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注射器和用于超聲波馬達的控制方法.pdf

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注射器 用于 超聲波 馬達 控制 方法
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摘要
申請專利號:

CN201280029389.1

申請日:

20120607

公開號:

CN103596607A

公開日:

20140219

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61M5/00,H01L41/09,H02N2/00 主分類號: A61M5/00,H01L41/09,H02N2/00
申請人: 株式會社根本杏林堂
發明人: 金高利雄,宇田川誠,指田年生
地址: 日本東京都
優先權: 2011-132031
專利代理機構: 北京市中咨律師事務所 代理人: 馬利蓉;吳鵬
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201280029389.1

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及一種注射器,在該注射器中超聲波馬達的定子和轉子之間的粘附可以有效地被釋放。用于注入化學液體的注射器(1)包括:具有超聲波馬達(31)的超聲波馬達單元(3);由超聲波馬達單元(3)驅動以便當超聲波馬達(31)正向旋轉時進給化學液體的驅動機構(4);以及控制超聲波馬達單元(3)的超聲波馬達(31)的控制裝置(5)。超聲波馬達(31)包括定子(32)和轉子(33),控制裝置(5)控制超聲波馬達(31)以交替地重復正向旋轉和反向旋轉從而使得定子(32)與轉子(33)之間的粘附被釋放。

權利要求書

1.一種用于注射化學液體的注射器,所述注射器包括:包括一超聲波馬達的超聲波馬達單元;由超聲波馬達單元驅動以便當超聲波馬達正向旋轉時進給化學液體的驅動機構;控制超聲波馬達單元的超聲波馬達的控制裝置,其中,所述超聲波馬達包括定子和轉子,和所述控制裝置將所述超聲波馬達控制成交替地重復正向旋轉和反向旋轉使得定子和轉子之間的粘附被釋放。2.根據權利要求1所述的注射器,其特征在于,所述控制裝置將所述超聲波馬達控制成在預定的時間段內多次重復正向旋轉和反向旋轉。3.根據權利要求1或2所述的注射器,其特征在于,所述控制裝置將所述超聲波馬達控制成在高于預定正常電壓的電壓被施加于超聲波馬達的狀態下重復正向旋轉和反向旋轉。4.根據權利要求1或2所述的注射器,其特征在于,所述控制裝置將所述超聲波馬達控制成在預定正常電壓被施加于超聲波馬達的狀態下重復正向旋轉和反向旋轉,然后將所述超聲波馬達控制成在高于預定正常電壓的電壓被施加于超聲波馬達的狀態下重復正向旋轉和反向旋轉。5.根據權利要求1至4中任一項所述的注射器,其特征在于,所述控制裝置將所述超聲波馬達控制成在注射器被啟動后重復正向旋轉和反向旋轉。6.根據權利要求1至5中任一項所述的注射器,其特征在于,所述超聲波馬達單元包括多個超聲波馬達。7.根據權利要求1至6中任一項所述的注射器,其特征在于,所述驅動機構包括連接至所述超聲波馬達單元的軸的傳動機構、連接至所述傳動機構的滾珠絲杠、安裝在所述滾珠絲杠上的滾珠絲杠螺母、和連接至所述滾珠絲杠螺母的致動器。8.根據權利要求1至6中任一項所述的注射器,其特征在于,所述驅動機構包括連接至超聲波馬達單元的軸的傳動機構和連接至所述傳動機構的蠕動指型機構。9.一種用于超聲波馬達的控制方法,所述超聲波馬達設置在驅動一驅動機構的超聲波馬達單元中,并包括定子和轉子,所述控制方法包括:將所述超聲波馬達控制成交替地重復正向旋轉和反向旋轉使得定子與轉子之間的粘附被釋放。

說明書

技術領域

本發明涉及一種用于注射化學液體的注射器,該注射器具有超聲波馬達并能夠釋放超聲波馬達的定子與轉子之間的粘附。此外,本發明還涉及用于超聲波馬達的控制方法。

背景技術

傳統地,作為用于注射化學液體例如造影劑的醫用注射器,已知的注射器包括由非磁性材料(專利文獻1)制成的超聲波馬達。該注射器不會因磁通產生麻煩,因此可與利用磁場的設備如磁共振成像(MRI)設備聯合使用。

引用文獻

專利文獻1:日本專利申請公開號5-84296

發明內容

在該注射器中,超聲波馬達的定子和轉子持續地保持彼此壓接。因此,在超聲波馬達的停止狀態中,定子和轉子可彼此粘附。特別是在高濕度的環境下,相比于正常的環境中更可能發生粘附。當定子和轉子相互粘附時,超聲波馬達不能被驅動。因此,存在化學液體不能被注射的危險。

