一体化带监测输液装置

本实用新型属于输液用辅助装置技术领域，尤其涉及一种一体化带监测输液装置。

背景技术：

输液设备在医疗领域中比较常见，其作用为：将输液瓶挂在输液设备上，患者位于输液设备旁边，通过输液设备使输液瓶与患者之间形成一定的高度差，药液通过连接输液瓶与患者的输液管进入到患者的血管中。

现有的输液设备的不足之处在于：医院，诊所中多数输液设备只是一个挂钩，或一个简单地挂钩架子，输液时需要有人关注，否则可能会在输液瓶中的液体输送完成后，有空气进入到患者血管中，威胁患者的生命安全；同时，时刻需要有人关注这一要求，会占用患者和家属的一些可休息时间，不利于患者的休息恢复，同时也影响家属的正常工作。同时，只有一个挂钩的设计，对于需要多个输液瓶的患者，护士需要不断更换输液瓶，由于更换输液瓶的时候，需要核对输液信息，加大了护士工作量，同时，重复的工作过程也很很容易有错误的情形出现，影响输液效果，更严重者影响患者生命安全。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种使用方便、使用效果好的一体化带监测输液装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：一体化带监测输液装置，包括底座和设置于底座上的竖杆，还包括竖杆、滑动挂杆和位于滑动挂杆下方的托臂，在竖杆顶端设置有升降杆，滑动挂杆转动设置于升降杆顶端，滑动挂杆水平设置，滑动挂杆末端设置有载药轮盘，载药轮盘底面上均匀分布有挂钩；托臂与滑动挂杆平行，托臂上设有自上而下依次设有位于载药轮盘下方的瓶口固定部和针头固定部，同时，托臂上设有液位检测装置，液位检测装置的信号输出端连接有位于竖杆上的处理单元。

瓶口固定部包括左钳片、右钳片和水平丝杠，左钳片和右钳片的内壁均呈向外侧突出的弧形；左钳片和右钳片铰接，左钳片和右钳片的铰接点靠近前端，水平丝杠穿设于左钳片和右钳片的前端之间，水平丝杠上设有旋向相反的左螺纹和右螺纹，左螺纹和右螺纹上分别螺接有左螺母和右螺母，左螺母和右螺母分别贴合左钳片和右钳片外侧面；处理单元输出信号驱动水平丝杠的转动。

左钳片和右钳片的前端之间连接有复位弹簧。

针头固定部包括第二电机、上夹片和位于上夹片下方的下夹片，处理单元输出信号控制第二电机的工作，上夹片和下夹片上均设有缺口，上夹片与托臂固定连接，托臂上设有竖直丝杠，竖直丝杠上螺接有滑动螺母，滑动螺母与下夹片连接；下夹片包括固定片和铰接于固定片上的可动片，固定片和可动片均水平设置，第二电机的输出轴竖直设置，第二电机的输出轴连接可动片的端部。

升降杆为电动升降杆，处理单元输出信号控制电动升降杆的工作。

升降杆顶端设有轴承、第一电机，轴承内圈与升降杆连接；轴承外圈与第一电机的输出轴连接；轴承侧面焊接有滑动挂杆，处理单元输出信号控制第一电机的工作。

托臂下方设置有支撑臂，支撑臂上设有加热部，加热部包括加热筒，加热筒内部中空，同时，加热筒两端开口，加热筒侧壁上设加热片，加热片与电源连接，在加热片和电源之间设有继电器；处理单元的信号输出端连接有继电器驱动电路，继电器驱动电路驱动继电器的常开触点工作。

竖杆上设有加热按键、报警器、无线发射单元，加热按键连接处理单元的信号输入端，处理单元的信号输出端连接有报警器，处理单元通过无线发射单元无线发射信号。

在竖杆上设置电源电路，电源电路包括变压器、二极管全桥电路、第一稳压芯片和第二稳压芯片，变压器的输入端连接市电，变压器的输出端连接二极管全桥电路的输入端，二极管全桥电路的输出端连接第一稳压芯片的输入端，第一稳压芯片的输入端还通过第一滤波电容接地，第一稳压芯片的接地端和控制端均接地；同时，第一稳压芯片的反馈端和输出端均通过第二滤波电容接地；另外，第一稳压芯片的输出端上还连接有第一稳压管，第一稳压芯片连接第一稳压管的负极，第一稳压管的正极接地；第一稳压芯片的输出端连接第二稳压芯片的输入端，第二稳压芯片的输入端还通过第三滤波电容接地；第二稳压芯片的接地端和控制端均接地；第二稳压芯片的反馈端和输出端均通过第四滤波电容接地；另外，第二稳压芯片的输出端上还连接有第二稳压管，第二稳压芯片连接第二稳压管的负极，第二稳压管的正极接地。

