专利名称：用于医疗器械的针头驱动组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于医疗器械的针头驱动组件。
背景技术：
现有的一种常用的药物注射装置如胰岛素注射泵，通常包括药物进给装置、针盒 旋转装置、针头驱动装置及控制电路等，如中国专利申请公开CN1980703号。现有产品中， 针头驱动装置常常采用弹簧结构，注射过程中，通过压缩/拉伸弹簧使其发生弹性变形，当 弹簧被释放时，弹簧因变形而产生的弹力将通过传动结构传送至针头从而推出/收回针 头。然而，此种依靠弹簧弹力的驱动方式中，由于采用弹簧结构，针头运动过程不平稳，运动 精度难以控制。为此，本发明旨在提供一种精确度控制较好的用于医疗器械的针头驱动组件。
发明内容
本发明提供的一种用于医疗器械的针头驱动组件，包括马达、设于马达输出轴上 的蜗杆、与蜗杆啮合的传动齿轮、输出轴，所述传动齿轮通过一刚性传动结构与所述输出轴 相接并通过所述刚性传动结构驱动所述输出轴旋转，所述驱动组件还包括一用于推动医疗 器械的针头往复运动的驱动杆，所述驱动杆通过一联接件与输出轴连接并可随输出轴旋 转，所述驱动组件还包括一用于感测所述输出轴的旋转角度的感测装置。本发明进一步的改进在于，所述刚性传动结构与所述齿轮和输出轴共同形成四杆 机构。本发明进一步的改进在于，所述刚性传动结构包括一连杆，及一端与输出轴相固 定并沿远离输出轴中心延伸的延伸臂，所述齿轮设有一偏心结构，所述连杆的两端分别与 齿轮的偏心结构及延伸臂的另一端旋转连接。本发明进一步的改进在于，所述偏心结构为偏心孔/柱，所述延伸臂上设有旋转 孔/柱，所述连杆两端分别通过柱/孔与所述齿轮的偏心孔/柱及输出轴延伸臂上的孔/ 柱配合。本发明进一步的改进在于，所述驱动组件还包括一壳体与马达外壳相固定，所述 四杆机构设置于壳体内。本发明进一步的改进在于，所述输出轴与壳体间设有限位装置，用于防止输出轴 的旋转角度超出预定范围。本发明进一步的改进在于，所述限位装置包括设于输出轴上的两挡块和设于壳体 上的限位块，所述输出轴上的两挡块分别用于输出轴正转和反转时与所述限位块配合，从 而防止输出轴的旋转角度超出预定范围。本发明进一步的改进在于，所述感测装置包括设置于输出轴上并可随之一起旋转 的编码盘，及设置于编码盘旁用于感应编码盘的旋转角度的感应器。本发明进一步的改进在于，所述驱动组件还包括一固定于所述壳体的电路板，所述感应器设置于电路板的一侧，所述电路板的另一侧设有电连接器暴露于壳体外。本发明所举实施例具有的有益效果在于所述传动齿轮通过一刚性传动结构驱动 所述输出轴旋转，避免采用弹簧结构，从而运动平稳；编码盘与感应器的应用，可精确控制 输出轴的旋转角度，输出轴上的两挡块分别用于输出轴正转和反转时与壳体上的限位块配 合，可确保输出轴的旋转角度不超出预定范围，从而精确控制针头的运动。为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细 说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中图1是本发明一个实施例的用于医疗器械的针头驱动组件的爆炸图；图2是图1所示的驱动组件的壳体去除顶板后的立体结构示意图；图3是图1所示的驱动组件的蜗轮的立体结构示意图；图4是图1所示的驱动组件去除壳体顶板后的立体组装结构示意图；图5是图1所示的驱动组件中的四杆机构示意图；图6是图1所示的驱动组件的部分组装示意图；图7是图1所示的驱动组件除去部分壳体与电机后的组装侧视图；图8是图1所示的驱动组件除去壳体底板后的立体结构示意图；图9是图1所示的驱动组件中的驱动杆与药物注射装置的针盒的关系示意图。
