本發明屬于醫療器械領域,涉及外置注射器動力設備及其控制方法。
背景技術:
1、目前,在醫藥領域,一般采用注射泵完成藥品的精準定量抽取或注射,現有的注射泵中用于存放、輸出液體的結構為帶有軟管的泵體,相當于是注射器,具體結構可參考cn201821027674.0一種步進電機絲杠推動雙導桿定向柱式注射泵裝置,此泵體屬于注射泵的一部分,更換難度大,適用于反復長期使用,使用安全性不能夠滿足人體注射的要求;人體注射為了避免交叉感染或者職業暴露,需要使用一次性的注射器,因此,目前缺乏一種滿足人體注射要求并且便于更換注射器的注射設備。
技術實現思路
1、本發明的目的在于:提供了外置注射器動力設備及其控制方法,解決了目前缺乏一種滿足人體注射要求并且便于更換注射器的注射設備的問題。
2、一方面,本發明采用的技術方案如下:
3、外置注射器動力設備,包括注射器固定結構及直線運動執行結構,注射器與注射器固定結構可拆卸連接,注射器固定結構及直線運動執行結構沿著注射器的軸向方向順次連接,直線運動執行結構中的直線傳動機構與注射器的活塞芯桿尾部可拆卸連接并且直線運動執行結構中的直線傳動機構推動活塞芯桿在注射器的針筒內做直線往復運動。
4、本發明設計了一種能夠適用于不同注射器的注射器動力設備,采用注射器固定結構夾持需要使用的對應型號的注射器,再通過直線運動執行結構推拉注射器的活塞芯桿,實現注射器的定量抽取或注射;在本發明的注射器固定結構上夾持對應型號的注射器,就能夠直接代替現有的注射泵使用;在不需要進行人體注射時,注射器可采用可重復使用的注射器,例如石英注射器等;在需要進行人體注射時,注射器就采用一次性注射器,注射結束后將在注射器固定結構上更換新的一次性注射器,滿足人體的注射安全要求,避免出現交叉感染或者職業暴露的問題。
5、本發明中注射器固定結構可采用管夾、卡扣、卡盤等結構夾持固定注射器,注射器與管夾、卡扣、卡盤等結構可拆卸連接;管夾、卡扣、卡盤均為現有的結構。
6、本發明中直線運動執行結構包括電機驅動的絲桿、電缸、電動伸縮桿等電驅動的可做直線往復運動的結構,直線運動執行結構的直線傳動機構與注射器的活塞芯桿尾部可拆卸連接,可拆卸連接方式可以是磁性連接或卡接或吸附連接,直線傳動機構為絲桿、電動伸縮桿中的導桿、電缸中的絲桿或滑動導軌,電機驅動的絲桿、電缸、電動伸縮桿的驅動結構一般為電機,電機驅動直線傳動機構實現注射器活塞芯桿的推拉,進而實現注射器的定量抽取或注射。
7、進一步地,所述注射器固定結構包括支撐架,所述支撐架與直線運動執行結構的一端端面連接固定,所述支撐架上安裝有至少一個卡扣,注射器與卡扣卡接。
8、本發明中支撐架對卡扣起到支撐作用,卡扣用于安裝注射器,現有的常用卡扣就是一塊開設有c型卡槽的塑料弧形板,將注射器直接按壓在塑料弧形板的c型卡槽內,利用塑料弧形板的微彈性,實現塑料弧形板與注射器針筒之間的過盈配合,進而塑料弧形板將注射器卡緊;向著遠離塑料弧形板卡槽的一側用力拔出注射器,就能夠實現注射器與塑料弧形板的拆卸。
9、進一步地,所述支撐架上安裝有多個卡扣,所有卡扣沿著注射器的軸向方向順次排列,注射器與所有卡扣卡接。
10、進一步地,所述注射器固定結構包括至少一個與注射器的針筒形狀尺寸均匹配的管夾,注射器夾持在管夾上,管夾通過支撐架與直線運動執行結構的對應位置連接固定。
11、管夾為現有結構,例如雙排螺栓管夾,能夠夾持圓柱形的注射器針筒。
12、進一步地,所述注射器固定結構包括至少一個與注射器的針筒形狀尺寸均匹配的卡盤,注射器穿過卡盤并與卡盤卡接,卡盤通過支撐架與直線運動執行結構的對應位置連接固定。
13、現有技術中的中空的二爪或多爪卡盤能夠用于夾持注射器,使用方便,便于注射器的拆裝。
14、進一步地,所述直線運動執行結構包括內部中空的外殼,注射器固定結構與外殼的前端端面連接固定,外殼的內部安裝有絲桿,所述絲桿為直線運動執行結構的直線傳動機構,絲桿的中心軸與注射器的中心軸平行并且絲桿的一端穿過外殼與注射器的活塞芯桿尾部可拆卸連接,絲桿的另一端安裝有驅動絲桿的電機,電機與外殼的后端連接固定;在電機的驅動下,絲桿帶動注射器的活塞芯桿在注射器的針筒內做直線往復運動。
15、本發明中外殼為直線運動執行結構的支撐結構,注射器固定結構與外殼連接固定,在電機的驅動下,絲桿帶動注射器的活塞芯桿在注射器的針筒內做直線往復運動,完成注射器的定量抽取或注射。
16、進一步地,所述絲桿的一端上安裝有卡塊,卡塊上設置有與注射器的活塞芯桿尾部形狀匹配的卡槽,所述絲桿通過卡塊與注射器的活塞芯桿尾部可拆卸連接。
