專利名稱：自動輸液換瓶機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于醫療機械，尤其涉及一種自動輸液換瓶機。
背景技術：
靜脈輸液是臨床治療中最為常用的方法。由于靜脈輸液操作的流程具有人多、 物多、環節多、持續時間長的特點，又是一項侵入性操作，消除靜脈輸液操作過 程中的隱患具有現實意義。靜脈輸液的流程分為配置液體、輸液器排氣、選擇血 管、靜脈穿剌、控制滴速，以及在輸液完畢后拔除靜脈穿刺。當病人需要多瓶輸 液時，中途還需要更換液體。醫護人員的工作量集中在配置液體和更換液體上， 也是最容易出錯的環節，而人為出錯的風險在臨床護理缺陷中占很大比例。在可 能的條件下，減小人的參預，以機械來代替護士完成某些既簡單又機械的工作， 從而使部分工作自動化，不但可以減輕護士的工作強度，還可以減小出錯率。
目前，已知的自動輸液換瓶裝置的發明或設計采用帶有多個針頭連通管的特 制的莫非氏滴管來適應多瓶輸液的需要，存在使用不方便、實用性差的缺點，尚
無不需要改變現有的普通莫非氏滴管結構的自動輸液換瓶裝置，尤其是一種能模
擬拔針、換瓶、.插針操作的機械裝置。
發明內容
為了克服已有的輸液設備的針頭連通管結構的使用不方便、實用性差的不足， 本實用新型提供一種使用方便、實用性強的自動輸液換瓶機。 本實用新型解決其技術問題所釆用的技術方案是
一種自動輸液換瓶機，包括機架、輸液瓶運動臺板、輸液器針頭運動臺板、 換瓶執行機構和驅動電機，所述輸液器針頭運動臺板位于輸液瓶運動臺板的下方，
所述換瓶執行機構包括槽輪機構、圓柱凸輪機構，所述槽輪機構包括槽輪、槽輪 軸、撥盤和撥銷，在槽輪軸下部安裝槽輪，槽輪軸上部安裝內管，所述內管的頂 端安裝輸液瓶運動臺板，所述圓柱凸輪機構包括圓柱凸輪、凸輪軸和滑塊，所述 凸輪軸與所述驅動電機傳動連接，所述凸輪軸與槽輪軸相互平行，在所述凸輪軸 的下部固定安裝所述撥盤和撥銷，所述撥盤和撥銷與所述槽輪配合，在所述內管 外套裝外管，所述外管底端安裝凸輪半滑塊和導軌半滑塊，所述凸輪半滑塊上固 定安裝凸輪滾子，所述凸輪滾子嵌套在所述圓柱凸輪的滑槽內，所述導軌半滑塊 上的滑條嵌套在垂直布置的導軌內，所述外管上部套裝在直線軸承上，所述導軌、 直線軸承安裝在機架上，所述外管上端安裝輸液器針頭運動臺板，所述輸液器針 頭運動臺板上安裝輸液器針頭夾具，所述輸液器針頭夾具位于輸液瓶運動臺板的 輸液瓶安裝口的正下方。
作為優選的一種方案所述槽輪為將圓弧等分成n份的槽輪，n為自然數， 且nS，所述撥盤端部安裝撥銷，所述撥銷與所述槽輪的輪槽配合，所述輸液瓶 運動臺板上，n個輸液瓶依照圓弧等分成n份間隔布置。
進一歩，所述輸液器針頭運動臺板上安裝瓶口消毒裝置，瓶口消毒裝置由頂 推電磁鐵和噴霧瓶組成，噴霧瓶內盛放消毒液，頂推電磁鐵與噴霧瓶的噴嘴配合。
再進一步，所述輸液器針頭夾具由可取下的活頁式夾具和固定在輸液器針頭 運動臺板上的抽屜式夾具兩部分組成，活頁式夾具的兩片活頁上的階梯狀半圓槽
與普通莫非氏滴管輸液器針頭上的環狀突起配合，并且夾緊輸液器針頭，活頁式 夾具插入抽屜式夾具中。
