专利名称：靶控注射泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动注射装置，特别是一种根据TCI技术研制的靶控注射泵。
本实用新型的技术方案是一种靶控注射泵，包括机壳和注射器。机壳外设有显示屏、旋钮、电源指示灯、以及开始键、停止键、快速键、关机键、切换键、开机键和静音键；机壳内设有机架、机械动力和检测装置等。机械动力包括设在机架内的步进电机、减速装置、丝杆与开合螺母，和设在机架外的齿轮、长导向套筒、短导向套筒、捏手和针管推座。检测装置设在机架上。步进电机输出扭矩，经减速装置进行减速，再通过齿轮传动到丝杆，丝杆采用锯齿形螺纹，丝杆与开合螺母配合；长导向套筒外套短导向套筒，其一端与导向滑块和开合螺母连接、另一端与脱开丝杆捏手和针管推座连接。在针管推座上、注射器后端设有微动开关；注射器管上设有压把，压把通过拉杆与检测滑块连接。机壳内还设有检测注射器装置。
本实用新型的效果靶控注射泵综合运用基础药理学、临床医学、计算机仿真技术和精密机械制造工艺，在临床上，它除了普通注射泵所具有恒速注射的功能外，更重要的是可以实现血药浓度、效应部位浓度靶控输注。此装置常用于麻醉剂注入、静脉输液、癌症病人的药物化疗等，适用于麻醉科、ICU室、肿瘤科等相关科室。本发明产品实现了血药浓度靶控、效应部位浓度靶控、注射器安装到位检测、更大的速度范围、与PC机实现数据交换和汉化液晶显示功能。
(1)实现血药浓度靶控通过计算机上是上实时模拟药物的体内过程并计算血药浓度药物下降的速度，根据此速度计算维持血药浓度稳定的补药量，然后驱动步进电机实施此补偿药量；(2)实现效应部位浓度靶控通过计算机上实时模拟药物的体内过程并计算效应部位浓度药物下降的速度；根据此速度计算维持效应部位浓度稳定的补偿药量；(3)注射器安装到位检测在注射体推杆上增加一个微动开关，注射器未安装时微动开关处于未接通状态，注射器安装后尾端压下微动开关使之接通，单片机通过对此微动开关的检测判断注射器是否安装到位；(4)更大的速度范围普通注射泵速度范围一般只有0～99.9ml/h，本发明通过步进电机驱动电路的特殊设计使步进电机的一步细分为8步，并增加每个脉冲初期的电流，降低每个脉冲后期的电流的方法增加了步进电机效率；(5)与PC机实现数据交换本机实现了内置单片机与PC及数据交换的功能。方法是通过串行通讯电平转换电路，将单片机的信号电平转换，使之与PC机信号电平兼容。通过单片机软件中相应模块和PC机上的应用软件，可以实现整个用药过程中的数据输出和事件调阅；(6)汉化液晶显示功能本发明显示屏采用了图象液晶显示模块，通过图象液晶显示模块以直接挂总线的方式实现了单片机对液晶显示模块的快速操作，另外在单片机程序储存区建立了汉字显示字模，需要显示汉字时，以画图的方式将汉字字模显示在液晶模块上，从而实现了全界面的汉化显示。
图2为本实用新型的主要结构示意图。
图3为本实用新型的部分结构示意图。
图4为本实用新型的脱开丝杆捏手结构示意图图5为本实用新型的和针管推座结构示意图图6为本实用新型的丝杆结构示意图。
图7为本实用新型的整机机构框图。
图8为本实用新型的控制系统结构示意图。
图9为本实用新型的电路结构示意图。
图中1.脱开丝杆捏手、2.螺母、3.针管推座、4.长导向套筒、5.短导向套筒、6.注射器、7.螺母、8.导向滑块、9.步进电机、10.检测装置、11.减速装置、12.机架、13.丝杆、14.开合螺母、15.齿轮、16.微动开关、17.压把、18.拉杆、19.检测滑块、20.检测装置。
如图2所示，机壳内设有机架12、机械动力和检测装置10等。机械动力包括设在机架12内的步进电机9、减速装置11、丝杆13与开合螺母14，和设在机架外的齿轮15、长导向套筒4、短导向套筒5、捏手1和针管推座3。步进电机9输出扭矩，经减速装置11进行减速，再通过齿轮15传动到丝杆13，丝杆13开合螺母14配合。丝杆结构如图6所示，丝杆采用锯齿形螺纹，不但保证了传动中的稳定性和精度，而且使开合螺母与丝杆脱开、齿合更顺利，避免了矩形螺纹在开合螺母脱开丝杆困难及开合螺母与丝杆不能准确齿合，影响注射精度的情况。长导向套筒4外套短导向套筒5，其一端与导向滑块8和开合螺母7连接、并通过螺母7固定，方便拆卸，同时使长导向套筒与短导向套筒之间更加紧固，不会松脱，避免了使用卡圈紧固带来的不因素；另一端与脱开丝杆捏手1和针管推座3连接、并通过螺母2固定、方便拆卸。当丝杆旋转时，开合螺母带动长导向套筒及脱开丝杆捏手，沿轴向运动，脱开丝杆捏手推动针管推座及注射器一起运动。在机架12上装有检测装置10，当注射器6推空时，检测装置10发出信号到并口扩展模块，步进电机停止工作。