17、本發明中的卡塊類似于前述的卡扣結構,只是卡塊開設的卡槽與活塞芯桿尾部形狀匹配,本發明中的卡塊一般與前述的卡扣配合使用,兩者的槽口位于同一側,直接將注射器向著卡塊、卡扣的卡槽內按壓,就能夠實現注射器的針筒與注射器固定結構的連接固定及注射器的活塞芯桿尾部與絲桿的連接固定。
18、進一步地,所述直線運動執行結構為微型伺服電缸,所述微型伺服電缸的直線傳動機構與注射器的活塞芯桿尾部可拆卸連接,微型伺服電缸通過直線傳動機構推動活塞芯桿在注射器的針筒內做直線往復運動;所述直線傳動機構包括梯形絲桿、滾珠絲桿、滾柱絲桿、中的一種。
19、進一步地,所述直線運動執行結構為電動伸縮桿,所述電動伸縮桿的導桿為直線運動執行結構的直線傳動機構,所述電動伸縮桿的導桿與注射器的活塞芯桿尾部可拆卸連接。
20、進一步地,所述直線運動執行結構中的直線傳動機構與注射器的活塞芯桿尾部通過吸附連接或卡接或磁性連接實現兩者可拆卸連接。
21、吸附連接,是在直線傳動機構上安裝吸盤,直線傳動機構通過吸盤吸附在注射器的活塞芯桿尾部實現直線傳動機構與注射器的活塞芯桿尾部的可拆卸連接,吸盤可以是橡膠吸盤也可以是電磁吸盤,若是采用電磁吸盤,就需要在活塞芯桿尾部加裝能夠被電磁吸盤吸附的鐵片等結構;卡接就包括通過管夾、卡扣、卡槽、卡盤等夾持固定;通過在直線傳動機構與注射器的活塞芯桿尾部分別安裝相互吸引的磁鐵實現直線傳動機構與注射器的活塞芯桿尾部的磁性連接。
22、第二方面,本技術提供了一種外置注射器動力設備的控制方法,所述外置注射器動力設備設于機械臂上,在支撐架的外側設有用于監測注射器的運行狀態的攝像頭,所述方法包括:所述外置注射器動力設備設于機械臂上,在支撐架的下方設有用于監測注射器的運行狀態的攝像頭,所述方法包括:
23、在獲取到開始執行指令后,外置注射器動力設備在機械臂的帶動下,通過電機帶動注射器執行多次生理鹽水排空往復操作,以充分濕潤注射器的內壁,并在生理鹽水排空往復操作完成后,此時注射器處于最小行程位,外置注射器動力設備在機械臂的帶動下執行吸液操作,所述吸液操作為電機基于預設脈沖數進行旋轉進而使注射器內吸取預定量的藥劑的操作,并在吸液完成后通過攝像頭檢測注射器的注射端部和底部對應的氣泡數量和面積,并基于所述氣泡數量和面積計算得到冗余計量;
24、基于所述冗余計量和目標計量計算得到注射器的實際吸取量,并基于實際吸取量和絲桿的導程修正電機的預設脈沖數,進而得到實際脈沖數;
25、其次,在執行吸液操作期間,通過攝像頭實時監測注射器的推進度與電機的吸液旋轉量的匹配程度,并在所述匹配程度小于第一閾值的情況下,發送第一修正指令,以使操作人員人為校正注射器的推進度與電機的吸液旋轉量之間的匹配度;
26、其中,通過攝像頭檢測注射器的注射端部和底部對應的氣泡數量和面積,并基于所述氣泡數量和面積計算得到冗余計量,包括:
27、基于形狀類的圖像特征提取算法截取第一待檢圖樣中表征注射器的注射端部位和底部的局部圖樣,并通過預設的局部拉伸參數對局部圖樣進行拉伸,進而得到拉伸圖樣,所述局部拉伸參數為通過試驗得到將注射器的弧面外壁變更為等效平面圖的圖像拉伸形變參數,所述第一待檢圖樣為攝像頭拍攝的圖樣;
28、將拉伸圖樣轉變為灰度圖并基于形狀類的圖像特征提取算法截取出多個用于表征氣泡的灰線圓形輪廓,并基于每個氣泡對應的灰線圓形輪廓計算每個其最長直徑和最短半徑,并基于最長直徑和最短半徑計算每個氣泡的截面面積,進而得到每個氣泡對應的體積;
29、基于多個氣泡的體積和增量系數計算得到第一待檢圖樣對應的冗余計量。
30、綜上所述,由于采用了上述技術方案,本發明的有益效果是:
31、1.外置注射器動力設備用注射器固定結構夾持需要使用的對應型號的注射器,再通過直線運動執行結構推拉注射器的活塞芯桿,實現注射器的定量抽取或注射;在本發明的注射器固定結構上夾持對應型號的注射器,就能夠直接代替現有的注射泵使用;在需要進行人體注射時,注射器就采用一次性注射器,注射結束后將在注射器固定結構上更換新的一次性注射器,滿足人體的注射安全要求,避免出現交叉感染或者職業暴露的問題。
32、2.本發明中注射器固定結構可采用管夾、卡扣、卡盤等結構夾持固定注射器,注射器與管夾、卡扣、卡盤等結構可拆卸連接;直線運動執行結構包括電機驅動的絲桿、電缸、電動伸縮桿等電驅動的可做直線往復運動的結構,注射器固定結構及直線運動執行結構可以采用多種結構,選擇范圍廣,適用于多種使用環境。