一种基于智能监测技术的自主换药输液架装置

1.本发明涉及医学器材的技术领域，尤其是涉及一种基于智能监测技术的自主换药输液架装置。


背景技术：

2.临床静脉输液是在医院或诊所中最常用的治疗方式，而静脉输液架是临床静脉输液必不可少且使用最频繁的医疗器械。目前医院常规的输液架采用的均为架体上设有横梁和挂钩的简易输液架。
3.这样的装置虽然简单，但存在一些弊端。其一，无法实现输液瓶的自动更换，大多数病人需要进行多组输液，由于传统的输液架无法实现输液瓶的自动更换，患者看护人需要时刻关注输液瓶的剩余药液量，每输完一瓶药液都需要呼叫护士更换药瓶；其二，效率低，换液时，护士需要手动进行拔、插瓶塞穿刺器，在输液高峰期易出现忙乱的情况；其三，有很大的安全隐患，若输液结束没有及时拔针处理，则可能会发生回血或其他危险，给患者造成痛苦，甚至导致医疗事故；其四，有很高的感染风险，护士手动更换，需要医护人员近距离接触患者，特别在疫情期间，手动更换输液瓶易增加病毒传染率。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于智能监测技术的自主换药输液架装置，该装置能进行全自动换液，提高效率，同时降低安全隐患和感染风险。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.本发明提供一种基于智能监测技术的自主换药输液架装置，包括用于悬挂多瓶输液瓶和输液管滴壶的输液架，所述的输液架上设有用于拔插输液瓶的平移机构、用于旋转更换输液瓶瓶口位置的旋转机构以及用于感知液位并发出控制信号和报警信号的液位控制报警机构。
7.优选地，所述平移机构包括滚珠丝杠螺母套件、滚珠丝杠螺母套件下方的连接步进电机和滚珠丝杠螺母套件上方设有的用于固定瓶塞穿刺器的瓶塞穿刺器夹持套件。
8.优选地，所述瓶塞穿刺器夹持装置套件包括瓶塞穿刺器夹持装置和瓶塞穿刺器夹持装置上板，所述瓶塞穿刺器夹持装置和瓶塞穿刺器夹持装置上板上均设有用于夹持瓶塞穿刺器的环形口，所述瓶塞穿刺器夹持装置的上方通过螺栓螺母安装有瓶塞穿刺器夹持装置上板，所述瓶塞穿刺器夹持装置的下方通过螺栓固定于滚珠丝杠螺母套件，并随滚珠丝杠螺母套件上下平移。
9.优选地，所述瓶塞穿刺器夹持装置上均布减重孔，用于减小因瓶塞穿刺器夹持装置自重而给第一步进电机带来的无用功率的消耗。
10.优选地，所述滚珠丝杠螺母套件包括联轴器、精密丝杠、螺母座和滚珠丝杠螺母，所述精密丝杠的两端分别通过第一固定支座和第二固定支座固定于输液架上，所述联轴器
由第一步进电机供能，带动用于固定滚珠丝杠螺母的螺母座沿精密丝杠上下平移。
11.优选地，所述旋转机构包括涡轮蜗杆减速器、第二步进电机和转盘，所述转盘上设有用于固定输液瓶瓶口的固定组件，所述涡轮蜗杆减速器经第二步进电机驱动，带动所述涡轮蜗杆减速器上方的转盘旋转，从而更换固定于转盘上的输液瓶。
12.优选地，所述固定组件包括转盘边缘上均匀设有的若干开口、螺栓螺母和用于固定输液瓶瓶口的卡扣，每个所述开口上方均通过螺栓螺母固定卡扣。
13.优选地，所述液位控制报警机构包括固定于输液管滴壶上方的液位传感器和固定于输液管下方的液位报警器。
14.优选地，所述液位传感器通过软性弹簧夹固定在输液管滴壶上方，且其输出端设有用于根据液位传感器传递的信号控制第一步进电机和第二步进电机驱动的双轴控制器。
15.优选地，所述液位报警器开设有用于固定输液管的半圆柱形槽，所述半圆柱型槽上设有用于及时夹止输液管，防止回流的止液器。
16.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
17.1、本发明通过平移机构、旋转机构、液位报警器和液位传感器的结合，实现自主更换输液瓶、监测输液瓶药液量和控制流量的功能。
18.2、本发明通过在输液管滴壶下端设置液位报警器和止液器，实现当最后一瓶药液输液完毕后，自主夹住输液管，使输液停止，并发出报警声提醒护士进行后续出来，从而有效防止血液回流，降低患者的安全隐患。
19.3、本发明通过设置液位传感器和双轴控制器，使得旋转机构和平移机构精准运作，从而精确实现完成一瓶药液输液后，自主换药的功能。
附图说明
20.图1为本实施例装置输液状态；
21.图2为本实施例装置的滚珠丝杠螺母套件示意图；
22.图3为本实施例装置的瓶塞穿刺夹持装置套件示意图；
23.图4为本实施例装置的用于固定输液瓶的固定组件局部示意图。
24.图中标记说明：
25.1、输液架，2、第一步进电机；3、第一固定支座，4、精密丝杠，5、螺母座，6、瓶塞穿刺器夹持装置，7、液位报警器，8、液位传感器，9、瓶塞穿刺器夹持装置上板，10、卡扣，11、转盘，12、第二步进电机，13、涡轮蜗杆减速器，14、承物板，15、第二固定支座，16、滚珠丝杠螺母，17、联轴器。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