具体实施例方式下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式
详细描述，将使本发明的技术方案 及其他有益效果显而易见。下面将结合图1至图9对本发明一实施例的用于医疗器械的针头驱动组件进行详 细阐述。本实施例的医疗器械可以是药物注射装置或采血装置等具有针头的医疗器械。为 简化说明，以下以药物注射装置为例进行说明。请参阅图1，所述驱动组件包括马达10、设于马达输出轴12上的蜗杆14、与蜗杆 14啮合的传动齿轮20、输出轴30、一用于驱动所述医疗器械的针头往复运动的驱动杆40， 所述驱动杆40通过一联接件50与输出轴30连接并可随输出轴30旋转。所述驱动组件还 包括一壳体60用于容纳所述传动齿轮20、输出轴30等元件，所述壳体60与马达10的外壳 可通过螺丝(图未标)固定。所述传动齿轮20可以为蜗轮或斜齿轮等，为简化描述，下面 以蜗轮为例进行说明。请参阅图2，所述壳体60包括一底板62，底板62上设有第一安装座64，安装座64 上设有安装孔64a。底板62上还设有第二安装座66，所述第二安装座66中央设阶梯状通 孔66a，第二安装座66的靠近通孔66a的边缘设有限位块68。请参阅图3，所述蜗轮20于中心位置处设阶梯状通孔22，靠周缘处设偏心突柱24。请一并参阅图4至图8，所述蜗轮20通过固定销26可旋转地装设至壳体60的底 板62的第一安装座64上，固定销26的杆状部穿过蜗轮20的阶梯状通孔22后插入第一安 装座64上的安装孔64a内，固定销26的杆状部与安装孔64a紧配合，固定销26的头部收容于阶梯状通孔22的直径较大部内，所述蜗轮20可绕固定销26旋转。所述输出轴30的 一末端34通过轴承36可旋转地装设至壳体60的第二安装座66的阶梯状通孔66a内，所 述输出轴30的末端34伸出至通孔66a外(见图6)。一延伸臂32的一端与输出轴30相 固定，另一端沿远离输出轴30中心的方向延伸，所述延伸臂32上开设有旋转孔322(见图 1)。所述连杆70的与输出轴30连接的一端设突柱72可旋转地插入所述延伸臂32的旋转 孔322内，所述连杆70与蜗轮20连接的一端设旋转孔74，所述蜗轮20的偏心柱24可旋转 地插入连杆70的旋转孔74内(见图1和图4)。可以理解地，上述连杆70、输出轴30与蜗 轮20之间，突柱和旋转孔的位置并不限于此，位置可以相互对调，而且，突柱亦可以单独成 型。请参阅图5，所述蜗轮20、连杆70、延伸臂32及输出轴30共同形成一四杆机构， 蜗轮20中心孔22的中心01至偏心柱24的中心02构成四杆机构的第一杆；连杆70构成 四杆机构的第二杆；输出轴30 —侧的延伸臂32构成四杆机构的第三杆(从连杆70与延伸 臂32的连接点03至输出轴30的旋转中心04)；输出轴30的旋转中心04至蜗轮20的中心 01构成四杆机构的第四杆。当蜗轮20偏心柱24的中心02按图中顺时针方向从起点SPl 运动至终点EPl时，通过连杆70和延伸臂32的传动作用，所述连杆70与延伸臂32的连接 点03将按图中顺时针方向从起点SP2运动至终点EP2，可以看出，延伸臂32的旋转角度小 于蜗轮20的旋转角度。电机反转时，蜗轮20偏心突柱24的中心02从终点EPl返回至起 点SPl时，所述连杆70与延伸臂32的连接点03将从终点EP2运动至起点SP2。当然，也可 以通过电机继续按照之前的方向转动而使得偏心突柱24的中心02从终点EPl返回至起点 SP1，从而使得所述连杆70与延伸臂32的连接点03从终点EP2返回至起点SP2。