1.本发明涉及医疗设备领域，具体是一种输液换瓶装置。
背景技术：
2.静脉输液是一种极其普遍的医疗手段，将输液瓶吊在高处，用输液线连接输液瓶和患者静脉进行输液，一瓶液体输完后，需要护士进行更换，在病人多的情况下，护士的工作量非常大，且容易出现遗漏，需要患者或陪护时刻注意液量避免没有及时换瓶出现的进气回血。
3.目前虽然有一些自动换瓶装置，但一般采用的是多个支路同时插上，按顺序开启关闭不同支路的方法，这种方法或多或少的需要对现有输液线或输液瓶进行改动，影响了其推动应用，或者在现有输液线上另接一段多支路的线管，由于新接的线管不是常规线管，因此大多作为设备的一部分重复使用，而输液线要求一次性使用，增加重复使用的线管就增加了交叉感染的风险。
4.也有一些执行拔针、换位、插针动作的换瓶装置，但由于换瓶动作需要按顺序完成上述三个动作，因此这类装置普遍都采用一个上下往复机构实现拔针插针动作，再额外设置一个结构执行换位动作，需要两个驱动输入或两条驱动链配合动作且需要设置多个传感器和控制器控制执行机构间的动作顺序，执行机构和输入驱动动作复杂，因此需要设计一种传动链简单，输入驱动动作简单，稳定可靠，同时能够按顺序进行拔针、换位、插针动作的执行机构。
5.再有，目前监测瓶内液体一般采用液位传感器或压力传感器，由于液位传感器不可能插入到输液瓶内，因此只能用非接触式光电液位传感器，但是由于输液瓶瓶口位置有凸沿、胶塞等障碍，因此液位传感器一般在瓶口靠上位置进行监测，这就使得瓶内会残留液体，而压力传感器通过感应瓶体的压力监测液体是够输完，但是不同型号的瓶体本身就具有不同的重量，因此压力传感器同样存在误差。
技术实现要素：
6.本发明提供了一种输液换瓶装置，旨在替代人工换瓶并解决现有换瓶装置推广性差、结构复杂和液体残留的问题。
7.其解决的技术方案是，一种输液换瓶装置，包括水平固定的底板和活动板，活动板平行置于底板上方，底板上安装有凸轮，凸轮由一个步进电机驱动，活动板下表面与凸轮接触，活动板上方设有一个与其平行的第一压板，底板、活动板和第一压板均为圆形且同轴，第一压板圆心处固定有一根竖直向下的竖轴，竖轴下端依次穿过活动板和底板，且竖轴下端与安装有一个对其向下施力的第一弹簧，从而使第一压板向下压紧活动板；凸轮具有近休止角、推程角、远休止角和回程角，在远休止角对应的弧段上，凸轮的侧壁上一段第一轮齿，活动板的下表面上设有一圈可与第一轮齿啮合的第二轮齿；底板上设有一个针头固定位，可将输液线的针头竖直固定在底板上，活动板上圆周均布有多个输液瓶固定位，每个输
液瓶固定位内可装入一个输液瓶，活动板位于最低位置时，针头插入输液瓶内，活动板上升到最高位置时，针头从输液瓶中拔出；所述的针头固定位的一侧设有一个固定在底板上的竖直向上的定位销，所述的输液瓶固定位的一侧有一个开设在活动板上的定位孔，定位孔为大端朝下的锥形，当针头插入一个输液瓶内时，定位销插入该输液瓶一侧的定位孔中，当活动板上升到最高位置时，定位销从定位孔中拔出。
8.还包括一个检测装置，检测装置包括一个开口夹，开口夹可夹在输液线上，开口夹的钳口的其中一侧固定有一个斜向的激光发射器，另一侧固定有一个可接收激光的光电传感器，光电传感器可控制步进电机的转动。
9.所述的竖轴为中空结构，主轴的中空内穿有一个竖向的吊杆，吊杆的下端伸出竖轴外且与底板的下表面固定连接，吊杆的上端穿透第一压板并固定在屋顶上。
10.所述的凸轮左右对称布置有两个，两个凸轮经一个水平的横轴固定连接，只有其中一个凸轮上设有第一轮齿；所述的吊杆上开有避让孔，所述的竖轴上开有避让槽，横轴从避让槽可避让孔中穿过。
11.所述的针头固定位包括一个开设在底板侧壁上的u型槽，u型槽上下通透，u型槽的两侧壁上各开有一个横槽。
12.所述的每个横槽的上下两侧均贴装有一个弹性的橡胶垫。
13.所述的输液瓶固定位包括一个开设在活动板上的小端朝下的锥形通孔，锥形通孔一侧插有一个竖杆，竖杆的上端固定有一个水平的第二压板，竖杆上开有环形的卡槽，活动板上穿有一个垂直与竖杆的卡销，卡销的内端为楔形，卡销的外端安装有一个第二弹簧，在第二弹簧的作用下卡销的内端伸入卡槽内，卡销与卡槽配合使竖杆只能向下移动。
