專利名稱：用于測定活塞推動器夾緊凸緣時的液體注射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過液體注射裝置將液體從液體注射器注射到主體中的液體注射系統(tǒng)，特別是涉及一種液體注射系統(tǒng)，用于通過液體注射裝置分別夾持液體注射器的柱體和活塞并使兩者相對移動的液體注射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，用于捕捉作為主體熒光圖像的斷層圖像的成像診斷設(shè)備包括CT(計算機X線斷層攝影術(shù))設(shè)備、MRI(磁共振顯像)設(shè)備、和PET(正電子放射X線斷層攝影術(shù))設(shè)備。用于捕捉作為主體熒光圖像的血管圖像的介質(zhì)設(shè)備包括CTA(CT血管造影)設(shè)備，MRA(MR血管造影)設(shè)備和超聲圖記錄儀。
當(dāng)用這樣的成像診斷設(shè)備捕捉主體的斷層圖像時，有時要向該主體中注射如造影劑或鹽溶液的液體。一種將液體自動注射到主體中的液體注射裝置已經(jīng)在實際中得到應(yīng)用。這樣的液體注射裝置設(shè)有一個驅(qū)動馬達和一個滑塊機構(gòu)，并采用了一個可拆卸安裝的液體注射器。
下面結(jié)合附圖1和2對一種現(xiàn)有技術(shù)中的液體注射裝置進行說明。如圖1所示，現(xiàn)有的液體注射裝置20設(shè)有兩個液體注射器10，每個都包括一個單獨的柱體11和一個單獨的活塞12。柱體11在其一個端面上開有一個孔13。
柱體11的該端面通過安裝在該處的中空導(dǎo)管封閉，孔13與導(dǎo)管14的尖端相通。活塞12可滑動地插入在柱體11的孔13中。柱體11和活塞12分別在遠離導(dǎo)管14的一端上設(shè)有柱體凸緣15和活塞凸緣16。
液體注射裝置20設(shè)有一個用作柱體夾緊機構(gòu)的注射頭21和兩個活塞致動機構(gòu)22。注射頭21設(shè)有兩個在其中形成的凹槽23，用來分別固定兩個液體注射器10的柱體11。兩個活塞致動機構(gòu)22分別位于兩個凹槽23的后面，用以分別夾持液體注射器10的活塞12并使之滑動。
尤其是，如圖2所示，每個活塞致動機構(gòu)22都設(shè)有可前后滑動的滑桿25和活塞推動器26，該活塞推動器與滑桿25的前端一體形成以便向前推動活塞12。
每個活塞致動機構(gòu)22都設(shè)有一對可開和關(guān)的嚙合爪27，其分別設(shè)置在活塞推動器26的左和右側(cè)上。通常，由諸如螺旋彈簧的各彈性機構(gòu)使嚙合爪27沿閉合方向彈性推動。嚙合爪27具有楔型的末端，當(dāng)從后部位置將活塞推動器26壓在活塞12上時，該末端分別與活塞凸緣16的左和右前邊緣接合。
由于現(xiàn)有的液體注射裝置20能從各自的兩個液體注射器10中將兩種液體注射到主體中，例如，該液體注射裝置能將造影劑注射到需要通過CT掃描儀捕捉熒光圖像的主體中，然后，將諸如鹽溶液注射到主體中。
現(xiàn)有的液體注射裝置20在初始狀態(tài)時，在其后部位置上設(shè)有活塞致動機構(gòu)22。在將液體注射器10設(shè)置在各自凹槽23中之后，操作者作出一動作以便指示液體注射裝置20開始向主體中注射液體。現(xiàn)在，每個活塞致動機構(gòu)22的活塞推動器26將向前移動。
當(dāng)活塞推動器26壓在活塞12上時，已彈性處于閉合位置的嚙合爪27受活塞凸緣16的作用并逐漸打開。由于活塞推動器26還在向前移動，所以嚙合爪27分別與活塞凸緣16的各左和右前邊緣接合，這樣，使活塞12固定在活塞推動器26上。當(dāng)活塞致動機構(gòu)22繼續(xù)按壓活塞12時，液體會從液體注射器10注射到主體中。
如上所述，由于活塞推動器26的嚙合爪27夾緊活塞凸緣16，當(dāng)操作者如果需要，作出某個動作時，活塞推動器26能縮回以便將活塞12從柱體11中拉出來。
根據(jù)IEC(國際電工委員會)關(guān)于醫(yī)療電氣設(shè)備的安全的條例，需要液體注射裝置20的活塞推動器26能夾持住液體注射器10的活塞12。
上述類型的液體注射裝置已經(jīng)發(fā)明出來并應(yīng)用在由本申請人提交的專利文件中(如下面的專利文件1，2)。
專利文件1未審查公開的日本專利申請No.2002-11096；專利文件2未審查公開的日本專利申請No.2002-102343。
通過上面的液體注射裝置20，當(dāng)活塞推動器26壓在液體注射器10的活塞12上時，嚙合爪27自動地夾緊活塞凸緣16。然而，操作者需要目視來確認(rèn)是否嚙合爪27已經(jīng)夾緊活塞凸緣16。
如果操作者沒有確認(rèn)該夾緊接合，則活塞12可能由活塞推動器26推動而嚙合爪27還沒有夾緊活塞凸緣16。例如，如果液體注射器10沒有安裝在合適的位置上，則由于活塞12和活塞推動器26沒有彼此精確地中心對準(zhǔn)，嚙合爪27的尖端面夾持在活塞凸緣16的后表面上，這樣，嚙合爪27就不能夾緊活塞凸緣16。
而且，當(dāng)液體注射器10的活塞12由活塞推動器26推動時，嚙合爪27將夾緊活塞凸緣16。因此，在液體注射器10沒有從柱體11中排出液體時，嚙合爪27難以夾緊活塞凸緣16。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種液體注射系統(tǒng)，其能將液體注射裝置的活塞推動器的嚙合爪夾緊液體注射器的凸緣的時候檢測出。
