部至少包括按压推杆与按压头，所述按压推杆与所述丝杆配合且所述丝杆安装在所述按压推杆内部，所述按压头安装在所述按压推杆的顶部。
4.根据权利要求2所述的一种安全的自动化药物注射装置，其特征在于，所述注射针筒上设有固定所述安全回弹装置的开口。
5.根据权利要求2所述的一种安全的自动化药物注射装置，其特征在于，所述安全回弹装置上设有用于和电磁铁配合的电磁铁安装位。
6.根据权利要求2所述的一种安全的自动化药物注射装置，其特征在于，具有与外部控制模块相连接的接口，以按控制模块信号执行对应的动作，包括了所述电机的转速、转角和方向。
7.根据权利要求3所述的一种安全的自动化药物注射装置，其特征在于，具有与外部控制模块相连接的接口，以按控制模块信号执行对应的动作，包括了所述电机的转速、转角和方向。
8.根据权利要求1所述的一种安全的自动化药物注射装置，其特征在于，所述注射推杆和所述注射活塞设有锥体凸起和凹槽用于定位配合。
9.根据权利要求1所述的一种安全的自动化药物注射装置，其特征在于，所述基体的外部驱动安装位可以连接多关节机器人平台、多自由度移动平台和其余形式的满足移动要求的平台。
10.根据权利要求1所述的一种安全的自动化药物注射装置，其特征在于，所述注射器和所述针孔按压器中均安装有压力传感器，所述注射器和所述针孔按压器根据所述压力传感器的压力值来修正注射/按压位置，并在所述压力值大于预设阈值时，停止执行当前操作。
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