精密注射器泵制造技术

本实用新型专利技术公开了一种由丝杆泵驱动的精密注射器泵，其使用磁电阻传感器和MCU监测导螺杆的转动，并通过电机控制器控制反馈控制导螺杆的转向和速度，从而控制注射器的输液速度。本实用新型专利技术的精密注射器泵具有高灵敏度，高可靠性，低功耗，低成本和方便使用的特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种由丝杆泵驱动的精密注射器泵，其使用磁电阻传感器和MCU监测导螺杆的转动，并通过电机控制器控制反馈控制导螺杆的转向和速度，从而控制注射器的输液速度。本技术的精密注射器泵具有高灵敏度，高可靠性，低功耗，低成本和方便使用的特点。【专利说明】精密注射器泵
本技术涉及一种医疗器械，具体地说，涉及一种输液用注射器泵。
技术介绍
输液泵在临床使用中，允许在一个相对较长的时间里自动地以一个设定的速度从 静脉向病人输入液体药物或营养物，减小了医务人员的工作量，提高了输液的安全性。根据 工作原理的不同，分为不同的输液泵，常用的有容量泵和注射器泵。容量泵可由蠕动泵驱 动；注射器泵可由丝杆泵驱动。电机带动丝杆旋转，将旋转运动化为线性运动，通过与套筒 相连的螺母推动套筒将注射器内的液体注入病人的静脉。注射器泵的输液速度的精确度较 容量泵高，误差大约为± 5%。但在一些临床应用中，像对新生婴儿的静脉注射和用于糖尿病 人的胰岛素注射时，有必要进一步提高注射器泵的输液速度的精确度。在输液过程中，也有 必要知道套筒在注射器中的位置。通常做法是使用步进式电机，也可以用线性或旋转电位 计，或光学解码器来控制输液的速度，这些方法仍存在着精密度低和可靠性差和生产成本 高的问题。
技术实现思路
针对现有注射器泵存在的精度较低、可靠性较差的问题，本技术采用如下的 技术方案： 一种使用注射器的注射器泵，所述的注射器有一针筒和一套筒，注射器泵包括电 机、导螺杆和与所述导螺杆相连的注射器驱动头，所述电机驱动所述导螺杆正时针或逆时 针转动，带动所述注射器驱动头推动所述套筒在所述针筒内移动；还包括 至少一块永磁体，所述的至少一块永磁体位于所述导螺杆上，并随所述导螺杆转 动； 能够感应所述至少一块永磁体产生的磁场的磁电阻传感器； 接收所述磁电阻传感器的信号并根据所述磁电阻传感器的信号反馈控制所述电 机旋转所述导螺杆的转向和速度的MCU。 优选地，所述磁电阻传感器为双轴旋转磁传感器或者两个正交的单轴旋转传感 器。 优选地，所述磁电阻传感器为单轴或双轴线性磁传感器。 优选地，所述磁电阻传感器是Hall，AMR，GMR，或TMR传感器。 优选地，所述至少一块永磁体和所述导螺杆的中心轴线穿过所述磁电阻传感器的 中心。 优选地，所述磁电阻传感器的位于所述的至少一个永磁体的附近。 优选地，所述至少一块永磁体为一体式永磁体或分体式永磁体，呈圆盘形、环形或 方形；所述一体式永磁体或分体式永磁体位于所述的导螺杆上与电机相同的一端或另一 端。 优选地，所述至少一块永磁体为两块，每块所述永磁体有不同的多个磁极，两块所 述永磁体分别位于导螺杆的两端或成串放置于所述导螺杆的同一端。 优选地，所述永磁体沿永磁体直径、对角线被磁化或沿垂直于导螺杆的长轴方向 被磁化，所述永磁体的内部磁化方向与所述导螺杆的长轴方向垂直。 优选地，所述磁电阻传感器的在XY平面的表面面积小于所述永磁体在XY平面覆 盖的面积。 优选地，所述的MCU包括将所述导螺杆的转动速度转换成所述注射器的输液速度 的磁电阻传感器信息管理单元。 优选地，所述的磁电阻传感器信息管理单元包括电机旋转角度计数单元，导螺杆 位置单元和/或套筒位置单元，溶液体积单元和流速单元。 优选地，所述MCU包括比较所述注射器的输液速度与设定的输液速度的比较器， 所述MCU根据比较的结果调整所述导螺杆的转动速度。 优选地，包括电机控制器和警报器，所述MCU通过电机控制器控制所述电机的转 向和转速，所述的警报器与所述的电机控制器相连。 优选地，包括至少一个平行于导螺杆的导向杆，所述注射器驱动头的一端滑动地 连接在所述导向杆上，所述的导螺杆穿过位于注射器驱动头的另一端的带有与螺纹的洞， 所述导向杆固定在基座上，所述导螺杆转动地的固定于所述的基座上。 