全文摘要
本实用新型涉及一种电容式电动注射器余量计算装置，包括单片机、电路板和电容采样芯片；所述电路板位于所述驱动套筒的相对上方，所述电路板的下表面设置有多个沿所述推筒运动方向设置的电容采样电极，所述驱动套筒上设置有用于与所述电容采样电极相互感应的电容触控探头；多个所述电容采样电极分别通过所述电容采样芯片与所述单片机相连。与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：在注射的过程中，驱动套筒和推筒会向前推进，从而把麻醉剂推出，而固定设置在驱动套筒上的电容触控探头会引起电容采样电极的电容量发生变化，通过确定哪一个电容采样电极的电容量变化，即可获得驱动套筒和推筒的行程，从而得到麻醉剂的余量。
主设计要求
1.一种电容式电动注射器余量计算装置，包括马达(1)、转动杆(2)、驱动套筒(3)和推筒(4)；所述马达(1)带动所述转动杆(2)转动，所述驱动套筒(3)固定设置在所述推筒(4)的一端，所述转动杆(2)套设在所述驱动套筒(3)和所述推筒(4)内，所述转动杆(2)上设置有外螺纹，所述驱动套筒(3)和所述推筒(4)上设置有内螺纹，所述转动杆(2)与所述驱动套筒(3)和所述推筒(4)螺纹连接，其特征在于：还包括单片机、电路板(5)和电容采样芯片；所述电路板(5)位于所述驱动套筒(3)的相对上方，所述电路板(5)的下表面设置有多个沿所述推筒(4)运动方向设置的电容采样电极(51)，所述驱动套筒(3)上设置有用于与所述电容采样电极(51)相互感应的电容触控探头；多个所述电容采样电极(51)分别通过所述电容采样芯片与所述单片机相连。
设计方案
1.一种电容式电动注射器余量计算装置，包括马达(1)、转动杆(2)、驱动套筒(3)和推筒(4)；所述马达(1)带动所述转动杆(2)转动，所述驱动套筒(3)固定设置在所述推筒(4)的一端，所述转动杆(2)套设在所述驱动套筒(3)和所述推筒(4)内，所述转动杆(2)上设置有外螺纹，所述驱动套筒(3)和所述推筒(4)上设置有内螺纹，所述转动杆(2)与所述驱动套筒(3)和所述推筒(4)螺纹连接，其特征在于：
还包括单片机、电路板(5)和电容采样芯片；
所述电路板(5)位于所述驱动套筒(3)的相对上方，所述电路板(5)的下表面设置有多个沿所述推筒(4)运动方向设置的电容采样电极(51)，所述驱动套筒(3)上设置有用于与所述电容采样电极(51)相互感应的电容触控探头；多个所述电容采样电极(51)分别通过所述电容采样芯片与所述单片机相连。
2.根据权利要求1所述的一种电容式电动注射器余量计算装置，其特征在于：所述电容触控探头与所述电容采样电极(51)之间的间隔为2-8mm。
3.根据权利要求1所述的一种电容式电动注射器余量计算装置，其特征在于：所述电路板(5)的下表面设置有十个沿所述推筒(4)运动方向设置的电容采样电极(51)。
4.根据权利要求1所述的一种电容式电动注射器余量计算装置，其特征在于：所述单片机的型号为STM8L152K6U。
5.根据权利要求4所述的一种电容式电动注射器余量计算装置，其特征在于：所述电容采样芯片的型号为AD7142。
6.根据权利要求5所述的一种电容式电动注射器余量计算装置，其特征在于：各个所述电容采样电极(51)分别与所述电容采样芯片的输入管脚相连，所述电容采样芯片的SCLK管脚与所述单片机的SPI1_CLK\/PB5管脚相连，所述电容采样芯片的CS管脚与所述单片机的SPI1_NSS\/PB4管脚相连，所述电容采样芯片的SDI管脚与所述单片机的SPI1_MOSI\/PA3管脚相连，所述电容采样芯片的SDO管脚与所述单片机的SPI1_MISO\/PA2管脚相连。
