一種高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，包括：缸體、活塞、活塞桿及液動(dòng)缸，所述缸體的截面為圓形，缸體右端面設(shè)有注射針，缸體內(nèi)設(shè)有活塞，缸體的左端面通過硬管與液動(dòng)缸連通，活塞靠近缸體的左端面的中心位置處設(shè)有活塞桿，活塞桿的長(zhǎng)度大于缸體的長(zhǎng)度，液動(dòng)缸內(nèi)充有設(shè)定壓力的動(dòng)力液，硬管上設(shè)有電控閥，電控閥與缸體之間設(shè)有放液閥，液動(dòng)缸上設(shè)有支管一，支管一上安裝有過壓閥，缸體外設(shè)有容量刻度。本發(fā)明的技術(shù)目的在于提供一種注射流量控制更加精準(zhǔn)，能夠針對(duì)不同病人、不同藥液進(jìn)行微量注射，不存在注射虛位的問題，避免注射機(jī)傳動(dòng)件磨損的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)。
【專利說明】
一種高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在某些疾病或?qū)ξＶ鼗颊叩膿尵?，微量注射機(jī)能夠?qū)⑸倭克幰壕珳?zhǔn)、微量、均勻、 持續(xù)地送入人體內(nèi)，操作便捷、定時(shí)、定量，使得藥物能夠在體內(nèi)保持有效血液濃度，能夠大 大減輕醫(yī)護(hù)人員的工作量，并且能夠提高工作效率，準(zhǔn)確、安全、有效地配合醫(yī)生進(jìn)行醫(yī)治/ 搶救。
[0003] 而現(xiàn)有的注射機(jī)通常是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)的各部件之間通常是有縫隙，從而構(gòu) 成虛位，從而使得微量注射機(jī)在使用時(shí)對(duì)注射量的注射存在偏差，降低了注射機(jī)的精確性， 并且螺旋形的槽在經(jīng)過多次使用后，磨損過量，使得槽與配合件的縫隙進(jìn)一步加大，從而導(dǎo) 致注射的精度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述在病人輸液存在的現(xiàn)有問題，本發(fā)明的技術(shù)目的在于提供一種注射流量 控制更加精準(zhǔn)，能夠針對(duì)不同病人、不同藥液進(jìn)行微量注射，不存在注射虛位的問題，避免 注射機(jī)傳動(dòng)件磨損的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，包括:缸體、活塞、活塞桿及液動(dòng)缸，所述缸體的截面為 圓形，缸體右端面設(shè)有注射針，缸體內(nèi)設(shè)有活塞，缸體的左端面通過硬管與液動(dòng)缸連通，活 塞靠近缸體的左端面的中心位置處設(shè)有活塞桿，活塞桿的長(zhǎng)度大于缸體的長(zhǎng)度，液動(dòng)缸內(nèi) 充有設(shè)定壓力的動(dòng)力液，硬管上設(shè)有電控閥，電控閥與缸體之間設(shè)有放液閥，液動(dòng)缸上設(shè)有 支管一，支管一上安裝有過壓閥，缸體外設(shè)有容量刻度。
[0006] 上述技術(shù)方案中，缸體右端面設(shè)有注射針，從而對(duì)病人進(jìn)行注射輸液，液動(dòng)缸內(nèi)的 動(dòng)力液能夠推動(dòng)活塞移動(dòng)，從而將藥液注射到病人體中，相比于傳動(dòng)的利用機(jī)械電機(jī)進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)推動(dòng)活塞，避免了磨損問題及部件間的間隙造成的虛位問題，設(shè)有的活塞桿能夠在液 動(dòng)注射作為動(dòng)力失效后，具有第二種通過控制方式，增加控制的可靠性;硬管上設(shè)有的電控 閥能夠精確控制對(duì)活塞的壓力，設(shè)有的放液閥，放液閥為過壓保護(hù)閥，能夠避免過壓的情況 發(fā)生，在缸體外設(shè)有的容量刻度能夠方便觀察注射情況。
[0007] 進(jìn)一步地，所述活塞包括活塞盤及活塞環(huán)，活塞環(huán)安裝在活塞盤的外圍，活塞環(huán)的 截面形狀為倒梯形，活塞環(huán)外圓面上設(shè)有兩環(huán)形槽，兩環(huán)形槽內(nèi)均設(shè)有硅橡膠密封圈;所述 活塞環(huán)及活塞盤的材質(zhì)為聚四氟乙烯。
