CN116999248B - 一种单手自弹射止血装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单手自弹射止血装置及方法，属于医疗止血装置领域，用于对深部出血伤口单手弹射递送止血材料。现有技术中，止血装置需要双手配合操作，但在某些场景中，可能需要伤者进行自救，存在操作不便，导致操作不当，对伤口造成二次伤害，且难以保证止血效果的缺点。本止血装置包括储存管、前端锥头、活塞、弹性件和触发件，储存管和前端锥头中存放止血材料，弹性件两端分别连接在活塞和储存管端部。当需要单手递送时，使用者轻轻推动触发件解除对活塞的锁定，活塞快速将止血材料弹射至伤口中，操作简单，可单手操作，适用于恶劣条件下的出血急救，且单手注入速度快，力度可由弹性件进行设计，避免为伤患带来过多的伤口疼痛感和二次伤害。
Description
技术领域
本发明属于医疗止血装置领域，特别是涉及一种单手自弹射止血装置及方法。
背景技术
深部伤口出血位点深、出血量大，尤其盲管伤和贯穿伤等，弹道入口较狭小但内部伤腔大且复杂，在交通事故、自然灾害、突发事件、战现场等紧急条件下属于高发伤情。现有的深部伤口紧急止血治疗主要采用压迫止血、三角巾和纱布填充止血等方法，由于这些常规止血方法对医疗条件有一定要求，在这些特殊场景下，存在止血不完全、操作不便捷，无法单手操作和控制等问题，现有的紧急救治手段还远远不能满足止血要求，深部伤口出血的紧急止血治疗仍然是困扰战现场急救的一个难题。
在现有技术的改进中，医疗技术采用类似弹射器的医疗装置，将几十个壳聚糖处理的微型药棉推注入伤口，在几十秒内，药棉膨胀数倍，并通过表面的壳聚糖凝结血液，实现闭合伤口和止血的功效。
但是现有技术中，药棉弹射器在使用时，需要使用者先将弹射端插入伤口，然后再推动药棉弹射器末端的推杆从而推动活塞将药棉推入伤口中。这就导致了药棉弹射器需要两手配合操作才能获得较好的弹射效果，即一手稳住插入伤口的弹射器，另一手推动活塞柄。然而在紧急场景中，尤其在特殊环境复杂，往往需要伤者进行自救，伤者甚至可能有一只手已经受伤不能活动，也就难以使用这种药棉弹射器。另外，在伤者进行自救时，为确保药棉弹射器在伤口中能保持稳定，往往不能弹射得太快，因此伤者可能因为难以忍受药棉弹射过程中的疼痛而导致弹射失败，因而既未能有效止血，又消耗了药棉弹射器。即便伤者能够忍受弹射过程中的疼痛，但是伤者也不是专业的医生，难以掌控合适的弹射力度，因而也难以保证药棉弹射器的止血效果能够充分发挥。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种单手自弹射止血装置及方法，用于解决现有技术中用于止血的药棉弹射器存在操作不便，需要双手配合操作，且使用过程中会为患者带来过多痛感的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种单手自弹射止血装置及方法，包括：
储存管、前端锥头、活塞、弹性件和触发件；
所述储存管为中空管状结构，所述储存管一端开口，所述储存管的另一端封闭，这一端为触发端，所述触发端的外端面为触发面，所述触发面和所述储存管内腔之间贯穿设置有塞孔；
所述前端锥头为中空结构，所述前端锥头一端开口且这一端连接于所述储存管的开口端，所述前端锥头的另一端为瓣状结构，初始状态时，所述瓣状结构闭合成封闭状态；
所述活塞包括塞头、塞杆和塞尾，所述塞头和塞尾分别连接在所述塞杆的两端，所述塞头位于所述储存管的内腔之中且与所述储存管的内腔壁滑动配合，所述塞头朝向所述前端锥头一侧，所述塞尾朝向所述触发端一侧，所述塞尾的截面尺寸大于所述塞杆的截面尺寸且小于所述塞孔的截面尺寸；
所述弹性件位于所述储存管内所述触发端和所述塞头之间的区域；
所述触发件的一侧与所述触发面接触，所述触发件的这一侧为限位侧，所述限位侧设有限位结构，初始状态时，所述塞尾穿过所述塞孔，然后卡入所述限位结构中，此时所述弹性件处于压缩状态，当所述触发件在所述触发面上的位置改变时，所述塞尾从所述限位结构中脱出，并在所述弹性件的作用下带动所述塞头向所述前端锥头滑动。
可选的，所述储存管的开口端周向设置有多个凸块，所述凸块朝向所述前端锥头一侧设有倒角；
所述前端锥头的开口端周向设置有多个槽口，所述前端锥头通过所述槽口与所述凸块的配合安装于所述储存管上。
