專利名稱：自動(dòng)微量注射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注射器，尤其是一種安全可控上的微量注射裝置，可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、復(fù)合材料制備、噴涂、潤(rùn)滑、食品加工等微流體精密注入領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)注射器結(jié)構(gòu)細(xì)長(zhǎng)，標(biāo)準(zhǔn)針頭在制造時(shí)已固定到注射器上。使用者必須保證操作時(shí)拇指和食指間較寬的伸展范圍，才能適當(dāng)推動(dòng)注射器柱塞，完成注射動(dòng)作。因此，對(duì)該類傳統(tǒng)注射器的操作受到操作者使用技巧、身體健康狀況和協(xié)調(diào)性的制約，特別對(duì)老人和身體病弱者而言更是難以自行使用。隨著科技的進(jìn)步，藥物注射儀器越來越自動(dòng)化、精密化，傳統(tǒng)的注射器面臨挑戰(zhàn)。如今市場(chǎng)上也出現(xiàn)了諸多自動(dòng)注射儀器、自動(dòng)注射泵、精密注射器等新型注射儀器，此類儀器的出現(xiàn)提高了藥物注射方式的自動(dòng)化程度。但現(xiàn)有藥物注射儀器在安全性、可控性和注射穩(wěn)定性等方面還不夠理想。另外，有研究顯示，活體電穿孔技術(shù)利用電脈沖信號(hào)改變細(xì)胞膜的通透性，有利于藥物進(jìn)入細(xì)胞組織從而極大的提高了受體對(duì)藥物的吸收效果，這項(xiàng)技術(shù)已在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛重視。因此，在提高自動(dòng)注射器性能的同時(shí)加入電刺激裝置，不僅能夠更好的保證注射的安全性，而且還能有效的提高藥物的吸收率。以往分離式操作導(dǎo)致的微量注射和弱電刺激兩者的執(zhí)行間隔長(zhǎng)，影響藥物受體細(xì)胞對(duì)注射藥液的吸收率。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)微量注射裝置，使用更加便攜，采用更為平穩(wěn)、精準(zhǔn)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，并引入考慮到各種安全要素的控制系統(tǒng)，提高了操作實(shí)施過程的精確有效性和安全性。該發(fā)明可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、復(fù)合材料制備、噴涂、潤(rùn)滑、食品加工等微流體精密注入的領(lǐng)域。其中特別針對(duì)生物醫(yī)藥領(lǐng)域，除完成藥物注射功能外，還能對(duì)注射部位的細(xì)胞組織進(jìn)行弱電刺激，以提高細(xì)胞對(duì)作用液體的吸收效率。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種自動(dòng)微量注射裝置，包括容納液體的注射針筒、注射裝置殼體、微量注射模塊、控制模塊和安全模塊，注射裝置殼體包括依次連接的注射裝置前端部殼體、注射裝置主體殼體和注射裝置手持部殼體，注射裝置前端部殼體和注射裝置主體殼體活動(dòng)連接，注射裝置主體殼體和注射裝置手持部殼體組成的裝置內(nèi)腔形成電器元件安裝空間，注射針筒安裝于注射裝置前端部殼體的內(nèi)腔中，具體地，微量注射模塊包括可控高精度的微型電機(jī)和傳動(dòng)部件,微型電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)部件,使傳動(dòng)部件的動(dòng)力輸出端連接的滑塊帶動(dòng)注射針筒的注射器推桿實(shí)現(xiàn)微量注射；控制模塊包括人機(jī)交互子系統(tǒng)和 安裝于裝置內(nèi)腔中的檢測(cè)子系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)單元和控制器，控制器根據(jù)人機(jī)交互子系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果發(fā)出運(yùn)行指令，檢測(cè)子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滑塊的運(yùn)動(dòng)位置，并將滑塊的位置信號(hào)實(shí)時(shí)傳遞給控制器，控制器通過驅(qū)動(dòng)單元控制微型電機(jī)啟動(dòng)和停止，從而控制注射量；安全模塊包括運(yùn)動(dòng)安全單元和結(jié)構(gòu)安全單元，運(yùn)動(dòng)安全單元安裝于裝置內(nèi)腔中，包括壓力傳感器、前后限位部件和限位開關(guān)，壓力傳感器設(shè)置于滑塊表面上，壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滑塊和注射器推桿之間的壓力信號(hào)，并將該壓力信號(hào)反饋至控制器，通過驅(qū)動(dòng)單元控制微型電機(jī)運(yùn)行與停止，前后限位部件通過限制滑塊的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)注射器推桿的直線進(jìn)給位移區(qū)間進(jìn)行控制，限位開關(guān)位于限位部件上，限位開關(guān)向控制器發(fā)送彈性接觸反饋信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)微型電機(jī)運(yùn)行與停止；結(jié)構(gòu)安全單元至少包括啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)按鈕與控制器信號(hào)連接。
作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，本發(fā)明自動(dòng)微量注射裝置還包括電刺激模塊，電刺激模塊包括電極針和安裝于裝置內(nèi)腔中的激勵(lì)源、電激傳導(dǎo)線路，電極針安裝于注射裝置前端部殼體的前端，激勵(lì)源受控制于控制器，在控制器向微型電機(jī)發(fā)出啟動(dòng)指令后，激勵(lì)源接收來自控制器的延時(shí)指令信號(hào)，使激勵(lì)源被觸發(fā)并釋放電刺激脈沖電流，該電刺激脈沖電流通過電激傳導(dǎo)線路傳至電極針，進(jìn)入受體組織，實(shí)現(xiàn)與微量注射短時(shí)間隔的電刺激；當(dāng)限位開關(guān)向控制器發(fā)送彈性接觸反饋信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元接受來自控制器指令，并向激勵(lì)源發(fā)出電刺激中止信號(hào)，控制器根據(jù)壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)控制激勵(lì)源的通斷。作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，檢測(cè)子系統(tǒng)還包括光電編碼器，光電編碼器將微型電機(jī)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度信息轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)并反饋發(fā)送至控制器，并與由人機(jī)交互子系統(tǒng)輸入的預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比后的結(jié)果向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送指令信號(hào)，進(jìn)而控制微型電機(jī)的運(yùn)行與停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)注射量的控制，控制器還根據(jù)對(duì)比后的結(jié)果一并控制激勵(lì)源的通斷，設(shè)置于裝置內(nèi)腔中的PCB板和導(dǎo)線使控制模塊和安全模塊的各電子器件信號(hào)連接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)通信及電傳輸。