[0008] 上述技術(shù)方案中，通過將活塞設(shè)為活塞盤及活塞環(huán)，活塞盤主要起支撐作用，活塞 環(huán)與缸體接觸密封，活塞盤及活塞環(huán)分別采用不同材質(zhì)，活塞環(huán)外圓面上設(shè)有兩環(huán)形槽，兩 環(huán)形槽內(nèi)均設(shè)有硅橡膠密封圈，兩圈密封圈的密封使得密封效果更好，而聚四氟乙烯材質(zhì) 具有無(wú)毒、摩擦力小、密封可靠等優(yōu)點(diǎn)，保證活塞的密封更加可靠，更加安全。
[0009] 進(jìn)一步地，所述液動(dòng)缸通過液壓管連有儲(chǔ)液罐，所述液壓管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥;儲(chǔ)液罐 與液動(dòng)缸之間設(shè)有加壓機(jī);液動(dòng)缸內(nèi)充有動(dòng)力液及尚壓氣體。
[0010] 上述技術(shù)方案中，液動(dòng)缸連有的儲(chǔ)液罐及設(shè)于儲(chǔ)液罐與液動(dòng)缸之間的加壓機(jī)能夠 及時(shí)為液動(dòng)缸內(nèi)補(bǔ)液，在液動(dòng)缸內(nèi)設(shè)有的高壓氣體能夠?yàn)閯?dòng)力液提供動(dòng)力，維持液動(dòng)缸內(nèi) 的壓力。
[0011] 進(jìn)一步地，所述活塞桿的一端固定安裝在活塞上，活塞桿的另一端伸出液動(dòng)缸通 過聯(lián)軸器與伺服電動(dòng)缸固定安裝。
[0012] 上述技術(shù)方案中，通過將活塞桿與伺服電動(dòng)缸配合安裝，在利用動(dòng)力液推動(dòng)活塞 桿失效后，能夠提供一種可靠的不錯(cuò)注射手段，使得輸液機(jī)更加可靠。
[0013] 進(jìn)一步地，所述液動(dòng)缸內(nèi)設(shè)有壓力傳感器a，缸體的左側(cè)內(nèi)設(shè)有壓力傳感器b，液動(dòng) 缸與缸體之間的管路上設(shè)有流量計(jì)，活塞桿配合安裝有位移傳感器，壓力傳感器a、流量計(jì) 及位移傳感器與M⑶連接，M⑶還與電控閥、報(bào)警器、加壓機(jī)、壓力傳感器b、伺服電動(dòng)缸、過壓 閥及調(diào)節(jié)閥連接。
[0014] 進(jìn)一步地，所述的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)的控制方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1 )、通過MCU控制伺服電動(dòng)缸將活塞桿往遠(yuǎn)離注射針端拉動(dòng)，吸入藥液； (2)、若壓力傳感器a測(cè)得的壓力小于設(shè)定壓力，則MCU啟動(dòng)加壓機(jī)，使得液動(dòng)缸內(nèi)的壓 力為設(shè)定壓力;若壓力傳感器a測(cè)得的壓力小于設(shè)定壓力，則MCU控制調(diào)節(jié)閥，使得儲(chǔ)液罐內(nèi) 的高壓液體進(jìn)入液動(dòng)缸，將液動(dòng)缸內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到設(shè)定值，并且使得活塞左側(cè)的缸體內(nèi)充 滿動(dòng)力液； (3 )、輸液機(jī)以輸液流量進(jìn)行輸液時(shí)，推動(dòng)活塞并使得輸液機(jī)以設(shè)定流量進(jìn)行輸液，此 時(shí)，藥液內(nèi)的壓力為P1，活塞左側(cè)的壓力為P2，當(dāng)PI =P2時(shí)，輸液機(jī)即可進(jìn)行均勻輸液，MCU通 過控制電控閥的開度，使得P1=P2，使得輸液機(jī)均勻輸液;并且，位移傳感器將活塞移動(dòng)的位 移數(shù)值實(shí)時(shí)傳送給MCU，MCU經(jīng)過公式:計(jì)算出進(jìn)入缸體的流量值，式中，s為單位時(shí) 4 間內(nèi)位移傳感器測(cè)得的位移量，d為缸體的內(nèi)徑，q為單位時(shí)間內(nèi)的輸液流量;若輸液流量與 通過位移傳感器計(jì)算得到的值超過額定誤差，則MCU將電控閥關(guān)閉，并觸發(fā)報(bào)警器報(bào)警； (4)若液動(dòng)缸發(fā)生故障，則MCU控制伺服電動(dòng)缸繼續(xù)推動(dòng)活塞，使得輸液繼續(xù)進(jìn)行。
[0015] 上述技術(shù)方案中，利用上述控制系統(tǒng)及控制方法能夠使得控制智能化、控制可靠、 尚效。
[0016] 進(jìn)一步地，所述硅橡膠密封圈包括以下重量組分:硅橡膠顆粒52-60份，聚四氟乙 烯25-30份，石墨粉1-4份，碳化硅纖維3-5份，偶聯(lián)劑2-4份，交聯(lián)劑3.5-6份，甘油4.5-6.5 份。
[0017] 所述硅橡膠密封圈包括以下重量組分:硅橡膠顆粒55-58份，聚四氟乙烯26-28份， 石墨粉2-3份，碳化硅纖維3-5份，偶聯(lián)劑2.5-3.5份，交聯(lián)劑4-5.5份，甘油5-6份。
