專(zhuān)利名稱(chēng)：輸液自動(dòng)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種醫(yī)療器械，特別是涉及一種控制輸液流量及滴速的裝置。
背景技術(shù)：
目前臨床輸液采用手動(dòng)機(jī)械方式對(duì)輸液管的開(kāi)閉程度進(jìn)行的調(diào)節(jié)，從而調(diào)整滴速和流量，精度不高，滴速和流量難以準(zhǔn)確設(shè)定?，F(xiàn)有的輸液控制器也存在著自動(dòng)化程度不高，顯示統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目少，價(jià)格昂貴等，雖然在一定程度上能實(shí)現(xiàn)輸液量的控制，但操作復(fù)雜，而且精度不高，顯示統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目不多。操作錯(cuò)誤時(shí)，只能顯示錯(cuò)誤碼，要醫(yī)務(wù)人員根據(jù)錯(cuò)誤碼查說(shuō)明書(shū)才能找到錯(cuò)誤和改正方法。而且要改正錯(cuò)誤后才能繼續(xù)輸液。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型克服了目前人工手動(dòng)控制和現(xiàn)有的自動(dòng)輸液器所存在的不足，提供了一種具有多種功能、穩(wěn)定和高精度的輸液自動(dòng)控制器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括機(jī)體，機(jī)體正面有顯示器，機(jī)體一側(cè)設(shè)有滴液腔固定室和夾緊裝置，機(jī)體內(nèi)部設(shè)有控制電路及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，滴液腔固定室的上部一側(cè)裝有紅外發(fā)光管，另一側(cè)裝有接收管，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電機(jī)，電機(jī)尾軸裝有由光柵輪及紅外發(fā)射管、接收管組成的轉(zhuǎn)角控制傳感器，電機(jī)軸與減速器及齒輪組相配合，與齒輪組相接的驅(qū)動(dòng)螺桿另一側(cè)與位于導(dǎo)管內(nèi)的自動(dòng)閥體相連，自動(dòng)閥體外部有一定位塊，與定位塊相對(duì)應(yīng)有兩個(gè)位置傳感器，自動(dòng)閥體靠近齒輪組一側(cè)為與驅(qū)動(dòng)螺桿相配合的螺帽，自動(dòng)閥體內(nèi)部有一彈簧，彈簧位于螺帽與自動(dòng)閥頭之間，滴液腔固定室上部的紅外發(fā)光管、接收管、電機(jī)轉(zhuǎn)角控制傳感器、位置傳感器及電機(jī)均與控制電路相連接。
控制電路包括按鍵輸入電路、顯示器、數(shù)據(jù)處理電路、單片機(jī)、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路和報(bào)警電路，手控輸入電路與單片機(jī)輸入端相連，單片機(jī)輸出端分別與聲光報(bào)警電路、顯示器電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路相連，數(shù)據(jù)處理電路與單片機(jī)交互連接，數(shù)據(jù)處理電路與檢測(cè)電路相連，其中數(shù)據(jù)處理電路向檢測(cè)部分輸入檢測(cè)脈沖信號(hào)，檢測(cè)電路向數(shù)據(jù)處理電路輸入檢測(cè)到的信號(hào)。數(shù)據(jù)處理電路包括從單片機(jī)輸入脈沖信號(hào)使脈沖信號(hào)放大并輸出至檢測(cè)電路的脈沖放大器，由檢測(cè)電路輸入的滴液信號(hào)依次經(jīng)數(shù)據(jù)處理電路中的電子濾波器、信號(hào)放大器、整形電路至單片機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入的電機(jī)轉(zhuǎn)角信號(hào)依次經(jīng)數(shù)據(jù)處理電路中的信號(hào)放大器，整形電路至單片機(jī)，單片機(jī)輸出控制信號(hào)至數(shù)據(jù)處理電路的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理電路中的電源控制電路與比較電路連接輸出至單片機(jī)，單片機(jī)輸出信號(hào)至數(shù)據(jù)處理電路的光驅(qū)動(dòng)電路、聲驅(qū)動(dòng)電路，光驅(qū)動(dòng)電路，聲驅(qū)動(dòng)電路輸出至聲光指示器。報(bào)警電路包括聲報(bào)警電路和光報(bào)警電路。裝置正面有滴液顯示燈，聲音報(bào)警器。導(dǎo)槽的形狀為矩形。滴液腔固定室的上部?jī)蓚?cè)分別裝有發(fā)光管及接收管。顯示裝置為點(diǎn)陣液晶顯示器，通過(guò)顯示接口連接至單片機(jī)輸出口。