為了解決上述問題,根據本發明的示例性實施例,提供了一種用于注入化學液體的注射器,所述注射器包括:超聲波馬達單元,其包括超聲波馬達;驅動機構,其待由超聲波馬達單元驅動,以便當超聲波馬達正向旋轉時進給化學液體;控制超聲波馬達單元的超聲波馬達的控制裝置,其特征在于,所述超聲波馬達包括定子和轉子,所述控制裝置將超聲波馬達控制成交替重復正向旋轉和反向旋轉,從而釋放定子和轉子之間的粘附。

因此,超聲波馬達的定子和轉子之間的粘附可以有效地釋放。因此,超聲波馬達的驅動可以被保持,因此化學液體可被穩定地注射。另外,注射器的控制裝置自動地釋放粘附,結果是可以省略用控制裝置確定存在/不存在粘附的步驟,使用者也可以節省用于釋放粘附的時間和精力。

此外,根據本發明的示例性的實施例,提供了一種用于超聲波馬達的控制方法,所述超聲波馬達設置在超聲波馬達單元中驅動驅動機構,其包括定子和轉子,所述控制方法包括:將超聲波馬達控制成交替重復正向旋轉和反向旋轉,以使定子和轉子之間的粘附被釋放。

因此,超聲波馬達的定子和轉子之間的粘附能有效地釋放。因此,能保持超聲波馬達的驅動。此外,超聲波馬達被控制以使粘附自動釋放,其結果是,可以省略確定存在/不存在粘附的步驟,使用者也能節省用于釋放粘附的時間和精力。

此外,根據本發明的示例實施例,提供了用于注射化學液體的注射器,該注射器包括:包括超聲波馬達的超聲波馬達單元;驅動機構,其待由該超聲波馬達單元驅動以便當超聲波馬達正向轉動時進給化學液體;以及用于控制所述超聲波馬達單元的超聲波馬達的控制裝置,其特征在于,所述超聲波馬達包括定子和轉子,所述控制裝置將所述超聲波馬達控制成在預先設定的時間段內多次交替地重復正向旋轉和反向旋轉以使所述定子和轉子之間的粘附被釋放,并且將所述超聲波馬達控制成在正向旋轉和反向旋轉之間停止一預定時間段,并且控制裝置控制所述超聲波馬達使得當正向旋轉和反向旋轉多次重復時,在前面的包括正向旋轉和反向旋轉的操作之后,并在緊隨前面的操作執行的后面的包括正向旋轉和反向旋轉的操作之前,設置預定的停止時間段。

此外,根據本發明的示例實施例,提供了一種用于超聲波馬達的控制方法,該超聲波馬達設置在超聲波馬達單元中驅動驅動機構,以用于注射化學液體的注射器,并且該超聲波馬達包括定子和轉子,所述控制方法包括:將所述超聲波馬達控制成在預定的時間段內多次交替地重復正向旋轉和反向旋轉,使得定子和轉子之間的粘附被釋放,并在正向旋轉和反向旋轉之間停止一預定的時間段,使得當該正向旋轉和反向旋轉被多次重復時,在前面的包括正向旋轉和反向旋轉的操作之后和在緊隨前面的操作執行的后面的包括正向旋轉和反向旋轉的操作之前,設置預定的停止時間段。

附圖說明

本發明的進一步特征將從下面參考附圖對示例實施例的描述中變得顯而易見。

圖1是注射器的框圖。

圖2是注射頭的示意性透視圖。

圖3是超聲波馬達單元的示意性展開圖。

圖4是該超聲波馬達單元的示意性剖面圖。

圖5是流程圖,示出了根據本發明的第一實施例的控制方法。

圖6是框圖,示出了根據本發明的第二實施例和第三實施例的注射器。

圖7是流程圖,示出了根據第二實施例的控制方法。

圖8是流程圖,示出了根據第三實施例的控制方法。

圖9是根據本發明的第四實施例的注射器的框圖。

在下文中,參考附圖詳細描述用于實施本發明的示例實施例。需要注意的是,在下面的實施例中將要描述的尺寸、材料、形狀、部件的相對位置等被任意地設置,并且可以根據本發明應用的設備的配置或不同的條件而改變。除非另有說明,本發明的范圍并不限于在下面的實施例中具體描述的方式。

具體實施方式

圖1是根據本實施例的注射器1的框圖。圖2是根據本實施例的注射頭2的示意性透視圖。注射頭2可以安裝于支架(未示出)或者頂部懸掛裝置(未示出)。在圖2中,為便于描述,注射頭2以框架21的一部分被移除的狀態下示出。

