CN217660983U - 电子注射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供电子注射装置，提供了一种电子注射装置，其包括驱动部和注射部，其中，驱动部包括致动器、控制电路、推杆和检测装置；控制电路与致动器连接，由控制电路控制致动器的运行；推杆与致动器传动连接，使得推杆沿轴向运动以配合注射部执行注射操作；检测装置与控制电路连接，配置为检测推杆是否运动至预设位置。因此，电子注射装置能够实现自动标定初始位置的功能。

Description

电子注射装置

技术领域

本实用新型涉及医疗器械，具体涉及一种电子注射装置。

背景技术

电子注射装置是一种采用电机驱动和电子控制推杆以完成药物注射过程的智能式注射器。目前的电子注射装置通常采用步进电机作为驱动装置，然而，在实际使用过程中，步进电机会出现丢步或越步的情况，传动机构本身也可能造成步进电机的回程差。这些误差在电机的运行过程中被不断累积，形成累计误差，使得推杆无法准确识别初始位置，从而导致注射精度下降。

因此，有必要提供一种电子注射装置，能够消除步进电机的累计误差，以提高注射精度。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的部分实施例提供了一种电子注射装置，其包括驱动部和注射部，其中，驱动部包括致动器、控制电路、推杆和检测装置；控制电路与致动器连接，由控制电路控制致动器的运行；推杆与致动器传动连接，使得推杆沿轴向运动以配合注射部执行注射操作；检测装置与控制电路连接，配置为检测推杆是否运动至预设位置。

在一些实施例中，驱动部内设有安装架，检测装置固设于安装架上。

在一些实施例中，驱动部内设有电路板，电路板上设有控制电路，检测装置设置于电路板上。

在一些实施例中，预设位置为推杆沿轴向运动的初始位置或参考位置。

在一些实施例中，检测装置为微动开关；微动开关配置当与所述推杆接触时改变开关状态；控制电路根据微动开关的开关状态的变化确定推杆是否运动至预设位置。

在一些实施例中，检测装置包括霍尔传感器或光电传感器；当推杆沿轴向运动至预设位置时，霍尔传感器或光电传感器向控制电路输出电平的跳变信号。

在一些实施例中，电子注射装置还设有复位键，复位键与控制电路连接；当复位键激活时，控制电路控制电子注射装置执行复位操作。

在一些实施例中，致动器包括电机和丝杠，推杆设有内螺纹，丝杠的一端连接电机的输出端，丝杠的另一端通过推杆的内螺纹套设于推杆内，电机通过丝杠带动推杆沿轴向往复运动。

在一些实施例中，致动器包括电机和编码器，编码器与电机连接，编码器通过计数值反馈电机的位置；当检测装置检测到推杆沿轴向运动到预设位置时，控制电路使编码器的计数清零。

在一些实施例中，电子注射装置还包括位移传感器，其配置为检测推杆的轴向运动的位移；位移传感器还与控制电路连接，当检测装置检测到推杆沿轴向运动到预设位置时，控制电路使位移传感器的计数清零。

根据本实用新型的部分实施例的电子注射装置，在驱动部内固设检测装置以检测推杆是否运动至预设位置，当预设位置为推杆沿轴向运动的初始位置时，电子注射装置能够实现自动标定初始位置的功能。此外，当检测装置检测到推杆运动至预设位置时，电子注射装置能够执行复位标定，减少或消除致动器在长时间运行后产生的累计误差，提高电子注射装置的稳定性和可靠性。

本实用新型的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本实用新型的其它特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，不构成对本实用新型披露内容和保护范围的限制。

图1是根据本实用新型的示例性实施例的电子注射装置的示意图。

图2是根据本实用新型的示例性实施例的电子注射装置的驱动部的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解。例如，除非另有明确的限定，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。又比如，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

