智能胰岛素注射笔的制作方法

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种智能胰岛素注射笔。

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背景技术：
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传统的胰岛素注射器在注射胰岛素时经常会出现下述问题：一、患者采用手动注射，往往会出现胰岛素注射过多或过少的问题，导致影响病情控制；二、有时出于忙乱，往往会在规定时间忘了注射胰岛素；三、患者在进行手动注射时，手的晃动会给自己带来较大的进针创伤面；四、大多数患者对通过手动的方式进行扎针和进行皮下注射有恐惧症和巨大的心理压力。

例如中国公告号为CN103170038B的发明专利公开了一种胰岛素注射笔，包括笔帽、针头、内置活塞并预装了药剂的针剂管、针剂套管、定位卡块、螺杆、螺母管、固定管、旋管和按钮，螺杆两侧沿轴向分别切除部分螺纹而成两个互相平行的切面，螺杆前端为压头，螺杆与螺母管的内螺纹耦合，该注射笔还包括旋转手柄回转弹簧，旋转手柄位于该注射笔的外端即与笔帽相对的一侧，旋管外端设置在旋转手柄内部并与旋转手柄固定，旋管的另一端与螺母管卡接，定位卡块套置在旋管外且与旋管卡接；螺母管设置在压头和定位卡块之间；回转弹簧套置在旋管上，回转弹簧的一端与旋转手柄的内侧固定，回转弹簧的另一端与定位卡块固定。本发明通过定位卡块与回转弹簧、离合弹簧的反复调节，可实现多次使用。

之后，为了方便实际操作和控制，便有了自动或半自动的胰岛素注射器发明。中国公开号为CN105194766A的发明专利申请公开了一种智能自动胰岛素注射笔，其包括笔套和设置在笔套内的活塞，活塞连接有驱动杆，还包括控制系统，控制系统包括单片机和伺服电机，单片机用于控制伺服电机运转，伺服电机通过驱动杆与活塞连接，伺服电机用于控制活塞移动。该发明技术具有能准确控制胰岛素注射剂量、提醒用户用药、提醒用户胰岛素剩余剂量、控制胰岛素储存温度和提醒用户外出携带胰岛素注射笔的优点。

然而，这种所谓的自动胰岛素注射器发明在实际注射操作时还不能实现完全的自动化操作，即其针头插入人体皮肤时依然还是人为操作的，导致出现无法控制插入针头的深浅、对扎针产生恐惧感等一系列问题，给广大糖尿病患者带来极大的不便。

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技术实现要素：
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本发明旨在提供一种智能胰岛素注射笔，能够实现针头进退的自动化操控，避免人为操控带来的不良影响。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种智能胰岛素注射笔，包括笔主体，笔主体包括注射驱动机构、注射组件、电源组件、控制及显示组件；注射组件包括胰岛素笔芯及针头，控制及显示组件控制注射驱动机构的动作并显示注射相关信息，注射驱动机构驱动胰岛素笔芯内的药液由所述针头输出，电源组件为注射驱动机构及控制及显示组件供电；其特征在于：所述笔主体还包括壳体组件和自动进退针机构，所述注射组件还包括皮肤定位件；自动进退针机构和所述注射驱动机构设置于壳体组件内，所述注射组件连接于所述注射驱动机构前端并伸出壳体组件外部；所述皮肤定位件罩设于注射组件，皮肤定位件前端开设有针头孔，末端固定连接于壳体组件上；自动进退针机构驱动所述注射驱动机构及注射组件前后移动，所述针头在前后移动过程中由皮肤定位件的针头孔伸出或缩回。

作为具体的技术方案，所述壳体组件包括上盖和下盖，上盖和下盖对合，构成一个具有内部装配腔的壳体，壳体内部的装配腔分为第一子腔体和第二子腔体；所述电源组件和自动进退针机构固定设置于第一子腔体内，所述注射驱动机构可前后位移地设置于第二子腔体内，所述定位件连接套固定设置于第二子腔体前端。