如圖1所示,用于注射化學液體的注射器1包括具有超聲波馬達31的超聲波馬達單元3、當超聲波馬達31正向旋轉時通過該超聲波馬達單元3驅動以便進給化學液體的驅動機構4、和用于控制超聲波馬達單元3中的超聲波馬達31的控制裝置5。驅動機構4和超聲波馬達單元3容納于注射器1的注射頭2的框架21中。該框架21包括用于保持兩個注射筒91的兩個注射器保持器92。注射器1包括具有用于顯示化學液體的注射狀態等的顯示器53的控制臺6。控制臺6通過例如光學線纜連接至控制裝置5,控制裝置5連接至注射頭2。通過控制臺6與控制裝置5之間經由光纜的連接,可以減少由噪聲產生的不利影響。控制裝置5與控制臺6連接至位于檢查室內部或檢查室外部的外部電源,并且控制裝置5也用作電源。

控制裝置5包括用于控制超聲波馬達單元3的CPU51、用于為超聲波馬達單元3提供電壓的驅動電路52、以及用于測量超聲波馬達31的旋轉時間段或化學液體的注射時間段的計時器54。CPU51可電連接至驅動電路52以便將驅動信號傳送至超聲波馬達單元3,驅動電路52可電連接至超聲波馬達單元3。編碼器39連接至超聲波馬達單元3,并將超聲波馬達31的轉數信息和存在/不存在旋轉的信息傳送至控制裝置5。當假定前側對應于框架21中注射器保持器92所在的一側時,超聲波馬達單元3布置于后側。

驅動機構4布置于注射器保持器92和超聲波馬達單元3之間。驅動機構4包括與超聲波馬達單元3的軸35連接的傳動機構41、連接至傳動機構41的滾珠絲杠411、安裝于滾珠絲杠411上的滾珠絲杠螺母412、連接至滾珠絲杠螺母412的致動器413。滾珠絲杠螺母412以螺紋方式接合于滾珠絲杠411的中間。傳動機構41將來自超聲波馬達單元3的轉動傳遞至滾珠絲杠411。傳動機構41包括連接至軸35的小齒輪和連接至滾珠絲杠411的螺旋齒輪。超聲波馬達單元3的軸35的旋轉通過小齒輪和螺旋齒輪傳遞至滾珠絲杠411。因此,滾珠絲杠411對應于所傳遞的轉動而旋轉。滾珠絲杠螺母412隨著滾珠絲杠411的旋轉而在向前方向(前側方向)或向后方向(后側方向)上滑動。其結果是,隨著滾珠絲杠螺母412的滑動,致動器413向前或向后移動。也就是說,當軸35正向旋轉時,致動器413向前移動,當軸35反向旋轉時,致動器413向后移動。

當注射化學液體時,充滿化學液體的注射筒91安裝在注射器保持器92上。可在注射筒91中滑動的活塞93安裝于注射筒91上。注射筒91安裝成使得活塞93的桿抵接于致動器413的遠端。因此,在安裝好注射筒91的狀態下,當滾珠絲杠螺母412在向前的方向上滑動時,致動器413在向前的方向上壓緊活塞93。當活塞93向前移動時,化學液體從注射筒91射出,并通過例如連接至注射筒91的遠端的導管注射到患者體內。當滾珠絲杠螺母412在向后的方向上滑動時,致動器413在向后的方向上拽拉活塞93。

在注入化學液體的情況下,使用者將注射筒91安裝于注射器保持器92上,并且啟動注射器1。在顯示器53是觸摸面板的情況下,使用者按壓觸摸面板上顯示的注射按鈕。在注射頭2提供有操作單元的情況下,使用者可以按壓操作單元的注射按鈕。當注射按鈕被按壓時,控制裝置5將正向旋轉的信號作為驅動信號傳送至超聲波馬達單元3。響應于所述正向旋轉的信號,超聲波馬達單元3中的超聲波馬達31被驅動,軸35正向旋轉。當軸35向前旋轉時,編碼器39檢測到旋轉并將脈沖信號傳送至控制裝置5。在注射結束和注射筒91待移除的情況下,控制裝置5將反向旋轉信號作為驅動信號傳送至超聲波馬達單元3以使活塞93向后移動。響應于所述反向旋轉信號,超聲波馬達單元3中的超聲波馬達31被驅動,軸35反向旋轉。傳送至超聲波馬達單元的驅動信號是交流信號。當假設該正向旋轉信號對應這種情況:相位不同的兩種類型的信號,一信號相對于另一信號被延遲,反向旋轉信號對應該情況:所述另一信號相對于所述一信號被延遲。

控制裝置5預先存有注射方案,并且化學液體的注射是根據注射方案自動執行的。存有注射方案的存儲介質可被插入到控制裝置5內以使化學液體的注射根據從存儲介質中讀取的注射方案來執行。在根據注射方案執行正常控制時,預定的范圍內的正常電壓從驅動電路52施加于超聲波馬達單元3。在注射方案中還設置有例如注射時間段、注射率、注射量和注射壓力極限值。注射方案的內容顯示在顯示器53上,因此,使用者可以確認注射方案的內容。控制裝置5利用計時器54來控制注射時間段。另外,控制裝置5監控注射狀態,并且當檢測到異常時,例如注射壓力降低時,控制裝置5自動停止注射化學液體。可以使用設置于致動器413的遠端的負荷傳感器檢測注射壓力。