作為本發(fā)明技術(shù)方案的更進(jìn)一步改進(jìn)，傳動(dòng)部件為雙聯(lián)齒輪及齒條機(jī)構(gòu)、錐齒輪及滾珠絲杠機(jī)構(gòu)或雙聯(lián)齒輪及同步帶機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)部件和滑塊將微型電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)注射器推桿實(shí)現(xiàn)微量注射。作為本發(fā)明技術(shù)方案的更進(jìn)一步的另一種改進(jìn)，人機(jī)交互子系統(tǒng)具有人機(jī)交互界面，通過顯示屏和觸控按鍵對(duì)微量注射模塊的電機(jī)轉(zhuǎn)速、液體流量的參數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，也一并對(duì)電刺激模塊的參數(shù)值進(jìn)行設(shè)定，并實(shí)時(shí)顯示裝置系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)注射過程的負(fù)反饋實(shí)時(shí)控制。作為本發(fā)明技術(shù)方案的再更進(jìn)一步的另一種改進(jìn)，光電編碼器記錄反映當(dāng)前注射器推桿直線行程的微型電機(jī)主軸轉(zhuǎn)過的角度總數(shù)并轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)，在控制器內(nèi)與由人機(jī)交互界面輸入的預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)記錄脈沖數(shù)未達(dá)預(yù)設(shè)值則裝置系統(tǒng)照常運(yùn)行；當(dāng)記錄脈沖數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)值，即為注射器推桿直線位移到達(dá)規(guī)定行程，此時(shí)控制器向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出微型電機(jī)停止運(yùn)行指令信號(hào)，使微型電機(jī)停止運(yùn)行，并同時(shí)向激勵(lì)源發(fā)出電刺激中止指令信號(hào)。作為本發(fā)明技術(shù)方案的再更進(jìn)一步的另一種改進(jìn)，運(yùn)動(dòng)安全單元還包括滑塊的極限位置進(jìn)行限位的鎖定裝置，鎖定裝置上還設(shè)有極限位置開關(guān)，當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)，極限位置開關(guān)向控制器發(fā)送彈性接觸反饋信號(hào)，終止微型電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，一并終止激勵(lì)源的運(yùn)行。作為本發(fā)明技術(shù)方案的再更進(jìn)一步的另一種改進(jìn)，啟動(dòng)按鈕通過兩次觸發(fā)設(shè)置進(jìn)入工作模式。作為本發(fā)明技術(shù)方案的再更進(jìn)一步的另一種改進(jìn)，注射裝置前端部殼體和注射裝置主體殼體之間通過螺紋結(jié)構(gòu)活動(dòng)連接。作為本發(fā)明技術(shù)方案的再更進(jìn)一步的另一種進(jìn)一步改進(jìn)，注射裝置主體殼體上開設(shè)注射裝置透視窗，實(shí)現(xiàn)對(duì)注射針筒中液位的觀察和監(jiān)測(cè)。作為本發(fā)明技術(shù)方案的再更進(jìn)一步的另一種更進(jìn)一步改進(jìn)，裝置內(nèi)腔中靠近內(nèi)壁設(shè)有電磁屏蔽罩，包裹裝置系統(tǒng)的各電氣元件和電路。作為本發(fā)明技術(shù)方案的再更進(jìn)一步的另一種更進(jìn)一步改進(jìn)，結(jié)構(gòu)安全單元還包括安全電源按鈕，安全電源按鈕信號(hào)輸出端與控制器信號(hào)接收端信號(hào)相連，控制安全外接電源為裝置系統(tǒng)供電。作為本發(fā)明技術(shù)方案的再更進(jìn)一步的另一種更進(jìn)一步改進(jìn)，滑塊在傳動(dòng)部件的推動(dòng)下沿著安全模塊導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)，安全模塊導(dǎo)桿引導(dǎo)滑塊的直線運(yùn)動(dòng)，前后限位裝置固定安裝安全模塊導(dǎo)桿上。作為本發(fā)明技術(shù)方案的再更進(jìn)一步的另一種更進(jìn)一步改進(jìn)，微型電機(jī)的輸出軸上固定一個(gè)錐齒輪，錐齒輪與傳動(dòng)部件配合傳遞運(yùn)動(dòng)，光電編碼器的信號(hào)輸入端與傳動(dòng)部件的錐齒輪相配合，紀(jì)錄錐齒輪轉(zhuǎn)過的角度并將其轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)反饋至控制器。本發(fā)明的工作原理簡(jiǎn)述如下
將所需注射的微量液體進(jìn)行適當(dāng)?shù)?、必要的預(yù)處理，如混合、脫泡等，注入注射針筒中；將填充好液體的注射針筒安裝入注射裝置前端部殼體內(nèi)。連接外接好電源，調(diào)試好系統(tǒng)各個(gè)功能模塊，準(zhǔn)備電刺激微量注射。開啟電源按鈕，在人機(jī)交互界面設(shè)置注射模塊的電機(jī)轉(zhuǎn)速、液體流量等工藝參數(shù)，設(shè)置電刺激模塊的電壓值和時(shí)間；按動(dòng)回復(fù)鈕，通過傳感器、限位開關(guān)、控制器和驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)使注射模塊的傳動(dòng)部件回復(fù)到起始位置。確保一切就緒后，兩次觸發(fā)啟動(dòng)該按鈕，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、精確、可控的電刺激微量注射過程。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)
I.本發(fā)明自動(dòng)微量注射裝置結(jié)構(gòu)新穎，攜帶便捷，操作方便。2.采用的新型微電刺激模塊，可突破以往分離式操作導(dǎo)致的微量注射和弱電刺激兩者的執(zhí)行間隔長(zhǎng)的缺陷。3.通過單片機(jī)和軟件程序控制注射動(dòng)作，使注射速度和用量精確可調(diào)，帶有系統(tǒng)反饋。4.設(shè)有包括運(yùn)動(dòng)安全單元、結(jié)構(gòu)安全單元的安全模塊，實(shí)現(xiàn)硬件和軟件的雙重安全控制。5.設(shè)有電磁屏蔽罩，保障控制模塊不受外界環(huán)境干擾，保障正常運(yùn)行。6.友好的人機(jī)界面放寬了使用該裝置對(duì)操作者的專業(yè)技術(shù)水平的要求，易于操作，同時(shí)可直觀反映注射過程的參數(shù)信息。7.本發(fā)明自動(dòng)微量注射裝置可實(shí)現(xiàn)微量且高精度的流體注入，可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、復(fù)合材料制備、噴涂、潤(rùn)滑、食品加工等微流體精密注入的領(lǐng)域。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例一自動(dòng)微量注射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的安全模塊的架構(gòu)及其信號(hào)傳輸關(guān)系圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例二自動(dòng)微量注射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例二安全模塊的架構(gòu)及其信號(hào)傳輸關(guān)系圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例三自動(dòng)微量注射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例三自動(dòng)微量注射裝置的工作原理流程圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例五的人機(jī)交互子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明實(shí)施例七自動(dòng)微量注射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例七安全模塊的架構(gòu)及其信號(hào)傳輸關(guān)系圖。