一种压电驱动的药液输送装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种压电驱动的药液输送装置及其控制方法，属于医疗器械领域。从外至内依次设置有基体、注射器、中心件；所述导杆与基体滑动配合；所述驱动杆外表面设置有驱动齿；所述驱动杆配套设置有压电驱动器；所述弹性基板的一端与基体相连，压电驱动器为悬臂梁姿态；所述驱动杆上部配套设置有两个对称分布的止回件；所述压电驱动器在驱动杆的左部构成组A；所述压电驱动器在驱动杆右部构成组B；所述组A和组B中压电驱动器交错驱动获得药液的定量输出。本发明专利技术提出的一种压电驱动的药液输送装置具有结构简单、功耗低、控制方便、稳定性好和工作寿命长的特点和优势，既可以一次性使用也可重复使用。重复使用。重复使用。

【技术实现步骤摘要】
一种压电驱动的药液输送装置及其控制方法


[0001]本专利技术属于医疗器械领域，具体涉及一种压电驱动的药液输送装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]压电驱动具有能量密度高、功耗低、结构简单、易驱动及无电磁干扰等特点，在药液输送装置领域具有广泛的应用前景。现有压电驱动药液输送装置中大都采用压电泵直接泵送或者通过压电泵进行间接驱动，如中国专利技术专利CN202110450923.7提出一种无阀双腔谐振压电驱动式胰岛素泵，通过系统谐振放大驱动器振幅，进而增大泵腔容积的变化率，胰岛素通过压电泵直接泵送；中国专利技术专利CN201910186900.2提出一种串联腔体压电驱动的间接式药物输送泵，通过串联压电泵输送液体介质挤压药物储存器，间接实现药物的输送。药液通过压电泵直接泵送，对泵腔材料要求高且药液会在泵腔内滞留，药物利用率低且压电泵无法重复使用，对环境污染大；而药液通过压电泵间接挤压进行输送，可以避免药液浪费和无法重复使用的弊端，但由于增加了流体介质，环境变化对其精度和稳定性影响很大。

