CN203169740U - 一种注射器推注泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种注射器推注泵，该注射器推注泵包括电机、至少三个第一感应元件、一个第二感应元件和控制元件；各第一感应元件沿周向安装于电机的输出轴，且每相邻两第一感应元件在输出轴周向上的距离各不相同，第二感应元件安装于电机的固定部，且当第二感应元件达到任一第一感应元件的作用范围时，第二感应元件向控制元件发出与上述距离相关的脉冲信号；控制元件接收脉冲信号，当实际脉冲形成的数列与预定数列相匹配时，控制元件判断电机处于正常工作状态；当实际脉冲形成的数列与预定数列不相匹配时，控制元件判断电机处于异常工作状态。从而及时发现注射过程中发生的异常情况，提高了注射精度。

Description

一种注射器推注泵

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种注射器推注泵。

背景技术

当临床所用的药物必须由静脉途径注入，而且在给药量必须非常准确、总量很小、给药速度需缓慢或长时间恒定的情况下，多使用注射器推注泵（以下简称注射泵）来实现上述目的。

一种典型的注射泵包括步进电机、驱动步进电机的驱动器、丝杆和支架、具有往复移动的丝杆、螺母等，螺母与推注的注射器的活塞相连；工作时，单片机系统发出控制脉冲使步进电机旋转，而步进电机带动丝杆将旋转运动变成直线运动，推动注射器的活塞进行注射输液，把注射器中的药液输入人体，通过设定螺杆的旋转速度，准确调整注射器的推进速度，从而实现所给的药物剂量的准确调整。

注射泵在推注过程中的运动方向是由其电机的运转方向确定的，目前多通过计算机控制系统控制电机的运转方向，理想状态下，注射泵的运行方向即电机的运动方向是按照程序设定的，而在实际使用中如果系统发生故障（比如短路、断路、接线错误等），会导致电机失步甚至反转，在微量输注的过程中，如果电机失步将导致输注量减少，而如果反转则可能导致反抽，这些都是十分危险的情况。

现有的注射泵无法对执行的结果进行监控，也就无法及时发现注射过程发生的异常情况，无法保证注射精度，甚至无法保证患者的安全。

因此，如何对注射泵的执行结果进行监控，从而及时发现注射过程中发生的异常情况，提高注射精度，保证患者的安全，就成为本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种注射器推注泵，其执行结果能够被监控，从而能够及时发现注射过程中发生的异常情况，提高注射精度，保证患者安全。

本实用新型提供了一种注射器推注泵，包括与注射器的活塞固定连接、并驱动所述活塞往复运动的电机，其特征在于，还包括至少三个第一感应元件、一个与所述第一感应元件相适配的第二感应元件和控制元件；

各所述第一感应元件沿周向安装于所述电机的输出轴，且每相邻两所述第一感应元件在所述输出轴周向上的距离各不相同；

所述第二感应元件安装于所述电机的固定部，且当所述第二感应元件达到任一所述第一感应元件的作用范围时，所述第二感应元件向所述控制元件发出与所述距离相关的脉冲信号；

所述控制元件接收所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号向所述电机发出停机信号。

优选地，所述电机的输出轴上安装有周向延伸的遮光板，所述第一感应元件为开设在遮光板上的透光孔，所述第二感应元件为安装在所述电机的固定部的光耦组件。

优选地，所述透光孔的数目有三个。

优选地，相邻所述透光孔轴线延长线的夹角依次为60°、120°和180°。

优选地，所述光耦组件通过基座安装于所述电机的壳体上。

优选地，所述第一感应元件为磁钢，所述第二感应元件为霍尔传感器。

优选地，所述磁钢的数目有三个。

优选地，相邻所述磁钢的夹角依次为60°、120°和180°。

优选地，所述霍尔传感器通过基座安装于所述电机的壳体上。

本实用新型所提供的注射器推注泵包括与注射器的活塞固定连接，并驱动所述活塞往复运动的电机，还包括至少三个第一感应元件、一个与所述第一感应元件相适配的第二感应元件和控制元件；其中，各第一感应元件沿周向安装于电机的输出轴，并随输出轴同步转动，且每相邻两第一感应元件在输出轴周向上的距离各不相同，第二感应元件安装于电机的固定部，且当第二感应元件达到任一第一感应元件的作用范围时，第二感应元件向控制元件发出与上述距离相关的脉冲信号；控制元件接收脉冲信号，并将多个连续脉冲信号形成的数列与预定数列相比较，当实际脉冲形成的数列与预定数列相匹配时，控制元件判断电机处于正常工作状态；当实际脉冲形成的数列与预定数列不相匹配时，控制元件判断电机处于异常工作状态，并向电机发出停机信号。