更進一步，所述輸液瓶運動臺板上安裝輸液瓶夾具，輸液瓶安裝在所述輸液 瓶夾具上，所述輸液瓶夾具為抱箍形式，徑向一端開口，內部階梯孔與塑料輸液 瓶的階梯狀瓶頸配合，輸液瓶夾具底部的鎖柱與輸液瓶運動臺板上的鎖孔鎖合。
在不改變現有的普通莫非氏滴管結構的前提下，以機械方式模擬拔針、換瓶、
插針操作，完成輸液瓶的消毒和更換，具有防空瓶和報警功能，換瓶執行機構結 構緊湊， 一次性安裝輸液瓶，有助于避免護士換錯藥液的發生，有助于減輕護士 的工作量，適用場合和人群廣泛。
本實用新型的有益效果主要表現在使用方便、實用性強。
圖1是自動輸液換瓶機正在輸液時的狀態圖。 圖2是自動輸液換瓶機的整體結構圖。
圖3是自動輸液換瓶機底部機箱內的各零件的裝配關系示意圖。
圖4是輸液瓶、輸液器、噴霧瓶的安裝示意圖。
圖5是活頁式夾具。
圖6是輸液瓶夾具。
圖7是輸液瓶運動臺板零件的主視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。
參照圖1 圖7， 一種自動輸液換瓶機，包括機架1、輸液瓶運動臺板16、輸 液器針頭運動臺板19、換瓶執行機構和驅動電機25，所述輸液器針頭運動臺板 19位于輸液瓶運動臺板16的下方，所述換瓶執行機構包括槽輪機構、圓柱凸輪 機構，所述槽輪機構包括槽輪26、槽輪軸27、撥盤5和撥銷28，在槽輪軸27下 部安裝槽輪26，槽輪軸27上部安裝內管13，所述內管13的頂端安裝輸液瓶運動 臺板16，所述圓柱凸輪機構包括圓柱凸輪6、凸輪軸4和滑塊，所述凸輪軸4與 所述驅動電機25傳動連接，所述凸輪軸4與槽輪軸27相互平行，在所述凸輪軸 4的下部固定安裝所述撥盤5和撥銷28，所述撥盤5和撥銷28與所述槽輪26配 合，在所述內管13外套裝外管7，所述外管7底端安裝凸輪半滑塊23和導軌半 滑塊22，所述凸輪半滑塊23上固定安裝凸輪滾子29，所述凸輪滾子29嵌套在所
述圓柱凸輪6的滑槽內，所述導軌半滑塊22上的滑條嵌套在垂直布置的導軌21 內，所述外管7上部套裝在直線軸承20上，所述導軌21、直線軸承20安裝在機 架上，所述外管7上端安裝輸液器針頭運動臺板19，所述輸液器針頭運動臺板19 上安裝輸液器針頭夾具，所述輸液器針頭夾具位于輸液瓶運動臺板16的輸液瓶安 裝口的正下方。
所述槽輪26為將圓弧等分成n份的槽輪，n為自然數，且論3，所述撥銷28 與所述槽輪26的輪槽配合，所述的輸液瓶運動臺板16上，n個輸液瓶依照圓弧 等分成n份間隔布置。
所述輸液器針頭運動臺板19上安裝瓶口消毒裝置，瓶口消毒裝置由頂推電磁 鐵17和噴霧瓶18組成，噴霧瓶18內盛放消毒液，頂推電磁鐵17與噴霧瓶18 的噴嘴配合。
所述輸液器針頭夾具由可取下的活頁式夾具11和固定在輸液器針頭運動臺 板上的抽屜式夾具12兩部分組成，活頁式夾具的兩片活頁上的階梯狀半圓槽與普 通莫非氏滴管輸液器針頭上的環狀突起配合，并且夾緊輸液器針頭，活頁式夾具 插入抽屜式夾具中。
所述輸液瓶運動臺板上安裝輸液瓶夾具15，輸液瓶安裝在所述輸液瓶夾具15 上，所述輸液瓶夾具15為抱箍形式，徑向一端開口，內部階梯孔與塑料輸液瓶的 階梯狀瓶頸配合，輸液瓶夾具底部的鎖柱37與輸液瓶運動臺板上的鎖孔40鎖合。