在底座上设置有倾斜设置的加固杆，加固管末端连接于竖杆上。

通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型提供了一种一体化带监测输液装置，本装置可以挂设多个输液瓶，从而护士可以通过一次核对，将患者需要的所有输液瓶均挂在本装置上；

（2）输液过程中，瓶口固定部和针头固定部可以实现输液瓶和针头的固定，避免出现错位的情形，保证使用者的使用安全；

（3）通过载药轮盘、瓶口固定部和针头固定部三者相互配合，装置可以实现自动更换输液瓶，降低了护士的劳动强度；

（4）通过液位检测装置可以时刻对输液瓶内液位进行检测，当为最后一个输液瓶，且输液瓶内液位低于阈值时，报警器发出报警声，对患者进行提醒，同时，本装置会发送信号到护士站，对护士进行提醒；

（5）另外，本装置设计合理，只需要一个电源接口连接市电，就可以实现装置上各个部分的通电，避免了繁杂的线路，进一步保证了使用安全。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2图1主视图；

图3为瓶口固定部和针头固定部结构示意图；

图4为升降杆结构示意图；

图5为瓶口固定部结构示意图；

图6为水平丝杠结构示意图；

图7为下夹片结构示意图；

图8为本实用新型电路原理图；

图9为电源电路原理图。

具体实施方式

一体化带监测输液装置，如图1~7所示，包括底座1，底座1的重量比较重，实现方式为：底座1为中空腔体，在其中空腔体内设置石块等重量大的物质，从而保证底座1的稳定性。当然，对于固定场所的输液装置，也可以将底座1与地面通过膨胀螺丝固定起来。

在底座1上设竖直设置的竖杆3，为了保证竖杆3的稳定性，在底座1上设有倾斜设置的加固杆2，加固管末端连接于竖杆3上。加固杆2的数量至少两个，两个加固杆2对称设置于竖杆3两侧，本实施例中，加固杆2的数量为3个，3个加固杆2均匀分布在竖杆3周围。

在竖杆3顶端设置有升降杆13，升降杆13底端与竖杆3固定连接。升降杆13顶端可以上下移动。实现方式为：升降杆13选用电动升降杆13，本实施例中选用的电动升降杆13的生产厂家为：特姆优传动科技有限公司，型号为：tomuu-u7。该电动升降杆13的工作电压为12v，行程为：350mm~800mm。

在升降杆13的上方固定安装有安装板，安装板上第一电机25，第一电机25的输出轴竖直设置，第一电机25随着升降杆13的升降而升降。

同时，在升降杆13的顶端设置有轴承24，轴承24的内圈与升降杆13连接，轴承24外圈与第一电机25的输出轴连接，为了便于控制，在第一电机25和轴承24外圈之间连接有减速机。同时，在轴承24的外圈上固定连接有滑动挂杆10，滑动挂杆10水平设置。

工作的时候，升降杆13的升降带动滑动挂杆10上下移动，而第一电机25的输出轴的转动，可以带动滑动挂杆10在水平面上转动。

滑动挂杆10末端设置有载药轮盘8，载药轮盘8水平设置。在载药轮盘8底面上均匀分布有挂钩9，实质挂钩9沿载药轮盘8周向均匀分布在载药轮盘8上。通过挂钩9可以将输液瓶7挂在载药轮盘8上。载药轮盘8在升降杆13的带动下升降，同时在第一电机25的带动下在水平方向上旋转。

将输液瓶7按输液顺序，依次挂在载药轮盘8上。当其中一瓶液体输送完成后，载药轮盘8上升，旋转，使得接下来的输液瓶7旋转到合适的位置，载药轮盘8再下降到合适位置即可。

