電磁蓄能式無針注射器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種電磁蓄能式無針注射器，包括電氣控制裝置和沖擊注射裝置，沖擊注射裝置包括具有內腔的缸筒、固設于缸筒前端的前端蓋、可沿缸筒的前后方向移動地設于缸筒內的沖擊件、固設在缸筒內用于在通電時驅動沖擊件前后移動的電磁驅動裝置，其中通過對沖擊件進行電蓄能，使其蓄能到一定程度后再瞬間擊發，初始加速度大，大幅地縮短了空行程，減小了無針注射器的體積，同時，該無針注射器中電磁驅動裝置可采用直流電，其使用安全電壓，使用更為方便安全。該無針注射器結構簡單，體積小、重量輕，制造成本低，可廣泛地推廣應用。
【專利說明】電磁蓄能式無針注射器
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種電磁蓄能式無針注射器。
[0003]
【背景技術】
[0004]無針注射技術是在進行藥物注射時不借助針頭，液體藥物以超細、高速、直線噴出高壓射流的方式直接進入機體組織，解決了傳統注射由于針頭刺入機體而帶來的一系列問題，如:疼痛、出血、感染、組織損傷、患者心理壓力等；同時，經無針注射的藥物在組織內的分布更為彌散，有利于藥物的吸收，長時間注射皮膚不易起硬結。因此，無針注射技術具有廣闊的應用前景，尤其適用于兒童疫苗接種及糖尿病患者。
[0005]現有技術中，無針注射器大多采用的是電磁驅動式的結構，其主要有兩種，一種是利用電磁鐵鐵芯產生的推力和動能來驅動的，如專利號為ZL 200910153212.2、專利名稱為“電磁力驅動的連續無針注射系統”中國專利文獻公開的結構，或者利用永磁鐵助力和電磁鐵產生的推力和動能來驅動，如專利號為ZL201220354008.4、專利名稱為“一種無針注射器”的中國專利文獻公開的結構；另一種則是利用超磁致伸縮材料的瞬間微量位移進行的基于面積原理的行程放大后進行驅動，如專利號為ZL200620139203.X、專利名稱為“磁致伸縮驅動的無針頭注射 器”中國專利文獻中的結構。
[0006]上述兩種驅動方式中，前一種驅動方式由于初始加速度較小，因此需要一段較長的空行程，而后一種驅動方式則由于擊發時間較短，甚至在毫秒的級別上，所以要實現注射過程所需的做功，勢必造成驅動裝置的功率很大，注射器的體積也趨于龐大，例如基于超磁致伸縮材料的無針注射驅動裝置僅超磁致伸縮材料就大約需要20kg，而超磁致伸縮材料價格昂貴，因此造成無針注射器造價高昂，產品無法推廣使用。
[0007]
【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供一種結構簡單且體積小、重量輕的電磁式蓄能無針注射器。
[0009]為達到上述目的，本發明采用的技術方案是:一種電磁蓄能式無針注射器，包括電氣控制裝置和沖擊注射裝置，所述沖擊注射裝置包括具有內腔的缸筒、固設于所述缸筒前端的前端蓋、可沿前后方向移動地設于所述缸筒內的沖擊件、固設于所述缸筒內用于驅動所述沖擊件前后移動的電磁驅動裝置，所述電磁驅動裝置至少包括磁性可變換的驅動塊，所述沖擊件的后端具有固定的磁極，所述沖擊件的后端與所述驅動塊磁性相接，且所述沖擊件與所述缸筒磁絕緣地設置，所述前端蓋上設有無針安瓿組件，所述無針安瓿組件至少包括可沿前后方向移動的活塞桿，所述沖擊件在所述缸筒中位于所述驅動塊與所述活塞桿之間，所述沖擊件具有蓄能狀態和沖擊狀態，當所述沖擊件處于蓄能狀態時，所述沖擊件靜止，所述沖擊件與所述活塞桿相脫離；當所述沖擊件處于沖擊狀態時，所述沖擊件向前沖擊并驅動所述活塞桿向前移動，所述缸筒上還設有用于切換所述沖擊件工作狀態的控制機構。