在圖1中,控制裝置5和控制臺6彼此獨立設置,但控制裝置5和控制臺6可以可選地彼此集成為一體。控制裝置5布置于注射頭2的框架21的外部,但也可以設置在框架21的內部。另外,控制裝置5和控制臺6可以與注射頭2集成為一體。另外,控制裝置5和控制臺6可以被構造用于通過無線電通信或紅外通信來相互通信。

圖3是根據本實施例的超聲波馬達單元3的示意性展開圖。圖4是該超聲波馬達單元3的中心剖視圖。

如圖3所示,根據本實施例的超聲波馬達單元3包括具有相同配置的多個超聲波馬達31,其布置成大致雙向對稱。具體地,超聲波馬達單元3包括第一超聲波馬達311,以及與第一超聲波馬達311同軸地設置的第二超聲波馬達312。另外,超聲波馬達單元3包括穿過第一超聲波馬達311和第二超聲波馬達312的軸35以及殼體34,其中一對基部341固定至殼體34。該對基部341各自具有板狀的形狀,并通過螺釘固定至殼體34。第一超聲波馬達311和第二超聲波用馬達312被容納于殼體34內的大致柱狀的空間中。此外,第一超聲波馬達311和第二超聲波馬達312兩者均包括盤狀定子32和盤狀轉子33。第一超聲波馬達311和第二超聲波馬達312在該狀態下被容納于殼體34中:第一超聲波馬達311和第二超聲波馬達312被夾在所述一對基部341之間。該對基部341均具有端子支承板344,端子支承板344用螺釘固定在基部上以便安裝用于連接至外部的連接器。

定子32在從基部341側至轉子33側按順序具有壓電元件322、彈性構件323以及滑動構件324。壓電元件322和滑動構件324被結合至彈性構件323。另外,柔性基板36被結合至定子32,柔性基板36與定子32彼此電連接。當高頻電壓通過柔性基板36施加到壓電元件322時,由于壓電元件322的膨脹和收縮在彈性構件323中發生撓曲振動,并相應地在其圓周方向上產生前進波(progressive?wave)。轉子33通過滑動構件324與彈性構件323保持接觸,因此,當產生前進波時,轉子33在與前進波的方向相反的方向上旋轉。隨著旋轉,軸35在與轉子33的方向相同的方向上旋轉。在本實施例中,轉子33在射出化學液體的情況下的旋轉稱為正向旋轉,轉子33在與正向旋轉方向相反的方向上的旋轉稱為反向旋轉。例如,正向旋轉對應于將致動器413向前移動的情況下轉子33的旋轉,反向旋轉對應于將致動器413向后移動的情況下轉子33的旋轉。在根據注射方案執行正常控制時,在預定范圍內的正常的電壓被施加于壓電元件322。

如圖4所示,定子32通過螺釘321固定至基部341,轉子33通過螺釘固定至軸35的凸緣351。基部341設置有軸35穿過其中的孔,并且襯套343通過壓配合裝配至該孔。襯套343用作軸35的軸承,軸35的每一端穿過襯套343。第一超聲波馬達311和第二超聲波馬達312的轉子33均包括具有盤狀形狀的盤簧部分(盤形貝氏彈簧)332。盤簧部分332用作使轉子33抵靠定子32偏置的彈簧。轉子33包括與定子32的滑動構件324保持接觸的基部部分333。盤簧部分332布置于基部部分333和轉子33的中心之間。盤簧部分332使基部部分333抵靠定子32偏置從而使轉子33與定子32緊密接觸。因此,不需要單獨提供用于使轉子33和定子32彼此緊密接觸的彈簧,因此,超聲波馬達單元3能減小尺寸。

如圖3所示,第一超聲波馬達311的轉子33布置成與第二超聲波馬達312的轉子33對向。即,第一超聲波馬達311和第二超聲波馬達312布置成在軸35的凸緣351兩側雙向對稱。例如作為間隔件37,盤狀的墊圈布置于第一超聲波馬達311與軸35的凸緣351之間以及第二超聲波馬達312與軸35的凸緣351之間。因此,當間隔件37的厚度或多個間隔件37的數量增大和減小時,轉子33抵靠定子32的壓力能容易地增加和降低。具體地,當間隔件37的數量增加時,轉子33的壓力能增加。只要轉子33和定子32充分地保持彼此緊密接觸,間隔件37可以被省略。

