專利名稱：一種無針注射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無針注射器，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
將藥液以高速高壓射流迅速穿透皮膚而完成注射的技術(shù)稱為無針注射。相對于傳統(tǒng)的針刺注射，無針注射極大地減輕了病人的恐懼感和疼痛感，因而近一時期來得到了較快發(fā)展。但是，現(xiàn)有的無針注射器一般都是彈簧蓄能機械式結(jié)構(gòu)。這種彈簧蓄能機械式無針注射器在使用過程中需要人工復(fù)位，不適合連續(xù)注射，不僅操作不方便，效率低，噪音大，而且醫(yī)護人員勞動強度大。此外，一個規(guī)格的注射器，其注射力是一定的，沒有調(diào)節(jié)功能。彈簧蓄能機械式無針注射器的上述缺點，極大制約了其在醫(yī)療行業(yè)的推廣應(yīng)用。針對上述問題，出現(xiàn)了電磁式無針注射器。如中國發(fā)明專利申請CN101455868A公開了一種電磁式無針注射器，包括殼體和手柄，在殼體內(nèi)設(shè)有擊發(fā)線圈和回程線圈，擊發(fā)線·圈和回程線圈設(shè)在線圈支架上，擊發(fā)線圈和回程線圈之間設(shè)有隔離圈，擊發(fā)線圈和回程線圈與線圈支架之間設(shè)有導(dǎo)磁體，線圈支架內(nèi)設(shè)有撞針，殼體出口內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺絲，手柄內(nèi)設(shè)有電子線路，手柄上設(shè)有開關(guān)。使用時將藥液抽到安瓿內(nèi)，再將安瓿裝到殼體出口內(nèi)的內(nèi)螺絲上，然后將安瓿的注射孔對準(zhǔn)所需注射的部位，按動開關(guān)即可完成一次注射。其工作原理是給擊發(fā)線圈送入經(jīng)調(diào)整后的脈沖電壓，線圈得電產(chǎn)生磁場，推動撞針向前沖擊，將藥液射出；接著將脈沖電壓送入回程線圈，線圈得電產(chǎn)生磁場將撞針吸回原位，這樣即可周而復(fù)始按指令工作。然而，上述電磁式無針注射器存在如下問題(I)由于器體內(nèi)設(shè)有擊發(fā)線圈和回程線圈，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，體積大，成本較高；(2)撞針亦即沖擊銜鐵所受的驅(qū)動力，只是擊發(fā)線圈的電磁驅(qū)力，因而沖擊起始階段撞針的加速度小，造成沖擊時的沖量相對較小，這勢必造成須要加大擊發(fā)線圈的尺寸規(guī)格；(3)撞針亦即沖擊銜鐵對安瓿活塞的沖擊力是固定的，不能適應(yīng)皮膚強度差別較大的注射，如成人與兒童。以上缺陷，造成上述電磁式無針注射器難以推廣應(yīng)用。綜上所述，開發(fā)一種相對體積小，結(jié)構(gòu)簡單，能適應(yīng)不同皮膚強度的無針注射器，具有積極的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種體積小，結(jié)構(gòu)簡單，能適應(yīng)不同皮膚強度的電磁無針注射器。為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種無針注射器，包括電氣控制部分和沖擊注射裝置，所述沖擊注射裝置包括軛鐵、固設(shè)于軛鐵兩端的前端蓋和后端蓋、固設(shè)于軛鐵內(nèi)的電磁線圈；所述前、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內(nèi)設(shè)有沖擊銜鐵；所述后端蓋上固定設(shè)有永磁鐵，所述前端蓋上設(shè)有無針安瓿組件。進一步的技術(shù)方案，所述電磁線圈具有至少2個繞組，且繞組的方向相同而電磁驅(qū)動力不同。優(yōu)選的，所述永磁鐵的最大磁場強度，與所述電磁線圈所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等。對所述電磁線圈交替通入正向電流和反向電流。正向電流的電磁場，對所述沖擊銜鐵施加向前的電磁驅(qū)力，并使所述沖擊銜鐵磁化后，其后端的極性與永磁鐵前端的極性相同，形成斥力。因此，當(dāng)正向電流勵磁時，沖擊銜鐵除了受到電磁線圈產(chǎn)生的電磁驅(qū)力外，還受到永磁鐵的排斥力。在這2個力的合力的作用下，沖擊銜鐵加速向前運動，其前端撞擊無針安瓿組件的活塞桿，實現(xiàn)藥液的注射。反向電流的電磁場，對所述沖擊銜鐵施加向后的電磁驅(qū)力，并使所述沖擊銜鐵后端的極性與永磁鐵前端的極性相反，形成吸力，從而驅(qū)動沖擊銜鐵向后運動實現(xiàn)復(fù)位。本發(fā)明的工作過程和受力分析如下所述 在非運行狀態(tài)時，電磁線圈不通電，沖擊銜鐵不呈現(xiàn)磁性，沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在后端位置。設(shè)永磁鐵前端為S極，后端為N極；當(dāng)電控系統(tǒng)對電磁線圈通以正向勵磁電流時，設(shè)定沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力方向向前，沖擊銜鐵被磁化為后端為S極，前端為N極；此時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力Ftti和永磁鐵的排斥力F7；M，在上述2種力的共同作用下，沖擊銜鐵將以較大的加速度向前運動產(chǎn)生沖擊力，以整體動能轉(zhuǎn)化為對無針安瓿組件活塞桿的沖量，完成藥液的注射。沖擊銜鐵與無針安瓿組件活塞桿相接觸的一瞬間，無針安瓿組件活塞桿所受到的沖擊力為
