CN101574550B - 注射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种注射装置，包括基座；注射器套件，所述注射器套件包括安装于基座上的针筒及可滑动地插入针筒一端的推杆；安装于所述基座上的具有马达头的压电马达；及连接于所述压电马达的马达头与推杆之间的传动机构，当所述压电马达被激励时，所述马达头选择性地沿两相反方向中的一方向驱动所述传动机构，从而选择性地推动所述推杆前进或后退。本发明的注射装置，结构简单；由于压电马达在系列驱动脉冲作用下的位移量为纳米级，因此可以保证较高的注射精度；由于不利用电磁力驱动，本发明的注射装置更可以适用于某些特殊场合，如：强磁场或电磁敏感等场合。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种注射装置。
背景技术
普通注射装置一般包括步进电机、减速机构、丝杆、螺母、导向杆和针管推座，步进电机的旋转经过减速装置减速后，传递给丝杆，丝杆与螺母配合，导向杆与螺母固联，针管推座与导向杆相连，从而可将运动再通过与螺母连接的导向杆传递给针管推座，来推动针管。
然而，上述使用步进电机的普通注射装置，结构复杂，难以小型化，难以高精度控制。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种注射装置，包括基座；注射器套件，所述注射器套件包括安装于基座上的针筒及可滑动地插入针筒一端的推杆；安装于所述基座上的具有马达头的压电马达；及连接于所述压电马达的马达头与推杆之间的传动机构，当所述压电马达被激励时，所述马达头选择性地沿两相反方向中的一方向驱动所述传动机构，从而选择性地推动所述推杆前进或后退。
本发明进一步的改进为：当所述压电马达被激励时，所述马达头选择性地沿顺时针方向或逆时针方向的椭圆形的运动轨迹运动。
本发明所举实施例具有的有益效果是：结构简单；由于压电马达在系列驱动脉冲作用下的位移量为纳米级，因此可以保证较高的注射精度；由于不利用电磁力驱动，压电马达驱动的注射装置更可以适用于某些特殊场合，如：强磁场或电磁敏感等场合。
附图说明
图1是本发明实施例提供的注射装置移除顶盖后的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的注射装置移除顶盖后的结构于另一角度的示意图；
图3是本发明实施例提供的注射装置的压电马达的结构示意图；
图4是本发明另一实施例提供的注射装置移除顶盖后的结构示意图；
图5a是本发明另一实施例提供的注射装置移除顶盖后的顶视图；
图5b为图5a沿C-C线的剖视图；
图6是本发明另一实施例提供的注射装置的外观示意图；
图7是本发明再一实施例提供的注射装置移除顶盖及部分底座后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的注射装置，包括基座；注射器套件，所述注射器套件包括安装于基座上的针筒及可滑动地插入针筒一端的推杆；安装于所述基座上的具有马达头的压电马达；及连接于所述压电马达的马达头与推杆之间的传动机构，当所述压电马达被激励时，所述马达头选择性地沿两相反方向中的一方向驱动所述传动机构，从而选择性地推动所述推杆前进或后退。
图1至图2所示为本发明注射装置的一种实施方式，其包括基座10；注射器套件，所述注射器套件包括安装于基座10上的针筒20及滑动插入针筒20一端的推杆30；装设于基座10上的具有马达头42的压电马达40，所述传动机构包括滑动装设于基座10上的滑块50。所述注射器套件的针筒20与推杆30分别可拆卸地安装于所述基座10与滑块50上，所述推杆30可随滑块50运动。
所述基座10沿垂直于针筒20方向开设有第一凹槽12，沿与第一凹槽12倾斜的方向开设有第二凹槽14，所述第二凹槽14与第一凹槽12相通。所述压电马达40安装于马达外套44内，所述马达外套44收容于所述第一凹槽12内，所述马达外套44的一侧斜向延伸一肩部44a，所述肩部44a进入第二凹槽14内。一预紧装置60收容于所述第二凹槽14内，并压缩于所述马达外套44的肩部44a与基座10之间。所述预紧装置60抵顶马达外套44的肩部44a，从而沿垂直推杆30运动方向产生顶推力以使得马达头42与所述滑块50侧壁之间产生预紧力；沿平行推杆30运动方向产生侧压力以防止所述压电马达40晃动。在本实施例中，所述预紧装置60为弹簧。所述基座10与滑块50之间沿推杆30运动方向形成有一导向机构，所述导向机构包括形成或安装于基座10上的导轨16及开设于滑块50上的导槽52，导轨16可相对滑动地收容于导槽52内。可以理解地，所述导轨与导槽的位置可以互换，即：导轨形成或安装于滑块50上，导槽开设于基座10上。所述注射装置还包括一光栅70及位置传感器72，用于检测同注射器推杆30相连的滑块50的平移位置并反馈至压电马达40的驱动控制装置。