14.所述的第一压板的下表面嵌装有多个滚珠。
15.所述的开口夹的钳口两侧各安装有一个电磁铁，两个电磁铁相互吸引，输液线内没有液体时，光电传感器会使两个电磁铁通电从而夹紧输液线，当步进电机转动一圈完成换瓶动作后，步进电机和两个电磁铁同时断电，输液线开启。
16.本发明不需对现有输液线和输液瓶进行改动，只需一个转动输入即可实现拔针、换位、插针的顺序动作输出，结构合理紧凑，驱动结构简单，传动链短，稳定可靠且设备成本低，且能够准确的对液体进行监测。
附图说明
17.图1为活动板位于最低位置时本发明的主视剖视图。
18.图2为活动板位于最高位置时本发明的主视剖视图。
19.图3为活动板的俯视图。
20.图4为活动板的仰视图。
21.图5为底板的俯视图。
22.图6为凸轮的端面图。
23.图7为图2中a位置的放大图。
24.图8为图2中b位置的放大图。
25.图9为开口夹的俯视图。
26.图10为激光的线路图，a为空管时的线路图，b为输液线内有液体时的线路图。
27.图11为u型槽位置的左视剖视图。
28.图12为图2中c位置的放大图。
29.图13为图5中d位置的放大图。
具体实施方式
30.结合附图，本发明包括水平固定的底板1和活动板2，底板1固定吊装在病床上方的屋顶上，作为本装置的承载基础，活动板2平行置于底板1上方，底板1上安装有凸轮3，凸轮3由一个步进电机4驱动，活动板2下表面与凸轮3接触，活动板2上方设有一个与其平行的第一压板5，底板1、活动板2和第一压板5均为圆形且同轴，第一压板5圆心处固定有一根竖直向下的竖轴6，竖轴6下端依次穿过活动板2和底板1，且竖轴6下端与安装有一个对其向下施力的第一弹簧7，从而使第一压板5向下压紧活动板2，在凸轮3与第一弹簧7的配合作用下，底板1、活动板2和第一压板5组成一个稳定的结构，且凸轮3转动时可推动活动板2上下移动；凸轮3具有近休止角、推程角、远休止角和回程角，在远休止角对应的弧段上，凸轮3的侧壁上一段第一轮齿8，活动板2的下表面上设有一圈可与第一轮齿8啮合的第二轮齿9，当凸轮3的远休止角与活动板2底面接触时，第一轮齿8和第二轮齿9啮合，此时凸轮3转动可通过第一轮齿8和第二轮齿9带动活动板2转动；底板1上设有一个针头固定位，可将输液线的针头竖直固定在底板1上，活动板2上圆周均布有多个输液瓶固定位，每个输液瓶固定位内可装入一个输液瓶，活动板2位于最低位置时，针头插入输液瓶内，活动板2上升到最高位置时，针头从输液瓶中拔出；当一个输液瓶内的药液输完后，凸轮3转动一圈，凸轮3先将活动板2推到最高位置，输液瓶从针头上拔下，然后第一轮齿8与第二轮齿9啮合带动活动板2转动固定角度，下一个输液瓶转动到针头正上方，然后在第一弹簧7的作用下，活动板2向下复位，输液瓶插到针头上，完成一次换瓶动作；所述的针头固定位的一侧设有一个固定在底板1上的竖直向上的定位销27，所述的输液瓶固定位的一侧有一个开设在活动板2上的定位孔28，定位孔28为大端朝下的锥形，当针头插入一个输液瓶内时，定位销27插入该输液瓶一侧的定位孔28中，当活动板2上升到最高位置时，定位销27从定位孔28中拔出；定位销27可确保凸轮3在推动活动板2上升到最高位置前活动板2不会因凸轮3的摩擦力发生转动而扭断针头，也可保证活动板2下降过程中不会转动而使输液瓶和针头错位。
31.还包括一个检测装置，检测装置包括一个开口夹10，开口夹10可夹在输液线上，开口夹10的钳口的其中一侧固定有一个斜向的激光发射器11，另一侧固定有一个可接收激光的光电传感器12，光电传感器12可控制步进电机4的转动；开口夹10夹在输液线上，当输液线内有液体时，激光发射器11发出的激光穿透输液管及输液管中的液体，折射后照射在光电传感器12上，当输液线内没有液体时，由于空气与液体的折射率不同，激光穿透输液管时的折射路径会发生偏移，激光便会从光电传感器12上移开，此时光电传感器12控制步进电机4转动，使活动板2执行换瓶动作。
32.所述的竖轴6为中空结构，主轴的中空内穿有一个竖向的吊杆13，吊杆13的下端伸出竖轴6外且与底板1的下表面固定连接，吊杆13的上端穿透第一压板5并固定在屋顶上。