本實(shí)用新型的有益效果是由于采用鍵入預(yù)設(shè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)如參數(shù)設(shè)置。紅外傳感器及控制系統(tǒng)為實(shí)施自動(dòng)控制輸液滴數(shù)及準(zhǔn)確性提供了保證。由高速高精度的電機(jī)和高減速比，低嗓音減速器，光柵和紅外發(fā)射接收傳感器組成的轉(zhuǎn)角傳感器，緩沖彈簧，頂桿和位置傳感器組成的定位執(zhí)行機(jī)構(gòu)，達(dá)到快速精確定位。點(diǎn)陣液晶顯示器，能顯示各種文字和圖形。計(jì)算機(jī)及周?chē)o助電路除完成整體控制之外，還可提供操作控制菜單并發(fā)出報(bào)警提示及相應(yīng)的解決方法。包括打開(kāi)手動(dòng)閥門(mén)、滴液腔液面過(guò)高，實(shí)際流量達(dá)不到設(shè)定流量，輸液管未放入正確位置并重新開(kāi)始，自檢及機(jī)器故障，輸液完成，電量不足，充電完成。計(jì)算機(jī)可預(yù)留不斷發(fā)展豐富與完善多種功能的空間。本系統(tǒng)的特點(diǎn)使之真正的成為具有多種功能、穩(wěn)定和高精度的輸液自動(dòng)控制器。


圖1是本實(shí)用新型的正面示意圖；圖2是本實(shí)用新型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖；圖3是自動(dòng)控制電路的電路原理框圖；圖4是數(shù)據(jù)處理電路的框圖；圖5本實(shí)用新型自動(dòng)控制電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的控制過(guò)程作進(jìn)一步描述當(dāng)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，發(fā)光二極管發(fā)出電源指示燈亮，系統(tǒng)首先進(jìn)行自檢，自檢通過(guò)后進(jìn)入菜單參數(shù)設(shè)置工作狀態(tài)，這樣可根據(jù)實(shí)際要求設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，進(jìn)入工作狀態(tài)。自檢未通過(guò)或在工作過(guò)程中出錯(cuò)，系統(tǒng)將顯示錯(cuò)誤信息，并提示糾正此錯(cuò)誤的方法。當(dāng)進(jìn)入實(shí)際工作狀態(tài)時(shí)發(fā)光二極管將顯示滴液情況既每滴一滴閃爍一次，而蜂鳴器每滴一滴鳴響一次，也可不響，由設(shè)置而定。當(dāng)報(bào)警時(shí)，蜂鳴器可發(fā)出連續(xù)嘟嘟聲示警?？刂七^(guò)程為由單片機(jī)P26口發(fā)出低電平信號(hào)，此時(shí)電源電流經(jīng)過(guò)R28，D8發(fā)光管，到P26口，D8發(fā)亮。若P26口發(fā)出一高電平信號(hào)，電流將被切斷，發(fā)光管熄滅。滴液信號(hào)和電源信號(hào)同用一個(gè)電路。聲報(bào)警電路需要發(fā)出斷續(xù)嘟嘟聲時(shí)，首先由P27口送出一個(gè)高電平信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)Q2導(dǎo)通，電流經(jīng)Q2、蜂鳴器到地，使蜂鳴器發(fā)聲。如單片機(jī)P27口輸出一連串脈沖信號(hào)，該設(shè)備將發(fā)出一串嘟嘟聲報(bào)警。
單片機(jī)對(duì)點(diǎn)陣顯示器的控制因本設(shè)備占I/O口較多，所以本設(shè)備對(duì)于顯示器的控制采用間接尋址方式。工作時(shí)由P0口傳送數(shù)據(jù)，P2口傳送控制信號(hào)。從而騰出更多的I/O口，既保證了對(duì)其它部分的控制，又保證了豐富多彩的功能和人性化顯示。
按鍵控制部份采用了矩陣加中斷電路，只要按動(dòng)任何一鍵和觸動(dòng)任何位置傳感器都可引起“鍵盤(pán)中斷”導(dǎo)致鍵盤(pán)掃描。并執(zhí)行相關(guān)程序，從而完成相應(yīng)的功能和任務(wù)。當(dāng)沒(méi)有按鍵及觸動(dòng)位置傳感器時(shí)，單片機(jī)將不受任何影響?？捎酶嗟臅r(shí)間來(lái)完成智能化任務(wù)。
