一种注射泵滑块的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种注射泵滑块，所述注射泵滑块上具有三个导向孔、一个注射器柄限位槽和一个驱动孔，所述三个导向孔的中心位于等边三角形的三个顶点上，所述驱动孔的中心位于所述等边三角形的中心位置，所述注射器柄限位槽的对称轴与所述等边三角形的Z向中线重合。本实用新型具有受力均衡、注射精度高优点。
【专利说明】一种注射泵滑块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化学材料的注入领域，具体涉及化学实验中的注射泵上的滑块。【背景技术】
[0002]随着近些年微流控芯片广泛用于各种化工实验及检测中，在一个实验中，可能会需要多药品的注入速率、注入的先后顺序、有时要在实验的过程中实现几种药品按不同比例同时注入，因此，这对注射系统的性能要求越来越严格，注射的精度要求不断提高。
[0003]目前国内外虽然存在着一些注射泵系统，但它们在泵体的设计中一般采用电机丝杆和两个导向杆处在同一个水平面上，这样在电机推进过程中，电机作用在注射器上的推力效率不高。一般采用的步进电机实时测速系统精度不够高，同时，大部分不方便在电脑上直接操作。
[0004]例如在申请号:201310042655.0、申请日:2013-02_04、发明名称:“一种注射泵传
动装置”的中国发明专利申请中，推杆与两根导轨同处于同一 XY平面上，同时，丝杠(丝杆)基本也位于XY平面上或者离开较小距离，从而实现了结构的紧凑。但是，正如在本说明书的图1中原理性示出的，在实际工作中，注射器装夹到注射泵上后，丝杠3要带动驱动机构4运动以推动注射器柄X向运动将药品推出注射器。此时，注射器柄会给驱动机构4 一个反作用力f，该作用力f使得驱动机构4倾向于朝着图1中的箭头A方向翻转，从而在驱动机构4与丝杠3的配合位置C处及与导轨或者推杆1、2的配合位置B处产生应力集中，从而加速B、C位置处的磨损。在此情况下，对注射器进行初始装夹时，驱动机构4仍然保持如图1中实线所示的正确位置，但开始工作后，在f作用下，驱动机构将发生如图1中的虚线所示的倾斜，从而影响注射精度。在驱动机构4不直接与导轨、丝杠配合的情况下，f?的作用还是最终会传导到与导轨、丝杠配合的其它部件上，因此同样会产生上述问题，本文不再详细描述。而在上述发明专利申请中，所公开`的注射泵属于医疗器械领域，在对人体注射时，是缓慢匀速推动注射器柄的，首先，反作用力f并不大，因此磨损慢；其次，注射量取决于医生所开的药剂用量，一般要求将注射器内的药物全部推入人体即可，精度要求并不高，少量的磨损是能够被接受的。而在化工领域，化学药品的注射时一般需要较大的推进力(例如高压推进)，因此f也较大，磨损快，而且经常会进行微量注射，对精度要求高，因而磨损会对注射精度产生很大影响，进而影响到化学实验结果、检测结果。
[0005]另外，一般的注射器柄存在两种形式，一种如常见的医疗注射器，在注射器柄末端设置端板，这常见于医疗用注射器；另一种是注射器柄后端具有螺丝孔。这两种形式在实验中均常用到，但一般的注射泵的驱动机构只适合推动单一种类的注射器，通用性不强。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种受力均匀的注射泵的驱动机构，从而提高注射精度。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:[0008]一种注射泵滑块，所述注射泵滑块上具有三个导向孔、一个注射器柄限位槽和一个驱动孔，所述三个导向孔的中心位于等边三角形的三个顶点上，所述驱动孔的中心位于所述等边三角形的中心位置，所述注射器柄限位槽的对称轴与所述等边三角形的Z向中线重合。
[0009]优选地，所述注射器柄限位槽包括竖直槽和/或T形槽。
[0010]优选地，所述注射器柄限位槽包括竖直槽和T形槽，所述竖直槽为开在所述T形槽的底壁上的长孔。
[0011]优选地，所述注射泵滑块上还开有通孔、导向孔。
[0012]优选地，所述驱动孔内安装有螺母。
[0013]优选地，所述驱动孔内加工有内螺纹。
[0014]本实用新型的有益效果在于:
[0015]由于注射泵滑块(其也是注射器柄的驱动机构)的三个导向孔的中心位于等边三角形的三个顶点上，并且驱动孔的中心位于所述等边三角形的中心位置，因此丝杠的推力在三个导向孔处是均匀分配的，而由于注射器柄限位槽的对称轴与等边三角形的Z向中线重合，因此注射器柄的反作用力f被最大限度地平均分散至三个导向孔和驱动孔位置，从而在这些位置所产生的应力集中均很小，从而减轻了磨损，使得注射泵滑块不至于发生倾斜，注射泵滑块的实际行程与设定的注射量严格对应，从而提高了注射精度。
[0016]进一步地，本实用新型针对不同的注射器柄形式，设置了不同的注射器柄限位槽，提高了通用性。
[0017]进一步地，同时采用本实用新型的T形槽与竖直槽结构，通用性更强，加工更简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]接下来将结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细说明，其中:
[0019]图1是现有技术的注射泵的受力原理图；
[0020]图2是本实用新型的实施例的装配有注射泵滑块的注射泵的轴测视图；
[0021]图3是本实用新型的实施例的注射泵滑块的左视图；
[0022]图4是本实用新型的实施例的装配有注射泵滑块的注射泵的轴测视图，为了清晰，其中省略了部分部件；
[0023]图5是图4中的注射泵另一角度的轴测视图。
[0024]上图中标记说明:导轨或者推杆1、2，丝杠3，驱动机构4，注射泵100，基座110，注射器管压块120，注射器柄压块130，左限位杆131，右限位杆132，螺纹孔133、134，台阶槽135，左导向杆141，右导向杆142，下导向杆143，注射泵滑块150，左导向孔151，右导向孔152，下导向孔153，驱动孔154，螺母155，右限位孔156，左限位孔157，通孔158,159, T形槽1510，竖直槽1511，电机160，旋转编码器170，丝杠180。
【具体实施方式】
[0025]在接下来的描述中，为了清晰，建立了三维坐标系，其中，X向指的是注射泵的长度方向(注射方向)，z向指的是注射泵的高度方向(上下方向)，Y向指的是注射泵的宽度方向(左右方向)。
[0026]参考图1，现有技术中的注射泵，一般采用两根导轨，并且两根导轨(或者称为导向杆)或者推杆1、2平行布置在同一平面内，用于推动注射器柄的驱动机构4受丝杠3的驱动沿X方向运动，并且一般处于降低尺寸的考虑，丝杠3距离两根导轨1、2所在的平面的Z向距离并不会很大。注射器(未示出)装夹到注射泵上后，丝杠3要带动驱动机构4运动以推动注射器柄X向运动将药品推出注射器。此时，注射器柄会给驱动机构4 一个反作用力f，该作用力f使得驱动机构4倾向于朝着图1中的箭头A方向翻转，从而在驱动机构4与丝杠3的配合位置C处及与导轨或者推杆1、2的配合位置B处产生应力集中，从而加速B、C位置处的磨损。在此情况下，对注射器进行初始装夹时，驱动机构4仍然保持如图1中实线所示的正确位置，但开始工作后，在f作用下，驱动机构将发生如图1中的虚线所示的倾斜，从而影响注射精度。在驱动机构4不直接与导轨、丝杠配合的情况下，f的作用还是最终会传导到与导轨、丝杠配合的其它部件上，因此同样会产生上述问题，本文不再详细描述。如果在医疗领域，采用现有技术的注射泵在对人体注射时，是缓慢匀速推动注射器柄的，首先，反作用力f并不大，因此磨损慢；其次，注射量取决于医生所开的药剂用量，一般要求将注射器内的药物全部推入人体即可，精度要求并不高，少量的磨损是能够被接受的。而在化工领域，化学药品的注射时一般需要较大的推进力(例如高压推进)，因此f也较大，磨损快，而且经常会进行微量注射，对精度要求高，因而磨损会对注射精度产生很大影响，进而影响到化学实验结果、检测结果。
[0027]参考图2，注射泵100包括基座110，安装在基座110上的电机160、注射器管压块120，左导向杆141、右导向杆142、下导向杆143(图4及图5中示出)。三根导向杆141、142、143在基座110上X向平行布置，并与注射泵滑块150滑动配合形成一对滑动副。丝杠180受电机160驱动，并且丝杠180与注射泵滑块150配合形成一对丝杠副。工作时，将注射器(未示出)装夹到注射泵100上，利用注射器管压块120压住注射器的前端，注射泵滑块150用于固定注射器柄。电机160为动力源，电机160的转动经丝杠180转换为注射泵滑块150的X向直线运动，从而推动注射器柄，使注射器中的化学药品注入实验装置或者检测装置。因此，注射泵滑块150也是驱动机构。
