本實用新型屬于醫(yī)療設(shè)備器械領(lǐng)域，尤其涉及一種高壓注射器及其注射頭。

背景技術(shù)：

壓力檢測是高壓注射器的重要功能之一，通過檢測精準的注射壓力和注射參數(shù)的設(shè)置，可以降低皮下滲漏和配套耗材問題產(chǎn)生傷害的風(fēng)險。目前大多數(shù)高壓注射器中檢測注射壓力的結(jié)構(gòu)主要是在高壓注射器的推桿前端或后端設(shè)置一個剛性的壓力傳感器。但是，這種結(jié)構(gòu)因為需要移動的導(dǎo)線，導(dǎo)致導(dǎo)線故障率增高，或者對空間較小的注射頭難以實現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種高壓注射器及其注射頭，以解決現(xiàn)有技術(shù)中將壓力傳感器設(shè)在推桿前端或后端，使得在進行注射壓力檢測時需要移動的導(dǎo)線，導(dǎo)致導(dǎo)線故障率增高以及增大空間要求的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種注射頭，包括傳動裝置、壓力檢測裝置和夾頭；所述壓力檢測裝置包括基座筒和應(yīng)變片傳感器組，所述基座筒包括中空的筒體、分別設(shè)置于所述筒體前、后兩端且與所述筒體相通的夾頭固定板和電機固定板；所述夾頭設(shè)置在所述夾頭固定板上以固定安裝針筒；所述應(yīng)變片傳感器組固定在所述筒體上，其包含至少一個應(yīng)變片傳感器；所述傳動裝置包括推桿，所述推桿位于所述基座筒內(nèi)；工作時，所述推桿向前推進施加給針筒內(nèi)部的壓力作用于所述筒體上使所述筒體受力拉伸，所述應(yīng)變片傳感器組隨所述筒體的拉伸產(chǎn)生形變并輸出相應(yīng)的電信號。

在本實用新型一種實施例中，所述應(yīng)變片傳感器組設(shè)于所述筒體的中間位置。

在本實用新型一種實施例中，所述應(yīng)變片傳感器組包含至少兩個應(yīng)變片傳感器。

在本實用新型一種實施例中，所述應(yīng)變片傳感器組包含兩個應(yīng)變片傳感器,所述兩個應(yīng)變片傳感器分別設(shè)置在所述筒體兩側(cè)對稱位置上。

在本實用新型一種實施例中，還包括滑動塊和導(dǎo)向軸，所述滑動塊設(shè)在所述推桿上，且滑動塊上設(shè)有通孔，所述導(dǎo)向軸從所述滑動塊的通孔中穿過，兩端分別固定在所述電機固定板和夾頭固定板上。

在本實用新型一種實施例中，所述傳動裝置還包括滾珠絲桿，所述滾珠絲桿一端進入所述基座筒與所述推桿一端固定連接；所述滾珠絲桿帶動所述推桿向前推進時施加給針筒內(nèi)部的壓力作用于所述筒體上，所述應(yīng)變片傳感器受力形變并輸出相應(yīng)的電信號。