第一超聲波馬達311和第二超聲波馬達312的轉子33彼此對向。因此,在本實施例中,與其中第一超聲波馬達311的轉子33和第二超聲波馬達312的轉子33定向于同一方向的情況相比,超聲波馬達單元3能減小尺寸。具體地,當一個超聲波馬達31的轉子33和另一超聲波馬達31的定子32布置成彼此對向時,需要對應于兩個超聲波馬達31的轉子33分別提供兩個凸緣351。另外,殼體34中需要設置用于固定定子32的附加的基部。因此,超聲波馬達單元3的尺寸增大。與此相反,根據本實施例,第一超聲波馬達311和第二超聲波馬達312的轉子33能布置于單個凸緣351的兩側上。此外,不需要在外殼34上提供用于固定定子32的基部341。因此,超聲波馬達單元3能減小尺寸。

根據本實施例的超聲波馬達單元3具有兩個超聲波馬達31,因此與分別提供單個的超聲波馬達31的情況相比能增加轉矩。因此,化學液體能在高壓下或以較高的速率注射。此外,第一超聲波馬達311和第二超聲波馬達312的轉子33被固定至單個的軸35。因此,即使在一超聲波馬達31已發生粘附的情況下,軸35能通過另一超聲波馬達31旋轉。其結果是,所述另一超聲波馬達31的旋轉力通過軸35傳送至所述一超聲波馬達31。因此,發生在所述一超聲波馬達31的粘附可以被釋放。

在本實施例中,注射頭2和控制裝置5由非磁性材料制成,以使注射頭2和控制裝置5能布置于檢查室中。具體地,注射頭2和控制裝置5均由不銹鋼、鋁、塑料、黃銅、銅、陶瓷等制成。當待布置于操作室中的控制臺6也由非磁性材料制成時,控制臺6能布置于檢查室中。該超聲波馬達單元3也由非磁性材料制成。具體地,磷青銅用作用于彈性構件323的材料,黃銅用作用于軸35、螺釘321和間隔件37的材料,鋁用作用于殼體34、基部341和轉子33的材料,以及氟樹脂用作用于襯套343的材料。相應地,注射器1可以在利用磁場的設備例如磁共振成像(MRI)設備的附近使用。需要注意的是,在注射器1安裝成與MRI設備足夠遠的情況下,或注射器1被磁屏蔽的情況下,注射頭2或控制裝置5也可以由磁性材料制成。注射器1還可以與例如計算機斷層攝影(CT)掃描器、正電子發射斷層掃描(PET)設備、CT血管造影設備、MR血管造影設備和血管造影設備聯合使用。在這種情況下,注射頭2或控制裝置5也可以由磁性材料制成。

上述實施例僅僅是示例,例如,注射器1也可以用于無桿活塞93。此外,注射器1可以構造用于使得僅能安裝一個注射筒91或能安裝三個或更多注射筒91。在這種情況下,注射器1具有與可安裝注射筒91的數量一樣多的超聲波馬達單元3和驅動機構4。另外,傳動機構41并不限于其中具有小齒輪和螺旋齒輪的構型,并且可以按需要具有不同的構型。例如,傳動機構41可以具有其中可選地設置有包括滑輪和皮帶、齒條和小齒輪或者它們的組合的多個傳動裝置。另外,超聲波馬達單元3的軸35可以直接連接至驅動機構4。另外,該超聲波馬達單元3可以構造成使得只具有一個超聲波馬達31或者具有三個或更多個超聲波馬達31。

第一實施例

圖5是示出根據本發明第一實施例的用于超聲波馬達31的控制方法的流程圖。控制裝置5控制超聲波馬達單元3中設置用于驅動驅動機構4的超聲波馬達31,超聲波馬達31包括定子32和轉子33。為了釋放超聲波馬達31的定子32和轉子33之間的粘附,在第一實施例中,超聲波馬達31被控制以交替地重復正向旋轉和反向旋轉。具體地,控制裝置5控制超聲波馬達31,即,第一超聲波馬達311和第二超聲波馬達312,以重復正向旋轉和反向旋轉。在下文中,第一實施例的控制方法參照流程圖描述。

當注射器1啟動時,控制裝置5將正向旋轉信號傳送至超聲波馬達單元3,并控制超聲波馬達單元3以使超聲波馬達31正向旋轉(S11)。此時,控制裝置5不確定是否已經發生了粘附。之后,控制裝置5將反向旋轉信號傳送至超聲波馬達單元3,并控制超聲波馬達單元3以使超聲波馬達31反向旋轉(S12)。正向旋轉或反向旋轉持續例如10毫秒至50毫秒,例如,正向旋轉和反向旋轉之間具有約10毫秒至50毫秒的停止時間段。正向旋轉的時間段、反向旋轉的時間段和停止時間段可以設置成彼此相等。因此,正向旋轉和反向旋轉每幾十毫秒進行重復。在執行正向旋轉和反向旋轉之后,例如,可以在后面的正向旋轉和反向旋轉被執行之前設置約0.5秒至1秒的預定停止時間段。即,當單個操作被定義為其中超聲波馬達31正向旋轉和隨后停止-然后反向旋轉和隨后再次停止的操作時,可設置預定的停止時間段直到后面的操作(正向旋轉)開始時。

