CN114588391A - 双边驱动的药物输注系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双边驱动的药物输注系统，包括：输注单元，包括储药单元；分别与螺杆相连接的活塞和设置有轮齿的驱动轮，驱动轮通过转动推动螺杆运动，活塞设置于储药单元中，螺杆推动活塞运动；与驱动轮相配合运作的驱动单元；与驱动单元相连接的动力单元；控制单元，控制动力单元对驱动单元施加两个不同方向的力以；和感应单元，与所述控制单元可操作性连接，所述感应单元用于感应或识别用户的肢体动作，不同的所述肢体动作代表不同的功能指令，根据所述感应单元感应或识别到的所述肢体动作，所述控制单元控制所述输注单元执行对应的所述功能指令，无需用户手动输入功能指令，提升用户的体验。

Description

双边驱动的药物输注系统
技术领域
本发明主要涉及医疗器械领域，特别涉及一种双边驱动的药物输注系统。
背景技术
药物输注系统是通过向患者体内持续注射药物，从而实现患者病症治疗的一种医疗器械 装置。药物输注系统广泛的用于糖尿病的治疗，按照人体需要的剂量将胰岛素持续地输注到 患者的皮下，以此来模拟胰腺的分泌功能，从而保持患者血糖的稳定。药物流体通常储存在 输注泵体内部，现有的药物输注系统通常是将泵体直接通过医用胶布粘贴在患者身体上，患 者操作远程设备进行输注。
在进行药物输注时，目前的药物输注系统在使用时，需要在远程设备中寻找不同的输入 位置将功能指令手动输入至远程设备，进而输注泵执行相应的功能。此输入过程繁琐，用户 体验较差。
因此，现有技术亟需一种简化功能指令输入过程且用户体验较好的药物输注系统。
发明内容
本发明实施例公开了一种双边驱动的药物输注系统，用户的肢体动作作为功能指令被感 应单元感应后，控制单元可以直接控制输注单元执行功能指令，无需用户手动输入功能指令， 提升用户的体验。
本发明公开了一种双边驱动的药物输注系统，包括：输注单元，输注单元包括储药单元； 分别与螺杆相连接的活塞和设置有轮齿的驱动轮，驱动轮通过转动推动螺杆运动，活塞设置 于储药单元中，螺杆推动活塞运动；与驱动轮相配合运作的驱动单元；与驱动单元相连接的 动力单元；与动力单元相连的控制单元，控制单元控制动力单元对驱动单元施加两个不同方 向的力；和感应单元，与控制单元可操作性连接，感应单元用于感应或识别用户的肢体动作， 不同的肢体动作代表不同的功能指令，根据感应单元感应或识别到的肢体动作，控制单元控 制输注单元执行对应的功能指令。
根据本发明的一个方面，功能指令包括药物输注或停止输注、充盈输注针、穿刺或缩回 输注针、调整输注速度或输注模式、调整药物输注量、开启或解除告警、连接或断开连接远 程设备、切换用户的身体状态、事件开始。
根据本发明的一个方面，感应单元中设置有加速度传感器、倾斜传感器、震动传感器、 旋转传感器中的一种或者多种。
根据本发明的一个方面，肢体动作包括跳跃、下蹲、腿部动作、手臂动作、对所述感应 单元的拍打、弯腰、身体扭转中的一种动作或者多种动作组合。
根据本发明的一个方面，感应单元器在固定时间t内感应或识别到的肢体动作为有效肢 体动作，超出固定时间t感应或识别到的所述肢体动作为无效肢体动作。
根据本发明的一个方面，固定时间t为0.5s～5s。
根据本发明的一个方面，固定时间t＝1s。
根据本发明的一个方面，感应单元集成在控制单元或输注单元在中。
根据本发明的一个方面，感应单元与控制单元和输注单元集成在一个装置中。
根据本发明的一个方面，控制单元和输注单元为分体式结构，控制单元可重复使用。
根据本发明的一个方面，控制单元和输注单元为一体式结构，一次性使用后整体抛弃。
根据本发明的一个方面，还包括肢体动作确认单元，肢体动作确认单元与感应单元相连 接。
根据本发明的一个方面，动单元具有多种不同的运作模式，进而使输注系统具有多种不 同的单位输注量或者输注速率。
与现有技术相比，本发明的技术方案具备以下优点：
本发明公开的双边驱动的药物输注系统中，感应单元与控制单元可操作性连接，感应单 元用于感应或识别用户的肢体动作，不同的肢体动作代表不同的功能指令，根据感应单元感 应或识别到的肢体动作，控制单元控制输注单元执行对应的功能指令。与手动输入相比，肢 体动作直接作为功能指令避免了用户在远程设备上寻找功能指令的输入位置和手动操作输入， 简单便捷，用户的体验较好。
进一步的，肢体动作包括跳跃、下蹲、腿部动作、手臂动作、对感应单元的拍打、弯腰、 身体扭转、特殊行走方式中的一种动作或者多种动作组合。肢体动作的种类较多，且相对较 容易被用户执行。同时，多种肢体动作的组合也提高了药物输注系统执行功能指令时的灵活 性和安全性。
进一步的，感应单元设置为加速度传感器、倾斜传感器、震动传感器、旋转传感器中的 一种或者多种，多种运动传感器可供选择和组合使用，提高了识别肢体动作的准确性和灵敏 度。
进一步的，加速度传感器为三轴线性加速度传感器。三轴线性加速度传感器可在X、Y、 Z轴三个方向检测加速度的变化，具备快速检测肢体动作的优势，提高动作检测的灵敏度。
进一步的，感应单元在固定时间t内感应或识别到的肢体动作为有效肢体动作，超出固 定时间t感应或识别到的所述肢体动作为无效肢体动作，避免了用户多余的肢体动作带来的 错误的指令，提高了系统使用时的安全性。
进一步的，感应单元集成在控制单元或控制单元中，或与控制单元和输注单元集成在一 个装置中，可提高药物输注系统的集成度，便于用户日常的身体活动，进一步增强用户体验。