在本實用新型一種實施例中，所述筒體內(nèi)徑與所述推桿外徑相適配。

在本實用新型一種實施例中，還包括處理器，所述處理器對所述應(yīng)變片傳感器組輸出的電信號進行處理。

進一步地，本實用新型還提供了一種高壓注射器，包括控制器和如上所述的注射頭；所述控制器與所述注射頭連接。

在本實用新型一種實施例中，還包括控制臺，所述控制臺與所述控制器連接。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型提供了一種高壓注射器及其注射頭，包括傳動裝置、壓力檢測裝置和夾頭；壓力檢測裝置包括基座筒和應(yīng)變片傳感器組，基座筒包括中空的筒體、分別設(shè)置于筒體前、后兩端且與筒體相通的夾頭固定板和電機固定板；夾頭設(shè)置在夾頭固定板上以固定安裝針筒；應(yīng)變片傳感器組固定在筒體上，其包含至少一個應(yīng)變片傳感器；傳動裝置包括推桿，推桿位于基座筒內(nèi)；工作時，推桿向前推進施加給針筒內(nèi)部的壓力作用于筒體上使筒體受力拉伸，應(yīng)變片傳感器組隨筒體的拉伸產(chǎn)生形變并輸出相應(yīng)的電信號。與現(xiàn)有技術(shù)中通過在推桿前端或后端設(shè)置一個存在移動導(dǎo)線連接的剛性壓力傳感器來檢測注射壓力相比，本實用新型通過將應(yīng)變片傳感器固定在基座筒上，基座筒受力拉伸使得應(yīng)變片傳感器的長度也被拉長，且應(yīng)變片傳感器在長度上的拉伸形變量比剛性壓力傳感器的拉伸形變量更大，從而達到提升注射壓力的檢測精度；同時，將應(yīng)變片傳感器置于基座筒上，使得壓力檢測裝置可以不受注射頭空間大小的限制，更能避免因移動導(dǎo)線故障致使壓力檢測失效的風(fēng)險。此外，將應(yīng)變片傳感器固定在基座筒上進行壓力檢測的檢測方式，使得安裝簡便且易于維護，從而降低了安裝成本和維護成本。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例二提供的雙針筒注射頭示意圖；

圖2為本實用新型實施例三提供的單針筒注射頭示意圖；

圖3為本實用新型實施例三提供的圖2中A的應(yīng)變片傳感器組位置示意圖；

圖4為本實用新型實施例六提供的高壓注射器示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

實施例一：

本實用新型提供了一種注射頭，該注射頭包括傳動裝置、壓力檢測裝置和夾頭；其中，壓力檢測裝置包括基座筒和應(yīng)變片傳感器組，基座筒包括中空的筒體、分別設(shè)置于筒體前、后兩端且與筒體相通的夾頭固定板和電機固定板，應(yīng)該理解的是，筒體、夾頭固定板和電機固定板三者可通過焊接、一體成型等形式結(jié)合在一起，優(yōu)選地采用一體成型的方式將三者結(jié)合起來；夾頭設(shè)置在夾頭固定板上以固定安裝針筒；應(yīng)變片傳感器組固定在筒體上，其包含至少一個應(yīng)變片傳感器；傳動裝置包括推桿，推桿位于基座筒內(nèi)；工作時，推桿向前推進施加給針筒內(nèi)部的壓力作用于筒體上使筒體受力拉伸，應(yīng)變片傳感器隨筒體的拉伸產(chǎn)生形變并輸出相應(yīng)的電信號。此外，注射頭還包括動力裝置，動力裝置與傳動裝置固定，為傳動裝置提供驅(qū)動力；該動力裝置包括電機和編碼器，電機可以是超聲電機、步進電機、直流電機、伺服電機等，編碼器設(shè)在電機上以反饋電機的轉(zhuǎn)動情況。

進一步地，注射頭有單針筒注射頭和多針筒注射頭兩種類型，且多針筒注射頭是以雙針筒注射頭為基礎(chǔ)在結(jié)構(gòu)上進行適應(yīng)性的調(diào)整以提高測壓精度和注射效率，本實用新型以單針筒注射頭和雙針筒注射頭兩種類型為例進行說明。相應(yīng)的，注射頭中的傳動裝置也分為兩種結(jié)構(gòu)，針對單針筒的傳動裝置包括推桿、滾珠絲桿、軸承和聯(lián)軸器；針對雙針筒的傳動裝置包括推桿、滾珠絲桿、軸承和減速箱。對于單針筒的傳動裝置，電機通過聯(lián)軸器與滾珠絲桿一端固定，滾珠絲桿另一端進入基座筒與推桿一端固定連接，然后推桿另一端穿出基座筒，進入針筒內(nèi)部與活塞固定連接；其中，基座筒引導(dǎo)推桿在固定方向上運行，避免在其他方向上產(chǎn)生較大幅度的擺動，并且基座筒內(nèi)徑大于推桿外徑，但二者內(nèi)外徑之差越小引導(dǎo)效果越好。對于雙針筒的傳動裝置，電機通過減速箱與滾珠絲桿一端固定連接，另一端與單針筒的傳動裝置類似，這里不再贅述。