本發(fā)明的液體注射系統(tǒng)設(shè)有一液體注射器和一液體注射裝置。該液體注射器設(shè)有一柱體和一活塞。該柱體圍繞其一端設(shè)有柱體凸緣，而該活塞圍繞其一端設(shè)有活塞凸緣。該活塞可滑動地插入到柱體中。
該液體注射裝置包括一柱體夾緊機構(gòu)，一活塞推動器，一對嚙合爪和一夾緊檢測裝置。柱體夾緊機構(gòu)夾緊柱體，從而使該柱體具有與向前和向后有關(guān)的縱向方向。將活塞推動器沿向前和向后方向可滑動地支承，以便至少能向前推動活塞。
嚙合爪沿側(cè)向可開關(guān)地安裝在活塞推動器上，從而分別與活塞凸緣的前端面的左和右邊緣相接合。夾緊檢測裝置檢測出嚙合爪夾緊活塞凸緣之時，在檢測出活塞的活塞凸緣被活塞推動器的嚙合爪夾緊之后，液體注射裝置使柱體凸緣和活塞凸緣彼此相對移動，從而將液體從液體注射器注射到主體中，或者將液體從儲液箱抽吸到柱體中。
在液體注射系統(tǒng)中，液體注射裝置通過嚙合爪夾緊柱體并通過活塞推動器推壓活塞，而且當(dāng)嚙合爪夾緊活塞凸緣時能被該液體注射裝置檢測出。因此，當(dāng)嚙合爪沒有夾緊活塞凸緣時可避免將活塞推動器致動。
本發(fā)明涉及的各種裝置都能設(shè)計成完成上述功能，而且可以通過專用的硬件來執(zhí)行這些功能，通過數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)計算機程序來執(zhí)行各種功能，在數(shù)據(jù)處理裝置中根據(jù)計算機程序獲得的功能，及其組合。
本發(fā)明涉及的各種裝置不需要各自獨立的實體，而且可以布置成將多個裝置構(gòu)成單一的裝置，某個裝置可以是另一個裝置的一部分，或者某個裝置的一部分和另一個裝置的一部分彼此疊置。
本文中使用的描述方向的術(shù)語，例如，向前、向后、左、右、垂直等，僅僅是為了能使這些方向的位置關(guān)系更加清楚，不應(yīng)該理解成在本發(fā)明制造和使用時對于方向的限制。
結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明示意性實施例進行詳細(xì)的描述將更清楚本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點。


圖1是現(xiàn)有液體注射裝置的透視圖，示出將液體注射器設(shè)置在液體注射裝置中的方式；圖2是現(xiàn)有液體注射裝置的液體注射器和活塞推動器的透視圖；圖3a和3b是本發(fā)明一個實施例中液體注射器和活塞推動器的局部透視圖；圖4a和4b為本發(fā)明實施例中將液體注射器安裝在液體注射裝置的注射頭的方式透視圖；圖5是本發(fā)明實施例中液體注射裝置的透視圖；圖6是作為成像診斷設(shè)備的CT掃描儀的透視圖；圖7是本發(fā)明實施例中液體注射裝置的電路布置的方框圖；圖8是本發(fā)明實施例中液體注射裝置的處理過程的流程圖；圖9是本發(fā)明第一種變型中活塞推動器的局部平面圖；圖10是第一種變型中作為夾緊檢測裝置的開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的局部平面圖；圖11是本發(fā)明第二種變型中開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的局部平面圖；
圖12a和12b分別是本發(fā)明第三種和第四種變型中開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的局部平面圖；圖13是本發(fā)明第五種變型中活塞推動器的局部平面圖；圖14是本發(fā)明第六種變型中活塞推動器的局部平面圖；圖15是本發(fā)明第七種變型中活塞推動器的局部平面圖；圖16是本發(fā)明第八種變型中活塞推動器的局部平面圖；圖17是本發(fā)明第九種變型中活塞推動器的局部平面圖；圖18是本發(fā)明第十種變型中活塞推動器的局部平面圖；圖19是本發(fā)明第十一種變型中活塞推動器的局部平面圖；圖20是本發(fā)明第十二種變型中活塞推動器的局部平面圖；圖21是本發(fā)明第十三種變型中活塞推動器的局部平面圖；圖22是本發(fā)明第十四種變型中活塞推動器的局部平面圖；以及圖23是本發(fā)明第十五種變型中活塞推動器的局部平面圖。
具體實施例方式
結(jié)合附圖3a、3b至圖8對本發(fā)明一個實施例中的液體注射裝置進行說明。如圖5所示，本發(fā)明的一個實施例的液體注射裝置100包括一安裝在支架102的上端部的主要部分103。主要部分103支撐著作為輸入操作設(shè)備的操縱板104，以及作為數(shù)據(jù)顯示設(shè)備液晶顯示器105。
臂106垂直安裝在主要部分103的側(cè)壁上，并且將作為注射器夾緊機構(gòu)的注射頭110安裝在臂106的上端部。如圖4a和4b所示，注射頭110在其上表面中設(shè)有一個凹槽112。液體注射器220的柱體201可滑動地夾持在凹槽112中。
液體注射器200包括柱體201和可滑動地插入在柱體201中的活塞202。柱體凸緣203是圍繞在柱體201的一端而設(shè)置的，而活塞凸緣204是圍繞在活塞202的一端而設(shè)置的。液體注射裝置100和液體注射器200相連而組成液體注射系統(tǒng)。