技术实现思路

[0003]针对现有压电驱动药液输送装置的不足，本专利技术提出一种结构简单、功耗低、控制方便、稳定性好和工作寿命长的压电驱动的药液输送装置。
[0004]本专利技术实施例提供了一种压电驱动的药液输送装置及其控制方法，采用以下技术方案：从外至内依次设置有基体、注射器、中心件；所述基体上表面连接有上盖；所述基体下表面连接有下盖；所述注射器安装于基体的右部；所述注射器与基体为可拆卸连接；所述注射器含有注射活塞；所述注射器内部填充有药液，在药液使用完后，可将注射器拆下，重新安装新的注射器；所述基体中部安装有中心件；所述中心件设置有导杆、驱动杆和推杆；所述导杆与基体滑动配合；所述导杆用于中心件的导向，保证中心件垂直上下方向运动；所述导杆配套设置有压缩弹簧；所述压缩弹簧初始状态下具有一定的压缩量，这保证了驱动杆具有垂直向下的力；所述导杆上部设置有卡环；所述卡环的外径大于与导杆外径，这可以使导杆保持与基体的滑动配合并防止导杆的脱落；所述推杆与注射活塞连接；所述注射活塞用于推送药液进行注射；所述驱动杆外表面设置有驱动齿；所述驱动齿设置有避让斜面和受力面；所述驱动杆配套设置有压电驱动器；所述压电驱动器与驱动齿配套使用；所述压电驱动器由压电薄膜和弹性基板粘接而成；所述弹性基板的一端与基体相连，压电驱动器为悬臂梁姿态，这可以加大压电驱动器的位移输出；所述驱动杆上部配套设置有两个对称分布的止回件；所述止回件下表面与基体为可拆卸连接；所述止回件含有弹性卡件；在压缩弹簧的推力作用下，所述弹性卡件中的一个卡在驱动齿的受力面上，另一个则处于不工作状态，位于两个驱动齿之间，在驱动杆向上驱动过程中，不工作的弹性卡件在挤压的作用下，卡入下一个驱动齿的受力面上；所述压电驱动器在驱动杆的左部构成组A；所述压电驱动器在驱动杆右部构
成组B；所述组A和组B中压电驱动器基于驱动杆的中心对称安装；所述组A和组B中压电驱动器的间隔均为2H；所述驱动齿的间隔距离均为2H；所述组A中压电驱动器配套的驱动齿与组B配套的驱动齿之间交错的距离为H，为相邻驱动齿间隔距离的一半，这可以实现组A和组B交叉驱动实现驱动杆的步进运动并杜绝了压电驱动器与驱动齿的碰撞干涉；所述止回件为一对，其基于驱动杆中心对称安装；在压电驱动器完全复位状态时，所述压电驱动器的驱动顶端与驱动杆中心之间的距离为R2，所述驱动齿顶端与驱动杆中心之间的距离为R1，且R1<R2，即驱动齿与压电驱动器之间有一定间隙，这可以防止驱动杆前进过程中，驱动齿与压电驱动器之间发生干涉。
[0005]进一步的，所述第一压电驱动器和第二压电驱动器预弯成一定弧度。
[0006]进一步的，所述压电薄膜的材料为压电陶瓷复合纤维材料，可以加大压电驱动器的预弯弧度，同时压电陶瓷复合纤维材料具有大的位移输出，所以也可加大压电驱动器的位移输出。
[0007]一种压电驱动的药液输送装置分为第一工作状态、第二工作状态、第三工作状态、第四工作状态，本实施例的具体工作过程，叙述如下：第一工作状态：同时也是初始状态，不施加电压信号，组A和组B中压电驱动器保持预定弯曲状态。
[0008]第二工作状态：组A中所有压电驱动器施加与压电薄膜极化方向相同的电压，组A中所有压电驱动器中的压电薄膜收缩，压电驱动器向外拉伸，组中压电驱动器顶端推动驱动齿的受力面向前推进H，驱动杆右侧弹性卡件在推动力作用下卡入下一个驱动齿，实现驱动杆和推杆的一个驱动距离H，进而带动注射活塞推动距离H并获得一定量药液的输出。
[0009]第三工作状态：去除施加在组A压电驱动器的驱动电压，压电驱动器复位，驱动齿设置的避让斜面防止压电驱动器与驱动齿之间在复位过程中发生干涉。
[0010]第四工作状态：组B中所有压电驱动器施加与压电薄膜极化方向相同的电压，组B中所有压电驱动器中的压电薄膜收缩，压电驱动器向外拉伸，组B中压电驱动器顶端推动驱动齿的受力面向前推进H。驱动杆左侧弹性卡件在推动力作用下卡入下一个驱动齿，实现驱动杆和推杆的又一个驱动距离H，进而带动注射活塞推动距离H并获得下一个定量药液的输出。。
[0011]在交变电压信号的驱动下，第一、第二、第三、第四工作状态反复转变，驱动杆带动推杆不断以步进距离H驱动，通过控制步进数量可以实现注射活塞设定的驱动距离，进而获得需求的药液注射。本专利技术提出的药液输送装置可以是一次性使用的，同时也可以循环使用驱动部分。当药液推注完且需要循环使用驱动部分时，需要将中心件复位到初始状态，再更换新的注射器和药液；中心件复位需先将止回件拆下，再将驱动杆退回初始位置，最后再安装回止回件，这就实现了中心件的初始复位。
[0012]本专利技术的特色及优势在于： 1、通过组A和组B压电驱动器进行错位驱动，可获得准确的定量药液输出；2、采用悬臂梁式压电驱动器结合驱动齿进行驱动，系统的稳定性好和工作寿命长；3、采用压电驱动，结构简单、成本低、功耗低、控制方便且不存在电磁干扰。
附图说明
[0013]图1是本专利技术一个较佳实施例中第一工作状态的结构剖面图；
图2是本专利技术一个较佳实施例中第二工作状态的结构剖面图；图3是本专利技术一个较佳实施例中第三工作状态的结构剖面图；图4是本专利技术一个较佳实施例中第四工作状态的结构剖面图；图5是图1中压电驱动器（5）周边的局部放大图；图6是图2中压电驱动器（5）周边的局部放大图；图7是本专利技术一个较佳实施例的驱动信号图。
[0014]其中： 1
‑
基体；2
‑
注射器；21
‑
注射活塞；201
‑
药液；3
‑
上盖；4
‑
止回件；401
‑
弹性卡件；5
‑
压电驱动器；501
‑
压电薄膜；502
‑
弹性基板；6
‑
下盖；7
‑
压缩弹簧；8
‑
中心件；81...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电驱动的药液输送装置，其特征在于：从外至内依次设置有基体、注射器、中心件；所述基体上表面连接有上盖；所述基体下表面连接有下盖；所述注射器安装于基体的右部；所述注射器与基体为可拆卸连接；所述注射器含有注射活塞；所述注射器内部填充有药液；所述基体中部安装有中心件；所述中心件设置有导杆、驱动杆和推杆；所述导杆与基体滑动配合；所述导杆用于中心件的导向，其保证中心件垂直上下方向运动；所述导杆配套设置有压缩弹簧；所述压缩弹簧初始状态下具有一定的压缩量；所述导杆上部设置有卡环；所述卡环的外径大于与导杆外径；所述推杆与注射活塞为可拆卸连接；所述注射活塞用于推送药液进行输送；所述驱动杆外表面设置有驱动齿；所述驱动齿设置有避让斜面和受力面；所述驱动杆配套设置有压电驱动器；所述压电驱动器由压电薄膜和弹性基板粘接而成；所述压电驱动器预弯成一定弧度；所述弹性基板的一端与基体相连，压电驱动器为悬臂梁姿态；所述驱动杆上部配套设置有两个对称分布的止回件；所述止回件下表面与基体为可拆卸连接；所述止回件含有弹性卡件；在压缩弹簧的推力作用下，所述弹性卡件中的一个卡在驱动齿的受力面上，另一个则处于不工作状态，位于两个驱动齿之间；所述压电驱动器在驱动杆的左部构成组A；所述压电驱动器在驱动杆右部构成组B；所述组A和组B中压电驱动器基于驱动杆的中心对称安装；所述组A和组B中相邻压电驱动器的间隔均为2H；所述驱动齿相邻的间隔距离均为2H；所述组A中压电驱动器配套的驱动齿与组B配套的驱动齿之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClA六一M五二零，
申请(专利权)人：江西圣卓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：