F沖擊=F電磁+F永磁+F動能
注思，此時F永磁已經(jīng)減弱，王要轉(zhuǎn)化為F動能。當(dāng)電控系統(tǒng)對電磁線圈通以反向勵磁電流時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力方向向后，沖擊銜鐵被磁化為后端為N極，前端為S極。此時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的向后電磁驅(qū)動力Ftti和永磁鐵的吸引力F7；m，在上述2種力的共同作用下，沖擊銜鐵加速向后運動。運動停止后，切斷勵磁電流，沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在行程最后端。此后，更換安裝于前端蓋上的無針安瓿組件，以準(zhǔn)備下一次注射。進一步的技術(shù)方案，所述電磁線圈具有至少2個方向相同但電磁驅(qū)動力不同的繞組，因而可以得到至少3種大小不同的電磁驅(qū)動力。例如繞組A單獨通電產(chǎn)生第I級電磁驅(qū)動力，繞組B單獨通電產(chǎn)生第2級電磁驅(qū)動力，繞組A和繞組B同時通電產(chǎn)生第3級電磁驅(qū)動力。注射之前可以根據(jù)病人皮膚強度的級別，選擇電磁驅(qū)動力的大小級別。優(yōu)選的，所述永磁鐵的最大磁場強度，與所述電磁線圈所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等。根據(jù)作用力反作用力定律，在電磁線圈開始通以正向勵磁電流的一瞬間，永磁鐵對沖擊銜鐵的排斥力F7m與沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力Ftti相等。亦即沖擊銜鐵在此一瞬間的總受力F,6 =FElrfi+F7；M=2FElifi。又根據(jù)加速度公式a=F/m,可知本發(fā)明相對于沒有永磁助力的普通電磁無針注射器，加速度提高I倍。而加速度的提高意味著沖擊時速度的提高。再根據(jù)動能公式W=mv2/2與沖量公式I = Ft，可知本發(fā)明相對于沒有永磁助力的普通電磁無針注射器，沖擊速度、能量與沖量都有顯著提高。由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點I.本發(fā)明利用反向電流實現(xiàn)銜鐵的回程，不存在回程電磁線圈，結(jié)構(gòu)簡單，體積小。2.本發(fā)明在后端蓋上固定設(shè)有永磁鐵，沖擊時利用同性相斥原理對沖擊銜鐵實現(xiàn)永磁助力，使得在電磁線圈參數(shù)相同的情況下，作用于沖擊銜鐵向前運動的合力增加，合力增加又同時使其向前運動的速度增加，因而其沖擊動能與沖量較大，故而在沖量要求一定的前提下，可以進一步縮小體積，節(jié)約材料。3.由于本發(fā)明的電磁線圈具有至少2個方向相同但電磁驅(qū)動力不同的繞組，因而可以得到至少3種大小不同的電磁驅(qū)動力，亦即可以使銜鐵得到至少3種大小不同的沖量，所以對病人皮膚強度變化的適應(yīng)范圍廣。4.本發(fā)明在結(jié)構(gòu)簡單的前提下，顯著提高了技術(shù)性能指標(biāo)，而且制造成本低，工作安全可靠，適于推廣應(yīng)用。


圖f 4是本發(fā)明實施例一種無針注射器的工作過程圖?！て渲?、軛鐵；2、前端蓋；3、后端蓋；4、沖擊銜鐵；5、無針安瓿組件；6、電磁線圈；
7、永磁鐵。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述
實施例一
參見圖廣4所示，一種無針注射器，包括電氣控制部分和沖擊注射裝置，所述沖擊注射裝置包括軛鐵I、固設(shè)于軛鐵兩端的前端蓋2和后端蓋3、固設(shè)于軛鐵內(nèi)的電磁線圈6 ;所述前、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內(nèi)設(shè)有沖擊銜鐵4;所述后端蓋上固定設(shè)有永磁鐵7，所述前端蓋上設(shè)有可更換的無針安瓿組件5。進一步的技術(shù)方案，所述電磁線圈6具有至少2個繞組，且繞組的方向相同而電磁驅(qū)動力不同。優(yōu)選的，所述永磁鐵7的最大磁場強度，與所述電磁線圈6所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等。本發(fā)明的工作過程和受力分析如下所述
在非運行狀態(tài)時，電磁線圈不通電，沖擊銜鐵不呈現(xiàn)磁性，沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在后端位置，參見圖I所示；
參見圖2所示，設(shè)永磁鐵前端為S極，后端為N極；當(dāng)電控系統(tǒng)對電磁線圈通以正向勵磁電流時，設(shè)定沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力方向向前，并將沖擊銜鐵被磁化為后端為S極，前端為N極；此時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力Ftti和永磁鐵的排斥力F7lcstt，在上述2種力的共同作用下，沖擊銜鐵將以較大的加速度向前運動產(chǎn)生沖擊力，以整體動能轉(zhuǎn)化為對無針安瓿組件活塞桿的沖量，完成藥液的注射。沖擊銜鐵與無針安瓿組件活塞桿相接觸的一瞬間，無針安瓿組件活塞桿所受到的沖擊力為