可选的，所述限位结构呈阶梯状的腔体形状，包括相连的第一腔层和第二腔层，所述第一腔层位于所述限位侧外层，所述第二腔层位于所述限位侧内层；
所述第一腔层内侧设有锁止区，所述锁止区的截面小于所述塞尾但大于所述塞杆，所述第二腔层的截面大于所述塞尾；
所述限位结构的腔体侧面还设有限位开口，初始状态时，所述触发件从所述限位开口插入并卡住所述活塞的尾部，所述塞尾位于所述第二腔层，所述塞杆位于所述锁止区，所述锁止区和第二腔层之间的台阶面限制所述活塞的移动。
可选的，所述第一腔层外侧为触发区，所述触发区的截面大于所述塞尾的截面，当沿所述限位开口推动所述触发件时，所述活塞尾端从所述锁止区滑入所述触发区，所述锁止区和第二腔层之间的台阶面失去对所述活塞的限制作用。
可选的，所述触发件上与所述触发端相对的一侧为推力侧，所述推力侧上设有凸台，所述凸台与所述推力侧的端面组合成挤压区，所述挤压区与所述限位结构的腔体朝向一致，所述挤压区靠近所述触发件边缘，且易于单手拇指触发。
可选的，所述触发区的两侧为导向面，所述触发面上相应位置设有导向块，所述导向块和导向面滑动配合，为触发件的装配和触发提供导向作用。
可选的，所述触发面为斜面，所述限位侧的端面也为斜面，且两者的斜面匹配。
可选的，所述储存管的所述触发端内腔壁上至少设置有一个凸起，当所述凸起为多个时，多个所述凸起分布于所述储存管周向不同的角度和高度，所述凸起用于卡住所述弹性件的末端；
所述塞头设置有与所述储存管内腔壁滑动配合的导向结构，所述导向结构内侧设置有挂钩，当所述挂钩为多个时，多个所述挂钩分布于所述导向结构内侧周向不同的角度和高度，所述挂钩用于卡住所述弹性件的另一个末端。
可选的，所述弹性件为弹簧或环形的网状结构，所述弹性件的截面小于所述储存管的内腔截面，所述弹性件外周与所述储存管的内腔之间有间隙；
当所述弹性件为网状结构时，所述网状结构由连接在所述弹性件两端的多根弹性筋条形成，所述弹性筋条为基于正弦函数构造成的弯曲结构；
和/或，所述塞头与塞杆的连接处有导角结构，所述塞尾与塞杆的连接处也有导角结构。
其中，一种方法，用于计算所述的触发面的最佳倾斜角度a，包括以下步骤：
步骤一，根据所述活塞所需的弹射距离和弹出力确定所述弹性件的弹性参数，所述弹性参数包括所述弹性件初始状态时的弹力；
步骤二，对所述触发件进行受力分析，确定所述触发件的受力情况，所述触发件的初始状态受力包括Fn和Ff，其中Fn又包括Fx和Fy两个方向的分力；
所述触发件在触发时，还受到推力Ft，该推力用于打破所述触发件初始状态时的受力平衡状态；
其中，
Fn为所述弹性件的弹力对所述触发件的作用力，方向沿所述储存管的轴线且朝向所述前端锥头；
Fx为Fn沿所述触发面的分力，方向与Ff相反，沿所述触发面向下，Fx＝Fn×sina；
Fy为Fn垂直于所述触发面的分力，方向朝向所述储存管内侧，Fy＝Fn×cosa；
Ff为摩擦力，方向沿所述触发面向上，Ff＝Fy×f，f为所述触发件与所述触发面的摩擦系数，f的大小与所述触发件和触发面的材料有关；
步骤三，根据以下条件计算出所述触发面的最佳倾斜角度a的临界值；
条件一，初始状态时，所述触发件不能从所述触发面滑落，即Ff>Fx；
条件二，触发时，Ft与Fx的和大于Ff，且Ft要大于0，但不宜过大，否者难以推出，即Ft+Fx>Ff，计算时取临界值Ft＝0；
两个所述条件综合如下，
代入Ft、Fn和f，可得出触发面的最佳倾斜角度a的临界值。
如上所述，本发明的一种单手自弹射止血装置及方法，至少具有以下有益效果：
针对复杂环境下的深部组织出血，该发明能够单手自弹射递送，在紧急的场景和有限的医疗条件下，使用者可单手操作实施自救，该操作过程较为便捷，不会为伤者带来太多的疼痛感。具体来说，本单手自弹射止血装置包括储存管、前端锥头、活塞、弹性件和触发件，储存管和前端锥头中存放用于止血的材料，弹性件两端分别连接在活塞和储存管端部。初始状态时，弹性件处于压缩状态，对活塞有一个弹射力，但是活塞的尾端被触发件锁住因为不能滑动。当需要弹射递送时，使用者仅需单手轻轻推动触发件，让触发件解除对活塞的锁定，则活塞可快速将止血材料弹射递送至伤口之中，整个操作过程较为简便，可单手操作，适用于战场、交通事故、自然灾害等条件恶劣环境下的深部出血伤口，具有单手递送速度快，储存时间长，使用方便等优点，弹射递送力度可由弹性件进行设计，避免为伤患带来过多的伤口疼痛感和二次伤害。
