自動注射器的製作方法

2023-07-31 11:34:26 1

專利名稱：自動注射器的製作方法
技術領域：
自動注射器技術領域該實用新型涉及一種注射器，尤其是涉及一種能夠自動完成注射過程，能精確控制完成 推藥量和推藥速度的自動注射器。技術背景目前現有的注射器多為一次性塑料注射器，由針頭、套筒、活塞組成，主要靠受過專業 護理訓練的人員對患者進行穿刺。然而有些場合，則需要患者自身或家屬等沒有專業素質的 人員進行穿刺注射，比如糖尿病患者需要長期通過自己注射胰島素來調節血糖等。沒有受過 注射訓練的人員在注射時往往會由於注射角度、力量、速度的偏差導致注射的失敗，造成疼 痛、出血甚至針頭折斷等後果，增加了患者的痛苦。在胰島素注射方面，更是要求精確控制 每次注射藥量，並需要記錄每日的注射信息。這就需要一種不需要專門培訓就能夠準確完成 藥物注射操作的注射器。諾和筆是一種目前最廣泛使用於胰島素注射操作的注射器，它具有 很細的針頭，可以緩解一些穿刺時由於針頭較粗而帶來的痛苦，但這種注射器沒有根本上改 變傳統注射器的注射方式，還是完全依賴注射者手動推動活塞裝置來注射，對於沒有經過專 業訓練的普通注射者，注射失敗的可能性仍然很高；這種胰島素注射器通過旋轉尾部的螺紋 來人工調節每次注射量，雖然較常規注射器在注射量的精確性上已經有了一定程度的提高， 但通過肉眼讀取刻度來調整螺紋具有較大的不穩定性和隨機性，同樣需要一定的經驗，還是 不能解決對注射者經驗過渡依賴的問題。發明內容針對現有注射器所存在的上述缺陷，本發明要解決的技術問題是提供一種全自動注射器， 它不需要用手人工推入注射，因此可以使注射人員不需要培訓就能做到安全準確注射藥物， 最大限度的減小了患者在注射中的痛苦。為了完成上述發明目的，本發明的自動注射器由一個套筒(l)， 一電磁線圈(12)、 一個針 頭(21)、 一個設有電磁特徵的藥液筒(2)， 一套活塞裝置(22)， 一個控制電機， 一套控制電路板， 一按鍵組(13)和一個開關單元組成；所述套筒(l)呈柱狀， 一端敞開，裝有橡膠墊圈(ll)， 一端 封閉；所述電磁線圈(12)設在套筒(1)敞開一端外表面，所述按鍵組(13)設在套筒(1)柱體表面， 所述開關單元設置在套筒(l)的封閉端，所述針頭(21)、設有電磁特徵的藥液筒(2)、活塞裝置 (22)設在套筒內，針頭(21)與藥液筒(2)—端可拆除地連接，藥液筒(2)另一端與活塞裝置(22) 一端可滑動的連接，活塞裝置(22)另一端與所述控制電機輸出端連接，構成傳動結構，藥液 筒(2)與設置於套筒(1)外表面的電磁線斷12)位置相對應；所述控制電機(3)與所述控制電路板 (4)電連接，控制電路板與所述電磁線斷12)電連接，控制電路板(4)與按鍵組(13)電連接，開 關單元(14)與控制電路板(4)電連接。當用戶按下按開關單元(14)時，電路控制板(4)上電，注 射器處於工作狀態，當按動開關單元(14)時，通過套筒(1)外的電磁線圈(12)產生變化的正、逆 向磁場使設有電磁特徵的藥液筒(2)正、逆向運動，從而帶動針頭(21)正、逆向運動，實現自 動穿刺和拔出針頭(21)，控制電路板(4)控制步進電機(3)的轉速和角度的控制來推動活塞運動 以控制每次注射推藥的藥量和推注速度。進一步，本實用新型自動注射器中藥液筒上所設置的電磁特徵可以上電磁線圈(12)或者磁粉(鐵)。活塞與控制電機的輸出端可通過分別旋有內、外螺紋形成嫘杆傳動結構。 