當正向旋轉和反向旋轉時,在超聲波馬達31上施加有與正常控制時的正常電壓相等的預定正常電壓。正向旋轉和反向旋轉被多次重復之后,當軸35旋轉時,編碼器39將脈沖信號傳送至控制裝置5。當控制裝置已收到脈沖信號(S13中的“YES”)時,粘附被釋放或未發生粘附,因此控制裝置5完成粘附釋放控制。之后,控制裝置5響應于使用者的操作開始根據注射方案進行正常控制。另一方面,當已經發生粘附和粘附甚至通過粘附釋放控制也未釋放時,軸35不轉動。因此,編碼器39不向控制裝置5傳送脈沖信號(S13中的“NO”)。在該情況下,控制裝置5確定從粘附釋放控制開始是否已運行了預定時間段(S14)。當控制裝置5確定未運行預定時間段(S14中的“NO”)時,已發生粘附并且粘附未釋放,因此控制裝置5返回S11以繼續進行粘附釋放控制。因此,控制裝置5控制超聲波馬達31以在預定時間段內多次重復正向旋轉和反向旋轉。預定的時間段被提前設置,例如設置在從5秒至60秒的范圍內。另一方面,當控制裝置5確定已經運行了預定時間段(S14中的“YES”)時,控制裝置5在顯示器53上顯示錯誤信息(S15),并結束粘附釋放控制。在這種情況下,控制裝置5在使用者釋放粘附之后開始進行正常控制。

根據第一實施例,正向旋轉和反向旋轉在預定的時間段內反復進行,因而來自正向旋轉方向及反向旋轉方向的力可重復地施加于超聲波馬達31的定子32和轉子33。因此,定子32和轉子33之間的粘附可被有效地釋放。控制裝置5在確定是否已發生粘附之前或在不確定是否已經發生粘附的情況下為超聲波馬達31執行粘附釋放控制。控制裝置5自動執行粘附釋放控制,因此,使用者不需要在粘附發生之后釋放粘附。另外,當粘附被自動釋放時,通過控制裝置5來確定存在/不存在粘附的步驟可以省略。

第二實施例

圖6是根據本發明第二實施例的注射器1的框圖。圖7是示出根據第二實施例的超聲波馬達31的控制方法的流程圖。與第一實施例不同,第二實施例的控制裝置5控制超聲波馬達31以在將高于預定正常電壓的電壓施加于超聲波馬達31的狀態下重復正向旋轉和反向旋轉。因此,第二實施例的注射器1還包括升壓電路55。與第一實施例中相同的部件由相同的參考符號表示,并且其描述在此省略。

如圖6所示,第二實施例的注射器1的控制裝置5包括電連接至超聲波馬達單元3的升壓電路55。控制裝置5能在通過驅動電路52執行的驅動和通過升壓電路55執行的驅動之間切換。該電路根據預先存儲在控制裝置5中的程序切換。或者,所述電路可根據使用者的操作進行切換。在下文中,第二實施例的控制方法參照圖7的流程圖描述。

當注射器1被啟動時,控制裝置5從由驅動電路52執行的驅動切換至由升壓電路55執行的驅動,并且提高了待施加于超聲波馬達31的電壓(S21)。然后,控制裝置5將正向旋轉信號傳送至超聲波馬達單元3,并控制超聲波馬達單元3以使超聲波馬達31正向旋轉(S22)。之后,控制裝置5將反向旋轉信號傳送至超聲波馬達單元3,并控制超聲波馬達單元3以使超聲波馬達31反向旋轉(S23)。在正向旋轉和反向旋轉被多次重復之后,當軸35旋轉時,編碼器39將脈沖信號傳送至控制裝置5。當控制裝置5已經收到脈沖信號(S24中的“YES”)時,粘附被釋放或未發生粘附,因此控制裝置5完成粘附釋放控制。之后,控制裝置5切換至由驅動電路52(使電壓下降)執行的驅動,并且響應于使用者的操作開始進行正常控制。

當已發生粘附和粘附甚至通過粘附釋放控制仍未釋放時,軸35不轉動。因此,編碼器39不向控制裝置5傳送脈沖信號(S24中的“NO”)。在這種情況下,控制裝置5確定從粘附釋放控制的開始是否已經運行了預定時間段(S25)。當控制裝置5確定還沒有經過預定的時間段(S25中的“NO”)時,粘附已經發生并且粘附未釋放,因此控制裝置5返回至S22以繼續進行粘附釋放控制。另一方面,當控制裝置5確定已經運行了預定時間段(S25中的“YES”)時,控制裝置5在顯示器53上顯示錯誤消息(S26),并完成粘附釋放控制。在這種情況下,控制裝置5在使用者釋放粘附之后開始進行正常控制。