在圖2、 3中，安裝面板32背面安裝驅動電機25，驅動電機將轉動通過V帶 傳動副2傳遞到安裝在安裝面板32正面的凸輪軸4。在凸輪軸4上，自下而上分 別安裝帶輪副2、軸承3、撥盤5、圓柱凸輪6、軸承3。撥盤5上安裝撥銷28， 撥盤5和圓柱凸輪6固連。圓柱凸輪6的凸輪曲線由一段高位水平行程、 一段下 降行程、 一段低位水平行程、 一段上升行程順次光滑連接而成，高位水平行程和 低位水平行程之間的垂直距離滿足拔針和換瓶的需要。在安裝面板32正面，與凸
輪軸4平行安裝槽輪軸27。兩軸的軸距由槽輪機構的尺寸確定。在槽輪軸27上， 自下而上分別安裝軸承3、槽輪26、內管13。槽輪機構的輪槽數2 = 4，銷數K二 1。在內管13頂端，自下而上分別安裝輸液瓶運動臺板16、法蘭34，輸液瓶運動 臺板16與內管13通過法蘭34連接。在內管13外套一根內徑比內管外徑略大的 外管7。在外管7底端，自下而上分別安裝軸套24、滑塊。滑塊為對半剖分結構， 分為凸輪半滑塊23和導軌半滑塊22，兩者由螺釘連接，通過套在外管7上的橡 膠襯套30抱在外管7上，以便增大摩擦力，使滑塊與外管7不發生相對位移。凸 輪半滑塊23上安裝凸輪滾子29，在圓柱凸輪6帶動下，凸輪滾子29在圓柱凸輪 6的滑槽內滾動，使滑塊上下移動。導軌半滑塊22背面的滑條，隨滑塊的上下移 動在導軌21中滑動，限制滑塊軸向轉動。在安裝面板32上，對應滑塊運動的上 止點和下止點這兩個極限位置安裝限位開關，當滑塊運動到極限位置時能觸發限 位開關。在外管7頂端，自下而上分別安裝控制盒9、法蘭34、輸液器針頭運動 臺板19。輸液器針頭運動臺板19與外管7通過法蘭34連接。外管7兩端通過軸 套24和法蘭34收口 ，保證外管7能沿內管13平穩地上下滑動，同時外管7外表 面與安裝在安裝面板32正面的直線軸承20配合，為槽輪軸27提供另一支點，并 且進一步保證外管7能平穩地上下滑動。安裝面板32通過螺釘31固定在機架1 上，機架1底部安裝萬向輪33，機架1外部覆蓋機箱外殼36。
在圖2、 4、 5、 6、 7中，輸液瓶運動臺板16上的四個半圓形輸液瓶安裝口 39相互間隔90。均勻分布在外沿上，輸液瓶安裝口 39 —側的鎖孔40能與輸液瓶 夾具15底部的鎖柱37配合。輸液瓶夾具15為抱箍形式，徑向一端開口，內部階 梯孔能與塑料輸液瓶14的階梯狀瓶頸配合，輸液瓶夾具15允許徑向和軸向彈性 擴張，以保證能抱緊塑料輸液瓶14的瓶頸。將輸液瓶夾具15底部的鎖柱37插入 鎖孔后，順時針旋轉輸液瓶夾具15就可以將其固定在輸液瓶運動臺板16上。依 靠輸液瓶夾具15的階梯面和輸液瓶運動臺板16的上表面共同限制塑料輸液瓶14
除軸向轉動外的其他五個自由度，并且夾緊塑料輸液瓶14。輸液器針頭運動臺板 19上安裝輸液器針頭夾具以及瓶口消毒裝置，兩裝置相互間隔90。，分別位于輸 液瓶運動臺板16的兩相鄰輸液瓶安裝口 39的正下方。輸液器針頭夾具由可取下 的活頁式夾具11和固定在輸液器針頭運動臺板19上的抽屜式夾具12兩部分組 成。分別位于活頁式夾具11兩片活頁上的階梯狀半圓槽能與普通莫非氏滴管輸液 器針頭上的環狀突起配合，待分別裝入輸液器導液管8的針頭和輸液器導氣管10 的針頭后，合攏活頁式夾具11就能限制輸液器針頭除軸向轉動外的其他五個自由 度，并且夾緊輸液器針頭。