进一步的，药物输注系统还包括肢体动作确认单元，肢体动作确认单元与感应单元相连 接。设置动作确认单元用于确认用户的肢体动作是否符合标准或者符合要求，提高药物输注 系统的安全性。
进一步的，驱动单元具有多种不同的转动幅度，即驱动单元可实现多档位转动，进而实 现对药物的多档位输注。另外，驱动单元还具有多种不同的运动速率，输注系统的输注过程 更加灵活可控，显著提高药物输注效率。同时，本发明也降低了输注系统的最小药物输注量， 精确控制药物的输注，有效避免患者体液状态的较大波动，且患者能够更加精密地控制和管 理自身的生理状态。
附图说明
图1a为根据本发明一个实施例的双边驱动的药物输注系统的模块结构示意图；
图1b-图1e为根据本发明四个不同实施例的药物输注系统的俯视图；
图2a-图2b为根据本发明两个不同实施例的输注系统包括动作确认模块的模块结构示意 图；
图3为根据本发明一个实施例的双边驱动的药物输注系统中储药单元、活塞、螺杆、驱 动单元、动力单元和驱动轮结构的俯视示意图；
图4a-图4c分别为根据本发明一个实施例的双边驱动的药物输注系统中驱动单元的立体 结构示意图、侧视结构示意图和俯视结构示意图；
图5a-图5b为根据本发明另一个实施例的双边驱动的药物输注系统中驱动单元的立体结 构示意图；
图6为根据本发明又一个实施例的双边驱动的药物输注系统中驱动单元的立体结构示意 图；
图7为根据本发明再一个实施例的双边驱动的药物输注系统中驱动单元的立体结构示意 图；
图8为根据本发明一个实施例的双边驱动的药物输注系统中驱动轮的局部结构示意图；
图9为根据本发明一个实施例的双边驱动的药物输注系统中驱动单元推动驱动轮转动的 结构示意图；
图10为根据本发明一个实施例的双边驱动的药物输注系统中驱动单元不同档位转动位 置的结构示意图；
图11a-图11c为根据本发明一个实施例的双边驱动的药物输注系统中驱动单元包括两个 驱动臂的结构示意图；
图12a-图12b为根据本发明一个实施例的双边驱动的药物输注系统中驱动轮与底座或者 限位部件的结构示意图。
具体实施方式
如前所述，目前的药物输注系统在使用时，需要在远程设备中寻找不同的输入位置将功 能指令手动输入至远程设备，进而输注泵执行相应的功能。此输入过程繁琐，用户体验较差。
为了解决该问题，本发明提供了一种双边驱动的药物输注系统，感应单元与控制单元可 操作性连接，感应单元用于感应或识别用户的肢体动作，不同的肢体动作代表不同的功能指 令，根据感应单元感应或识别到的肢体动作，控制单元控制输注单元执行对应的功能指令。 与手动输入相比，肢体动作直接作为功能指令避免了用户在远程设备上寻找功能指令的输入 位置和手动操作输入，简单便捷，用户的体验较好。
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应理解，除非另外具体说明， 否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不应被理解为对本发 明范围的限制。
此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不必然按照实际的 比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所放大。
以下对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，在任何意义上都不作为对本发明及其应用 或使用的任何限制。这里对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和装置可能不作详细 讨论，但在适用这些技术、方法和装置情况下，这些技术、方法和装置应当被视为本说明书 的一部分。
应注意，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 中被定义或说明，则在随后的附图说明中将不需要对其进行进一步讨论。
图1a为根据本发明一个实施例的双边驱动的药物输注系统的模块结构示意图；图1b-图 1e为根据本发明四个不同实施例的药物输注系统的俯视图。
双边驱动的药物输注系统包括：粘性贴片105、控制单元101、输注单元102和感应单元 103。
控制单元101用于控制输注单元102内部动力单元的输出以控制药物输注。控制单元101 还可以与远程设备之间建立无线通信。
输注单元102包括用于实现药物输注机械功能的各个单元，下文将详细叙述。
感应单元103用于感应和识别来自用户的肢体动作。感应单元103中设置有加速度传感 器、倾斜传感器、震动传感器、旋转传感器中的一种或者多种。
在本发明的一个实施例中，感应单元103中加速度传感器为三轴线性加速度传感器。三 轴线性加速度传感器可在X、Y、Z轴三个方向检测加速度的变化，具备快速检测肢体动作的 优势，提高动作检测的灵敏度。
在本发明的另一个实施例中，感应单元103中只设置有旋转传感器。旋转传感器能够精 准检测到用户的旋转等肢体动作，如特殊行走方式或者转圈等。
在本发明的又一个实施例中，感应单元103中只设置有震动传感器，振动传感器能够精 准检测到用户的拍打等肢体动作。
在本发明的又一个实施例中，感应单元103中设置有三轴加速度传感器、旋转传感器和 震动传感器的组合，该组合运动传感器可以实现更多、更精准的肢体动作检测，丰富了用户 的选择，提升了用户体验。