此外，在夾頭固定板上設(shè)有夾頭，夾頭將針筒固定住，且在夾頭和夾頭固定板之間設(shè)有泛塞封，以減小滑動摩擦和防止藥液泄漏于注射頭內(nèi)。然后，在基座筒上固定有轉(zhuǎn)動頭連接板，在轉(zhuǎn)動頭連接板上設(shè)有轉(zhuǎn)動頭，通過轉(zhuǎn)動頭控制整個注射頭在與水平面成-60°至+120°的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而方便注射頭對針筒進行吸藥、排氣及注射藥液。

進一步地，注射頭的受力過程具體分析如下：傳動裝置與針筒內(nèi)的活塞配合連接，當傳動裝置受到動力裝置驅(qū)動向針筒方向推進時，帶動活塞一起運動，從而實現(xiàn)排氣及注射的過程，同時，傳動裝置將驅(qū)動力傳遞至針筒內(nèi)部的活塞上，當藥液受到擠壓時，就將驅(qū)動力作用到針筒內(nèi)部，使得針筒通過向前運動來減小針筒內(nèi)部的壓力。由于針筒安裝固定于夾頭內(nèi)，夾頭與夾頭固定板固定連接，該壓力也相應(yīng)的作用到夾頭固定板上，迫使夾頭固定板有隨著針筒向前拉伸的趨勢。此外，筒體也與夾頭固定板固定在一起，或者筒體與夾頭固定板一體成型，且筒體上設(shè)有至少一個應(yīng)變片傳感器，使得筒體隨著夾頭固定板的向前拉伸，也相應(yīng)的產(chǎn)生拉伸形變，從而使粘貼在筒體上的應(yīng)變片傳感器產(chǎn)生拉伸變形，進而輸出電壓信號，達到檢測注射壓力的目的。應(yīng)當理解的是，所述應(yīng)變片傳感器包括但不限于電阻式應(yīng)變片傳感器或光電應(yīng)變片傳感器，優(yōu)選地，采用電阻式應(yīng)變片傳感器進行測壓；同時，應(yīng)變片傳感器組優(yōu)選地設(shè)置在筒體的中間位置，更優(yōu)選地，在筒體中間且兩側(cè)對稱的位置上分別設(shè)置至少一個應(yīng)變片傳感器，使得傳動裝置在筒體中向前推進時避免因為左右搖擺導(dǎo)致測壓精度較低的問題出現(xiàn)；或者僅在在筒體兩側(cè)相對稱的位置上分別設(shè)置至少一個應(yīng)變片傳感器，不限定于筒體中間位置，優(yōu)選地在筒體中間位置且兩側(cè)對稱的位置上分別設(shè)置一個應(yīng)變片傳感器。

實施例二：

在實施例一的基礎(chǔ)上，本實施例還提供了一種注射頭，該注射頭在實施例一的基礎(chǔ)上增加了一個導(dǎo)向軸，該導(dǎo)向軸兩端與電機固定板和夾頭固定板固定連接，且優(yōu)選地導(dǎo)向軸與基座筒相互平行，該導(dǎo)向軸同樣也可起到引導(dǎo)方向的作用。此外，該注射頭的測壓原理與實施例一類似，故本實施例不再詳細說明，現(xiàn)對其具體結(jié)構(gòu)進行闡述：

請參見圖1所示的雙針筒注射頭示意圖。圖1中，推桿109上設(shè)有滑動塊，滑動塊上設(shè)有一個通孔，優(yōu)選地，滑動塊設(shè)在推桿109與滾珠絲桿117定位固定連接的一端，使得推桿109的移動范圍較大，然后推桿109另一端依次從夾頭固定板111、泛塞封119和夾頭120中間穿過進入針筒與活塞固定連接。此外，在電機固定板104和夾頭固定板111上均設(shè)有用于固定導(dǎo)向軸110兩端的孔位，導(dǎo)向軸110穿過滑動塊，兩端分別固定在所述孔位內(nèi)，且與傳動裝置(即滾珠絲桿117和推桿109)相互平行，因此，推桿109帶著滑動塊沿導(dǎo)向軸110的軸向運動，使推桿109在運行過程中盡量避免出現(xiàn)其他方向的擺動。應(yīng)該理解的是，滑動塊上的通孔直徑與導(dǎo)向軸110直徑差值應(yīng)盡量縮小，從而更好的控制推桿109在其他方向上的擺動。

