TWI527580B - 加速度感測自動剎車機構 - Google Patents

Description

加速度感測自動剎車機構

本發明是有關於自動剎車機構，係可裝設在醫療用點滴架內，當點滴架落下的加速度大於一定值時，可以提供剎車功能。

一般所謂的醫療點滴(Intravenous Drip)，是指一種醫療用器材，可在特定時間內，連續提供以液體乘載的特定物質，控制定量流經管子到針頭，最後注入到人體皮膚內。醫療點滴內具有特定密封元件，該特定密封元件具有密封結構，能夠控制該特定時間以及特定物質的流量。人在接受治療時，會需要養份或是特定藥劑，而這些特定物質需要從皮膚進入血管，來發揮功效，但氣體若隨著特定物質進入人體會嚴重危害到健康，甚至有致命的危險。醫療點滴可以避免氣體隨著特定物質進入人體，因此被廣泛地應用在醫療技術中。

醫療點滴需要掛在點滴架上，位置高於病患， 特定物質方得藉由重量向下流動，請參考第1圖，係示範習用點滴架的一種態樣。如第1圖所示，習用點滴架包括一第一支桿P11、一第二支桿P12以及一固定元件P13。該第一支桿P11一端係插設於該第二支桿P12，另一端係懸掛一醫療點滴P21；該固定元件P13係穿越該第二支桿P12，抵靠該第一支桿P11，使得該第一支桿P11相對於該第二支桿P12的位置是固定的；該固定元件P13鬆開時，可移動該第一支桿P11，同時改變該醫療點滴P21的高度。該醫療點滴P21之一端透過一管路P22連接一針頭P23，該針頭P23係可插入人體。

接續上述，點滴架是醫療體系中不可獲缺的醫療器材，廣泛地被應用在各大醫院診所。每個病患的身高不同，或是病患動作變異，都會需要調整醫療點滴在點滴架上的高度，來維持點滴作業正常運行。例如身高比較高的病患，醫療點滴在點滴架上的高度相對就要比較高，但當該病患躺下時，醫療點滴在點滴架上的高度可能就要跟著下降，避免該管路P22拉扯到該針頭P23。調整高度需要鬆開該固定元件P13，此時，很容易因為不慎，該第一支桿P11發生不預期地落下，造成手部傷害，或是頭部撞傷等。

為了避免上述狀況，醫護人員或是病患在調整高度時，需要一手扶著該第一支桿P11，一手轉動該固定 元件P13；但醫護人員時常手拿東西，像是醫護板、病患資料、或是醫療用品，此時，調整醫療點滴在點滴架上的高度就相當容易發生意外，同樣的，病患本身時常需要一手支撐身體，或是手部受傷，僅有一手能夠活動，此時調整醫療點滴在點滴架上的高度也相同容易發生意外。

有鑑於此，習用點滴架的設計仍有諸多缺點，為了改善缺失，提升便利性，本案之發明人係極力研究，嘗試不同的方法，以及一連串測試，並同時考慮到成本，終於研究出本發明之一種加速度感測自動剎車機構。

本發明的主要目的，在於提供一種加速度感測自動剎車機構，可直接安裝在任一點滴架，且具有簡單地元件構造，製造所需的成本低廉，而具有降落時無法預期的剎車功效，能夠避免調整點滴架時產生的意外傷害。

