CN217988067U - 吸乳泵 - Google Patents

Abstract

一种吸乳泵，包括挤出系统。通过控制挤出系统向吸乳泵的用户生成听觉和/或触觉反馈。

Description

吸乳泵

技术领域

本实用新型涉及吸乳泵。

背景技术

母乳喂养的妇女用吸乳泵来抽取乳汁，以便日后可以将抽取的乳汁喂养她们的婴儿。

通常将乳房放入到漏斗形杯中并施加真空以抽取乳汁。在全功能设计中，吸乳泵具有两种操作模式，即，刺激模式和抽取模式。在刺激模式期间，刺激泌乳反射。当启动吸乳泵时，吸乳泵内部的压力源(诸如真空泵)产生真空，从而可以开启刺激模式。真空泵通常由电动电机驱动。对于便携式吸乳泵，这些电机由电池电源驱动。

真空泵能够实现设定真空水平，该真空水平能够通过关闭泵而保持在期望水平，然后通过打开(电磁)阀而被释放。以这种方式，可以产生循环压力波形。

可穿戴式吸乳泵的特征在于它们可以被完全穿戴在用户的身体上，从而允许用户自由地到处移动。一些吸乳泵小到足以适配在用户的胸罩中。例如，电机、电池和乳汁容器集成在一起形成单个单元。

具有某种类型的接口以向用户提供反馈是非常常见的，诸如按下控制按钮时的触觉或听觉反馈，或用于通知用户设备的挤出循环已经结束的反馈，或电池耗尽警告等的反馈。这种用户反馈传统上是通过声音、光、触觉反馈、移动电话通知或其它方式来递送的。示例是WO2016/014469、US2018/361040和EP3520831。

然而，这些解决方案都需要专用的反馈系统，从而增加了产品成本和尺寸。

实用新型内容

根据本实用新型一方面的示例，提供了一种吸乳泵，包括：

用于挤出乳汁的挤出系统；

用于控制挤出过程的驱动装置；以及

用于控制驱动装置的控制器，

其中控制器适于控制驱动装置，以由此向吸乳泵用户生成听觉和 /或触觉反馈。

挤出例如包括用于与用户的乳房对接的至少一个单元，诸如乳房漏斗或乳房罩。挤出系统还可以包括乳汁收集容器及位于乳房附近的其它部件。

该吸乳泵利用对驱动装置(用于控制挤出过程)的控制来向用户提供反馈。反馈向用户提供与吸乳泵操作有关的信息，例如关于吸乳过程的状态的信息，或者响应用户提供输入命令的确认反馈。只要反馈与使用吸乳泵执行挤出(或刺激)期间的声音或感觉不同，就可以向用户提供信息内容。如果需要在吸乳期间提供反馈，则可以在吸乳泵正常操作中断期间提供反馈，或者可以在挤出开始之前或者在挤出结束之后提供反馈。

挤出过程涉及施加和释放压力，并且施加和/或释放压力的过程是用于生成给用户的反馈信号的过程。因此，使用生成特定压力波形来提供反馈信号。压力可以被生成为施加至乳房或施加至膜上的空气压力，或者可以被生成为施加至膜上的液压压力(该压力继而在围绕乳头和部分乳房的腔中产生空气压力)，或者可以生成为施加至乳房或此类膜上的机械压力。压力可以是任何压力，一旦乳汁流开始流动，该压力就利用围绕乳头和部分乳房的腔内的乳汁，在腔内产生部分或完全的液压压力。

因此，驱动装置是吸乳泵的用于产生(直接或间接地)施加至乳房的压力分布以促进乳汁挤出的部分。驱动装置例如包括用于在所施加的压力中产生压降的泵，并且可选地包括用于通过释放先前施加的负压来产生压力的增加的阀。