在注射泵工作过程中，第二感应元件与电机的固定部连接，其始终固定不动，而第一感应元件与输出轴同步转动，则在输出轴的转动过程中，第二感应元件依次进入各第一感应元件的作用范围，从而在不同的位置发出不同的脉冲信号，由于该脉冲信号是与各第一感应元件的夹角有关的，第二感应元件经过各第一感应元件的顺序即能够通过脉冲的不同表现出来，第二感应元件通过不同的第一感应元件产生的不同的脉冲形成一个数列，当实际脉冲形成的数列与控制元件内储存的预定数列相匹配时，则表示第二感应元件是按照既定的顺序依次通过各第一感应元件的，也就意味着输出轴是按着既定的参数转动的；反之，当实际脉冲形成的数列与控制元件储存的预定数列不相匹配时，则表示第二感应元件不是按照既定的顺序依次通过各第一感应元件的，也就意味着输出轴的转动出现了异常。

这样，通过监测电机的转动情况来实时监控注射泵的执行结果，从而能够及时发现注射过程中发生的异常情况，提高了注射精度，保证患者安全。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的注射器推注泵，其电机的输出轴上安装有周向延伸的遮光板，第一感应元件为开设在遮光板上的透光孔，第二感应元件为安装在电机的固定部的光耦组件；当输出轴转动到透光孔与光耦相对的位置时，光耦即向控制元件发出脉冲信号，从而通过光感元件的作用实现注射泵工作状态的监控，结构较为简单，且成本较低。

在另一种具体实施方式中，本实用新型所提供的注射器推注泵，其第一感应元件为磁钢，第二感应元件为霍尔传感器；当输出轴转动到磁钢进入霍尔传感器的检测范围时，霍尔传感器检测到磁钢的存在，并将相应的脉冲信号发送至控制元件，从而通过磁感元件的作用实现注射泵工作状态的监控，磁感元件较为灵敏，从而提高了检测精度。

附图说明

图1为本实用新型所提供的注射器推注泵一种具体实施方式的主视图；

图2为图1所示注射器推注泵的侧视图。

其中：

1-电机，2-遮光板，3-透光孔，4-光耦组件，5-基座

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种注射器推注泵，其执行结果能够被监控，从而能够及时发现注射过程中发生的异常情况，提高注射精度，保证患者安全。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型所提供的注射器推注泵（以下简称注射泵）包括与注射器的活塞固定连接的电机1，该电机1驱动活塞往复运动从而实现持续注射，该注射器推注泵还包括至少三个第一感应元件、一个与第一感应元件相适配的第二感应元件和控制元件；其中，各第一感应元件沿周向安装于电机1的输出轴，并随输出轴同步转动，且每相邻两第一感应元件在输出轴周向上的距离各不相同，第二感应元件安装于电机1的固定部，且当第二感应元件达到任一第一感应元件的作用范围时，第二感应元件向控制元件发出与上述距离相关的脉冲信号；控制元件接收脉冲信号，并将多个连续脉冲信号形成的数列与预定数列相比较，当实际脉冲形成的数列与预定数列相匹配时，控制元件判断电机1处于正常工作状态，即按预定的转动方向转动；当实际脉冲形成的数列与预定数列不相匹配时，控制元件判断电机1处于异常工作状态，即发生反转或者失步，并向电机发出停机信号。

上述第一感应元件和第二感应元件相适配是指，两组感应元件应该能发生作用，即，若第一感应元件为光感元件，则第二感应元件也应该是光感元件，而若第一感应元件为磁感元件，则第二感应元件也应该是磁感元件，以此类推。

需要指出的是，脉冲信号与周向距离相关是指，周向距离变化时，脉冲信号随之有规律的变化，例如脉冲信号与周向距离成正比例关系或者反比例关系，或者成增加预定数值或减少预定数值的关系；例如，当脉冲信号与周向距离成正比例关系时，周向距离倍数增加，脉冲以同样的倍数增加，具体地，单位周向距离对应的脉冲信号为1，则两倍周向距离对应的脉冲信号为2，三倍周向距离对应的脉冲信号为3；其他规律以此类推不再赘述。

同时，当第一感应元件的周向距离各不相同时，则以各第一感应元件的延长线交点为顶点的夹角也必然不同，因此，距离各不相同也可以理解为上述夹角的各不相同，同样的，与距离相关的脉冲信号经过适当的换算也可以得到脉冲信号与夹角的关系，则该脉冲信号也是与夹角相关的。