作为具体的技术方案，所述电源组件包括可充电电池、USB板及USB盖。

作为具体的技术方案，所述控制及显示组件包括PCB板、及PCB板电连接的显示器件及输入信号采集器件。

作为具体的技术方案，所述显示器件包括OLED电路板和OLED屏，所述壳体组件上开设有显示窗口，所述OLED屏固定设置于显示窗口处，OLED电路板设置于壳体组件内部，与PCB板电连接，OLED电路板与OLED屏电连接。

作为具体的技术方案，所述显示器件还包括硅胶垫和透明罩板，所述壳体组件上在所述显示窗口周边开设有透明罩板安装槽，透明罩板固定设置于透明罩板安装槽处，OLED屏边缘与透明罩板之间设置硅胶垫。

作为具体的技术方案，所述输入信号采集器件为飞梭开关及旋转帽，飞梭开关装设于第二子腔体的后端，旋转帽设置于壳体组件外部，并与飞梭开关配合，飞梭开关与PCB板电连接。

作为具体的技术方案，所述自动进退针机构包括电机支架、螺纹杆、进退针电机、推进块、轴承、支架盖；进退针电机后端固定电机支架，进退针电机的输出轴向后伸入电机支架内；螺纹杆一端固定连接输出轴，另一端设置于轴承上，轴承设置于支架盖上，支架盖固定于电机支架后端；推进块螺接于螺纹杆上；推进块设置有推进连接部，该推进连接部伸出电机支架并与所述注射驱动机构固定连接。

作为具体的技术方案，所述注射驱动机构包括外套、推块、螺母、同心套、丝杆、丝杆固定套、电机传动轴、传动轴外罩、注射电机、电机壳体；注射电机设置于电机壳体内，输出轴由电机壳体前端伸出，并与电机传动轴固定连接；传动轴外罩套设于电机传动轴外部，同心套对接于传动轴外罩前端；外套套设于同心套及传动轴外罩外部，外套与同心套通过螺纹固定连接；丝杆固定套设置于同心套及电机传动轴内部，随电机传动轴转动、相对同心套转动；螺母固定设置于同心套的前端，丝杆的前端固定连接推块，后部通过轴向导向机构设置于丝杆固定套内部，丝杆与螺母配合；所述胰岛素笔芯固定设置于外套的前端，所述推块密封配合于胰岛素笔芯内壁。

作为具体的技术方案，所述注射驱动机构还包括固定弹圈，所述注射组件还包括胰岛素笔芯固定罩，胰岛素笔芯固定罩将胰岛素笔芯对接于所述外套前端，固定弹圈将胰岛素笔芯固定罩与外套固定连接。

作为具体的技术方案，所述注射驱动机构还包括滑动轴，电机壳体上设置有滑动轴配合部，所述壳体组件内部设置有滑动轴支撑柱；滑动轴两端固定设置于壳体组件的滑动轴支撑柱上，所述滑动轴配合部设置于滑动轴上。

作为具体的技术方案，所述外套的侧壁上设置有推进连接座，该推进连接座与自动进退针机构中推进块的推进连接部固定连接。

作为具体的技术方案，智能胰岛素注射笔还包括保护罩，保护罩设置在设置于所述皮肤定位件外部，并与所述壳体组件扣合。

作为具体的技术方案，所述皮肤定位件的针头孔的四周设置有若干个棱锥状的凸点。

作为具体的技术方案，所述壳体组件还包括定位件连接套，定位件连接套位于第二子腔体前端，并固定于上盖和下盖之间，所述皮肤定位件后端与定位件连接套固定连接。

本发明提供的智能胰岛素注射笔，其有益效果在于：通过在壳体组件内设置自动进退针机构，使得注射驱动机构与注射组件在自动进退针机构的驱动下自动前后移动；此外，在壳体组件前端安装皮肤定位件，该皮肤定位件罩住注射组件并留有供针头伸缩的针头孔，使得进针前，整个注射笔可以先定位在注射皮肤处，然后再插入针头。本发明实现了全程自动化，对注射点、针头插入深度、注射计量都可以准确控制，避免了传统直接插入针头方式的不确定性等负面影响。