如图3所示，在针管推座3上、注射器6后端设有微动开关16，当注射器正确安装后，微动开关被顶住，信号通过电线传送到并口扩展模块上，检测正常，步进电机正常工作，检测异常，步进电机停止工作并报警；注射器6管上设有压把17，压把17通过拉杆18与检测滑块19连接，机壳内还设有检测注射器装置20。提起压把后正确放置注射器，放下压把，即可把注射器压紧，放置不同规格的注射器，与压把相连的检测滑块有不同的位置，通过检测装置发出信号输入并口扩展模块即可识别出注射器规格。
如图4、5所示，脱开丝杆捏手和针管推座分别连接长导向套管和短导向套管，使它们形成分体结构，装卸很方便。
如图7所示，串口模块、单片机系统、并口扩展模块和步进电机驱动模块依次连接，注射器安装到位检测与并口扩展模块连接。系统软件支持下的单片机系统接收来自串口模块的信号后，再通过并口扩展模块，并口扩展模块接受来自注射器安装到位检测的信号指示后，进入步进电机驱动模块，驱动步进电机，步进电机通过减速装置输出给丝杆与开合螺母，再作用到注射器推座。
如图8所示，由单片机控制的数字信号，经过功率放大器驱动步进电机，显示器显示过程信息和操作提示，程序存储器存储控制程序，键盘用来设定各种参数。W77E58单片机作为控制中心，系统时钟频率为12MHz，扩展的外部数据存储器使用62256，容量为32K，片选信号由74HC139译码器译出，系统使用一片8255扩展了并行I/O接口；8522的A门输出步进电机控制脉冲，B口和C口做备用。
如图9所示，在原有的控制电路图上，增设了关机数据保存，串口数据输入、输出，脉冲编码器取代数字键盘，软开关取代硬开关，注射器安装到位检测，键盘功能按扭输入，马达细分，以及液晶显示汉化。
关机数据保存通过M24C64集成模块实现的，关机后保证设置的数据不丢失；串口数据输入、输出是通过MAX232实现的，可两机并联工作，也可与PC相连，进行数据交换；脉冲编码器取代数字键盘是通过JP13实现的，减少了并口扩展模块的口线使用，提高了数据输入速度，简化了输入步骤；软开关取代硬开关通过Q3、Q8和D11实现的，由机械有触点开关改为电子无触点开关，提高设备可靠性；注射器安装到位检测是通过J13实现的。利用微动开关检测注射器安装是否到位；键盘功能按扭输入是通过两个J11、U22和Q7实现的，增加了切换、预冲，静音功能按扭，使操作更加直观明了；马达细分是通过M1、M2实现的，降低了整机噪声，增加注射精度，提高输出功率；液晶显示汉化是通过J2实现的，更加适合中国人使用。
权利要求1.一种靶控注射泵，包括机壳和注射器，包括机壳和注射器，机壳内设有机架、机械动力和检测装置等，机械动力包括设在机架内的步进电机、减速装置、丝杆与开合螺母、和设在机架外的齿轮和针管推座等，检测装置设在机架上，步进电机输出扭矩，经减速装置进行减速，再通过齿轮传动到丝杆，丝杆与开合螺母配合，其特征在于针管推座上、注射器后端设有微动开关。
2.如权利要求1所述的注射泵，其特征在于注射器管上设有压把，压把通过拉杆与检测滑块连接。
3.如权利要求1所述的注射泵，其特征在于机壳内还设有注射器安装到位检测装置。
4.如权利要求1或2所述的注射泵，其特征在于机壳外设有显示屏。
5.如权利要求1所述的注射泵，其特征在于长导向套筒外套短导向套筒，其一端与导向滑块和开合螺母连接、另一端与脱开丝杆捏手和针管推座连接。
6.如权利要求1所述的注射泵，其特征在于丝杆采用锯齿形螺纹。
7.如权利要求1所述的注射泵，包括单片机控制的数字信号，经过功率放大器驱动步进电机，显示器显示过程信息和操作提示，程序存储器存储控制程序，键盘用来设定各种参数，其特征在于通过M1、M2实现的马达细分。
8.如权利要求7所述的注射泵，其特征在于增设了由MAX232实现的串口数据输入、输出。
9.如权利要求7所述的注射泵，其特征在于增设了由JP13实现的脉冲编码器；通过两个J11、U22和Q7实现的键盘功能按扭输入。
10.如权利要求7所述的注射泵，其特征在于注射器安装到位检测是通过J13实现的。
专利摘要本实用新型提供一种靶控注射泵，包括机壳和注射器，机壳外设有显示屏、旋钮、以及切换键和静音键等；步进电机经减速装置减速，再传动到锯齿形螺纹丝杆与开合螺母；长导向套筒外套短导向套筒，其一端与导向滑块和开合螺母连接、另一端与脱开丝杆捏手和针管推座连接。在针管推座上、注射器后端设有微动开关；注射器管上设有压把，压把通过拉杆与检测滑块连接。机壳内还设有注射器安装到位检测装置。本产品实现了血药浓度靶控、效应部位浓度靶控、注射器安装到位检测、更大的速度范围、与PC机实现数据交换和汉化液晶显示功能。常用于麻醉剂注入、静脉输液、癌症病人的药物化疗等。
文档编号A61M5/20GK2566870SQ0225349
公开日2003年8月20日 申请日期2002年9月5日 优先权日2002年9月5日
发明者吴琦 申请人:北京思路高高科技发展有限公司