挤出系统例如包括真空室和泵装置，并且驱动装置用于驱动泵装置以控制真空室中的负压。挤出系统例如还包括用于释放来自真空室的负压的阀，并且驱动装置用于控制该阀。

这种装置能够生成循环压力波形，诸如刺激波形和挤出波形。

因此，吸乳泵可以利用对释放阀和/或泵装置(例如泵电机)的控制向用户提供反馈。

反馈使用吸乳泵的其它功能所需要的既有部件，例如该特定示例中的控制器、阀以及叶轮和泵电机。各种部件可以以各种组合使用。因此，不需要额外的部件。

控制器可以适于针对以下一个或多个指示生成相应的反馈信号：

用户已经按下吸乳泵的输入按钮；

用户已经将吸乳泵设定为最大或其它特定设置。

反馈可以替代地涉及吸乳泵的状态及其操作。例如，可以针对以下一个或多个指示(以任意组合的方式)生成相应的反馈信号：

挤出循环已经结束；

吸乳泵的电池耗尽或快要耗尽；

吸乳泵的乳汁容器已满；

挤出循环的剩余时间或其它时间指示；

准备状态；

故障；

泄漏检测；或

达到吸乳泵系统的限制参数(诸如当超过时可能引起乳汁从乳汁容器溢出的倾斜角)。

这些反馈选项涉及向用户提供状态报告。

控制器可以适于在使用吸乳泵时生成循环压力波形，并且控制器适于生成不同的压力波形，以由此实现听觉和/或触觉反馈信号。

循环压力波形继而生成与听觉和/或触觉反馈信号的声音和/或感觉不同的声音和/或感觉。因此，反馈信号的声音和/或感觉不同于吸乳泵循环操作的正常声音。

控制器可以适于通过在阀打开的情况下操作泵装置来生成至少一个反馈信号。这提供了正常操作期间不存在的声音(例如嘶嘶声)，并且在腔室中不产生真空或产生很少的真空。

控制器可以适于通过在腔室中没有负压的情况下打开阀来生成至少一个反馈信号。这再次提供了正常操作期间不存在的声音(例如卡嗒声)。

控制器可以适于通过生成泵装置和/或阀的操作脉冲序列来生成至少一个反馈信号。脉冲的定时和总持续时间继而可以编码不同的反馈消息。当真空被释放时，允许在腔室中建立的真空水平也可以用于生成不同的声音。

因此，控制器可以适于针对不同的反馈消息生成反馈信号组中选定的一个反馈信号，每个反馈信号包括生成驱动器装置(例如电机和/或阀)的不同操作脉冲序列。

吸乳泵还可以包括乳汁收集器皿。吸乳泵可以是例如用于适配在哺乳胸罩中的可穿戴吸乳泵。“可穿戴”吸乳泵可以被认为是一种挤出套件、驱动装置和乳汁收集器皿被局部地安装在乳房处的泵。