〖附图说明〗

图1为本发明实施例提供的智能胰岛素注射笔的整体外观图。

图2为本发明实施例提供的智能胰岛素注射笔的分解图。

图3、图4及图5为本发明实施例提供的智能胰岛素注射笔的组装过程的示意图。

图6为本发明实施例提供的智能胰岛素注射笔中自动进退针机构的分解图。

图7为本发明实施例提供的智能胰岛素注射笔中注射驱动机构的分解图。

图8为本发明实施例提供的智能胰岛素注射笔中注射驱动机构与注射组件的装配图。

图9为图8所示部件的剖面图。

〖具体实施方式〗

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实施例提供的智能胰岛素注射笔包括笔主体1和保护罩2，保护罩2设置在笔主体1前端部。

如图2所示，笔主体1包括壳体组件、自动进退针机构13、注射驱动机构14、注射组件15、电源组件16、控制及显示组件17。具体地，壳体组件包括上盖111、下盖112、上下盖连接板113、装饰环114及定位件连接套115。电源组件16包括可充电电池161、USB板162、USB盖163。注射组件15包括胰岛素笔芯151、胰岛素笔芯固定罩152、针头153、皮肤定位件154。控制及显示组件17包括PCB板171、OLED电路板172、OLED屏173、硅胶垫174、透明罩板175、飞梭开关176及旋转帽177。

其中，上盖111和下盖112对合，后端由上下盖连接板113固定连接，前端由装饰环114箍紧，构成一个具有内部装配腔的壳体。壳体内部的装配腔分为第一子腔体116、第二子腔体117，第一子腔体116和第二子腔体117之间设置有自动进退针机构固定螺丝柱1181、上下盖连接螺丝柱1182、滑动轴支撑柱1183。

结合图2及图3所示，电源组件16固定设置于第一子腔体116内后部，自动进退针机构13固定设置于第一子腔体116内前部；注射驱动机构14可前后位移地装设于第二子腔体117内。飞梭开关176装设于第二子腔体117的后端，旋转帽177设置于壳体外部，并与飞梭开关176配合，飞梭开关176与PCB板171电连接。定位件连接套115位于第二子腔体117前端，并固定于上盖111和下盖112之间。

结合图2及图4所示，注射组件15的胰岛素笔芯151通过胰岛素笔芯固定罩152固定设置于注射驱动机构14的前端，针头153螺接与胰岛素笔芯固定罩152的前端。结合图5，皮肤定位件154罩设于胰岛素笔芯151、胰岛素笔芯固定罩152、针头153外部，后端与定位件连接套115固定连接，前端开设有针头孔1541，针头孔1541的四周设置有若干个棱锥状的凸点1542。

继续参见图2及图5，上盖111上开设有显示窗口1111及透明罩板安装槽1112，控制及显示组件17的OLED屏173固定设置于显示窗口1111处，透明罩板175固定设置于透明罩板安装槽1112处，OLED屏173边缘与透明罩板175之间设置有硅胶垫174；PCB板171与OLED电路板172设置于上盖111内部，PCB板171与OLED电路板172电连接，OLED电路板172与OLED屏173电连接。

如图6所示，自动进退针机构13包括电机支架131、螺纹杆132、电机133、推进块134、轴承135、支架盖136。电机133后端固定电机支架131，电机133的输出轴向后伸入电机支架131内，螺纹杆132一端固定连接输出轴，另一端设置于轴承135上；轴承135设置于支架盖136上，支架盖136固定于电机支架131后端，推进块134螺接于螺纹杆132上；电机支架131内侧开设有推进窗口，推进块134内侧设置有推进连接部1341，该推进连接部与注射驱动机构14固定连接，结合参阅图2及图3。