將活塞致動機構(gòu)120設(shè)置在注射頭110的凹槽112的后部中，活塞致動機構(gòu)120設(shè)有一個諸如超聲波馬達等的驅(qū)動馬達121(參見圖7)，以便通過螺紋機構(gòu)等(未示出)往復(fù)地使滑桿122滑動。
如圖7所示，該活塞致動機構(gòu)120還設(shè)有向前行程端面?zhèn)鞲衅?23和向后行程端面?zhèn)鞲衅?24。向前行程端面?zhèn)鞲衅?23能檢測出滑桿122到達其行程的前端，而向后行程端面?zhèn)鞲衅?24能檢測出滑桿122到達其行程的后端。
如圖3a和3b所示，活塞致動機構(gòu)120設(shè)有與滑桿122的前端一體形成的活塞推動器126，以及一對可開和關(guān)的嚙合爪127，該嚙合爪分別安裝在活塞推動器126的左側(cè)和右側(cè)上。嚙合爪127設(shè)有楔型的末端，而且通常通過諸如螺旋彈簧的各自彈性機構(gòu)沿閉合方向彈性地受壓。
向前突出的導(dǎo)向裝置128與活塞推動器126的底部一體形成。導(dǎo)向裝置128設(shè)有一具有圓錐形的上表面，該表面從其前端向后端略微會聚。當(dāng)導(dǎo)向裝置128與活塞凸緣204的外圓周表面接合時，由于其比較靠近活塞推動器126的前端面，所以導(dǎo)向裝置128將引導(dǎo)活塞凸緣204至一相對活塞推動器126而言適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br> 活塞推動器126在其前端面上設(shè)有一個環(huán)形的凹槽129。用作夾緊檢測裝置的片狀開關(guān)130(sheet switch)安裝在凹槽129中。片狀開關(guān)130包括薄板131，開關(guān)片132和橡膠蓋133。四個微型開關(guān)135設(shè)置在開關(guān)片132上。
微型開關(guān)135通過印刷電路板(未示出)相互連接，并借助電纜136通過A/D(模擬/數(shù)字)變換器(未示出)連接到處理單元140(圖7)上。
在本發(fā)明的液體注射裝置100中，當(dāng)嚙合爪127夾緊活塞凸緣204時可被片狀開關(guān)130檢測出，此時，由于活塞202的后端面抵靠在活塞推動器126的前端面上，所以微型開關(guān)135可將其檢測出。
因此，可將活塞凸緣204的形狀，嚙合爪127的形狀，活塞推動器126的形狀和片狀開關(guān)130的行程調(diào)整成當(dāng)嚙合爪127夾緊活塞凸緣204時，使片狀開關(guān)130由于活塞202抵靠在活塞推動器126上而將活塞202檢測出。
活塞致動機構(gòu)120在活塞推動器126和滑桿122之間的連接處設(shè)有測力傳感器138，用來檢測出在活塞推動器126壓在活塞202情況下的壓力。
如圖7所示，液體注射裝置100設(shè)有處理單元140，該處理單元140與操縱板104，液晶顯示器105，驅(qū)動馬達121，向前行程端面?zhèn)鞲衅?23，向后行程端面?zhèn)鞲衅?24和片狀開關(guān)130等相連接。
處理單元140包括一個所謂的單片微型計算機，并設(shè)有以固件形式安裝的一適合的計算機程序。處理單元140根據(jù)安裝的計算機程序執(zhí)行各種操作，以便控制與其相連的各種部件。
如圖6所示，將液體注射裝置100設(shè)置在用作成像診斷設(shè)備的CT掃描儀300附近。液體注射裝置100將作為一種液體的造影劑注入到需要由CT掃描儀300成像的主體中。CT掃描儀300設(shè)有成像單元301和控制單元302，該控制單元302在線連接到液體注射裝置100上。
如圖6所示，為了使用液體注射裝置100，操作者(沒有示出)將該液體注射裝置100設(shè)置在CT掃描儀300的附近，并通過一延長管(沒有示出)將液體注射器200連接到位于成像單元301中的主體上。
然后，操作者將液體注射器200的柱體201放置在注射頭110的凹槽112中，并在操縱板104上作出一輸入動作以便指示液體注射裝置100夾緊活塞202。當(dāng)液體注射裝置100處于初始狀態(tài)時，活塞致動機構(gòu)120的活塞推動器126位于向后行程的末端，而且在步驟S1中可由向后行程端面?zhèn)鞲衅鳈z測出。當(dāng)在步驟S2中液體注射裝置100指示夾緊活塞202時，在步驟S3中，驅(qū)動馬達121使活塞推動器126向前移動。
當(dāng)活塞推動器126向前移動時，其從活塞202的后部壓靠在活塞202上，使彈性閉合的嚙合爪127在與活塞凸緣204壓緊接觸中逐漸打開。在活塞推動器126繼續(xù)向前的移動情況下，嚙合爪127分別與活塞凸緣204的相對邊緣相接合，這樣，活塞推動器126將夾緊活塞202。
當(dāng)活塞推動器126從活塞202的后部壓靠在活塞202上，即使活塞202沒有恰好相對活塞推動器126而定位，導(dǎo)向裝置128也能接合活塞凸緣204的外圓周表面，并促使活塞凸緣204位于適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，在該位置上，嚙合?27能夾緊活塞凸緣204。
當(dāng)嚙合爪127夾緊活塞凸緣204時，活塞202的后端面壓靠在片狀開關(guān)130上，在步驟S6中，片狀開關(guān)130檢測出與由活塞202引起的加壓接觸。然后，在步驟S7中，驅(qū)動馬達121使活塞推動器126停止移動?，F(xiàn)在，液體注射裝置100保持在由活塞致動機構(gòu)120的活塞推動器126的嚙合爪127夾緊液體注射器200的活塞202的活塞凸緣204的狀態(tài)。
