[发明专利]自动微量注射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种注射器，尤其是一种安全可控上的微量注射装置，可广泛应用于生物医药、复合材料制备、喷涂、润滑、食品加工等微流体精密注入领域。

背景技术

传统注射器结构细长，标准针头在制造时已固定到注射器上。使用者必须保证操作时拇指和食指间较宽的伸展范围，才能适当推动注射器柱塞，完成注射动作。因此，对该类传统注射器的操作受到操作者使用技巧、身体健康状况和协调性的制约，特别对老人和身体病弱者而言更是难以自行使用。

随着科技的进步，药物注射仪器越来越自动化、精密化，传统的注射器面临挑战。如今市场上也出现了诸多自动注射仪器、自动注射泵、精密注射器等新型注射仪器，此类仪器的出现提高了药物注射方式的自动化程度。但现有药物注射仪器在安全性、可控性和注射稳定性等方面还不够理想。

另外，有研究显示，活体电穿孔技术利用电脉冲信号改变细胞膜的通透性，有利于药物进入细胞组织从而极大的提高了受体对药物的吸收效果，这项技术已在医学领域得到广泛重视。因此，在提高自动注射器性能的同时加入电刺激装置，不仅能够更好的保证注射的安全性，而且还能有效的提高药物的吸收率。以往分离式操作导致的微量注射和弱电刺激两者的执行间隔长，影响药物受体细胞对注射药液的吸收率。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于提供一种自动微量注射装置，使用更加便携，采用更为平稳、精准的传动结构，并引入考虑到各种安全要素的控制系统，提高了操作实施过程的精确有效性和安全性。该发明可广泛应用于生物医药、复合材料制备、喷涂、润滑、食品加工等微流体精密注入的领域。其中特别针对生物医药领域，除完成药物注射功能外，还能对注射部位的细胞组织进行弱电刺激，以提高细胞对作用液体的吸收效率。

为达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种自动微量注射装置，包括容纳液体的注射针筒、注射装置壳体、微量注射模块、控制模块和安全模块，注射装置壳体包括依次连接的注射装置前端部壳体、注射装置主体壳体和注射装置手持部壳体，注射装置前端部壳体和注射装置主体壳体活动连接，注射装置主体壳体和注射装置手持部壳体组成的装置内腔形成电器元件安装空间，注射针筒安装于注射装置前端部壳体的内腔中，具体地，微量注射模块包括可控高精度的微型电机和传动部件，微型电机通过驱动传动部件，使传动部件的动力输出端连接的滑块带动注射针筒的注射器推杆实现微量注射；控制模块包括人机交互子系统和安装于装置内腔中的检测子系统、驱动单元和控制器，控制器根据人机交互子系统设定的参数进行运算，根据运算结果发出运行指令，检测子系统实时监测滑块的运动位置，并将滑块的位置信号实时传递给控制器，控制器通过驱动单元控制微型电机启动和停止，从而控制注射量；安全模块包括运动安全单元和结构安全单元，运动安全单元安装于装置内腔中，包括压力传感器、前后限位部件和限位开关，压力传感器设置于滑块表面上，压力传感器实时监测滑块和注射器推杆之间的压力信号，并将该压力信号反馈至控制器，通过驱动单元控制微型电机运行与停止，前后限位部件通过限制滑块的运动，实现对注射器推杆的直线进给位移区间进行控制，限位开关位于限位部件上，限位开关向控制器发送弹性接触反馈信号，通过驱动单元实现微型电机运行与停止；结构安全单元至少包括启动按钮，启动按钮与控制器信号连接。

作为本发明技术方案的改进，本发明自动微量注射装置还包括电刺激模块，电刺激模块包括电极针和安装于装置内腔中的激励源、电激传导线路，电极针安装于注射装置前端部壳体的前端，激励源受控制于控制器，在控制器向微型电机发出启动指令后，激励源接收来自控制器的延时指令信号，使激励源被触发并释放电刺激脉冲电流，该电刺激脉冲电流通过电激传导线路传至电极针，进入受体组织，实现与微量注射短时间隔的电刺激；当限位开关向控制器发送弹性接触反馈信号时，驱动单元接受来自控制器指令，并向激励源发出电刺激中止信号，控制器根据压力传感器实时监测数据控制激励源的通断。

作为本发明技术方案的进一步改进，检测子系统还包括光电编码器，光电编码器将微型电机的当前旋转角度信息转换成脉冲信号并反馈发送至控制器，并与由人机交互子系统输入的预设参数进行对比，根据对比后的结果向驱动单元发送指令信号，进而控制微型电机的运行与停止，实现对注射量的控制，控制器还根据对比后的结果一并控制激励源的通断，设置于装置内腔中的PCB板和导线使控制模块和安全模块的各电子器件信号连接，实现信号通信及电传输。