7.根据权利要求6所述的一种电容式电动注射器余量计算装置，其特征在于：还包括显示模组，所述显示模组的型号为DSS1306G。
8.根据权利要求7所述的一种电容式电动注射器余量计算装置，其特征在于：所述显示模组通过I2C总线与所述单片机相连。
9.根据权利要求8所述的一种电容式电动注射器余量计算装置，其特征在于：所述显示模组的SCL管脚与所述单片机的SCL管脚相连，所述显示模组的SDA管脚与所述单片机的SDA管脚相连。
10.根据权利要求1所述的一种电容式电动注射器余量计算装置，其特征在于：还包括一壳体(6)；
所述壳体(6)上沿长度方向设置有一限位凹槽(61)，所述驱动套筒(3)的下方设置有一限位块(31)，所述限位块(31)活动套设在所述限位凹槽(61)内；
所述转动杆(2)上的外螺纹与所述驱动套筒(3)和所述推筒(4)上的内螺纹螺纹配合，当所述转动杆(2)转动时，所述转动杆(2)驱动所述驱动套筒(3)和所述推筒(4)往复运动。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种电容式电动注射器余量计算装置。
背景技术
在治疗各种牙科疾病的过程中，不可避免地会需要使用到麻醉剂。牙科医生实施麻醉的过程为：把麻醉剂装载到注射器后，再把注射器的针头刺进患者牙龈，然后再推动活塞芯杆，把麻醉剂缓缓注入患者牙龈。通常地，注射器一般可分为手动注射器和电动注射器，而电动注射器具有操作方便的优点，只要通过一个开关触发就能实施平稳、匀速的注射，因此，电动注射器得到越来越广泛的应用。
现有技术中的电动注射器虽然操作方便，但却无法直接反映电动注射器中麻醉剂的余量，牙科医生仅能通过经验判断打了多少、剩下多少，无法精确控制麻醉剂的用量。为了提高疗效，减轻患者的痛苦，业界亟需解决如何获取电动注射器中麻醉剂的余量这一问题。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种电容式电动注射器余量计算装置，能够在注射麻醉剂的同时，获取麻醉剂的余量，便于牙科医生控制麻醉剂的用量。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种电容式电动注射器余量计算装置，包括马达、转动杆、驱动套筒和推筒；所述马达带动所述转动杆转动，所述驱动套筒固定设置在所述推筒的一端，所述转动杆套设在所述驱动套筒和所述推筒内，所述转动杆上设置有外螺纹，所述驱动套筒和所述推筒上设置有内螺纹，所述转动杆与所述驱动套筒和所述推筒螺纹连接，其特征在于：
还包括单片机、电路板和电容采样芯片；
所述电路板位于所述驱动套筒的相对上方，所述电路板的下表面设置有多个沿所述推筒运动方向设置的电容采样电极，所述驱动套筒上设置有用于与所述电容采样电极相互感应的电容触控探头；多个所述电容采样电极分别通过所述电容采样芯片与所述单片机相连。
与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：在注射的过程中，驱动套筒和推筒会向前推进，从而把麻醉剂推出，而固定设置在驱动套筒上的电容触控探头会引起电容采样电极的电容量发生变化，通过确定哪一个电容采样电极的电容量变化，即可获得驱动套筒和推筒的行程，从而得到麻醉剂的余量。
进一步，所述电容触控探头与所述电容采样电极之间的间隔为2-8mm。
采用上述技术方案的有益效果是：保证电容触控探头能够引起电容采样电极的电容量变化，同时避免电容触控探头与电容采样电极直接接触摩擦而造成损坏。
进一步，所述电路板的下表面设置有十个沿所述推筒运动方向设置的电容采样电极。
采用上述技术方案的有益效果是：设置有十个电容采样电极，能够提高本装置的精度，同时不会使得电动注射器的结构复杂化。