對于導液管和導氣管共用一個針頭的輸液器，只需要 調換與之配對的活頁式夾具11即可。抽屜式夾具12只允許活頁式夾具11從其一 端抽出和插入，限制了活頁式夾具11的全部六個自由度，并且夾緊活頁式夾具 11、限制活頁式夾具ll張開。瓶口消毒裝置由頂推電磁鐵17和噴霧瓶18組成， 噴霧瓶18內盛放消毒液，由噴霧瓶罩35固定在輸液器針頭運動臺板19上。頂推 電磁鐵17通電后壓下噴嘴，對即將插針的輸液瓶口噴曬消毒液。防空瓶裝置9 由兩個相隔一定距離的紅外對射傳感器、輸液鎖止電磁鐵組成，安裝在控制盒9 內。當嵌入期間的輸液器導液管8中出現的空氣柱同時被兩個紅外對射傳感器檢 測到，持續時間小于預設閥值，防空瓶裝置9判斷為需要換瓶；反之，持續時間 大于預設閥值，防空瓶裝置9判斷為需要防空瓶，由控制器啟動輸液鎖止電磁鐵， 夾扁輸液器導液管8，鎖止管內液體流動。當兩個紅外對射傳感器中僅有一個檢 測到空氣柱，防空瓶裝置判斷為正常。控制器包括單片機及其外部電路、鍵盤、 液晶顯示器、蜂鳴器，安裝在控制盒9內。將防空瓶裝置的檢測信號送單片機的 中斷口，單片機監控程序將自動完成輸液瓶狀態識別，并發出相應指令更換輸液 瓶，或輸出防空瓶和報警信號。將限位開關的信號送單片機的中斷口，單片機監 控程序將自動完成輸液器針頭位置識別。鍵盤和液晶顯示器提供人機交互借口 ， 通過鍵盤開關機和調試運行，通過液晶顯示器輸出工作狀態、自檢信息、時鐘信 息。
本實施例的具體工作過程為
安裝輸液瓶和輸液器，輸液瓶按照逆時針方向排列，第一瓶液體位于瓶口消 毒裝置的正上方，將輸液器導液管嵌入防空瓶裝置；開機自檢，進入初始程序， 單片機根據限位開關的信號，判斷輸液器針頭處于拔出狀態，單片機啟動瓶口消 毒裝置，對第一瓶液體的瓶口消毒。至此完成初始程序。
在初始程序結束后，單片機啟動驅動電機，進入正常循環程序。驅動電機帶 動凸輪軸逆時針轉動，撥銷帶動槽輪分度運動，將第一瓶液體換到輸液器針頭正 上方，同時滑塊靜止在下止點，保持與下限位開關接觸，凸輪軸繼續逆時針轉動， 撥銷離開槽輪，槽輪被撥銷鎖止，滑塊由圓柱凸輪帶動上升，離開下限位開關， 輸液器針頭逐漸插入輸液瓶，直到滑塊運動到上止點接觸上限位開關，單片機控 制驅動電機停止，第一瓶輸液開始；當防空瓶裝置判斷第一瓶輸液結束時，單片 機啟動瓶口消毒裝置，對下一瓶液體的瓶口消毒；單片機啟動驅動電機，凸輪軸 逆時針轉動，滑塊由圓柱凸輪帶動下降，離開上限位開關，輸液器針頭逐漸拔出 輸液瓶，滑塊運動到下止點接觸下限位開關，凸輪軸繼續逆時針轉動，撥銷帶動 槽輪分度運動，將下一瓶液體換到輸液器針頭正上方。至此為一個正常循環程序。
當檢測到所有液體全部輸完時，防空瓶裝置啟動，進入結束程序。單片機啟 動輸液鎖止電磁鐵，夾扁輸液器導液管，鎖止管內液體流動，同時啟動蜂鳴器報 警；通過鍵盤關閉報警后，輸液鎖止電磁鐵仍保持啟動狀態，單片機啟動驅動電 機，凸輪軸逆時針轉動，滑塊由圓柱凸輪帶動下降，輸液器針頭逐漸拔出輸液瓶， 滑塊運動到下止點接觸下限位開關，此時輸液器針頭已經完全拔出，單片機控制 驅動電機停止。至此完成結束程序。待護士拔除病人身上的靜脈穿刺后，通過鍵 盤關閉輸液鎖止電磁鐵，輸液器導液管被松幵，即可取下輸液器和輸液瓶。