27.实施例
28.参考图1所示，本实施例提供一种基于智能监测技术的自主换药输液架装置，该装置包括输液架1、第一步进电机2、第一固定支座3、精密丝杠4、螺母座5、瓶塞穿刺器夹持装置6、液位报警器7、液位传感器8、瓶塞穿刺器夹持装置上板9、卡扣10、转盘11、第二步进电机12、涡轮蜗杆减速器13、承物板14、第二固定支座15、滚珠丝杠螺母16、联轴器17。
29.输液架1的顶端均匀设有四个挂钩，每个挂钩悬挂一瓶输液瓶，如图4所示，输液瓶的瓶口上开设有环槽，转盘11的边缘均匀设有半圆形开口，半圆形开口的直径以及输液瓶瓶口上环槽的直径与四个半圆形的卡扣10的内环直径相同，且卡扣10与转盘11的厚度相加等于环槽的宽度，卡扣10的内环及转盘11上的半圆形开口的两侧均有通孔，并通过螺栓螺母将二者的一侧连接，使得卡扣10可绕一侧的螺栓旋转，即卡扣10和转盘11的半圆形开口配合形成圆环，圆环可通过卡扣10的旋转闭合或打开，悬挂输液瓶时，先将圆环打开，将输液瓶瓶口推入转盘11上的半圆形开口，再旋转卡扣10将圆环闭合，使得输液瓶与转盘11固定。
30.转盘11下方依次连接涡轮蜗杆减速器13和承物板14，涡轮蜗杆减速器13经第二步进电机12旋转驱动，带动转盘11完成对输液瓶的更换，承物板14用于支撑和连接固定第二步进电机12和涡轮蜗杆减速器13，确保第二步进电机12和涡轮蜗杆减速器13的配合连接。由于第二步进电机12的高度低于涡轮蜗杆减速器13，因此第二步进电机12无法直接与承物板14接触，本实施例在承物板14和第二步进电机12之间增设打有螺纹通孔的垫块，通过螺栓将第二步进电机12和承物板14固定，从而确保在涡轮蜗杆减速器13工作时，只有输出杆转动而不会有减速器机体相对地面的转动。
31.参考图2所示，精密丝杠4套有螺母座5和固定于螺母座5上的滚珠丝杠螺母16，其两端分别通过固定支座3和固定支座15固定于输液架1上，下端通过联轴器17与第一步进电机2连接，联轴器17由第一步进电机2供能，带动滚珠丝杠螺母16和螺母座5沿精密丝杠4上下平移，滚珠丝杠螺母16每次上下移动的范围为20mm。
32.瓶塞穿刺器夹持装置6上均布减重孔，用于在保证支撑强度的情况下，尽可能地减小因为瓶塞穿刺器夹持装置6自重而给第一步进电机2带来的无用功率的损耗，瓶塞穿刺器夹持装置6的下方通过螺栓固定于滚珠丝杠螺母16上，上方通过螺栓螺母安装有瓶塞穿刺器夹持装置上板9，如图3所示，瓶塞穿刺器夹持装置6和瓶塞穿刺器夹持装置上板9均设有等直径且直径大小小于瓶塞穿刺器轴肩直径的环形口，用于瓶塞穿过并通过轴肩固定在瓶塞穿刺器夹持装置6和瓶塞穿刺器夹持装置上板9之间，从而带动瓶塞穿刺器上下平移，完成拔插瓶塞穿刺器的操作。
33.输液管滴壶的上方安装有液位传感器8，输液管滴壶的下方安装有液位报警器7，其中液位传感器8通过软性弹簧夹固定在输液管上，其输出端设有用于根据液位传感器8传递的信号控制第一步进电机2和第三步进电机12驱动的双轴控制器，液位报警器7呈近长方体封闭结构，其一面上开设有和该面等长的半圆形槽，该半圆柱形槽直径和输液管相同，但其头部和尾部直径略小于输液管直径。液位报警器7通过该半圆柱形槽套住并固定在输液管上，且半圆柱形槽上设有用于及时夹止输液管，防止回流的止液器。
34.装置具体工作步骤如下：
35.当处于输液状态时，输液管中有液体，液位传感器8处于开启状态，向控制器输入信号为1，此时控制器不输出控制信号，即旋转机构与平移机构不运作；平移机构中的瓶塞穿刺器夹持装置6处于可平移范围的最上端，瓶塞穿刺器夹持装置6上的瓶塞穿刺器插在瓶口中；旋转机构不运转，转盘11上的开口处于瓶塞穿刺器夹持装置6和瓶塞穿刺器夹持装置上板9的环形口的正上方，保证瓶口与瓶塞穿刺器的精准定位。
36.当前输液瓶中的液体流完后，输液管中无液体，液位传感器8处于关闭状态，向控
制器输入信号为0，此时进入更换输液瓶过程；控制器输出控制信号，旋转机构与平移机构开始运作；第一步进电机2定角度旋转，通过联轴器17带动精密丝杠4顺时针旋转一定角度，使滚珠丝杠螺母16和螺母座5向下平移20mm，带动瓶塞穿刺器夹持装置6向下平移20mm，完成拔瓶塞穿刺器的操作；第二步进电机12定角度旋转，经过蜗轮蜗杆减速器13，带动转盘9旋转，从而完成更换输液瓶的操作；此时，第一步进电机2定角度再次旋转，通过联轴器17带动精密丝杠4逆时针旋转一定角度，使滚珠丝杠螺母16和螺母座5向上平移20mm，带动瓶塞穿刺器夹持装置6向上平移20mm，完成插瓶塞穿刺器的操作。
37.当最后一瓶输液瓶药液输完后，输液管内液位一直下降至滴壶下方，此时液位报警器7所监测的输液管段内没有液体，因此立刻发出警报提醒护士前来完成后续的工作，同时止液器立即夹住输液管，让液位不再下降防止血液回流。
38.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。