发明人发现，目前的电子注射装置在制造过程中，通常增设滑动电位器来补充监测推杆的位置，而滑动电位器往往需要人工标定初始位置。该标定过程中复位位置的精度依赖工装的精度以及标定人员的操作能力。然而，人工标定耗时较长，且容易产生返工，从而降低生产效率。

为了至少解决上述技术问题，参照图1和图2，本实用新型的一些实施例提出了一种电子注射装置1，其包括驱动部10和注射部20，其中，驱动部10包括致动器11、控制电路101、推杆102和检测装置103。控制电路101与致动器11连接，由控制电路101控制致动器11的运行。推杆102与致动器11传动连接，使得推杆102沿轴向运动以配合注射部20执行注射操作，从而实现将注射部内的药剂推出，例如注射至用户的皮肤内。检测装置103与控制电路101连接，配置为检测推杆102是否运动至预设位置。致动器11可包括电机。在实际应用中，电机104可以为步进电机或伺服电机。

由此，根据本实施例的电子注射装置1，通过设置检测装置103以检测推杆102是否运动至预设位置，当预设位置为推杆102沿轴向运动的初始位置时，电子注射装置1能够实现自动标定初始位置的功能。可见，该操作无需依赖工装的精度以及标定人员的操作能力，且用户可以在任意时间标定初始位置，便捷高效。

此外，当检测装置103检测到推杆102运动至预设位置时，电子注射装置1能够执行复位标定，从而减少或消除致动器11在长时间运行后产生的累计误差，提高电子注射装置1的稳定性和可靠性。

检测装置103的安装位置对应推杆102轴向运动的预设位置。在一些实施例中，电子注射装置1的驱动部10内设有安装架105，检测装置103固设于安装架105上，推杆102相对于检测装置103轴向运动。安装架105也可用于安置致动器11和推杆102。在一些实施例中，电子注射装置1的驱动部10内设有电路板106，电路板106上设有控制电路101，检测装置103设置于电路板106上，推杆102相对于检测装置103轴向运动。电路板106可以为印刷电路板。检测装置103可以通过粘贴或焊接等方式固定至安装架105或电路板106，基于此，检测装置103可以固设在驱动部10内，布置结构简单，且易于实现。

预设位置为推杆102沿轴向运动的初始位置或参考位置。换言之，检测装置103检测推杆102是否沿轴向运动至初始位置或参考位置。

当预设位置设为初始位置时，例如，在用户执行注射前，致动器11驱动推杆102沿轴向回退，当检测装置103检测到推杆102运动至初始位置，则控制电路101使致动器11停止运转，从而实现推杆102自动标定初始位置。当推杆102回到初始位置后，电子注射装置1可以重新操作执行注射操作。

当预设位置设为参考位置时，例如，当用户期望对电子注射装置1执行复位，以减小或消除长时间使用后的累计误差时，致动器11驱动推杆102轴向运动，当检测装置103检测到推杆102运动至参考位置，控制电路101使致动器11停止运转；此时对电子注射装置1执行复位操作，从而在消除累计误差的同时，还能够确保复位准确性，提高电子注射装置1的稳定性和可靠性。可以理解，当推杆轴向运动并停止在参考位置时,电子注射装置1相应执行复位操作。当然，参考位置也可以设定为推杆102的起始位置。

检测装置103可以为微动开关。该微动开关固设在安装架105或电路板106上，且该微动开关的安装位置对应推杆102轴向运动的预设位置，并与推杆102端部可接触。当推杆102轴向移动至预设位置时，推杆102端部会接触微动开关，改变微动开关的开关状态，例如微动开关由断开状态切换至导通状态。控制电路101根据微动开关的开关状态确定推杆102是否运动至预设位置。在一个例子中，微动开关包括弹性接触片，如成对的金属簧片或弹簧。当推杆102的端部力作用于弹性接触片上，弹性接触片位移到临界点时产生瞬时动作，使末端的动触点与定触点快速导通或断开。微动开关与控制电路101连接，因此控制电路101能够基于微动开关的状态变化产生跳变信号，并根据该跳变信号确定推杆102是否移动至预设位置。具体地，当微动开关处于导通状态时，控制电路101确定推杆102运动至预设位置。