圖10是本發(fā)明實(shí)施例八自動(dòng)微量注射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是本發(fā)明實(shí)施例八安全模塊的架構(gòu)及其信號(hào)傳輸關(guān)系圖。圖12是本發(fā)明實(shí)施例九自動(dòng)微量注射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖13是本發(fā)明實(shí)施例九安全模塊的架構(gòu)及其信號(hào)傳輸關(guān)系圖。圖14是本發(fā)明實(shí)施例十自動(dòng)微量注射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖15是本發(fā)明實(shí)施例十安全模塊的架構(gòu)及其信號(hào)傳輸關(guān)系圖。圖16是本發(fā)明實(shí)施例^^一自動(dòng)微量注射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖17是本發(fā)明實(shí)施例十二自動(dòng)微量注射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖18是本發(fā)明實(shí)施例十四自動(dòng)微量注射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳述如下
實(shí)施例一
參見圖I和圖2，一種自動(dòng)微量注射裝置，包括容納液體的注射針筒I、注射裝置殼體、微量注射模塊100、控制模塊300和安全模塊400，注射裝置殼體包括依次連接的注射裝置前端部殼體2、注射裝置主體殼體3和注射裝置手持部殼體4，注射裝置前端部殼體2和注射裝置主體殼體3活動(dòng)連接，注射裝置主體殼體3和注射裝置手持部殼體4組成的裝置內(nèi)腔形成電器元件安裝空間，注射針筒I安裝于注射裝置前端部殼體2的內(nèi)腔中，其特征在于微量注射模塊100包括可控高精度的微型電機(jī)101和傳動(dòng)部件103，微型電機(jī)101通過驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)部件103，使傳動(dòng)部件103的動(dòng)力輸出端連接的滑塊104帶動(dòng)注射針筒I的注射器推桿105實(shí)現(xiàn)微量注射；控制模塊300包括人機(jī)交互子系統(tǒng)和安裝于裝置內(nèi)腔中的檢測(cè)子系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)單元302和控制器301，控制器301根據(jù)人機(jī)交互子系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果發(fā)出運(yùn)行指令，檢測(cè)子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滑塊104的運(yùn)動(dòng)位置，并將滑塊104的位置信號(hào)實(shí)時(shí)傳遞給控制器301，控制器301通過驅(qū)動(dòng)單元302控制微型電機(jī)101啟動(dòng)和停止，從而控制注射量；安全模塊400包括運(yùn)動(dòng)安全單元5和結(jié)構(gòu)安全單元6，運(yùn)動(dòng)安全單元5安裝于裝置內(nèi)腔中，包括壓力傳感器405、前后限位部件401和限位開關(guān)410，壓力傳感器405設(shè)置于滑塊104表面上，壓力傳感器405實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滑塊104和注射器推桿105之間的壓力信號(hào)，并將該壓力信號(hào)反饋至控制器301，通過驅(qū)動(dòng)單元302控制微型電機(jī)101運(yùn)行與停止，前后限位部件401通過限制滑塊104的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)注射器推桿105的直線進(jìn)給位移區(qū)間進(jìn)行控制，限位開關(guān)410位于限位部件401上，限位開關(guān)410向控制器301發(fā)送彈性接觸反饋信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)單元302實(shí)現(xiàn)微型電機(jī)101運(yùn)行與停止；結(jié)構(gòu)安全單元6至少包括啟動(dòng)按鈕409，啟動(dòng)按鈕409與控制器301信號(hào)連接。在本實(shí)施例中，微量注射模塊100在控制模塊300的控制下完成注射用量精確可控、注射運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定的自動(dòng)注射功能，該模塊中的微型電機(jī)101由控制系統(tǒng)控制，從而實(shí)現(xiàn)帶有反饋且安全可靠的自動(dòng)注射，實(shí)現(xiàn)注射用量精確可控、注射運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定的自動(dòng)注射功能。微量注射模塊100實(shí)現(xiàn)工作介質(zhì)一液體在注射針筒內(nèi)用量高度可控且平穩(wěn)的注射運(yùn)動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)安置于控制模塊300中，使用可視化人機(jī)交互子系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行可編程操作，控制器301根據(jù)人機(jī)交互子系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)發(fā)出運(yùn)行指令，控制器301結(jié)合安全模塊400的反饋信息做出判斷，并通過內(nèi)置的控制器301和驅(qū)動(dòng)單元302等元件實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，即通過驅(qū)動(dòng)單元302實(shí)現(xiàn)微型電機(jī)101運(yùn)行與停止，以完成微量注射的反饋控制過程。安全模塊400中的運(yùn)動(dòng)安全單元保障在注射過程中將系統(tǒng)的運(yùn)行從故障導(dǎo)向安全，結(jié)構(gòu)安全元件的設(shè)置保障操作人員安全。運(yùn)動(dòng)安全單元5的壓力傳感器405將注射器推桿105處的壓力信息反饋到控制系統(tǒng)當(dāng)壓力傳感器405測(cè)定壓力值超越安全值時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)通過控制器301發(fā)送信號(hào)至驅(qū)動(dòng)單元302停止微型電機(jī)101的運(yùn)轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)安全控制；當(dāng)滑塊104達(dá)到運(yùn)動(dòng)行程前后極位時(shí)，通過觸發(fā)限位開關(guān)410獲得急停信號(hào)，經(jīng)由導(dǎo)線傳送至控制器301，以實(shí)現(xiàn)安全控制，保障操作人員、操作對(duì)象及注射裝置的安全。通過運(yùn)動(dòng)安全控制和結(jié)構(gòu)安全控制，實(shí)現(xiàn)微量注射模塊100安全、可靠運(yùn)行。它能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的流體注射及電刺激功能，同時(shí)具有較高的安全性和可控性。自動(dòng)微量注射裝置可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、復(fù)合材料制備、噴涂、潤(rùn)滑、食品加工等微流體精密注入領(lǐng)域?qū)嵤├?