[0010]優選地,所述沖擊件包括永磁鐵、固定套設在所述永磁鐵上的絕磁套,所述絕磁套套設在所述永磁鐵的前端與外側周部上。
[0011]優選地，所述電磁驅動裝置還包括固設于所述缸筒內的電磁線圈，所述驅動塊為固定穿設在所述電磁線圈中的鐵芯，所述鐵芯的磁性隨通入所述電磁線圈中電流方向的變化而改變。
[0012]優選地，所述控制機構包括轉動地設于所述缸筒上的棘爪，所述棘爪的一端可轉動地抵擋在所述沖擊件的前端上或與所述沖擊件相脫離。
[0013]優選地，所述棘爪與所述缸筒之間還設有用于驅動所述棘爪旋轉使其抵擋在所述沖擊件前端的彈性件。
[0014]作為一種【具體實施方式】，所述彈性件為設于所述棘爪另一端的彈簧。
[0015]進一步優選地，所述棘爪呈L型。
[0016]進一步優選地，所述缸筒的前端開設有與其內腔相連通的通孔，所述棘爪的端部可轉動地插設所述通孔中。
[0017]進一步優選地，所述缸筒、所述驅動塊、所述沖擊件、所述活塞桿同軸心線設置。
[0018]優選地，當所述沖擊件處于蓄能狀態時，所述沖擊件的前端與所述活塞桿的后端之間存在間距。
[0019]由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:本發明的電磁式蓄能無針注射器，其中通過對沖擊件進行電磁蓄能，使其蓄能到一定程度后再瞬間擊發，初始加速度大，大幅地縮短了空行程，減小了無針注射器的體積，同時，該無針注射器中電磁驅動裝置可采用直流電，其使用安全電壓，使用更為方便安全。該無針注射器結構簡單，體積小、重量輕，制造成本低，可廣泛地推廣應用。
[0020]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]附圖1為本發明的無針注射器處于蓄能狀態下的內部結構示意圖；
附圖2為本發明的無針注射器處于觸發狀態下的內部結構示意圖。
[0022]其中:1、缸筒；11、后端蓋；2、前端蓋；3、電磁驅動裝置；31、鐵芯(驅動塊)；32、電磁線圈；4、沖擊件；41、永磁鐵；42、絕磁套；5、無針安瓿組件；51、活塞桿；52、藥液腔；6、控制機構；61、棘爪；62、彈簧；63、轉軸；7、通孔。
[0023]【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和具體的實施例來對本發明的技術方案作進一步的闡述。
[0025]以下關于方向的描述中，均是按照注射操作時操作者觀察到的方向進行定義的，其中注射端為前，反之為后。 [0026]無針注射器包括電氣控制裝置(圖中未示出)和沖擊注射裝置，參見圖1、圖2所示的為該無針注射器的沖擊注射裝置部分。參見圖1、圖2所示，該沖擊注射裝置包括具有內腔的缸筒1、固設于缸筒I前端部的前端蓋2、可沿缸筒I的前后方向移動地設于缸筒I內的沖擊件4、固設于缸筒I內用于驅動沖擊件4前后移動的電磁驅動裝置3，缸筒I呈前端開口后端封閉的中空狀結構，缸筒I的后部通過后端蓋11封閉。