附图说明
图1显示为本发明整体的立体示意图。
图2显示为本发明的使用场景示意图。
图3显示为本发明剖视示意图。
图4显示为本发明初始状态时的剖视示意图。
图5显示为本发明弹射后的剖视示意图。
图6显示为本发明侧视示意图。
图7显示为本发明图6中A-A截面示意图。
图8显示为本发明触发端局部剖视示意图。
图9显示为本发明触发件立体示意图。
图10显示为本发明触发件俯视示意图。
图11显示为本发明活塞的立体示意图。
图12显示为本发明其中一种弹性件的示意图。
图13显示为本发明触发件受力状态示意图。
其中：储存管1、触发端10、触发面101、塞孔102、凸起11、凸块12、前端锥头2、瓣状结构21、槽口22、活塞3、塞头31、挂钩311、塞杆32、塞尾33、弹性件4、触发件5、第一腔层50、锁止区501、触发区502、第二腔层51、限位开口52、台阶面53、凸台541、挤压区542。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图13。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。
请参阅图1-3，本发明提供一种单手自弹射止血装置及方法，用于解决现有技术中用于止血的药棉弹射器存在操作不便，需要双手配合操作，且使用过程中会为患者带来过多痛感的问题，尤其在战场等条件有限的场景中，由于缺乏医护人员和情况紧急等情况，伤者往往需要进行自救操作。现有技术中的止血弹射器由于操作不便较难使用，而且一旦伤者伤在手上，将导致伤者完全无法操作，难以完成自救。
具体来说，本发明提供的一种单手自弹射止血装置，包括：储存管1、前端锥头2、活塞3、弹性件4和触发件5；
储存管1为中空管状结构，储存管1一端开口，储存管1的另一端封闭，封闭的这一端为触发端10，或者称之为本装置的尾端，触发端10的外端面为触发面101，触发面101和储存管1内腔之间贯穿设置有塞孔102，该塞孔102用于供活塞3穿过，活塞3通过在储存管1中的滑动来完成药物弹射过程；
前端锥头2也为中空结构，前端锥头2一端开口且这一端连接于储存管1的开口端，前端锥头2的另一端为瓣状结构21，初始状态时，瓣状结构21闭合成封闭状态，药品预先储存在储存管1和前端锥头2中，在止血的场景中，储存管1和前端锥头2中的药品为止血类医用材料；
其中，前端锥头2的弹射侧整体呈圆弧形，可以使用质地较为柔软的材料，减少在将前端锥头2插入伤者伤口的过程中为其造成二次伤害。前端锥头2的整个圆弧面被分成多瓣，瓣与瓣之间有缝隙，每瓣的尖部都位于圆弧顶部区域。初始状态时，瓣状结构21闭合成封闭状态，防止内部药片脱落，当活塞3触发时，活塞3从内部推动止血药剂，相应推动瓣状结构21张开，从而将药品送入伤口内部。
另外，还可以在前端锥头2的每一个瓣状结构21上设置向内的凸起结构，将表面规则的瓣状结构21变成有内凹形状的凸起结构，从而加强整个瓣状结构21的强度，确保储存管1和前端锥头2中的药品不会在非触发状态下自行掉落，向内凹的方式也可以防止插入伤口时造成二次伤害。
请参阅图3-5，活塞3包括塞头31、塞杆32和塞尾33，塞头31和塞尾33分别连接在塞杆32的两端，塞头31位于储存管1的内腔之中且与储存管1的内腔壁滑动配合，塞头31朝向前端锥头2一侧，塞尾33朝向触发端10一侧，塞尾33的截面尺寸大于塞杆32的截面尺寸且小于塞孔102的截面尺寸，塞尾33和塞杆32都可以穿过塞孔102；
弹性件4位于储存管1内触发端10和塞头31之间的区域；
触发件5的一侧与触发面101接触，触发件5的这一侧为限位侧，也就是与储存管1相连接的那一侧，限位侧设有限位结构。初始状态时，塞尾33穿过塞孔102，然后卡入限位结构中，此时弹性件4处于压缩状态，当触发件5在触发面101上的位置改变时，塞尾33从限位结构中脱出，限位结构失去对塞尾33的限制作用，因而在弹性件4的作用下带动塞头31向前端锥头2滑动，在这个移动的过程中，将储存管1和前端锥头2中的药品推入伤口。
更具体的来说，请参阅图4，本发明的一种单手自弹射止血装置在使用前，也即初始状态时，弹性件4处于压缩状态，弹性件4对活塞3有一个推力，但是活塞3的塞尾33被触发件5的限位结构卡住，所述活塞3不能触发，因而止血药品得以保持在储存管1和前端锥头2中；