本实用新型还提供一种操作吸乳泵的方法，吸乳泵包括用于挤出乳汁的挤出系统和用于控制挤出过程的驱动装置，其中该方法包括：

控制驱动器装置以向吸乳泵的用户生成给听觉和/或触觉反馈。

该方法利用驱动装置来控制挤出系统的既有部分，以用作触觉和/或听觉反馈系统。该方法用于非治疗性乳汁挤出。

该方法可以包括针对以下一个或多个指示生成相应的反馈信号：

用户已经按下吸乳泵的输入按钮；

吸乳泵的电池耗尽或快要耗尽；

吸乳泵的乳汁容器已满；

挤出循环的剩余时间；或

挤出循环已经结束；

准备状态；

故障；

时间指示；或

泄漏检测。

挤出系统可以包括真空室、泵装置和用于从真空室释放负压的阀，并且驱动装置用于控制泵装置和阀。

该方法继而可以包括通过以下项生成至少一个反馈信号：

在阀打开的情况下操作泵装置；

在腔室中没有负压的情况下打开阀；或

生成电机和/或阀的操作脉冲序列。

本实用新型还提供一种包括计算机程序代码装置的计算机程序，当程序在处理器上运行时，计算机程序代码装置适于实现上文所限定的方法。

参考下文描述的(一个或多个)实施例，本实用新型的这些和其它方面将变得明显并得以阐明。

附图说明

为了更好地理解本实用新型，并且为了更清楚地示出如何实现本实用新型，现在仅通过示例的方式参考附图，其中：

图1示出可以根据本实用新型来控制的已知的吸乳泵；

图2示出可穿戴吸乳泵；

图3示出可以被创建为反馈信号的声音曲线的一些示例；

图4示出安装在外壳中的泵电机和阀；

图5示出吸乳泵的常规泵循环；

图6示出泵驱动电压的修改，其中在真空阶段期间调制泵电压；并且

图7示出泵驱动电压的修改，其中在排气阶段期间调制泵电压。

具体实施方式

下面将参考附图描述本实用新型。

应当理解的是，详细描述和具体示例在指示装置、系统和方法的示例性实施例的同时，仅旨在用于说明性目的，而非旨在限制本实用新型的范围。结合以下说明、所附权利要求和附图，可以更好地理解本实用新型的装置、系统和方法的这些及其它特征、方面和优势。应当理解的是，附图仅仅是示意性的，并非按比例绘制。还应当理解的是，在整个附图中相同附图标记用来表示相同或相似部件。

本实用新型提供了一种包括挤出系统的吸乳泵。通过控制挤出系统来向吸乳泵的用户生成听觉和/或触觉反馈。

图1示出已知的吸乳泵系统1，包括挤出单元2和用于控制吸乳泵的挤出功能的驱动装置。

在所示示例中，驱动装置包括泵装置3，泵装置3经由管4连接至挤出单元2。除了泵叶轮和泵电机之外，泵装置还包括其它各种部件，因此可以被视为通用操作单元。

挤出单元2形成有主体7、用于容纳用户乳房的漏斗5和用于收集挤出乳汁的容器6。漏斗5和容器6连接至主体7。主体7包括真空室。柔性膜或隔膜位于真空室中。膜防止挤出乳汁流入到通向泵装置单元3的管4中。

泵装置3可以替代地直接安装并连接至主体7。在这种情况下，膜防止挤出乳汁直接流入到泵装置3中。

泵装置3包括控制器10、电源12、电机14和真空泵16(即，由电机14驱动的叶轮)。控制器10控制电源12、电机14和真空泵 16的操作。泵装置3还包括电磁阀18。

在使用时，真空泵向位于主体7中的膜施加真空使其变形。膜变形以在漏斗5中产生真空，进而又向乳房施加真空，从而挤出乳汁。虽然吸乳泵系统1被描述为包括膜以使真空被间接地施加至乳房，但应当理解的是，在替代实施例中，真空被直接施加至用户的乳房。在这种情况下，吸乳泵系统不包括膜，并且由真空泵产生的真空被直接施加至乳房。

每隔一段时间对乳房施加真空。也就是说，压力差以循环的方式施加。在建立真空之后，使用暂时打开的电磁阀释放来自真空的压力。电磁阀是机电操作阀，被配置为打开和关闭连接真空泵的真空侧与环境空气的空气通路，使得当电磁阀关闭时，真空泵在挤出单元中生成真空，从而能够从用户的乳房挤出乳汁。当电磁阀打开时，随着环境空气流向由真空泵产生的真空或负压，真空泵产生的真空被释放，使得施加在用户乳房上的压力部分地或完全减小。

这是已知的标准吸乳泵系统操作的基本描述。

还存在可穿戴吸乳泵，例如用于安装在哺乳胸罩内的吸乳泵。此时，上述所有动力系统部件均形成于适配在乳房上的外壳内。顶部包含动力系统(泵、电机、控制器)，并且底部形成收集器皿。这使得吸乳能够更离散地进行。

图2示出可穿戴吸乳泵，包括附接至相应的乳汁收集器皿31的挤出套件30。

在两种通用类型的设计中，挤出套件可以包括乳汁传感器，用于感测乳汁流并用于测量流量。而且，不同的压力波形可以例如由用户选择，例如不同的强度水平，这取决于母亲在不同强度水平下的舒适度。