進一步地，滑動塊上設(shè)有擋光片，擋光片與限位開關(guān)配合限制推桿109的移動范圍。其中，限位開關(guān)安裝板107上設(shè)有限位開關(guān)，一路傳動裝置對應(yīng)兩個限位開關(guān)，靠近電機固定板104的限位開關(guān)為后限位開關(guān)，靠近夾頭固定板111的限位開關(guān)為前限位開關(guān)。應(yīng)該理解的是，限位開關(guān)在限位開關(guān)安裝板107上的位置關(guān)系包括但不限于上述設(shè)置方式，只要達到限制傳動裝置移動范圍的效果，其他設(shè)置方式依然屬于本實用新型保護的范圍。然后，限位開關(guān)安裝板107的兩端分別與電機固定板104的頂部和夾頭固定板111的頂部固定連接，優(yōu)選的限位開關(guān)安裝板107設(shè)置在兩個傳動裝置中上方，且與傳動裝置平行。當電機101運行時，減速箱121傳動，使?jié)L珠絲桿117轉(zhuǎn)動并帶動推桿109及滑動塊向前移動，相應(yīng)的擋光片也向前移動，當擋光片運行到后限位開關(guān)處時，處理器就會檢測到限位開關(guān)的狀態(tài)變化，同理當擋光片運行至前限位開關(guān)時，電機101會停止運行，說明藥液注射完畢或已注射到預(yù)設(shè)劑量，檢測過程與后限位開關(guān)一致，這里不再贅述。此外，由于電機上設(shè)有編碼器125，編碼器125將讀取電機101的運行速度和方向信息，并將讀取的信息傳遞給處理器處理。

進一步地，由于傳動裝置中推桿109的一端設(shè)有滑動塊，滑動塊上又設(shè)有擋光片，且擋光片需要與限位開關(guān)配合使用，故沿著滑動塊的運動軌跡在基座筒的筒體上設(shè)有開口122，方便滑動塊跟隨推桿109往復(fù)運動。開口122的大小不做具體限制，可根據(jù)實際需求進行設(shè)定。應(yīng)該理解的是，導(dǎo)向軸110設(shè)置在筒體上方，優(yōu)選地與筒體部分重合或者不重合，然后滑動塊的開孔優(yōu)選地設(shè)置在靠近導(dǎo)向軸110的一側(cè)，方便導(dǎo)向軸110通過。

實施例三：

在實施例一或二的基礎(chǔ)上，本實施例提供的注射頭為單針筒注射頭，該注射頭只含有一個基座筒、一路傳動裝置和一套動力裝置，其中，動力裝置包括電機，傳動裝置包括推桿、滾珠絲桿、軸承和聯(lián)軸器。注射頭檢測注射壓力的原理與實施例一或二中的測壓原理一致，本實施例不再贅述。如圖2所示，注射頭包括電機101、聯(lián)軸器115、轉(zhuǎn)軸支架126、垂臂轉(zhuǎn)動軸127、垂臂轉(zhuǎn)頭128。轉(zhuǎn)軸支架126設(shè)在電機101與基座筒之間，且在轉(zhuǎn)軸支架126上設(shè)有通孔，垂臂轉(zhuǎn)動軸127一端穿過轉(zhuǎn)軸支架126的通孔通過螺釘?shù)确绞竭M行固定，另一端與垂臂轉(zhuǎn)頭128固定連接，通過垂臂轉(zhuǎn)頭128控制注射頭在與水平面成-60°至+120°的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而方便注射頭對針筒進行吸藥、排氣及注射藥液。然后，滾珠絲桿和軸承通過軸承壓板進行固定，且滾珠絲桿一端通過聯(lián)軸器115與電機101固定，另一端穿入基座筒與推桿固定；電機101通過轉(zhuǎn)軸支架126和軸承壓板與基座筒固定。此外，單針筒注射頭上還設(shè)有限位開關(guān)安裝板，限位開關(guān)安裝板上分別設(shè)有一個前、后限位開關(guān)，其中，前限位開關(guān)靠近夾頭固定板，后限位開關(guān)靠近電機固定板。此外，該注射頭的動力裝置與傳動裝置通過聯(lián)軸器連接，且動力裝置與基座筒之間采用支撐板或電機支撐柱固定。當電機正轉(zhuǎn)時，電機通過聯(lián)軸器與滾珠絲桿連接，帶動滾珠絲桿轉(zhuǎn)動，然后滾珠絲桿帶動推桿、滑動塊和擋光片一起向前推進，實現(xiàn)對藥液注射壓力的檢測。