当需要使用时，请参阅图2，先将本单手自弹射止血装置插入伤口61之中，然后按照图5所示推动触发件5，让活塞3的塞尾33从触发件5的限位结构中脱离，活塞3失去触发件5的限制作用后，在弹性件4的作用下，将止血药品60推入伤口61中，止血药品60迅速与血液反应，通过膨胀或其他原理，迅速与周边组织62一起将伤口填充，从而达到有效且快速止血的效果。
本装置可以适用于中重度深部组织出血伤口，尤其是形状和空间较为复杂的盲管伤、贯穿伤等深部大出血伤情，相比于传统的压迫止血、三角巾和纱布填充止血等方式，具有更好的止血效果，特别适用于较为恶劣和需要伤者进行自救的场景，例如交通意外、自然灾害、突发事件及战现场等。本装置中的自弹射方式，不仅使得整个装置的使用过程更简单，让伤者可以自救，甚至可以单手使用；更有效降低了整个装置的体积，相比于现有技术中手工推动活塞的方式，活塞的长度往往长于装置本体，而本装置中，由于弹性件4的作用，活塞3的长度远远小于储存管1，装置的最大长度为储存管1、前端锥头2和触发件5的长度和，且触发件5尺寸也较小。
而现有技术中，装置的最大长度为活塞完全拔出的状态，此时装置的整体长度至少为储存管1的两倍，而这种状态也是初始状态，不仅携带不便，还可能导致携带过程中误触发，造成装置的损坏和药品的浪费。
另外，本装置的自弹射设计，可以使得止血药品的单手递送过程快速且自动完成，而不用像现有技术那样需要人工推动活塞。除了简化操作过程，方便伤者自救外，也能显著降低现有技术中缓慢推动活塞过程中为伤者带来的附加疼痛感，当伤者实施自救时，这种疼痛感极有可能影响伤者的弹射过程，为自身造成二次伤害或者导致弹射失败。本发明的装置中，自弹射方式使得该过程较为迅速，降低伤者的疼痛时间，对使用者的技术也没有要求，而弹射的力度则可以通过弹性件4的选型和设计进行调节。申请人经过研究和试验发现，当储存管1的长度约为12cm、前端锥头2的瓣状结构21的开口长度约为6.5mm时，选取在初始压缩量下，弹簧弹力为49N和52.92N的推出效果最好，能够将药物完全推出，且触发装置的摩擦力也相对较小。
本实施例请参阅图7，储存管1的开口端周向设置有多个凸块12，凸块12朝向前端锥头2一侧设有倒角；
前端锥头2的开口端周向设置有多个槽口22，前端锥头2通过槽口22与凸块12的配合安装于储存管1上。
本实施例中，前端锥头2和储存管1的安装是通过凸块12和槽口22之间的卡接实现的，前端锥头2可以使用具有弹性的材料，其内径略小于储存管1开口端的外径，凸块12朝向前端锥头2一侧设有倒角，可以方便将前端锥头2装到储存管1上，凸块12的另一侧为直角面，前端锥头2不会轻易脱出。这样可以保证前端锥头2能够相对可靠的安装在储存管1上，而在本单手自弹射止血装置存放和使用过程中不会脱落，尤其是在弹射止血药品时，不会因为脱落而遗留在伤口中。
在上述实施例中，前端锥头2和储存管1为可拆卸连接，可以方便装填药物，特别是可以根据伤者情况，更换不同的药物，以实现最佳的止血效果。另外一点是，在使用时，前端锥头2会插入伤口之中，所以在使用之后，前端锥头2必须更换，并重新装填药物，不然整个单手自弹射止血装置只能一次性使用。而本实施例中，通过前端锥头2的可拆卸式连接，使得本单手自弹射止血装置可以重复使用，相关人员在储备物资时，可以留出更多的空间储存止血药本身，而不是本装置。
本实施例请参阅图8和图9，限位结构呈阶梯状的腔体形状，包括相连的第一腔层50和第二腔层51，第一腔层50位于限位侧外层，也就是与储存管1接触的那一侧，第二腔层51位于限位侧内层，也就是触发件5内部区域；
第一腔层50内侧设有锁止区501，锁止区501大致位于触发件5的中心区域，锁止区501的截面小于塞尾33但大于塞杆32，第二腔层51的截面大于塞尾33，这样，塞尾33插入第二腔层51内侧后，因为其下端就是第一腔层50的锁止区501，此时塞尾33不能沿活塞3轴线移动，因为被锁止；
限位结构的腔体侧面还设有限位开口52，该限位开口52用于侧向移动触发件5。初始状态时，触发件5从限位开口52插入并卡住活塞3的尾部，塞尾33位于第二腔层51，塞杆32位于锁止区501，锁止区501和第二腔层51之间的台阶面53限制活塞3的移动。
