專利名稱：一種便攜靜脈輸液控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種醫(yī)用輔助設備，具體涉及一種用于靜脈輸液時進行輸液速度控制、監(jiān)測以及報警的控制器。
背景技術：
傳統(tǒng)的靜脈輸液方式為有人值守,輸液時需要病人自己、病人家屬實時關注當前輸液狀態(tài)，或者由護士不斷巡視，不僅浪費大量人力，病人也得不到很好的休息，同時，又增加了醫(yī)護人員的工作強度，盡管如此，仍然避免不了在輸液過程中由于護理不及時所造成的醫(yī)療失誤。為改善目前這種醫(yī)療狀況，國內某些醫(yī)院使用的是一種輸液泵。但是輸液泵價格昂貴，普通醫(yī)院特別是基層醫(yī)院無法負擔，而且輸液泵操作復雜、體積龐大，醫(yī)護人員需要經過培訓才能操作這種設備，導致了這種設備不能得到廣泛應用。中國專利申請201110040158.8公開了一種“外嵌入式光電檢測點滴輸液控制器”，該專利是一種可以直接夾在輸液滴斗上的微型一體化靜脈輸液控制器，包括外殼、測速傳感器、微處理單元和電池，測速傳感器和微處理單元相連接，微處理單元和電池連接，外殼由左殼體和右殼體相向夾合而成，測速傳感器、微處理單兀和電池設在左殼體或右殼體內，左殼體和右殼體的夾合側對應設有與莫菲氏滴管下部凸起相對應的凹體，左殼體和右殼體通過所述凹體與凸起的配合而夾合?？勺詣颖O(jiān)控輸液狀態(tài)，對輸液速度偏離指定值，能報警，提示護理人員操作。目前檢測方法上的缺陷:1、操作復雜，外殼分左殼體和右殼體兩部分，并且外掛關閉器，使用起來不方便。2、不能實現(xiàn)輸液速度調控，只能實現(xiàn)導通或關斷功能，對輸液速度偏離指定值只能實現(xiàn)報警，容易誤操作。3、不能顯示輸液速度和狀態(tài)，病人或醫(yī)護人員無法得知實時輸液效果。4、執(zhí)行機構需要專門的驅動電路，節(jié)電效果不好。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種具有監(jiān)測輸液速度、精確控制輸液速度以及終止輸液后關斷輸液管防止回血和音樂報警的功能的便攜靜脈輸液控制器。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:便攜靜脈輸液控制器，包括檢測部分、人機交互部分、執(zhí)行機構部分，檢測部分由紅外光電對管(7)和信號轉換電路組成，完成液滴檢測功能；人機交互部分包括擋位按鍵
(13)、( 15)、(17)、開關按鍵(18)、擋位燈(12)、(14)、(16)、狀態(tài)燈(19)、LCD 液晶(2)和夕卜圍電路，用于完成用戶與控制器之間的交互；執(zhí)行機構包括舵機和蜂鳴器，用于完成輸液速度控制和輸液終止報警。檢測部分的紅外發(fā)射管(Dl)的正端接第一電阻(R1)，負端接地；紅外接收管(D2)的正端接第二電阻(R2)，負端接地；第一電阻、第二電阻的另一端與正電壓相連；紅外接收管的正端還與電壓比較器的負極輸入連接，電壓比較器的正極輸入電壓Vref為IV，輸出INT端與CPU中斷引腳相連。人機交互部分包括第一擋位按鍵(K1)、第二擋位按鍵(K2)、第三擋位按鍵(K3)的一端與CPU的通用引腳相連，另一端接地；開關按鍵(K4)的一端與CPU中斷引腳相連，另一端接地；第一擋位燈(D3)、第二擋位燈(D4)、第三擋位燈(D5)和狀態(tài)燈(D6)的一端與CPU通用引腳相連，另一端連接第三電阻(R3)，第三電阻的另一端接地；LCD液晶的信號端直接與CPU通用引腳相連，供電端接正極，接地端接地。執(zhí)行機構部分包括舵機(Ml)的信號端與CPU通用引腳相連，供電端接正極，接地端接地；三極管Tl的基極接與第四電阻(R4)相連，第四電阻的另一端與CPU通用引腳相連，集電極接正極，發(fā)射極接蜂鳴器(BI)的正極，蜂鳴器的負極接地。