進一步地，如圖3所示，圖3是圖2中A的放大圖，該圖為基座筒上設(shè)置應(yīng)變片傳感器的具體位置示意圖。圖中基座筒包括筒體123、電機固定板和夾頭固定板，且三者為一體成型。在筒體123上設(shè)有兩個應(yīng)變片傳感器，其中一個應(yīng)變片傳感器124如圖中所示，另一個應(yīng)變片傳感器設(shè)在筒體123的另一側(cè)，并與圖中應(yīng)變片傳感器124位置相對稱，筒體123兩側(cè)均設(shè)有應(yīng)變片傳感器的目的在于，在推桿向前推進時，不能完全保證推桿不會左右擺動，如果僅在筒體123一側(cè)設(shè)有應(yīng)變片傳感器124，當推桿左右擺動時，使得檢測精度降低，從而影響測壓效果。因此，在筒體123兩側(cè)均設(shè)有應(yīng)變片傳感器，以提高測壓精度。應(yīng)該理解的是，應(yīng)變片傳感器可以設(shè)置在基座筒任意位置，優(yōu)選地的是設(shè)在筒體123上且位于中間部分。

實施例四：

在實施例一或二的基礎(chǔ)上，本實施例提供的注射頭為雙針筒注射頭，該注射頭含有兩個基座筒、兩路傳動裝置以及兩套動力裝置，其檢測注射壓力的原理與實施例一或二中的測壓原理一致，本實施例也不再贅述。本實施例與實施例三不同之處在于，雙針筒注射頭由兩個單針筒注射頭構(gòu)成，以實現(xiàn)雙針筒共同注射以提高工作效率。此外，請繼續(xù)參見圖1，雙針筒注射頭的動力裝置包括電機101，傳動裝置包括滾珠絲桿117、推桿109、軸承116和減速箱121。電機101通過減速箱121與滾珠絲桿117一端固定，帶動滾珠絲桿117轉(zhuǎn)動，然后滾珠絲桿117帶動推桿109、滑動塊和擋光片向前推進實現(xiàn)測壓。其中，減速箱121設(shè)置在基座筒上以固定滾珠絲桿117和軸承116，電機101通過減速箱121固定在基座筒上。

進一步地，雙針筒注射頭的限位開關(guān)安裝板107的四個角落均設(shè)有一個限位開關(guān)(靠近電機固定板的為后限位開關(guān)，靠近夾頭固定板的為前限位開關(guān))，以便限制兩套傳動裝置的運動范圍，其具體原理請參見實施例三。應(yīng)當理解的是，雙針筒注射頭是在單針筒注射頭基礎(chǔ)上進行適應(yīng)性改變，使得兩個針筒的注射頭能正常工作，因此，在單針筒注射頭的基礎(chǔ)上，也可適應(yīng)性的調(diào)整為多針筒注射頭以提高效率，其運行原理基本類似，同樣屬于本實施例保護的方案。應(yīng)當知道的是，由于雙針筒注射頭包括兩套動力裝置，相應(yīng)的就包括兩個電機，當需要進行注射壓力檢測時，可同時運行兩個電機，操控兩套傳動裝置同時測壓，也可以只運行其中一個電機，操控其對應(yīng)的傳動裝置測壓。