[0018] 所述碳化硅纖維的長(zhǎng)度為25~50微米，直徑為1.5~2微米;石墨粉的粒徑大小為5 ~8微米。
[0019] 通過將碳化硅纖維的長(zhǎng)度設(shè)為25~50微米，直徑為1.5~2微米，能夠使得碳化硅 纖維能夠更好融合在硅橡膠顆粒之間，成為一整體，通過將石墨粉的粒徑大小為5~8微米， 避免石墨粉過大，從而影響硅橡膠的結(jié)合。
[0020] 所述硅橡膠密封圈的制備方法為： (1) 按上述重量份，將硅橡膠顆粒粉碎后，石墨粉研磨粉碎后，加入到聚四氟乙烯乳液 中，同時(shí)加入偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、碳化硅纖維、甘油，進(jìn)行1~2小時(shí)的攪拌混合，在攪拌的同時(shí) 進(jìn)行超聲波處理30min，制得混合乳液； (2) 將步驟制得的混合乳液加熱至120~150 °C后投入充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)釜中熔煉25~ 30min，自然冷卻，從而得到娃橡膠材料，再制作成型。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是： 通過將傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)來作為注射機(jī)的動(dòng)力源改為通過液壓動(dòng)力來作為推動(dòng)活塞的 動(dòng)力源，從而避免了機(jī)械傳動(dòng)的磨損，同時(shí)也避免了機(jī)械零部件之間的間隙造成的虛位，從 而能夠大大提高注射量的精準(zhǔn)性，并且通過壓力傳感器a、壓力傳感器b及MCU等控制器件的 智能控制，使得控制更加精準(zhǔn);通過將活塞的活塞環(huán)設(shè)為硅橡膠密封圈，硅橡膠密封圈的聚 四氟乙烯能夠降低硅橡膠的摩擦力，碳化硅纖維能夠大大提高密封圈的耐磨及強(qiáng)度，設(shè)有 的石墨粉能夠?qū)柘鹉z密封圈的摩擦系數(shù)降低50%，偶聯(lián)劑與交聯(lián)劑、甘油能夠使得硅橡膠 顆粒、聚四氟乙烯及石墨粉更好結(jié)合，并且使得硅橡膠密封圈更加適合于注射機(jī)的活塞密 封，提高密封的可靠性與耐用性。
【附圖說明】
[0022] 圖1是高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中A部分的局部放大圖。
[0023]圖中標(biāo)記：1為缸體、2為活塞、2.1為活塞盤、2.2為活塞環(huán)、2.3為環(huán)形槽、2.4為硅 橡膠密封圈、3為活塞桿、4為加壓機(jī)、5為液動(dòng)缸、6為過壓閥、7為電控閥、8為儲(chǔ)液罐。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0025] 實(shí)施例一： 如圖1及圖2所示的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，包括：：缸體1、活塞2、活塞盤2.1、活塞環(huán) 2.2、環(huán)形槽2.3、硅橡膠密封圈2.4、活塞桿3、加壓機(jī)4、液動(dòng)缸5、過壓閥6、電控閥7及儲(chǔ)液罐 8,包括:缸體1、活塞2、活塞桿3及液動(dòng)缸5,所述缸體1的截面為圓形，缸體1右端面設(shè)有注射 針，缸體1內(nèi)設(shè)有活塞2,缸體1的左端面通過硬管與液動(dòng)缸5連通，活塞2靠近缸體1的左端面 的中心位置處設(shè)有活塞桿3,活塞桿3的長(zhǎng)度大于缸體1的長(zhǎng)度，液動(dòng)缸5內(nèi)充有設(shè)定壓力的 動(dòng)力液，硬管上設(shè)有電控閥7，電控閥7與缸體1之間設(shè)有放液閥，液動(dòng)缸5上設(shè)有支管一，支 管一上安裝有過壓閥6,缸體1外設(shè)有容量刻度。
[0026] 所述活塞2包括活塞盤2.1及活塞環(huán)2.2，活塞環(huán)2.2安裝在活塞盤2.1的外圍，活塞 環(huán)2.2的截面形狀為倒梯形，活塞環(huán)2.2外圓面上設(shè)有兩環(huán)形槽2.3，兩環(huán)形槽2.3內(nèi)均設(shè)有 硅橡膠密封圈2.4;所述活塞環(huán)2.2及活塞盤2.1的材質(zhì)為聚四氟乙烯;所述液動(dòng)缸5通過液 壓管連有儲(chǔ)液罐8，所述液壓管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥;儲(chǔ)液罐8與液動(dòng)缸5之間設(shè)有加壓機(jī)4;液動(dòng)缸 5內(nèi)充有動(dòng)力液及高壓氣體;所述活塞桿3的一端固定安裝在活塞2上，活塞桿3的另一端伸 出液動(dòng)缸5通過聯(lián)軸器與伺服電動(dòng)缸固定安裝。