如果片狀開關(guān)130沒有檢測出由活塞202引起的加壓接觸，但在步驟S6和S4中，活塞推動器126已經(jīng)移至向前行程端面時被向前行程端面?zhèn)鞲衅?23檢測出來，則意味著液體注射器200沒有設(shè)置在注射頭110的凹槽112中。
此時，在步驟S12中，注射頭110在液晶顯示器105上顯示一向?qū)畔ⅲT如“沒有檢測到注射器，確認(rèn)注射器是否正常設(shè)置”，以便告知操作者液體注射器200沒有在其位置設(shè)置。
如果在嚙合爪127沒有夾緊活塞凸緣204的情況下，活塞推動器126壓緊活塞202，則在步驟S5中，通過測力傳感器138檢測出由活塞推動器126所施加的壓力。在這種情況下，在步驟S11中，液體注射裝置100取消對驅(qū)動馬達121的激勵，并在步驟S12中，在液晶顯示器105上顯示一向?qū)畔ⅲT如“活塞沒有夾緊，從頭開始”，以便告知操作者活塞202沒有被夾緊。
如果嚙合爪127夾緊活塞凸緣204并且在步驟S6，S7中使活塞推動器126停止，則在步驟S8中，液體注射裝置100在液晶顯示器105上顯示一向?qū)畔ⅲT如“活塞夾緊完成，當(dāng)按下××鍵時開始注射”，以便告知操作者活塞202的夾緊已經(jīng)完成。
如果在步驟S9中，操作者在控制板104上作出一輸入動作以指示液體注射裝置100開始注射液體，則重新激勵驅(qū)動馬達121以便向前移動活塞推動器126，這樣，在步驟S10中，與現(xiàn)有相同的方式執(zhí)行向主體中注射液體的過程。
在注射過程中，向主體中注射液體的壓力始終可從由測力傳感器138檢測出的壓力計算出來。如果計算的注射壓力不在一預(yù)定的容許范圍內(nèi)，則液體注射裝置100取消對驅(qū)動馬達121的激勵并在液晶顯示器105上顯示出一錯誤向?qū)畔ⅰ?br> 當(dāng)操作者在操縱板104上作出一輸入動作以便執(zhí)行液體吸入過程，同時將液體注射器200連接到外部的儲液箱(沒有示出)中時，液體注射裝置100改變驅(qū)動馬達121的方向以收回活塞推動器126，從而將液體從外部的儲液箱抽吸到液體注射器200中。
根據(jù)本發(fā)明的液體注射裝置100，當(dāng)注射頭110夾持住液體注射器200的柱體201而且活塞推動器126推動活塞202時，片狀開關(guān)130檢測出活塞凸緣204與嚙合爪127之間的夾緊。因此，可避免活塞推動器126推壓活塞202，同時嚙合爪127沒有夾緊活塞凸緣204。
尤其是，當(dāng)活塞推動器126推壓活塞202時，作用在活塞推動器126上的壓力可由測力傳感器138來監(jiān)控。如果測力傳感器138在片狀開關(guān)130內(nèi)有檢測到由活塞凸緣204引起的加壓接觸的情況下卻檢測到一反常的壓力，則液體注射裝置100停止移動活塞推動器126。因此，在嚙合爪127沒有夾緊活塞凸緣204時，活塞推動器126可自動并可靠地避免推壓活塞202。
當(dāng)活塞202的后端面壓在位于活塞推動器126的前端面上的片狀開關(guān)130時可檢測出活塞凸緣204和嚙合爪127的夾緊。這樣通過簡單的結(jié)構(gòu)就能很好地檢測出活塞凸緣204和嚙合爪127的夾緊。
使用這樣的檢測結(jié)構(gòu)時，如果使活塞202的后端面恰好抵靠在活塞推動器126的前端面上，則會降低片狀開關(guān)130的精確性。由于活塞推動器126的導(dǎo)向裝置128可將活塞凸緣204引導(dǎo)到一適當(dāng)?shù)奈恢蒙弦员憧煽康嘏c活塞推動器126相接觸，所以本發(fā)明的液體注射裝置100能將片狀開關(guān)130的檢測精度保持在一高水平上。
根據(jù)本發(fā)明的液體注射系統(tǒng)，將用于檢測嚙合爪127夾緊活塞凸緣204時的機構(gòu)容納在液體注射裝置100本身中。因此，液體注射器200不需要采用一專門的設(shè)計來檢測活塞凸緣204的夾緊，仍可以采用市售的產(chǎn)品形式。
本發(fā)明并不限于上述的實施例，在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進行各種改變和變型。例如，盡管根據(jù)上述實施例的液體注射裝置100在注射頭110中只設(shè)有一個液體注射器200，但本發(fā)明還適用于在注射頭中能夾持住多個液體注射器200的液體注射裝置(沒有示出)。
在圖示的實施例中，設(shè)置在活塞推動器126的前端面上的片狀開關(guān)130根據(jù)一雙態(tài)信號可檢測出活塞推動器126是否推壓活塞202。然而，活塞推動器126推壓活塞202的壓力可以以模擬的方式由片狀傳感器(沒有示出)檢測出。
在圖示的實施例中，將專門用作夾緊檢測裝置的片狀開關(guān)130設(shè)置在活塞推動器126的前端面上。然而，如圖9所示，可將市售的開關(guān)設(shè)備402(switchdevice)或者傳感器設(shè)備(沒有示出)作為夾緊檢測裝置安裝在活塞推動器401的前端面上。
如圖10所示，開關(guān)設(shè)備402包括作為部件支承裝置的開關(guān)盒403，位移檢測部件404，作為部件偏置裝置的螺旋彈簧405，以及一對作為縮回檢測裝置的電極終端406、407?；钊?02的后端面靠在位移檢測部件404上，該位移檢測部件由開關(guān)盒404支承以便向前和向后運動，而且通常借助螺旋彈簧405而向前偏置。