本實(shí)施例與實(shí)施例一的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
參見圖3和圖4，在本實(shí)施例中，自動(dòng)微量注射裝置還包括電刺激模塊200，電刺激模塊200包括電極針202和安裝于裝置內(nèi)腔中的激勵(lì)源203、電激傳導(dǎo)線路204，電極針202安裝于注射裝置前端部殼體2的前端，激勵(lì)源203受控制于控制器301，在控制器301向微型電機(jī)101發(fā)出啟動(dòng)指令后，激勵(lì)源203接收來自控制器301的延時(shí)指令信號(hào)，使激勵(lì)源203被觸發(fā)并釋放電刺激脈沖電流，該電刺激脈沖電流通過電激傳導(dǎo)線路204傳至電極針202，進(jìn)入受體組織，實(shí)現(xiàn)與微量注射短時(shí)間隔的電刺激；當(dāng)限位開關(guān)410向控制器301發(fā)送彈性接觸反饋信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元302接受來自控制器301指令，并向激勵(lì)源203發(fā)出電刺激中止信號(hào)，控制器301根據(jù)壓力傳感器405實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)控制激勵(lì)源203的通斷。在本實(shí)施例中，電刺激模塊200提供電極針202的伴隨微量注射模塊100注射運(yùn)動(dòng)的微電流刺激功能。電極針202通過電激傳導(dǎo)線路204與激勵(lì)源203相連接，從而產(chǎn)生微電流實(shí)現(xiàn)電刺激，電極針202是實(shí)現(xiàn)電刺激的媒介。激勵(lì)源203受到控制模塊300的控制當(dāng)藥物自動(dòng)注射開始后的短時(shí)間內(nèi)，激勵(lì)源203通過激勵(lì)源產(chǎn)生電流，經(jīng)由電激傳導(dǎo)線路204將產(chǎn)生的電脈沖信號(hào)經(jīng)由電極針202傳入受體組織，改變組織細(xì)胞膜的通透性，提高注射過程中細(xì)胞對(duì)藥物的吸收率，以實(shí)現(xiàn)電刺激注射。在本實(shí)施例中，激勵(lì)源203在控制器301發(fā)出運(yùn)行指令后動(dòng)作，產(chǎn)生電脈沖信號(hào)，該指令滯后于微型電機(jī)101運(yùn)行指令。電刺激脈沖通過電激傳導(dǎo)線路204傳至注射裝置前端部殼體2上的電極針202，進(jìn)入受體組織，改變組織細(xì)胞膜的通透性，提高細(xì)胞對(duì)藥物的吸收率。控制器301結(jié)合安全模塊400的反饋信息做出判斷，通過驅(qū)動(dòng)單元302實(shí)現(xiàn)微型電機(jī)101運(yùn)行與停止和激勵(lì)源203的通斷，以完成微量注射和電刺激的反饋控制過程。通過運(yùn)動(dòng)安全控制和結(jié)構(gòu)安全控制，實(shí)現(xiàn)微量注射模塊100和電刺激模塊200安全、可靠運(yùn)行。本實(shí)施例自動(dòng)微量注射裝置具有電刺激功能和高精度流體注射功能，同時(shí)具有較高的安全性和可控性。該自動(dòng)微量注射裝置的使用擺脫操作技能和靈活協(xié)調(diào)性的制約，可讓使用者自行完成安全可控的注射，它可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)的微流體精密注入領(lǐng)域。此夕卜，本實(shí)施例自動(dòng)微量注射裝置可以在使用過程中減小環(huán)境帶來影響，可以實(shí)現(xiàn)一種安全、可靠注射和噴涂，可被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。實(shí)施例三
本實(shí)施例與實(shí)施例二的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
參見圖5和圖6，在本實(shí)施例中，檢測(cè)子系統(tǒng)還包括光電編碼器304，光電編碼器304將微型電機(jī)101的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度信息轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)并反饋發(fā)送至控制器301，并與由人機(jī)交互子系統(tǒng)輸入的預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比后的結(jié)果向驅(qū)動(dòng)單元302發(fā)送指令信號(hào)，進(jìn)而控制微型電機(jī)101的運(yùn)行與停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)注射量的控制，控制器301還根據(jù)對(duì)比后的結(jié)果一并控制激勵(lì)源203的通斷，設(shè)置于裝置內(nèi)腔中的PCB板303和導(dǎo)線305使控制模塊300 和安全模塊400的各電子器件信號(hào)連接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)通信及電傳輸。在本實(shí)施例中，PCB板303可作為布置和聯(lián)接各元器件的載體安裝于電機(jī)容腔下部的PCB板槽中，并通過安置其上元器件的I/O接口實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)相互連接。導(dǎo)線305連接各部分硬件并可合理安置于裝置內(nèi)壁上，以實(shí)現(xiàn)各硬件間的I/O通訊及電路通斷。控制器301根據(jù)人機(jī)交互子系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)發(fā)出運(yùn)行指令，光電編碼器304實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳動(dòng)部件103的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并傳遞信號(hào)給控制器301 ;控制器301結(jié)合安全模塊400的反饋信息做出判斷，通過驅(qū)動(dòng)單元302實(shí)現(xiàn)微型電機(jī)101運(yùn)行與停止和激勵(lì)源203的通斷，以完成微量注射和電刺激的反饋控制過程，并規(guī)劃每次注射用量。本實(shí)施例自動(dòng)微量注射裝置的使用方法
I.將所需注射的微量液體進(jìn)行適當(dāng)?shù)?、必要的預(yù)處理后，注入注射針筒I中。2.將填充好液體的注射針筒I安裝入注射裝置前端部殼體2的內(nèi)腔中。3.連接外接電源，調(diào)試好系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊，準(zhǔn)備電刺激微量注射。4.通過人機(jī)交互子系統(tǒng)設(shè)置微量注射模塊100的微型電機(jī)101轉(zhuǎn)速、液體流量等工藝參數(shù)；設(shè)置電刺激模塊200的電壓值和時(shí)間。5.按動(dòng)回復(fù)按鈕，通過各傳感器、限位開關(guān)、控制器301和驅(qū)動(dòng)單元302的信號(hào)，使微量注射模塊100的傳動(dòng)部件103回復(fù)到起始位置。6.確保一切就緒后，觸發(fā)啟動(dòng)按鈕409，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、精確、可控的電刺激微量注射過程。實(shí)施例四
本實(shí)施例與前述實(shí)施例的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
在本實(shí)施例中，傳動(dòng)部件103為雙聯(lián)齒輪及齒條機(jī)構(gòu)、錐齒輪及滾珠絲杠機(jī)構(gòu)或雙聯(lián)齒輪及同步帶機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)部件103和滑塊104將微型電機(jī)101的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)注射器推桿105實(shí)現(xiàn)微量注射。實(shí)施例五