自動(dòng)輸液控制的控制過(guò)程如下由單片機(jī)P10口發(fā)出的脈沖信號(hào)經(jīng)脈沖放大器Q1驅(qū)動(dòng)后推動(dòng)D1、D2、D3向滴液腔一則發(fā)出紅外脈沖信號(hào)。當(dāng)有滴液通過(guò)時(shí)，滴液信號(hào)將被調(diào)制在脈沖信號(hào)上被D4、D5、D6接收，經(jīng)C1隔直。再經(jīng)U2A信號(hào)放大器放大后，再由U2B組成的低通濾波器。濾除高頻脈沖后剩下滴液信號(hào)。該滴液信號(hào)經(jīng)由運(yùn)算放大器U3A組成的整形電路整形后輸入單片機(jī)T1口進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)。單片機(jī)由此得出滴液腔的滴數(shù)或流量，此滴數(shù)或流量和預(yù)設(shè)的流量相比后將得出正負(fù)差值。單片機(jī)將根據(jù)預(yù)設(shè)流量和實(shí)測(cè)流量的差值大小，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向及大小。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制過(guò)程如下當(dāng)需要打開(kāi)自動(dòng)閥門(mén)時(shí)，單片機(jī)P14口置為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)Q5、Q4、Q10、Q9導(dǎo)通，使電機(jī)正轉(zhuǎn)。動(dòng)力經(jīng)減速器，主動(dòng)齒輪，從動(dòng)齒輪，帶動(dòng)螺桿正轉(zhuǎn)。由于自動(dòng)閥體是通過(guò)螺栓和螺桿結(jié)合的，螺桿的正向轉(zhuǎn)動(dòng)必然帶動(dòng)自動(dòng)閥體延著導(dǎo)向管向退回開(kāi)放方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它們運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)的位置時(shí)，自動(dòng)閥體上的定位塊接通位置傳感器向單片機(jī)TXD口發(fā)出打開(kāi)到位信號(hào)，將P14口置為低電平電機(jī)停止。
當(dāng)需要關(guān)閉自動(dòng)閥門(mén)時(shí)，單片機(jī)P15口輸出高電平，驅(qū)動(dòng)Q11、Q6、Q8、Q7晶體管導(dǎo)通，使電機(jī)反轉(zhuǎn)，經(jīng)減速器，主動(dòng)齒輪，從動(dòng)齒輪帶動(dòng)螺桿反轉(zhuǎn)，由于緩沖彈簧和自動(dòng)閥體是通過(guò)螺栓和螺桿結(jié)合的，螺桿的反向轉(zhuǎn)動(dòng)必然帶動(dòng)緩沖彈簧和自動(dòng)閥體延著導(dǎo)向管向關(guān)閉方向運(yùn)動(dòng)，隨著緩沖彈簧的壓縮，自動(dòng)閥頭對(duì)輸液管的壓力也逐漸加大，直到關(guān)斷輸液管。當(dāng)緩沖彈簧和自動(dòng)閥體運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)的壓力時(shí)，自動(dòng)閥體上的定位塊接通傳置傳感器K6向單片機(jī)RXD口發(fā)出關(guān)閉到位信號(hào)。此時(shí)單片機(jī)P15口輸出低電平，驅(qū)動(dòng)Q11、Q6、Q8、Q7晶體管關(guān)閉，使電機(jī)停止，完成輸液管自動(dòng)閥關(guān)閉動(dòng)作。
單片機(jī)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)角度的過(guò)程為在電機(jī)的后軸上裝有一光柵輪，光柵輪上均勻地分有18個(gè)光柵，光柵平均20°一個(gè)。在光柵輪的兩側(cè)各裝一個(gè)紅外發(fā)射管和紅外接收管，紅外發(fā)射管一直通過(guò)光柵輪向接收管發(fā)射紅外光。當(dāng)光輪隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每轉(zhuǎn)20°，便向紅外接收管發(fā)一個(gè)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)經(jīng)U2D放大整型為單片機(jī)可識(shí)別的信號(hào)后輸入單片機(jī)INT1口進(jìn)行計(jì)數(shù)和比較，便產(chǎn)生控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)。
單片機(jī)不斷接收檢測(cè)的液體流量信號(hào)及轉(zhuǎn)角傳感器發(fā)出的轉(zhuǎn)角信號(hào)，單片機(jī)不斷進(jìn)行計(jì)算并控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到達(dá)到所要控制的流量為止。