此外,在第二實施例中,正向旋轉和反向旋轉在預定的時間段內反復進行,因而來自正向旋轉方向及反向旋轉方向上的力能多次重復地施加于超聲波馬達31的定子32和轉子33。因此,定子32和轉子33之間的粘附能有效地釋放。當粘附被自動釋放時,使用者不需要在發生粘附之后釋放粘附,通過控制裝置5來確定存在/不存在粘附的步驟也能省略。此外,通過施加高的電壓,超聲波馬達31的驅動轉矩能被增大。因此,比第一實施例中更大的力能施加到定子32和轉子33,因此粘附能更有效地釋放。

第三實施例

圖8是示出根據本發明第三實施例的用于超聲波馬達31的控制方法的流程圖。與第二實施例不同,在于向超聲波馬達31施加預定的正常電壓的狀態下超聲波馬達31重復正向轉動和反向轉動之后,第三實施例的控制裝置5控制超聲波馬達31以在比正常電壓高的電壓施加于超聲波馬達31的狀態下重復正向旋轉和反向旋轉。因此,第三實施例的注射器1包括類似于第二實施例的升壓電路55。在下文中,第三實施例的控制方法參照流程圖說明。

當注射器1啟動時,控制裝置5將正向旋轉信號傳送至超聲波馬達單元3,并控制超聲波馬達單元3以使超聲波馬達31正向旋轉(S31)。之后,控制裝置5將反向旋轉信號傳送至超聲波馬達單元3,并控制超聲波馬達單元3以使超聲波馬達31反向旋轉(S32)。在第一正向旋轉和第一反向旋轉時,與在正常控制時的正常電壓相等的預定正常電壓施加到超聲波馬達31。在正向旋轉和反向旋轉被多次重復之后,當軸35旋轉時,編碼器39將脈沖信號傳送至控制裝置5。當控制裝置5已經收到脈沖信號(S33中的“YES”)時,粘附被釋放或未發生粘附,因此控制裝置5完成粘附釋放控制。之后,控制裝置5響應于使用者的操作開始根據注射方案進行正常控制。

當粘附已發生和甚至通過粘附釋放控制也未釋放粘附時,軸35不轉動。因此,編碼器39不會將脈沖信號傳送至控制裝置5(S33中的“NO”)。在這種情況下,控制裝置5確定是否從粘附釋放控制的開始已經運行了預定時間段(S34)。當控制裝置5確定未運行預定的時間段時(S34中的“NO”),粘附已經發生并且粘附未釋放,因此控制裝置5返回至S31,繼續進行粘附釋放控制。另一方面,當控制裝置5確定已經運行了預定時間段(S34中的“YES”)時,控制裝置5從由驅動電路52執行的驅動切換至由升壓電路55執行的驅動,并升高施加于超聲波馬達31的電壓,使得第二正向旋轉和第二反向旋轉在其中電壓被升高的狀態下執行(S35)。預定的時間段被預先設置,并且例如設置在從5秒到60秒的范圍內。然后,控制裝置5將正向旋轉信號傳送至超聲波馬達單元3,并控制超聲波馬達單元3以使超聲波馬達31正向旋轉(S36)。之后,控制裝置5將反向旋轉信號傳送至超聲波馬達單元3,并控制超聲波馬達單元3以使超聲波馬達31反向旋轉(S37)。

在第二正向旋轉和第二反向旋轉被多次重復之后,當軸35旋轉時,編碼器39將脈沖信號傳送至控制裝置5。當控制裝置5已經收到脈沖信號(S38中的“YES”)時,粘附被釋放,因此控制裝置5完成粘附釋放控制。之后,控制裝置5切換到由驅動電路52執行的驅動(使電壓下降),并且響應于使用者的操作開始正常控制。另一方面,當粘附未釋放時,軸35不轉動,因此編碼器39不會將脈沖信號傳送至控制裝置5(S38中的“NO”)。在這種情況下,控制裝置5確定從粘附釋放控制(S39)開始是否已經運行了預定時間段。當控制裝置5確定并未運行預定的時間段(S39中的“NO”)時,粘附未釋放,并且因此控制裝置5返回S36以繼續粘附釋放控制。這個預定的時間段也被預先設置,并且例如設置在從5秒到60秒的范圍內。另一方面,當控制裝置5確定已經運行了預定時間段(S39中的“YES”),控制裝置5在顯示器53上顯示錯誤消息(S40),并且結束粘附釋放控制。在這種情況下,控制裝置5在使用者釋放粘附后開始進行正常控制。

以及在第三實施例中,正向旋轉和反向旋轉在預定的時間段內重復,因而來自正向旋轉方向及反向旋轉方向上的力可重復地施加于超聲波馬達31的定子32和轉子33。因此,定子32和轉子33之間的粘附能被有效地釋放。當粘附被自動釋放時,使用者不需要在發生粘附之后釋放粘附,并且通過控制裝置5來確定存在/不存在粘附的步驟也能被省略。此外,當粘附不能被釋放時,第二正向旋轉和第二反向旋轉是在施加高電壓的狀態下重復進行。因此,比第一實施例中更大的力能施加到定子32和轉子33,因此粘附能更有效地釋放。

