智能静脉输液器装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能静脉输液器装置，应用于一次性输液器上，设有滴速控制机构；所述滴速控制机构设有壳体、伺服舵机和偏心轮，所述伺服舵机和所述一次性输液器的一段输液软管均固定在所述壳体上，所述偏心轮安装在所述伺服舵机的转轴上，且所述偏心轮的部分外周面作为工作面，该工作面的周向沿阿基米德螺线延伸，其中，所述阿基米德螺线垂直于所述伺服舵机的转轴轴线，所述阿基米德螺线的极点位于所述伺服舵机的转轴轴线上，并且，所述偏心轮的工作面与所述输液软管固定在壳体上的管段相紧贴。本发明专利技术能够大幅度提高对一次性输液器滴速控制的精度，可实现临床静脉输液速度的准确调控。

【技术实现步骤摘要】
智能静脉输液器装置
本专利技术涉及一种智能静脉输液器装置，属于医疗设备。
技术介绍
目前，医院静脉输液主要是人工控制，由人监控的静脉输液，无法正确调解药液流速，速度过快由于点滴里有钾元素的成分会造成血管刺激，通常刺激会表现为疼痛。但通常输液快慢要看自身身体情况，但输液还是会对血管和心脏，肾脏有刺激。在智能输液领域，主要是在研究以下5个方面的问题：滴速的精确测量；滴速的自动控制；药液剩余量的智能检测；恒温输液；输液信息的及时反馈；下面就这5个方面梳理以下国内外的主要研究、应用方法。在处理滴速测量时，有两种主要的方法：第一，通过光电传感器检测光通过液滴时的衰减来实现液滴计数，从而达到测量的目的。具体又可分为透射式和反射式的检测方法。透射式是检测衰减的透射光强，把光信号转换成电信号通过比较器设定阈值的方式变为高低电平，送入相应的整形电路后实现单片机计数；反射式是检测通过液滴反射回来的反射光转换成电信号后进行电路整形实现计数。光电检测成本小，在大范围内基本能够准确的判断是否有液滴低下，从而实现滴速检测。但是，该方法受杂光影响大，可能会出现漏检或者错检，导致计数错误；第二，通过改变电路的谐振状态来计数。此方式是通过改变电容极板间的介电常数使电容的容值发生改变，从而破坏电路的谐振状态达到计数。此方法能实现较为精确的液滴计数，误差小，但成本高，实现起来较为困难，需要有一定的加工条件。现有的大多数同类产品都是采用透射式光电测量的方式进行输液速度的测量。在滴速控制方面，目前有三种方法，第一，自给动力控制。该种设备不借助重力的作用，液体靠设备内部的气泵推动，可以通过调节气泵的推力大小来调节液体流动的速度。第二，利用步进电机和横杆控制。该种设备控制的主要元件是横杆加竖杆，竖杆固定，有一内螺纹孔，横杆有与之匹配的外螺纹，与步进电机连接，通过步进电机的作用使横杆与竖杆发生相对运动从而挤压输液管实现调节滴速。第三是通过传动装置进行控速，用传动带把小齿轮和大齿轮连接，用大齿轮传动小齿轮实现控速。这些现有的滴速控制方式存在以下不足：第一种方法虽说可实现较为精确的控速，但是制作成本高，操作比较麻烦。而后两种方式由于受电机的角度限制都无法实现线性控速，误差较大。对于药液剩余量的估计,同类产品普遍采用重力传感器的方式来测量，直接把剩余的液体的重量通过换算直接变成剩余量。该现有的药液剩余量估计方式存在以下不足：成本高，实际操作中较为复杂。输液信息的反馈与传递通常都是采用无线传输方式，一般有三种，第一是蓝牙，但由于其传输距离短等弊端已逐步被弃用；第二是WIFI,此方式能够十分方便的实现下位机，上位机与手机端的数据共享，传输速率快，但其安全性差，距离短；第三是用Zigbee无线协议，其功耗小，安全性好，传输距离远，但传输速率较慢，无法实现下位机直接与手机进行数据共享。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种智能静脉输液器装置。