電極終端406、407彼此面對但沿前后方向間隔開。位移檢測部件404設(shè)有從其背面沿面向前置電極終端406而突出的臂408。當(dāng)位移檢測部件404縮回到一預(yù)定位置時，臂408推壓電極終端406，使其與電極終端407接觸，于是，使電極終端406、407短路。在開關(guān)設(shè)備204安裝在活塞推動器401之上的液體注射裝置(沒有示出)中，活塞凸緣204與嚙合爪127之間的夾緊能夠被一個包含市售部件的簡單結(jié)構(gòu)檢測出。
在示出的實施例中，導(dǎo)向裝置128從活塞推動器126的底部向前突出，以便將活塞凸緣204引導(dǎo)至適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。然而，在活塞的后端面和活塞推動器的前端面上，可將一凸起和一凹進部設(shè)置成導(dǎo)向機構(gòu)。
作為導(dǎo)向機構(gòu)的這樣的凸起/凹進部結(jié)構(gòu)可與圖10所示的開關(guān)設(shè)備402相結(jié)合。尤其是，如圖11所示，在活塞211的后端面的中心形成凸起212，而且在活塞推動器411的前端面的中心形成凹進部412，并將開關(guān)設(shè)備402設(shè)置在該凹進部412中。
該凸起/凹進部結(jié)構(gòu)能將活塞211相對活塞推動器411而引導(dǎo)至一適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，這樣，通過作為導(dǎo)向機構(gòu)的凸起/凹進部結(jié)構(gòu)能可靠地操作該開關(guān)設(shè)備402。為了將活塞211相對活塞推動器411引導(dǎo)至一適當(dāng)?shù)奈恢蒙希總€凸起212和凹進部412最好都成圓錐形狀。
如圖12(a)所示，在活塞221的后端面的中心形成凹進部222，而且將開關(guān)設(shè)備402以凸起設(shè)置在活塞推動器421的前端面的中心上?？商鎿Q的是，如圖12(b)所示，可將開關(guān)設(shè)備402安裝在活塞推動器422的前端面的中心上，并將位移檢測部件404設(shè)置成一凸起。
在圖10作為夾緊檢測裝置示出的開關(guān)設(shè)備402中，用作縮回檢測裝置的電極終端406、407彼此間隔開，而且當(dāng)縮回位移檢測部件404時，使兩個電極終端發(fā)生短路?？梢砸远喾N方式對圖10所示的結(jié)構(gòu)進行修改。
例如，圖13所示的開關(guān)設(shè)備431具有一對用作縮回檢測裝置的電極終端432，433，該對電極終端安裝在開關(guān)盒403上并彈性夾持在一短路位置上。當(dāng)位移檢測件404由于縮回，使其臂408在電極終端432，433之間加力時，該對電極終端432，433彼此間隔開。
圖14所示的開關(guān)設(shè)備491具有一對用作縮回檢測裝置的電極終端493，494，該對電極終端安裝在開關(guān)盒492的前端面板的背面上，而且導(dǎo)電位移檢測部件495使電極終端493，494短路。當(dāng)位移檢測件495縮回時，其可從電極終端493，494上分離開。
圖15所示的開關(guān)設(shè)備441具有安裝在位移檢測部件442的背面上的導(dǎo)電部件443，以及一對彼此間隔的水平或垂直設(shè)置的電極終端444，445。當(dāng)位移檢測件442縮回時，通過導(dǎo)電部件443使電極終端444，445彼此短路。
圖16所示的開關(guān)設(shè)備451具有安裝在位移檢測部件452的背面上的反射板453，以及作為光波測距設(shè)備設(shè)置在開關(guān)盒403上的光學(xué)測距儀454。通過諸如可見光或者紅外光的光波，光學(xué)測距儀454利用光學(xué)測量出直到反射板453為止的距離。
如果位移檢測部件452的背面起到良好反射表面的作用時，可以省略反射板453。此外，光學(xué)測距儀454可以用作為光波測距設(shè)備設(shè)置的超聲波測距儀來代替，而且，通過作為光波的超聲波能量，可由超聲波測距儀測量出直到位移檢測部件452的距離。
圖17所示的開關(guān)設(shè)備461具有發(fā)光元件462和測光元件463，其中，發(fā)光元件462用于以一預(yù)定角度發(fā)射一諸如激光束的準(zhǔn)直光束，測光元件463用于檢測出以一預(yù)定角度作用的光束，將發(fā)光元件462和測光元件463安裝在開關(guān)盒403上。當(dāng)位移檢測件452縮回到一預(yù)定位置時，從發(fā)光元件462發(fā)出并由反射板453反射的一光束作用到測光元件463上。
圖18所示的開關(guān)設(shè)備471具有彼此面對地安裝在開關(guān)盒403上的發(fā)光元件472和測光元件473。當(dāng)位移檢測件404縮回時，從發(fā)光元件472發(fā)出并作用到測光元件473上的一光束被位移檢測件404的臂408阻斷。
