专利名称：用于测定活塞推动器夹紧凸缘时的液体注射系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过液体注射装置将液体从液体注射器注射到主体中的液体注射系统，特别是涉及一种液体注射系统，用于通过液体注射装置分别夹持液体注射器的柱体和活塞并使两者相对移动的液体注射系统。
背景技术：
目前，用于捕捉作为主体荧光图像的断层图像的成像诊断设备包括CT(计算机X线断层摄影术)设备、MRI(磁共振显像)设备、和PET(正电子放射X线断层摄影术)设备。用于捕捉作为主体荧光图像的血管图像的介质设备包括CTA(CT血管造影)设备，MRA(MR血管造影)设备和超声图记录仪。
当用这样的成像诊断设备捕捉主体的断层图像时，有时要向该主体中注射如造影剂或盐溶液的液体。一种将液体自动注射到主体中的液体注射装置已经在实际中得到应用。这样的液体注射装置设有一个驱动马达和一个滑块机构，并采用了一个可拆卸安装的液体注射器。
下面结合附图1和2对一种现有技术中的液体注射装置进行说明。如图1所示，现有的液体注射装置20设有两个液体注射器10，每个都包括一个单独的柱体11和一个单独的活塞12。柱体11在其一个端面上开有一个孔13。
柱体11的该端面通过安装在该处的中空导管封闭，孔13与导管14的尖端相通。活塞12可滑动地插入在柱体11的孔13中。柱体11和活塞12分别在远离导管14的一端上设有柱体凸缘15和活塞凸缘16。
液体注射装置20设有一个用作柱体夹紧机构的注射头21和两个活塞致动机构22。注射头21设有两个在其中形成的凹槽23，用来分别固定两个液体注射器10的柱体11。两个活塞致动机构22分别位于两个凹槽23的后面，用以分别夹持液体注射器10的活塞12并使之滑动。
尤其是，如图2所示，每个活塞致动机构22都设有可前后滑动的滑杆25和活塞推动器26，该活塞推动器与滑杆25的前端一体形成以便向前推动活塞12。
每个活塞致动机构22都设有一对可开和关的啮合爪27，其分别设置在活塞推动器26的左和右侧上。通常，由诸如螺旋弹簧的各弹性机构使啮合爪27沿闭合方向弹性推动。啮合爪27具有楔型的末端，当从后部位置将活塞推动器26压在活塞12上时，该末端分别与活塞凸缘16的左和右前边缘接合。
由于现有的液体注射装置20能从各自的两个液体注射器10中将两种液体注射到主体中，例如，该液体注射装置能将造影剂注射到需要通过CT扫描仪捕捉荧光图像的主体中，然后，将诸如盐溶液注射到主体中。
现有的液体注射装置20在初始状态时，在其后部位置上设有活塞致动机构22。在将液体注射器10设置在各自凹槽23中之后，操作者作出一动作以便指示液体注射装置20开始向主体中注射液体。现在，每个活塞致动机构22的活塞推动器26将向前移动。
当活塞推动器26压在活塞12上时，已弹性处于闭合位置的啮合爪27受活塞凸缘16的作用并逐渐打开。由于活塞推动器26还在向前移动，所以啮合爪27分别与活塞凸缘16的各左和右前边缘接合，这样，使活塞12固定在活塞推动器26上。当活塞致动机构22继续按压活塞12时，液体会从液体注射器10注射到主体中。
如上所述，由于活塞推动器26的啮合爪27夹紧活塞凸缘16，当操作者如果需要，作出某个动作时，活塞推动器26能缩回以便将活塞12从柱体11中拉出来。
根据IEC(国际电工委员会)关于医疗电气设备的安全的条例，需要液体注射装置20的活塞推动器26能夹持住液体注射器10的活塞12。
上述类型的液体注射装置已经发明出来并应用在由本申请人提交的专利文件中(如下面的专利文件1，2)。
专利文件1未审查公开的日本专利申请No.2002-11096；专利文件2未审查公开的日本专利申请No.2002-102343。
通过上面的液体注射装置20，当活塞推动器26压在液体注射器10的活塞12上时，啮合爪27自动地夹紧活塞凸缘16。然而，操作者需要目视来确认是否啮合爪27已经夹紧活塞凸缘16。
如果操作者没有确认该夹紧接合，则活塞12可能由活塞推动器26推动而啮合爪27还没有夹紧活塞凸缘16。例如，如果液体注射器10没有安装在合适的位置上，则由于活塞12和活塞推动器26没有彼此精确地中心对准，啮合爪27的尖端面夹持在活塞凸缘16的后表面上，这样，啮合爪27就不能夹紧活塞凸缘16。