本實(shí)施例與實(shí)施例三的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
參見圖7，在本實(shí)施例中，人機(jī)交互子系統(tǒng)具有人機(jī)交互界面306，通過顯示屏307和觸控按鍵308對(duì)微量注射模塊100的電機(jī)轉(zhuǎn)速、液體流量的參數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，也一并對(duì)電刺激模塊200的參數(shù)值進(jìn)行設(shè)定，并實(shí)時(shí)顯示裝置系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)注射過程的負(fù)反饋實(shí)時(shí)控制。在本實(shí)施例中，人機(jī)交互界面306可安裝于自動(dòng)微量注射裝置后端，它是本實(shí)施例自動(dòng)微量注射裝置的信息輸入與輸出窗口，通過顯示屏307、觸控按鍵308及軟件設(shè)置微量注射模塊100的電機(jī)轉(zhuǎn)速、液體流量等工藝參數(shù)及電刺激模塊200的電壓值和時(shí)間等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和自動(dòng)控制。人機(jī)交互子系統(tǒng)是本實(shí)施例的信息輸入與輸出窗口，通過顯示屏307、觸控按鍵308及相應(yīng)的交互程序控制微量注射及電刺激系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)指令的運(yùn)行、實(shí)時(shí)顯示，及同步存儲(chǔ)電刺激微量注射系統(tǒng)設(shè)置、運(yùn)行和輸出的各個(gè)參數(shù)及其變化，保證注射過程的負(fù)反饋控制。本實(shí)施例按照實(shí)施例三的圖6的工作流程圖實(shí)現(xiàn)自動(dòng)微量注射裝置的參數(shù)設(shè)定，完成流體微量注射功能和電刺激功能的精確控制；控制模塊300通過人機(jī)交互界面306進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，可設(shè)置微量注射模塊100的電機(jī)轉(zhuǎn)速、液體流量等工藝參數(shù)及電刺激模塊200的電壓值和時(shí)間；控制模塊300通過I/O接口通訊，將信號(hào)送至控制器301再經(jīng)由驅(qū)動(dòng)單元302驅(qū)動(dòng)微型電機(jī)101運(yùn)行；通過微量注射模塊100中高精度可控微型電機(jī)101帶動(dòng)傳動(dòng)部件103和滑塊104組成的高精度傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、精確的直線運(yùn)動(dòng)傳遞，經(jīng)由滑塊104推動(dòng)注射活塞推桿105實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、精確、可控的微量注射運(yùn)動(dòng)；電刺激模塊200通過接收來自控制器301的電機(jī)啟動(dòng)后延時(shí)信號(hào)以觸發(fā)激勵(lì)源203，通過電刺激傳導(dǎo)線路204傳遞至電極針202，以實(shí)現(xiàn)與微量注射短時(shí)間隔的電刺激功能；控制模塊300通過光電編碼器304記錄反映當(dāng)前行程的微型電機(jī)101的主軸旋轉(zhuǎn)角度總數(shù)并轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)，并與控制器301內(nèi)由人機(jī)交互界面306輸入的預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)比，當(dāng)記錄脈沖數(shù)未達(dá)預(yù)設(shè)值則系統(tǒng)照常運(yùn)行；當(dāng)記錄脈沖數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)值即表示到達(dá)規(guī)定行程，此時(shí)控制器301向驅(qū)動(dòng)單元302發(fā)信停止微型電機(jī)101運(yùn)行，同時(shí)向激勵(lì)源203發(fā)信以中止電刺激功能；安全模塊400通過限位裝置401和壓力傳感器405滿足運(yùn)動(dòng)安全控制當(dāng)壓力傳感器405檢測(cè)到的壓力超出程序預(yù)設(shè)值時(shí)，通過控制器301及驅(qū)動(dòng)單元302停止微型電機(jī)101和激勵(lì)源203的運(yùn)行；當(dāng)傳動(dòng)部件103直線運(yùn)動(dòng)的輸出端滑塊104接觸前后限位裝置401的限位開關(guān)410時(shí)，通過控制器301及驅(qū)動(dòng)單元302停止微型電機(jī)101和激勵(lì)源203的運(yùn)行。實(shí)施例六
本實(shí)施例與實(shí)施例五的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
在本實(shí)施例中，光電編碼器304記錄反映當(dāng)前注射器推桿105直線行程的微型電機(jī)101主軸轉(zhuǎn)過的角度總數(shù)并轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)，在控制器301內(nèi)與由人機(jī)交互界面306輸入的預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)記錄脈沖數(shù)未達(dá)預(yù)設(shè)值則裝置系統(tǒng)照常運(yùn)行；當(dāng)記錄脈沖數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)值，即為注射器推桿105直線位移到達(dá)規(guī)定行程，此時(shí)控制器301向驅(qū)動(dòng)單元302發(fā)出微型電機(jī)101停止運(yùn)行指令信號(hào)，使微型電機(jī)101停止運(yùn)行，并同時(shí)向激勵(lì)源203發(fā)出電刺激中止指令信號(hào)。實(shí)施例七
本實(shí)施例與實(shí)施例六的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
參見圖8和圖9，在本實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)安全單元5還包括滑塊104的極限位置進(jìn)行限位的鎖定裝置404，鎖定裝置404上還設(shè)有極限位置開關(guān)411，當(dāng)滑塊104運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)，極限位置開關(guān)411向控制器301發(fā)送彈性接觸反饋信號(hào)，終止微型電機(jī)101的運(yùn)轉(zhuǎn)，一并終止激勵(lì)源203的運(yùn)行。在本實(shí)施例中，當(dāng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)達(dá)到運(yùn)動(dòng)極限位置時(shí)，通過觸發(fā)極限位置開關(guān)411獲得急停信號(hào)，經(jīng)由導(dǎo)線傳送至控制器301，以實(shí)現(xiàn)安全控制。同時(shí)，該鎖定裝置404亦作為物理限位裝置限制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)行程，保障操作人員、操作對(duì)象及注射裝置的安全。安全模塊400通過前后限位裝置401、鎖定裝置404和壓力傳感器405滿足運(yùn)動(dòng)安全控制當(dāng)傳動(dòng)部件103直線運(yùn)動(dòng)的輸出端滑塊104接觸前后限位裝置401或鎖定裝置404的位置開關(guān)410、411時(shí)，通過控制器301及驅(qū)動(dòng)單元302停止微型電機(jī)101和激勵(lì)源203的運(yùn)行。同時(shí)，該鎖定裝置404亦作為物理限位裝置限制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)行程，保障操作人員、操作對(duì)象及注射裝置的安全。實(shí)施例八