解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种智能静脉输液器装置，应用于一次性输液器上，其特征在于：所述智能静脉输液器装置设有滴速控制机构；所述滴速控制机构设有壳体、伺服舵机和偏心轮，所述伺服舵机和所述一次性输液器的一段输液软管均固定在所述壳体上，所述偏心轮安装在所述伺服舵机的转轴上，且所述偏心轮的部分外周面作为工作面，该工作面的周向沿阿基米德螺线延伸，其中，所述阿基米德螺线垂直于所述伺服舵机的转轴轴线，所述阿基米德螺线的极点位于所述伺服舵机的转轴轴线上，并且，所述偏心轮的工作面与所述输液软管固定在壳体上的管段相紧贴。作为本专利技术的优选实施方式：所述的智能静脉输液器装置还设有微处理器系统、用于输入输液信息的输入电路、用于检测滴入所述一次性输液器的滴壶中的液滴的液滴检测电路、舵机驱动电路、显示电路和用于为所述微处理器系统供电的电压转换电路；所述微处理器系统能够分别接收所述输入电路输入的输液信息和所述液滴检测电路检测到每一滴所述液滴滴入所述滴壶中时所产生液滴滴入触发信号，且所述微处理器系统能够通过所述舵机驱动电路控制所述伺服舵机工作；所述显示电路与所述微处理器系统电性连接。作为本专利技术的优选实施方式：所述的微处理器系统统计所接收到的液滴滴入触发信号的数量，并以相同的时间间隔按照以下公式一计算所述一次性输液器的实时滴速：其中，Vi为所述一次性输液器在第i个所述时间间隔的实时滴速，Di为所述微处理器系统在第i个所述时间间隔内所接收到的液滴滴入触发信号的数量，ΔT为每一个所述时间间隔的时长。作为本专利技术的优选实施方式：所述输入电路输入的输液信息包括目标滴速；所述微处理器系统将计算出的每一个所述实时滴速与所述目标滴速进行比较，如果所述实时滴速小于所述目标滴速，则通过所述舵机驱动电路控制所述伺服舵机驱动所述偏心轮正向旋转一个单位角度，以减小所述偏心轮的工作面对所述输液软管固定在壳体上的管段的挤压程度，如果所述实时滴速大于所述目标滴速，则通过所述舵机驱动电路控制所述伺服舵机驱动所述偏心轮反向旋转一个单位角度，以增大所述偏心轮的工作面对所述输液软管固定在壳体上的管段的挤压程度，如果所述实时滴速等于所述目标滴速，则通过所述舵机驱动电路控制所述伺服舵机停止驱动所述偏心轮旋转。作为本专利技术的优选实施方式：所述输入电路输入的输液信息还包括输液容量，所述微处理器系统预设有每一滴滴入所述一次性输液器的滴壶中的液滴的单位体积；所述微处理器系统按照以下公式二和公式三分别计算本次输液在当前时刻的药液剩余量和剩余输液时间，并显示在所述显示电路上：其中，Do表示本次输液在当前时刻的药液剩余量，Dn表示所述本次输液在当前时刻的已输出药液液滴数量，该已输出药液液滴数量Dn等于所述微处理器系统从本次输液开始时刻至当前时刻所接收到的液滴滴入触发信号的数量，S0表示所述输液容量，s′表示所述液滴的单位体积，依据通用规格的一次性输液器的特性，液滴的单位体积s′一般预设为0.05ml；To表示本次输液在当前时刻的剩余输液时间，Vo表示所述目标滴速。作为本专利技术的优选实施方式：所述的智能静脉输液器装置还设有用于对在所述一次性输液器中流过的药液进行加热的加热单元和用于检测所述一次性输液器所在环境温度的温度检测电路，所述微处理器系统能够控制所述加热单元启动加热或停止加热，且所述微处理器系统能够接收所述温度检测电路检测到的实时环境温度，其中，所述加热单元的加热功率为17w；所述微处理器系统在每一次计算所述实时滴速Vi时按照以下公式四计算所述加热单元在当前时刻的工况下所能加热的加热温度能力上限：tmax＝6.1163×t1-0.0187×Vi-0.3125×t12+0.0051×t13-0.0001×Vi2[公式四]其中，tmax表示所述加热温度能力上限，t1表示所述实时环境温度；并且，所述输入电路输入的输液信息还包括最高安全加热温度tsaft，所述微处理器系统将每一次计算得到的所述加热温度能力上限tmax与所述最高安全加热温度tsaft进行比较，如果tmax＞tsaft，则控制所述加热单元停止加热，如果tmax≤tsaft，则控制所述加热单元启动加热。