而且，当液体注射器10的活塞12由活塞推动器26推动时，啮合爪27将夹紧活塞凸缘16。因此，在液体注射器10没有从柱体11中排出液体时，啮合爪27难以夹紧活塞凸缘16。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种液体注射系统，其能将液体注射装置的活塞推动器的啮合爪夹紧液体注射器的凸缘的时候检测出。
本发明的液体注射系统设有一液体注射器和一液体注射装置。该液体注射器设有一柱体和一活塞。该柱体围绕其一端设有柱体凸缘，而该活塞围绕其一端设有活塞凸缘。该活塞可滑动地插入到柱体中。
该液体注射装置包括一柱体夹紧机构，一活塞推动器，一对啮合爪和一夹紧检测装置。柱体夹紧机构夹紧柱体，从而使该柱体具有与向前和向后有关的纵向方向。将活塞推动器沿向前和向后方向可滑动地支承，以便至少能向前推动活塞。
啮合爪沿侧向可开关地安装在活塞推动器上，从而分别与活塞凸缘的前端面的左和右边缘相接合。夹紧检测装置检测出啮合爪夹紧活塞凸缘之时，在检测出活塞的活塞凸缘被活塞推动器的啮合爪夹紧之后，液体注射装置使柱体凸缘和活塞凸缘彼此相对移动，从而将液体从液体注射器注射到主体中，或者将液体从储液箱抽吸到柱体中。
在液体注射系统中，液体注射装置通过啮合爪夹紧柱体并通过活塞推动器推压活塞，而且当啮合爪夹紧活塞凸缘时能被该液体注射装置检测出。因此，当啮合爪没有夹紧活塞凸缘时可避免将活塞推动器致动。
本发明涉及的各种装置都能设计成完成上述功能，而且可以通过专用的硬件来执行这些功能，通过数据处理装置根据计算机程序来执行各种功能，在数据处理装置中根据计算机程序获得的功能，及其组合。
本发明涉及的各种装置不需要各自独立的实体，而且可以布置成将多个装置构成单一的装置，某个装置可以是另一个装置的一部分，或者某个装置的一部分和另一个装置的一部分彼此叠置。
本文中使用的描述方向的术语，例如，向前、向后、左、右、垂直等，仅仅是为了能使这些方向的位置关系更加清楚，不应该理解成在本发明制造和使用时对于方向的限制。
结合附图，通过对本发明示意性实施例进行详细的描述将更清楚本发明的上述和其它目的、特征和优点。
图1是现有液体注射装置的透视图，示出将液体注射器设置在液体注射装置中的方式；图2是现有液体注射装置的液体注射器和活塞推动器的透视图；图3a和3b是本发明一个实施例中液体注射器和活塞推动器的局部透视图；图4a和4b为本发明实施例中将液体注射器安装在液体注射装置的注射头的方式透视图；图5是本发明实施例中液体注射装置的透视图；图6是作为成像诊断设备的CT扫描仪的透视图；图7是本发明实施例中液体注射装置的电路布置的方框图；图8是本发明实施例中液体注射装置的处理过程的流程图；图9是本发明第一种变型中活塞推动器的局部平面图；图10是第一种变型中作为夹紧检测装置的开关设备的内部结构的局部平面图；图11是本发明第二种变型中开关设备的内部结构的局部平面图；图12a和12b分别是本发明第三种和第四种变型中开关设备的内部结构的局部平面图；
图13是本发明第五种变型中活塞推动器的局部平面图；图14是本发明第六种变型中活塞推动器的局部平面图；图15是本发明第七种变型中活塞推动器的局部平面图；图16是本发明第八种变型中活塞推动器的局部平面图；图17是本发明第九种变型中活塞推动器的局部平面图；图18是本发明第十种变型中活塞推动器的局部平面图；图19是本发明第十一种变型中活塞推动器的局部平面图；图20是本发明第十二种变型中活塞推动器的局部平面图；图21是本发明第十三种变型中活塞推动器的局部平面图；图22是本发明第十四种变型中活塞推动器的局部平面图；以及图23是本发明第十五种变型中活塞推动器的局部平面图。
具体实施例方式
结合附图3a、3b至图8对本发明一个实施例中的液体注射装置进行说明。如图5所示，本发明的一个实施例的液体注射装置100包括一安装在支架102的上端部的主要部分103。主要部分103支撑着作为输入操作设备的操纵板104，以及作为数据显示设备液晶显示器105。
臂106垂直安装在主要部分103的侧壁上，并且将作为注射器夹紧机构的注射头110安装在臂106的上端部。如图4a和4b所示，注射头110在其上表面中设有一个凹槽112。液体注射器220的柱体201可滑动地夹持在凹槽112中。
液体注射器200包括柱体201和可滑动地插入在柱体201中的活塞202。柱体凸缘203是围绕在柱体201的一端而设置的，而活塞凸缘204是围绕在活塞202的一端而设置的。液体注射装置100和液体注射器200相连而组成液体注射系统。
将活塞致动机构120设置在注射头110的凹槽112的后部中，活塞致动机构120设有一个诸如超声波马达等的驱动马达121(参见图7)，以便通过螺纹机构等(未示出)往复地使滑杆122滑动。