圖19所示的開關(guān)設(shè)備481具有安裝在位移檢測部件482的背面上的磁鐵483，以及安裝置在開關(guān)盒403上用于檢測磁鐵483的霍爾(Hall)設(shè)備484。在每個上述開關(guān)設(shè)備中，位于位移檢測部件482上的部件和位于開關(guān)盒403上的部件可以變換位置，例如，可以將凸起208設(shè)置在開關(guān)盒403上，并且可以將電極終端406，407設(shè)置在位移檢測部件404上。
由于位移檢測部件縮回到一預(yù)定位置時都能被每個上述開關(guān)設(shè)備檢測出，所以當(dāng)按壓下并非專門設(shè)計的現(xiàn)有液體注射器200的活塞202時也能被其檢測出?？梢詫⒚總€上述開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)加入到液體注射器200的活塞202和活塞推動器126中。
例如，圖10所示的開關(guān)設(shè)備402的臂408可以設(shè)置在活塞202的后端面上，而且，可以將電極終端406、407設(shè)置在活塞推動器126的前端面上。圖13所示的電極終端可設(shè)置在活塞推動器126的前端面上。
圖15所示的導(dǎo)電部件443可以設(shè)置在活塞202的后端面上，而且，可以將電極終端444、445設(shè)置在活塞推動器126的前端面上。圖16中所示的反射板453可以設(shè)置在活塞202的后端面上，可將光學(xué)測距儀454或者圖17所示的發(fā)光元件462和測光元件463設(shè)置在活塞推動器126的前端面上。
可將圖18中所示的臂408設(shè)置在活塞202的后端面上，將發(fā)光元件472和測光元件473設(shè)置在活塞推動器126的前端面上。將圖19中的磁鐵483設(shè)置在活塞202的后端面上，將霍爾設(shè)備484設(shè)置在活塞推動器126的前端面上。
如果露在活塞推動器126的前端上的電極終端444、445出現(xiàn)了問題，則如圖11所示，可將電極終端444、445設(shè)置在活塞推動器126的凹入處412中。
在上述實施例中，作為夾緊檢測裝置的專用硬件的片狀開關(guān)130可設(shè)置在活塞推動器126的前端上。然而，可通過軟件的改變且不需要對現(xiàn)有的硬件進行改變就能使夾緊檢測裝置執(zhí)行工作。
例如，如圖20所示，液體注射裝置100在活塞推動器126和滑桿122之間的連接處設(shè)有測力傳感器138，以便檢測出注射液體時的反常壓力。由于在活塞推動器126向前運動過程中，測力傳感器138檢測出在嚙合爪127抵靠并夾緊活塞凸緣204時壓力改變，所以可能從壓力改變中檢測出嚙合爪127是否夾緊活塞凸緣204。
為了使檢測更加精確，最好存儲壓力改變的典型模式的數(shù)據(jù)，該壓力改變發(fā)生在嚙合爪127抵靠在活塞凸緣204之后直到嚙合爪127夾緊活塞凸緣204時為止，最好根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)，對測力傳感器138檢測到的壓力變化執(zhí)行一模式識別處理，從而將嚙合爪127夾緊活塞凸緣204的時候檢測出。
可替換的是，由測力傳感器138檢測到的壓力變化模式可以在液晶顯示屏105上實時顯示成一隨時間變化的曲線，以便使操作者能目視地確認(rèn)活塞凸緣204和嚙合爪127之間的夾緊。
當(dāng)將液體注射到主體中的時候，壓力變化可以顯示出來，從而使操作者能確認(rèn)一反常壓力的出現(xiàn)。專用于顯示這樣的壓力變化的小尺寸的顯示屏(沒有示出)可以緊靠注射頭110而設(shè)置，以便能更好地操作液體注射系統(tǒng)。
在圖示的實施例中，為了檢測到活塞凸緣204和嚙合爪127之間的夾緊，當(dāng)活塞22的后端面壓在活塞推動器126的前端面上時，能被用作夾緊檢測裝置的片狀開關(guān)130檢測到。
然而，如圖21所示，活塞推動器501可設(shè)有一對開關(guān)設(shè)備502，其作為夾緊檢測裝置而設(shè)置在相應(yīng)的外側(cè)面上。當(dāng)嚙合爪127從初始的閉合位置向相對側(cè)面打開而后關(guān)閉時能被開關(guān)設(shè)備502檢測到，這樣，可檢測到活塞凸緣204和嚙合爪127之間的夾緊。
為了能使檢測更精確，如果開關(guān)設(shè)備502僅能通過雙態(tài)信號檢測到嚙合爪127的開和關(guān)，則最好能將代表嚙合爪127從打開至關(guān)閉所經(jīng)歷一個時間段的數(shù)據(jù)進行存儲，并且將該存儲的數(shù)據(jù)與開關(guān)設(shè)備502的檢測時間進行比較。
每個開關(guān)設(shè)備502可以具有與片狀開關(guān)130或開關(guān)設(shè)備402相同的結(jié)構(gòu)。例如，每個開關(guān)設(shè)備502可以用一模擬敏感設(shè)備(沒有示出)來代替。
這樣的模擬敏感設(shè)備能以模擬方式檢測出嚙合爪127的開和關(guān)操作。因此，可以存儲代表嚙合爪127的開和關(guān)運動方面改變模式的數(shù)據(jù)，而且，根據(jù)以存儲的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的模式識別處理能可靠地識別嚙合爪127的動作，這些動作包括嚙合爪從初始關(guān)閉位置向相對側(cè)面打開然后再關(guān)閉。
