基于多称重及多液位传感技术的输液自动换药补药装置的制作方法

1.本发明涉及医疗设备技术领域，更具体地说，它涉及一种基于多称重及多液位传感技术的输液自动换药补药装置。


背景技术：

2.医院通过静脉输液治疗疾病非常广泛，一种疾病的治疗所用的输液往往不会是一瓶，基本都是很多瓶或者很多种药物。所以输液都是在俩瓶以上甚至更多。在输液过程中需要护士频繁的更换药液，打完一瓶，拔插一次输液管。有时候一瓶打完了，没有来得及换针或者拔针，导致回血，甚至造成医疗事故。
3.而且，现有的输液技术中，需要患者或者陪护通知护士拔插针头换瓶，或者护士本人守在输液边上观看，当剩下很少药液时，需要不断的抬头观察，保证输液安全，即达到不浪费药液，又要及时换针，保证输液的连续性；住院病人一般输液会超过三瓶，这样的情况下，护士要多次前往病房去更换药液，还不断的听到呼叫声，存在护士很忙的时候，不及时更换药液或者拔针，输液过流，造成回血。
4.对于病人的陪护人员而言，病人在输液过程中，陪护人员需要频繁抬头观察药液的输注情况，每瓶药液输注完成需要及时联系护士进行拔针换药，不仅增加了陪护人员的疲劳度，而且容易带来焦虑的心情。
5.因此，特别需要一种新技术，以解决现有输液技术中需要护士频繁换药、陪护人员或护士需要查看频繁抬头的问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于多称重及多液位传感技术的输液自动换药补药装置，具有在无人看管的情况下自动换药输液的优点。
7.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于多称重及多液位传感技术的输液自动换药补药装置，包括：机架、用于读取各个输液袋重量的多传感称重模块、用于连接各个输液袋的输液管组件、用于换瓶换药的输液控制组件、用于在输液管组件内缺少药液的情况下进行补液的自动补液组件、及控制器；所述多传感器称重模块、输液控制组件和自动补液组件从上到下依次设置在所述机架上；所述输液管组件的一端设置在所述输液控制组件上，另一端设置在所述自动补液组件上；所述多传感称重模块、输液控制组件和自动补液组件均与所述控制器电连接。
8.可选的，所述多传感器称重模块包括：若干用于读取输液袋重量的第一称重传感器、及用于读取所有输液袋总重量的第二称重传感器；所述第二称重传感器设置在所述机架上；若干所述第一称重传感器均设置在所述第二称重传感器上；若干所述第一称重传感器均与所述第二称重传感器电连接；所述第二称重传感器与所述控制器电连接。
9.可选的，所述输液管组件包括：主输液管、穿刺针、滴斗、及若干用于连接输液袋的支输液管；若干所述支输液管均与所述滴斗的一端连通；所述滴斗的另一端与所述支输液
管的一端连通；所述支输液管的另一端与所述穿刺针连通；所述支输液管设置在所述输液控制组件上；所述滴斗和主输液管均设置在所述自动补液组件上。
10.可选的，所述输液控制组件包括：若干用于夹紧支输液管的支管夹紧机构、若干用于监测支输液管液面高度的支管液面监测机构、及安装板；所述安装包设置在所述机架上；所述安装板上设置有与若干支输液管一一对应的若干通槽；若干所述支输液管一一对应设置在若干所述通槽内；若干所述支管夹紧机构均设置在所述安装板上；若干所述支管液面监测机构均设置在所述安装板上且位于所述支管夹紧机构的上方；若干所述支管液面监测机构和若干所述支管夹紧机构均与所述控制器电连接。
11.可选的，所述支管夹紧机构包括：夹紧推块、夹紧挡块和伸缩电机；所述伸缩电机设置在所述安装板上且位于所述通槽的一侧；所述夹紧推块设置在所述伸缩电机的输出端；所述夹紧挡块设置在所述安装板上且位于所述通槽的另一侧；所述伸缩电机与所述控制器电连接。