如图7所示，该活塞致动机构120还设有向前行程端面传感器123和向后行程端面传感器124。向前行程端面传感器123能检测出滑杆122到达其行程的前端，而向后行程端面传感器124能检测出滑杆122到达其行程的后端。
如图3a和3b所示，活塞致动机构120设有与滑杆122的前端一体形成的活塞推动器126，以及一对可开和关的啮合爪127，该啮合爪分别安装在活塞推动器126的左侧和右侧上。啮合爪127设有楔型的末端，而且通常通过诸如螺旋弹簧的各自弹性机构沿闭合方向弹性地受压。
向前突出的导向装置128与活塞推动器126的底部一体形成。导向装置128设有一具有圆锥形的上表面，该表面从其前端向后端略微会聚。当导向装置128与活塞凸缘204的外圆周表面接合时，由于其比较靠近活塞推动器126的前端面，所以导向装置128将引导活塞凸缘204至一相对活塞推动器126而言适当的位置上。
活塞推动器126在其前端面上设有一个环形的凹槽129。用作夹紧检测装置的片状开关130(sheet switch)安装在凹槽129中。片状开关130包括薄板131，开关片132和橡胶盖133。四个微型开关135设置在开关片132上。
微型开关135通过印刷电路板(未示出)相互连接，并借助电缆136通过A/D(模拟/数字)变换器(未示出)连接到处理单元140(图7)上。
在本发明的液体注射装置100中，当啮合爪127夹紧活塞凸缘204时可被片状开关130检测出，此时，由于活塞202的后端面抵靠在活塞推动器126的前端面上，所以微型开关135可将其检测出。
因此，可将活塞凸缘204的形状，啮合爪127的形状，活塞推动器126的形状和片状开关130的行程调整成当啮合爪127夹紧活塞凸缘204时，使片状开关130由于活塞202抵靠在活塞推动器126上而将活塞202检测出。
活塞致动机构120在活塞推动器126和滑杆122之间的连接处设有测力传感器138，用来检测出在活塞推动器126压在活塞202情况下的压力。
如图7所示，液体注射装置100设有处理单元140，该处理单元140与操纵板104，液晶显示器105，驱动马达121，向前行程端面传感器123，向后行程端面传感器124和片状开关130等相连接。
处理单元140包括一个所谓的单片微型计算机，并设有以固件形式安装的一适合的计算机程序。处理单元140根据安装的计算机程序执行各种操作，以便控制与其相连的各种部件。
如图6所示，将液体注射装置100设置在用作成像诊断设备的CT扫描仪300附近。液体注射装置100将作为一种液体的造影剂注入到需要由CT扫描仪300成像的主体中。CT扫描仪300设有成像单元301和控制单元302，该控制单元302在线连接到液体注射装置100上。
如图6所示，为了使用液体注射装置100，操作者(没有示出)将该液体注射装置100设置在CT扫描仪300的附近，并通过一延长管(没有示出)将液体注射器200连接到位于成像单元301中的主体上。
然后，操作者将液体注射器200的柱体201放置在注射头110的凹槽112中，并在操纵板104上作出一输入动作以便指示液体注射装置100夹紧活塞202。当液体注射装置100处于初始状态时，活塞致动机构120的活塞推动器126位于向后行程的末端，而且在步骤S1中可由向后行程端面传感器检测出。当在步骤S2中液体注射装置100指示夹紧活塞202时，在步骤S3中，驱动马达121使活塞推动器126向前移动。
当活塞推动器126向前移动时，其从活塞202的后部压靠在活塞202上，使弹性闭合的啮合爪127在与活塞凸缘204压紧接触中逐渐打开。在活塞推动器126继续向前的移动情况下，啮合爪127分别与活塞凸缘204的相对边缘相接合，这样，活塞推动器126将夹紧活塞202。
当活塞推动器126从活塞202的后部压靠在活塞202上，即使活塞202没有恰好相对活塞推动器126而定位，导向装置128也能接合活塞凸缘204的外圆周表面，并促使活塞凸缘204位于适当的位置上，在该位置上，啮合爪127能夹紧活塞凸缘204。
当啮合爪127夹紧活塞凸缘204时，活塞202的后端面压靠在片状开关130上，在步骤S6中，片状开关130检测出与由活塞202引起的加压接触。然后，在步骤S7中，驱动马达121使活塞推动器126停止移动。现在，液体注射装置100保持在由活塞致动机构120的活塞推动器126的啮合爪127夹紧液体注射器200的活塞202的活塞凸缘204的状态。