本裝置的電源部分，本設(shè)備的供電有三種方式(1)由110伏-240伏，50-60Hz通過(guò)充電器，向本設(shè)備充電并供電。(2)由12伏直流直接插入電源插頭向本設(shè)備充電并供電。(3)直接由本設(shè)備充電鋰電池供電。由于本設(shè)備需要5V的直流電壓，鋰電池的工作為2.9-4.2伏，隨著電池消耗電壓將越來(lái)越低。為了保障本設(shè)備提供一個(gè)穩(wěn)定的電壓，本設(shè)備在由鋰電供電時(shí)，由U5A集成電路，MC34063A組成的升壓DC-DC變換電路，始終向本設(shè)備提供一個(gè)5V的直流電壓。當(dāng)在充電時(shí)供電電壓又高達(dá)12伏時(shí)，超出了本設(shè)備的正常供電電壓。由WY集成電路7805組成的降壓電路。將高出本設(shè)備的電壓穩(wěn)定為本設(shè)備的5V工作電壓。電源電路使本設(shè)備能夠在2.7-12伏的范圍內(nèi)工作。
下面以實(shí)施例具體說(shuō)明檢測(cè)單元中紅處脈沖管D1、D2、D7采用3DV50型號(hào)的紅處發(fā)射管。接收信號(hào)管D3、D4、D5采用5GLB型的紅外接收二極管，它的輸出經(jīng)C1隔直后與控制單元中的數(shù)據(jù)處理部分的低通濾波器U2A相聯(lián)，其中U2A采用TLV2324型運(yùn)算放大器，并與采用同樣型號(hào)的信號(hào)放大器U2B和信號(hào)整形電路U3A相聯(lián)。面U3A最后和單片機(jī)的第15腳T1口相聯(lián)，最后將滴液信號(hào)傳給單片機(jī)，進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)。執(zhí)行單元中的轉(zhuǎn)角信號(hào)傳感器，D10采用3DV50型紅外反射管和D9紅外接收管采用5GLB型紅外接收管它們的輸出經(jīng)隔直電容C14與放大整型器U2D采用TLVZ324型運(yùn)算放大器相聯(lián)。其輸出連接到單片機(jī)的第13腳(INTI口相連)，對(duì)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行計(jì)算。
電源控制部分電源采用SL-8210AS型鋰電池，經(jīng)升壓電路中的DC/DC集成電路U5A采用MC34063A，其輸出和整個(gè)供電部分相連接，將3.6-4.2V的電池維持在5V。而充電部分的集成電路WY是采用7805三端穩(wěn)壓器，它的輸出既對(duì)電池充電也和供電部分相連，在充電時(shí)將6-12V的直流電壓穩(wěn)定為5V。由TLV2324型運(yùn)算放大器組成的電池電量檢測(cè)電路由U3B、U3D、U2C、U3C組成四級(jí)比較器，其中U3B的輸出與單片機(jī)26腳(P23口1)相連，U3D輸出與單片機(jī)8腳(P17口)相連，U2C輸出與單片機(jī)7腳(P16口)相連，U3C輸出與單片機(jī)16腳(WR口)相連，完成對(duì)電器電量的檢測(cè)。
控制單元中的按鍵K1、K2、K3和執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的位置傳感器K4、K5分別和單片機(jī)的第2腳(P11口)第3腳(P12口)第4腳(P13口)和第12腳(INTO口)相連，組成按鍵矩陣電路，實(shí)現(xiàn)按鍵中斷控制信號(hào)。
由單片機(jī)第28腳(P27口)輸出的信號(hào)與采用C1815晶體管Q2連接，輸出后推動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由單片機(jī)第14腳(TO口)輸出的信號(hào)與采用高亮度發(fā)光二極管Φ3發(fā)光二極管型相連，使發(fā)光二極管閃爍完成發(fā)光信號(hào)指示。
權(quán)利要求1.一種輸液自動(dòng)控制器，包括機(jī)體(1)，機(jī)體(1)正面有顯示器(2)，機(jī)體(1)一側(cè)設(shè)有滴液腔固定室(3)和夾緊裝置(4)，機(jī)體內(nèi)部設(shè)有控制電路及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征是滴液腔固定室(3)的上部一側(cè)裝有紅外發(fā)光管(5)，另一側(cè)裝有接收管(6)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(7)，電機(jī)尾軸裝有由光柵輪(8)及紅外發(fā)射管(9)、接收管(10)組成的轉(zhuǎn)角控制傳感器，電機(jī)軸與減速器(11)及齒輪組(12)相配合，與齒輪組(12)相接的驅(qū)動(dòng)螺桿(13)另一側(cè)與位于導(dǎo)管(14)內(nèi)的自動(dòng)閥體(15)相連，自動(dòng)閥體(15)外部有一定位塊(16)，與定位(16)塊相對(duì)應(yīng)有兩個(gè)位置傳感器(17)，自動(dòng)閥體(15)靠近齒輪組(12)一側(cè)為與驅(qū)動(dòng)螺桿(13)相配合的螺帽(18)，自動(dòng)閥體(15)內(nèi)部有一彈簧(19)，彈簧(19)位于螺帽(18)與自動(dòng)閥頭(20)之間，滴液腔固定室(3)上部的紅外發(fā)光管(5)、接收管(6)、電機(jī)轉(zhuǎn)角