具体来说，在本实施例中，通过触发件5内部腔体结构的巧妙设计，并与塞尾33的形状进行配合，从而实现对活塞3的锁止或者触发，从而让活塞3将止血药品弹射出去。本实施例中，触发方式简便，易于操作，尤其能够实现单手操作，相比于现有技术中的弹射装置，使用更方便。
进一步的，第一腔层50外侧为触发区502，触发区502的截面大于塞尾33的截面，当沿限位开口52推动触发件5时，活塞3尾端从锁止区501滑入触发区502，锁止区501和第二腔层51之间的台阶面53失去对活塞3的限制作用。本实施例中，触发区502为第一腔层50的外侧区域，触发区502的截面尺寸大于活塞3尾端，因此当少量推动触发件5时，即可让活塞3尾端因离开锁止区501而触发，相比于上一实施例而言，进一步简化了操作。在上一实施例中，由于没有设置触发区502，使用者需要将整个触发件5的限位结构推离活塞3尾端才能触发，这种方式在某些场景下存在不便，特别是在单手操作时，由于人的大拇指动作范围有限，如果需要推动较长的距离，操作便利性会有所降低。
本实施例请参阅图9，触发件5上与触发端10相对的一侧为推力侧，推力侧上设有凸台541，凸台541与推力侧的端面组合成挤压区542，挤压区542与限位结构的腔体朝向一致，挤压区542靠近触发件5边缘，且易于单手拇指触发。使用者在使用本单手自弹射止血装置时，最佳的使用姿势是单手握住本装置本体，将前端锥头2插入伤口中，然后大拇指推动触发件5触发自弹射动作，本装置以适宜的的速度自动将药物推入伤口中。在触发件5的推力侧，也就是触发件5的顶端设置凸台541，且凸台541与限位结构的腔体大致垂直，也即凸台541与拇指触发的方向垂直，方便用力，如果没有该凸台541，则使用者需要用力按住触发件5，利用触发件5和手指之间的摩擦力来推动触发件5，但是这种按压的方式也会导致触发件5与储存管1之间的摩擦力增大，从而为触发动作增加阻力，不方便使用者使用。本实施例中，通过凸台541的设置，将触发时的摩擦力触发转变为推力触发，更符合单手操作时，大拇指的活动方向，提高了操作便利性。
作为上述实施例的进一步方案，可以根据人体大拇指的形状对凸台541和挤压区542进行设计，使其形状更贴合拇指的指腹形状，便于使用者操作，凸台的位置也应结合本单手自弹射止血装置的直径和单手握住时的拇指位置进行设计，申请人在对直径约为3cm的单手自弹射止血装置进行测试时，发现触发部位靠近径向边缘，约五分之二的位置时，操作手感更佳，可参阅图10，即图中b所示的距离。但是需要说明的是，基于不同的单手自弹射止血装置的不同管径，该位置比例不是恒定的。另外，还可以在挤压区542内表面做表面粗糙化处理，以提高操作便利性，尤其在伤者手上粘有血液时，不会因为太滑而不能触发。
本实施例请参阅图7-9，触发区502的两侧为导向面5021，触发面101上相应位置设有导向块1011，导向块1011和导向面5021滑动配合，为触发件5的装配和触发提供导向作用。触发件5和储存管1之间为面接触，初始状态时，两者通过活塞3的拉力而相互固定在一起。若要解除固定状态，也即触发弹射动作，则需要推动触发件5。如果操作者的推力方向不对，则可能导致触发件5绕着塞杆32转动，因而塞尾33不能脱离锁止区501，进而导致其不能正确触发。另一方面，在装填药物，装配触发件5到储存管1时，也存在不便。本实施例中，通过导向块1011和导向面5021滑动配合，导向块1011对触发件5起到方向限定作用，从而让触发件5只能沿一个方向滑动，对触发件5的装配起到校准作用，对触发件5的触发起到导向作用，提高操作便捷性和准确性。
本实施例请参阅图13，触发面101为斜面，限位侧的端面也为斜面，且两者的斜面匹配，装配好时，两者接触对齐。正如上述所说，初始状态时，触发件5和储存管1之间为面接触，是通过弹性件4对活塞3的拉力而将两者连接在一起的。而在触发时，需要克服这个拉力导致的触发件5和储存管1之间的摩擦力，当弹性件4的初始状态弹力较大时，触发件5和储存管1之间的摩擦力也会相应较大，致使触发所需的推力也较大。本实施例中，通过将触发件5和储存管1之间的接触面设置为斜面，让拉力的一个分力与触发时所需的推力的方向一致，从而对推力进行补偿，降低触发时所需的推力，提高触发操作的便利性。