為了達成上述目地，本發明人提供一種加速度感測自動剎車機構，可裝設在一點滴架內，該點滴架包括一第一伸縮管以及一第二伸縮管，該第一伸縮管之管徑係小於該第二伸縮管，並套設於該第二伸縮管內；該加速度感測自動剎車機構係包括：一主容置管，係容置於該第二伸縮管內，一端設置一抵靠件，另一端則與一封蓋連接； 此外，該主容置管之二側係分別形成一開口；該抵靠件係連接該第一伸縮管之一端；一剎車組，係容置於該主容置管內，包含一第一剎車片以及一第二剎車片；該第一剎車片之一端具有一第一轉動端，另一端則具有一第一摩擦面，而該第二剎車片之一端具有一第二轉動端，另一端則具有一第二摩擦面；該第一轉動端與該第二轉動端透過一旋轉桿結合在一起，使得該第一剎車片以該第一轉動端為中心旋轉，該第二剎車片以該第二轉動端為中心旋轉；該第一剎車片與該第二剎車片旋轉時，該第一摩擦面及該第二摩擦面係分別伸出該主容置管的開口，並接觸該第二伸縮管；以及一活動組，係容置於該主容置管內，並置於該剎車組的下方，包含一活動塊、上夾片、一彈簧以及下夾片；該彈簧係置於該上夾片與該下夾片之間，該活動塊係設置於該上夾片之一面；當該彈簧透過該上夾片推動該活動塊時，該活動塊係推擠該第一剎車片與該第二剎車片旋轉。

此外，本發明還包括複數個長螺絲，其中，二長螺絲係可穿越該封蓋，鎖固於該封蓋，並抵靠於其中該下夾片；如此，該上夾片與該下夾片之間的距離，係可經由該長螺絲鎖固於該封蓋的位置來調整；另外，還有一長螺絲係鎖固於該封蓋，並穿越該下夾片，可引導該下夾片在中心位置。

〔本發明〕

1‧‧‧加速度感測自動剎車機構

11‧‧‧固定元件

111‧‧‧開口

112‧‧‧封蓋

113‧‧‧抵靠件

121‧‧‧第一剎車片

1211‧‧‧第一轉動端

1212‧‧‧第一摩擦面

122‧‧‧第二剎車片

1221‧‧‧第一摩擦面

1222‧‧‧第二摩擦面

123‧‧‧旋轉桿

131‧‧‧活動塊

1311‧‧‧抵靠面

1312‧‧‧推動桿

1313‧‧‧扣環容置槽

132‧‧‧上夾片

133‧‧‧彈簧

134‧‧‧下夾片

141‧‧‧長螺絲

142‧‧‧短螺絲

2‧‧‧點滴架

21‧‧‧第一伸縮管

22‧‧‧第二伸縮管

23‧‧‧固定元件

C‧‧‧扣環

第1圖係示範習用點滴架的一種態樣；第2圖係本發明一種加速度感測自動剎車機構之分解圖；第3圖係本發明之自動剎車機構設置於點滴架內之態樣；第4A圖係本發明之第一剎車片之立體圖；第4B圖係本發明之第二剎車片之立體圖；第5圖係本發明第二剎車片之側視圖；第6圖係本發明第二剎車片之俯視圖；第7A圖係本發明活動塊之第一實施方式示意圖；第7B圖係本發明活動塊之第二實施方式示意圖；第8圖係本發明之短螺絲鎖固於封蓋之剖面示意圖；第9A圖係本發明自動剎車機構第一作動圖；第9B圖係本發明自動剎車機構第二作動圖。

為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種加速度感測自動剎車機構，以下將配合圖示，詳盡說明本發明之較佳實施例。

請參考第2圖以及第3圖，分別係本發明一種加速度感測自動剎車機構之分解圖，以及本發明之自動剎 車機構設置於點滴架內之態樣。如第2圖以及第3圖所示，本發明係一種加速度感測自動剎車機構1，可裝設在一點滴架2內，該點滴架2包括一第一伸縮管21以及一第二伸縮管22，該第一伸縮管21之管徑係小於該第二伸縮管22，並套設於該第二伸縮管22內；該加速度感測自動剎車機構1係包括：一主容置管11，係容置於該第二伸縮管22內，一端設置一抵靠件113，另一端則與一封蓋112連接；此外，該主容置管11之二側係分別形成一開口111；該抵靠件113係連接該第一伸縮管21之一端。

