[发明专利]一种压电驱动的药液注射器及其控制方法

说明书

本发明涉及一种压电驱动的药液注射器及其控制方法，属于医疗器械领域。从左至右依次相连有下盖、基体、上盖和注射器；所述基体内表面设置有驱动齿；所述弹性基板的一端与驱动轴相连，压电驱动器为悬臂梁姿态；所述卡件卡在凹点内；所述压电驱动器在驱动轴的下部构成组A；所述压电驱动器在驱动轴上部构成组B；所述组A和组B中压电驱动器交错驱动获得药液的定量输出。本发明提出的一种压电驱动的药液注射器具有结构简单、功耗低、控制方便、稳定性好和重复使用的特点和优势。

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种压电驱动的药液注射器及其控制方法。

背景技术

压电驱动具有能量密度高、功耗低、结构简单、易驱动及无电磁干扰等特点，在药液输送领域具有广泛的应用前景。现有压电驱动药液输送装置中大都采用压电泵直接泵送或者通过压电泵进行间接驱动，如中国发明专利CN202110450923.7提出一种无阀双腔谐振压电驱动式胰岛素泵，通过系统谐振放大驱动器振幅，进而增大泵腔容积的变化率，胰岛素通过压电泵直接泵送；中国发明专利CN201910186900.2提出一种串联腔体压电驱动的间接式药物输送泵，通过串联压电泵输送液体介质挤压药物储存器，间接实现药物的输送。药液通过压电泵直接泵送，对泵腔材料要求高且药液会在泵腔内滞留，药物利用率低且压电泵无法重复使用，对环境污染大；而药液通过压电泵间接挤压进行输送，可以避免药液浪费和无法重复使用的弊端，但由于增加了流体介质，环境变化对其精度和稳定性影响很大。

发明内容

针对现有压电驱动药液注射器的不足，本发明提出一种结构简单、功耗低、控制方便、稳定性好和工作寿命长的压电驱动的药液注射器。

本发明实施例提供了一种压电驱动的药液注射器及其控制方法，采用以下技术方案：从左至右依次相连有下盖、基体、上盖和注射器；所述注射器和上盖之间为可拆卸安装；所述注射器含有注射活塞；所述注射器内部填充有药液，在药液使用完后，可将注射器拆下进行更换；所述基体中心安装有驱动轴；所述驱动轴与基体滑动配合；所述驱动轴设置有定位面，用于避免驱动轴的自身旋转；所述驱动轴右部顶端设置有轴环；所述轴环的外径大于与驱动轴外径，这可以使驱动轴保持与基体的滑动配合并防止驱动轴的脱落；所述轴环与注射活塞为可拆卸连接；所述注射活塞用于推送药液进行注射；

所述基体内表面设置有驱动齿；所述驱动齿设置有避让斜面和受力面；所述驱动齿配套设置有压电驱动器；所述压电驱动器由压电薄膜和弹性基板粘接而成；所述弹性基板的一端与驱动轴相连，压电驱动器为悬臂梁姿态，这可以加大压电驱动器的位移输出；所述驱动轴右部配套设置有两个对称分布的卡件；所述驱动轴外表面均匀布置有凹点；所述卡件配套设置有弹簧；所述弹簧安装于基体的安装孔内；所述卡件卡在凹点内；所述卡件与基体上下滑动配合，在驱动轴向前运动时，驱动轴挤压卡件使其挤压弹簧并收缩，进而卡入下一个凹点内，实现注射器的一个步进距离H；所述压电驱动器在驱动轴的下部构成组A；所述压电驱动器在驱动轴上部构成组B；所述组A和组B中压电驱动器是基于驱动轴的中心对称安装；

所述组A和组B中压电驱动器的间隔均为2H；所述驱动齿的间隔距离均为2H；所述凹点的间隔距离为H；在压电驱动器完全复位状态下，所述组A中压电驱动器的顶端触点与相对应驱动面之间的间隔距离为S1,组B中压电驱动器的顶端触点与相对应驱动面之间的间隔距离为S2，且，这为相邻驱动齿间隔距离的一半，这可以实现组A和组B交叉驱动实现驱动轴的步进运动并杜绝了压电驱动器与驱动齿的碰撞干涉；在压电驱动器完全复位状态下，所述压电驱动器的驱动顶端与驱动轴中心之间的距离为R1，所述驱动齿顶端与驱动轴中心之间的距离为R2，且R1R2，即驱动齿与压电驱动器之间有一定间隙，这可以防止驱动轴前进过程中，驱动齿与压电驱动器之间发生干涉。

进一步的，所述压电驱动器预弯成一定弧度。

进一步的，所述压电薄膜的材料为压电陶瓷复合纤维材料，可以加大压电驱动器的预弯弧度，同时压电陶瓷复合纤维材料具有大的位移输出，所以也可加大压电驱动器的位移输出。