但是，该角度如果过大，可能导致触发件5从储存管1的斜面上自然滑落，进而导致误触发甚至不能装配，因此必须对此角度进行设计。一方面要保持该角度下触发件5与储存管1末端的摩擦力既能保证触发装置在初始状态不会滑脱，又能保证触发件5在触发状态所需的推力较小，容易触发。因而，需要根据具体的工况和所使用的材料性能对该角度进行设计，该斜面的角度，也即图13中的a。申请人经过设计分析，经过试验验证，当弹性件4为弹簧，其总长135mm、外径27mm、线径1.8mm、弹力为52.92N，且摩擦接触面的材料为PP时，触发面101与储存管1径向平面的角度为8-12°为最佳，而其中又以8.6°的效果最为有益。
当然，该角度设计仅限于当前场景，当其中参数发生变化时，最佳角度也会相应变化，例如，如果储存管1的触发面101进行了抛光处理，虽然材料和尺寸都没有变化，但是因为摩擦系数有所改变，所以该最佳角度也会相应改变，后文将会对该角度的具体确定方法进行说明。另外，触发件5与储存管1也可以选用不同材料制造，避免在长期储存状态下，触发件5与储存管1在长期弹性件4拉力的作用下，两者可能会产生分子间融合，导致触发装置不好推开。
本实施例请参阅图7和图11，储存管1的触发端10内腔壁上至少设置有一个凸起11，当凸起11为多个时，多个凸起11分布于储存管1周向不同的角度和高度，凸起11用于卡住弹性件4的末端；
塞头31设置有与储存管1内腔壁滑动配合的导向结构，导向结构内侧设置有挂钩311，当挂钩311为多个时，多个挂钩311分布于导向结构内侧周向不同的角度和高度，挂钩311用于卡住弹性件4的另一个末端。
凸起11或挂钩311用作对弹性件4的两端进行固定或限位，防止在触发过程中，活塞3，甚至弹性件4从储存管1内腔脱落进入伤口中，对人体造成二次伤害。让凸起11或挂钩311分布在不同的高度和角度，可以让其对弹性件4的固定更稳定。如果储存管1为圆形，弹性件4为弹簧，则可以将多个凸起11或挂钩311呈螺旋布置，让其刚好适配弹簧螺旋结构，实现对弹簧进行卡紧和固定。
本实施例请参阅图5和图12，弹性件4为弹簧或环形的网状结构，弹性件4的截面小于储存管1的内腔截面，弹性件4外周与储存管1的内腔之间有间隙，这样在压缩或者触发过程中，弹性件4外周不会与储存管1的内腔壁接触，两者之间没有摩擦力，弹力不会作用力内腔壁，不会影响弹射效果，不会导致内腔壁损坏，可以提高储存管1的寿命，可实现重复利用。
当弹性件4为网状结构时，请参阅图12，网状结构由连接在弹性件4两端的多根弹性筋条41形成，弹性筋条41为基于正弦函数构造成的弯曲结构，弹性筋条41可由多根独立的筋条拼接而成，也可以由整体的环状结构镂空而成。该种构型的弹性件4，能够充分利用材料的弯曲变形吸能的同时增加弹性变形区域，该弹性结构相较于传统弹簧结构，具有展开过程无扭转，结构质量轻，弹性强，易安装的优点，使得本装置在使用时更安全，更稳定，弹射推力也更均衡，降低对伤口的二次伤害可能性。
本实施例请参阅图8和图11，塞头31与塞杆32的连接处有导角结构，塞尾33与塞杆32的连接处也有导角结构。由于该零件上端与下端间受拉，倒角结构的加入降低了局部的应力集中，增加结构强度，提高了零件的可靠性。一方面增强本装置自身的可靠性，另一方面，也能防止因活塞3损坏给患者带来二次伤害。
本实施例提供一种计算方法，用于计算上述触发面101的最佳倾斜角度a，包括以下步骤：
步骤一，根据活塞3所需的弹射距离和弹出力确定弹性件4的弹性参数，弹性参数包括弹性件4初始状态时的弹力；
步骤二，对触发件5进行受力分析，确定触发件5的受力情况，触发件5的初始状态受力包括Fn和Ff，其中Fn又包括Fx和Fy两个方向的分力；
触发件5在触发时，还受到推力Ft，该推力用于打破触发件5初始状态时的受力平衡状态；
其中，
Fn为弹性件4的弹力对触发件5的作用力，方向沿储存管1的轴线且朝向前端锥头2；
Fx为Fn沿触发面101的分力，方向与Ff相反，沿触发面101向下，Fx＝Fn×sina；
Fy为Fn垂直于触发面101的分力，方向朝向储存管1内侧，Fy＝Fn×cosa；
Ff为摩擦力，方向沿触发面101向上，Ff＝Fy×f，f为触发件5与触发面101的摩擦系数，f的大小与触发件5和触发面101的材料有关；
步骤三，根据以下条件计算出触发面101的最佳倾斜角度a的临界值；