检测装置103可以为霍尔传感器。该霍尔传感器可以固设在安装架105或电路板106上。推杆102的端部设有磁体，其随着推杆102沿轴向移动。霍尔传感器通过检测磁体产生的磁场强度的变化而检测磁体的位置变化。霍尔传感器与控制电路101连接，以根据检测磁体的位置变化向控制电路101发送跳变信号。例如，当霍尔传感器未感应到推杆102端部的磁体时，霍尔传感器向控制电路101输出低电平信号；当推杆102沿轴向运动至霍尔传感器感应到磁体时，霍尔传感器向控制电路101输出高电平信号。由此，控制电路101能够基于电平的跳变信号确定推杆102是否移动至预设位置。在其他例子中，霍尔传感器可以替换为磁簧开关。

检测装置103可以为光电传感器。该光电传感器可以固设在安装架105或电路板106上，用于对推杆102的轴向移动的位置进行感应。光电传感器与控制电路101电性连接，当推杆102的端部轴向移动至预设位置时，光电传感器会向控制电路101输出电平的跳变信号。由此，控制电路101能够基于跳变信号确定推杆102是否移动至预设位置。

参见图1，电子注射装置1还设有复位键30，复位键30与控制电路101连接。当复位键30被激活时，控制电路101控制电子注射装置1执行复位操作。复位键30可设置在电子注射装置1的外壳40上，当用户期望执行复位操作时，可以按压该复位键30，向控制电路101发送指令，以使电子注射装置1切换至复位工作状态开始执行复位操作。当复位操作结束后，用户可以再次按压该复位键30，以使电子注射装置1切换至正常工作状态。当然，电子注射装置1也可以通过其他方式在复位工作状态和正常工作状态之间进行切换，不限于此。

参见图2，电子注射装置1的致动器11包括电机104和丝杠107，推杆102设有内螺纹，丝杠107的一端连接电机104的输出端，丝杠107的另一端通过推杆102的内螺纹套设于推杆102内，电机104通过丝杠107带动推杆102沿轴向往复运动。检测装置103可设在推杆102的端部和电机104之间，以使推杆102轴向运动至预设位置时，推杆102的端部接触或触发检测装置103。

在一些情形下，电子注射装置会采用将在规定周期内的步进电机的步数和编码器触发信号的数量进行比对的形式，以得到推杆的运动位移的状态，从而达准确前进和复位的功能。然而，步进电机会在部分工况下存在失步的情况，通过编码器计数也会在部分工况下出现码盘信号丢失的情况，因此，在长时间运行后，步进电机运动步数会出现累计误差，造成电子注射装置1复位不准确，从而导致注射精度下降。

有鉴于此，在本实用新型的部分实施例中，致动器11还可包括编码器108，编码器108与电机104连接，编码器108通过计数值(例如脉冲信号计数值)反馈电机104的实时位置。电机104可以为步进电机。当检测装置103检测到推杆102沿轴向运动到初始位置或参考位置时，控制电路101使电机104停止运转，并控制编码器108的计数清零，从而消除编码器108的误差，保证复位的准确性，提高电子注射装置11运行的可靠性。

在控制电路101使电机104停止运转的过程中，控制电路101还实时检测电机104的电流变化，并对电机104的电流进行调制，直至电机104彻底停止运转。

在一些情形下，电子注射装置会通过滑动电位器来补充监测推杆的位置，但是，滑动电位器在使用过程中容易受到温湿度的环境影响，出厂标定的理论位置信号会发生偏移，需要在注射装置内设置相关的标定功能，或拆开注射装置重新做物理标定。