[0027] 所述液動(dòng)缸5內(nèi)設(shè)有壓力傳感器a，缸體1的左側(cè)內(nèi)設(shè)有壓力傳感器b，液動(dòng)缸5與缸 體1之間的管路上設(shè)有流量計(jì)，活塞桿3配合安裝有位移傳感器，壓力傳感器a、流量計(jì)及位 移傳感器與MCU連接，MCU還與電控閥7、報(bào)警器、加壓機(jī)4、壓力傳感器b、伺服電動(dòng)缸、過壓閥 6及調(diào)節(jié)閥連接。
[0028] 高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)的控制方法，包括以下步驟： (1 )、通過MCU控制伺服電動(dòng)缸將活塞桿3往遠(yuǎn)離注射針端拉動(dòng)，吸入藥液； (2)、若壓力傳感器a測(cè)得的壓力小于設(shè)定壓力，則MCU啟動(dòng)加壓機(jī)4,使得液動(dòng)缸5內(nèi)的 壓力為設(shè)定壓力;若壓力傳感器a測(cè)得的壓力小于設(shè)定壓力，則MCU控制調(diào)節(jié)閥，使得儲(chǔ)液罐 8內(nèi)的高壓液體進(jìn)入液動(dòng)缸5，將液動(dòng)缸5內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到設(shè)定值，并且使得活塞2左側(cè)的缸 體1內(nèi)充滿動(dòng)力液； (3 )、輸液機(jī)以輸液流量進(jìn)行輸液時(shí)，推動(dòng)活塞2并使得輸液機(jī)以設(shè)定流量進(jìn)行輸液，此 時(shí)，藥液內(nèi)的壓力為P1，活塞左側(cè)的壓力為P2，當(dāng)PI =P2時(shí)，輸液機(jī)即可進(jìn)行均勻輸液，MCU通 過控制電控閥7的開度，使得P1=P2，使得輸液機(jī)均勻輸液;為了確定輸液機(jī)以流量q進(jìn)行輸 液時(shí)，可繪制流量q輸液時(shí)對(duì)應(yīng)的藥液內(nèi)的壓力P曲線，從而能夠在任何流量下，便于確定藥 液內(nèi)及活塞左側(cè)的壓力，使得控制更加精準(zhǔn);并且，位移傳感器將活塞2移動(dòng)的位移數(shù)值實(shí) 時(shí)傳送給M⑶，M⑶經(jīng)過公式:十算出進(jìn)入缸體1的流量值，式中，s為單位時(shí)間內(nèi)位 4 移傳感器測(cè)得的位移量，d為缸體1的內(nèi)徑，q為單位時(shí)間內(nèi)的輸液流量;若輸液流量與通過 位移傳感器計(jì)算得到的值超過額定誤差，則MCU將電控閥7關(guān)閉，并觸發(fā)報(bào)警器報(bào)警。
[0029] (4)若液動(dòng)缸發(fā)生故障，則MCU控制伺服電動(dòng)缸繼續(xù)推動(dòng)活塞，使得輸液繼續(xù)進(jìn)行。
[0030] 硅橡膠密封圈2.4包括以下重量組分:硅橡膠顆粒56份，聚四氟乙烯27份，石墨粉 2.5份，碳化硅纖維3.5份，偶聯(lián)劑3.1份，交聯(lián)劑4.8份，甘油5.5份。
[0031] 所述碳化硅纖維的長(zhǎng)度為30~40微米，直徑為1.5~2微米，石墨粉的粒徑大小為5 ~8微米。
[0032]硅橡膠密封圈2.4的制備方法為： (1)按上述重量份，將硅橡膠顆粒粉碎后，石墨粉研磨粉碎后，加入到聚四氟乙烯乳液 中，同時(shí)加入偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、碳化硅纖維、甘油，進(jìn)行1.5小時(shí)的攪拌混合，在攪拌的同時(shí)進(jìn) 行超聲波處理30min，制得混合乳液； (2 )將步驟(1)制得的混合乳液加熱至132 °C后投入充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)釜中熔煉26mi η，從 而得到硅橡膠材料，再通過成型機(jī)制得硅橡膠密封圈。
[0033] 實(shí)施例二： 如圖1及圖2所示的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，包括：：缸體1、活塞2、活塞盤2.1、活塞環(huán) 2.2、環(huán)形槽2.3、硅橡膠密封圈2.4、活塞桿3、加壓機(jī)4、液動(dòng)缸5、過壓閥6、電控閥7及儲(chǔ)液罐 8,包括:缸體1、活塞2、活塞桿3及液動(dòng)缸5,所述缸體1的截面為圓形，缸體1右端面設(shè)有注射 針，缸體1內(nèi)設(shè)有活塞2,缸體1的左端面通過硬管與液動(dòng)缸5連通，活塞2靠近缸體1的左端面 的中心位置處設(shè)有活塞桿3,活塞桿3的長(zhǎng)度大于缸體1的長(zhǎng)度，液動(dòng)缸5內(nèi)充有設(shè)定壓力的 動(dòng)力液，硬管上設(shè)有電控閥7，電控閥7與缸體1之間設(shè)有放液閥，液動(dòng)缸5上設(shè)有支管一，支 管一上安裝有過壓閥6,缸體1外設(shè)有容量刻度。