控制单元101与感应单元103可操作性连接，以便于两者之间传输指令信号。在这里， “可操作性连接”是指控制单元101可以直接从感应单元103中获取肢体动作信息，也可以 间接从感应单元103中获取用户肢体动作信息，并控制输注单元102执行对应的功能指令， 下文将结合不同实施例进行说明。
在本发明实施例中，感应单元103与控制单元101相连接。在这里，“相连接”是指控制单元101与感应单元103互相电连接或者无线连接，下文中两个单元或两个结构的“相连接”与此处的意义相同。
优选的，在本发明实施例中，感应单元103与控制单元101电连接。两者采用电连接不 仅便于结构设计，也能降低功耗。控制单元101可控制输注单元102执行相应的功能指令， 如图1a所示。
明显的，在本发明的实施例中，功能指令也包括输注单元102所能执行的功能，如包括 但不限于药物输注或停止输注、充盈输注针、穿刺或缩回输注针、调整输注速度或输注模式、 调整药物输注量、开启或解除告警、事件开始、切换用户的身体状态、连接或断开连接远程 设备。
在本发明实施中，药物的输注包括基础量输注和大剂量输注。调整输注速度或输注模式 是指根据用户的身体状态，用户合理选择或者人工胰腺自动选择输注单元102中驱动单元的 驱动类型或驱动方式，以达到最优化控制血糖的目标。连接或断开连接远程设备是指用户可 根据实际需求选择是否需要将输注单元102与远程设备相连接。切换用户的身体状态是指用 户从静坐状态切换到睡觉状态，或者用户从睡觉状态切换到起床状态等。事件开始表示用户 的进餐事件、运动事件或者洗澡事件等。
本发明实施例中的由肢体动作控制的贴片式药物输注系统执行何种功能由用户肢体动作 控制。因此，在本发明的实施例中，用户不同的肢体动作代表着不同的功能指令。在本发明 实施例中，肢体动作包括跳跃、下蹲、腿部动作、手臂动作、对所述感应单元的拍打、弯腰、 身体扭转、特殊行走方式中的一种动作或者多种动作组合。与手动输入相比，肢体动作更容 易实施，用户的体验较好。
在这里需要说明，对感应单元103的拍打不仅包括直接接触感应单元103，还包括间接 接触或者不接触，如用户可隔着衣物拍打感应单元103。腿部动作包括但不限于抬腿，抖腿。 手臂动作包括但不限于振臂、摆臂、甩臂。特殊行走方式包括但不限于前进后退、转圈行走、 “之”字型行走前进。
在本发明的实施例中，功能指令为上述肢体动作中一种动作或者多种动作组合，且并不 限制所做某肢体动作的频度。如在本发明实施例中，充盈输注针的功能指令为对感应单元103 拍打三次。拍打三次而非一次、两次或多于三次，即避免了偶然动作带来的干扰，又比多于 三次的拍打方式更便利，增强用户体验。在本发明的另一个实施例中，胰岛素基础量输注的 功能指令为用户先弯腰一次，再将身体扭转两次。
在本发明的另一个实施例中，连接/断开连接远程设备(如手持机、手机、平板等)的功 能指令为“之”字型行走前进。
为了避免用户多余或者错误肢体动作带来的干扰，用户需要在固定时间t内完成预期指 令所对应的肢体动作，这里固定时间t可以根据用户的习惯设置成0.5～5s内的任一一个时间， 优选的t＝1s。例如，在本发明实施例中，用户在1s内拍打感应单元103三次，此为有效肢体 动作，以期望执行校准输注单元102的功能指令，但因为外界因素用户在1s后多拍打了一次 感应单元103，此为无效肢体动作，如果没有固定时间t的限制，该肢体动作组合可能将被识 别为其他功能指令。
本领域技术人员可以理解的是，上述功能指令对应肢体动作或者肢体动作组合并不是唯 一的，用户可以根据自身的习惯与条件自行设定各功能指令对应的肢体动作或者肢体动作组 合。
在本发明实施例中，控制单元101和输注单元102为分体式设计，两者通过防水插塞 相连接或直接卡合并电连接成为一个整体。控制单元101可以重复使用，输注单元102一次性使用后可抛弃。感应单元103直接集成在控制单元101或输注单元102中，通过粘性贴片105被粘贴在用户皮肤的某一个位置。优选的，感应单元103直接集成在控制单元101， 可以随控制单元101一起重复使用，降低用户使用成本，如图1b所示。在本发明另一实施例中，感应单元103感应单元103直接集成在控制单元101或输注单元102中，但输注单元102和控制单元101为一体式设计，两者通过导线连接，设置于同一个壳体10的内部，通过粘 性贴片105被粘贴在用户皮肤的某一个位置，一次性使用后整体抛弃，如图1c和1d所示。
在本发明的其他实施例中，感应单元103不直接集成在控制单元101或输注单元102中， 而是三者设置于同一装置10中，控制单元101与输注单元102可以为分体式设计也可以为一 体式设计，通过粘性贴片105被粘贴在用户皮肤的某一个位置，一次性使用后整体抛弃，如 图1e所示。
上述模块集成设计可提高药物输注系统的集成度，减少了用户皮肤粘贴结构的数量，便 于用户日常的身体活动，增强用户体验。
图2a-图2b为本发明不同实施例的药物输注系统包括动作确认单元204的模块结构示意 图。
动作确认单元204与感应单元203相连接，用于确认用户的肢体动作是否符合要求(如 设定的速度、强度或者频率等)，以提高药物输注系统的安全性。当感应单元203检测到用户 特定的肢体动作，但肢体动作不符合设定的要求时，药物输注系统会发出特定形式的告警(如 发光、声音、振动等)，使用户重新做出更加标准的肢体动作。同样的，当肢体动作符合要求 时，药物输注系统也可以发出特定形式的告警(如发光、声音、振动等)。