33.所述的凸轮3左右对称布置有两个，两个凸轮3经一个水平的横轴14固定连接，两个凸轮3分别支撑住活动板2的两侧，保证支撑的稳定性，只有其中一个凸轮3上设有第一轮齿8，可避免两侧啮合卡死；所述的吊杆13上开有避让孔15，所述的竖轴6上开有避让槽16，
横轴14从避让槽16可避让孔15中穿过，避让槽16可避免竖轴6上下移动时和横轴14发生干涉。
34.所述的针头固定位包括一个开设在底板1侧壁上的u型槽17，u型槽17上下通透，u型槽17的两侧壁上各开有一个横槽18，将针头装在u型槽17内时，针头尾部的耳板插入两侧的横槽18内，针头头部从u型槽17中伸至底板1上方，从而实现针头的固定。
35.所述的每个横槽18的上下两侧均贴装有一个弹性的橡胶垫19，橡胶垫19可夹紧针头的耳板，从而使针头固定更牢固。
36.所述的输液瓶固定位包括一个开设在活动板2上的小端朝下的锥形通孔20，锥形通孔20一侧插有一个竖杆21，竖杆21的上端固定有一个水平的第二压板22，竖杆21上开有环形的卡槽23，活动板2上穿有一个垂直与竖杆21的卡销24，卡销24的内端为楔形，卡销24的外端安装有一个第二弹簧25，在第二弹簧25的作用下卡销24的内端伸入卡槽23内，卡销24与卡槽23配合使竖杆21只能向下移动；将输液瓶口朝下插在锥形通孔20内后，将竖杆21下压，直到第二压板22压紧输液瓶瓶底，完成输液瓶的固定，当需要取下输液瓶时，向外拔出卡销24，卡销24内端从卡槽23内退出，向上拔竖杆21即可更换输液瓶。
37.所述的第一压板5的下表面嵌装有多个滚珠26，滚珠26使活动板2可相对第一压板5灵活转动。
38.所述的开口夹10的钳口两侧各安装有一个电磁铁29，两个电磁铁29相互吸引，输液线内没有液体时，光电传感器12会使两个电磁铁29通电从而夹紧输液线，当步进电机4转动一圈完成换瓶动作后，步进电机4和两个电磁铁29同时断电，输液线开启。
39.本发明在使用时，将输液线的针头安装在u型槽17内，针头的朝上且针头尾部的耳板被横槽18内的橡胶垫19夹紧，然后将待输液的输液瓶安装顺序装在输液瓶固定位上，针头插入第一个输液瓶的瓶口内，便开始输液，此时活动板2处于最低位置。
40.当第一瓶液体输完，输液线内的液位下落到开口夹10以下时，开口夹10内的输液线内没有液体，则激光发射器11发出的激光发生偏移，从光电传感器12上移开，则步进电机4和两个电磁阀同时通电，步进电机4驱动凸轮3转动，凸轮3将活动板2从最低位置推动到最高位置，在推程过程中，端面凸轮3与活动板2下表面的第二轮齿9接触，只有向上的驱动力，没有圆周方向的驱动力，直到活动板2被推动到最高位置时，针头已从输液瓶内拔出，定位销27正好从定位孔28中拔出，此时凸轮3上的第一轮齿8与第二轮齿9啮合，凸轮3通过轮齿驱动活动板2转动，下一个输液瓶转动到针头正上方，最后凸轮3开始回程，在第一弹簧7的作用下活动板2下降，针头逐渐插入输液瓶内，定位销27插入定位孔28内，凸轮3转动一圈完成换瓶动作，活动板2回复到最低位置，同时两个电磁铁29断电松开，继续开始输液，如此按顺序进行换瓶。
41.上瓶液体结束阶段进入输液线内的空气会进入输液线中段的储液室内，为了尽量减少每次进入输液线内的空气，将开口夹10尽量夹持在靠近输液瓶的位置。
42.输液完成后，取走输液线和输液瓶即可。
43.使用本发明进行输液时，不需对现有的输液瓶和输液线进行任何改动，能够直接进行推广应用，且本装置没有增加任何重复共用的输液管路、针头等，避免了交叉感染的风险。
44.本发明通过凸轮3和轮齿的有效衔接和配合，可实现拔针、换位、插针的顺序动作
输出，拔针和插针时不会对针头施加径向力掰弯针头或使针头移位，针头始终保持竖直状态，保证每次插针的顺利，且只需一个转动输入即只需一个电机驱动，结构合理紧凑，驱动结构简单，传动链短，稳定可靠且设备成本低。
45.本发明的检测装置，利用液体和空气的折射率的不同，能够准确地检测到液体是否输完，且在换瓶动作期间，能够自动关闭输液线，避免进入过多空气。