在载药轮盘8下方设有托臂6，托臂6与滑动挂杆10平行。

在托臂6上设有位于载药轮盘8下方的瓶口固定部14，瓶口固定部14用于固定输液瓶7的瓶口，保持输液过程中的稳定。

其中，瓶口固定部14包括包括左钳片18、右钳片19和水平丝杠20，左钳片18和右钳片19的内壁均呈向外侧突出的弧形，从而便于与瓶口接触，并夹紧瓶口。

左钳片18和右钳片19铰接，左钳片18和右钳片19的铰接点靠近前端，水平丝杠20穿设于左钳片18和右钳片19的前端之间，水平丝杠20上设有旋向相反的左螺纹和右螺纹，左螺纹和右螺纹上分别螺接有左螺母22和右螺母23，这样，水平丝杠20旋转的时候，左螺母22和右螺母23会相互靠近或相互远离。

左螺母22和右螺母23分别贴合左钳片18和右钳片19的外侧面，同时，在左钳片18和右钳片19的前端之间连接有复位弹簧21。

因为复位弹簧21的存在，左钳片18和右钳片19之间会保持一定的距离，当需要左钳片18和右钳片19相互靠近，以将瓶口夹持住时，水平丝杠20顺时针方向旋转，左螺母22和右螺母23相互靠近，在靠近的过程中，拖动左钳片18和右钳片19的前端相互靠近，左钳片18和右钳片19也相互靠近，最终将瓶口夹持住。

当需要将瓶口松开时，水平丝杠20逆时针旋转，左螺母22和右螺母23相互远离，在远离的过程中，左钳片18和右钳片19的前端在复位弹簧21的弹力作用下相互远离，左钳片18和右钳片19也相互远离，最终将瓶口松开。

为了使得水平丝杠20旋转，在托臂6上设有第三电机33，第三电机33的输出轴通过减速机连接水平丝杠20的端部。从而第三电机33工作的时候，第三电机33的输出轴旋转，水平丝杠20也跟随着旋转，随着水平丝杠20的旋转，实现左钳片18和右钳片19的相互靠近或相互远离。

在瓶口固定部14下方设有位于托臂6上的针头固定部，针头固定部用于固定针头。

针头固定部包括第二电机32、上夹片15和位于上夹片15下方的下夹片16，上夹片15和下夹片16上均设有缺口29，从而方便输液管5从中穿过。由于输液管5靠近针头部有硬质的端片。上夹片15和下夹片16分别与端片上表面贴合和下表面贴合，从而通过上夹片15和下夹片16将端片固定住，实现输液针头的固定。

上夹片15与托臂6固定连接，同时，托臂6上设有竖直丝杠26，竖直丝杠26上螺接有滑动螺母28，滑动螺母28与下夹片16连接。从而，随着竖直丝杠26的转动，实现滑动螺母28在竖直丝杠26上上下移动，通过滑动螺母28带动下夹片16上下移动。

为了实现竖直丝杠26的转动，在托臂6上连接有第四电机27，第四电机27的输出轴通过减速机连接竖直丝杠26的端部，这样，第四电机27可以带动竖直丝杠26转动，通过竖直丝杠26的转动实现下夹片16的升降。

下夹片16包括固定片30和铰接于固定片30上的可动片31，固定片30和可动片31均水平设置。为了实现可动片31的转动，在可动片31上连接有第二电机32，第二电机32的输出轴竖直设置，第二电机32的输出轴连接可动片31的端部。从而，在第二电机32的输出轴转动的时候，可动片31可以在水平方向上转动，实现靠近固定片30或远离固定片30。

在正常输液状态下，上夹片15和下夹片16将硬质的端片夹在其中，使之保持稳定。当需要截断输液管5中的液体时，上夹片15保持不动，竖直丝杠26转动，带动下夹片16下降，下降到输液管5处；第二电机32工作，带动可动片31相对于固定片30旋转，从而使得可动片31靠近固定片30，可动片31和固定片30将输液管5夹紧，从而将输液管5中的液体截断。