接續上述，並請同時參考第4A圖以及第4B圖，分別係本發明之第一剎車片之立體圖以及本發明之第二剎車片之立體圖。如第2圖至第4B圖所示，本發明還包括一剎車組，係容置於該主容置管11內，包含一第一剎車片121以及一第二剎車片122；該第一剎車片121之一端具有一第一轉動端1211，另一端則具有一第一摩擦面1212，而該第二剎車片122之一端具有一第二轉動端1221，另一端則具有一第二摩擦面1222；該第一轉動端1211與該第二轉動端1221透過一旋轉桿123結合在一起，使得該第一剎車片121以該第一轉動端1211為中心旋轉，該第二剎車片122以該第二轉動端1221為中心旋轉；該第一剎車片121與該第二剎車片122旋轉時，該第一摩擦面1212及該第二摩擦面1222係分別伸出該主容置 管11的開口111，並接觸該第二伸縮管22；以及一活動組，係容置於該主容置管11內，並置於該剎車組的下方，包含一活動塊131、上夾片132、一彈簧133以及下夾片134；該彈簧133係置於該上夾片132與該下夾片134之間，該活動塊131係設置於該上夾片132之一面；當該彈簧133透過該上夾片132推動該活動塊131時，該活動塊131係推擠該第一剎車片121與該第二剎車片122旋轉。

接續上述，該點滴架2還包括一固定元件23，該固定元件23係穿越該第二伸縮管22並抵靠該第一伸縮管21，而當該固定元件23未抵靠該第一伸縮管21時，該第一伸縮管21係可在該第二伸縮管22內移動。該固定元件23一般係使用螺紋方式旋鎖於該第二伸縮管22，並抵靠該第一伸縮管21；該固定元件23便是用於調整點滴架2的高度，如第3圖所示，當該固定元件23未抵靠該第一伸縮管21，該第一伸縮管21會往下掉，此時，本發明之自動剎車機構可提供摩擦力，產生剎車效果，阻止該第一伸縮管21往下掉。

接著便說明本發明煞車片的設計，以下舉例第二剎車片，請參考第5圖以及第6圖，分別係本發明第二剎車片之側視圖以及第二剎車片之俯視圖，並同時參考第3圖。如第3圖以及第5圖所示，當該第二剎車片122之第二摩擦面1222平貼於該第二伸縮管22內時，以該第二 轉動端1221為中心，該第二剎車片122的平面與水平面夾一第一角度ψ，而第二摩擦面1222具有一高度w，其中，該第二轉動端1221具有穿孔，以該第二轉動端1221為中心係以該穿孔的圓心為中心；如第6圖所示，一圓弧半徑R係自該第二轉動端1221為中心延伸至第二摩擦面1222，同樣地，該第二轉動端1221為中心係以該穿孔的圓心為中心；另外，以俯視角度來看，一第二夾角θ係指該第二摩擦面1222之中心至該第二摩擦面1222之一邊的夾角。

接續上述，該第一角度ψ、該高度w、該圓弧半徑R以及該第二夾角θ等參數已經被定義，接著，以下公式可以找到摩擦係數f與上述參數的關係：

經由公式可以定義摩擦係數f、該第一角度ψ、該高度w、該圓弧半徑R以及該第二夾角θ等參數的相對關係，因此，適當地調整該第一角度ψ、該高度w、該圓弧半徑R以及該第二夾角θ，即可控制摩擦係數f；值得注意的是，摩擦係數f可決定剎車效果，換句話說，適當地調整該第一角度ψ、該高度w、該圓弧半徑R以及該第二夾角θ，可以決定本發明剎車機構的剎車效果。摩擦係數可決定摩擦效果，藉由兩接觸面間的摩擦 係數，決定出剎車片的尺寸，而剎車片的幾何尺寸滿足上述方程式時即可產生剎車效果。

請再參考第3圖、第4A圖以及第4B圖，該第一剎車片121之第一摩擦面1212以及該第二剎車片122之第二摩擦面1222的弧度係與該第二伸縮管22內管壁的弧度相同，如此，能夠提供最佳的摩擦力。但實際上，經過一定時間的磨擦損耗，第一摩擦面1212及第二摩擦面1222的弧度會自然與第二伸縮管22內管壁的弧度相同，因此，第一摩擦面1212及第二摩擦面1222的弧度與第二伸縮管22內管壁的弧度相同並非本發明實施的必要條件。