還可替換的是，如圖22所示，開關(guān)設(shè)備511，每個都包括一些在一個帶子上連續(xù)安裝的片狀的接觸開關(guān)，可將該開關(guān)設(shè)備511用作夾緊檢測裝置而設(shè)置在活塞推動器126的兩側(cè)上，以便將嚙合爪127的開和關(guān)都檢測出。
開關(guān)設(shè)備511能檢測出當(dāng)它們沿縱向壓在任何位置上之時。因此，當(dāng)活塞推動器126沿開關(guān)設(shè)備511的縱向在不同位置上夾緊活塞202時都能被開關(guān)設(shè)備511檢測出。圖22示出的構(gòu)造由于不需要將夾緊檢測裝置施加到作為可動機構(gòu)的活塞推動器126上，所以比較簡單且易于制造?？蓪⒅T如TokyoSensor CO.，LTD制造的“帶式開關(guān)”(注冊商標(biāo))用作開關(guān)設(shè)備511。
如圖23所示，一對發(fā)光元件521可設(shè)置在各自的位置上，在該位置上，該發(fā)光元件能沿嚙合爪127打開時將被阻斷的光路發(fā)出光束。而且，還可將一對測光元件522設(shè)置在相應(yīng)的位置上，在該位置上，測光元件能檢測到從各發(fā)光元件521沿光路發(fā)出的、并且沒有被嚙合爪阻斷的光束。發(fā)光元件521和測光元件522能有效地檢測到嚙合爪127的開和關(guān)。
圖23所示的構(gòu)造還能檢測出當(dāng)活塞推動器126沿縱向在不同位置上夾緊活塞202之時，而且由于不需要將夾緊檢測裝置施加到作為可動機構(gòu)的活塞推動器126上，所以結(jié)構(gòu)比較簡單并易于制造。
上述的各種夾緊檢測裝置可以組合在一起，以便增加當(dāng)嚙合爪127夾緊活塞凸緣204時檢測的精度。例如，壓力變化可以通過測力傳感器128進行檢測，而且嚙合爪127的開和關(guān)可通過開關(guān)設(shè)備502進行檢測。如果測力傳感器128和開關(guān)設(shè)備502的檢測的時間控制彼此相匹配，則就可能更加精確地測定出嚙合爪127夾緊活塞凸緣204之時。
盡管本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經(jīng)通過特定的術(shù)語進行了描述，但是這樣的描述僅是示例性的，而且可以理解到在不偏離下面權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)可以進行各種改變和變型。
權(quán)利要求
1.一種液體注射系統(tǒng)，包括一液體注射器，其設(shè)有一柱體和一活塞，該柱體圍繞其一端設(shè)有柱體凸緣，而該活塞圍繞其一端設(shè)有活塞凸緣，該活塞可滑動地插入到柱體中；以及一液體注射裝置，用于夾持并彼此相對地移動至少所述的柱體凸緣和活塞凸緣；所述的液體注射裝置包括一柱體夾緊機構(gòu)，一活塞推動器，一對嚙合爪和一夾緊檢測裝置，其中，所述的柱體夾緊機構(gòu)用于夾緊所述的柱體，這樣使該柱體具有與向前和向后有關(guān)的縱向方向；將所述的活塞推動器沿向前和向后方向可滑動地支承，以便至少能向前推動活塞；所述的嚙合爪沿側(cè)向可開關(guān)地安裝在所述活塞推動器上，從而分別與所述活塞凸緣的前端面的左和右邊緣相接合；當(dāng)所述的嚙合爪夾緊活塞凸緣的時候可被所述的夾緊檢測裝置檢測出，其特征在于，所述的夾緊檢測裝置包括用于檢測當(dāng)所述的活塞的后端面壓在所述活塞推動器的前端面時的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的夾緊檢測裝置包括位移檢測裝置，其可由所述活塞的后端面推壓；部件支撐裝置，用于支撐所述的位移檢測裝置，以便使所述的位移檢測裝置能向前和向后移動；部件偏置裝置，用于通常向前推壓所述的位移檢測裝置；縮回檢測裝置，用于檢測出所述的位移檢測裝置縮回到一預(yù)定位置之時。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的活塞在其后端面的中心設(shè)有一凹進部，至少所述的夾緊檢測裝置的所述位移檢測裝置在所述的凹進部中是可接合的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的活塞在其后端面的中心設(shè)有一凸起，而所述的活塞推動器在其前端面的中心設(shè)有一凹進部，所述的凸起在所述的凹進部中是可接合的，所述的夾緊檢測裝置設(shè)置在所述的凹進部中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的夾緊檢測裝置包括光波測距設(shè)備，用于利用光波測量出直到所述活塞的后表面為止的距離，以及夾緊確定裝置，用于將由所述光波測距設(shè)備測量到的距離落入在一預(yù)定范圍內(nèi)時檢測出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的光波測距設(shè)備包括一超聲波測距儀，用來通過超聲波測量直到所述活塞的后端面的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的光波測距設(shè)備包括一光學(xué)測距儀，用來光學(xué)地測量直到所述活塞的后端面的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的活塞的后端面包括一反射表面，而且所述的夾緊檢測裝置包括一發(fā)光元件和測光元件，其中，所述的發(fā)光元件用于以一預(yù)定角度向所述的反射表面發(fā)射一光束，所述的測光元件用于在一預(yù)定位置上檢測出由所述反射表面反射的一光束