作为本专利技术的优选实施方式：所述的液滴检测电路采用红外光电传感器对滴入所述一次性输液器的滴壶中的液滴进行检测，并采用波形整形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能静脉输液器装置，应用于一次性输液器(1)上，其特征在于：所述智能静脉输液器装置设有滴速控制机构；所述滴速控制机构设有壳体(2)、伺服舵机(3)和偏心轮(4)，所述伺服舵机(3)和所述一次性输液器(1)的一段输液软管(11)均固定在所述壳体(2)上，所述偏心轮(4)安装在所述伺服舵机(3)的转轴(31)上，且所述偏心轮(4)的部分外周面作为工作面(41)，该工作面(41)的周向沿阿基米德螺线延伸，其中，所述阿基米德螺线垂直于所述伺服舵机(3)的转轴(31)轴线，所述阿基米德螺线的极点位于所述伺服舵机(3)的转轴(31)轴线上，并且，所述偏心轮(4)的工作面(41)与所述输液软管(11)固定在壳体(2)上的管段相紧贴。

【技术特征摘要】
1.一种智能静脉输液器装置，应用于一次性输液器(1)上，其特征在于：所述智能静脉输液器装置设有滴速控制机构；所述滴速控制机构设有壳体(2)、伺服舵机(3)和偏心轮(4)，所述伺服舵机(3)和所述一次性输液器(1)的一段输液软管(11)均固定在所述壳体(2)上，所述偏心轮(4)安装在所述伺服舵机(3)的转轴(31)上，且所述偏心轮(4)的部分外周面作为工作面(41)，该工作面(41)的周向沿阿基米德螺线延伸，其中，所述阿基米德螺线垂直于所述伺服舵机(3)的转轴(31)轴线，所述阿基米德螺线的极点位于所述伺服舵机(3)的转轴(31)轴线上，并且，所述偏心轮(4)的工作面(41)与所述输液软管(11)固定在壳体(2)上的管段相紧贴。2.根据权利要求1所述的智能静脉输液器装置，其特征在于：所述的智能静脉输液器装置还设有微处理器系统、用于输入输液信息的输入电路、用于检测滴入所述一次性输液器(1)的滴壶(12)中的液滴的液滴检测电路、舵机驱动电路、显示电路和用于为所述微处理器系统供电的电压转换电路；所述微处理器系统能够分别接收所述输入电路输入的输液信息和所述液滴检测电路检测到每一滴所述液滴滴入所述滴壶(12)中时所产生液滴滴入触发信号，且所述微处理器系统能够通过所述舵机驱动电路控制所述伺服舵机(3)工作；所述显示电路与所述微处理器系统电性连接。3.根据权利要求2所述的智能静脉输液器装置，其特征在于：所述的微处理器系统统计所接收到的液滴滴入触发信号的数量，并以相同的时间间隔按照以下公式一计算所述一次性输液器(1)的实时滴速：其中，Vi为所述一次性输液器(1)在第i个所述时间间隔的实时滴速，Di为所述微处理器系统在第i个所述时间间隔内所接收到的液滴滴入触发信号的数量，ΔT为每一个所述时间间隔的时长。4.根据权利要求3所述的智能静脉输液器装置，其特征在于：所述输入电路输入的输液信息包括目标滴速；所述微处理器系统将计算出的每一个所述实时滴速与所述目标滴速进行比较，如果所述实时滴速小于所述目标滴速，则通过所述舵机驱动电路控制所述伺服舵机(3)驱动所述偏心轮(4)正向旋转一个单位角度，以减小所述偏心轮(4)的工作面(41)对所述输液软管(11)固定在壳体(2)上的管段的挤压程度，如果所述实时滴速大于所述目标滴速，则通过所述舵机驱动电路控制所述伺服舵机(3)驱动所述偏心轮(4)反向旋转一个单位角度，以增大所述偏心轮(4)的工作面(41)对所述输液软管(11)固定在壳体(2)上的管段的挤压程度，如果所述实时滴速等于所述目标滴速，则通过所述舵机驱动电路控制所述伺服舵机(3)停止驱动所述偏心轮(4)旋转。5.根据权利要求4所述的智能静脉输液器装置，其特征在于：所述输入电路输入的输液信息还包括输液容量，所述微处理器系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李喆，张铄，吴新社，李桂香，陈军，历周，温锐，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：发明
国别省市：广东,44