实际脉冲形成的数列与预定数列相匹配是指数列相同或者成预定比例，例如，预定数列为1,2,3,1,2,3，…，实际形成的脉冲数列也是1,2,3,1,2,3，…，时为两数列相同；两数列也可以设定为成预定比例时为电机1正常工作状况。

另外，需要指出的是，文中所述“第一、第二”是为了区分相同名称的不同零部件，仅为了描述方便，不表示某种顺序，更不应理解为任何限定。

在注射泵工作过程中，第二感应元件与电机1的固定部连接，其始终固定不动，而第一感应元件与输出轴同步转动，则在输出轴的转动过程中，第二感应元件依次进入各第一感应元件的作用范围，从而在不同的位置发出不同的脉冲信号，由于该脉冲信号是与各第一感应元件的夹角有关的，第二感应元件经过各第一感应元件的顺序即能够通过脉冲的不同表现出来，第二感应元件通过不同的第一感应元件产生的不同的脉冲形成一个数列，当实际脉冲形成的数列与控制元件内储存的预定数列相匹配时，则表示第二感应元件是按照既定的顺序依次通过各第一感应元件的，也就意味着输出轴是按着既定的参数转动的；反之，当实际脉冲形成的数列与控制元件储存的预定数列不相匹配时，则表示第二感应元件不是按照既定的顺序依次通过各第一感应元件的，也就意味着输出轴的转动出现了异常。

这样，通过监测电机1的转动情况来实时监控注射泵的执行结果，从而能够及时发现注射过程中发生的异常情况，提高了注射精度，保证患者安全。

请参考图1和图2图1为本实用新型所提供的注射器推注泵一种具体实施方式的主视图；图2为图1所示注射器推注泵的侧视图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的注射器推注泵，其电机1的输出轴上安装有周向延伸的遮光板2，第一感应元件为开设在遮光板2上的透光孔3，第二感应元件为安装在电机1的固定部的光耦组件4；当输出轴转动到透光孔3与光耦相对的位置时，光耦即向控制元件发出脉冲信号，从而通过光感元件的作用实现注射泵工作状态的监控，结构较为简单，且成本较低。

上述遮光板2可以为圆筒形结构，也可以为方形结构等。

上述透光孔3的数目有三个，每相邻两透光孔3在输出轴周向上的距离各不相同。具体地，第一透光孔与第二透光孔在输出轴周向上具有第一距离，第二透光孔与第三透光孔在输出轴周向上具有第二距离，第三透光孔与第一透光孔在周向上具有第三距离，则第一距离、第二距离和第三距离各不相同。三个透光孔为能够实现实用新型目的而设置的最少数目，从而在实现监测目的的同时简化结构，降低制造难度。

透光孔3的数目也不局限于三个，可以为四个、五个甚至更多个，只要每相邻两透光孔3在周向上的距离各不相同即可，并且从理论上来讲，透光孔3的数目设置的越多，监测的精度越高，同时控制系统也越复杂，在实际生产过程中，可以综合考虑生产成本和精度要求等综合因素，合理设置透光孔3的数目。

以三个透光孔3为例，相邻透光孔3以各透光孔3的交点为顶点的夹角（即其轴线延长线的夹角）可以依次为60°、120°和180°，此时，反应在输出轴周向上的距离比例为1:2:3，从而与之相关的脉冲信号可以设置为1，2，3，使得连续脉冲信号为整数数列，比例分配较为简单。夹角也不局限于上述具体角度，只要三个夹角各不相同即可，例如可以依次为50°、130°和180°或者55°、135°和170°，甚至可以为各不相同的各种度数的组合。

以三个透光孔3的情况为例，当有光通过时的信号记为1，无光通过时的信号记为0，并将此信息传输到控制系统进行处理，当电机1轴转动时，则信号为1的脉冲数被分为3段，运行通过两个透光孔3所发出脉冲数与这两个透光孔3的周向距离（或者夹角）成正比，电机1运行时所发出的脉冲数的比值规律可能为两种：当脉冲数比值为…，1，2，3，1，2，3，1，2，3，…，则电机1的运转方向记为正转；当脉冲数比值为…，3，2，1，3，2，1，3，2，1，3，2，1，…，则电机1的运转方向记为反转；以此即可确定监测电机1的运转方向是否与实际相符。同时根据系统检测的数据，即可计算出监测统计的脉冲数与实际是否相符，比如统计脉冲数比值为2的次数即可计算出电机1的运转圈数，由电机1运转圈数即可计算出电机1实际的运转脉冲数，将此数据与控制系统发出的脉冲数进行比对并判断是否在允许的公差范围内。