进一步，所述单片机的型号为STM8L152K6U。
进一步，所述电容采样芯片的型号为AD7142。
采用上述技术方案的有益效果是：型号为AD7142的电容采样芯片与多个电容采样电极相连，当电容采样芯片监测到对应电容采样电极的电容量发生变化时，便可确定驱动套筒的位置，而根据驱动套筒的位置又能确定推筒的行程，从而得到麻醉剂的余量。
进一步，各个所述电容采样电极分别与所述电容采样芯片的输入管脚相连，所述电容采样芯片的SCLK管脚与所述单片机的SPI1_CLK\/PB5管脚相连，所述电容采样芯片的CS管脚与所述单片机的SPI1_NSS\/PB4管脚相连，所述电容采样芯片的SDI管脚与所述单片机的SPI1_MOSI\/PA3管脚相连，所述电容采样芯片的SDO管脚与所述单片机的SPI1_MISO\/PA2管脚相连。
进一步，还包括显示模组，所述显示模组的型号为DSS1306G。
采用上述技术方案的有益效果是：通过显示模块，可以显示电动注射器的工作状态，便于牙医操作。
进一步，所述显示模组通过I2C总线与所述单片机相连。
进一步，所述显示模组的SCL管脚与所述单片机的SCL管脚相连，所述显示模组的SDA管脚与所述单片机的SDA管脚相连。
进一步，还包括一壳体；
所述壳体上沿长度方向设置有一限位凹槽，所述驱动套筒的下方设置有一限位块，所述限位块活动套设在所述限位凹槽内；
所述转动杆上的外螺纹与所述驱动套筒和所述推筒上的内螺纹螺纹配合，当所述转动杆转动时，所述转动杆驱动所述驱动套筒和所述推筒往复运动。
采用上述技术方案的有益效果是：通过简单的结构便能驱动驱动套筒和推筒往复运动，从而实现注射功能。
附图说明
图1为本实用新型一种电容式电动注射器余量计算装置中电动注射器的示意图；
图2为本实用新型一种电容式电动注射器余量计算装置中电动注射器的分解示意图；
图3为本实用新型一种电容式电动注射器余量计算装置中驱动套筒的示意图；
图4为本实用新型一种电容式电动注射器余量计算装置中壳体的示意图；
图5为本实用新型一种电容式电动注射器余量计算装置中电路板的俯视图；
图6为本实用新型一种电容式电动注射器余量计算装置中单片机、电容采样芯片和电容采样电极的电路原理图；
图7为本实用新型一种电容式电动注射器余量计算装置中显示模组的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
一种电容式电动注射器余量计算装置，从功能结构上看，本实用新型的技术方案可分为两个部分，一是电动注射器，二是余量计算装置。
如图1和图2所示，电动注射器包括马达1、转动杆2、驱动套筒3、推筒4和壳体6。其中，马达1、转动杆2、驱动套筒3和推筒4均设置在壳体6的内部。
为了实现注射功能，如图3所示，所述驱动套筒3的下方设置有一限位块31，如图4所示，所述壳体6上沿长度方向设置有一限位凹槽61，所述限位块31活动套设在所述限位凹槽61内。所述转动杆2上设置有外螺纹，所述驱动套筒3和所述推筒4上设置有内螺纹，所述转动杆2套设在所述驱动套筒3和所述推筒4内，因此，所述转动杆2上的外螺纹不仅与所述驱动套筒3上的内螺纹螺纹配合，还与所述推筒4上的内螺纹螺纹配合。
牙医按下开关控制马达1转动，马达1转动时会一并带动转动杆2转动，当所述转动杆2做旋转运动时，所述转动杆2通过螺纹配合而驱动所述驱动套筒3和所述推筒4运动，而由于驱动套筒3的限位块31活动套设在壳体6上的限位凹槽61内，导致驱动套筒3和推筒4无法旋转，且由于转动杆2上的外螺纹与驱动套筒3和推筒4上的内螺纹螺纹配合，此时，驱动套筒3和推筒4就会做往复运动。总的来说，在实现注射功能的过程中，转动杆2与驱动套筒3、推筒4之间的配合关系类似于丝杆，其目的是将转动杆2的回转运动转化为驱动套筒3和推筒4的直线运动，当推筒4往前时，就会把麻醉剂推出，实现注射功能。另外，为了增加力矩，可在马达1上设置有减速齿轮组。推筒4远离驱动套筒3的一端为直接与麻醉剂容器接触的部件，在注射的过程中，推筒4相当于手动注射器中的手动推杆。