權利要求1.一種自動輸液換瓶機，其特征在于所述換瓶機包括機架、輸液瓶運動臺板、輸液器針頭運動臺板、換瓶執行機構和驅動電機，所述輸液器針頭運動臺板位于輸液瓶運動臺板的下方，所述換瓶執行機構包括槽輪機構、圓柱凸輪機構，所述槽輪機構包括槽輪、槽輪軸、撥盤和撥銷，在槽輪軸下部安裝槽輪，槽輪軸上部安裝內管，所述內管的頂端安裝輸液瓶運動臺板，所述圓柱凸輪機構包括圓柱凸輪和凸輪軸，所述凸輪軸與所述驅動電機傳動連接，所述凸輪軸與槽輪軸相互平行，在所述凸輪軸的下部固定安裝所述撥盤和撥銷，所述撥盤和撥銷與所述槽輪配合，在所述內管外套裝外管，所述外管底端安裝凸輪半滑塊和導軌半滑塊，所述凸輪半滑塊上固定安裝凸輪滾子，所述凸輪滾子嵌套在所述圓柱凸輪的滑槽內，所述導軌半滑塊上的滑條嵌套在垂直布置的導軌內，所述外管上部套裝在直線軸承上，所述導軌、直線軸承安裝在機架上，所述外管上端安裝輸液器針頭運動臺板，所述輸液器針頭運動臺板上安裝輸液器針頭夾具，所述輸液器針頭夾具位于輸液瓶運動臺板的輸液瓶安裝口的正下方。
2、 如權利要求l所述自動輸液換瓶機，其特征在于所述槽輪為將圓弧等分成n 份的槽輪，n為自然數，且n23，所述撥盤端部安裝撥銷，所述撥銷與所述槽輪 的輪槽配合，所述輸液瓶運動臺板上，n個輸液瓶依照圓弧等分成n份間隔布置。
3、 如權利要求1或2所述自動輸液換瓶機，其特征在于所述輸液器針頭運動臺 板上安裝瓶口消毒裝置，瓶口消毒裝置由頂推電磁鐵和噴霧瓶組成，噴霧瓶內盛 放消毒液，頂推電磁鐵與噴霧瓶的噴嘴配合。
4、 如權利要求1或2所述自動輸液換瓶機，其特征在于所述輸液器針頭夾具由可取下的活頁式夾具和固定在輸液器針頭運動臺板上的抽屜式夾具兩部分組成， 活頁式夾具的兩片活頁上的階梯狀半圓槽與普通莫非氏滴管輸液器針頭上的環狀 突起配合，并且夾緊輸液器針頭，活頁式夾具插入抽屜式夾具中。 5、如權利要求1或2所述自動輸液換瓶機，其特征在于所述輸液瓶運動臺板上 安裝輸液瓶夾具，所述輸液瓶安裝在輸液瓶夾具上，所述輸液瓶夾具為抱箍形式， 徑向一端開口，內部階梯孔與塑料輸液瓶的階梯狀瓶頸配合，輸液瓶夾具底部的 鎖柱與輸液瓶運動臺板上的鎖孔鎖合。
專利摘要一種自動輸液換瓶機，包括機架、輸液瓶運動臺板、輸液器針頭運動臺板、換瓶執行機構和驅動電機，換瓶執行機構包括槽輪機構、圓柱凸輪機構，槽輪機構包括槽輪、槽輪軸、撥盤和撥銷，在槽輪軸下部安裝槽輪，槽輪軸上部安裝內管，內管的頂端安裝輸液瓶運動臺板，圓柱凸輪機構包括圓柱凸輪、凸輪軸和滑塊，凸輪軸與槽輪軸平行，在凸輪軸的下部固定安裝與槽輪配合的撥盤和撥銷，在內管外套裝外管，外管上部套裝在直線軸承上，滑塊由圓柱凸輪帶動在導軌上移動，導軌、直線軸承安裝在機架上，外管上端安裝輸液器針頭運動臺板，輸液針頭運動臺板上安裝輸液器針頭夾具。本實用新型使用方便、實用性強。
文檔編號A61M5/14GK201194965SQ20082008738
公開日2009年2月18日 申請日期2008年5月22日 優先權日2008年5月22日
發明者史偉民, 莊達明 申請人:浙江理工大學