[0034] 所述活塞2包括活塞盤2.1及活塞環(huán)2.2，活塞環(huán)2.2安裝在活塞盤2.1的外圍，活塞 環(huán)2.2的截面形狀為倒梯形，活塞環(huán)2.2外圓面上設(shè)有兩環(huán)形槽2.3，兩環(huán)形槽2.3內(nèi)均設(shè)有 硅橡膠密封圈2.4;所述活塞環(huán)2.2及活塞盤2.1的材質(zhì)為聚四氟乙烯;所述液動(dòng)缸5通過液 壓管連有儲(chǔ)液罐8，所述液壓管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥;儲(chǔ)液罐8與液動(dòng)缸5之間設(shè)有加壓機(jī)4;液動(dòng)缸 5內(nèi)充有動(dòng)力液及高壓氣體;所述活塞桿3的一端固定安裝在活塞2上，活塞桿3的另一端伸 出液動(dòng)缸5通過聯(lián)軸器與伺服電動(dòng)缸固定安裝。
[0035]所述液動(dòng)缸5內(nèi)設(shè)有壓力傳感器a，缸體1的左側(cè)內(nèi)設(shè)有壓力傳感器b，液動(dòng)缸5與缸 體1之間的管路上設(shè)有流量計(jì)，活塞桿3配合安裝有位移傳感器，壓力傳感器a、流量計(jì)及位 移傳感器與MCU連接，MCU還與電控閥7、報(bào)警器、加壓機(jī)4、壓力傳感器b、伺服電動(dòng)缸、過壓閥 6及調(diào)節(jié)閥連接。
[0036] 高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)的控制方法，包括以下步驟： (1 )、通過MCU控制伺服電動(dòng)缸將活塞桿3往遠(yuǎn)離注射針端拉動(dòng)，吸入藥液； (2)、若壓力傳感器a測(cè)得的壓力小于設(shè)定壓力，則MCU啟動(dòng)加壓機(jī)4,使得液動(dòng)缸5內(nèi)的 壓力為設(shè)定壓力;若壓力傳感器a測(cè)得的壓力小于設(shè)定壓力，則MCU控制調(diào)節(jié)閥，使得儲(chǔ)液罐 8內(nèi)的高壓液體進(jìn)入液動(dòng)缸5，將液動(dòng)缸5內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到設(shè)定值，并且使得活塞2左側(cè)的缸 體1內(nèi)充滿動(dòng)力液； (3 )、輸液機(jī)以輸液流量進(jìn)行輸液時(shí)，推動(dòng)活塞2并使得輸液機(jī)以設(shè)定流量進(jìn)行輸液，此 時(shí)，藥液內(nèi)的壓力為P1，活塞左側(cè)的壓力為P2，當(dāng)PI =P2時(shí)，輸液機(jī)即可進(jìn)行均勻輸液，MCU通 過控制電控閥7的開度，使得P1=P2，使得輸液機(jī)均勻輸液;為了確定輸液機(jī)以流量q進(jìn)行輸 液時(shí)，可繪制流量q輸液時(shí)對(duì)應(yīng)的藥液內(nèi)的壓力P曲線，從而能夠在任何流量下，便于確定藥 液內(nèi)及活塞左側(cè)的壓力，使得控制更加精準(zhǔn);并且，位移傳感器將活塞2移動(dòng)的位移數(shù)值實(shí) 時(shí)傳送給M⑶，M⑶經(jīng)過公式:計(jì)算出進(jìn)入缸體1的流量值，式中，s為單位時(shí)間內(nèi)位 4 移傳感器測(cè)得的位移量，d為缸體1的內(nèi)徑，q為單位時(shí)間內(nèi)的輸液流量;若輸液流量與通過 位移傳感器計(jì)算得到的值超過額定誤差，則MCU將電控閥7關(guān)閉，并觸發(fā)報(bào)警器報(bào)警。
[0037] (4)若液動(dòng)缸發(fā)生故障，則MCU控制伺服電動(dòng)缸繼續(xù)推動(dòng)活塞，使得輸液繼續(xù)進(jìn)行。 [0038]硅橡膠密封圈2.4包括以下重量組分:硅橡膠顆粒57份，聚四氟乙烯26.5份，石墨 粉2.7份，碳化硅纖維4份、偶聯(lián)劑3.4份，交聯(lián)劑4.5份，甘油5.2份。
[0039]所述碳化硅纖維的長(zhǎng)度為30~40微米，直徑為1.5~2微米，石墨粉的粒徑大小為5 ~8微米。