图3所示为所述压电马达40的结构示意图，可选地，所述压电马达40可以是美国专利5,453,653号中描述的一种马达，其公开内容在此并入作为参考。所述马达40的前后两相对表面包含有薄的长方形的压电陶瓷片，位于前表面的压电陶瓷片包括对称设置的四个象限电极，互为对角关系的电极成为一对象限电极：即相1、相2；位于后表面的压电陶瓷片为共用电极。当相1受系列驱动脉冲作用时，在谐振频率附近，压电马达40的纵向伸缩与横向弯曲模态被同时激发出来，振动的叠加在马达头42合成一个椭圆形的运动轨迹，相应地，滑块50在马达头42的驱动下可带动推杆30前进(或后退)；当相2受系列驱动脉冲作用时，在谐振频率附近，压电马达40的纵向伸缩与横向弯曲模态被同时激发出来，振动的叠加在马达头42合成一个椭圆形的反方向的运动轨迹，相应地，滑块50在马达头42的驱动下可带动推杆30后退(或前进)。可以理解地，所述压电马达40还可以是其他具有改变驱动相位能够改变驱动方向特性的压电马达。
图4至图6所示为本发明另一实施例提供的注射装置，本实施例的注射装置与前述实施例的注射装置主要不同点在于传动机构，本实施例的传动机构还包括一推力放大机构，所述推力放大机构包括圆盘80，与圆盘80固联的齿轮82，与齿轮82啮合的齿条90。所述齿条90与推臂92固联，所述推臂92与推杆30的末端相固定。一滑块50’安装于所述基座10上。所述滑块50’与齿条90之间沿推杆30运动方向形成有一导向机构，所述导向机构包括开设于滑块50’上的导槽16’及形成或安装于齿条90上的导轨94，导轨94滑动收容于导槽16’内。可以理解地，所述导轨与导槽的位置可以互换。所述基座10包括底座10a及上盖10b，两者通过螺钉等方式锁固。所述推力放大机构安装于底座10a与上盖10b之间，所述滑块50’安装于所述上盖10b内侧。
本实施例中的预紧装置包括顶推弹簧60a及侧压弹簧60b。在顶推弹簧60a的推力作用下，压电马达40的马达头42紧贴所述圆盘80的边缘，侧压弹簧60b可防止压电马达40晃动。当压电马达40被激励时，压电马达40的马达头42选择性地驱动圆盘80顺时针或者逆时针方向旋转，相应地，齿轮82驱动齿条90前进或后退从而通过推臂92带动推杆30前进或后退。在本实施例中，圆盘80的直径大约等于齿轮82直径的四倍，根据杠杆原理，压电马达40马达头42的驱动力可以放大大约四倍。可以理解地，圆盘80的直径与齿轮82直径的大小关系并不限于此。
可以理解地，如图7所示，所述传动机构还可以在齿轮82与齿条90之间增加一级或多级齿轮传动机构100。
上述本发明实施例的利用压电马达驱动的注射装置，相比现有技术的利用步进电机驱动的注射装置，结构更加简单；由于压电马达在系列驱动脉冲作用下的位移量为纳米级，因此可以保证注射装置的注射精度更高；由于不利用电磁力驱动，压电马达驱动的注射装置更可以适用于某些特殊场合，如：强磁场或电磁敏感等场合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种注射装置，包括基座及注射器套件，所述注射器套件包括安装于基座上的针筒及可滑动地插入针筒一端的推杆，其特征在于：所述注射装置还包括安装于所述基座上的具有马达头的压电马达，及连接于所述压电马达的马达头与推杆之间的传动机构，当所述压电马达被激励时，所述马达头选择性地沿顺时针方向或逆时针方向的椭圆形的运动轨迹运动,所述马达头选择性地沿两相反方向中的一方向驱动所述传动机构，从而选择性地推动所述推杆前进或后退；所述注射装置还包括形成于所述基座与传动机构之间沿推杆运动方向设置的导向机构，用于引导所述推杆的滑动；所述传动机构包括滑动装设于所述基座上的滑块，所述马达头紧贴所述滑块，所述推杆安装于所述滑块上并可随所述滑块运动。
2.如权利要求1所述的注射装置，其特征在于：所述导向机构包括形成于基座与滑块其中之一的导轨，及开设于基座与滑块其中之另一的导槽，所述导轨相对滑动收容于所述导槽内。
3.如权利要求1所述的注射装置，其特征在于：所述传动机构包括一推力放大机构。
4.如权利要求3所述的注射装置，其特征在于：所述推力放大机构包括圆盘、与圆盘固联的齿轮、及受齿轮驱动的齿条，所述齿条与所述滑块固联，所述马达头紧贴所述圆盘的边缘，当所述压电马达被激励时，所述马达头可驱动所述圆盘顺时针方向或逆时针方向旋转。
5.如权利要求4所述的注射装置，其特征在于：所述齿轮与齿条之间连接有若干级齿轮传动机构。
6.如权利要求4所述的注射装置，其特征在于：所述传动机构还包括一推臂连接于所述齿条与推杆之间，所述导向机构形成于所述齿条与基座之间。
7.如权利要求1所述的注射装置，其特征在于：所述基座包括底座及上盖，所述底座设有凹槽，所述压电马达通过一马达外套收容于所述凹槽内。
8.如权利要求7所述的注射装置，其特征在于：所述注射装置还包括一预紧装置设置于所述基座与马达外套之间，所述预紧装置沿垂直推杆运动方向产生顶推力以使得所述马达头与传动机构之间产生预紧力，沿平行推杆运动方向产生侧压力以防止所述压电马达晃动。
9.如权利要求1所述的注射装置，其特征在于：所述注射装置还包括一光栅及位置传感器，用于检测所述推杆的平移位置并反馈至压电马达的驱动控制装置。
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