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，在所述的活塞的后端面上設(shè)有一臂，所述的夾緊檢測裝置包括一發(fā)光元件和測光元件，其中，所述的發(fā)光元件用于沿可被所述的臂阻斷的光路發(fā)射一光束，所述的測光元件用于檢測從所述的發(fā)光元件沿不被所述的臂阻斷的光路發(fā)出的一光束。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的活塞的后端面設(shè)有一安裝在其上的磁鐵，而且所述的夾緊檢測裝置包括用于檢測所述磁鐵的霍爾設(shè)備。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的活塞的后端面具有一設(shè)置在其上的臂，所述的夾緊檢測裝置包括一對可彈性偏壓成彼此短路的電極終端，而且當(dāng)將臂推壓在所述的電極終端之間時，所述的臂可使所述的電極終端彼此分離開。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的活塞的后端面具有一安裝在其上的導(dǎo)電部件，所述的夾緊檢測裝置包括一對彼此分離開的電極終端，所述的導(dǎo)電部件可將所述的電極終端彼此短路。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的夾緊檢測裝置包括一測力傳感器，其用于檢測出在所述活塞的后端面壓靠在所述活塞推動器的前端面情況下的壓力；以及夾緊確定裝置，其根據(jù)所述測力傳感器檢測出的壓力改變，將所述嚙合爪夾緊活塞凸緣之時檢測出來。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的液體注射系統(tǒng)，其特征在于，所述的活塞具有一后端面而且所述的活塞推動器具有一前端面，所述的后端面和所述的前端面具有相互可接合的凹進部和凸起。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的液體注射系統(tǒng)，還包括一在與所述的嚙合爪不同的位置上，從所述的活塞推動器向前突出的導(dǎo)向裝置，該導(dǎo)向裝置用于與所述活塞凸緣的外圓周表面相接合。
16.一種用于從一液體注射器注射液體的液體注射裝置，該液體注射器設(shè)有一柱體和一活塞，該柱體圍繞其一端設(shè)有柱體凸緣，而該活塞圍繞其一端設(shè)有活塞凸緣，該活塞可滑動地插入到柱體中，所述的液體注射裝置用于夾持并彼此相對地移動至少所述的柱體凸緣和活塞凸緣；所述的液體注射裝置包括一柱體夾緊機構(gòu)，用于夾緊所述的柱體，從而使該柱體具有與向前和向后有關(guān)的縱向方向；一活塞推動器，將其沿向前和向后方向可滑動地支承，從而至少能向前推動所述的活塞；一對嚙合爪，其沿側(cè)向可開關(guān)地安裝在所述活塞推動器上，從而分別與所述活塞凸緣的前端面的左和右邊緣相接合；以及一夾緊檢測裝置，當(dāng)所述的嚙合爪夾緊所述的活塞凸緣時可被該夾緊檢測裝置檢測出，其特征在于，所述的夾緊檢測裝置包括用于檢測當(dāng)所述活塞的后端面壓在所述活塞推動器的前端面時的裝置。
17.一種在根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體注射系統(tǒng)中使用的液體注射器，其特征在于，所述的活塞在其后端面的中心設(shè)有一凹進部。
18.一種在根據(jù)權(quán)利要求4，9或11所述的液體注射系統(tǒng)中使用的液體注射器，其特征在于，所述的活塞在其后端面的中心設(shè)有一凸起。
19.一種在根據(jù)權(quán)利要求14所述的液體注射系統(tǒng)中使用的液體注射器，其特征在于，所述的活塞具有一后端面，所述的后端面具有一凹進部和一凸起。
20.一種在根據(jù)權(quán)利要求8所述的液體注射系統(tǒng)中使用的液體注射器，其特征在于，所述活塞的后端面包括一反射表面。
21.一種在根據(jù)權(quán)利要求10所述的液體注射系統(tǒng)中使用的液體注射器，其特征在于，所述活塞的后端面設(shè)有一在其上安裝的磁鐵。
22.一種在根據(jù)權(quán)利要求12所述的液體注射系統(tǒng)中使用的液體注射器，其特征在于，所述活塞的后端面設(shè)有一在其上安裝的導(dǎo)電部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液體注射裝置，其在活塞推動器的前端面上設(shè)有一夾緊檢測裝置，用于檢測活塞推動器壓住活塞的時候，從而將位于活塞推動器上的一對嚙合爪夾緊位于活塞上的活塞凸緣之時檢測出來。當(dāng)嚙合爪沒有夾緊活塞凸緣時，可避免致動活塞推動器。
文檔編號A61M5/31GK1899632SQ20061009424
公開日2007年1月24日 申請日期2003年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月4日
發(fā)明者榊原正博, 金高利雄, 田中正文 申請人:株式會社根本杏林堂