不同的模式和设置具有不同的循环频率和不同的最大负压(即，真空)水平。

例如，挤出模式在基线真空“Baseline_Vac”和最大真空(即，最大负压)“Max_Vac”之间循环。

首先是达到(最大)真空的时间TTV，然后是内停留(dwell-in) 时间DI，然后是达到大气(或达到基线真空)的时间TTA，并且最后是外停留(dwell-out)时间DO。真空速率被定义为Max_Vac/TTV，大气速率被定义为Max_Vac/TTA。

作为示例:

Baseline_Vac＝大气压力

Max_Vac＝大气压以下300毫巴(30kPa)

TTV＝0.85s

DI＝0.3s

TTA＝0.05s

DO＝0.35s

这给出了1.55s的总循环时间T_cycle。

这些值仅仅是示例。最大负压可以更高，例如是350毫巴 (35kPa)，并且持续时间可以不同。循环时间一般为1到2秒。

刺激模式例如具有更快的频率，因此具有约0.5秒的更短循环时间和更低的真空，例如150毫巴(15kPa)的最大负压水平。

在具有刺激模式和挤出模式两者的挤出套件中，刺激模式例如在吸乳过程的初始阶段(例如50秒)期间进行，并且挤出模式在吸乳过程的其余阶段期间进行。还可以存在挤出模式的不同设置，同样具有不同的特性。

控制器还可以实现定位模式。这可以包括间歇地施加小负压，以允许用户在观察正确对准的同时定位乳房罩。控制器还可以实现按摩模式。

各种模式和设置将使得吸乳泵生成不同声音。根据本实用新型，驱动装置的控制，例如用于上述系统示例的泵装置的阀和/或电机，还用于生成附加的用户可识别声音或触觉反馈(例如特征性振动)。

反馈向用户提供与吸乳泵操作有关的信息，例如关于吸乳过程的状态的信息，或者响应用户提供输入命令的确认反馈。只要反馈与在吸乳泵以其各种模式使用期间的声音和/或感觉不同，就可以向用户提供信息内容。

电机和阀的操作当然会影响吸乳泵的功能。因此，如果需要在吸乳期间提供反馈，则可以在吸乳泵正常循环操作的短时间中断期间提供反馈，例如错过一个或少量循环。反馈可以替代地在挤出循环开始之前或挤出循环结束之后提供。

通过提供调制，该调整仍然允许继续循环控制但提供声音和/或感觉的可识别变化，反馈可以叠加在吸乳泵的正常循环操作上。

另一种类型的反馈可以是正常声音和感觉的中断，即，静默时段(并且因此没有振动)。然后，这种一个或多个静默时段的持续时间或模式可以传达反馈信息。

反馈可以用于各种目的。用户输入，例如按压输入按钮。

其它反馈可以涉及关于吸乳泵的一般状态及其操作的状态信息。

给用户的状态报告例如包括指示以下项的通知：

挤出循环已经结束；

吸乳泵的电池耗尽或快要耗尽；

吸乳泵的乳汁容器已满；

挤出循环的剩余时间或其它时间指示；

准备状态；

故障；或

泄漏检测。

可识别声音可以通过与正常使用期间不同地操作吸乳泵而生成。一个示例是在阀打开的情况下操作电机。这提供了正常操作期间不存在的声音(例如嘶嘶声)。另一示例是在腔室中没有负压的情况下打开阀。这再次提供了正常操作期间不存在的声音(例如卡嗒声)。