所述输出 轴30上设有两档块39(见图1和图4)，所述壳体60上的限位块68用于与输出轴30上的 两挡块39配合，以确保输出轴30的旋转角度不超出预定范围，当所述连杆70与延伸臂32 的连接点03位于起点SP2或终点EP2时，输出轴30上的对应挡块39将抵到限位块68，从 而防止输出轴30继续旋转。请参阅图7与图8，所述输出轴30的另一端设有圆环状台阶38，台阶38上装设 有一片状的编码盘80，所述编码盘80通过一安装板82固定，即安装板82与输出轴30紧 配，编码盘80被夹持于台阶38与安装板82之间，并可随输出轴30 —起旋转。所述输出轴 30的末端穿过所述编码盘80和安装板82后，可旋转地收容于壳体60顶板69的收容孔内。 一电路板90固定安装于壳体60的一侧，所述电路板90的靠近编码盘80的一侧设有感应 器92，用于感应编码盘80的旋转角度，电路板90的另一侧设有电连接器94暴露于壳体60 外，用于与外接电源相接。所述电路板90与药物注射装置的控制中心电连接，相互间可进 行信号传输。在本实施例中，所述联接件50与所述驱动杆40分开单独成型，联接件50的一端 为方形结构，插入输出轴30末端34的相应的方形孔(图6)内，联接件50的另一端为圆柱 状，插入所述驱动杆40的圆孔42内，并通过固定销52从圆孔42侧壁插入从而将联接件50 固定于圆孔42内。这样，联接件50可将输出轴30的旋转运动同步传递至驱动杆40。可以 理解地，所述联接件50亦可与所述驱动杆40 —体成型，或与所述输出轴30 —体成型。所 述驱动杆40的末端设有倒钩44。请一并参阅图9，工作时，马达10通过蜗杆14驱动蜗轮20旋转，通过连杆70和延伸臂32驱动输出轴30旋转，从而带动驱动杆40绕圆孔42的中心旋转，位于驱动杆40末端 的倒钩44朝针盒100运动，当药物注射装置的控制中心通过感应器92测得编码盘80的旋 转角度到达预设值时，控制中心将通过电路板90发送停止信号至马达10内的控制电路板 从而使得马达10停止转动。此时，驱动杆40末端的倒钩44滑入至针架102钩部104的下 端，并通过推动针架102将针架102内的针头106推出至针盒100外，针头106的一端将插 入患者体内，另一端将插入药物注射装置的药物筒(图未示)内，从而实现药物注射动作。 当药物注射完毕，药物注射装置的控制中心将通过电路板90控制马达10反方向旋转，从而 使得驱动杆40末端的倒钩44沿与先前运动方向相反的方向运动，当输出轴30反向旋转预 定角度后，控制中心将通过电路板90控制马达10停止转动，此时，倒钩44钩住针架102钩 部104的下端将针头106从患者体内拔出，上述该种通过电机10反转使得驱动杆40复位 的方式，使得扎针和拔针的时间基本相等。当然，如果不要求扎针和拔针的时间相等，也可 以通过电机10继续按之前的运动方向转动，而使得驱动杆40复位。在上述实施例中，蜗轮20与输出轴30间通过连杆70和延伸臂32构成四杆传动机 构，从而运动平稳；通过编码盘80和感应器92的应用，可精确控制输出轴30的旋转角度， 输出轴30上的两挡块39分别用于输出轴30正转和反转时与壳体60上的限位块68配合， 可确保输出轴30的旋转角度不超出预定范围，从而精确控制针头106的运动。可以理解地，蜗轮20与输出轴30间还可以通过其他刚性传动结构连接，如齿轮减 速机构等。以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术 构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明的权利要求 的保护范围。