紅外光電對管及信號轉換電路在液滴對紅外光產生折射反射現(xiàn)象時，紅外光路產生導通與中斷，從而中斷信號INT輸入CPU，實現(xiàn)測量液滴滴速的功能。舵機包括在便攜靜脈輸液控制器的殼體上設置的輸液管槽，輸液管槽的一側設有輸液管擋板(20)，另一側設有凸輪(22)，通過舵機調節(jié)凸輪(22)的轉角，擠壓輸液管(3)來調節(jié)輸液管(3)流通管徑，實現(xiàn)對輸液速度和輸液終止過程的控制。本實用新型的有益效果:1、本實用新型操作簡單，采用一體化設計，電氣控制組件與機械結構組件于一體，便攜，方便醫(yī)護人員在輸液環(huán)節(jié)進行操作。2、本實用新型能實現(xiàn)輸液速度調控，病人或醫(yī)護人員只須對相應擋位按鍵進行操作即可，控制器能自動調節(jié)輸液速度至指定范圍；輸液終止時控制器能自動關斷輸液管防止回血和報警提示，節(jié)省人力的同時，可有效減少和避免由于醫(yī)護人員護理不及時帶來的醫(yī)療事故。3、本實用新型的執(zhí)行機構無需專門的驅動電路，節(jié)電效果好。4、本實用新型操作簡單，醫(yī)護人員無須進行相應培訓，通過查看控制器殼體外部說明即可正常使用。

圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的檢測部分原理示意圖；圖3是本實用新型的舵機部分原理示意圖；圖4是本實用新型的操作流程圖；圖5是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式
。如圖1所示，所述的主機由主機殼體(I)和設置在主機殼體內的主機電氣組件組成，所述的殼體(I)由工程塑料成型，外部設有滴壺卡槽(5)、輸液管卡槽(4)、輸液管擋板(20)、凸輪(22)。主機電氣組件包括IXD液晶(2)、紅外光電對管(7)、擋位按鍵(13、15、17)、開關按鍵(18)、擋位燈(12、14、16)、狀態(tài)燈(19)。正常工作時，按住開關按鍵(18)三秒，控制器開機，狀態(tài)燈(19)亮，此時按動擋位按鍵(13、15、17)，相應擋位燈(12、14、16)亮，凸輪(22)轉動相應角度和輸液管擋板(20)配合調節(jié)輸液管(3)流通管徑，控制滴速至擋位設定范圍內，LCD液晶(2)顯示實時滴速、當前擋位信息以及電池電量信息。當一定時間內紅外光電對管(7)未能檢測到液滴(6)，則凸輪(22)轉動一定角度卡死輸液管(3)防止回血，蜂鳴器播放一段音樂提示輸液終止，按住開關按鍵(18)三秒，控制器關機。如圖2所示，所述的紅外光電對管工作流程為:當沒有液滴(2)擋住光路時，接收管(3)能收到發(fā)射管(I)的紅外光，此時接收管(3)導通，輸出端輸出低電平，比較器(4)將該信號反向成高電平輸入CPU，此時不產生中斷；當有液滴(2)擋住光路時，接收管(3)收不到發(fā)射管(I)的紅外光，此時接收管(3)截止，輸出端輸出高電平，比較器(4)將該信號反向成低電平輸入CPU產生中斷，CPU通過測量兩次中斷之間的時間間隔解算出輸液速度。如圖3所示，所述的舵機機構工作流程為:當需要增大輸液速度時，舵機帶動凸輪軸(2)使凸輪(I)轉動一定角度，從而增大凸輪(I)與輸液管擋板(4)的間隙，輸液管流通管徑增大，輸液速度增大；反之，當需要減小輸液速度時，舵機帶動凸輪軸(2 )使凸輪(I)轉動一定角度，從而減小凸輪(I)與輸液管擋板(4)的間隙，輸液管流通管徑減小，輸液速度減小。如圖4所示，本實用新型的工作流程如下:打開外殼罩，安裝輸液管，將滴壺卡入滴壺卡槽，輸液管卡入輸液管卡槽，關上外殼罩并按開機按鍵三秒，系統(tǒng)開機，狀態(tài)燈亮，準備輸液。此時按動擋位按鍵，相應擋位燈亮，手動打開輸液管開關，系統(tǒng)檢測到液滴即能自動調節(jié)輸液管流通管徑使輸液速度調節(jié)至設定范圍，當一定時間沒有檢測到液滴，即表示輸液終止，舵機迅速卡死輸液管以防止回血，同時蜂鳴器播放一段音樂提不輸液終止。