[0040] 硅橡膠密封圈2.4的制備方法為： (1)按上述重量份，將硅橡膠顆粒粉碎后，石墨粉研磨粉碎后，加入到聚四氟乙烯乳液 中，同時(shí)加入偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、碳化硅纖維、甘油，進(jìn)行1.8小時(shí)的攪拌混合，在攪拌的同時(shí)進(jìn) 行超聲波處理30min，制得混合乳液； (2 )將步驟(1)制得的混合乳液加熱至135 °C后投入充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)釜中熔煉30mi η，從 而得到硅橡膠材料，再通過成型機(jī)制得硅橡膠密封圈。
[0041] 實(shí)施例三： 如圖1及圖2所示的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，包括：：缸體1、活塞2、活塞盤2.1、活塞環(huán) 2.2、環(huán)形槽2.3、硅橡膠密封圈2.4、活塞桿3、加壓機(jī)4、液動(dòng)缸5、過壓閥6、電控閥7及儲(chǔ)液罐 8,包括:缸體1、活塞2、活塞桿3及液動(dòng)缸5,所述缸體1的截面為圓形，缸體1右端面設(shè)有注射 針，缸體1內(nèi)設(shè)有活塞2,缸體1的左端面通過硬管與液動(dòng)缸5連通，活塞2靠近缸體1的左端面 的中心位置處設(shè)有活塞桿3,活塞桿3的長(zhǎng)度大于缸體1的長(zhǎng)度，液動(dòng)缸5內(nèi)充有設(shè)定壓力的 動(dòng)力液，硬管上設(shè)有電控閥7，電控閥7與缸體1之間設(shè)有放液閥，液動(dòng)缸5上設(shè)有支管一，支 管一上安裝有過壓閥6,缸體1外設(shè)有容量刻度。
[0042] 所述活塞2包括活塞盤2.1及活塞環(huán)2.2，活塞環(huán)2.2安裝在活塞盤2.1的外圍，活塞 環(huán)2.2的截面形狀為倒梯形，活塞環(huán)2.2外圓面上設(shè)有兩環(huán)形槽2.3，兩環(huán)形槽2.3內(nèi)均設(shè)有 硅橡膠密封圈2.4;所述活塞環(huán)2.2及活塞盤2.1的材質(zhì)為聚四氟乙烯;所述液動(dòng)缸5通過液 壓管連有儲(chǔ)液罐8，所述液壓管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥;儲(chǔ)液罐8與液動(dòng)缸5之間設(shè)有加壓機(jī)4;液動(dòng)缸 5內(nèi)充有動(dòng)力液及高壓氣體;所述活塞桿3的一端固定安裝在活塞2上，活塞桿3的另一端伸 出液動(dòng)缸5通過聯(lián)軸器與伺服電動(dòng)缸固定安裝。
[0043]所述液動(dòng)缸5內(nèi)設(shè)有壓力傳感器a，缸體1的左側(cè)內(nèi)設(shè)有壓力傳感器b，液動(dòng)缸5與缸 體1之間的管路上設(shè)有流量計(jì)，活塞桿3配合安裝有位移傳感器，壓力傳感器a、流量計(jì)及位 移傳感器與MCU連接，MCU還與電控閥7、報(bào)警器、加壓機(jī)4、壓力傳感器b、伺服電動(dòng)缸、過壓閥 6及調(diào)節(jié)閥連接。
[0044] 高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)的控制方法，包括以下步驟： (1 )、通過MCU控制伺服電動(dòng)缸將活塞桿3往遠(yuǎn)離注射針端拉動(dòng)，吸入藥液； (2)、若壓力傳感器a測(cè)得的壓力小于設(shè)定壓力，則MCU啟動(dòng)加壓機(jī)4,使得液動(dòng)缸5內(nèi)的 壓力為設(shè)定壓力;若壓力傳感器a測(cè)得的壓力小于設(shè)定壓力，則MCU控制調(diào)節(jié)閥，使得儲(chǔ)液罐 8內(nèi)的高壓液體進(jìn)入液動(dòng)缸5，將液動(dòng)缸5內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到設(shè)定值，并且使得活塞2左側(cè)的缸 體1內(nèi)充滿動(dòng)力液； (3 )、輸液機(jī)以輸液流量進(jìn)行輸液時(shí)，推動(dòng)活塞2并使得輸液機(jī)以設(shè)定流量進(jìn)行輸液，此 時(shí)，藥液內(nèi)的壓力為P1，活塞左側(cè)的壓力為P2，當(dāng)PI =P2時(shí)，輸液機(jī)即可進(jìn)行均勻輸液，MCU通 過控制電控閥7的開度，使得P1=P2，使得輸液機(jī)均勻輸液;為了確定輸液機(jī)以流量q進(jìn)行輸 液時(shí)，可繪制流量q輸液時(shí)對(duì)應(yīng)的藥液內(nèi)的壓力P曲線，從而能夠在任何流量下，便于確定藥 液內(nèi)及活塞左側(cè)的壓力，使得控制更加精準(zhǔn);并且，位移傳感器將活塞2移動(dòng)的位移數(shù)值實(shí) 時(shí)傳送給M⑶，M⑶經(jīng)過公式:計(jì)算出進(jìn)入缸體1的流量值，式中，s為單位時(shí)間內(nèi)位 4 移傳感器測(cè)得的位移量，d為缸體1的內(nèi)徑，q為單位時(shí)間內(nèi)的輸液流量;若輸液流量與通過 位移傳感器計(jì)算得到的值超過額定誤差，則MCU將電控閥7關(guān)閉，并觸發(fā)報(bào)警器報(bào)警。