12.可选的，所述支管液面监测机构包括：超声波气泡传感器和/或电容传感器。
13.可选的，所述自动补液组件包括：安装座、用于监测滴斗内液滴速度的液滴监测机构、用于监测滴斗内液位的液位监测机构、用于夹紧主输液管的阻断机构、及用于挤压滴斗的挤压机构；所述安装座设置在所述机架上；所述安装座上开设有与所述滴斗和主输液管相适配的安装槽；所述滴斗和所述主输液管均设置在所述安装槽内；所述液滴监测机构设置在所述安装座上且位于所述滴斗的上端；所述液位监测机构设置在所述安装座上且位于所述液滴监测机构的下方；所述挤压机构设置在所述安装座上且位于所述所述液位监测机构的下方；所述阻断机构设置在所述安装座上且位于所述挤压机构的下方；所述液滴监测机构、液位监测机构、阻断机构和挤压机构均与所述控制器电连接。
14.可选的，所述挤压机构包括：挤压电机、挤压块和挤压挡块；所述挤压电机设置在所述安装座上且位于所述安装槽的一侧；所述挤压块设置在所述挤压电机的输出端；所述挤压挡块设置在所述安装座上且位于所述安装槽的另一侧；所述挤压块面向所述滴斗的一端呈圆弧状；所述挤压电机与所述控制器电连接。
15.可选的，所述阻断机构包括：阻断电机、阻断块和阻断挡块；所述阻断电机设置在所述安装座上且位于所述安装槽的一侧；所述阻断块设置在所述阻断电机的输出端；所述阻断挡块设置在所述安装座上且位于所述安装槽的另一侧；所述阻断电机与所述控制器电连接。
16.可选的，所述液位监测机构包括：用于监测滴斗液位上限的第一液位传感器、及用于监测滴斗液位下限的第二液位传感器；所述第一液位传感器和第二液位传感器均设置在所述安装座上；所述第一液位传感器和第二液位传感器均与所述控制器电连接。
17.综上所述，本发明具有以下有益效果：
18.1、通过第一称重传感器和第二称重传感器能够对各个输液袋的单独的重量和总重量进行显示，并计算剩余输液时间和输液效率；
19.2、通过多个支管夹紧机构和多个支管液面监测机构，能够对每一条支输液管的液面进行监测，在输液完成时能够有效的夹紧对应的支输液管，并按顺序开启下一支输液管进行输液，实现自动换瓶换药功能；
20.3、通过第一液位传感器和第二液位传感器能够对滴斗内的液位进行实时监测，液
面过低时则控制补液机构进行补液，有效的避免因滴斗内液面过低发生回血现象。
附图说明
21.图1是本发明的结构框图；
22.图2是本发明的结构示意图；
23.图3是本发明中凸显自动补液组件的结构示意图。
24.图中：1、机架；2、多传感称重模块；21、第一称重传感器；22、第二称重传感器；31、主输液管；32、滴斗；33、支输液管；41、支管夹紧机构；411、夹紧推块；412、夹紧挡块；413、伸缩电机；42、支管液面监测机构；43、安装板；51、安装座；52、液滴监测机构；53、液位监测机构；531、第一液位传感器；532、第二液位传感器；54、阻断机构；541、阻断电机；542、阻断块；543、阻断挡块；55、挤压机构；551、挤压电机；552、挤压块；553、挤压挡块；6、控制器。
具体实施方式
25.为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
27.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
29.本发明提供了一种基于多称重及多液位传感技术的输液自动换药补药装置,如图1