图3示出幅度与时间的三个可能的反馈强度曲线。如上所述，反馈可以是听觉的或触觉的。

图3以简图的形式示出反馈曲线可以具有期望的脉冲频率以及期望的幅度特性，或具有幅度的突然变化(例如咔嗒声或剧烈振动)，或具有逐渐的幅度变化。

因此，这些示例中的反馈信号包括由对驱动装置(例如泵电机和/或阀)操作的适当控制引起的反馈脉冲序列。然后，脉冲的定时、幅度响应和总持续时间可以编码不同的反馈消息。

触觉信号也可以通过类似的方法彼此区分，具有不同的振动频率、振动幅度和振动持续时间。

上面的示例示出包括泵装置(泵电机和叶轮)和释放阀的驱动装置。然而，其它驱动装置也是可能的。

例如，一种装置可以用于产生被调节为处于优选水平附近的基本真空。这种基本真空可以手动产生或通过例如伺服致动波纹管机械地产生。真空调节可以例如通过泵降低限定容积内的空气压力，或通过机械致动增加真空容积来产生。

作为另一示例，一种装置可以通过基于柱塞的泵送系统来制造，该泵送系统产生由阀周期性释放的峰值真空或由例如同一柱塞泵调制的基本真空。

上述示例利用了驱动装置，驱动装置向乳头和部分乳房周围的空腔施加和释放空气压力。然而，施加压力可以是液压压力。已知吸乳泵系统是纯液压系统，因为它们通过使用液体而非空气压力致动膜来移动膜。其它系统是部分液压的，因为它们可以使用空气压力开始致动膜，并且一旦乳汁开始流动，致动就从基于空气压力的方法变为基于液体的方法。压力也可以机械地施加，作为施加至组织区域的接触力。

因此，已知存在不同的方式向乳房施加和释放压力，或者在压力源和乳房之间移动膜。

当使用膜时，驱动装置可以使用空气或流体来移动膜，或者甚至使用机械装置来移动膜。膜继而排出人体乳房处的空气，产生期望负压并引起乳汁流动。

系统最初可以排出膜与乳房之间的空间内的空气，但一旦乳汁流动，空间至少部分地被乳汁填充，并且创建(半)液压系统。

因此，可以通过控制致动器来生成反馈信号，致动器以与上述泵生成空气压力相同的方式生成液压压力。

膜是连接至乳房以产生负压的任何柔性元件。

反馈信号可以包括声音或振动，或者可以没有声音或振动(即，中断正常操作以提供反馈信号)。

如上所述，泵电机和/或阀用于提供反馈信号。这些部件通常经由悬置系统而被附接至吸乳泵外壳，目的是降低声级和减少振动。该悬置阻尼电机或电机和/或一个或多个空气阀的移动。这是为了减少用户感觉到的振动。

然而，在上述装置中，驱动装置的这些部件旨在向用户传送反馈。因此，悬置系统抑制了要传递给用户的振动。

本公开的一个方面是在一定频率下以循环方式致动驱动装置的一部分，该频率等于或接近系统的悬置部件(例如电机或阀)的固有频率。

例如，泵电机和空气阀可以使用柔性部件沿纵向轴线悬置。柔性管可以用于将真空传递至膜室。触觉反馈信号的振动受电机重量、悬置方式、电机启动时的扭矩等的影响。

图4示出安装在外壳44中的泵电机40和阀，其中包括阻尼悬架46。阻尼悬架46例如包括橡胶状材料或弹簧状结构。泵40和阀 42可以独立地耦接，或者作为一个组件耦接。

图5示出吸乳泵的常规泵循环。上图示出在单个泵循环50期间施加的压力。该压力低于大气压ATM。泵循环包括真空阶段52和排气阶段54。在真空阶段，压力下降，即，施加增加的真空度，并且压力在排气阶段压力上升。泵和阀由控制器驱动，控制器以交替顺序向电机提供泵电压56和向阀提供阀电压58，如下方的两个曲线图所示。在该系统中，这引起泵吸(达到最大负压)和排气的泵循环，在排气期间，负压被释放，直到恢复大气压力ATM。