在第二實施例和第三實施例中,升壓電路55被提供給控制裝置5。或者,升壓電路55可以被提供給控制臺6。再或者,升壓電路55可以被提供給注射頭2。

第四實施例

圖9是根據本發明的第四實施例的注射器1的框圖。第四實施例的注射器1還包括具有超聲波馬達31的超聲波馬達單元3、由超聲波馬達單元3驅動的驅動機構4、和用于控制所述超聲波馬達單元3的控制裝置5。不同于上述實施例,第四實施例的驅動機構4包括蠕動指型機構(peristaltic?finger?mechanism)415,該蠕動指型機構415連接至與超聲波馬達31的軸35連接的傳動機構42。與每個上述實施例中相同的組件用相同的參考符號表示,并且其描述在這里省略。

在第四實施例中,控制裝置5布置于框架21內。另外,控制裝置5包括驅動電路52,并且電連接至超聲波馬達單元3以便向其傳送驅動信號。框架21包括管保持器96,管保持器96保持著管95,化學液體通過該管95流動。驅動機構4包括用于從所述超聲波馬達單元3傳遞旋轉運動的傳動機構42,蠕動指型機構415連接至傳送機構42。傳動機構42包括滑輪和皮帶。超聲波馬達單元3的軸35的旋轉通過滑輪和皮帶被傳遞到蠕動指型機構415。當軸35正向旋轉時,蠕動指型機構415根據所傳遞的旋轉運動正向旋轉。管95由具有高彈性的柔性材料例如氯乙烯制成,因而具有這樣的特性:管95甚至被按下時也能恢復。因此,當蠕動指型機構415正向旋轉時,管95被順序地按下,化學液體從管95射出。化學液體通過例如連接至管95的遠端的導管注射到患者體內。此外,在第四實施例中,在射出化學液體的情況下,超聲波馬達31的轉子33的旋轉稱為正向旋轉,轉子33在與正向旋轉的方向相反的方向上的旋轉稱為反向旋轉。

此外,在第四實施例中,能執行每個上述實施例的粘附釋放控制。因此,正向旋轉和反向旋轉在預定的時間段內重復,因而來自正向旋轉方向和反向旋轉方向上的力可重復地施加于超聲波馬達31的定子32和轉子33。因此,定子32和轉子33之間的粘附能有效地釋放。控制裝置5自動執行粘附釋放控制,因此使用者不需要在發生粘附之后釋放該粘附。另外,當粘附被自動釋放時,通過控制裝置5確定存在/不存在粘附的步驟能省略。

雖然本發明已參照示例實施例描述,但是應當理解,本發明并不限于所公開的示例性實施例。下列權利要求的范圍應被賦予最廣泛的解釋,以使其涵蓋所有修改和等同的結構與功能。另外,實施例及其修改也可以適當地組合而不脫離本發明的范圍。

例如,在每個上述實施例中的粘附釋放控制中,反向旋轉在正向旋轉之后被執行,但可替換地,正向旋轉可以在反向旋轉之后被執行。另外,在這種情況下,來自正向旋轉方向及反向旋轉方向的力可重復地施加于超聲波馬達31的定子32和轉子33。因此,定子32和轉子33之間的粘附能被有效地釋放。另外,粘附釋放控制可以在注射器1啟動時的時刻以外的時刻執行。例如,粘附釋放控制可在驅動信號被傳送至超聲波馬達單元3的時刻執行。在這種情況下,在超聲波馬達31的驅動(正向旋轉或反向旋轉)被啟動之前執行粘附釋放控制。另外,粘合釋放控制可以響應于使用者的操作來執行。在這種情況下,可以利用其中注射頭2的操作單元上設置有粘附釋放按鈕的構型,或者其中粘附釋放按鈕被顯示在觸摸面板上的構型。另外,可以當致動器413向后移動時執行粘附釋放控制,也就是,在反向旋轉信號被傳送至超聲波馬達單元3的那一時刻執行粘附釋放控制。

在每個上述實施例的粘附釋放控制中,基于是否已運行預定時間段來確定是否顯示錯誤消息。或者,可以基于超聲波馬達31的正向旋轉和反向旋轉的次數是否已經達到了預定的數目來確定是否顯示錯誤消息。另外,本發明的注射器1并不限于其中注射器1連接至外部電源的構型,可以利用使用無線電源的構型,或利用具有內部電源例如電池的構型。

本申請要求于2011年6月14日提交的申請號為2011-132031的日本專利申請的優先權,此處已將該申請通過參考方式并入。

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