权利要求
一种用于医疗器械的针头驱动组件，包括马达、设于马达输出轴上的蜗杆、与蜗杆啮合的传动齿轮、输出轴，其特征在于所述传动齿轮通过一刚性传动结构与所述输出轴相接并通过所述刚性传动结构驱动所述输出轴旋转，所述针头驱动组件还包括一用于推动医疗器械的针头往复运动的驱动杆，所述驱动杆通过一联接件与输出轴连接并可随输出轴旋转，所述驱动组件还包括一用于感测所述输出轴的旋转角度的感测装置。
2.如权利要求1所述的针头驱动组件，其特征在于所述刚性传动结构与所述传动齿 轮和输出轴共同形成四杆机构。
3.如权利要求2所述的针头驱动组件，其特征在于所述刚性传动结构包括一连杆，及 一端与输出轴相固定并沿远离输出轴中心延伸的延伸臂，所述齿轮设有一偏心结构，所述 连杆的两端分别与齿轮的偏心结构及延伸臂的另一端旋转连接。
4.如权利要求3所述的针头驱动组件，其特征在于所述偏心结构为偏心孔/柱，所述 延伸臂上设有旋转孔/柱，所述连杆两端分别通过柱/孔与所述齿轮的偏心孔/柱及输出 轴延伸臂上的孔/柱配合。
5.如权利要求1所述的针头驱动组件，其特征在于所述针头驱动组件还包括一用于 防止输出轴的旋转角度超出预定范围的限位装置。
6.如权利要求5所述的针头驱动组件，其特征在于所述针头驱动组件还包括一壳体 与马达外壳相固定，所述四杆机构设置于所述壳体内，所述限位装置设置于所述输出轴与 壳体之间。
7.如权利要求6所述的针头驱动组件，其特征在于所述限位装置包括设于输出轴上 的两挡块和设于壳体上的限位块，所述输出轴上的两挡块分别用于输出轴正转和反转时与 所述限位块配合，从而防止输出轴的旋转角度超出预定范围。
8.如权利要求1至7任一项所述的针头驱动组件，其特征在于所述感测装置包括设 置于输出轴上并可随之一同旋转的编码盘，及设置于编码盘旁边用于感应编码盘的旋转角 度的感应器。
9.如权利要求8所述的针头驱动组件，其特征在于所述驱动组件还包括一固定于所 述壳体的电路板，所述感应器设置于电路板的一侧，所述电路板的另一侧设有电连接器暴 露于壳体外。
10.如权利要求1至7任一项所述的针头驱动组件，其特征在于所述联接件与输出轴 和驱动杆分开成型，或与输出轴和驱动杆其中之一一体成型。
11.如权利要求10所述的针头驱动组件，其特征在于所述联接件与输出轴和驱动杆 分开成型，所述联接件的一端为方形结构对应插入设于输出轴一端的方形孔内，联接件的 另一端固定至驱动杆的安装孔内。
12.如权利要求1至7任一项所述的针头驱动组件，其特征在于所述传动齿轮为蜗轮 或斜齿轮。
全文摘要
本发明提供一种用于医疗器械的针头驱动组件，包括马达、设于马达输出轴上的蜗杆、与蜗杆啮合的传动齿轮、输出轴，所述传动齿轮通过一刚性传动结构与所述输出轴相接并通过所述刚性传动结构驱动所述输出轴旋转，所述针头驱动组件还包括一用于推动医疗器械的针头往复运动的驱动杆，所述驱动杆通过一联接件与输出轴连接并可随输出轴旋转，所述针头驱动组件还包括一用于感测所述输出轴的旋转角度的感测装置。所述传动齿轮通过刚性传动结构驱动所述输出轴旋转，避免采用弹簧结构，从而运动平稳；感测装置的应用，可精确控制输出轴的旋转角度，从而精确控制针头的运动。
文档编号A61M5/20GK101987220SQ20091010918
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者朱跃富, 李伟涛, 莫哈恩拉.拉姆多斯, 蒋向咚 申请人:德昌电机(深圳)有限公司