F沖擊=F電磁+F永磁+F動能
注思，此時F永磁已經(jīng)減弱，王要轉(zhuǎn)化為F動能。
完成藥液的注射后，沖擊銜鐵到達行程最前端，同時切斷正向勵磁電流，參見圖3所示。當(dāng)電控系統(tǒng)對電磁線圈通以反向勵磁電流時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力方向向后，沖擊銜鐵被磁化為后端為N極，前端為S極。此時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的向后電磁驅(qū)動力Ftti和永磁鐵的吸引力F7；m，在上述2種力的共同作用下，沖擊銜鐵加速向后運動，參見圖4所示。向后運動停止并切斷反向勵磁電流，沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在行程最后端，又回復(fù)到圖I所示位置。此后，更換安裝于前端蓋上的無針安瓿組件，以準(zhǔn)備下一次注射。進一步的技術(shù)方案，由于所述電磁線圈具有至少2個方向相同但電磁驅(qū)動力不同的繞組，因而可以得到至少3種大小不同的電磁驅(qū)動力。例如繞組A單獨通電產(chǎn)生第I級電磁驅(qū)動力，繞組B單獨通電產(chǎn)生第2級電磁驅(qū)動力，繞組A和繞組B同時通電產(chǎn)生第3級電磁驅(qū)動力。亦即可以使銜鐵得到至少3種大小不同的沖量，注射之前可以根據(jù)病人皮膚 強度的級別，選擇電磁驅(qū)動力的大小級別。優(yōu)選的，所述永磁鐵7的最大磁場強度，與所述電磁線圈6所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等。根據(jù)作用力反作用力定律，在電磁線圈開始通以正向勵磁電流的一瞬間，永磁鐵對沖擊銜鐵的排斥力F7m與沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力Ftti相等。亦即沖擊銜鐵在此一瞬間的總受力Fi6=Fem-F7m=ZFewij又根據(jù)加速度公式a=F/m,可知本發(fā)明相對于沒有永磁助力的普通電磁無針注射器，加速度提高I倍。而加速度的提高意味著沖擊時速度的提高。再根據(jù)動能公式W=mv2/2與沖量公式I = Ft，可知本發(fā)明相對于沒有永磁助力的普通電磁無針注射器，沖擊速度、能量與沖量都有顯著提高。以上僅為本發(fā)明具體實施方式
的說明，不以任何形式對本發(fā)明做出限制。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明提供的思路及總體方案設(shè)計出的相同或相近的方案，以及變更本發(fā)明的用途，如用于對動物進行注射等等，均落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種無針注射器，包括電氣控制部分和沖擊注射裝置，其特征在于所述沖擊注射裝置包括軛鐵(I)、固設(shè)于軛鐵兩端的前端蓋(2)和后端蓋(3)、固設(shè)于軛鐵內(nèi)的電磁線圈(6);所述前、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內(nèi)設(shè)有沖擊銜鐵(4);所述后端蓋上固定設(shè)有永磁鐵(7)，所述前端蓋上設(shè)有無針安瓿組件(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無針注射器，其特征在于所述電磁線圈(6)具有至少2個繞組，且繞組的方向相同而電磁驅(qū)動力不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的無針注射器，其特征在于所述永磁鐵(7)的最大磁場強度與所述電磁線圈(6)所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無針注射器，包括電氣控制部分和沖擊注射裝置，所述沖擊注射裝置包括軛鐵、固設(shè)于軛鐵兩端的前端蓋和后端蓋、固設(shè)于軛鐵內(nèi)的電磁線圈；所述前、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內(nèi)設(shè)有沖擊銜鐵；所述后端蓋上固定設(shè)有永磁鐵，所述前端蓋上設(shè)有可更換的無針安瓿組件；所述電磁線圈具有至少2個繞組，且繞組的方向相同而電磁驅(qū)動力不同；所述永磁鐵的最大磁場強度，與所述電磁線圈所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等。本發(fā)明利用電磁驅(qū)力和永磁助力疊加，使得沖擊銜鐵的輸出動能與沖量大幅度提高，結(jié)構(gòu)簡單，體積??；且沖擊銜鐵至少能夠輸出3種大小不同的沖量，對病人皮膚強度的適應(yīng)范圍廣，便于在臨床上推廣應(yīng)用。
文檔編號A61M5/30GK102743808SQ201210252779
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者孫成峰, 王傳洋, 肖瑩華, 鐘康民 申請人:蘇州大學(xué)