如果片状开关130没有检测出由活塞202引起的加压接触，但在步骤S6和S4中，活塞推动器126已经移至向前行程端面时被向前行程端面传感器123检测出来，则意味着液体注射器200没有设置在注射头110的凹槽112中。
此时，在步骤S12中，注射头110在液晶显示器105上显示一向导信息，诸如“没有检测到注射器，确认注射器是否正常设置”，以便告知操作者液体注射器200没有在其位置设置。
如果在啮合爪127没有夹紧活塞凸缘204的情况下，活塞推动器126压紧活塞202，则在步骤S5中，通过测力传感器138检测出由活塞推动器126所施加的压力。在这种情况下，在步骤S11中，液体注射装置100取消对驱动马达121的激励，并在步骤S12中，在液晶显示器105上显示一向导信息，诸如“活塞没有夹紧，从头开始”，以便告知操作者活塞202没有被夹紧。
如果啮合爪127夹紧活塞凸缘204并且在步骤S6，S7中使活塞推动器126停止，则在步骤S8中，液体注射装置100在液晶显示器105上显示一向导信息，诸如“活塞夹紧完成，当按下××键时开始注射”，以便告知操作者活塞202的夹紧已经完成。
如果在步骤S9中，操作者在控制板104上作出一输入动作以指示液体注射装置100开始注射液体，则重新激励驱动马达121以便向前移动活塞推动器126，这样，在步骤S10中，与现有相同的方式执行向主体中注射液体的过程。
在注射过程中，向主体中注射液体的压力始终可从由测力传感器138检测出的压力计算出来。如果计算的注射压力不在一预定的容许范围内，则液体注射装置100取消对驱动马达121的激励并在液晶显示器105上显示出一错误向导信息。
当操作者在操纵板104上作出一输入动作以便执行液体吸入过程，同时将液体注射器200连接到外部的储液箱(没有示出)中时，液体注射装置100改变驱动马达121的方向以收回活塞推动器126，从而将液体从外部的储液箱抽吸到液体注射器200中。
根据本发明的液体注射装置100，当注射头110夹持住液体注射器200的柱体201而且活塞推动器126推动活塞202时，片状开关130检测出活塞凸缘204与啮合爪127之间的夹紧。因此，可避免活塞推动器126推压活塞202，同时啮合爪127没有夹紧活塞凸缘204。
尤其是，当活塞推动器126推压活塞202时，作用在活塞推动器126上的压力可由测力传感器138来监控。如果测力传感器138在片状开关130内有检测到由活塞凸缘204引起的加压接触的情况下却检测到一反常的压力，则液体注射装置100停止移动活塞推动器126。因此，在啮合爪127没有夹紧活塞凸缘204时，活塞推动器126可自动并可靠地避免推压活塞202。
当活塞202的后端面压在位于活塞推动器126的前端面上的片状开关130时可检测出活塞凸缘204和啮合爪127的夹紧。这样通过简单的结构就能很好地检测出活塞凸缘204和啮合爪127的夹紧。
使用这样的检测结构时，如果使活塞202的后端面恰好抵靠在活塞推动器126的前端面上，则会降低片状开关130的精确性。由于活塞推动器126的导向装置128可将活塞凸缘204引导到一适当的位置上以便可靠地与活塞推动器126相接触，所以本发明的液体注射装置100能将片状开关130的检测精度保持在一高水平上。
根据本发明的液体注射系统，将用于检测啮合爪127夹紧活塞凸缘204时的机构容纳在液体注射装置100本身中。因此，液体注射器200不需要采用一专门的设计来检测活塞凸缘204的夹紧，仍可以采用市售的产品形式。
本发明并不限于上述的实施例，在不偏离本发明的范围内可以进行各种改变和变型。例如，尽管根据上述实施例的液体注射装置100在注射头110中只设有一个液体注射器200，但本发明还适用于在注射头中能夹持住多个液体注射器200的液体注射装置(没有示出)。
在图示的实施例中，设置在活塞推动器126的前端面上的片状开关130根据一双态信号可检测出活塞推动器126是否推压活塞202。然而，活塞推动器126推压活塞202的压力可以以模拟的方式由片状传感器(没有示出)检测出。
在图示的实施例中，将专门用作夹紧检测装置的片状开关130设置在活塞推动器126的前端面上。然而，如图9所示，可将市售的开关设备402(switch device)或者传感器设备(没有示出)作为夹紧检测装置安装在活塞推动器401的前端面上。