[0027]電磁驅動裝置3包括固設于缸筒I內的電磁線圈32及固定地穿設在電磁線圈32內的鐵芯31，電磁線圈32通入電流方向改變即可使得鐵芯31前端的磁性發生改變。沖擊件4包括永磁鐵41和固定套設在永磁鐵41上的絕磁套42，絕磁套42套設在永磁鐵41的前端與外側周部上以防止永磁鐵41與缸筒I間產生磁性，永磁鐵41的后端具有固定的磁極并與鐵芯31磁性相接。絕磁套42可采用銅套。當然，若缸筒1、前端蓋2等采用絕磁材料制成，或者缸筒I的內腔側壁鍍設絕磁材料，沖擊件4直接采用永磁鐵41即可。當電磁線圈32通電后，鐵芯31的磁性隨通入電磁線圈32中電流方向的變化而改變，當鐵芯31前端的磁性與永磁鐵41后端的磁性相同時，兩者之間產生排斥力；而當電流方向轉換時，鐵芯31前端的磁性轉換，鐵芯31與永磁鐵41之間產生吸引力。通過上述排斥力與吸引力可驅動沖擊件4在缸筒I內如后移動。
[0028]前端蓋2上設有無針安瓿組件5，該無針安瓿組件5與前端蓋2為可拆卸式連接，這樣可方便在一次注射完成后將其拆卸下來替換。該無針安瓿組件5包括具有藥液腔52的針筒、可沿前后方向移動的活塞桿51，活塞桿51的后部至少有部分通過缸筒I前端的開口而插在缸筒I的內腔中，沖擊件4位于鐵芯31與活塞桿51之間，鐵芯31、沖擊件4及活塞桿51同軸心線設置，當沖擊件4向前沖擊碰觸到活塞桿51時，活塞桿51即向前移動而推擠藥液實現注射。
[0029]無針安瓿組件5安裝在前端蓋2上時，其活塞桿51后部插在缸筒I的內腔中，且活塞桿51后端與沖擊件4的前端應留有適當的距離，這樣在沖擊件4蓄能后轉至沖擊狀態驅動活塞桿51沖擊注射時， 沖擊件4沖擊至與活塞桿51相接觸時已經達到較高的速度，使得活塞桿51初始時便能以較快的速度沖擊，避免注射初始時藥液流出而不能進入患者體內。
[0030]為使得注射時沖擊件4能以較大的沖擊力來沖擊活塞桿51完成注射,沖擊件4具有蓄能狀態和觸發狀態，在蓄能狀態下，沖擊件4處于靜止狀態且與活塞桿51相脫離，電磁驅動裝置3通電后產生的電磁場使得鐵芯31的前端具有與永磁鐵41后端相同的磁極，使得沖擊件4不斷地具有遠離鐵芯31向前移動的趨勢，通過持續地通入電流，可使得沖擊件4不斷地蓄積產生加速向前運動的趨勢；當蓄能到一定程度后，則使得沖擊件4觸發，沖擊件4在觸發狀態下向前移動并沖擊活塞桿51向前移動。
[0031]缸筒I上還設有用于切換沖擊件4工作狀態的控制機構6。參見圖1、圖2所示，本實施例中，該控制機構6包括通過轉軸63轉動地設于缸筒I上的棘爪61，該棘爪61采用L型的結構，缸筒I上開設有與其內腔相連通的通孔7，棘爪61前部的棘爪端可轉動地插入通孔7中并抵觸在沖擊件4的如端，棘爪61的后端與缸筒I之間設有彈黃62,彈黃62應具有較好的剛度，這樣在常態下，在彈簧62產生向外推動棘爪61的彈性力的作用下，棘爪61前部的棘爪端抵擋在沖擊件4的前端上，使得沖擊件4處于蓄能狀態，當蓄能結束后需要注射時，則通過按壓棘爪61后端，克服彈簧62的彈性力使得棘爪61轉動而脫離沖擊件4，沖擊件4則向前沖擊并驅動活塞桿51向前移動而實現注射。
[0032]該無針注射器在使用時，初始狀態下，棘爪61的棘爪端抵擋在沖擊件4的前端，將裝有藥液的無針安瓿組件5安裝至前端蓋2上，通過電氣控制裝置向電磁線圈32通入正向電流，使電磁線圈32內的鐵芯31的前端具有與永磁鐵41后端相同的磁極，鐵芯31與永磁鐵41之間產生排斥力，使得沖擊件4不斷地具有遠離鐵芯31向前移動的趨勢，通過持續地通入電流，可使得沖擊件4不斷地蓄積產生加速向前運動的趨勢，但由于棘爪61的作用，沖擊件4處于靜止狀態，如圖1所示。當電流越來越大時，沖擊件4蓄積的勢能越來越多，此時按動棘爪61后端安裝彈黃62的位直處，棘爪61轉動而脫尚沖擊件4,沖擊件4便以很快的加速度撞擊無針安瓿組件5的活塞桿51，實現藥液的注射，參見圖2所示。注射完成后，則通過電氣控制裝置向電磁線圈32通入反向電流，使電磁線圈32內的鐵芯31的前端具有與永磁鐵41后端相反的磁極，鐵芯31與永磁鐵41之間產生磁性引力，從而使得沖擊件4在缸筒I中向后移動而復位。
