一种压电驱动的精密注射系统技术方案

一种压电驱动的精密注射系统，包括旋转型超声电机（1）、滚珠丝杠轴（2）、滚珠丝杠螺母（3）、工作台（4）、基座（5）和注射器（6），其特征是旋转型超声电机固定在基座一端的安装槽中，工作台安装在基座的导向槽（7）中并与滚珠丝杠螺母固定相连，滚珠丝杠轴的一端与旋转型超声电机的驱动件相连，另一端穿过滚珠丝杠螺母和工作台，工作台的上部设有注射器的推杆（10）的推杆固定槽（8），注射器的推杆插装在所述的推杆固定槽中并随工作台同步移动，注射器的主体固定在基座另一端的凹槽（9）中。本实用新型专利技术具有结构简单、控制精度高、体积小、断电自锁、抗电磁干扰等优点。磁干扰等优点。磁干扰等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种压电驱动的精密注射系统


[0001]本技术涉及一种医疗器械，尤其是一种注射装置，具体地说是一种能精确控制注射量的压电驱动的精密注射系统。

技术介绍

[0002]目前，随着科技的发展，很多领域需要对流体的流量或流速进行精确控制，特别是在新型冠状病毒的背景下，人类发展对于新型医疗设备及公共卫生安全防护方面提出了新的要求，尤其是对于疫苗的迫切需求，如果疫苗能够实现量产，无接触自动接种疫苗是预防传染的有效方法，传统的大多数疫苗还需要人工接种，不利于疫情防控，并且效率低。
[0003]为了实现无接触自动接种或者提高注射药剂的精确度，迫切需要一种自动精密注射系统，需要从注射系统的驱动与控制方面入手，解决如何实现注射器推杆的高精度运动的问题，从而使得药剂可以按照要求精准、均匀、持续地自动注射。截至目前，疫苗药剂大多数都是采用手动推入的方式，无法达到疫苗注射高精度的要求。因此，将旋转型超声电机驱动的精密注射系统应用于此领域后，可以满足疫苗以及各种微量药剂的无接触自动注射要求，对于我国生物医学领域药剂的配制、药液流量与流速的精确控制及疫情防控具有重要应用价值。本系统还可以应用于其它治疗药液的精确给药，尤其是小剂量长时间的精稳给药系统。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对现有的疫苗药剂大多数都是采用手动推入的方式，无法达到疫苗注射高精度要求的问题，设计一种能精确控制给药量的压电驱动的精密注射系统。
[0005]本技术的技术方案是：
[0006]一种压电驱动的精密注射系统，包括旋转型超声电机1、滚珠丝杠轴2、滚珠丝杠螺母3、工作台4、基座5和注射器6，其特征是旋转型超声电机1固定在基座5一端的安装槽中，工作台4安装在基座5的导向槽7中并与滚珠丝杠螺母3固定相连，滚珠丝杠轴2的一端与旋转型超声电机1的驱动件相连，另一端穿过滚珠丝杠螺母3和工作台4，工作台4的上部设有注射器6的推杆10的推杆固定槽8，注射器6的推杆10插装在所述的推杆固定槽8中并随工作台4同步移动，注射器6的主体固定在基座5另一端的凹槽9中，旋转型超声电机1带动滚珠丝杠轴2转动，滚珠丝杠轴2推动滚珠丝杠螺母3和与之相连的工作台4在导向槽7中直线移动，工作台4带动注射器6的推杆10移动从而将注射器6中的注射液推出，实现注射液的精密注射。
[0007]所述的凹槽9中设有用于固定注射器6翼部的插槽11。
[0008]所述的滚珠丝杠轴2穿过工作台4的一端支承在基座5中。
[0009]所述的推杆固定槽8呈T形结构。
[0010]本技术的有益效果：
[0011]本技术利用超声电机的高精度驱动与控制，实现注射器推杆高精度定位，从而提高注射系统的精密度，最大推力可以根据需求设计不同电机尺寸，旋转速度可以实现从0.0001
°
到100
°
/s任意控制，注射剂量取决于注射器量程。
