专利名称：一种营养泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种营养泵。
背景技术：
营养泵是一种通过控制计算机系统控制电机运转，由电机驱动滚轮循环压缩输液管而将液体输入患者肠内的设备。一种典型的营养泵包括步进电机、泵轮、滚柱、销轴、硅胶管、输液袋、滴管和输液管等；工作过程中，步进电机驱动泵轮间断式旋转，泵轮上的滚柱随之转动并挤压套在滚柱外侧的硅胶管中的液体，硅胶管中挤压出的液体通过输液管输进肠导管并进入患者肠内；其中硅胶管中的液体是在大气的作用下，输液该中的液体经过滴管步进式充入硅胶管内的。营养泵在输注过程中的运动方向是由其电机的运转方向确定的，目前多通过计算机控制系统控制电机的运转方向 ，理想状态下，营养泵的运行方向即电机的运动方向是按照程序设定的，而在实际使用中如果系统发生故障(比如短路、断路、接线错误等)，会导致电机失步甚至反转，如果反转则可能导致反抽，这是十分危险的情况。现有的营养泵无法对执行的结果进行监控，也就无法及时发现营养液注入过程发生的异常情况，无法保证患者的安全。因此，如何对营养泵的执行结果进行监控，从而及时发现营养液输注过程中发生的异常情况，保证患者的安全，就成为本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种营养泵，其执行结果能够被监控，从而能够及时发现营养液输注过程中发生的异常情况，保证了患者的安全。本发明提供了一种营养泵，包括泵轮、与所述泵轮传动连接的滚柱和驱动所述滚柱转动的步进电机，还包括控制系统，所述控制系统包括至少三个第一感应元件、一个与所述第一感应元件相适配的第二感应元件和控制元件；各所述第一感应元件沿周向安装于所述步进电机的输出轴，且每相邻两所述第一感应元件在所述输出轴周向上的距离各不相同；所述第二感应元件安装于所述步进电机的固定部，且当所述第二感应元件达到任一所述第一感应元件的作用范围时，所述第二感应元件向所述控制元件发出与所述距离相关的脉冲信号；所述控制元件接收所述脉冲信号，并将多个连续脉冲信号形成的数列与预定数列相比较，当实际脉冲形成的数列与所述预定数列不相匹配时，所述控制元件控制所述步进电机停机。优选地，所述步进电机的输出轴上安装有周向延伸的遮光板，所述第一感应元件为开设在遮光板上的透光孔，所述第二感应元件为安装在所述步进电机的固定部的光耦组件。优选地，所述透光孔的数目有三个，且相邻所述透光孔轴线延长线的夹角依次为60。 ,120° 和 180。。优选地，所述光耦组件通过基座安装于所述步进电机的壳体上。优选地，所述第一感应元件为磁钢，所述第二感应元件为霍尔传感器。优选地，所述磁钢的数目有三个，且相邻所述磁钢的夹角依次为60°、120°和180。。本发明所提供的营养泵包括泵轮、与所述泵轮传动连接的滚柱和驱动所述滚柱转动的步进电机，还包括控制系统，所述控制系统包括至少三个第一感应元件、一个与所述第一感应元件相适配的第二感应元件和控制元件；各所述第一感应元件沿周向安装于所述步进电机的输出轴，且每相邻两所述第一感应元件在所述输出轴周向上的距离各不相同；所述第二感应元件安装于所述步进电机的固定部，且当所述第二感应元件达到任一所述第一感应元件的作用范围时，所述第二感应元件向所述控制元件发出与所述距离相关的脉冲信号；控制元件接收脉冲信号，并将多个连续脉冲信号形成的数列与预定数列相比较，当实际脉冲形成的数列与预定数列相匹配时，控制元件判断步进电机处于正常工作状态；当实际脉冲形成的数列与预定数列不相匹配时，控制元件判断步进电机处于异常工作状态，并控制步进电机停机。在营养泵工作过程中， 第二感应元件与步进电机的固定部连接，其始终固定不动，而第一感应元件与输出轴同步转动，则在输出轴的转动过程中，第二感应元件依次进入各第一感应元件的作用范围，从而在不同的位置发出不同的脉冲信号，由于该脉冲信号是与各第一感应元件的周向距离有关的，第二感应元件经过各第一感应元件的顺序即能够通过脉冲的不同表现出来，第二感应元件通过不同的第一感应元件产生的不同的脉冲形成一个数列，当实际脉冲形成的数列与控制元件内储存的预定数列相匹配时，则表示第二感应元件是按照既定的顺序依次通过各第一感应元件的，也就意味着输出轴是按着既定的参数转动的；反之，当实际脉冲形成的数列与控制元件储存的预定数列不相匹配时，则表示第二感应元件不是按照既定的顺序依次通过各第一感应元件的，也就意味着输出轴的转动出现了异常。这样，通过监测步进电机的转动情况来实时监控营养泵的执行结果，从而能够及时发现营养液输注过程中发生的异常情况，从而保证患者了安全。在一种具体实施方式