如图10所示，开关设备402包括作为部件支承装置的开关盒403，位移检测部件404，作为部件偏置装置的螺旋弹簧405，以及一对作为缩回检测装置的电极终端406、407。活塞202的后端面靠在位移检测部件404上，该位移检测部件由开关盒404支承以便向前和向后运动，而且通常借助螺旋弹簧405而向前偏置。
电极终端406、407彼此面对但沿前后方向间隔开。位移检测部件404设有从其背面沿面向前置电极终端406而突出的臂408。当位移检测部件404缩回到一预定位置时，臂408推压电极终端406，使其与电极终端407接触，于是，使电极终端406、407短路。在开关设备204安装在活塞推动器401之上的液体注射装置(没有示出)中，活塞凸缘204与啮合爪127之间的夹紧能够被一个包含市售部件的简单结构检测出。
在示出的实施例中，导向装置128从活塞推动器126的底部向前突出，以便将活塞凸缘204引导至适当的位置上。然而，在活塞的后端面和活塞推动器的前端面上，可将一凸起和一凹进部设置成导向机构。
作为导向机构的这样的凸起/凹进部结构可与图10所示的开关设备402相结合。尤其是，如图11所示，在活塞211的后端面的中心形成凸起212，而且在活塞推动器411的前端面的中心形成凹进部412，并将开关设备402设置在该凹进部412中。
该凸起/凹进部结构能将活塞211相对活塞推动器411而引导至一适当的位置上，这样，通过作为导向机构的凸起/凹进部结构能可靠地操作该开关设备402。为了将活塞211相对活塞推动器411引导至一适当的位置上，每个凸起212和凹进部412最好都成圆锥形状。
如图12(a)所示，在活塞221的后端面的中心形成凹进部222，而且将开关设备402以凸起设置在活塞推动器421的前端面的中心上。可替换的是，如图12(b)所示，可将开关设备402安装在活塞推动器422的前端面的中心上，并将位移检测部件404设置成一凸起。
在图10作为夹紧检测装置示出的开关设备402中，用作缩回检测装置的电极终端406、407彼此间隔开，而且当缩回位移检测部件404时，使两个电极终端发生短路。可以以多种方式对图10所示的结构进行修改。
例如，图13所示的开关设备431具有一对用作缩回检测装置的电极终端432，433，该对电极终端安装在开关盒403上并弹性夹持在一短路位置上。当位移检测件404由于缩回，使其臂408在电极终端432，433之间加力时，该对电极终端432，433彼此间隔开。
图14所示的开关设备491具有一对用作缩回检测装置的电极终端493，494，该对电极终端安装在开关盒492的前端面板的背面上，而且导电位移检测部件495使电极终端493，494短路。当位移检测件495缩回时，其可从电极终端493，494上分离开。
图15所示的开关设备441具有安装在位移检测部件442的背面上的导电部件443，以及一对彼此间隔的水平或垂直设置的电极终端444，445。当位移检测件442缩回时，通过导电部件443使电极终端444，445彼此短路。
图16所示的开关设备451具有安装在位移检测部件452的背面上的反射板453，以及作为光波测距设备设置在开关盒403上的光学测距仪454。通过诸如可见光或者红外光的光波，光学测距仪454利用光学测量出直到反射板453为止的距离。
如果位移检测部件452的背面起到良好反射表面的作用时，可以省略反射板453。此外，光学测距仪454可以用作为光波测距设备设置的超声波测距仪来代替，而且，通过作为光波的超声波能量，可由超声波测距仪测量出直到位移检测部件452的距离。
图17所示的开关设备461具有发光元件462和测光元件463，其中，发光元件462用于以一预定角度发射一诸如激光束的准直光束，测光元件463用于检测出以一预定角度作用的光束，将发光元件462和测光元件463安装在开关盒403上。当位移检测件452缩回到一预定位置时，从发光元件462发出并由反射板453反射的一光束作用到测光元件463上。
图18所示的开关设备471具有彼此面对地安装在开关盒403上的发光元件472和测光元件473。当位移检测件404缩回时，从发光元件472发出并作用到测光元件473上的一光束被位移检测件404的臂408阻断。
图19所示的开关设备481具有安装在位移检测部件482的背面上的磁铁483，以及安装置在开关盒403上用于检测磁铁483的霍尔(Hall)设备484。在每个上述开关设备中，位于位移检测部件482上的部件和位于开关盒403上的部件可以变换位置，例如，可以将凸起208设置在开关盒403上，并且可以将电极终端406，407设置在位移检测部件404上。