本发明的实施例对动作确认单元204设置的位置，以及与其他模块的连接关系不作具体 限制，只要能够满足动作确认单元204与感应单元203相连接的条件即可。优选的，在本发 明实施例中，动作确认单元204设置于感应单元203与控制单元201之间，如图2a所示。因 此，当感应单元203感应并识别出用户的肢体动作后，动作确认单元204确认动作是否符合 要求。如果符合要求，控制单元201间接接收到来自感应单元203感应到的肢体动作指令信 息，并控制传输注单元202执行对应的功能指令。此时，感应单元203与控制单元201之间 属于可操作性连接。
在本发明的另一个实施例中，动作确认单元204还可以只与感应单元203相连接，如图 2b所示。当动作确认单元204确认肢体动作符合要求时，控制单元201可直接获得对应的指 令，并控制输注单元202执行对应的功能指令。
如前所述，在这里，“相连接”是指确认单元204与感应单元203互相电连接或者无线 连接。
双边驱动的药物输注系统还包括输注针104。输注针104的一端与储药单元出口连通， 另一端送至皮下，以将药物输注到皮下。在本发明实施例中，输注针104设置于输注单元102 的一端部。在本发明的其它实施例中，输注针104还可根据其所具备的功能或器件的结构特 点而设置在其它位置，如设置于输注系统的中间位置等，这里并不作具体限制。输注针104 为刚性输注针或柔性输注针，或者根据所处的不同位置以及实现不同的功能，输注针104也 可采用刚性输注针和柔性输注针相结合的设计，在这里并不做具体限制。优选的，在本发明 实施例中，输注针104为刚性输注针。
图3为本发明实施例的输注系统结构的俯视示意图，输注系统包括了驱动单元100、驱 动轮130、储药单元150、活塞160、螺杆170以及动力单元180。
螺杆170分别与活塞160和驱动轮130相连接。在本发明实施例中，驱动轮130活动设 置于装置底座190上，驱动轮130通过转动推动螺杆170运动，进而推动设置于储药单元150 中的活塞160向前运动，以达到注射药物的目的。
驱动单元100与驱动轮130相配合运作。在这里，相配合是指驱动单元100与驱动轮130 两者的运动互相关联。
在本发明实施例中，驱动轮130圆周设置有轮齿131(如图8和图9所示)。驱动单元100 通过转轴120活动连接于底座190上，驱动单元100可以绕转轴120转动。驱动单元100包括至少两个驱动臂110。转动的驱动单元100带动驱动臂110推动轮齿131前进以使驱动轮130转动。
控制单元101控制动力单元180对驱动单元100施加两个不同方向力的作用，以使驱动 单元100具有多种不同的运作模式。在这里，运作模式包括运动幅度或运动速率。因此，驱 动单元100的多种不同的运作模式包括多种不同的运动幅度或运动速率，下文将详细叙述。
具体的，在本发明实施例中，动力单元180固定连接在驱动单元100的顶部位置140处， 进而将动力单元180分为左右两个部分，如图3中A’方向部分和B’方向部分，进而在A’方向 或者B’方向上交替拉动驱动单元100绕着转轴120转动。具体的，在本发明实施例中，当动 力单元180在A’方向拉动驱动单元100时，驱动单元100绕着转轴120向A方向转动。当动 力单元180在B’方向拉动驱动单元100时，驱动单元100绕着转轴120向B方向转动。通过在A’方向和B’方向上交替拉动驱动单元100，可以实现驱动单元100绕着转轴120向A方向和B方向交替转动。
具体的，在本发明实施例中，动力单元180为形状记忆合金。形状记忆合金A’方向部分 和B’方向部分被交替通断电，进而通过其长度的变化，对驱动单元100施加力的作用。动力 单元180可以由一根连续的形状记忆合金构成，也可以由左右两段(如A’方向段和B’方向段) 形状记忆合金组成，在这里并不做具体限制，只要能够满足施加力的作用进而使驱动单元100 转动的条件即可。
在这里，需要说明的是，动力单元180包括但不限于形状记忆合金，在本发明的其它实 施例中，动力单元180还可以是其他结构，而且动力单元180对驱动单元100施力的位置也 不限于在驱动单元100的顶部位置140，只要能够满足对驱动单元100施加力的作用使驱动 单元100左右交替转动的条件即可。
明显的，通过控制单元101控制动力单元180动力输出的大小，驱动单元100将具有多 种运动幅度。如在本发明实施例中，控制电流的大小，形状记忆合金的长度将发生变化，动 力输出的大小也发生变化，驱动单元100的运动幅度也随之变化。因此，驱动单元100具有 多种运动幅度。驱动单元100的一种运动幅度与一种转动档位相对应，因此，驱动单元100 具有多种转动档位。
同样的，通过控制动力单元180动力输出的频率，驱动单元100将具有多种运动速率。 如在本发明实施例中，通过改变通电频率，形状记忆合金长度变化的快慢不同，动力输出的 频率也发生变化，驱动单元100的运动速率也随之变化。
请结合参考图4a所示的驱动单元100立体结构示意图，驱动单元100还包括多于两个驱 动臂110，驱动轮130包括多个子轮。再结合图3和图4a所示的结构，当驱动单元100一侧 设置多个驱动臂110，驱动单元100能够通过多个档位转动带动驱动臂110推动轮齿131，以 使驱动轮130进行多档转动。因此，在本发明的实施例中，驱动单元100和驱动轮130是相配合使用的。在这里，相配合是指驱动轮130的位置、子轮的数目需要与驱动单元100的工作原理以及驱动臂110的数目、位置结构相适应。