請參考第7A圖以及第7B圖，分別係本發明活動塊之第一實施方式示意圖，以及本發明活動塊之第二實施方式示意圖。如第7A圖所示，本發明活動塊之第一實施方式具有一抵靠面1311以及一推動桿1312，該推動桿1312係相對於該抵靠面1311自該活動塊131之一面延伸，並穿越該上夾片132；此外，在第一實施方式中，該推動桿1312係形成有外螺紋，並以螺紋鎖固的方式鎖固於該上夾片132，同時，可依照需求調整該推動桿1312與該上夾片132的相對位置。

接續上述，請參考第7B圖，本發明活動塊之第二實施方式與第一實施方式不同在於該推動桿1312係 具有二扣環容置槽1313，可容置二扣環C，該推動桿1312穿越該上夾片132後，係以該二扣環C固定位置；使用扣環C比較能夠固定位置，但相較於第一實施方式，第二實施方式無法調整位置；使用時，可斟酌需求，選擇第一實施方式或是第二實施方式。

請再參考第3圖，本發明之自動剎車機構係還包括複數個長螺絲141，其中，二長螺絲141係可穿越該封蓋112，鎖固於該封蓋112，並抵靠於其中該下夾片134；如此，該上夾片132與該下夾片134之間的距離，係可經由該長螺絲141鎖固於該封蓋112的位置來調整；另外，還有一長螺絲141係鎖固於該封蓋112，並穿越該下夾片134，可引導該下夾片134在中心位置，此外，還可限制活動塊131以及上夾片之移動距離，以調整剎車距離和靈敏度的設計。使用時，依照需求調整，將控制該第一伸縮管21在5公分內停止下降，如此，可以降低意外發生所造成的傷害。

請參考第8圖，係本發明之短螺絲鎖固於封蓋之剖面示意圖，並請同時參考第2圖。一短螺絲142穿越該主容置管11的側面鎖固該封蓋112的側面，使得該封蓋112與該主容置管11固定在一起。

接續上述，除此之外，抵靠件113也可藉由短螺絲142與該第一伸縮管21連接；如第2圖和第3圖所 示，短螺絲142可以穿越該第一伸縮管21後再鎖入抵靠件113。

本發明係利用能量守恆原理，來達到剎車的功效。請參考第9A圖以及第9B圖，分別係本發明自動剎車機構第一作動圖以及本發明自動剎車機構第二作動圖。在第9A圖中，該固定元件23係已鬆脫，但該第一伸縮管21尚未落下，此時，該第一剎車片121以及該第二剎車片122尚未接觸該第二伸縮管22；之後，該第一伸縮管21開始落下，並由位能產生出動能，該彈簧133透過該上夾片132推動該活動塊131，使得該活動塊131係推擠該第一剎車片121與該第二剎車片122旋轉，該第一摩擦面1212及該第二摩擦面1222分別伸出該主容置管11的開口111，接觸該第二伸縮管22，並產生摩擦力；接著，摩擦力消除動能，該第一伸縮管21停止下降，達到剎車的功效。

由上述可知，本發明可以藉由控制摩擦係數來增加摩擦力，越高的摩擦力，剎車的功效越強。摩擦係數只與剎車片幾何形狀有關，只要能夠達成前述特定之幾何形狀即可產生剎車力量。此外，改變彈簧的彈性係數也會影響反應的時間，彈性係數越高的彈簧，會越早推動該活動塊131。調整彈簧彈性係數，與活動塊131以及上夾片132的質量之比值，可改變此剎車裝置所能感測之加速 度，換句話說，調整彈性係數與活動塊131以及上夾片132的質量之比值可以決定機構產生剎車的臨界加速度。由此可知，本發明可設計在許多不同的裝置，特別是應用重力感測加速度來產生剎車效果的裝置。使用時，可依照需求調整，控制該第一伸縮管21可在5公分內停止下降，如此，可以降低意外發生所造成的傷害。