需要说明的是，电动注射器的具体结构和工作原理为现有技术，本实用新型的创新点不在电动注射器的具体结构和工作原理，而在余量计算装置。
余量计算装置包括设置在壳体6内部的单片机、电路板5和电容采样芯片。其中，电路板5用于设置支持电动注射器工作的电子元件，本实用新型仅详细说明为解决本实用新型的技术问题所必要的电子元件。
在本实用新型中，所述电路板5位于所述驱动套筒3的相对上方，如电路板5设置在壳体6内部的上方，而驱动套筒3则设置在壳体6内部的下方。当电动注射器工作时，驱动套筒3在电路板5的相对下方往复运动，而电路板5则保持静止。
具体地，所述驱动套筒3上设置有用于与所述电容采样电极51相互感应的电容触控探头。对应地，如图5所示，所述电路板5的下表面设置有多个沿所述推筒4运动方向设置的电容采样电极51。当电容触控探头在随着驱动套筒3运动的过程中靠近某个电容采样电极51时，该电容采样电极51的电容量会发生变化，通过确定哪一个电容采样电极51的电容量变化即可获得驱动套筒3和推筒4的行程，从而得到麻醉剂的余量。具体地，多个所述电容采样电极51分别通过所述电容采样芯片与所述单片机相连。具体地，能够引起电容采样电极51的电容量变化的元件都可作为电容触控探头；而在电路板5上等间距水平设置多个直径为7mm的圆形焊盘，通过这焊盘即可作为电容采样电极51。
所述电容触控探头与所述电容采样电极51之间的间隔为2-8mm；具体地，所述电容触控探头与所述电容采样电极51之间的间隔为5mm。这个距离保证电容触控探头能够引起电容采样电极51的电容量变化，同时避免电容触控探头与电容采样电极51直接接触摩擦而造成损坏。
如图6所示，具体地，所述单片机的型号为STM8L152K6U，所述电容采样芯片的型号为AD7142。
型号为STM8L152K6U的单片机具有SPI接口，如图6所示，单片机的SPI接口包括SPI1_CLK\/PB5管脚、SPI1_NSS\/PB4管脚、SPI1_MOSI\/PA3管脚和SPI1_MISO\/PA2管脚。
型号为AD7142的电容采样芯片具有14个输入管脚，如图6所示，CIN1、CIN2、……、CIN9和CIN10均为型号为AD7142的电容采样芯片的输入管脚。另外，电容采样芯片通过其SCLK管脚、CS管脚、SDI管脚和SDO管脚与单片机相连，实现数据传输，把对应电容采样电极51发生电容量变化发送到单片机内。
如图6所示，电容采样电极51、电容采样芯片和单片机上的连接关系为：各个所述电容采样电极51的输出管脚与所述电容采样芯片的输入管脚相连，所述电容采样芯片的输出管脚与所述单片机的输入管脚相连。具体地，电容采样芯片通过SPI总线与单片机连接。电容采样芯片通过其SCLK管脚与单片机的SPI1_CLK\/PB5管脚相连，电容采样芯片通过其CS管脚与单片机的SPI1_NSS\/PB4管脚相连，电容采样芯片通过其SDI管脚与单片机的SPI1_MOSI\/PA3管脚相连，电容采样芯片通过其SDO管脚与单片机的SPI1_MISO\/PA2管脚相连。
在电动注射器工作的过程中，马达1通过转动杆2带动驱动套筒3和推筒4往复运动，此时，驱动套筒3上的电容触控探头也随着驱动套筒3运动而运动。当电容触控探头靠近某个电容采样电极51时，该电容采样电极51的电容量会发生变化，电容采样芯片监测到某一电容采样电极51的电容量变化后，单片机再根据发生电容量变化的电容采样电极51的位置来进行余量计算。