[0033]綜上，該無針注射器中由于采用電蓄能瞬間擊發的技術，初始加速度會很大，可以大大縮短空行程，使得無針注射器的沖擊注射裝置部分的體積大幅減小，同時該無針注射器中采用直流電，可使用安全電壓，使用更為方便安全。綜上，該無針注射器結構簡單，體積小、重量輕，制造成本低，可廣泛地推廣應用。
[0034]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所作的等 效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種電磁蓄能式無針注射器，包括電氣控制裝置和沖擊注射裝置，其特征在于:所述沖擊注射裝置包括具有內腔的缸筒、固設于所述缸筒前端的前端蓋、可沿前后方向移動地設于所述缸筒內的沖擊件、固設于所述缸筒內用于驅動所述沖擊件前后移動的電磁驅動裝置，所述電磁驅動裝置至少包括磁性可變換的驅動塊，所述沖擊件的后端具有固定的磁極，所述沖擊件的后端與所述驅動塊磁性相接，且所述沖擊件與所述缸筒磁絕緣地設置，所述前端蓋上設有無針安瓿組件，所述無針安瓿組件至少包括可沿前后方向移動的活塞桿，所述沖擊件在所述缸筒中位于所述驅動塊與所述活塞桿之間，所述沖擊件具有蓄能狀態和沖擊狀態，當所述沖擊件處于蓄能狀態時，所述沖擊件靜止，所述沖擊件與所述活塞桿相脫離；當所述沖擊件處于沖擊狀態時，所述沖擊件向前沖擊并驅動所述活塞桿向前移動，所述缸筒上還設有用于切換所述沖擊件工作狀態的控制機構。
2.根據權利要求1所述的電磁蓄能式無針注射器，其特征在于:所述沖擊件包括永磁鐵、固定套設在所述永磁體上的絕磁套，所述絕磁套套設在所述永磁鐵的前端與外側周部上。
3.根據權利要求1所述的電磁蓄能式無針注射器，其特征在于:所述電磁驅動裝置還包括固設于所述缸筒 內的電磁線圈，所述驅動塊為固定穿設在所述電磁線圈中的鐵芯，所述鐵芯的磁性隨通入所述電磁線圈中電流方向的變化而改變。
4.根據權利要求1所述的電磁蓄能式無針注射器，其特征在于:所述控制機構包括轉動地設于所述缸筒上的棘爪，所述棘爪的一端可轉動地抵擋在所述沖擊件的前端上或與所述沖擊件相脫離。
5.根據權利要求4所述的電磁蓄能式無針注射器，其特征在于:所述棘爪與所述缸筒之間還設有用于驅動所述棘爪旋轉使其抵擋在所述沖擊件前端的彈性件。
6.根據權利要求5所述的電磁蓄能式無針注射器，其特征在于:所述彈性件為設于所述棘爪另一端的彈簧。
7.根據權利要求4或5或6所述的電磁蓄能式無針注射器，其特征在于:所述棘爪呈L型。
8.根據權利要求4所述的電磁蓄能式無針注射器，其特征在于:所述缸筒的前端開設有與其內腔相連通的通孔，所述棘爪的端部可轉動地插設所述通孔中。
9.根據權利要求4所述的電磁蓄能式無針注射器，其特征在于:所述缸筒、所述驅動塊、所述沖擊件、所述活塞桿同軸心線設置。
10.根據權利要求1所述的電磁蓄能式無針注射器，其特征在于:當所述沖擊件處于蓄能狀態時，所述沖擊件的前端與所述活塞桿的后端之間存在間距。
【文檔編號】A61M5/31GK103977482SQ201410203372
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2014年5月14日
【發明者】王明娣, 孫萬平, 竇云霞, 王傳洋 申請人:蘇州大學張家港工業技術研究院