条件一，初始状态时，触发件5不能从触发面101滑落，即Ff>Fx；
条件二，触发时，Ft与Fx的和大于Ff，且Ft要大于0，但不宜过大，否者难以推出，计算时取临界值Ft＝0，即Ft+Fx>Ff；
两个条件综合如下，
代入Ft、Fn和f，可得出触发面101的最佳倾斜角度a的临界值。
具体来说，步骤一中，当储存管1的直径约3cm、长度约12cm，前端锥头2的瓣状结构21之间的开口长度为6.5mm时，经过大量试验测试，49N和52.92N的推出效果最好，能够将药物准确推出，且触发力也相对较小。但是弹簧为标准件，所以在选型时，可以选取标准值为50N的弹簧。
而在步骤二中，相关材料以PP材料为例，触发件5的质量仅为2.1g，因此受力分析时忽略重力的影响。进一步查资料得PP材料的摩擦系数f＝0.15。
在步骤三中，带入Ft＝0N、Fn＝50N、f＝0.15，求临界值，可得：
需要说明的是，为便于零部件的生产和加工，实际确认参数时，往往需要对结果进行圆整处理，舍弃过多的小数位数，再结合本场景，为确保手动推动进行触发的时候不会太难推动，储存的时候也能保证不会滑脱，适宜采用向上取整的方式，因而可计算得出基于当前场景的最佳倾斜角度a为8.6°。
另外，该计算结果也仅适用于当前的场景，当条件改变时，需要重新计算。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点，具有高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种单手自弹射止血装置，其特征在于：
包括储存管(1)、前端锥头(2)、活塞(3)、弹性件(4)和触发件(5)；
所述储存管(1)为中空管状结构，所述储存管(1)一端开口，所述储存管(1)的另一端封闭，封闭的这一端为触发端(10)，所述触发端(10)的外端面为触发面(101)，所述触发面(101)和所述储存管(1)内腔之间贯穿设置有塞孔(102)；
所述前端锥头(2)为中空结构，所述前端锥头(2)一端开口且这一端连接于所述储存管(1)的开口端，所述前端锥头(2)的另一端为瓣状结构(21)，初始状态时，所述瓣状结构(21)闭合成封闭状态；
所述活塞(3)包括塞头(31)、塞杆(32)和塞尾(33)，所述塞头(31)和塞尾(33)分别连接在所述塞杆(32)的两端，所述塞头(31)位于所述储存管(1)的内腔之中且与所述储存管(1)的内腔壁滑动配合，所述塞头(31)朝向所述前端锥头(2)一侧，所述塞尾(33)朝向所述触发端(10)一侧，所述塞尾(33)的截面尺寸大于所述塞杆(32)的截面尺寸且小于所述塞孔(102)的截面尺寸；
所述弹性件(4)位于所述储存管(1)内所述触发端(10)和所述塞头(31)之间的区域；
所述触发件(5)的一侧与所述触发面(101)接触，所述触发件(5)的这一侧为限位侧，所述限位侧设有限位结构，初始状态时，所述塞尾(33)穿过所述塞孔(102)，然后卡入所述限位结构中，此时所述弹性件(4)处于压缩状态，当所述触发件(5)在所述触发面(101)上的位置改变时，所述塞尾(33)从所述限位结构中脱出，并在所述弹性件(4)的作用下带动所述塞头(31)向所述前端锥头(2)滑动；
所述限位结构呈阶梯状的腔体形状，包括相连的第一腔层(50)和第二腔层(51)，所述第一腔层(50)位于所述限位侧外层，所述第二腔层(51)位于所述限位侧内层；
所述第一腔层(50)内侧设有锁止区(501)，所述锁止区(501)的截面小于所述塞尾(33)但大于所述塞杆(32)，所述第二腔层(51)的截面大于所述塞尾(33)；
所述限位结构的腔体侧面还设有限位开口(52)，初始状态时，所述触发件(5)从所述限位开口(52)插入并卡住所述活塞(3)的尾部，所述塞尾(33)位于所述第二腔层(51)，所述塞杆(32)位于所述锁止区(501)，所述锁止区(501)和第二腔层(51)之间的台阶面(53)限制所述活塞(3)的移动。
2.如权利要求1所述的一种单手自弹射止血装置，其特征在于：
所述储存管(1)的开口端周向设置有多个凸块(12)，所述凸块(12)朝向所述前端锥头(2)一侧设有倒角；
所述前端锥头(2)的开口端周向设置有多个槽口(22)，所述前端锥头(2)通过所述槽口(22)与所述凸块(12)的配合安装于所述储存管(1)上。