优选地，所述电机是DC电机或步进电机。 优选地，包括连接所述电机和所述导螺杆的机械传动装置；所述机械传动装置是 至少一个齿轮和减速齿轮或滑轮和传动带。 本技术的丝杆泵驱动的注射器泵，使用了磁电阻传感器和MicroControlUnit (MCU，微控制器）反馈控制输液速度并监视套筒在注射器中的位置，取代了用步进式电机控 制输液速度的方式。步进电机的控制输液速度的精度取决于的相数和拍数，相数和拍数越 多，其精度越高；步进电机在低速时易出现低频振动现象；启动频率过高或负载过大则易 丢步或出现堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲现象。本技术可以使用其它电机 取代步进式电机，也可以与步进式电机一起使用，提高了注射器泵输液速度的精度和可靠 性。由于根据本技术，可以不使用昂贵的步进式电机，而使用普通DC电机，因此降低了 注射器泵的成本。此外，低功耗的磁电阻传感器的应用也会降低注射器泵的功耗，减少充电 的频率，这对通常是由电池供电的注射器泵来说是一个重要的改进，方便了使用。综上，本 技术的精密注射器泵具有高灵敏度，高可靠性，低功耗，低成本和方便使用的特点。 上述说明仅是本技术技术方案的概述。为了能够更清楚地说明本技术的 技术手段，并可依照说明书的内容实施本技术，以下结合实施例并配合附图对本实用 新型进行了详细地说明。本技术的【具体实施方式】由以下实施例详细地给出。 【专利附图】【附图说明】 图1为注射器泵的俯视图； 图2为磁电阻传感器与永磁体的位置关系剖面示意图和永磁体的磁化方向示意 图； 图3为MCU控制原理图； 图4为磁电阻传感器信息管理单元原理图； 图5为转化曲线。 【具体实施方式】 图1是注射器泵2的俯视图。一种能使用注射器4的注射器泵2,包括电机52,导 螺杆22和注射器驱动头18。注射器4有一针筒6和一套筒8。电机52驱动导螺杆22正 时针或逆时针转动，从而带动注射器驱动头18推动套筒8在针筒6内移动；注射器泵2还 包括磁电阻传感器28,至少一块永磁体30和MCU50 ;永磁体30位于导螺杆22上，永磁体30 随导螺杆22转动；磁电阻传感器28能够感应永磁体30产生的磁场；MCU50的输入端与磁 电阻传感器28相连接，输出端与电机52相连接，其接收磁电阻传感器28的信号，并根据该 信号反馈控制电机52旋转导螺杆22的转向和速度。 导螺杆22连接电机52的一端通过轴承21可转动地固定在前基座16A上，另一端 穿过后基座16B上没有螺纹的洞20可转动地固定在后基座16B上。为了能带动注射器驱 动头18,导螺杆22穿过注射器驱动头18上与导螺杆22的外螺纹相匹配的有内螺纹的洞 7。电机52通过可以改变旋转速度的机械传动装置，如一个或多个减速齿轮13,齿轮31，带 动导螺杆22正时针或反时针地在注射器驱动头18上的洞7中转动，从而导螺杆22带动注 射器驱动头18呈直线反复运动。为了降低成本，也可以使用滑轮和传动带取代齿轮31和 减速齿轮13。 起稳定和导向作用的导向杆26则穿过注射器驱动头18上的另一端的没有螺纹的 洞5并平行于导螺杆22设置。启稳定作用的导向杆26可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密注射器泵，其使用注射器，所述的注射器有一针筒和一套筒，包括电机、导螺杆和与所述导螺杆相连的注射器驱动头，所述电机驱动所述导螺杆正时针或逆时针转动，带动所述注射器驱动头推动所述套筒在所述针筒内移动；其特征在于，包括至少一块永磁体，所述的至少一块永磁体位于所述导螺杆上，并随所述导螺杆转动；能够感应所述至少一块永磁体产生的磁场的磁电阻传感器；接收所述磁电阻传感器的信号并根据所述磁电阻传感器的信号反馈控制所述电机旋转所述导螺杆的转向和速度的MCU。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·G·迪克，金玉芹，
申请(专利权)人：江苏多维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32