輸液過程中按下不同擋位按鍵，控制器能自動調節(jié)輸液速度至該擋位設定值范圍。控制器開機后，液晶顯示屏顯示實時擋位信息、輸液速度信息以及電池電量信息，任意時刻再次按下開關按鍵三秒，控制器關機。如圖5所示為本實用新型的電路原理圖，紅外發(fā)射管Dl和紅外接收管D2的正端分別接電阻Rl、R2與正電壓相連，負端接地，紅外接收管D2的正端還與電壓比較器的負極輸入連接，電壓比較器的正極輸入Vref為IV，輸出INT與CPU中斷引腳相連。擋位按鍵K1、K2、K3 —端與CPU通用引腳相連，另一端接地；開關按鍵Κ4 一端與CPU中斷引腳相連，另一端接地；擋位燈D3、D4、D5和狀態(tài)燈D6 —端與CPU通用引腳相連，另一端接R3接地；IXD液晶信號端直接與CPU通用引腳相連，供電端接正極，接地端接地。舵機Ml信號端直接與CPU通用引腳相連，供電端接正極，接地端接地；三極管Tl的基極接R4與CPU通用引腳相連，集電極接正極，發(fā)射極接蜂鳴器BI正極，蜂鳴器BI負極接地。本實用新型的檢測部分及其外圍電路工作過程:檢測部分由紅外光電對管(7)及其外圍電路組成，當沒有液滴(6)擋住光路時，接收管能收到發(fā)射管的紅外光，此時接收管導通，輸出端輸出低電平，比較器將該信號反向成高電平輸入CPU，此時不產生中斷；當有液滴(6)擋住光路時，接收管收不到發(fā)射管的紅外光，此時接收管截止，輸出端輸出高電平，比較器將該信號反向成低電平輸入CPU產生中斷，CPU通過測量兩次中斷之間的時間間隔解算出輸液速度。本實用新型的人機交互部分及其外圍電路工作過程:人機交互部分由擋位按鍵(13、15、17)、開關按鍵(18)、擋位燈(12、14、16)、狀態(tài)燈(19)、IXD液晶(2)及其外圍電路組成。狀態(tài)燈(19)為紅色，當開關按鍵(18)按下三秒后開機，狀態(tài)燈(19)亮，開機后開關按鍵(18)按下三秒后關機，狀態(tài)燈(19)滅；擋位燈(13、15、17)為綠色，當擋位按鍵(13、15、17)按下后，對應的擋位燈(12、14、16)亮。LCD液晶(2)為12832液晶顯示屏，正常工作時，IXD液晶(2)顯示當前設定擋位、實時液滴速度和當前剩余電量值。本實用新型的執(zhí)行機構部分及其外圍電路工作過程:執(zhí)行機構部分由舵機和蜂鳴器組成，CPU通過舵機調節(jié)凸輪(22)轉角，凸輪(22)與輸液管擋板(22)配合調節(jié)輸液管(3)流通管徑，當輸液速度大于設定值時，減小輸液管(3)流通管徑，反之則增大輸液管(3)流通管徑。當一定時間內未能檢測到液滴(6)，即表明輸液終止，此時，舵機調節(jié)凸輪(22)迅速截止輸液管(3)防止回血，蜂鳴器播放一段音樂提示輸液終止。以上給出了根據(jù)本實用新型的結構和電氣組件中的各部分示例性描述，然而，本實用新型不限于上述結構和電氣組件實現(xiàn)方式，還可以采取其它結構和電氣組件實現(xiàn)方式。本實用新型的使用方法:如圖1所不,打開外殼罩后,安裝輸液管,將滴壺卡入滴壺卡槽(5),輸液管卡入輸液管卡槽(4)，關上外殼罩并按開機按鍵(18)三秒，系統(tǒng)開機，狀態(tài)燈(19)亮，準備輸液。此時按動擋位按鍵(13、15、17)，相應擋位燈(12、14、16)亮，手動打開輸液管開關，系統(tǒng)檢測到液滴(6)即能自動調節(jié)輸液管(3)流通管徑使輸液速度調節(jié)至設定范圍，當一定時間沒有檢測到液滴(6)，即表示輸液終止，舵機帶動凸輪(22)迅速卡死輸液管(3)以防止回血，同時蜂鳴器播放一段音樂提示輸液終止。輸液過程中按下不同擋位按鍵(13、15、17)，控制器能自動調節(jié)輸液速度至該擋位設定值范圍?？刂破鏖_機后，液晶顯示屏(2)顯示實時擋位信息、輸液速度信息以及電池電量信息，再次按下開關按鍵(18)三秒，控制器關機，打開外殼罩，取下輸液管即可完成一次輸液過程。當電池電量過低時，插上充電器即可對控制器進行充電。本實用新型集電氣設計與結構設計于一體，對醫(yī)院靜脈輸液過程具有實時監(jiān)控輸液過程、閉環(huán)精確控制滴速、適時關閉防止回血、音樂提醒節(jié)省人力等特點，結構簡單、成本低廉、操作簡單、精度高，適合在醫(yī)院、家庭病房等廣泛應用推廣，以避免或減少由于醫(yī)護人員護理不及時所造成的醫(yī)療事故。