3.如权利要求2所述的一种单手自弹射止血装置，其特征在于，所述第一腔层(50)外侧为触发区(502)，所述触发区(502)的截面大于所述塞尾(33)的截面，当沿所述限位开口(52)推动所述触发件(5)时，所述活塞(3)尾端从所述锁止区(501)滑入所述触发区(502)，所述锁止区(501)和第二腔层(51)之间的台阶面(53)失去对所述活塞(3)的限制作用。
4.如权利要求2所述的一种单手自弹射止血装置，其特征在于，所述触发件(5)上与所述触发端(10)相对的一侧为推力侧，所述推力侧上设有凸台(541)，所述凸台(541)与所述推力侧的端面组合成挤压区(542)，所述挤压区(542)与所述限位结构的腔体朝向一致，所述挤压区(542)靠近所述触发件(5)边缘，且易于单手拇指触发。
5.如权利要求3所述的一种单手自弹射止血装置，其特征在于，所述触发区(502)的两侧为导向面(5021)，所述触发面(101)上相应位置设有导向块(1011)，所述导向块(1011)和导向面(5021)滑动配合，为触发件(5)的装配和触发提供导向作用。
6.如权利要求1所述的一种单手自弹射止血装置，其特征在于，所述触发面(101)为斜面，所述限位侧的端面也为斜面，且两者的斜面匹配。
7.如权利要求1所述的一种单手自弹射止血装置，其特征在于，所述储存管(1)的所述触发端(10)内腔壁上至少设置有一个凸起(11)，当所述凸起(11)为多个时，多个所述凸起(11)分布于所述储存管(1)周向不同的角度和高度，所述凸起(11)用于卡住所述弹性件(4)的末端；
所述塞头(31)设置有与所述储存管(1)内腔壁滑动配合的导向结构，所述导向结构内侧设置有挂钩(311)，当所述挂钩(311)为多个时，多个所述挂钩(311)分布于所述导向结构内侧周向不同的角度和高度，所述挂钩(311)用于卡住所述弹性件(4)的另一个末端。
8.如权利要求1所述的一种单手自弹射止血装置，其特征在于：
所述弹性件(4)为弹簧或环形的网状结构，所述弹性件(4)的截面小于所述储存管(1)的内腔截面，所述弹性件(4)外周与所述储存管(1)的内腔之间有间隙；
当所述弹性件(4)为网状结构时，所述网状结构由连接在所述弹性件(4)两端的多根弹性筋条(41)形成，所述弹性筋条(41)为基于正弦函数构造成的弯曲结构；
和/或，所述塞头(31)与塞杆(32)的连接处有导角结构，所述塞尾(33)与塞杆(32)的连接处也有导角结构。
9.一种方法，用于计算如权利要求6所述的触发面(101)的最佳倾斜角度a的临界值，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，根据所述活塞(3)所需的弹射距离和弹出力确定所述弹性件(4)的弹性参数，所述弹性参数包括所述弹性件(4)初始状态时的弹力；
步骤二，对所述触发件(5)进行受力分析，确定所述触发件(5)的受力情况，所述触发件(5)的初始状态受力包括Fn和Ff，其中Fn又包括Fx和Fy两个方向的分力；
所述触发件(5)在触发时，还受到推力Ft，该推力用于打破所述触发件(5)初始状态时的受力平衡状态；
其中，
Fn为所述弹性件(4)的弹力对所述触发件(5)的作用力，方向沿所述储存管(1)的轴线且朝向所述前端锥头(2)；
Fx为Fn沿所述触发面(101)的分力，方向与Ff相反，沿所述触发面(101)向下，Fx＝Fn×sina；
Fy为Fn垂直于所述触发面(101)的分力，方向朝向所述储存管(1)内侧，Fy＝Fn×cosa；
Ff为摩擦力，方向沿所述触发面(101)向上，Ff＝Fy×f，f为所述触发件(5)与所述触发面(101)的摩擦系数，f的大小与所述触发件(5)和触发面(101)的材料有关；
步骤三，根据以下条件计算出所述触发面(101)的最佳倾斜角度a的临界值；
条件一，初始状态时，所述触发件(5)不能从所述触发面(101)滑落，即Ff>Fx；
条件二，触发时，Ft与Fx的和大于Ff，且Ft要大于0，但不宜过大，否者难以推出，即Ft+Fx>Ff，计算时取临界值Ft＝0；
两个所述条件综合如下，
代入Ft、Fn和f，可得出触发面(101)的最佳倾斜角度a的临界值。
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