[发明专利]一种药物输注系统的驱动结构及高精度药物输注系统

说明书

本发明公开了一种药物输注系统的驱动结构，包括马达、前锁定装置、力矩传递机构、后锁定装置、输出机构、第一传感元件和第二传感元件，马达、前锁定装置、力矩传递机构、后锁定装置和输出机构依次连接，马达用于提供驱动输注管活塞的动力，前锁定装置用于使马达驱动力矩向力矩传递机构单向传递，力矩传递机构用于将马达的驱动力矩传递至后锁定装置，后锁定装置用于使力矩传递机构传递的驱动力矩向输出机构单向传递，输出机构用于接受力矩传递机构传递的驱动力矩并驱动输注管活塞位移，第一传感元件和第二传感元件设置于前锁定装置、力矩传递机构、后锁定装置及输出机构并测量受力。本发明可避免齿轮间隙带来的输注误差，提高精度。

技术领域

本发明涉及一种驱动结构及药物输注系统，特别是涉及一种药物输注系统的驱动结构及高精度药物输注系统。

背景技术

液体药物输注系统是目前很多疾病的常规治疗设备，如针筒输注泵，蠕动输注泵和胰岛素泵等。特别有些疾病需要穿戴式药物输注泵治疗，如糖尿病等内分泌疾病，药物输注需要符合人体生理特点。目前的内分泌缺失输注治疗是模仿体内器官的工作方式，基本以一定时间间隔的小量脉冲输注。这对输注提出了新的要求，微量输注的精度，对环境的抗干扰性(温度，气压，震动等不如医院环境中的稳定)和可靠寿命性等。

目前穿戴式药物输注装置常见的有胰岛素泵。由于糖尿病人数量的庞大和继续高速增加，使得胰岛素泵这种被证明目前最有效的治疗方法逐步走进普通病人的视野，并被越来越多病人所接受。其中最主要的胰岛素泵制造开发公司有美国美敦力(Medtronics)，Animas，Insulet，和德国的罗斯(Rothe)等。他们采用的输注驱动系统主要由微型电动马达提供动力，采用齿轮系统放大力矩，并最终推动胰岛素药管的活塞来实现药物的输注。

其中采用的齿轮减速系统主要有行星齿轮结构，直齿轮(spur gear)或蜗轮结构来实现力矩放大。其特点是成熟简单，传动的效率不错，但存在不可避免的齿轮间隙以及受外部力影响的机械弛豫等缺点，造成精度的局限。在高浓度药物输注中就有更加明显。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种药物输注系统的驱动结构，以克服机械传动间隙造成的精度不良问题，提高抗干扰、抗弛豫特性，并提高系统的检测控制智能性。

本发明技术方案如下：一种药物输注系统的驱动结构，包括马达、前锁定装置、力矩传递机构、后锁定装置、输出机构、第一传感元件和第二传感元件，所述马达、前锁定装置、力矩传递机构、后锁定装置和输出机构依次连接，所述马达用于提供驱动输注管活塞的动力，所述前锁定装置用于使马达驱动力矩向所述力矩传递机构单向传递，所述力矩传递机构用于将所述马达的驱动力矩传递至所述后锁定装置，所述后锁定装置用于使所述力矩传递机构传递的驱动力矩向所述输出机构单向传递，所述输出机构用于接受所述力矩传递机构传递的驱动力矩并驱动输注管活塞位移，所述第一传感元件设置于所述前锁定装置、力矩传递机构和后锁定装置的任意一个或多个，所述第二传感元件设置于所述输出机构，所述第一传感元件和第二传感元件用于测量受力或扭力受力或扭矩。

一种药物输注系统的驱动结构，包括永磁电动马达、力矩传递机构、后锁定装置、输出机构、第一传感元件和第二传感元件，所述永磁电动马达、力矩传递机构、后锁定装置和输出机构依次连接，所述永磁电动马达用于提供驱动输注管活塞的动力，所述力矩传递机构用于将所述永磁电动马达的驱动力矩传递至所述后锁定装置，所述后锁定装置用于使所述力矩传递机构传递的驱动力矩向所述输出机构单向传递，所述输出机构用于接受所述力矩传递机构传递的驱动力矩并驱动输注管活塞位移，所述第一传感元件设置于力矩传递机构和后锁定装置的任意一个或两个，所述第二传感元件设置于所述输出机构，所述第一传感元件和第二传感元件用于测量受力或扭力受力或扭矩。

进一步的，所述力矩传递机构为齿轮机构。

优选的，所述前锁定装置为蜗轮/蜗杆结构、棘轮结构和丝杆螺母结构中的一种或多种的组合。