[0045] (4)若液動(dòng)缸發(fā)生故障，則MCU控制伺服電動(dòng)缸繼續(xù)推動(dòng)活塞，使得輸液繼續(xù)進(jìn)行。
[0046] 硅橡膠密封圈2.4包括以下重量組分:硅橡膠顆粒56份，聚四氟乙烯27.5份，石墨 粉2.4份，碳化硅纖維4份，偶聯(lián)劑2.8份，交聯(lián)劑4.7份，甘油5.4份。
[0047]所述碳化硅纖維的長(zhǎng)度為30~40微米，直徑為1.5~2微米，石墨粉的粒徑大小為5 ~8微米。
[0048]硅橡膠密封圈2.4的制備方法為： (1)按上述重量份，將硅橡膠顆粒粉碎后，石墨粉研磨粉碎后，加入到聚四氟乙烯乳液 中，同時(shí)加入偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、碳化硅纖維、甘油，進(jìn)行1.8小時(shí)的攪拌混合，在攪拌的同時(shí)進(jìn) 行超聲波處理30min，制得混合乳液； (2 )將步驟(1)制得的混合乳液加熱至135 °C后投入充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)釜中熔煉30mi η，從 而得到硅橡膠材料，再通過成型機(jī)制得硅橡膠密封圈。
[0049]通過將傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)來作為注射機(jī)的動(dòng)力源改為通過液壓動(dòng)力來作為推動(dòng)活 塞2的動(dòng)力源，從而避免了機(jī)械傳動(dòng)的磨損，同時(shí)也避免了機(jī)械零部件之間的間隙造成的虛 位，從而能夠大大提高注射量的精準(zhǔn)性，并且通過壓力傳感器a、壓力傳感器b及MCU等控制 器件的智能控制，使得控制更加精準(zhǔn);通過將活塞2的活塞環(huán)2.2設(shè)為硅橡膠密封圈，硅橡膠 密封圈2.4的聚四氟乙烯能夠降低硅橡膠的摩擦力，設(shè)有的石墨粉能夠?qū)柘鹉z密封圈2.4 的摩擦系數(shù)降低50%，偶聯(lián)劑與交聯(lián)劑、甘油能夠使得硅橡膠顆粒、聚四氟乙烯及石墨粉更 好結(jié)合，并且使得硅橡膠密封圈2.4更加適合于注射機(jī)的活塞密封，提高密封的可靠性與耐 用性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，其特征在于，包括:缸體（1)、活塞(2)、活塞桿(3)及 液動(dòng)缸巧），所述缸體（1)的截面為圓形，缸體（1)右端面設(shè)有注射針，缸體（1)內(nèi)設(shè)有活塞 (2)，缸體（1)的左端面通過硬管與液動(dòng)缸巧)連通，活塞(2)靠近缸體（1)的左端面的中屯、位 置處設(shè)有活塞桿(3)，活塞桿(3)的長(zhǎng)度大于缸體（1)的長(zhǎng)度，液動(dòng)缸巧）內(nèi)充有設(shè)定壓力的 動(dòng)力液，硬管上設(shè)有電控閥（7)，電控閥（7)與缸體(1)之間設(shè)有放液閥，液動(dòng)缸巧)上設(shè)有支 管一，支管一上安裝有過壓閥(6)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，其特征在于，所述活塞（2)包括活 塞盤(2.1)及活塞環(huán)(2.2)，活塞環(huán)(2.2)安裝在活塞盤(2.1)的外圍，活塞環(huán)(2.2)的截面形 狀為倒梯形，活塞環(huán)(2.2)外圓面上設(shè)有兩環(huán)形槽(2.3)，兩環(huán)形槽(2.3)內(nèi)均設(shè)有娃橡膠密 封圈（2.4);所述活塞環(huán)(2.2)及活塞盤(2.1)的材質(zhì)為聚四氣乙締。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，其特征在于，所述液動(dòng)缸(5)通過 液壓管連有儲(chǔ)液罐(8)，所述液壓管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥；儲(chǔ)液罐(8)與液動(dòng)缸巧)之間設(shè)有加壓機(jī) (4);液動(dòng)缸巧）內(nèi)充有動(dòng)力液及高壓氣體。