由于位移检测部件缩回到一预定位置时都能被每个上述开关设备检测出，所以当按压下并非专门设计的现有液体注射器200的活塞202时也能被其检测出。可以将每个上述开关设备的内部结构加入到液体注射器200的活塞202和活塞推动器126中。
例如，图10所示的开关设备402的臂408可以设置在活塞202的后端面上，而且，可以将电极终端406、407设置在活塞推动器126的前端面上。图13所示的电极终端可设置在活塞推动器126的前端面上。
图15所示的导电部件443可以设置在活塞202的后端面上，而且，可以将电极终端444、445设置在活塞推动器126的前端面上。图16中所示的反射板453可以设置在活塞202的后端面上，可将光学测距仪454或者图17所示的发光元件462和测光元件463设置在活塞推动器126的前端面上。
可将图18中所示的臂408设置在活塞202的后端面上，将发光元件472和测光元件473设置在活塞推动器126的前端面上。将图19中的磁铁483设置在活塞202的后端面上，将霍尔设备484设置在活塞推动器126的前端面上。
如果露在活塞推动器126的前端上的电极终端444、445出现了问题，则如图11所示，可将电极终端444、445设置在活塞推动器126的凹入处412中。
在上述实施例中，作为夹紧检测装置的专用硬件的片状开关130可设置在活塞推动器126的前端上。然而，可通过软件的改变且不需要对现有的硬件进行改变就能使夹紧检测装置执行工作。
例如，如图20所示，液体注射装置100在活塞推动器126和滑杆122之间的连接处设有测力传感器138，以便检测出注射液体时的反常压力。由于在活塞推动器126向前运动过程中，测力传感器138检测出在啮合爪127抵靠并夹紧活塞凸缘204时压力改变，所以可能从压力改变中检测出啮合爪127是否夹紧活塞凸缘204。
为了使检测更加精确，最好存储压力改变的典型模式的数据，该压力改变发生在啮合爪127抵靠在活塞凸缘204之后直到啮合爪127夹紧活塞凸缘204时为止，最好根据存储的数据，对测力传感器138检测到的压力变化执行一模式识别处理，从而将啮合爪127夹紧活塞凸缘204的时候检测出。
可替换的是，由测力传感器138检测到的压力变化模式可以在液晶显示屏105上实时显示成一随时间变化的曲线，以便使操作者能目视地确认活塞凸缘204和啮合爪127之间的夹紧。
当将液体注射到主体中的时候，压力变化可以显示出来，从而使操作者能确认一反常压力的出现。专用于显示这样的压力变化的小尺寸的显示屏(没有示出)可以紧靠注射头110而设置，以便能更好地操作液体注射系统。
在图示的实施例中，为了检测到活塞凸缘204和啮合爪127之间的夹紧，当活塞22的后端面压在活塞推动器126的前端面上时，能被用作夹紧检测装置的片状开关130检测到。
然而，如图21所示，活塞推动器501可设有一对开关设备502，其作为夹紧检测装置而设置在相应的外侧面上。当啮合爪127从初始的闭合位置向相对侧面打开而后关闭时能被开关设备502检测到，这样，可检测到活塞凸缘204和啮合爪127之间的夹紧。
为了能使检测更精确，如果开关设备502仅能通过双态信号检测到啮合爪127的开和关，则最好能将代表啮合爪127从打开至关闭所经历一个时间段的数据进行存储，并且将该存储的数据与开关设备502的检测时间进行比较。
每个开关设备502可以具有与片状开关130或开关设备402相同的结构。例如，每个开关设备502可以用一模拟敏感设备(没有示出)来代替。
这样的模拟敏感设备能以模拟方式检测出啮合爪127的开和关操作。因此，可以存储代表啮合爪127的开和关运动方面改变模式的数据，而且，根据以存储的数据为基础的模式识别处理能可靠地识别啮合爪127的动作，这些动作包括啮合爪从初始关闭位置向相对侧面打开然后再关闭。
还可替换的是，如图22所示，开关设备511，每个都包括一些在一个带子上连续安装的片状的接触开关，可将该开关设备511用作夹紧检测装置而设置在活塞推动器126的两侧上，以便将啮合爪127的开和关都检测出。
开关设备511能检测出当它们沿纵向压在任何位置上之时。因此，当活塞推动器126沿开关设备511的纵向在不同位置上夹紧活塞202时都能被开关设备511检测出。图22示出的构造由于不需要将夹紧检测装置施加到作为可动机构的活塞推动器126上，所以比较简单且易于制造。可将诸如Tokyo Sensor CO.，LTD制造的“带式开关”(注册商标)用作开关设备511。
