全文摘要
本实用新型涉及一种光电式电动注射器余量计算装置，还包括单片机、电路板和激光收发装置；所述激光收发装置包括红外发射管和光电二极管，所述红外发射管用于发射激光信号，所述光电二极管用于接收激光信号；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明暗相间的反射阵列，所述红外发射管和所述光电二极管指向所述反射阵列；所述激光收发装置设置在所述驱动套筒上，所述激光收发装置与所述单片机相连。在注射的过程中，驱动套筒带动激光收发装置向前运行，而电路板的下表面的反射阵列则保持不动，激光收发装置根据激光信号被反射的次数则可监测驱动套筒的行程，从而获取麻醉剂的余量，便于牙科医生控制麻醉剂的用量。
主设计要求
1.一种光电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)和激光收发装置；所述激光收发装置包括红外发射管和光电二极管，所述红外发射管用于发射激光信号，所述光电二极管用于接收激光信号；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)的下表面设置有明暗相间的反射阵列(51)，所述红外发射管和所述光电二极管指向所述反射阵列(51)；所述激光收发装置设置在所述驱动套筒(3)上，所述激光收发装置与所述单片机相连。
设计方案
1.一种光电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)和激光收发装置；所述激光收发装置包括红外发射管和光电二极管，所述红外发射管用于发射激光信号，所述光电二极管用于接收激光信号；
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)的下表面设置有明暗相间的反射阵列(51)，所述红外发射管和所述光电二极管指向所述反射阵列(51)；所述激光收发装置设置在所述驱动套筒(3)上，所述激光收发装置与所述单片机相连。
2.根据权利要求1所述的一种光电式电动注射器余量计算装置，其特征在于：所述反射阵列(51)为焊盘式反射阵列。
3.根据权利要求1所述的一种光电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。
4.根据权利要求3所述的一种光电式电动注射器余量计算装置，其特征在于：所述激光收发装置的型号为TFBS4711。
5.根据权利要求4所述的一种光电式电动注射器余量计算装置，其特征在于：所述激光收发装置的VCC管脚接驱动电源，所述激光收发装置的TXD管脚和SD管脚与所述单片机的GPIO管脚相连，所述激光收发装置的RXD管脚与所述单片机的RXD\/PWM管脚相连。
6.根据权利要求5所述的一种光电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。
7.根据权利要求6所述的一种光电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。
8.根据权利要求7所述的一种光电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。
9.根据权利要求1所述的一种光电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，尤其涉及一种光电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光电式电动注射器余量计算装置，通过激光收发装置和反射阵列监测驱动套筒的行程，从而获取麻醉剂的余量，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：一种光电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；
还包括单片机、电路板和激光收发装置；所述激光收发装置包括红外发射管和光电二极管，所述红外发射管用于发射激光信号，所述光电二极管用于接收激光信号；
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明暗相间的反射阵列，所述红外发射管和所述光电二极管指向所述反射阵列；所述激光收发装置设置在所述驱动套筒上，所述激光收发装置与所述单片机相连。
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，驱动套筒带动激光收发装置向前运行，而电路板的下表面的反射阵列则保持不动，激光收发装置根据激光信号被反射的次数则可监测驱动套筒的行程，从而获取麻醉剂的余量，便于牙科医生控制麻醉剂的用量。
进一步，所述反射阵列为焊盘式反射阵列。
采用上述技术方案的有益效果是：直接在电路板的下表面形成焊盘式反射阵列，不需要设置其它组件即可实现监测驱动套筒行程的功能，具有结构简单的优点。
进一步，所述单片机的型号为STM8L152K6U。
进一步，所述激光收发装置的型号为TFBS4711。
进一步，所述激光收发装置的VCC管脚接驱动电源，所述激光收发装置的TXD管脚和SD管脚与所述单片机的GPIO管脚相连，所述激光收发装置的RXD管脚与所述单片机的RXD\/PWM管脚相连。
采用上述技术方案的有益效果是：单片机通过激光收发装置的TXD管脚和SD管脚控制激光收发装置发射激光信号，当激光信号打在反射阵列的暗条纹上时，激光信号被反射阵列的暗条纹所吸收；当激光信号打在反射阵列的明条纹上时，激光信号被反射阵列的明条纹反射回来，因此，单片机可以得到一系列的脉冲信号，对脉冲信号进行计数，即能监测驱动套筒的行程，从而获取麻醉剂的余量。