本實(shí)施例與實(shí)施例七的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
參見圖10和圖11，在本實(shí)施例中，注射裝置主體殼體3上開設(shè)注射裝置透視窗402，實(shí)現(xiàn)對(duì)注射針筒I中液位的觀察和監(jiān)測(cè)。在本實(shí)施例中，注射裝置透視窗402設(shè)置于自動(dòng)微量注射裝置的兩側(cè)殼體外壁，通過注射裝置透視窗402，便于操作者觀察、監(jiān)測(cè)注射裝置運(yùn)行及注射針筒內(nèi)流體推進(jìn)的過程。實(shí)施例九
本實(shí)施例與實(shí)施例八的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
參見圖12和圖13，在本實(shí)施例中，裝置內(nèi)腔中靠近內(nèi)壁設(shè)有電磁屏蔽罩407，包裹裝置系統(tǒng)的各電氣兀件和電路。在本實(shí)施例中，電磁屏蔽罩407可避免外界電磁信號(hào)對(duì)控制模塊300的干擾，以保障整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。實(shí)施例十
本實(shí)施例與實(shí)施例九的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
參見圖14和圖15，在本實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)安全單元6還包括安全電源按鈕403，安全電源按鈕403信號(hào)輸出端與控制器301信號(hào)接收端信號(hào)相連，控制安全外接電源408為裝置系統(tǒng)供電。在本實(shí)施例中，外置的安全電源408與自動(dòng)微量注射裝置通過導(dǎo)線電連接，該安全電源408電壓設(shè)定可采用小于36V的安全電壓，可在緊急情況下即時(shí)停止注射器的運(yùn)行，保障操作人員、操作對(duì)象及注射裝置的安全。安全電源按鈕403可在緊急情況下按下以停止自動(dòng)微量注射裝置的運(yùn)行，保障操作人員、操作對(duì)象及自動(dòng)微量注射裝置的安全。通過外接安全電源408的電壓限制、安全電源按鈕403的即時(shí)斷電急停功能、啟動(dòng)按鈕409的觸發(fā)啟動(dòng)功能來保障操作人員、操作對(duì)象及注射裝置的安全，避免誤操作，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全控制。實(shí)施例^^一
本實(shí)施例與實(shí)施例十的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
參見圖16，在本實(shí)施例中，滑塊104在傳動(dòng)部件103的推動(dòng)下沿著安全模塊導(dǎo)桿406運(yùn)動(dòng)，安全模塊導(dǎo)桿406引導(dǎo)滑塊104的直線運(yùn)動(dòng)，前后限位裝置401固定安裝安全模塊導(dǎo)桿406上。在本實(shí)施例中，安全模塊導(dǎo)桿406可通過結(jié)構(gòu)裝配與注射裝置本體的殼壁固連，它用于引導(dǎo)滑塊104的直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)用于安置前后限位裝置401，在滑塊104達(dá)到行程極限位置時(shí)實(shí)現(xiàn)安全急停?；瑝K104在傳動(dòng)部件103的推動(dòng)下沿著安全模塊導(dǎo)桿406運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊104與注射器推桿105相接觸，位于滑塊104上 的壓力傳感器405將壓力信息反饋到控制器301，通過控制器301及驅(qū)動(dòng)單元302停止微型電機(jī)101和激勵(lì)源203的運(yùn)行?；瑝K104在傳動(dòng)部件103的推動(dòng)下沿著安全模塊導(dǎo)桿406運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊104與前后限位部件401相接觸，位于前后限位部件401上的限位開關(guān)410動(dòng)作，通過控制器301及驅(qū)動(dòng)單元302停止微型電機(jī)101和激勵(lì)源203的運(yùn)行?；瑝K104在傳動(dòng)部件103的推動(dòng)下沿著安全模塊導(dǎo)桿406運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊104與鎖定裝置404相接觸，位于鎖定裝置404上的極限位置開關(guān)411動(dòng)作，通過控制器301及驅(qū)動(dòng)單元302停止微型電機(jī)101和激勵(lì)源203的運(yùn)行。安全模塊導(dǎo)桿406使滑塊104的直線運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定和精確，方便實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)控制。實(shí)施例十二
本實(shí)施例與實(shí)施例i 的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
參見圖17，在本實(shí)施例中，微型電機(jī)101的輸出軸上固定一個(gè)錐齒輪102，錐齒輪102與傳動(dòng)部件103配合傳遞運(yùn)動(dòng)，光電編碼器304的信號(hào)輸入端與傳動(dòng)部件103的錐齒輪相配合，紀(jì)錄錐齒輪102轉(zhuǎn)過的角度并將其轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)反饋至控制器301。在本實(shí)施例中，微型電機(jī)101可通過聯(lián)軸器與錐齒輪102相連，錐齒輪102的輸出端與傳動(dòng)部件103相配合，安置于自動(dòng)微量注射裝置的容腔內(nèi)，該傳動(dòng)結(jié)構(gòu)將微型電機(jī)101主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成傳動(dòng)部件103的線性運(yùn)動(dòng)，該傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)、精準(zhǔn)的傳遞。微型電機(jī)101可固定于自動(dòng)微量注射裝置的內(nèi)腔下部，微型電機(jī)101的輸出軸上固定一個(gè)錐齒輪102，該錐齒輪102與傳動(dòng)部件103配合，以平穩(wěn)、精確地傳遞運(yùn)動(dòng)。通過微量注射模塊100中高精度可控微型電機(jī)101帶動(dòng)由齒輪102、傳動(dòng)部件103和滑塊104組成的高精度傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、精確的直線運(yùn)動(dòng)傳遞，經(jīng)由滑塊104推動(dòng)注射活塞推桿105實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、精確、可控的微量注射運(yùn)動(dòng)?？刂颇K300通過光電編碼器304記錄反映當(dāng)前行程的傳動(dòng)齒輪102轉(zhuǎn)過的角度總數(shù)并轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)，并與控制器301內(nèi)由人機(jī)交互界面306輸入的預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)比，若記錄脈沖數(shù)未達(dá)預(yù)設(shè)值則系統(tǒng)照常運(yùn)行。實(shí)施例十三
本實(shí)施例與實(shí)施例三 實(shí)施例六的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