这一方面利用了重复调制，例如，泵循环引起整个系统的谐振。如果泵由电动电机驱动，则电动电机启动或停止期间的转动惯量会相当大，并且用于致动外壳。

图6示出泵驱动电压56的修改，其中在真空阶段期间调制泵电压。真空阶段的持续时间可以延长，以确保达到预期真空水平，或者确保该阶段足够长以包含调制序列。

图7示出泵驱动电压56的修改，其中在排气阶段期间调制泵电压。因为阀是打开的，所以泵的操作不影响排气性能。可以延长排气阶段以确保该阶段足够长以包含调制序列。

调制可以替代地施加至阀电压。

泵和/或空气阀可以由例如20kHz(但也可以使用任何适当频率，例如在500Hz-20kHz的范围内)的脉宽调制(PWM)信号驱动，以控制泵和空气阀的电压。图6和图7中所示的调制序列是PWM调制之上的较慢调制。

例如，泵循环可以具有1至2秒的周期，较慢调制例如可以具有大约1到100Hz的频率，例如4到10Hz范围内的频率(周期为 100ms-250ms)。

这种脉宽调制(PWM)和调制序列可以组合，使得在泵电机接通和断开的阶段，接通阶段的电机电压变化(导致泵的不同旋转速度)。

泵电机上的电压极性可以在整个阶段或部分阶段中反转，使得电机的旋转方向被反转，进而使得扭矩增加。

在实践所要求保护的实用新型的过程中，通过学习附图、公开内容及所附权利要求，本领域技术人员对于所公开实施例的变型是可以理解并实现的。在权利要求中，“包括”一词不排除其它元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。

某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中的事实不指示这些措施的组合不能被用于获得优势。

如果在权利要求或说明书中使用术语“适于”，则应当注意，术语“适于”旨在等同于术语“被配置为”。

权利要求中的任何附图标记不应理解为限制其范围。

Claims (10)

1.一种吸乳泵，其特征在于，包括：

用于挤出乳汁的挤出系统；

用于通过施加和释放压力控制挤出过程的驱动装置；以及

用于控制所述驱动装置的控制器(10)，

其中所述控制器适于控制所述驱动装置，以由此基于所述压力的施加和/或释放向所述吸乳泵的用户生成听觉和/或触觉反馈信号。

2.根据权利要求1所述的吸乳泵，其特征在于，所述控制器(10)适于针对以下一个或多个指示生成相应的反馈信号：

用户已经按下所述吸乳泵的输入按钮；

所述吸乳泵的电池耗尽或快要耗尽；

所述吸乳泵的乳汁容器已满；

挤出循环的剩余时间或其它时间指示；

挤出循环已经结束；

准备状态；

故障；或

泄漏检测。

3.根据权利要求1或2所述的吸乳泵，其特征在于，所述挤出系统包括真空室和泵装置，并且所述驱动装置用于驱动所述泵装置以控制所述真空室中的负压。

4.根据权利要求3所述的吸乳泵，其特征在于，所述挤出系统包括用于从所述真空室释放所述负压的阀(18)，并且所述驱动装置用于控制所述阀。

5.根据权利要求4所述的吸乳泵，其特征在于，所述控制器(10)适于在使用所述吸乳泵时生成循环压力波形，并且所述控制器适于生成不同的压力波形，以由此实现听觉和/或触觉反馈信号。

6.根据权利要求4或5所述的吸乳泵，其特征在于，所述控制器(10)适于通过以下项生成至少一个反馈信号：

在所述阀打开的情况下操作泵装置；或

在所述真空室中没有负压的情况下打开所述阀。

7.根据权利要求6所述的吸乳泵，其特征在于，所述控制器(10)适于通过生成所述泵装置和/或阀的操作脉冲序列，来生成所述至少一个反馈信号。

8.根据权利要求7所述的吸乳泵，其特征在于，所述控制器(10)适于针对不同的反馈消息生成反馈信号组中选定的一个反馈信号，每个反馈信号包括生成所述泵装置和/或阀的不同操作脉冲序列。

9.根据权利要求1或2所述的吸乳泵，其特征在于，所述控制器(10)适于通过在对所述驱动装置的控制中提供暂停来生成至少一个反馈信号。

10.根据权利要求1或2所述的吸乳泵，其特征在于，还包括乳汁收集器皿(31)，并且其中所述吸乳泵包括可穿戴吸乳泵。

Images