如图7所示，注射驱动机构14包括固定弹圈1401、外套1402、推块1403、螺母1404、同心套1405、丝杆1406、丝杆固定套1407、电机传动轴1408、传动轴外罩1409、电机1410、电机上盖1411、电机下盖1412及滑动轴1413。结合图8及图9，电机上盖1411和电机下盖1412对合，构成一个电机壳体，电机1410设置于电机壳体内，电机1410输出轴由电机壳体前端伸出，并与电机传动轴1408固定连接；传动轴外罩1409通过螺纹固定套设于电机传动轴1408外部，同心套1405对接于传动轴外罩1409前端；外套1402套设于同心套1405及传动轴外罩1409外部，并与同心套1405通过螺纹固定连接；丝杆固定套1407设置于同心套1405及电机传动轴1408内部，随电机传动轴1408转动、相对同心套1405转动；螺母1404固定设置于同心套1405的前端，丝杆1406的前端固定连接推块1403，后部通过轴向导向机构设置于丝杆固定套1407内部，丝杆1406与螺母1404配合，在螺母1404作用下，丝杆1406随丝杆固定套1407转动的同时相对丝杆固定套1407轴向移动。

外套1402前端可扣合地设置固定弹圈1401，固定弹圈1401用于将胰岛素笔芯固定罩152及胰岛素笔芯151固定设置于外套1402的前端，同时使得推块1403密封配合于胰岛素笔芯151内壁。电机壳体上设置有滑动轴配合部1415，滑动轴1413穿设于该滑动轴配合部1415，两端固定设置于壳体组件的滑动轴支撑柱1183上，参见图2及图3。外套1402的侧壁上设置有推进连接座1414，该推进连接座1414与自动进退针机构13中推进块134内侧设置的推进连接部1341固定连接。

上述实施例中，电源组件16为整个装置的用电单元提供工作电源(本实施例附图中省去了供电线路)，PCB板171上设置有信号采集、数据处理、数据存储、显示输出、控制输出等功能电路，还设置有与外界通信的无线通信模块。

上述实施例提供的智能胰岛素注射笔，其工作原理及过程如下：

(1)利用胰岛素笔芯固定罩152及固定弹圈1401将预注射的胰岛素笔芯151固定设置于注射驱动机构14的外套1402的前端，装配针头153并螺接好皮肤定位件154；

(2)根据实际情况，通过调节旋转帽177及飞梭开关176设定注射参数：

(3)将注射组件15的皮肤定位件154的前端按压在注射点皮肤上，启动注射；

(4)自动进退针机构13的电机133开始运转，带动螺纹杆132转动，驱动推进块134向前移动，推进块134上的推进连接部1341带动注射驱动机构14向前移动，使得注射驱动机构14前端安装的注射组件15整体向前移动，此时针头153由皮肤定位件154前端的针头孔1541伸出，刺入皮肤设定深度后，电机133停止运转；

(5)注射驱动机构14的电机1410开始运转，带动电机传动轴1408转动，进而带动丝杆固定套1407和丝杆1406转动；丝杆1406在转动的同时，受到螺母1404的导向作用，相对丝杆固定套1407向前移动，驱动推块1403在胰岛素笔芯151向前推进，将药液注射至人体内；

(6)当药液注射完毕，注射驱动机构14的电机1410反向运转，驱动推块1403自动退回到起始位置；

(7)自动进退针机构13的电机133反向运转，带动注射驱动机构14向后移动，使得注射驱动机构14前端安装的注射组件15整体向后移动，此时针头153由皮肤定位件154前端的针头孔1541缩回。

整个工作过程中，控制及显示组件17的OLED屏173可以显示输入的或可供选择的参数信息以及工作状态等信息。此外，控制及显示组件17的PCB板171上设置的无线通信模块可以与手机APP或电脑端用户软件进行数据交换。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、未经创造性劳动的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。