所述控制電機可以是步進電機或者直流電機。所述活塞裝置(22)與控制電機的連接方式可以是螺紋方式或者銷鍵連接方式。 所述按鍵組(13)可以是由三個按鍵組(13)成確定鍵、加鍵和減鍵，用於設定每次注射的 藥量。由於本發明的自動注射器的推動由步進電機而不是由人來完成，所以避免了人為的注射 過程中帶來的由於注射發角度、力量、速度的偏差導致注射的失敗，最大程度的減小了患者 的痛苦，同時，由於本發明的自動注射器推進的行程完全由步進電機控制，所以，可以對注 射的藥物的劑量進行精確控制。


圖l是自動注射器結構示意圖；圖2是與塗有磁粉的藥液筒內活塞裝置與歩進電機組成的螺杆系統圖；圖3是控制電路功能方框圖；圖4a是自動注射器穿刺過程示意圖；圖4b是自動注射器拔出針頭過程示意圖；圖5是外部按鍵示意圖；圖6是控制電路板電路原理圖；圖7是控制電路程序流程圖。
具體實施方式
現結合附圖對本發明的自動注射器進行詳細說明。如圖l所示本發明的自動注射器包括藥液筒(2)、針頭(21)和活塞裝置(22),針頭(21)—端 與藥液筒(2)連接，藥液筒(2)另一端與活塞裝置(22)可滑動地連接， 一至少一端開口的套筒(l), 開口一端設有墊圈(ll)，所述針頭(21)可從該套筒(1)的開口中推出和縮入，且套筒(l)上設置 有電磁線圈(12)，所述藥液筒(2)上設有磁性單元，電磁線圈(12)通過開關單元(13， 14)與電 池倉(6)電連接；套筒(1)套在藥液筒(2)上。所述設於藥液筒(2)上的磁性單元為電磁線圈(12)， 該電磁線圈(12)與電源裝置通過開關單元電連接。這種磁性單元也為磁鐵。該自動注射器的控制部分包括控制電機和控制電路板，如圖2，控制電機的輸出軸與活 塞裝置(22)的一端連接，所述控制電機與控制電路板電連接。這裡的控制電機可以為歩進電 機或直流電機。所述電路控制板包含一MSP430F435單片機， 一步進電機驅動晶片TA8435， 模擬開關MAX4525和一組輸入按鍵組(13);用戶通過按鍵組(13)向MSP430F435單片機發送 電磁線圈(12)產生正向或逆向磁場的控制信號，收到控制信號後，MSP430F435單片機通過模
擬開關MAX4525來控制輸入套筒(1)上的電磁線圈(12)的電流方向，從而控制套筒(l)上的電 磁線圈(12)內部的磁極方向，使之與設於藥液筒(2)上的磁性單元吸合或排斥，達到藥液筒(2) 在套筒(l)內運動的目的，圖4給出了注射過程的示意圖；用戶還可通過按鍵組(13)(圖5為 按鍵組(13)圖)向MSP430F435單片機發送電機控制信號，MSP430F435單片機接收到控制信 號後作出相應的輸出信號到步進電機驅動晶片TA8435，步進電機驅動晶片TA8435接受到 MSP430F435單片機的輸出信號後對其進行功率放大後輸出至步進電機，使電機正轉或反轉。 圖6和圖7分別給出了一種實現本發明功能的控制電路原理圖和單片機軟體流程圖。其工作模式為患者通過穿過套筒(1)的按鍵組(13)設定所需注射藥量，將注射器的橡膠 墊圈(ll)抵在需注射部位，按動注射開關14，單片機將驅動注射器套筒(l)所纏繞的螺線管12 使套筒(l)內產生正向磁場，裝有一次性針頭(21)的藥液筒(2)由於外塗磁粉或繞有線圈，在安 培力的作用將快速運動並對患處穿刺；此時單片機控制步進電機3按患者所設定的注射藥液 量旋轉固定角度，從而推動藥液筒(2)的活塞(22)使藥液勻速注入患者皮下；最後使套筒(l)外 繞線圈12產生逆向磁場，藥液筒(2)按相反方向運動拔出針頭(21)，完成注射，並將相應數據 記錄到存儲介質晶片，同時在液晶屏5顯示以反饋給患者。