如图3和图4a所示，在本发明的实施例中，多个驱动臂110分别设置于驱动单元100的 两侧。因此，多个子轮也分别设置于驱动单元100两侧，以配合驱动臂110使用。具体的，在本发明实施例中，驱动单元100包括4个驱动臂110，分别为110a、110b、110c、110d。 其中110a、110b设置于驱动单元100的一侧，110c、110d设置于驱动单元100的另一侧。驱 动轮130包括两个子轮，一个子轮与110a、110b相配合，另一个子轮与110c、110d相配合。
这里需要说明的是，驱动轮130还可以包括多于两个子轮，如根据多个驱动臂110位置 结构的设计，可以在驱动单元100一侧设置两个相邻的子轮，以配合位于驱动单元100该侧 不同位置和数量的驱动臂110。
图4a、图4b和图4c分别为驱动单元100的立体结构示意图、侧视结构示意图和俯视结 构示意图，且图4c的俯视方向为图4b中箭头所示的方向，图4b的侧视方向为图4c中箭头所示的方向。
在本发明的实施例中，位于驱动单元100一侧的两个驱动臂110呈上下设置。在这里， 上下设置是指图4b中所示的上下位置关系表示。具体的，是指在侧视图图4b中能够看到驱 动单元100一侧的两个驱动臂110(如110a和110b)，而在俯视图图4c中，110b和110d分别被110a和110c遮挡，如图4c中虚线表示的110b和110d。
在本发明的实施例中，由于驱动轮130为圆形，相邻轮齿被施加推动力的表面并不平行。 因此为了在驱动时驱动臂110和轮齿推动面保持垂直，进而提高驱动臂110的推动效率，当 驱动单元100一侧的驱动臂110推动轮齿131时，该侧的两个驱动臂110在推动方向所在的 直线相交。具体的，如图4b所示，当轮齿131被110a和/或110b推动时，110a所在的直线为l1，110b所在的直线为l2，l1和l2的夹角为α，3.1°≤α≤4.1°。具体的，在本发明实施例中，α＝3.5°。在本发明的另一个实施例中，α＝3.3°。在本发明的又一个实施例中，α＝3.9°。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，根据不同的结构设计，当驱动单元100一侧 的驱动臂110推动轮齿131时，该侧的两个驱动臂110在推动方向所在直线还可以平行(α＝ 0°)或者异面，同样可以推动驱动轮130转动，达到输注药物的目的。此时，l1和l2的夹角α 可根据实际的结构而设定，如α可根据驱动轮130的直径和数量、轮齿131的数目、螺杆170 的节距以及驱动臂110的位置关系和数目而设定，如α还可以介于0°～3.1°之间或者4.1°＜α≤7°， 在这里并不做具体限制。
如图4a和图4b的虚线圈10部位所示，在本发明实施例中，位于驱动单元100一侧的两个驱动臂110是在虚线圈10处经过翻折形成的。在本发明的其它实施例中，位于驱动单元100一侧的两个驱动臂110还可以通过其它方式形成，如图5a和5b所示的驱动单元立体结构示意图中，位于上方位置的210a、210c与下方位置的210b、210d分别设置于不同结构子单元中。如在图5a中，两个结构子单元通过焊接或其他的连接方式被固定在一起，成为一体结构。再如图5b所示，两个结构子单元在驱动单元300的顶部位置340处相连接，再将驱动单元300的顶部位置340经过翻折形成本发明实施例中驱动臂310的结构。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，驱动臂还可以通过其它的方式形成，只要能 够满足推动驱动轮转动的条件即可，这里并不做具体限制。
请参考图6，为本发明另一个实施例的驱动单元400俯视示意图。
图6和图4c的视角相同。结合图4a、图4b、图4c和图6，明显的，驱动单元400一侧 的两个驱动臂呈左右稍稍错位设置，如410a、410b以及410c、410d。具体的，在本发明的一 个实施例中，410a和410c向右偏移，410b和410d向左偏移。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，同一侧的两个驱动臂的左右偏移量以及两者 相对向哪一个方向偏移，需要根据实际结构设计而定，在这里并不作具体限制。进一步的， 在本发明的一个实施例中，驱动单元一侧的两个驱动臂还可以左右设置。在这里，左右设置 是指从如图6的视角下(俯视)，能够看到驱动单元一侧两个完整的驱动臂，同时从如图4b 的视角下(侧视)，靠近驱动单元主体的驱动臂被远离驱动单元主体的驱动臂全部遮挡，或者 部分遮挡，此时，驱动单元同侧驱动臂推动方向所在直线共面或者异面。同时，对驱动臂的 长度以及不同驱动臂之间的长度关系不做具体限制。
请参考图7，为本发明又一个实施例的驱动单元500的立体结构示意图。
具体的，驱动单元500包括6个驱动臂510，每三个设置在驱动单元500的一侧，具体是：510a、510b、510c设置在一侧，510d、510e、510f设置于另一侧。如前文所述，同样的， 同一侧驱动臂510的长度、之间的长度关系以及位置设置均根据具体结构和工作原理而设计，在这里并不做具体限制。具体的，在本发明实施例中，驱动单元500同一侧三个驱动臂510的位置关系同图4a、图4b和图4c中的相似，即驱动单元500同一侧三个驱动臂510上下设置。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，驱动臂总数还可以是奇数个，如3个、5个 或者更多，即驱动单元两侧驱动臂的数量不相等。而且不同驱动臂之间的结构关系可以和上 文所述的类似，在这里并不做具体限制。
请结合参考图8和图4c，图8为驱动轮130的局部结构示意图，131为轮齿。