[0012]旋转型超声电机运行过程中，带动工作台推动注射器活塞移动，从而能够将药剂按要求精准、均匀、持续地注入，可以实现无接触自动疫苗注射。
[0013]本技术以旋转型超声电机为驱动源，与传统的电磁电机相比，具有结构简单、控制精度高、体积小、断电自锁、抗电磁干扰等优点，是实现药物精确注射的理想驱动系统，通过设计压电马达驱动的注射器活塞轴，能够实现跨越多个数量级的无级变速和精确稳定的药物注射，尤其是对于大批量、微量药液的精确注射以及人工难以实现的特殊场合，利用该系统能够大幅提高注射精度以及效率。
附图说明
[0014]图1为本技术的立体结构示意图。
[0015]图2是本技术的基座的立体结构示意图。
[0016]图3为本技术的工作台的立体结构示意图。
[0017]图4为本技术超声电机与丝杠和工作台连接后的立体结构示意图。
[0018]图中：1.旋转型超声电机 2.滚珠丝杠轴 3.滚珠丝杠螺母 4.工作台 5.基座 6.注射器。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。
[0020]如图1
‑
4所示。
[0021]一种压电驱动的精密注射系统，包括旋转型超声电机1、滚珠丝杠轴2、滚珠丝杠螺母3、工作台4、基座5和注射器6，如图1所示，旋转型超声电机1固定在基座5一端的安装槽中，工作台4安装在基座5的导向槽7（见图2）中并与滚珠丝杠螺母3固定相连，滚珠丝杠轴2的一端与旋转型超声电机1的驱动件相连，另一端穿过滚珠丝杠螺母3和工作台4并支承在基座5中（图1、4），工作台4的上部设有注射器6的推杆10的T字形推杆固定槽8（图3），注射器6的推杆10插装在所述的推杆固定槽8中并随工作台4同步移动，注射器6的主体固定在基座5另一端的凹槽9（图2）中，所述的凹槽9中设有用于固定注射器6翼部的插槽11，旋转型超声电机1带动滚珠丝杠轴2转动，滚珠丝杠轴2推动滚珠丝杠螺母3和与之相连的工作台4在导向槽7中直线移动，工作台4带动注射器6的推杆10移动从而将注射器6中的注射液推出，实现注射液的精密注射。
[0022]本实例通过控制超声电机的旋转，带动滚珠丝杆转动，从而将超声电机的旋转运动转化为工作台的直线移动，进而通过工作台直线移动带动注射器推杆直线移动，实现注射系统的精密注射。注射量取决于注射器量程，注射速度可以从0.0001
°
到100
°
/s任意控制，最大推力为100N。
[0023]因注射器尺寸不同，注射剂量不同，注射精度要求不同，可以设计不同性能的该类型注射系统，仍属于本技术的注射系统范畴内。
[0024]本技术未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电驱动的精密注射系统，包括旋转型超声电机（1）、滚珠丝杠轴（2）、滚珠丝杠螺母（3）、工作台（4）、基座（5）和注射器（6），其特征是旋转型超声电机（1）固定在基座（5）一端的安装槽中，工作台（4）安装在基座（5）的导向槽（7）中并与滚珠丝杠螺母（3）固定相连，滚珠丝杠轴（2）的一端与旋转型超声电机（1）的驱动件相连，另一端穿过滚珠丝杠螺母（3）和工作台（4），工作台（4）的上部设有注射器（6）的推杆（10）的推杆固定槽（8），注射器（6）的推杆（10）插装在所述的推杆固定槽（8）中并随工作台（4）同步移动，注射器（6）的主体固定在基座（5）另一端的凹槽（9）中...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩林昌，王丰逸，龚禧，黄舒琪，王佳乐，赵盖，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：