控制傳感器、位置傳感器及電機(jī)(1)均與控制電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸液自動(dòng)控制器，其特征是控制電路包括按鍵輸入電路、顯示器、數(shù)據(jù)處理電路、單片機(jī)、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路和報(bào)警電路，手控輸入電路與單片機(jī)輸入端相連，單片機(jī)輸出端分別與聲光報(bào)警電路、顯示器電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路相連，數(shù)據(jù)處理電路與單片機(jī)交互連接，數(shù)據(jù)處理電路與檢測(cè)電路相連，其中數(shù)據(jù)處理電路向檢測(cè)部分輸入檢測(cè)脈沖信號(hào)，檢測(cè)電路向數(shù)據(jù)處理電路輸入檢測(cè)到的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸液自動(dòng)控制器，其特征是數(shù)據(jù)處理電路包括從單片機(jī)輸入脈沖信號(hào)使脈沖信號(hào)放大并輸出至檢測(cè)電路的脈沖放大器，由檢測(cè)電路輸入的滴液信號(hào)依次經(jīng)數(shù)據(jù)處理電路中的電子濾波器、信號(hào)放大器、整形電路至單片機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入的電機(jī)轉(zhuǎn)角信號(hào)依次經(jīng)數(shù)據(jù)處理電路中的信號(hào)放大器，整形電路至單片機(jī)，單片機(jī)輸出控制信號(hào)至數(shù)據(jù)處理電路的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理電路中的電源控制電路與比較電路連接輸出至單片機(jī)，單片機(jī)輸入信號(hào)至數(shù)據(jù)處理電路的光驅(qū)動(dòng)電路、聲驅(qū)動(dòng)電路，光驅(qū)動(dòng)電路，聲驅(qū)動(dòng)電路輸出至聲光指示器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸液自動(dòng)控制器，其特征是報(bào)警電路包括聲報(bào)警電路和光報(bào)警電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸液自動(dòng)控制裝器，其特征是裝置正面有滴液顯示燈，聲音報(bào)警器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸液自動(dòng)控制裝器，其特征是導(dǎo)槽的形狀為矩形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸液自動(dòng)控制裝器，其特征是滴液腔固定室的上部?jī)蓚?cè)分別裝有一對(duì)發(fā)光管及接收管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸液自動(dòng)控制裝器，其特征是滴液腔固定室的上部?jī)蓚?cè)分別裝有二對(duì)發(fā)光管及接收管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸液自動(dòng)控制裝器，其特征是滴液腔固定室的上部?jī)蓚?cè)分別裝有三對(duì)發(fā)光管及接收管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸液自動(dòng)控制裝器，其特征是顯示裝置為點(diǎn)陣液晶顯示器，通過(guò)顯示接口連接至單片機(jī)輸出口。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種輸液自動(dòng)控制器，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，提供了一種自動(dòng)控制輸液流量和滴數(shù)，多種顯示、控制、報(bào)警功能的輸液自動(dòng)控制器。它包括機(jī)體、機(jī)體正面有顯示器、固定室，固定室中有夾緊裝置，紅外發(fā)光管、接收管、機(jī)體內(nèi)部有控制電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)測(cè)量、適時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)控制于一體的功能。
文檔編號(hào)A61M5/168GK2798965SQ20052010968
公開(kāi)日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者陳國(guó)棟, 趙文輝 申請(qǐng)人:馬云峰, 陳國(guó)棟