在本實(shí)施例中，啟動(dòng)按鈕409通過兩次觸發(fā)設(shè)置進(jìn)入工作模式。在本實(shí)施例中，啟動(dòng)按鈕409設(shè)置于適合手指觸發(fā)的位置，通過導(dǎo)線與控制系統(tǒng)相連。通過兩次觸發(fā)啟動(dòng)按鈕409使注射裝置動(dòng)作，可很大程度上避免誤操作引起的注射裝置運(yùn)行。通過外接安全電源408的電壓限制、安全電源按鈕403的即時(shí)斷電急停功能、啟動(dòng)按鈕409的雙擊觸發(fā)啟動(dòng)功能來保障操作人員、操作對(duì)象及注射裝置的安全，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全控制。微型電機(jī)101在整個(gè)注射過程中，控制模塊300通過壓力傳感器405和位置開關(guān)的信號(hào)反饋和人機(jī)交互界面306的參數(shù)設(shè)定對(duì)其進(jìn)行全程控制，包括行程控制和急停控制，從而實(shí)現(xiàn)安全可控的自動(dòng)注射。實(shí)施例十四
本實(shí)施例與實(shí)施例三 實(shí)施例六的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于
參見圖18，在本實(shí)施例中，注射裝置前端部殼體2和注射裝置主體殼體3之間通過螺紋結(jié)構(gòu)201活動(dòng)連接。在本實(shí)施例中，螺紋結(jié)構(gòu)201使自動(dòng)微量注射裝置得腔體活動(dòng)連接組合，便于拆卸及更換。本實(shí)施例所需注射的微量液體進(jìn)行適當(dāng)?shù)摹⒈匾念A(yù)處理后，注入注射針筒I中，將填充好液體的注射針筒I安裝入注射裝置前端部殼體2，通過螺紋結(jié)構(gòu)201擰緊，與注射器主體配合。注射裝置前端部殼體2作為安置電極針202和部分電激傳導(dǎo)線路的殼體，是獨(dú)立于注射裝置主體的配件部分；此外，注射裝置前端部殼體2和注射裝置主體殼體3兩者的配合端口均設(shè)計(jì)有便于相互裝配的螺紋結(jié)構(gòu)，使得使用者可以快速且頻繁地更換使用完畢或者填裝有不同流體的電極針202的注射裝置。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代 、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不背離本發(fā)明自動(dòng)微量注射裝置的技術(shù)原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)微量注射裝置，包括容納液體的注射針筒(I)、注射裝置殼體、微量注射模塊(100)、控制模塊(300)和安全模塊(400)，所述注射裝置殼體包括依次連接的注射裝置前端部殼體(2)、注射裝置主體殼體(3)和注射裝置手持部殼體(4)，所述注射裝置前端部殼體(2 )和所述注射裝置主體殼體(3 )活動(dòng)連接，所述注射裝置主體殼體(3 )和注射裝置手持部殼體(4)組成的裝置內(nèi)腔形成電器元件安裝空間，所述注射針筒(I)安裝于所述注射裝置前端部殼體(2)的內(nèi)腔中，其特征在于所述微量注射模塊(100)包括可控高精度的微型電機(jī)(101)和傳動(dòng)部件(103)，所述微型電機(jī)(101)通過驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)部件(103)，使所述傳動(dòng)部件(103)的動(dòng)力輸出端連接的滑塊(104)帶動(dòng)所述注射針筒(I)的注射器推桿(105)實(shí)現(xiàn)微量注射； 所述控制模塊(300)包括人機(jī)交互子系統(tǒng)和安裝于所述裝置內(nèi)腔中的所述檢測(cè)子系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)單元(302)和控制器(301)，控制器(301)根據(jù)所述人機(jī)交互子系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果發(fā)出運(yùn)行指令，所述檢測(cè)子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述滑塊(104)的運(yùn)動(dòng)位置，并將所述滑塊(104)的位置信號(hào)實(shí)時(shí)傳遞給所述控制器(301)，所述控制器(301)通過所述驅(qū)動(dòng)單元(302)控制所述微型電機(jī)(101)啟動(dòng)和停止，從而控制注射量； 所述安全模塊(400)包括運(yùn)動(dòng)安全單元(5)和結(jié)構(gòu)安全單元(6)，所述運(yùn)動(dòng)安全單元(5)安裝于所述裝置內(nèi)腔中，包括壓力傳感器(405)、前后限位部件(401)和限位開關(guān)(410)，所述壓力傳感器(405)設(shè)置于所述滑塊(104)表面上，所述壓力傳感器(405)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述滑塊(104)和所述注射器推桿(105)之間的壓力信號(hào)，并將該壓力信號(hào)反饋至所述控制器(301 )，通過所述驅(qū)動(dòng)單元(302)控制所述微型電機(jī)(101)運(yùn)行與停止，所述前后限位部件(401)通過限制所述滑塊(104)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述注射器推桿(105)的直線進(jìn)給位移區(qū)間進(jìn)行控制，所述限位開關(guān)(410)位于限位部件(401)上，所述限位開關(guān)(410)向所述控制器(301)發(fā)送彈性接觸反饋信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)單元(302)實(shí)現(xiàn)微型電機(jī)(101)運(yùn)行與停止；所述結(jié)構(gòu)安全單元(6)至少包括啟動(dòng)按鈕(409)，所述啟動(dòng)按鈕(409)與所述控制器(301)信號(hào)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于其還包括電刺激模塊(200),所述電刺激模塊(200)包括電極針(202)和安裝于所述裝置內(nèi)腔中的激勵(lì)源(203)、電激傳導(dǎo)線路(204)，所述電極針(202)安裝于所述注射裝置前端部殼體(2)的前端，所述激勵(lì)源(203)受控制于所述控制器(301)，在所述控制器(301)向所述微型電機(jī)(101)發(fā)出啟動(dòng)指令后，所述激勵(lì)源(203)接收來自控制器(301)的延時(shí)指令信號(hào)，使所述激勵(lì)源(203)被觸發(fā)并釋放電刺激脈沖電流，該電刺激脈沖電流通過所述電激傳導(dǎo)線路(204)傳至電極針(202)，進(jìn)入受體組織，實(shí)現(xiàn)與微量注射短時(shí)間隔的電刺激；當(dāng)所述限位開關(guān)(410)向所述控制器(301)發(fā)送彈性接觸反饋信號(hào)時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)單元(302)接受來自所述控制器(301)指令，并向激勵(lì)源(203)發(fā)出電刺激中止信號(hào)，所述控制器(301)根據(jù)所述壓力傳感器(405)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)控制所述激勵(lì)源(203)的通斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所述檢測(cè)子系統(tǒng)還包括光電編碼器(304)，所述光電編碼器(304)將所述微型電機(jī)(101)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度信息轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)并反饋發(fā)送至所述控制器(301)，并與由所述人機(jī)交互子系統(tǒng)輸入的預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比后的結(jié)果向驅(qū)動(dòng)單元(302)發(fā)送指令信號(hào)，進(jìn)而控制所述微型電機(jī)(101)的運(yùn)行與停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)注射量的控制，所述控制器(301)還根據(jù)對(duì)比后的結(jié)果一并控制所述激勵(lì)源(203 )的通斷，設(shè)置于所述裝置內(nèi)腔中的PCB板(303 )和導(dǎo)線(305 )使所述控制模塊(300 )和所述安全模塊(400 )的各電子器件信號(hào)連接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)通信及電傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所述傳動(dòng)部件(103)為雙聯(lián)齒輪及齒條機(jī)構(gòu)、錐齒輪及滾珠絲杠機(jī)構(gòu)或雙聯(lián)齒輪及同步帶機(jī)構(gòu)，所述傳動(dòng)部件(103)和滑塊(104)將所述微型電機(jī)(101)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)所述注射器推桿(105)實(shí)現(xiàn)微量注射。