CN218610233U - 注射推进装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及注射技术领域，提供的注射推进装置包括基体、动力单元、传动单元、检测单元和用于执行注射推进动作的执行件，执行件沿第一方向可移动地设于基体，动力单元用于驱动执行件移动；传动单元包括旋转件，旋转件可转动地设于基体，旋转件与执行件传动连接；在执行件沿其移动行程从一端移动至另一端的过程中，旋转件转过的角度小于或等于360度；检测单元包括第一磁体和第一磁传感器，第一磁体与旋转件固定，第一磁传感器与基体固定；或第一磁体与基体固定，第一磁传感器与旋转件固定；第一磁传感器用于检测第一磁体的旋转角度。本实用新型能够检测出执行件的绝对位置，有利于更好的满足使用要求，有利于提升用户体验。

Description

注射推进装置及系统

技术领域

本实用新型涉及注射技术领域，具体涉及一种注射推进装置及系统。

背景技术

精密注射需要对注射器的注射量进行准确检测，为了实现这一目的，公开号为CN103768679A的中国发明专利申请公开了一种精密注射器泵及其制造方法，该方案采用磁传感器与磁体的组合来检测导螺杆的旋转角度，进而计算出注射量。

然而，由于在注射过程中导螺杆的旋转圈数较多，因而该方案通过检测导螺杆的角度只能计算出注射器驱动头运动的尺寸，而不能计算出注射器驱动头的绝对位置，这不利于在断电重启等特殊情况下检测出注射器驱动头的位置，不利于满足使用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是为了克服现有技术的缺陷，提供一种在断电重启且不进行校准的情形下仍然能准确检测推进位置的注射推进装置。

本实用新型提供的注射推进装置包括基体、动力单元、传动单元、检测单元和用于执行注射推进动作的执行件，执行件沿第一方向可移动地设于基体，动力单元用于驱动执行件移动；传动单元包括旋转件，旋转件可转动地设于基体，旋转件与执行件传动连接；在执行件沿其移动行程从一端移动至另一端的过程中，旋转件转过的角度小于或等于360度；检测单元包括第一磁体和第一磁传感器，第一磁体与旋转件固定，第一磁传感器与基体固定；或第一磁体与基体固定，第一磁传感器与旋转件固定；第一磁传感器用于检测第一磁体的旋转角度。

由上可见，这样本实用新型在执行件移动至不同位置时，对应的旋转件所处的角度位置均不同，本实用新型能够通过第一磁传感器检测到的其相对于第一磁体的角度位置来直接对应得出执行件的绝对位置，进而能够根据执行件的位置变化来检测出注射量的大小，因而即便是断电重启等特殊情况，也能直接检测出执行件的绝对位置，而无须在断电重启后对第一磁传感器的检测结果与执行件位置的对应关系进行校准，有利于更好的满足使用要求，有利于提升用户体验。

一个优选的方案是，传动单元还包括丝杆和螺母，丝杆与螺母配合形成丝杆螺母副，丝杆可转动地设于基体，螺母固设于执行件，动力单元驱动丝杆旋转，进而通过该丝杆螺母副带动执行件移动。

进一步的方案是，检测单元还包括第二磁体和第二磁传感器，第二磁体与丝杆固定，第二磁传感器与基体固定；或第二磁体与基体固定，第二磁传感器与丝杆固定；第二磁传感器用于检测第二磁体的旋转角度。

由上可见，这样第一磁传感器的检测结果只需要精确到能判断出丝杆正旋转至以360度为周期的哪一周期内，就能借助第二磁传感器的检测结果来准确计算出丝杆的绝对位置，以及计算出执行件的绝对位置，不仅有利于提升对执行件位置检测的准确性，而且有利于降低本实用新型对第一磁传感器检测精度的要求。

进一步的方案是，传动单元包括减速传动组件，减速传动组件的输入端传动轮固设于丝杆，减速传动组件的输出端传动轮为旋转件。

更进一步的方案是，减速传动组件包括齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、链轮链条传动机构中的一种或多种。

另一个优选的方案是，传动单元还包括固设于执行件的齿条，旋转件包括第一齿轮，齿条与第一齿轮传动连接。

进一步的方案是，齿条与第一齿轮直接啮合传动。

再一个优选的方案是，基体具有活动腔、安置台和内腔，活动腔与安置台沿第一方向分布，活动腔在垂直于第一方向的至少一侧敞开，执行件设于活动腔，检测单元设于内腔。

又一个优选的方案是，在执行件沿其移动行程从一端移动至另一端的过程中，旋转件转过的角度大于或等于240度。

由上可见，这样有利于尽可能扩大旋转件的转动范围，有利于降低对第一磁传感器检测精度的要求，并且有利于提升本实用新型检测执行件位置的精度。

本实用新型的目的之二是为了克服现有技术的缺陷，提供一种在断电重启且不进行校准的情形下仍然能准确检测推进位置的注射推进系统。

本实用新型提供的注射推进系统，包括注射器和前述的注射推进装置，注射器包括针筒和活塞推杆，针筒可拆卸地固设于基体，活塞推杆可拆卸地连接于执行件，活塞推杆相对针筒沿第一方向可滑动。