托臂6下方设置有支撑臂4，支撑臂4上设有加热部，加热部包括加热筒12，加热筒12内部中空，同时，加热筒12两端开口，加热筒12侧壁上设加热片。

加热片的工作电压为12v，本实施例中选用的加热片生产厂家为：华洛芙；货号为：sn77821225339；其为pi膜加热片，该加热片工作电压低，使用过程中比较安全。

输液管5从加热筒12中穿过去，经过加热筒12的液体被加热筒12加热。

另外，为了便于输液瓶7中液体的检测，在托臂6上设有液位检测装置，液位检测装置用于实现输液瓶7中液体高度的检测，其中，液位检测装置包括红外传感器u2，本实施例中红外传感器u2的生产厂家为：广州市龙戈电子科技有限公司；型号为：lg。

红外传感器u2的安装位置为：位于托臂6上，位于瓶口固定部14的外侧下方，由于输液瓶7的瓶肚尺寸大于输液瓶7的瓶口尺寸，通过将红外传感器u2装在瓶口固定部14的外侧下方，可以方便的检测输液瓶7内的液位。

如图8~9所示，为了对液位进行检测，在红外传感器u2上连接有单片机u1，本实施例在实施的时候，选用型号为stc8f2k64s2_lqfp32的单片机u1。

红外传感器u2的信号输出端连接单片机u1的ad通道输入端（引脚p1.1）。通过该通道，可以将红外传感器u2输出的模拟信号转换成数字信号。

红外传感器u2检测输液瓶7内液位信息，并将采集到的信号传输到单片机u1，单片机u1将接收到的信息转换成数字信号，并与阈值进行比对，从而判断输液瓶7内液位是否低于阈值。

单片机u1上连接有复位电路、时钟电路和电源电路，其中，复位电路、时钟电路为单片机u1的最小系统，在此不再赘述。

对于电源电路，本实施例中的电源电路可以为本装置的使用提供直流电源。其中，电源电路包括变压器t、二极管全桥b电路、第一稳压芯片u7（型号为lm2576-12v）和第二稳压芯片u8（型号为lm2596-5v）。

变压器t的输入端连接市电，变压器t的输出端连接二极管全桥b电路的输入端，二极管全桥b电路的输出端连接第一稳压芯片u7的输入端（引脚vin），第一稳压芯片u7的输入端还通过第一滤波电容c1接地。

第一稳压芯片u7的接地端（引脚gnd）接地；第一稳压芯片u7的控制端（引脚on/off）接地；同时，第一稳压芯片u7的反馈端（引脚feedback）通过第二滤波电容c2接地；第一稳压芯片u7的输出端（引脚output）也通过第二滤波电容c2接地，另外，第一稳压芯片u7的输出端上还连接有第一稳压管d7，第一稳压芯片u7连接第一稳压管d7的负极，第一稳压管d7的正极接地。

第一稳压芯片u7的输出端输出12v的直流电。

第一稳压芯片u7的输出端连接第二稳压芯片u8的输入端（引脚vin），第二稳压芯片u8的输入端（引脚vin）还通过第三滤波电容c3接地；第二稳压芯片u8的接地端（引脚gnd）接地；第二稳压芯片u8的控制端（引脚on/off）接地；同时，第二稳压芯片u8的反馈端（引脚feedback）通过第四滤波电容c4接地；第二稳压芯片u8的输出端（引脚output）也通过第四滤波电容c4接地，另外，第二稳压芯片u8的输出端上还连接有第二稳压管d8，第二稳压芯片u8连接第二稳压管d8的负极，第二稳压管d8的正极接地。第二稳压芯片u8输出5v直流电。

通过电源电路提供12v和5v的直流电，方便本装置的工作。

为了实现本装置工作的自动化，处理单元11可以输出信号控制电动升降杆13、第一电机25、第二电机32、第三电机33、第四电机27和加热片的工作。

同时，为了对装置的工作进行提醒，处理单元11上还连接有报警器bj和无线发射单元，通过报警器bj在异常情况下发出报警声；通过无线发射单元可以将液位信息无线发送到护士站。