如图23所示，一对发光元件521可设置在各自的位置上，在该位置上，该发光元件能沿啮合爪127打开时将被阻断的光路发出光束。而且，还可将一对测光元件522设置在相应的位置上，在该位置上，测光元件能检测到从各发光元件521沿光路发出的、并且没有被啮合爪阻断的光束。发光元件521和测光元件522能有效地检测到啮合爪127的开和关。
图23所示的构造还能检测出当活塞推动器126沿纵向在不同位置上夹紧活塞202之时，而且由于不需要将夹紧检测装置施加到作为可动机构的活塞推动器126上，所以结构比较简单并易于制造。
上述的各种夹紧检测装置可以组合在一起，以便增加当啮合爪127夹紧活塞凸缘204时检测的精度。例如，压力变化可以通过测力传感器128进行检测，而且啮合爪127的开和关可通过开关设备502进行检测。如果测力传感器128和开关设备502的检测的时间控制彼此相匹配，则就可能更加精确地测定出啮合爪127夹紧活塞凸缘204之时。
尽管本发明的优选实施例已经通过特定的术语进行了描述，但是这样的描述仅是示例性的，而且可以理解到在不偏离下面权利要求书的精神和范围内可以进行各种改变和变型。
权利要求
1.一种液体注射系统，包括一液体注射器，其设有一柱体和一活塞，该柱体围绕其一端设有柱体凸缘，而该活塞围绕其一端设有活塞凸缘，该活塞可滑动地插入到柱体中；以及一液体注射装置，用于夹持并彼此相对地移动至少所述的柱体凸缘和活塞凸缘；所述的液体注射装置包括一柱体夹紧机构，一活塞推动器，一对啮合爪和一夹紧检测装置，其中，所述的柱体夹紧机构用于夹紧所述的柱体，这样使该柱体具有与向前和向后有关的纵向方向；将所述的活塞推动器沿向前和向后方向可滑动地支承，以便至少能向前推动活塞；所述的啮合爪沿侧向可开关地安装在所述活塞推动器上，从而分别与所述活塞凸缘的前端面的左和右边缘相接合；当所述的啮合爪夹紧活塞凸缘的时候可被所述的夹紧检测装置检测出。
2.根据权利要求1所述的液体注射系统，其特征在于，所述的夹紧检测装置包括用于检测当所述的活塞的后端面压在所述活塞推动器的前端面时的装置。
3.根据权利要求2所述的液体注射系统，其特征在于，所述的夹紧检测装置包括位移检测装置，其可由所述活塞的后端面推压；部件支撑装置，用于支撑所述的位移检测装置，以便使所述的位移检测装置能向前和向后移动；部件偏置装置，用于通常向前推压所述的位移检测装置；缩回检测装置，用于检测出所述的位移检测装置缩回到一预定位置之时。
4.根据权利要求3所述的液体注射系统，其特征在于，所述的活塞在其后端面的中心设有一凹进部，至少所述的夹紧检测装置的所述位移检测装置在所述的凹进部中是可接合的。
5.根据权利要求3所述的液体注射系统，其特征在于，所述的活塞在其后端面的中心设有一凸起，而所述的活塞推动器在其前端面的中心设有一凹进部，所述的凸起在所述的凹进部中是可接合的，所述的夹紧检测装置设置在所述的凹进部中。
6.根据权利要求2所述的液体注射系统，其特征在于，所述的夹紧检测装置包括光波测距设备，用于利用光波测量出直到所述活塞的后表面为止的距离，以及夹紧确定装置，用于将由所述光波测距设备测量到的距离落入在一预定范围内时检测出。
7.根据权利要求6所述的液体注射系统，其特征在于，所述的光波测距设备包括一超声波测距仪，用来通过超声波测量直到所述活塞的后端面的距离。
8.根据权利要求6所述的液体注射系统，其特征在于，所述的光波测距设备包括一光学测距仪，用来光学地测量直到所述活塞的后端面的距离。
9.根据权利要求2所述的液体注射系统，其特征在于，所述的活塞的后端面包括一反射表面，而且所述的夹紧检测装置包括一发光元件和测光元件，其中，所述的发光元件用于以一预定角度向所述的反射表面发射一光束，所述的测光元件用于在一预定位置上检测出由所述反射表面反射的一光束
10.根据权利要求2所述的液体注射系统，其特征在于，在所述的活塞的后端面上设有一臂，所述的夹紧检测装置包括一发光元件和测光元件，其中，所述的发光元件用于沿可被所述的臂阻断的光路发射一光束，所述的测光元件用于检测从所述的发光元件沿不被所述的臂阻断的光路发出的一光束。
11.根据权利要求2所述的液体注射系统，其特征在于，所述的活塞的后端面设有一安装在其上的磁铁，而且所述的夹紧检测装置包括用于检测所述磁铁的霍尔设备。
12.根据权利要求2所述的液体注射系统，其特征在于，所述的活塞的后端面具有一设置在其上的臂，所述的夹紧检测装置包括一对可弹性偏压成彼此短路的电极终端，而且当将臂推压在所述的电极终端之间时，所述的臂可使所述的电极终端彼此分离开。