在图4c的视角下，驱动单元100一侧两个驱动臂驱动端的水平距离为h，轮齿131的齿 距为s，则0.5s≤h≤1.5s。具体的，在本发明的实施例中，h＝0.8s。在本发明的另一个实施例 中，h＝1.2s。在本发明的又一个实施例中，h＝s。在这里，驱动臂110的驱动端是指驱动臂 110在推动时直接和轮齿131接触的一端。水平距离是指按照如图4c的角度俯视时，驱动单 元100同侧两个驱动臂110驱动端之间的平面距离。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，还可以有0.1s≤h＜0.5s或者1.5s＜h≤2.5s， 均可以实现本发明的效果，在这里并不做具体限制。
如图8所示，在本发明实施例中，驱动轮130为棘轮，轮齿131为棘轮齿。棘轮齿包括缓面与陡面，因此更利于被推动，如图8所示。而且，在本发明实施例中，在驱动单元100 单次向一个方向转动的整个过程中，驱动单元100的驱动臂110包括推动驱动轮130转动的 部分和非推动驱动轮130转动的部分。推动驱动轮130转动的部分将推动力作用于棘轮齿的陡面实施推动，使驱动轮130向C方向转动。
请参考图9，为驱动单元100和驱动轮130相配合的立体结构示意图。
结合图9、图3、图4b和图4c，在本发明实施例中，在动力单元180的作用下，驱动单元100绕着转轴120转动，从而带动驱动单元100两侧的多个驱动臂110推动轮齿131，进 而推动驱动轮130转动。
请结合参考图9和图10，图10为驱动单元100进行转动的多个档位的位置结构示意图。
如前文所述，驱动单元100同侧的驱动臂110驱动端之间具有一定距离h，在推动时其 推动方向所在直线具有一定夹角α，因此，在驱动单元100单次向一个方向转动的整个过程 中，如图9中单次向A方向转动，110a和/或110b推动轮齿131使驱动轮130转动，而110c和110d可在轮齿131上滑动(如在棘轮齿的缓面上滑动，并不施加推动驱动轮130转动的力)。 且明显的，110c先滑动到相邻的下一个驱动位置(驱动位置是指可以推动轮齿131前进的位 置，下文的驱动位置与此处意义相同)。此时，110c的驱动端作用于棘轮齿的陡面。此时驱 动单元100可以停止转动，驱动臂110a和/或110b停止推动轮齿131，驱动轮130停止转动。 驱动单元100完成了一个档位的转动，请参考图10，此时驱动单元100向A方向转动到A1位置，即到达A1档，并对应一种转动幅度，使输注系统具备一种单位输注量。下一刻驱动单元100继续向A方向转动，110d会滑动到相邻的下一个驱动位置。同样的，110d的驱动端作用于棘轮齿的陡面。驱动单元100又完成了一个档位的转动，请参考图10，此时驱动单元100转动到A2位置，即到达A2档，并对应另一种转动幅度，使输注系统具备另一种单位输注量。此时110c和110d各自完成一次相邻轮齿131之间的滑动，驱动单元100完成了单次向A方 向转动的整个过程，实现A1、A2两档位转动，从而对驱动轮130进行两档位推动，使得输注 系统进行两档位输注，即输注系统具有两种不同的单位输注量。
需要说明的是，在上述转动过程中，还可以是110d先滑动至下一个轮齿131，110c后滑 动至下一个轮齿131，在这里不作具体限制。同样的，当驱动单元100向B方向转动时，同 样有B1、B2两档位的转动动作，并对应两种单位输注量。
明显的，驱动单元100在上述单次向A方向转动的整个过程中，驱动单元100经过了转 动和停止转动相交替的动作，驱动臂110交替地推动和停止推动轮齿131，使驱动轮130交 替地转动和停止转动，实现了对驱动轮130的两档位推动，最终达到两档位药物输注的目的。
具体的，当驱动单元一侧具有两个驱动臂时，驱动单元在单次向A方向转动的整个过程 中，驱动单元经过转动-停止转动-转动的两档位动作，实现对驱动轮的两档推动。当驱动单 元一侧具有三个驱动臂时，驱动单元在单次向A方向转动的整个过程中，驱动单元经过转动 -停止转动-转动-停止转动-转动三档位动作，实现对驱动轮的三档推动，完成三档输注。依此 类推，当驱动单元一侧具有更多个驱动臂时，驱动单元通过旋-停-旋-停-旋-…-旋的多档位动 作实现对驱动轮的多档推动，完成多档输注。
请继续参考图9，结合上文所述，在本发明的实施例中，当驱动单元100推动驱动轮130 转动时，实施推动力一侧的驱动臂110中至少有一个驱动臂110对轮齿131施加推动力。而 另一侧的一个或两个驱动臂110与轮齿131接触，但并不对轮齿131施加使驱动轮130转动 的力。因此，本发明实施例存在一种情况：驱动单元100的所有驱动臂110中只有一个驱动 臂110对轮齿131施加推动驱动轮130转动的力，其他的驱动臂110会和驱动轮130接触，而并不对轮齿131施加推动驱动轮130转动的力。
需要说明的是，对于在驱动单元一侧有三个甚至更多个驱动臂的本发明实施例中，驱动 单元工作时，也会有上述类似的情况。当驱动臂有奇数个时，驱动单元两侧的驱动臂数量不 相等，驱动单元在向某一方向转动的整个过程中，也会有上述同样的过程。
请继续参考图10，在本发明的另一个实施例中，当驱动单元100一侧具有两个驱动臂110 时，驱动单元100向A方向转动一个档位，即到达A1档后，转而向B方向转动一个档位或 两个档位，即到达B1档或B2档，直至向B方向的转动停止，驱动单元100转动了不同的幅度。此过程为驱动单元100完成了一次向两个方向的交替转动，从而可对驱动轮130实施多档推动。因此，本发明实施例中，驱动单元100可以在A1-B1档位或A1-B1-B2档位或B1-A1-A2档位之间交替切换档位进行转动，达到切换不同档位进行输注的目的。