本实用新型测量麻醉剂余量的工作原理为：马达1通过转动杆2带动驱动套筒3和推筒4螺纹前进时，容触控探头会从头到尾依次触发各个电容采样电极51，靠近容触控探头的电容采样电极51的电容量会发生变化。电容采样芯片监测到某一电容采样电极51的电容量发生变化时，通过其SCLK管脚、CS管脚、SDI管脚和SDO管脚把信号发送到单片机内。单片机根据接收到的信号分析出哪些电容采样电极51的电容量发生了变化，然后根据这些电容采样电极51的位置计算当前注射液的余量。
比如，在十个沿推筒4运动方向设置的电容采样电极51中，当前三个电容采样电极51的电容量发生变化时，电容采样芯片通过CIN1管脚、CIN2管脚和CIN3管脚可以监测到此变化，然后把前三个电容采样电极51的电容量发生变化的信号发送给单片机，单片机收到这个信号时，便可分析出驱动套筒3前进了三个单位长度，对应地，此时麻醉剂的余量应为7\/10。又比如，在十个沿推筒4运动方向设置的电容采样电极51中，当前八个电容采样电极51的电容量发生变化时，电容采样芯片通过CIN1管脚、CIN2管脚、……、CIN7管脚和CIN8管脚可以监测到此变化，然后把前八个电容采样电极51的电容量发生变化的信号发送给单片机，单片机收到这个信号时，便可分析出驱动套筒3前进了八个单位长度，对应地，此时麻醉剂的余量应为2\/10。需要说明的是，单片机的分析处理程序为现有技术，本领域工作人员可写入不同的程序实现上述功能。
在本实用新型中，把电容采样电极51设置在电路板5的下表面具有以下有益效果：电路板5的上表面设置有很多支持电动注射器工作的电子元件，而电路板5的下表面就有足够的空间和位置设置电容采样电极51，不用设置另外的支撑部件，简化产品的结构，降低生产成本。
如图7所示，优选地，还包括显示模组，所述显示模组的型号为DSS1306G。为了在显示模组与单片机之间传递信息，把麻醉剂的余量显示在显示模组上，所述显示模组通过I2C总线与所述单片机相连。具体地，所述显示模组的SCL管脚与所述单片机的SCL管脚相连，所述显示模组的SDA管脚与所述单片机的SDA管脚相连。具体在，在单片机分析得到麻醉剂的余量后，同时还在显示模组上通过进度条或者其它方式将注射液的余量显示出来，方便牙医了解实时情况。
综上所述，一种电容式电动注射器余量计算装置，在注射的过程中，固定设置在驱动套筒3上的电容触控探头会引起电容采样电极51的电容量发生变化，通过确定发生电容量变化的电容采样电极51的位置，即可获得驱动套筒3和推筒4的行程，从而得到麻醉剂的余量。另外，在电路板5上设置圆形焊盘即可作为电容采样电极51，无需额外引入霍尔元件等其它元件，能够简化结构，提高电动注射器的可靠性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920046401.9
申请日:2019-01-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209679202U
授权时间:20191126
主分类号:A61M5/315
专利分类号:A61M5/315;A61M5/20
范畴分类:16A;
申请人:深圳索感科技有限公司
第一申请人:深圳索感科技有限公司
申请人地址:518110 广东省深圳市龙华区观澜街道新澜社区观光路1301号银星科技大厦C707-1
发明人:胡昀
第一发明人:胡昀
当前权利人:深圳索感科技有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：单片机论文;