實施例五：

本實施例還提供了一種注射頭，該注射頭同樣適用于專利文獻1(中國專利公開號204512028U，公開日20150729)中的動力裝置，通過動力裝置為傳動裝置提供驅(qū)動力，進而使應(yīng)變片傳感器產(chǎn)生形變輸出電信號。本實施例重點對采用專利文獻中的動力裝置的注射頭進行說明，其具體工作原理分析如下：

注射頭包括注射液缸、電機固定板、夾頭固定板、應(yīng)變片傳感器、推桿以及液壓活塞，將注射液缸兩端分別與電機固定板和夾頭固定板一體成型或者密封設(shè)置，并在電機固定板與注射液缸固定的地方開設(shè)通孔，且通孔的直徑小于注射液缸的內(nèi)徑，同理在夾頭固定板與注射液缸固定地方開設(shè)一個小于注射液缸內(nèi)徑的通孔，然后在注射液缸中設(shè)置一個與該注射液缸內(nèi)徑大小相同的液壓活塞，該活塞將注射液缸分割成靠近電機固定板的第一空腔和靠近夾頭固定板的第二空腔，優(yōu)選地第一空腔與第二空腔隔絕。推桿一端穿過夾頭固定板上的通孔進入注射液缸，與液壓活塞固定連接，另一端與針筒中的活塞固定連接，針筒固定在夾頭內(nèi)。在電機固定板的通孔上固定連接第一液壓管，優(yōu)選地電機固定板與第一液壓管的連接為密封連接，防止液體泄漏，影響測壓精度。該液壓管與一個第三方的液壓裝置連接，為注射頭中的第一空腔提供液體，進而產(chǎn)生液壓，推動液壓活塞前進。此外，在第二空腔對應(yīng)的注射液缸上開設(shè)通孔，并在該通孔上固定連接第二液壓管，該液壓管同樣與第三方的液壓裝置連接，為注射頭的第二空腔提供液體。當需要注射藥液時，液體從第一液壓管進入第一空腔，擠壓液壓活塞推動推桿向夾頭固定板方向移動以擠壓藥液，進而給針筒內(nèi)部施加壓力，導(dǎo)致注射液缸受力拉伸，由于注射液缸上設(shè)有應(yīng)變片傳感器，使得應(yīng)變片傳感器也相應(yīng)受力形變，從而產(chǎn)生電信號；當吸取藥液時，液體從第二液壓管進入第二空腔，擠壓液壓活塞推動推桿向電機固定板方向移動，擠壓第一空腔的液體，將第一空腔的液體擠出注射液缸達到吸藥的目的。

實施例六：

本實施例提供了一種高壓注射器，請參見圖4，該高壓注射器包括注射頭30和控制器10，控制器10與注射頭30均可設(shè)置在注射頭機架上。其中，注射頭30包括處理器，處理器對應(yīng)變片傳感器組輸出的電信號進行處理?？刂破?0通過通信電纜與注射頭30連接，實現(xiàn)對注射頭30的控制。此外，在注射頭機架上安裝的托盤附件可以用于操作人員放置物品，在注射頭機架的底座上安裝有腳輪(有帶剎車腳輪和不帶剎車腳輪各兩個)，使注射頭機架可以在室內(nèi)任意范圍移動。進一步地，高壓注射器還包括控制臺20，控制臺20與控制器10通過電纜連接，將控制器10的信息反饋給控制臺20，同時控制臺20作為人機交互界面可以發(fā)出控制指令，通過電纜傳遞給控制器10，從而實現(xiàn)對高壓注射器的控制。應(yīng)當知道的是，本實施例中控制臺20與控制器10之間也可選擇光纖或者無線等方式進行連接，優(yōu)選地通過電纜連接。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本實用新型的保護范圍。