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为本实用新型一种光电式电动注射器余量计算装置中电动注射器的示意图；
图2为本实用新型一种光电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为本实用新型一种光电式电动注射器余量计算装置中驱动套筒的示意图；
图4为本实用新型一种光电式电动注射器余量计算装置中壳体的示意图；
图5为本实用新型一种光电式电动注射器余量计算装置中反射阵列的示意图；
图6为本实用新型一种光电式电动注射器余量计算装置中单片机和激光收发装置的电路原理图；
图7为本实用新型一种光电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。
一种光电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。
余量计算装置包括单片机、电路板5和激光收发装置。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上设置有激光收发装置，所述激光收发装置包括红外发射管和光电二极管，所述红外发射管用于发射激光信号，所述光电二极管用于接收激光信号。对应地，如图5所示，所述电路板5的下表面设置有明暗相间的反射阵列51，所述反射阵列51具体包括明条纹511和暗条纹512，其中，明条纹511能够反射激光信号，暗条纹512能够吸收激光信号；所述红外发射管和所述光电二极管指向所述反射阵列51。为了达到反射激光信号的效果，可用镜面条纹作为明条纹511，而为了达到吸收激光信号的效果，可用磨砂条纹作为暗条纹512。
单片机通过激光收发装置的TXD管脚和SD管脚控制激光收发装置发射激光信号，当激光信号打在反射阵列51的暗条纹512上时，激光信号被反射阵列51的暗条纹512所吸收；当激光信号打在反射阵列51的明条纹511上时，激光信号被反射阵列51的明条纹511反射回来，因此，单片机可以得到一系列的脉冲信号，对脉冲信号进行计数，即能监测驱动套筒3的行程，从而获取麻醉剂的余量。
通过激光收发装置和反射阵列51获取麻醉剂的余量，具有精度高的优点。反射阵列51上的明条纹511和暗条纹512可以设置得非常细，因此可以精准地监测驱动套筒3的行程，有利于更好地计算注射器的余量。
如图6所示，具体地，所述单片机的型号为STM8L152K6U，所述激光收发装置的型号为TFBS4711。
型号为TFBS4711的激光收发装置具有TXD、SD、RXD和VCC等管脚，其中，VCC管脚接用于激光的驱动电源，TXD管脚和SD管脚用于实现激光发射功能，而RXD管脚用于实现激光接收功能。
型号为STM8L152K6U的单片机具有RXD\/PWM和GPIO等管脚，如图6所示，单片机的GPIO管脚包括GPIO1和GPIO2。具体地，在本技术方案中，单片机的两个GPIO管脚所对应的管脚为Port D所对应的7个PD管脚中的2个。
如图6所示，激光收发装置和单片机的连接关系为：所述激光收发装置的VCC管脚接驱动电源，所述激光收发装置的TXD管脚和SD管脚与所述单片机的GPIO管脚相连，所述激光收发装置的RXD管脚与所述单片机的RXD\/PWM管脚相连。
本实用新型测量麻醉剂余量的工作原理为：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上的激光收发装置也随着驱动套筒3运动而运动。激光收发装置运动时会对反射阵列51进行扫射，当激光信号打在明条纹511上时就会反射回来，当激光信号打在暗条纹512上时就因被吸收而不会反射回来，如此一来，单片机可以得到一系列的脉冲信号，再对脉冲信号进行计数，即能监测驱动套筒3的行程，从而获取麻醉剂的余量。
比如，假设两个明条纹511之间的间隔为0.1mm。在电动注射器工作的过程中，当激光收发装置扫过10个明条纹511时，单片机通过计算得知共得到10个脉冲信号，因此，可判断出驱动套筒3前进了1mm；若当驱动套筒3前进16mm时麻醉剂刚好打完，则可知此时麻醉剂的余量应为1\/16。
除了通过镜面条纹作为明条纹511、磨砂条纹作为暗条纹512外，优选地，所述反射阵列51为焊盘式反射阵列。焊盘式反射阵列为直接设置在电路板5上的反射阵列51，即暗条纹512为黑油条纹，明条纹511为基底铜条纹。具体地，黑油和铜都是电路板5的基本材料，在制作电路板5时，刷上黑油便可得到暗条纹512，而露钢沉金则可得到明条纹511。利用电路板5本身的结构，在实现电路板5的基本功能外，还可以在电路板5上一并实现明条纹511的功能，能够简化产品的结构，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，一种光电式电动注射器余量计算装置，在注射的过程中，驱动套筒3带动激光收发装置向前运行，而电路板5的下表面的反射阵列51则保持不动，激光收发装置根据激光信号被反射的次数则可监测驱动套筒3的行程，从而获取麻醉剂的余量，便于牙科医生控制麻醉剂的用量。
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:CN201920046863.0
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:CN209679200U
授权时间:20191126
主分类号:A61M5/20
专利分类号:A61M5/20;A61M5/31;G01F22/00
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;