中，本发明所提供的营养泵，其步进电机的输出轴上安装有周向延伸的遮光板，第一感应元件为开设在遮光板上的透光孔，第二感应元件为安装在步进电机的固定部的光耦组件；当输出轴转动到透光孔与光耦相对的位置时，光耦即向控制元件发出脉冲信号，从而通过光感元件的作用实现营养泵工作状态的监控，结构较为简单，且成本较低。在另一种具体实施方式
中，本发明所提供的营养泵，其第一感应元件为磁钢，第二感应元件为霍尔传感器；当输出轴转动到磁钢进入霍尔传感器的检测范围时，霍尔传感器检测到磁钢的存在，并将相应的脉冲信号发送至控制元件，从而通过磁感元件的作用实现营养泵工作状态的监控，磁感元件较为灵敏，从而提高了检测精度。
图1为本发明所提供的营养泵一种具体实施方式
的主视图；图2为图1所示营养泵的侧视图。其中:1_步进电机，2~遮光板，3~透光孔，4~光稱组件，5~基座
具体实施例方式本发明的核心是提供一种营养泵，其执行结果能够被监控，从而能够及时发现营养液输注过程中发生的异常情况，保证了患者的安全。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。本发明所提供的营养包括步进电机、泵轮、滚柱、销轴、硅胶管、输液袋、滴管和输液管等；工作过程中，步进电机驱动泵轮间断式旋转，泵轮上的滚柱随之转动并挤压套在滚柱外侧的硅胶管中的液体，硅胶管中挤压出的液体通过输液管输进肠导管并进入患者肠内；其中硅胶管中的液体是在大气的作用下，输液该中的液体经过滴管步进式充入硅胶管内的。该营养泵还包括控制系统，该控制系统包括至少三个第一感应元件、一个与第一感应元件相适配的第二感应元件和控制元件；其中，各第一感应元件沿周向安装于步进电机I的输出轴，并随输出轴同步转动，且每相邻两第一感应元件在输出轴周向上的距离各不相同，第二感应元件安装于步进电机I的固定部，且当第二感应元件达到任一第一感应元件的作用范围时，第二感应元件向控制元件发出与上述距离相关的脉冲信号；控制元件接收脉冲信号，并将多个连续脉冲信号形成的数列与预定数列相比较，当实际脉冲形成的数列与预定数列相匹配时，控制元件判断步进电机I处于正常工作状态，即按预定的转动方向转动；当实际脉冲形成的数列与预定数列不相匹配时，控制元件判断步进电机I处于异常工作状态，即发生反转或者失步，并控制步进电机停机，以避免发生危险。上述第一感应元件和第二感应元件相适配是指，两组感应元件应该能发生作用，即，若第一感应元件为光感元件，则第二感应元件也应该是光感元件，而若第一感应元件为磁感元件，则第二感应元件也应该是磁感元件，以此类推。 需要指出的是，脉冲信号与周向距离相关是指，周向距离变化时，脉冲信号随之有规律的变化，例如脉冲信号与周向距离成正比例关系或者反比例关系，或者成增加预定数值或减少预定数值的关系；例如，当脉冲信号与周向距离成正比例关系时，周向距离倍数增力口，脉冲以同样的倍数增加，具体地，单位周向距离对应的脉冲信号为1，则两倍周向距离对应的脉冲信号为2，三倍周向距离对应的脉冲信号为3 ;其他规律以此类推不再赘述。同时，当第一感应元件的周向距离各不相同时，则以各第一感应元件的延长线交点为顶点的夹角也必然不同，因此，距离各不相同也可以理解为上述夹角的各不相同，同样的，与距离相关的脉冲信号经过适当的换算也可以得到脉冲信号与夹角的关系，则该脉冲信号也是与夹角相关的。实际脉冲形成的数列与预定数列相匹配是指数列相同或者成预定比例，例如，预定数列为1，2，3, 1,2, 3,,实际形成的脉冲数列也是1，2，3, 1,2, 3,,时为两数列相同；两数列也可以设定为成预定比例时为步进电机I正常工作状况。另外，需要指出的是，文中所述“第一、第二”是为了区分相同名称的不同零部件，仅为了描述方便，不表示某种顺序，更不应理解为任何限定。