处理单元11对电动升降杆13的驱动实现方式为：电机升降杆13包括升降电机，在单片机u1上连接有第一二极管d3、第二二极管d4、第三二极管d5、第四二极管d6和第一电机驱动芯片u3（型号为l298n）；具体的连接方式为：单片机u1的信号输出端分别连接第一电机驱动芯片u3的第一输入端（引脚in1）和第二输入端（引脚in1），第一电机驱动芯片u3的第一输出端（out1）连接升降电机的正极，第一电机驱动芯片u3的第二输出端（out2）连接升降电机的负极，同时，第一电机驱动芯片u3的第一输出端通过第一二极管d3连接直流电源，也通过第二二极管d4接地，具体的为：第一电机驱动芯片u3的第一输出端连接第一二极管d3的负极，第一二极管d3的正极连接连接直流电源，第一电机驱动芯片u3的第一输出端连接第二二极管d4的负极，第二二极管d4的正极接地。

同时，第一电机驱动芯片u3的第二输出端通过第三二极管d5连接直流电源，也通过第四二极管d6接地，具体的为：第一电机驱动芯片u3的第二输出端连接第三二极管d5的负极，第三二极管d5的正极连接连接直流电源，第一电机驱动芯片u3的第二输出端连接第四二极管d6的负极，第四二极管d6的正极接地。

单片机u1输出信号到第一电机驱动芯片u3，从而使得第一电机驱动芯片u3控制升降电机正转或反转，最终实现电机升降杆13顶端上升或下降。

处理单元11对第一电机25和第二电机32的驱动实现方式，与处理单元11对升降电动机的驱动方式相同，此时包括第二电机32驱动芯片，只不过，本实施例中为了实现对第一电机25和第二电机32两个电机的驱动，需要将第二电机32驱动芯片的第一、第二、第三和第四输入端均与单片机u1的io口相连。第二电机32驱动芯片的第一输出端和第二输出端驱动第一电机25，第二驱动芯片的第三输出端和第四输出端驱动第二电机32，连接方式与第一电机驱动芯片u3的连接方式相同。

处理单元11对第三电机33和第四电机27的驱动实现方式，与处理单元11对第一电机25和第二电机32的驱动方式相同，在此不再赘述。

处理单元11对加热片的驱动实现方式为：在单片机u1的信号输出端连接有第一继电器驱动电路，第一继电器驱动电路包括第一三极管q1、第二三极管q2、保护二极管d1、发光二极管d2和继电器，第一三极管q1的基极连接单片机u1的信号输出端，第一三极管q1的集电极连接直流电源，第一三极管q1的发射极连接第二三极管q2的基极，第二三极管q2的发射极通过分压电阻连接第二三极管q2的基极；第二三极管q2的集电极连接保护二极管d1的正极，保护二极管d1的负极连接直流电源，继电器的线圈一端连接直流电源，另外一端连接第二三极管q2的集电极；加热片的电源端正极通过继电器的常开触点连接直流电源。加热片的电源端负极连接发光二极管d2的正极，发光二极管d2的负极接地。

从而当单片机u1的信号输出端输出高电平时，第一三极管q1导通，第二三极管q2导通，加热片与电源接通，发光二极管d2发光，加热片工作加热。

为了对加热片的加热过程进行控制，在输液管上设有温度传感器u9（型号为ds18b20），温度传感器u9采集输液管的温度信息，并将采集到的温度信息传输到单片机u1，单片机将该温度信息与阈值进行比对，当超过阈值时，单片机输出信号使得加热片停止工作。

对于报警器bj，当最后一瓶输液瓶7中的液体液位到达阈值时，单片机u1输出信号到报警器bj驱动电路，从而使得报警器bj发出报警声，对患者进行提醒。

其中，报警器bj驱动电路与第一继电器驱动电路结构相同，不再赘述，不同的地方在：报警器bj驱动电路中的继电器为第二继电器，此处，报警器bj的电源端正极通过第二继电器的常开触点连接直流电源。报警器bj的电源端负极连接发光二极管d2的正极，发光二极管d2的负极接地。

处理单元11通过无线发射单元将信号传输到护士站的实现方式为：

在单片机u1上连接有gsm模块u6（型号为tc35）；在护士站内设有与单片机u1通信的从单片机u1，从单片机u1上也连接有gsm模块u6，同时，从单片机u1上连接有报警器bj，从单片机u1驱动报警器bj工作的方式与单片机u1驱动报警器bj工作的方式相同，在此不再赘述。