另外的本實用新型自動注射器還可進一步包括一液晶顯示屏，該液晶顯示屏電連接至控 制電路板，並且通過在套筒(l)上設置開口或者在套筒(l)主體上與液晶屏相應位置設置為透明 的方式使用戶讀取其顯示的信息。用戶可通過按鍵組(13)設定日期、時間等用戶信息，這些信息可以通過注射器上配置的 液晶屏幕向用戶顯示。其注射過程如下a) 填裝藥液(直接填裝藥液筒(2)，藥液用完前不必填裝)、更換一次性針頭(21)。b) 設定本次胰島素注射量(沿用上次的注射量則不用設定)。c) 注射部位消毒。d) 將套筒(l)前端墊圈(ll)抵於注射部位。e) 啟動注射開關(則自動完成注射穿刺、推藥、拔出針頭(21))。f) 移開套筒(l)，注射部位消毒。注射器自動存儲本次注射信息。
權利要求1.一種自動注射器，它包括藥液筒、針頭和活塞裝置，針頭一端與藥液筒連接，藥液筒另一端與活塞裝置可滑動地連接，其特徵為它進一步包括一至少一端開口的套筒，所述針頭可從該套筒的開口中推出和縮入，且套筒上設置有電磁線圈，所述藥液筒上設有磁性單元，電磁線圈通過開關單元與電池倉電連接；套筒套在藥液筒上。
2. 如權利要求l所述的自動注射器，其進一步特徵為所述套筒呈柱狀， 一端敞開， 一端 封閉；所述電磁線圈設在套筒敞開一端外表面，進一步有按鍵組設在套筒柱體表面，所 述開關單元設置於套筒的封閉端，所述針頭、設有電磁特徵的藥液筒、活塞裝置設在套 筒內，針頭與藥液筒一端可拆除地連接，藥液筒另一端與活塞裝置一端連接。
3. 如權利要求l所述的自動注射器，其特徵為所述設於藥液筒上的磁性單元為電磁線圈， 該電磁線圈與電源裝置通過開關單元電連接；藥液筒與設置於套筒外表面的電磁線圈位 置相對應。
4. 如權利要求l所述的自動注射器，其特徵為所述設於藥液筒上的磁性單元為磁鐵。
5. 如權利要求l所述的自動注射器，其特徵為該自動注射器進一步包括一控制電機，一 控制電路板，所述活塞裝置另一端與所述控制電機輸出端連接，構成傳動結構；所述控 制電機與所述控制電路板電連接，控制電路板與所述電磁線圈電連接，控制電路板與按 鍵組電連接。
6. 如權利要求5所述的自動注射器，其特徵為所述控制電機為步進電機。
7. 如權利要求5所述的自動注射器，其特徵為所述控制電機為直流電機。
8. 如權利要求l所述的自動注射器，其特徵為所述套筒的一端可設有墊圈。
專利摘要本實用新型設計了一種自動注射器，其基本結構為一個外部繞有線圈的套筒內置一個可自由滑動且外壁設有磁性單元(塗有磁粉或繞有線圈)的藥液筒，通過控制電路可以驅動套筒線圈產生正或逆向磁場，從而使前端裝有針頭且有磁性的藥液筒在磁場力作用下向前運動(穿刺)和向後運動(拔出針頭)，置於注射器後端的微型步進電機與藥液筒後端的活塞組成的螺杆傳動系統精確控制注射藥量和推藥速度，注射器內控制電路通過微處理器控制注射、推藥過程和存儲、顯示注射信息。本實用新型目的是為醫務工作者提供方便，更為未經專業注射訓練的人員尤其是需要長期自行注射胰島素的糖尿病患者提供一種方便，安全的注射器。
文檔編號A61M5/20GK201044845SQ20062014758
公開日2008年4月9日 申請日期2006年10月28日 優先權日2006年10月28日
發明者李開元, 王衛東 申請人:李開元