继续参考图10，在本发明的又一个实施例中，驱动单元100还可以直接转动到A2档位， 而不经过A1档位。然后再直接转动到B2档位，而不经过B1档位，即驱动单元100直接在A2-B2档位之间交替转动。如上所述，驱动单元100还可以在A1-B1档位之间交替转动。明显的，在单位时间内，驱动单元100在A2-B2档位之间交替转动时的药物输注量大于其在A1-B1档位之间交替转动时的药物输注量。
在本发明的其他实施例中，如图10所示，当驱动单元100向A方向转动，并且驱动臂110c或110d滑动到驱动位置时，驱动单元100仍可以继续向A方向转动，直至驱动臂110c 和110d均不在驱动位置，驱动单元100停止转动，下一刻开始向B方向转动。这种运作模式 使驱动单元100具备更多种运动幅度，即更多种转动档位。明显的，当驱动单元100向B方 向转动的某一段时间内，所有驱动臂110均在轮齿131表面滑动，即均不实施推动。下文将 结合驱动单元100只包括两个驱动臂的实施例对上述过程进行详细叙述。
图11a-图11c为驱动单元600包括两个驱动臂610a和610b的结构示意图。
类似上文所述的驱动原理，在本发明的一个实施例中，当控制单元101控制动力单元680 在A’方向对驱动单元600施加动力，驱动臂610a推动轮齿631前进，使驱动单元600绕转轴 620转动，驱动臂610b在轮齿631表面滑动，直至驱动臂610b到达驱动位置，驱动单元600 转动一定的幅度，如图11a所示。当控制单元101控制动力单元680开始向B’方向施加动力， 使驱动臂610b推动轮齿631前进。依此类推，驱动单元600在两个方向交替旋转。
本发明实施例当驱动臂610b到达驱动位置后，驱动单元600继续向A方向转动，使驱 动臂610b继续在轮齿631表面滑动。当驱动臂610b的驱动端与轮齿631陡面距离为d1时，动力单元680停止输出动力，如图11b所示。此时驱动单元600转动更大的幅度。若轮齿131齿距为D，则d1＝D/n，n＞1。明显的，当动力单元600向B’方向输出动力后，在驱动单元600开始转动的一段时间内，驱动臂610b和610a均在轮齿631表面滑动，如图11c所示，驱动 臂610b和610a分别与对应轮齿631陡面的距离为d2和d3。明显的，d2＜D，且d3＜D。如上 文所述，当驱动单元600具有更多驱动臂时，每个驱动臂同样会出现类似情况。
上述过程驱动臂610b滑动的总距离可任意选择，比如滑动总距离为0.4D、0.7D、D(如 图11a所示)、1.5D、1.75D、2D、2.3D、2.5D等，因此驱动单元600具有多种转动幅度，即多种转动档位，使得输注系统具备多种单位输注量。
图12a和图12b为驱动轮130和底座190或限位部件191的结构示意图。图12a、图12b为图3部分结构的主视图。
当驱动臂110在轮齿131表面滑动时，驱动臂110通过与轮齿131接触向驱动轮130施 加一定的压力，确保驱动轮130不转动。但明显的，由于轮齿131和驱动轮130圆周的结构特点，在不同位置，驱动臂110对驱动轮130的压力可能不相等，因此，当驱动臂110在轮 齿131表面滑动时，驱动轮130有向前进方向转动或者反转的可能性，影响药物输注量的准 确性，存在安全隐患。因此，本发明实施例增大了驱动轮130与其相邻结构的摩擦力，降低 了出现上述可能性的概率。
如图12a所示，驱动轮130活动装配于底座190上，两者互相摩擦配合。在这里，摩擦配合是驱动轮与相邻结构之间预设有一定摩擦力，下文的摩擦配合与此处的意义相同。本发 明实施例在位置L处(如虚线框所示)增大驱动轮130和底座190相对运动的摩擦力，以确保当所有驱动臂110在轮齿131表面滑动时，驱动轮130停止转动。
如图12b所示，在本发明的另一个实施例中，输注系统还包括限位部件191。限位部件 191活动装配于所述底座190上，以限定驱动轮130的位置。限位部件191与驱动轮130在位置M或位置N处(如虚线框所示)摩擦配合。同样的，本发明实施例通过限位部件191 增大驱动轮130在转动时受到的摩擦力，确保当所有驱动臂110在轮齿131表面滑动时，驱 动轮130停止转动。同时，限位部件191能够充分利用输注系统内部结构，并在不同的位置 与驱动轮130摩擦配合。
本发明实施例并不限制上述摩擦配合的位置，只要能够满足增大驱动轮130在转动时受 到的摩擦力的条件即可，如还可以同时作用于驱动轮130的两个侧面。本发明实施例也不限 制限位部件191的材料，如限位部件191包括弹性件、塑料件或金属件等。
本发明其他实施例也可以不设置上述的摩擦配合，而是增加某一个或者所有驱动臂110 对轮齿131的压力，进而提高驱动轮130的最大静摩擦力，确保当所有驱动臂110在轮齿131 表面滑动时，驱动轮130不发生转动。
如果最小档输注的药物量为该药物输注系统的最小单位输注量，那么利用本发明实施例 的药物输注系统能够降低最小单位输注量，实现对药物输注的精确控制。当患者需要输注较 多药物时，可选择大档位A2-B2档位模式，加快输注速率。当需要输注少量药物时，患者可 以选择小档位A1-B1档位模式，降低药物输注速率，实现对药物输注的精确控制。