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所述人機(jī)交互子系統(tǒng)具有人機(jī)交互界面(306 )，通過顯示屏(307 )和觸控按鍵(308 )對(duì)微量注射模塊(100 )的電機(jī)轉(zhuǎn)速、液體流量的參數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，也一并對(duì)所述電刺激模塊(200)的參數(shù)值進(jìn)行設(shè)定，并實(shí)時(shí)顯示裝置系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)注射過程的負(fù)反饋實(shí)時(shí)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所述光電編碼器(304)記錄反映當(dāng)前所述注射器推桿(105)直線行程的所述微型電機(jī)(101)主軸轉(zhuǎn)過的角度總數(shù)并轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)，在所述控制器(301)內(nèi)與由所述人機(jī)交互界面(306)輸入的預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)t匕，當(dāng)記錄脈沖數(shù)未達(dá)預(yù)設(shè)值則裝置系統(tǒng)照常運(yùn)行；當(dāng)記錄脈沖數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)值，即為所述注射器推桿(105)直線位移到達(dá)規(guī)定行程，此時(shí)所述控制器(301)向所述驅(qū)動(dòng)單元(302)發(fā)出所述微型電機(jī)(101)停止運(yùn)行指令信號(hào)，使所述微型電機(jī)(101)停止運(yùn)行，并同時(shí)向激勵(lì)源(203)發(fā)出電刺激中止指令信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3 6中任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)安全單元(5)還包括所述滑塊(104)的極限位置進(jìn)行限位的鎖定裝置(404)，所述鎖定裝置(404)上還設(shè)有極限位置開關(guān)(411)，當(dāng)所述滑塊(104)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)，所述極限位置開關(guān)(411)向所述控制器(301)發(fā)送彈性接觸反饋信號(hào)，終止所述微型電機(jī)(101)的運(yùn)轉(zhuǎn)，一并終止激勵(lì)源(203)的運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所述注射裝置主體殼體(3)上開設(shè)注射裝置透視窗(402)，實(shí)現(xiàn)對(duì)注射針筒(I)中液位的觀察和監(jiān)測(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所述裝置內(nèi)腔中靠近內(nèi)壁設(shè)有電磁屏蔽罩(407),包裹裝置系統(tǒng)的各電氣兀件和電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所述結(jié)構(gòu)安全單元(6)還包括安全電源按鈕(403)，所述安全電源按鈕(403)信號(hào)輸出端與所述控制器(301)信號(hào)接收端信號(hào)相連，控制安全外接電源(408)為裝置系統(tǒng)供電。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所所述滑塊(104)在傳動(dòng)部件(103)的推動(dòng)下沿著安全模塊導(dǎo)桿(406)運(yùn)動(dòng)，所述安全模塊導(dǎo)桿(406)引導(dǎo)滑塊(104)的直線運(yùn)動(dòng)，所述前后限位裝置(401)固定安裝所述安全模塊導(dǎo)桿(406)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所述微型電機(jī)(101)的輸出軸上固定一個(gè)錐齒輪(102)，所述錐齒輪(102)與所述傳動(dòng)部件(103)配合傳遞運(yùn)動(dòng)，所述光電編碼器(304)的信號(hào)輸入端與所述傳動(dòng)部件(103)的錐齒輪相配合，紀(jì)錄所述錐齒輪(102)轉(zhuǎn)過的角度并將其轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)反饋至所述控制器(301)。
13.根據(jù)權(quán)利要求3 6中任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所述啟動(dòng)按鈕(409)通過兩次觸發(fā)設(shè)置進(jìn)入工作模式。
14.根據(jù)權(quán)利要求3 6中任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)微量注射裝置，其特征在于所述注射裝置前端部殼體(2)和注射裝置主體殼體(3)之間通過螺紋結(jié)構(gòu)(201)活動(dòng)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動(dòng)微量注射裝置，包括容納液體的注射針筒、注射裝置殼體、微量注射模塊、控制模塊和安全模塊，微量注射模塊包括可控高精度的微型電機(jī)和傳動(dòng)部件，微型電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)部件，使傳動(dòng)部件的動(dòng)力輸出端連接的滑塊帶動(dòng)注射針筒的注射器推桿實(shí)現(xiàn)微量注射；控制模塊包括人機(jī)交互子系統(tǒng)和安裝于裝置內(nèi)腔中的檢測(cè)子系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)單元和控制器；安全模塊包括運(yùn)動(dòng)安全單元和結(jié)構(gòu)安全單元，通過驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)微型電機(jī)運(yùn)行與停止，結(jié)構(gòu)安全單元至少包括啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)按鈕與控制器信號(hào)連接。本發(fā)明自動(dòng)微量注射裝置，使用更加便攜和安全，可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、復(fù)合材料制備、噴涂、潤(rùn)滑、食品加工等微流體精密注入的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)A61M5/20GK102614565SQ20121009455
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者張毅成, 張金松, 趙翠蓮, 陳曉君 申請(qǐng)人:上海大學(xué)