[发明专利]基于双压电作动器驱动的注射器助推器及其工作方法

说明书

本发明公开了基于双压电作动器驱动的注射器助推器及其工作方法，采用了双压电作动器的结构,压电作动器在逆压电效应的作用下,推动注射器的活塞芯杆做沿轴向的直线运动。钛合金基体和螺栓通过螺纹配合，第一压电陶瓷片带动钛合金基体进行扭转运动，从而带动螺栓沿轴向做直线运动，用于助推器的粗调；第二压电陶瓷片和内套筒、外套筒同轴连接安装，内套筒外围套上橡皮筋后对螺栓产生了预压力，第二压电陶瓷片带动内套筒和外套筒推动活塞芯杆，用于助推器的细调。注射器助推器的粗调和细调机构相互配合，精准的控制用药的剂量和速度，使得注射操作更加安全、平稳、可靠。注射器助推器配合自动控制机构，降低了人工参与的劳动强度，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及医疗用具、压电技术领域，尤其涉及基于双压电作动器驱动的注射器助推器及其工作方法。

背景技术

注射器是一种常见的医疗用具，早在15世纪，意大利人卡蒂内尔就提出注射器的原理。注射器的出现是医疗用具领域一次划时代的革命。使用注射器的针头注入气体或者液体的这个过程被称为注射。注射器由前端安装有针头的针筒以及与之匹配的活塞芯杆组成，针头放置于待工作区域，活塞芯杆推入时注射少量液体或者气体。

人工操作注射器时,注射量和流速依靠人的控制。即使注射器上标注了刻度，注射量在人工控制下也无法达到较高的精度；注射流速也更难控制。然而，目前的医疗工作对用药的注射量和速度都提出了要求，利用普通的注射器，人工注射难以满足高精度的注射要求。

综上，现有技术中，缺乏能够准确进行自动控制的注射器助推器，满足高精度的注射要求。

发明内容

本发明提供了基于双压电作动器驱动的注射器助推器及其工作方法，能够采用自动控制机构进行注射推注操作，精确了用药的剂量和速度，操作过程安全、平稳、可靠，降低了人工操作的劳动强度，提高了工作效率，而且注射助推器结构紧凑体积小，操作方便、实用性强、应用面广。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于双压电作动器驱动的注射器助推器，包括：

螺栓（1）、钛合金基体（2）、第一压电陶瓷片（3）、第二压电陶瓷片（4）、磷青铜薄板（5）、外套筒（6）、橡皮筋（7）、内套筒（8）、活塞芯杆（9）、针筒（10）。

螺栓（1）的头部连接活塞芯杆（9），活塞芯杆（9）另一端塞入针筒（10）的内腔；

螺栓（1）的螺杆穿过外套筒（6）、内套筒（8）、磷青铜薄板(5)、第二压电陶瓷片（4）；

内套筒（8）沿轴向开槽，内套筒（8）外围套橡皮筋（7），内套筒（8）的外围套上外套筒（6）；

外套筒（6）一端连接螺杆（1）的头部，另一端和内套筒（8）连接磷青铜薄板（5），磷青铜薄板（5）再和第二压电陶瓷片（4）连接；

螺栓（1）的螺杆部分穿过钛合金基体（2），钛合金基体（2）内部设置通孔，所述通孔内壁设置和螺栓（1）配合的螺纹，螺栓（1）一端穿过所述通孔，与钛合金基体（2）通过螺纹配合连接；

钛合金基体（2）外围均匀安装第一压电陶瓷片（3）。

进一步的， 磷青铜薄板（5）和第二压电陶瓷片（4）是圆环形。

进一步的，内套筒（8）的3/4轴向长度开槽，因此内套筒（8）外围套着的橡皮筋（7）收缩，压迫内套筒（8）对螺栓（1）产生预压力；内套筒（8）剩余的1/4轴向长度未开槽，保持了内套筒（8）的完整性，方便加工组合。

进一步的，内套筒（8）的材料是碳纤维。

进一步的，钛合金基体（2）的形状为长方体。

进一步的，第一压电陶瓷片（4）为长方形共四片，分别贴于钛合金基体（2）外围的四面。