与只有一种输注模式的装置相比，本发明实施例双边驱动的药物输注系统的驱动单元具 有多种运作模式，使输注系统具备多种不同的单位输注量与输注速率。利用本发明实施例的 输注系统，患者可根据实际输注量以及输注速率的需求，自由灵活地选择不同的输注模式， 提高了输注效率。同时，在大档位A2-B2档位之间设置中间档位A1-B1-B2档位或B1-A1-A2档 位，以及小档位A1-B1档位，输注系统能够降低最小药物输注量，达到精确控制输注的目标。
如利用本发明实施例的双边驱动的药物输注系统，在开始输注时，药物输注量比较大， 患者可以选择图10所示的大档位A2-B2档进行输注。输注一段时间后，可改用中间档位 A1-B1-B2档或B1-A1-A2档，降低药物输注的速率。当接近完成药物输注时，患者可选用小档 位A1-B1档位输注，进一步降低输注速率，达到对药物输注的精确控制。当然，患者还可以选择其中某一个或某几个档位进行输注，这里并不做具体限制。
在本发明的其它实施例中，当驱动单元的一侧设置多于两个驱动臂时，输注系统可具有 更多且更加精细的输注档位，患者可以进一步灵活控制输注过程，更加精密地控制输注。
综上所述，本发明公开了一种双边驱动的药物输注系统，感应单元与控制单元可操作性 连接，感应单元用于感应或识别用户的肢体动作，不同的肢体动作代表不同的功能指令，根 据感应单元感应或识别到的肢体动作，控制单元控制输注单元执行对应的功能指令。与手动 输入相比，肢体动作直接作为功能指令避免了用户在远程设备上寻找功能指令的输入位置和 手动操作输入，简单便捷，用户的体验较好。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员 应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员 应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范 围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种双边驱动的药物输注系统，其特征在于，包括：
输注单元，所述输注单元包括：
储药单元；
分别与螺杆相连接的活塞和设置有轮齿的驱动轮，所述驱动轮通过转动推动所述螺杆运动，所述活塞设置于所述储药单元中，所述螺杆推动所述活塞运动；
与所述驱动轮相配合运作的驱动单元；
与所述驱动单元相连接的动力单元；
控制单元，控制所述动力单元对所述驱动单元施加两个不同方向的力；和
感应单元，与所述控制单元可操作性连接，所述感应单元用于感应或识别用户的肢体动作，不同的所述肢体动作代表不同的功能指令，根据所述感应单元感应或识别到的所述肢体动作，所述控制单元控制所述输注单元执行对应的所述功能指令。
2.根据权利要求1所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，所所述功能指令包括药物输注或停止输注、充盈输注针、穿刺或缩回输注针、调整输注速度或输注模式、调整药物输注量、开启或解除告警、连接或断开连接远程设备、切换用户的身体状态、事件开始。
3.根据权利要求1所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，所述感应单元中设置有加速度传感器、倾斜传感器、震动传感器、旋转传感器中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，所述肢体动作包括跳跃、下蹲、腿部动作、手臂动作、对所述感应单元的拍打、弯腰、身体扭转中的一种动作或者多种动作组合。
5.根据权利要求4所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，所述感应单元器在固定时间t内感应或识别到的所述肢体动作为有效肢体动作，超出固定时间t感应或识别到的所述肢体动作为无效肢体动作。
6.根据权利要求5所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，所述固定时间t为0.5s～5s。
7.根据权利要求6所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，所述固定时间t＝1s。
8.根据权利要求1所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，所述感应单元集成在所述控制单元或所述输注单元在中。
9.根据权利要求1所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，所述感应单元与所述控制单元和所述输注单元集成在一个装置中。
10.根据权利要求8或9所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，所述控制单元和所述输注单元为分体式结构，所述控制单元可重复使用。
11.根据权利要求8或9所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，所述控制单元和所述输注单元为一体式结构，一次性使用后整体抛弃。
12.根据权利要求1所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，还包括肢体动作确认单元，所述肢体动作确认单元与所述感应单元相连接。
13.根据权利要求1所述的双边驱动的药物输注系统，其特征在于，所述驱动单元具有多种不同的运作模式，进而使输注系统具有多种不同的单位输注量或者输注速率。
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