[发明专利]用于无针注射的电磁驱动装置

说明书

一种用于无针注射的电磁驱动装置，包括护套、骨架、外圆铁心、外磁体组件、内圆铁心、内磁体组件。骨架的绕线筒上缠绕有线圈，该线圈可移动地设置在外磁体组件和内磁体组件之间，从而带动骨架的运动。外磁体组件和内磁体组件均包括相同数量的永磁体圆环，每个永磁体圆环具有特定的充磁方向，从而使得线圈所在气隙位置的磁场大幅增强，提高了缠绕有线圈的骨架沿轴向方向的磁驱动力。此外，通过设计各个永磁体圆环的轴向长度，可以使得缠绕有线圈的骨架的轴向位移实现自动限位，克服了现有技术必须通过控制电流来实现限位而导致可靠性低的缺陷。

技术领域

本发明涉及医疗领域，尤其是眼科医疗中的无针注射用器械，具体地，涉及用于无针注射的电磁驱动装置。

背景技术

随着医学科学技术的迅猛发展，疾病诊断、监测、采样和活体内临场手术处理越来越趋于微创和无创化，尤其对眼科药物注射提出了越来越高的要求：既要求注射药物时尽量减小患者痛苦，又要求注射药物的过程有速度变化，以使药物能够快速到达病灶部位。同时，对于眼部药物注射装置，在体积、质量、功能上也提出了更高的要求。现有的国内外眼部注射装置还是以有针形式为主，近年来出现了微针，但是不论是普通针还是微针，都不可避免地需要和患者眼部接触，会给患者带来了不同程度的恐惧感和疼痛感。

无针注射技术的提出和应用，可以极大减轻患者的恐惧感和疼痛感，以及医疗事故的风险，因此近年来得到了较快发展。该技术是在进行药物注射时不借助针头，液体药物以超细、高速、直线喷出高压射流的方式直接进入机体组织，从而解决了传统注射由于针头刺入机体而带来的一系列问题。早先提出的无针注射器通常采用弹簧驱动的机械式结构推动药物。这类无针注射器由于操作繁琐、效率低、注射力不可调节等缺点，极大制约了其推广和应用。鉴于此，出现了电磁式无针注射器。该电磁式无针注射器通过活动件上的导电线圈在磁场中受到的洛伦兹力，驱动活动件运动，从而喷射出药物。

例如，公开号为CN101132821A的中国发明专利申请公布文件公开了一种电磁式无针注射器。该电磁式无针注射器包括电磁式执行机构(或电磁驱动装置)100。如图1所示，该电磁式执行机构100包括定义环槽形空腔130的磁体组件110和可滑动地安插在空腔130中的线圈组件120。磁体组件110包括一列沿着其中心轴线布置的磁体，例如磁体111A、111B。这些磁体可能均为永磁体，并且产生围绕中心轴线对称的磁力线112。磁体111A、111B附连在定义空腔130并且一端封闭的圆筒形壳体113的一端。在磁体111A、111B和壳体113的内壁之间形成环形间隙。在图1所示的例子中，磁体111A、111B是圆筒形的。附连在磁体111A一端的端盖114和壳体1113由适于促进磁体111A、111B产生的磁场保留在其中的材料制成。线圈组件120包括圆筒形的绕线筒121和缠绕在该绕线筒121上的由导电材料制成的线圈122。绕线筒121的缠绕有线圈122的部分适于可滑动地安插在空腔130中。当线圈122通电后，流过线圈122的电流垂直于在端盖114和壳体113的壁之间产生的磁场，这导致在线圈上生成沿着纵轴定向的力，这个力的方向取决于流过线圈122的电流的定向流动。这个力就是所谓的洛伦兹力，线圈组件120在该力的作用下朝向或背离磁体组件110移动。线圈组件120的行程受线圈122和磁体组件110的长度控制。通常向线圈122提供大电流，使得线圈组件120能够快速移动，从而产生可观的压力来推动针管。针管的位移通常取决于流过线圈的电流的大小和通电时间。

此外，公开号为CN101690834B、CN102743808A和US7357781等的专利公布文献也公开了类似的电磁式无针注射器。然而，这些无针注射器的电磁驱动装置通常采用一个或多个轴向充磁的圆柱形永磁体，因此该电磁驱动装置内产生的磁场比较弱，并且其线圈仅利用了线圈部分的一小段轴向长度实现出力，因此利用率非常低。此外，在注射时，必须通过改变流过线圈的电流的大小和/或通电时间来改变针管输出的位移，并且，由于只要线圈中通过电流，针管就会受到力的作用，因此无法实现针管的可靠限位。

发明内容