[0028]结合图3、图4、图5，其中图3详细表明了本实用新型的注射泵滑块150的具体结构。注射泵滑块150的三个导向孔分别为左导向孔151、右导向孔152和下导向孔153，三个导向孔的中心Cl、C2、C3位于等边三角形(如图3中的虚线所示)的三个顶点上，而驱动孔154的中心H位于该等边三角形的中心位置。因此，丝杠180的推力在三个导向孔151、152、153处是均匀分配的。左导向杆141与左导向孔151滑动配合、右导向杆142与右导向孔152滑动配合、下导向杆153与下导向孔153滑动配合，丝杠180与驱动孔154内安装的螺母155配合实现传动。为了增加耐磨性，导向孔151、152、153内还能够设置铜套(未示出)。本领域普通技术人员能够很容易地想象，为了实现丝杠传动，既能在驱动孔154内安装螺母155，也能够直接在驱动孔154内机加工内螺纹。为了提高通用性，在本实用新型中，注射器柄限位槽采用了两种形式:一种是T形槽1510(从俯视角度看的话，其大致为T形)，适用于装配具有端板的注射器柄；另一种是竖直槽1511，适用于注射器柄末端具有螺纹孔的情况。本领域普通技术人员能够很容易地想象，两种形式的注射器柄限位槽既能够单独采用，也能够同时采用，或者加工出其它形状的限位槽。但从提高通用性的角度来看，优选同时采用τ形槽1510和竖直槽1511，此时，竖直槽1511本身是开在Τ形槽1510的底壁上的一个长孔，因此两个限位槽能够被视为一体，并且从机加工的角度讲，例如通过铣削加工限位槽时，铣刀在铣削Τ形槽1510的基础上局部增加铣刀进给量就能铣削出竖直槽1511，容易实现。并且，注射器柄限位槽1510、1511的对称轴与上述等边三角形的Ζ向中线重合，如图3中的长点划线所示出的。因此，图1中所示出的注射器柄的反作用力f被最大限度地平均分散至三个导向孔和驱动孔位置，从而在这些位置所产生的应力集中均很小，并且，丝杠180的中心线与下导向孔153的中心线之间的距离要大于其与注射器柄中心线的距离，根据杠杆原理，下导向杆143所述的滑动摩擦力最小，而两个水平的导向杆141、142的滑动摩擦力平均，大大减小了磨损程度，使得注射泵滑块150不至于发生如图1中虚线所示的倾斜，注射泵滑块150的实际行程与设定的注射量严格对应，从而提高了注射精度。
[0029]同时，由于采用了 T形槽1510，注射泵100还设置了与之配合的注射器柄压块130。注射器柄压块130与左导向杆141、右导向杆142为滑动配合。注射器柄压块130上开有螺纹孔133、134，相应地，注射泵滑块150上开有通孔158、159，注射器柄的端板卡入T形槽1510后，采用螺栓穿过通孔158、159拧入螺纹孔133、134，从而使注射器柄压块130压住注射器柄。为了保证注射器柄压块130与注射泵滑块150之间的相对位置不变，在装夹注射器时容易将注射器调水平(平行X向)，在注射器柄压块130上还设置了左限位杆131和右限位杆132，相应地，注射泵滑块150上设置了左限位孔157和右限位孔156。并且，为了适应不同容量的注射器(其管径也不同)，在注射器柄压块130上开有台阶槽135。
[0030]虽然本实用新型是结合以上实施例进行描述的，但本实用新型并不被限定于上述实施例，本领域普通技术人员能够容易地对其进行等效替换和变型，但并不离开本实用新型的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种注射泵滑块，其特征在于，所述注射泵滑块上具有三个导向孔、一个注射器柄限位槽和一个驱动孔，所述三个导向孔的中心位于等边三角形的三个顶点上，所述驱动孔的中心位于所述等边三角形的中心位置，所述注射器柄限位槽的对称轴与所述等边三角形的Z向中线重合。
2.根据权利要求1所述的注射泵滑块，其特征在于，所述注射器柄限位槽包括竖直槽和/或T形槽。
3.根据权利要求2所述的注射泵滑块，其特征在于，所述注射器柄限位槽包括竖直槽和T形槽，所述竖直槽为开在所述T形槽的底壁上的长孔。
4.根据权利要求1所述的注射泵滑块，其特征在于，所述注射泵滑块上还开有导向孔。
5.根据权利要求1所述的注射泵滑块，其特征在于，所述驱动孔内安装有螺母。
6.根据权利要求1所述的注射泵滑块，其特征在于，所述驱动孔内加工有内螺纹。
【文档编号】F04B53/00GK203463276SQ201320576735
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】赵刚, 朱凯旋, 阮进, 蒋振东, 唐禾雨 申请人:中国科学技术大学