上述光耦组件4包括光耦和PCB板，该光耦组件4可以通过基座5安装于电机1的壳体上，具体地，在电机1的壳体上开设两个安装孔，通过安装孔将基座5螺栓固定于电机1，并将装有光耦的PCB板固定于基座5，以简化安装过程，并提高安装可靠性；光耦组件4也可以通过PCB板直接固定于电机1上。

除了上述光传感的方式，本实用新型所提供的注射泵还可以通过磁感应的方式实现电机1转动情况的监测。

在另一种具体实施方式中，本实用新型所提供的注射器推注泵，其第一感应元件为磁钢，第二感应元件为霍尔传感器；当输出轴转动到磁钢进入霍尔传感器的检测范围时，霍尔传感器检测到磁钢的存在，并将相应的脉冲信号发送至控制元件，从而通过磁感元件的作用实现注射泵工作状态的监控，磁感元件较为灵敏，从而提高了检测精度。

上述磁钢的数目可以为三个，每相邻两磁钢在输出轴周向上的距离各不相同。具体地，第一磁钢与第二磁钢在输出轴周向上具有第一距离，第二磁钢与第三磁钢在输出轴周向上具有第二距离，第三磁钢与第一磁钢在周向上具有第三距离，则第一距离、第二距离和第三距离各不相同。三个磁钢为能够实现实用新型目的而设置的最少数目，从而在实现监测目的的同时简化结构，降低制造难度。

磁钢的数目也不局限于三个，可以为四个、五个甚至更多个，只要每相邻两磁钢在周向上的距离各不相同即可，并且从理论上来讲，磁钢的数目设置的越多，监测的精度越高，同时控制系统也越复杂，在实际生产过程中，可以综合考虑生产成本和精度要求等综合因素，合理设置磁钢的数目。

以三个磁钢为例，相邻磁钢以各磁钢的交点为顶点的夹角可以依次为60°、120°和180°，以便更简单地分配周角。夹角也不局限于上述具体角度，只要三个夹角各不相同即可，例如可以依次为50°、130°和180°或者55°、135°和170°，甚至可以为各不相同的各种度数的组合。

上述霍尔传感器可以通过基座安装于所述电机1的壳体上，以提高安装性能。

该具体实施方式中所涉及的磁感应的监测方式与上述光感应的检测方式的监测原理相似，在此不再赘述。

以上对本实用新型所提供的一种注射器推注泵进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种注射器推注泵，包括与注射器的活塞固定连接、并驱动所述活塞往复运动的电机（1），其特征在于，还包括至少三个第一感应元件、一个与所述第一感应元件相适配的第二感应元件和控制元件；

各所述第一感应元件沿周向安装于所述电机（1）的输出轴，且每相邻两所述第一感应元件在所述输出轴周向上的距离各不相同；

所述第二感应元件安装于所述电机（1）的固定部，且当所述第二感应元件达到任一所述第一感应元件的作用范围时，所述第二感应元件向所述控制元件发出与所述距离相关的脉冲信号；

所述控制元件接收所述脉冲信号，并根据该脉冲信号向所述电机发出停机信号。

2.根据权利要求1所述的注射器推注泵，其特征在于，所述电机（1）的输出轴上安装有周向延伸的遮光板（2），所述第一感应元件为开设在遮光板（2）上的透光孔（3），所述第二感应元件为安装在所述电机（1）的固定部的光耦组件（4）。

3.根据权利要求2所述的注射器推注泵，其特征在于，所述透光孔（3）的数目有三个。

4.根据权利要求3所述的注射器推注泵，其特征在于，相邻所述透光孔（3）轴线延长线的夹角依次为60°、120°和180°。

5.根据权利要求4所述的注射器推注泵，其特征在于，所述光耦组件（4）通过基座（5）安装于所述电机（1）的壳体上。

6.根据权利要求1所述的注射器推注泵，其特征在于，所述第一感应元件为磁钢，所述第二感应元件为霍尔传感器。

7.根据权利要求6所述的注射器推注泵，其特征在于，所述磁钢的数目有三个。

8.根据权利要求7所述的注射器推注泵，其特征在于，相邻所述磁钢的夹角依次为60°、120°和180°。

9.根据权利要求8所述的注射器推注泵，其特征在于，所述霍尔传感器通过基座安装于所述电机（1）的壳体上。

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