經由上述詳細說明後，已清楚了解本發明的結構，並可得知，本發明之加速度感測自動剎車機構係至少具有下述優點：

(1)可直接安裝：本發明之加速度感測自動剎車機構可直接安裝在任一點滴架，不需額外設計點滴架來配合本發明，具有高度適用性。

(2)成本低廉、製造容易：本發明的元件構造不複雜，製造所需的成本低廉，組裝也很容易，但卻具有降落時無法預期的剎車功效，具有高度便利性。

上述之詳細說明係針對本發明可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

1‧‧‧加速度感測自動剎車機構

11‧‧‧固定元件

111‧‧‧開口

112‧‧‧封蓋

113‧‧‧抵靠件

121‧‧‧第一剎車片

122‧‧‧第二剎車片

123‧‧‧旋轉桿

131‧‧‧活動塊

132‧‧‧上夾片

133‧‧‧彈簧

134‧‧‧下夾片

141‧‧‧長螺絲

142‧‧‧短螺絲

Claims (8)

1. 一種加速度感測自動剎車機構，係裝設在一點滴架內，該點滴架包括一第一伸縮管以及一第二伸縮管，該第一伸縮管之管徑係小於該第二伸縮管，並套設於該第二伸縮管內；該加速度感測自動剎車機構係包括：一主容置管，係容置於該第二伸縮管內，一端設置一抵靠件，另一端則與一封蓋連接；此外，該主容置管之二側係分別形成一開口；該抵靠件係連接該第一伸縮管之一端；一剎車組，係容置於該主容置管內，包含一第一剎車片以及一第二剎車片；該第一剎車片之一端具有一第一轉動端，另一端則具有一第一摩擦面，而該第二剎車片之一端具有一第二轉動端，另一端則具有一第二摩擦面；該第一轉動端與該第二轉動端透過一旋轉桿結合在一起，使得該第一剎車片以該第一轉動端為中心旋轉，該第二剎車片以該第二轉動端為中心旋轉；該第一剎車片與該第二剎車片旋轉時，該第一摩擦面及該第二摩擦面係分別伸出該主容置管的開口，並接觸該第二伸縮管；以及一活動組，係容置於該主容置管內，並置於該剎車組的下方，包含一活動塊、上夾片、一彈簧以及下夾片；該彈 簧係置於該上夾片與該下夾片之間，該活動塊係設置於該上夾片之一面；當該彈簧透過該上夾片推動該活動塊時，該活動塊係推擠該第一剎車片與該第二剎車片旋轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述之一種加速度感測自動剎車機構，其中，該點滴架還包括一固定元件，該固定元件係穿越該第二伸縮管並抵靠該第一伸縮管，而當該固定元件未抵靠該第一伸縮管時，該第一伸縮管係可在該第二伸縮管內移動。
3. 如申請專利範圍第1項所述之一種加速度感測自動剎車機構，其中，該第一剎車片之第一摩擦面以及該第二剎車片之第二摩擦面的弧度係與該第二伸縮管內管壁的弧度相同。
4. 如申請專利範圍第1項所述之一種加速度感測自動剎車機構，其中，該活動塊具有一抵靠面以及一推動桿，該推動桿係相對於該抵靠面自該活動塊之一面延伸，並穿越該上夾片。
5. 如申請專利範圍第4項所述之一種加速度感測自動剎車機構，其中，該推動桿係形成有外螺紋，並以螺紋鎖固的方式鎖固於該上夾片。
6. 如申請專利範圍第4項所述之一種加速度感測自動剎車機構，其中，該推動桿係具有二扣環容置槽，可容置二扣環，該推動桿穿越該上夾片後，係以該二扣環固定位置。
7. 如申請專利範圍第1項所述之一種加速度感測自動剎車機構，其中，二長螺絲係可穿越該封蓋，鎖固於該封蓋，並抵靠於其中該下夾片；如此，該上夾片與該下夾片之間的距離，係可經由該長螺絲鎖固於該封蓋的位置來調整。
8. 如申請專利範圍第1項所述之一種加速度感測自動剎車機構，其中，一短螺絲穿越該主容置管的側面鎖固該封蓋的側面，使得該封蓋與該主容置管固定在一起。