在营养泵工作过程中，第二感应元件与步进电机I的固定部连接，其始终固定不动，而第一感应元件与输出轴同步转动，则在输出轴的转动过程中，第二感应元件依次进入各第一感应元件的作用范围，从而在不同的位置发出不同的脉冲信号，由于该脉冲信号是与各第一感应元件的夹角有关的，第二感应元件经过各第一感应元件的顺序即能够通过脉冲的不同表现出来，第二感应元件通过不同的第一感应元件产生的不同的脉冲形成一个数列，当实际脉冲形成的数列与控制元件内储存的预定数列相匹配时，则表示第二感应元件是按照既定的顺序依次通过各第一感应元件的，也就意味着输出轴是按着既定的参数转动的；反之，当实际脉冲形成的数列与控制元件储存的预定数列不相匹配时，则表示第二感应元件不是按照既定的顺序依次通过各第一感应元件的，也就意味着输出轴的转动出现了异常。
这样，通过监测步进电机I的转动情况来实时监控营养泵的执行结果，从而能够及时发现营养液输注过程中发生的异常情况，保证了患者的安全。请参考图1和图2图1为本发明所提供的营养泵一种具体实施方式
的主视图；图2为图1所不营养泵的侧视图。在一种具体实施方式
中，本发明所提供的营养泵，其步进电机I的输出轴上安装有周向延伸的遮光板2，第一感应元件为开设在遮光板2上的透光孔3，第二感应元件为安装在步进电机I的固定部的光耦组件4 ;当输出轴转动到透光孔3与光耦相对的位置时，光耦即向控制元件发出脉冲信号，从而通过光感元件的作用实现营养泵工作状态的监控，结构较为简单，且成本较低。上述遮光板2可以为圆筒形结构，也可以为方形结构等。上述透光孔3的数目有三个，每相邻两透光孔3在输出轴周向上的距离各不相同。具体地，第一透光孔与第二透光孔在输出轴周向上具有第一距离，第二透光孔与第三透光孔在输出轴周向上具有第二距离，第三透光孔与第一透光孔在周向上具有第三距离，则第一距离、第二距离和第三距离各不相同。三个透光孔为能够实现发明目的而设置的最少数目，从而在实现监测目的的同时简化结构，降低制造难度。透光孔3的数目也不局限于三个，可以为四个、五个甚至更多个，只要每相邻两透光孔3在周向上的距离各不相同即可，并且从理论上来讲，透光孔3的数目设置的越多，监测的精度越高，同时控制系统也越复杂，在实际生产过程中，可以综合考虑生产成本和精度要求等综合因素，合理设置透光孔3的数目。以三个透光孔3为例，相邻透光孔3以各透光孔3的交点为顶点的夹角(即其轴线延长线的夹角)可以依次为60°、120°和180°，此时，反应在输出轴周向上的距离比例为1:2:3，从而与之相关的脉冲信号可以设置为1，2，3，使得连续脉冲信号为整数数列，比例分配较为简单。夹角也不局限于上述具体角度，只要三个夹角各不相同即可，例如可以依次为50°、130°和180°或者55°、135°和170°，甚至可以为各不相同的各种度数的组合。以三个透光孔3的情况为例，当有光通过时的信号记为1，无光通过时的信号记为0，并将此信息传输到控制系统进行处理，当步进电机I轴转动时，则信号为I的脉冲数被分为3段，运行通过两个透光孔3所发出脉冲数与这两个透光孔3的周向距离(或者夹角)成正比，步进电机I运行时所发出的脉冲数的比值规律可能为两种:当脉冲数比值为...，1，2，3，1，2，3，1，2，3，.. ，则步进电机I的运转方向记为正转；当脉冲数比值为...,3,2,1,3,2，1，3，2，1，3，2，1，...，则步进电机I的运转方向记为反转；以此即可确定监测步进电机I的运转方向是否与实际相符。同时根据系统检测的数据，即可计算出监测统计的脉冲数与实际是否相符，比如统计脉冲数比值为2的次数即可计算出步进电机I的运转圈数，由步进电机I运转圈数即可计算出步进电机I实际的运转脉冲数，将此数据与控制系统发出的脉冲数进行比对并判断是否在允许的公差范围内。上述光耦组件4包括光耦和PCB板，该光耦组件4可以通过基座5安装于步进电机I的壳体上，具体地，在步进电机I的壳体上开设两个安装孔，通过安装孔将基座5螺栓固定于步进电机1，并将装有光耦的PCB板固定于基座5，以简化安装过程，并提高安装可靠性；光耦组件4也可以通过PCB板直接固定于步进电机I上。除了上述光传感的方式，本发明所提供的营养泵还可以通过磁感应的方式实现步进电机I转动情况的监测。在另一种具体实施方式