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，其特征在于，所述活塞桿(3)的一 端固定安裝在活塞(2)上，活塞桿(3)的另一端伸出液動(dòng)缸巧)通過聯(lián)軸器與伺服電動(dòng)缸固 定安裝。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在 于，所述液動(dòng)缸巧）內(nèi)設(shè)有壓力傳感器曰，缸體（1)的左側(cè)內(nèi)設(shè)有壓力傳感器b，液動(dòng)缸巧）與 缸體（1)之間的管路上設(shè)有流量計(jì)，活塞桿(3)配合安裝有位移傳感器，壓力傳感器a、流量 計(jì)及位移傳感器與MCU連接，MCU還與電控閥（7)、報(bào)警器、加壓機(jī)(4)、壓力傳感器b、伺服電 動(dòng)缸、過壓閥（6 )及調(diào)節(jié)閥連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)的控制方法，其特征在于，包括W下 步驟： (1 )、通過MCU控制伺服電動(dòng)缸將活塞桿(3)往遠(yuǎn)離注射針端拉動(dòng)，吸入藥液； (2) 、若壓力傳感器a測(cè)得的壓力小于設(shè)定壓力，則MCU啟動(dòng)加壓機(jī)(4)，使得液動(dòng)缸(5) 內(nèi)的壓力為設(shè)定壓力;若壓力傳感器a測(cè)得的壓力小于設(shè)定壓力，則MCU控制調(diào)節(jié)閥，使得儲(chǔ) 液罐(8)內(nèi)的高壓液體進(jìn)入液動(dòng)缸巧），將液動(dòng)缸巧）內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到設(shè)定值，并且使得活塞 (2)左側(cè)的缸體(1)內(nèi)充滿動(dòng)力液； (3) 、輸液機(jī)W輸液流量進(jìn)行輸液時(shí)，推動(dòng)活塞(2)并使得輸液機(jī)W設(shè)定流量進(jìn)行輸液， 此時(shí)，藥液內(nèi)的壓力為P1，活塞左側(cè)的壓力為P2,當(dāng)P1=P2時(shí)，輸液機(jī)即可進(jìn)行均勻輸液，MCU 通過控制電控閥（7)的開度，使得P1=P2,使得輸液機(jī)均勻輸液;并且，位移傳感器將活塞(2) 移動(dòng)的位移數(shù)值實(shí)時(shí)傳送給MCU，MCU經(jīng)過公式:q=^i計(jì)算出進(jìn)入缸體(1)的流量值，式中， 4 S為單位時(shí)間內(nèi)位移傳感器測(cè)得的位移量，d為缸體(1)的內(nèi)徑，q為單位時(shí)間內(nèi)的輸液流量； 若輸液流量與通過位移傳感器計(jì)算得到的值超過額定誤差，則MC閑尋電控閥（7)關(guān)閉，并觸 發(fā)報(bào)警器報(bào)警； (4 )若液動(dòng)缸發(fā)生故障，則MCU控制伺服電動(dòng)缸繼續(xù)推動(dòng)活塞，使得輸液繼續(xù)進(jìn)行。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，其特征在于，所述娃橡膠密封圈 (2.4)包括W下重量組分:娃橡膠顆粒52-60份，聚四氣乙締25-30份，石墨粉1-4份，偶聯(lián)劑 2-4份，交聯(lián)劑3.5-6份，甘油4.5-6.5份。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，其特征在于，所述娃橡膠密封圈 (2.4)包括W下重量組分:娃橡膠顆粒55-58份，聚四氣乙締26-28份，石墨粉2-3份，碳化娃 纖維3-5份，偶聯(lián)劑2.5-3.5份，交聯(lián)劑4-5.5份，甘油5-6份。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，其特征在于，所述碳化娃纖維的長(zhǎng) 度為25~50微米，直徑為1.5~2微米。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高精度無(wú)虛位微量注射機(jī)，其特征在于，所述石墨粉的粒徑 大小為5~8微米。
【文檔編號(hào)】A61M5/31GK106075663SQ201610662674
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月15日 公開號(hào)201610662674.7, CN 106075663 A, CN 106075663A, CN 201610662674, CN-A-106075663, CN106075663 A, CN106075663A, CN201610662674, CN201610662674.7
【發(fā)明人】魯紹榮
【申請(qǐng)人】魯紹榮