附图说明

图1是本实用新型注射推进系统实施例的立体图。

图2是本实用新型注射推进系统实施例的立体剖视图一，图2的剖面法线沿Y轴方向。

图3是本实用新型注射推进系统实施例的立体剖视图，图3的剖面法线沿X轴方向。

图4是本实用新型注射推进系统可选实施例的立体图。

图5是本实用新型注射推进系统可选实施例的部分结构立体图。

具体实施方式

本实施例的图1至图3采用统一的空间直角坐标系(右手系)，以表示各零部件的相对方位关系，其中，X轴方向为第一方向的实例。

请参照图1至图3，本实施例的注射推进系统包括注射器100和本实施例的注射推进装置200，注射器100包括针筒101和活塞推杆102，活塞推杆102的活塞头沿X轴负向插装于针筒101的筒腔中，活塞推杆102相对针筒101沿X轴方向可滑动，在使用注射器100进行注射操作时，活塞推杆102在外力的推动下沿X轴负向相对针筒101滑动。

本实施例的注射推进装置200包括基体201、电机202(动力单元的实例)、传动单元203、执行件204和检测单元205，其中，基体201具有放置台211、导向杆212、活动腔213和内腔216，放置台211与活动腔213均位于基体201的Z轴正向侧，放置台211位于活动腔213的X轴负向侧，放置台211用于固定安装注射器100的针筒101，活动腔213的Z轴正向侧敞开，导向杆212沿X轴方向延伸且贯穿活动腔213，执行件204沿X轴方向可移动地设于活动腔213，执行件204与导向杆212可滑动地配合，内腔216位于活动腔213和放置台211的Z轴负向侧，内腔216与活动腔213通过隔板214隔开，隔板214上开设有长度方向沿X轴方向的条状开口215，内腔216与活动腔213通过条状开口215连通。

电机202固设于基体201，且位于基体201的X轴正向侧，电机202的输出轴朝向X轴负向。

传动单元203包括丝杆231、螺母、第一齿轮232和齿条233，丝杆231固设于电机202的输出轴221，可转动的连接于基体201，且沿X轴方向贯穿活动腔213，螺母和齿条233均固设于执行件204，丝杆231与螺母配合形成丝杆螺母副，齿条233位于执行件204的Z轴负向端且朝向Z轴负向侧，齿条233伸于条状开口215中，齿条233的各齿沿X轴方向分布。

本实施例的螺母为具有螺纹孔且一体成形于执行件204上的结构，齿条233为一体成形于执行件204上的齿形结构，可选择地，在本实用新型的其它实施例中，螺母也可以是固定安装于执行件204的单独零件，同理，齿条233也可以是固定安装于执行件204的单独零件；并且，优选螺母和齿条233均为独立于执行件204的单独零件，这样便于在现有的标准件中选用合适的螺母和齿条233。

第一齿轮232位于基体201的内腔216中，且可转动地连接于基体201，第一齿轮232相对基体201的转动轴线沿Y轴方向，第一齿轮232与齿条233直接啮合传动，齿条233的齿数等于或少于第一齿轮232的齿数，具体而言，齿条233的齿数为齿轮232齿数的一半，齿条233在跟随执行件204从其移动行程的X轴正向端移动至X轴负向端的过程中，第一齿轮232在齿条233的带动下转动180度。

检测单元205包括第一磁体251和第一磁传感器252，第一磁体251固设于第一齿轮232，第一磁传感器252固设于基体201且用于感知第一磁体251的转动。

具体地，内腔216中具有从隔板214向Z轴负向延伸的第一安装板217、第二安装板218和第三安装板219(参见图3)，第一安装板217、第二安装板218和第三安装板219的主面法线均沿Y轴方向，第一安装板217与第二安装板218分置于条状开口215的沿Y轴方向的两侧，且第一安装板217、第二安装板218和第三安装板219沿Y轴正向依次分布，第一齿轮232的转轴2321(第一齿轮232及其转轴2321的组合构成旋转件的一个实例)两端分别可转动地安装于第一安装板217和第二安装板218，第一磁体251呈圆环状，第一磁体251的充磁方向沿圆环径向，第一磁体251固设于第一齿轮232的转轴2321的Y轴正向端，第一磁体251的中心线与其旋转轴线重合，第一磁传感器252通过电路板253固设于第三安装板219，第一磁传感器252位于第一磁体251的Y轴正向侧，且第一磁体251的旋转轴线穿过第一磁传感器252，第一磁传感器252用于检测第一磁体251的旋转角度；可选择地，在本实用新型的其它实施例中，第一磁传感器也可以偏离第一磁体的旋转轴线设置；并且也可以将第一磁体固设于基体，且将第一磁传感器固设于第一齿轮，这样同样能使用第一磁传感器来检测第一齿轮的旋转角度。