中，本发明所提供的营养泵，其第一感应兀件为磁钢，第二感应元件为霍尔传感器；当输出轴转动到磁钢进入霍尔传感器的检测范围时，霍尔传感器检测到磁钢的存在，并将相应的脉冲信号发送至控制元件，从而通过磁感元件的作用实现营养泵工作状态的监控，磁感元件较为灵敏，从而提高了检测精度。上述磁钢的数目可以为三个，每相邻两磁钢在输出轴周向上的距离各不相同。具体地，第一磁钢与第二磁钢在输出轴周向上具有第一距离，第二磁钢与第三磁钢在输出轴周向上具有第二距离，第三磁钢与第一磁钢在周向上具有第三距离，则第一距离、第二距离和第三距离各不相同。三个磁钢为能够实现发明目的而设置的最少数目，从而在实现监测目的的同时简化结构，降低制造难度。磁钢的数目也不局限于三个，可以为四个、五个甚至更多个，只要每相邻两磁钢在周向上的距离各不相同即可，并且从理论上来讲，磁钢的数目设置的越多，监测的精度越高，同时控制系统也越复杂，在实际生产过程中，可以综合考虑生产成本和精度要求等综合因素，合理设置磁钢的数目。以三个磁钢为例，相邻磁钢以各磁钢的交点为顶点的夹角可以依次为60°、120°和180°，以便更简单地分配周角。夹角也不局限于上述具体角度，只要三个夹角各不相同即可，例如可以依次为50°、130。和180。或者55°、135。和170。，甚至可以为各不相同的各种度数的组合。上述霍尔传感器可以通过基座安装于所述步进电机I的壳体上，以提高安装性能。该具体实施方式
中所涉及的磁感应的监测方式与上述光感应的检测方式的监测原理相似，在此不再赘述。以上对本发明所提供的一种营养泵进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出 ，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种营养泵，包括泵轮、与所述泵轮传动连接的滚柱和驱动所述滚柱转动的步进电机，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括至少三个第一感应元件、一个与所述第一感应元件相适配的第二感应元件和控制元件； 各所述第一感应元件沿周向安装于所述步进电机(I)的输出轴，且每相邻两所述第一感应元件在所述输出轴周向上的距离各不相同； 所述第二感应元件安装于所述步进电机(I)的固定部，且当所述第二感应元件达到任一所述第一感应元件的作用范围时，所述第二感应元件向所述控制元件发出与所述距离相关的脉冲信号； 所述控制元件接收所述脉冲信号，并将多个连续脉冲信号形成的数列与预定数列相比较，当实际脉冲形成的数列与所述预定数列不相匹配时，所述控制元件控制所述步进电机停机。
2.根据权利要求1所述的营养泵，其特征在于，所述步进电机(I)的输出轴上安装有周向延伸的遮光板(2)，所述第一感应元件为开设在遮光板(2)上的透光孔(3)，所述第二感应元件为安装在所述步进电机(I)的固定部的光耦组件(4 )。
3.根据权利要求2所述的营养泵，其特征在于，所述透光孔(3)的数目有三个，且相邻所述透光孔(3)轴线延长线的夹角依次为60°、120°和180°。
4.根据权利要求3所述的营养泵，其特征在于，所述光耦组件(4)通过基座(5)安装于所述步进电机(I)的壳体上。
5.根据权利要求1所述的营养泵，其特征在于，所述第一感应元件为磁钢，所述第二感应元件为霍尔传感器。
6.根据权利要求5所述的营养泵，其特征在于，所述磁钢的数目有三个，且相邻所述磁钢的夹角依次为60°、120°和180°。
全文摘要
本发明公开了一种营养泵，该营养泵包括步进电机、至少三个第一感应元件、一个第二感应元件和控制元件；各第一感应元件沿周向安装于电机的输出轴，且每相邻两第一感应元件在输出轴周向上的距离各不相同，第二感应元件安装于电机的固定部，且当第二感应元件达到任一第一感应元件的作用范围时，第二感应元件向控制元件发出与上述距离相关的脉冲信号；控制元件接收脉冲信号，当实际脉冲形成的数列与预定数列不相匹配时，控制元件控制步进电机停机。从而及时发现营养液输注过程中发生的异常情况，以保证患者的安全。
文档编号A61J15/00GK103169623SQ201310122060
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者陈家国 申请人:苏州泽德医疗器械有限公司