13.根据权利要求2所述的液体注射系统，其特征在于，所述的活塞的后端面具有一安装在其上的导电部件，所述的夹紧检测装置包括一对彼此分离开的电极终端，所述的导电部件可将所述的电极终端彼此短路。
14.根据权利要求2所述的液体注射系统，其特征在于，所述的夹紧检测装置包括一测力传感器，其用于检测出在所述活塞的后端面压靠在所述活塞推动器的前端面情况下的压力；以及夹紧确定装置，其根据所述测力传感器检测出的压力改变，将所述啮合爪夹紧活塞凸缘之时检测出来。
15.根据权利要求1所述的液体注射系统，其特征在于，所述的夹紧检测装置包括用于检测出当所述啮合爪从初始闭合位置沿相对侧面打开然后闭合时的装置。
16.根据权利要求15所述的液体注射系统，其特征在于，所述的夹紧检测装置包括位于所述活塞推动器的外表面上的装置，用来检测出每个所述啮合爪的内表面压住所述活塞凸缘之时。
17.根据权利要求15所述的液体注射系统，其特征在于，所述的夹紧检测装置包括位于所述活塞推动器的外侧上的装置，用来检测出每个打开的所述啮合爪压住所述活塞凸缘之时。
18.根据权利要求17所述的液体注射系统，其特征在于，所述的夹紧检测装置包括在一个带子上连续安装的多个片状接触开关。
19.根据权利要求15所述的液体注射系统，其特征在于，所述的夹紧检测装置包括一对发光元件，用于沿由打开的所述啮合爪阻断的光路来发射相应的光束；以及一对测光元件，用于检测从所述的发光元件沿不被所述啮合爪阻断的光路发出的相应光束。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的液体注射系统，其特征在于，所述的活塞具有一后端面而且所述的活塞推动器具有一前端面，所述的后端面和所述的前端面具有相互可接合的凹进部和凸起。
21.根据权利要求1至19中任一项所述的液体注射系统，还包括一在与所述的啮合爪不同的位置上，从所述的活塞推动器向前突出的导向装置，该导向装置用于与所述活塞凸缘的外圆周表面相接合。
22.一种用于从一液体注射器注射液体的液体注射装置，该液体注射器设有一柱体和一活塞，该柱体围绕其一端设有柱体凸缘，而该活塞围绕其一端设有活塞凸缘，该活塞可滑动地插入到柱体中，所述的液体注射装置用于夹持并彼此相对地移动至少所述的柱体凸缘和活塞凸缘；所述的液体注射装置包括一柱体夹紧机构，用于夹紧所述的柱体，从而使该柱体具有与向前和向后有关的纵向方向；一活塞推动器，将其沿向前和向后方向可滑动地支承，从而至少能向前推动所述的活塞；一对啮合爪，其沿侧向可开关地安装在所述活塞推动器上，从而分别与所述活塞凸缘的前端面的左和右边缘相接合；以及一夹紧检测装置，当所述的啮合爪夹紧所述的活塞凸缘时可被该夹紧检测装置检测出。
23.根据权利要求22所述的液体注射装置，其特征在于，所述的夹紧检测装置包括用于检测当所述活塞的后端面压在所述活塞推动器的前端面时的装置。
24.根据权利要求22所述的液体注射装置，其特征在于，所述的夹紧检测装置包括用于检测当所述啮合爪从初始闭合位置沿相对侧面打开然后闭合时的装置。
25.一种在根据权利要求4所述的液体注射系统中使用的液体注射器，其特征在于，所述的活塞在其后端面的中心设有一凹进部。
26.一种在根据权利要求5，10或12所述的液体注射系统中使用的液体注射器，其特征在于，所述的活塞在其后端面的中心设有一凸起。
27.一种在根据权利要求20所述的液体注射系统中使用的液体注射器，其特征在于，所述的活塞具有一后端面，所述的后端面具有一凹进部和一凸起。
28.一种在根据权利要求9所述的液体注射系统中使用的液体注射器，其特征在于，所述活塞的后端面包括一反射表面。
29.一种在根据权利要求11所述的液体注射系统中使用的液体注射器，其特征在于，所述活塞的后端面设有一在其上安装的磁铁。
30.一种在根据权利要求13所述的液体注射系统中使用的液体注射器，其特征在于，所述活塞的后端面设有一在其上安装的导电部件。
全文摘要
本发明涉及一种液体注射装置，其在活塞推动器的前端面上设有一夹紧检测装置，用于检测活塞推动器压住活塞的时候，从而将位于活塞推动器上的一对啮合爪夹紧位于活塞上的活塞凸缘之时检测出来。当啮合爪没有夹紧活塞凸缘时，可避免致动活塞推动器。
文档编号A61M5/315GK1519038SQ20031011840
公开日2004年8月11日 申请日期2003年12月9日 优先权日2003年2月4日
发明者榊原正博, 金高利雄, 田中正文, 原正博, 文, 雄 申请人:株式会社根本杏林堂