采用磁传感器检测磁体旋转角度属于现有技术，磁传感器例如可以是3D霍尔传感器、隧穿磁阻传感器、巨磁阻传感器或各向异性磁阻传感器，磁传感器检测磁体转动的原理等可以参照现有技术进行设置，这里不再赘述。

在本实施例的注射推进系统中，注射器100的针筒101可拆卸地固设于放置台211，针筒101的针头朝向X轴负向，活塞推杆102沿X轴正向伸于活动腔213中，且与执行件204可拆卸地配合连接，具体而言，活塞推杆102的X轴正向端抵接于执行件204的X轴负向侧壁，可选择地，在本实用新型的其它实施例中，也可以在执行件204上设置与活塞推杆102的X轴正向端匹配的凹槽，并将活塞推杆102的X轴正向端定位于该凹槽中，这样有利于提升执行件204与活塞推杆102配合位置的准确性。

在使用本实施例的注射推进系统时，通过控制电机202运转输出动力，来驱动丝杆231旋转，进而通过丝杆螺母副带动执行件204沿X轴方向运动，并且通过齿条233带动第一齿轮232旋转，执行件204在向X轴负向运动的过程中推动活塞推杆102相对针筒101向X轴负向移动，进而实现注射操作。

并且由于齿条233在跟随执行件204从其移动行程的X轴正向端移动至X轴负向端的过程中，第一齿轮232在齿条233的带动下只旋转180度，执行件204在移动至任意不同位置时对应于第一齿轮232所处的角度位置均不同(执行件204所处的移动位置与第一齿轮232所处的角度位置的对应关系可以采用实验的方式得出)，本实施例能够通过检测第一磁传感器252检测到的角度，来对应得出执行件204的绝对位置，进而得出注射推进系统的工作状态，得出注射器100的注射量。

这样相较于现有技术只能检测执行件204相对位置的方案而言，由于本实施例能够直接准确地检测出执行件204所处的位置，因而本实施例的注射推进系统即便遭遇了断电重启等情况，也能在恢复供电后再次直接检测到执行件204所处的位置，而不用对注射推进装置200进行复位校准等操作，有利于更好的满足使用要求。

可选择地，在本实用新型的其它实施中，电机也可以通过齿轮齿条机构等其它传动方式来带动执行件向X轴负向推进，例如将电机的输出轴与旋转件固定，并且旋转件与执行件通过齿轮齿条机构来进行传动连接。当然，优选采用本实施例的方案，这样由于电机202的输出轴与丝杆231固定连接，因而在电机202带动丝杆231旋转一圈时，执行件204仅向X轴负向推进一个螺距，这样更有利于通过控制电机202的旋转来精确控制执行件204的推进量，有利于对注射量进行精确控制。

本实施例以输出轴作旋转运动的电机202作为动力单元的实例，在本实用新型的其它实施例中，动力单元也可以是输出轴作旋转运动的电机与减速器的组合，或者动力单元还可以是直线电机，并且用直线电机直接驱动执行件移动。

可选择地，在执行件204从其移动行程的X轴正向端向X轴负向端移动的整个过程中，第一齿轮232旋转的角度还可以设为小于或等于360度的其它角度，只要第一齿轮232在齿条233带动下能旋转的角度范围不超过360度，就能确保执行件204在移动至任意不同位置时对应于第一齿轮232所处的角度位置均不同，因而就能根据第一磁传感器252检测到的角度，来直接对应得出执行件204的绝对位置；当然，优选地，在执行件204从其移动行程的X轴正向端向X轴负向端移动的整个过程中，第一齿轮232旋转的角度大于或等于240度，这样有利于尽可能扩大第一齿轮232旋转的角度范围，有利于降低对第一磁传感器252检测精度的要求，并且有利于提升本实用新型检测执行件204位置的精度。