重点对单片机u1与gsm模块u6连接的方式；以及从单片机u1与gsm模块u6连接的方式进行介绍，由于单片机u1与gsm模块u6连接的方式与从单片机u1与gsm模块u6连接的方式相同，在此仅以单片机u1与gsm模块u6连接的方式为例进行说明。

在单片机u1和gsm模块u6之间连接有第一232芯片u4和第二232芯片u5，单片机u1通信串口（端口rxd、txd）分别连接第一232芯片u4的串口（引脚t1in、r1out）；第一232芯片u4的串口（端口t1out、r1in）分别连接第二232芯片u5的串口（引脚r1in、t1out）；第二232芯片u5的串口（引脚r1out和t1in）分别连接分别连接gsm模块u6（型号为tc35）的串口（rxd、txd）。

单片机u1的数据通过rs232串口端后经过双公头串口线连接到gsm模块u6的rs232串口端，再对应连接到gsm模块u6的串口端。

从而通过两个rs232串口端电路将单片机u1的ttl电平和gsm模块u6的cmos电平都转换成rs232电平，再让单片机u1的串口和gsm模块u6的串口相互通讯即可。

这样，工作的时候，单片机u1通过gsm模块u6将信号传送出去，比如传送到护士站，护士站接收到这一信号即可。

为了对输液过程进行控制，在竖杆3上设置有开始按键s1和加热按键s2，开始按键s1和加热按键s2的第一端均连接单片机u1的信号输入端，开始按键s1和加热按键s2的第二端均连接直流电源，同时，开始按键s1和加热按键s2的第一端还分别通过第一上拉电阻r1和第二上拉电阻r2连接直流电源。

为了对输液瓶7数进行设置，在单片机u1上连接有设置按键，设置按键包括增加按键s3、减少按键s4和确定按键s5，增加按键s3、减少按键s4和确定按键s5的第一端均连接单片机u1的信号输入端，增加按键s3、减少按键s4和确定按键s5的第二端均连接直流电源，同时，增加按键s3、减少按键s4和确定按键s5的第一端还分别通过第三上拉电阻r3、第四上拉电阻r4和第五上拉电阻r5连接直流电源。

工作过程为：医护人员对处理单元11进行初始化设置，通过设置按键，对病人所需要输液的瓶数进行设置，并将输液管5的针头插入第一个输液瓶7中；启动开始按键s1。

水平丝杠20带动左钳片18和右钳片19将输液瓶7的瓶口夹紧；上夹片15和下夹片16将端片夹在其中，保证针头的固定；开始输液；

在输液的过程中，液位检测装置检测液位信息，并将采集到的液位信息传输到单片机u1，单片机u1与阈值进行比对，当判断输液管5中的液位低于阈值时，单片机u1判断是否为最后一个输液瓶7；若不是最后一瓶；

单片机u1输出信号使得升降杆13带动载药轮盘8上升设定的高度，上升完成后，单片机u1输出信号使得载药轮盘8旋转设定的角度；随后，单片机u1输出信号使得升降杆13电动载药轮盘8下降到设定的高度，此时，在下降的过程中，输液管5上的针头将新的输液瓶7扎透，进行新的输液瓶7的输液操作。

若是最后一瓶，则单片机u1输出信号驱动报警器bj发出报警声，同时，单片机u1通过gsm模块u6向护士站发送提醒信息。如果，最后一瓶内的输液瓶7内的液体低于阈值超过60s，则单片机u1输出信号使得下夹片16在竖直丝杠26的带动下下降设定值，随后，单片机u1输出信号使得可动片31旋转设定值，此时可动片31和固定片30可以将输液管5夹紧，从而将输液管5内的液体截断，防止空气进入到患者血管内，保证患者使用过程中的安全。

对于加热片，患者可以根据自身情况选择是否按下竖杆3上的加热按键s2，如果按下加热按键s2，单片机u1会接收到这一信号，单片机u1输出信号驱动加热片与电源接通，加热片工作，输液管5从加热筒12内穿过，实现输液管5内液体的加热。

本实用新型提供了一种一体化带监测输液装置，可以挂设多个输液瓶、同时可以实现输液过程中液位的监控，实现方便，设计合理，提高了输液过程中的安全程度。