權利要求1.一種便攜靜脈輸液控制器，包括檢測部分、人機交互部分、執(zhí)行機構部分，其特征在于:檢測部分由紅外光電對管(7)和信號轉換電路組成；人機交互部分包括擋位按鍵(13、15、17)、開關按鍵(18)、擋位燈(12、14、16)、狀態(tài)燈(19)、IXD液晶(2)和外圍電路，用于完成用戶與控制器之間的交互；執(zhí)行機構包括舵機和蜂鳴器。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜靜脈輸液控制器，其特征在于:所述檢測部分的紅外發(fā)射管(Dl)的正端接第一電阻(R1)，負端接地；紅外接收管(D2)的正端接第二電阻(R2)，負端接地；第一電阻、第二電阻的另一端與正電壓相連；紅外接收管的正端還與電壓比較器的負極輸入連接，電壓比較器的正極輸入電壓Vref為IV，輸出INT端與CPU中斷引腳相連。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種便攜靜脈輸液控制器，其特征在于:所述人機交互部分包括第一擋位按鍵(Kl)、第二擋位按鍵(K2)、第三擋位按鍵(K3)的一端與CPU的通用引腳相連，另一端接地；開關按鍵(K4)的一端與CPU中斷引腳相連，另一端接地；第一擋位燈(D3)、第二擋位燈(D4)、第三擋位燈(D5)和狀態(tài)燈(D6)的一端與CPU通用引腳相連，另一端連接第三電阻(R3)，第三電阻的另一端接地；IXD液晶的信號端直接與CPU通用引腳相連，供電端接正極，接地端接地。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種便攜靜脈輸液控制器，其特征在于:所述執(zhí)行機構部分包括舵機(Ml)的信號端與CPU通用引腳相連，供電端接正極，接地端接地；三極管Tl的基極接與第四電阻(R4)相連，第四電阻的另一端與CPU通用引腳相連，集電極接正極，發(fā)射極接蜂鳴器(BI)的正極，蜂鳴器的負極接地。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種便攜靜脈輸液控制器，其特征在于:所述舵機包括在便攜靜脈輸液控制器的殼體上設置的輸液管槽，輸液管槽的一側設有輸液管擋板(20)，另一側設有凸輪(22)，通過舵機調節(jié)凸輪(22)的轉角，擠壓輸液管(3)來調節(jié)輸液管(3)流通管徑。
專利摘要本實用新型涉及一種便攜靜脈輸液控制器。本實用新型包括檢測部分、人機交互部分、執(zhí)行機構部分，檢測部分由紅外光電對管和信號轉換電路組成，完成液滴檢測功能；人機交互部分包括擋位按鍵、開關按鍵、擋位燈、狀態(tài)燈、LCD液晶和外圍電路，用于完成用戶與控制器之間的交互；執(zhí)行機構包括舵機和蜂鳴器，用于完成輸液速度控制和輸液終止報警。本實用新型操作簡單，采用一體化設計，電氣控制組件與機械結構組件于一體，便攜，方便醫(yī)護人員在輸液環(huán)節(jié)進行操作。
文檔編號A61M5/172GK203154459SQ20122068918
公開日2013年8月28日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權日2012年12月13日
發(fā)明者王科俊, 陳瑋 申請人:哈爾濱工程大學