有鉴于此，在本实用新型的部分实施例中，电子注射装置11的驱动部10还设有位移传感器109，例如滑动电位器，用于检测推杆102的轴向运动的位移。滑动电位器包括电位器主体和安装于推杆102的滑块。电位器主体设置在安装架105或电路板106上。当滑块随着推杆102沿轴向移动时，滑动电位器的阻值会随之改变，从而检测滑块的轴向位置。当推杆102沿轴向运动至初始位置时，控制电路101使位移传感器109的位移计数值清零，从而使位移传感器109执行复位标定。该标定操作无需拆机调节位移传感器109，因而复位标定更加简单，效率更高。

综上所述，本实用新型提供一种电子注射装置1，通过在驱动部10内的安装架105或电路板106上固设检测装置103，以检测推杆102是否运动至初始位置，从而实现自动标定初始位置的功能。检测装置103还能在推杆102运动至固定的初始位置或参考位置时，触发致动器11执行复位标定，以减少或消除电机104的累计误差和编码器108的计数误差，确保致动器11复位的准确性，提高电子注射装置1的稳定性和可靠性；该结构简单，成本低。此外，检测装置103还能在推杆102运动至固定的初始位置时，触发位移传感器109执行复位标定，操作简单；该方案还省去了电子注射装置1复位出厂设置工装的软硬件标定设计，避免定期进行返厂做重新标定的需求，用户可以在任何时间执行复位标定，方便高效。

以上所述实施例的各技术特征根据实际情况可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电子注射装置，其包括驱动部和注射部，其特征在于，所述驱动部包括：

致动器；

控制电路，其与所述致动器连接，由所述控制电路控制所述致动器的运行；

推杆，其与所述致动器传动连接，使得所述推杆沿轴向运动以驱动所述注射部执行注射操作；

检测装置，其与所述控制电路连接，配置为检测所述推杆是否运动至预设位置。

2.根据权利要求1所述的电子注射装置，其中，所述驱动部内设有安装架，所述检测装置固设于安装架上。

3.根据权利要求1所述的电子注射装置，其中，所述驱动部内设有电路板，所述电路板上设有所述控制电路，所述检测装置设置于所述电路板上。

4.根据权利要求1所述的电子注射装置，其中，所述预设位置为所述推杆沿轴向运动的初始位置或参考位置。

5.根据权利要求1所述的电子注射装置，其中，所述检测装置为微动开关；所述微动开关配置为当与所述推杆接触时改变开关状态；所述控制电路根据所述微动开关的开关状态的变化确定所述推杆是否运动至预设位置。

6.根据权利要求1所述的电子注射装置，其中，所述检测装置包括霍尔传感器或光电传感器；当所述推杆沿轴向运动至所述预设位置时，所述霍尔传感器或光电传感器向所述控制电路输出电平的跳变信号。

7.根据权利要求1所述的电子注射装置，其中，所述电子注射装置还设有复位键，所述复位键与所述控制电路连接；当所述复位键激活时，所述控制电路控制所述电子注射装置执行复位操作。

8.根据权利要求1所述的电子注射装置，其中，所述致动器包括电机和丝杠，所述推杆设有内螺纹，所述丝杠的一端连接所述电机的输出端，所述丝杠的另一端通过所述推杆的内螺纹套设于所述推杆内，所述电机通过所述丝杠带动所述推杆沿轴向往复运动。

9.根据权利要求1至8任一项所述的电子注射装置，其中，所述致动器包括电机和编码器，所述编码器与所述电机连接，所述编码器通过计数值反馈所述电机的位置；当所述检测装置检测到推杆沿轴向运动到预设位置时，所述控制电路使编码器的计数清零。

10.根据权利要求1至8任一项所述的电子注射装置，其中，所述电子注射装置还包括位移传感器，其配置为检测所述推杆的轴向运动的位移；所述位移传感器还与所述控制电路连接，当所述检测装置检测到推杆沿轴向运动到预设位置时，所述控制电路使位移传感器的计数清零。

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