优选地，本实施例的检测单元205还包括第二磁体和第二磁传感器(图中未示出)，第二磁体固设于丝杆231的X轴负向端，第二磁传感器固设于基体201且用于感知第二磁体的转动。这样第一磁传感器252的检测结果只需要精确到能判断出丝杆231正旋转至以360度为周期的哪一周期内，就能借助第二磁传感器的检测结果来准确计算出丝杆231的绝对位置，以及计算出执行件204的绝对位置，不仅有利于提升对执行件204位置检测的准确性，而且有利于降低本实施例对磁传感器检测精度的要求；当然，在本实用新型的其它实施例中，也可以将第二磁体固设于基体，且将第二磁传感器固设于丝杆。

本实施例中，优选将齿条233与作为旋转件的第一齿轮232直接啮合传动，这样有利于简化传动单元203的结构，可选择地，在本实用新型的其它实施例中，为了适应具体的安装空间和传动比需求，也可以在第一齿轮232与齿条233之间增设其余传动机构，例如增设第一中间齿轮和第二中间齿轮，第一中间齿轮与第二中间齿轮同轴固定且可转动地安装于基体201，第一中间齿轮与齿条233啮合传动，第二中间齿轮与第一齿轮232啮合传动。

可选择地，请参照图4及图5，在本实用新型的其它实施例中，也可以采用输入端直接连接丝杆231’的减速传动组件234’来代替本实施例中输入端直接连接执行件204的齿轮齿条传动机构，例如减速传动组件234’为齿轮传动组件，齿轮传动组件具有输入齿轮2341’(输入端传动轮的实例)和输出齿轮2342’(输出端传动轮及旋转件的实例)，输入齿轮2341’固设于丝杆231’并可跟随丝杆231’转动，输出齿轮2342’可转动地安装于基体201’，第一磁体251’固设于输出齿轮2342’，减速传动组件234’的传动方案可以根据减速比例和安装空间条件等的限制具体设计，其中可以包括齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、链轮链条传动机构等一种或多种。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.注射推进装置，包括基体、动力单元和用于执行注射推进动作的执行件，所述执行件沿第一方向可移动地设于所述基体，所述动力单元用于驱动所述执行件移动；

其特征在于：

还包括传动单元和检测单元，所述传动单元包括旋转件，所述旋转件可转动地设于所述基体，所述旋转件与所述执行件传动连接；

在所述执行件沿其移动行程从一端移动至另一端的过程中，所述旋转件转过的角度小于或等于360度；

所述检测单元包括第一磁体和第一磁传感器，所述第一磁体与所述旋转件固定，所述第一磁传感器与所述基体固定；或所述第一磁体与所述基体固定，所述第一磁传感器与所述旋转件固定；

所述第一磁传感器用于检测所述第一磁体的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的注射推进装置，其特征在于：

所述传动单元还包括丝杆和螺母，所述丝杆与所述螺母配合形成丝杆螺母副，所述丝杆可转动地设于所述基体，所述螺母固设于所述执行件，所述动力单元驱动所述丝杆旋转，进而通过该丝杆螺母副带动所述执行件移动。

3.根据权利要求2所述的注射推进装置，其特征在于：

所述检测单元还包括第二磁体和第二磁传感器，所述第二磁体与所述丝杆固定，所述第二磁传感器与所述基体固定；或所述第二磁体与所述基体固定，所述第二磁传感器与所述丝杆固定；

所述第二磁传感器用于检测所述第二磁体的旋转角度。

4.根据权利要求2所述的注射推进装置，其特征在于：

所述传动单元包括减速传动组件，所述减速传动组件的输入端传动轮固设于所述丝杆，所述减速传动组件的输出端传动轮为所述旋转件。

5.根据权利要求4所述的注射推进装置，其特征在于：

所述减速传动组件包括齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、链轮链条传动机构中的一种或多种。

6.根据权利要求1至3任一项所述的注射推进装置，其特征在于：

所述传动单元还包括固设于所述执行件的齿条，所述旋转件包括第一齿轮，所述齿条与所述第一齿轮传动连接。

7.根据权利要求6所述的注射推进装置，其特征在于：

所述齿条与所述第一齿轮直接啮合传动。

8.根据权利要求1至5任一项所述的注射推进装置，其特征在于：

所述基体具有活动腔、安置台和内腔，所述活动腔与所述安置台沿所述第一方向分布，所述活动腔在垂直于所述第一方向的至少一侧敞开，所述执行件设于所述活动腔，所述检测单元设于所述内腔。

9.根据权利要求1至5任一项所述的注射推进装置，其特征在于：

在所述执行件沿其移动行程从一端移动至另一端的过程中，所述旋转件转过的角度大于或等于240度。

10.注射推进系统，包括注射器，所述注射器包括针筒和活塞推杆，其特征在于：

还包括如权利要求1至9任一项所述的注射推进装置，所述针筒可拆卸地固设于所述基体，所述活塞推杆可拆卸地连接于所述执行件，所述活塞推杆相对所述针筒沿所述第一方向可滑动。

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