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3所示，包括：机架1、用于读取各个输液袋重量的多传感称重模块2、用于连接各个输液袋的输液管组件、用于换瓶换药的输液控制组件、用于在输液管组件内缺少药液的情况下进行补液的自动补液组件、及控制器6；所述多传感器称重模块、输液控制组件和自动补液组件从上到下依次设置在所述机架1上；所述输液管组件的一端设置在所述输液控制组件上，另一端设置在所述自动补液组件上；所述多传感称重模块2、输液控制组件和自动补液组件均与所述控制器6电连接。其中，控制器6可为单片机、mcu、plc等，本实施例中选用mcu。
30.在实际应用中，先将多组输液袋按照输液顺序挂到多传感称重模块2上；然后通过输液管组件按照顺序插入输液袋口，并将输液管组件固定到输液控制组件和自动补液组件上；在输液时，多传感称重模块2能够对每个输液袋的重量进行称重，并可对所有输液袋的总重量进行识别，以对每个输液袋的输液效率进行矫正，并通过控制器6计算得到该输液袋剩余的输液时间，以及各个输液袋预计输液时间；在任一输液袋输液完成后，输液控制组件控制输液管进行切换，并按顺序开启后续的输液袋，并关闭当前已完成输液的输液袋，由于在切换过程中，难免会由于切换不及时导致输液管组件内的液面位置较低，存在回血风险，故增设自动补液组件对输液管组件内的药液进行补充，提高输液的安全性。
31.在实际应用中，在机架1上还设置有用于显示各个输液袋剩余输液时间的显示器，还设置有无线模块与服务器进行数据交流，并通过公共应用软件进行统计，将患者输液情况发送给患者和护士；并可视情况配置条码读取装置，以便于在悬挂输液袋之前，读取输液袋信息和患者病例信息，从而判断输液袋与患者信息是否匹配；并配置视频监控装置，可远程观察输液袋的实时输液情况，实现输液的信息化管理和监护功能，极大的方便了医院的输液护理工作，降低了护士的劳动强度。
32.进一步地，所述多传感器称重模块包括：若干用于读取输液袋重量的第一称重传感器21、及用于读取所有输液袋总重量的第二称重传感器22；所述第二称重传感器22设置在所述机架1上；若干所述第一称重传感器21均设置在所述第二称重传感器22上；若干所述第一称重传感器21均与所述第二称重传感器22电连接；所述第二称重传感器22与所述控制器6电连接。
33.在实际应用中，第一称重传感器21对单独的输液袋进行称重得到单独的输液袋的实时重量，并由第二称重传感器22对所有的输液袋进行称重得到总称重重量，例如多分支的输液管的分支数量n，故设置有n个第一称重传感器21；另外增加一个总的称重传感器，为第二称重传感器22，此计数装置有利于提高监测精度，减少因外部影响导致的重量变化；当输液架摇晃或者输液袋相互堆叠造成的第一称重传感器21不准确的时候，因为第二传感器的重量为n个输液袋的累加之和，则不受相邻单袋堆叠的影响。当开始输液的时候，相邻两袋的重量存在互相碰撞和堆叠的影响，造成第一称重传感器21不能准确反应当前分支输液管33输液现状，这时第二称重传感器22会准确计量总的重量的下降，并补偿本次分支输液的输液重量的减少值，充分弥补这个缺陷。
34.举例来讲：假设n＝3，第二称重传感器22标记为n0，每袋输液的输液袋的重量为n1＝n2＝n3＝250克，则第二称重传感器22称重的总重量为n0＝n1+n2+n3＝750克，分支的每个第一称重传感器21的监测重量为250克。当打开第一个输液管分支n1的时候，n1开始输液，第一个分支的第一称重传感器21监测到重量n1开始减少，同时总的传感器n0也同时在减少；但是由于第一袋输液袋跟第二袋的输液袋靠的太近，第一袋的部分重量累加到第二袋的重量之上，n1的实际值为n1＝230克，第二袋的实际称重传感器的显示重量超过250克，即：n2＝270克，造成输液的减少值严重慢于第二称重传感器22no的750克，这个时候，控制器6会矫正并重新计算每袋的实时显示重量，重新将纠正后的每袋的重量数值显示出来，并根据总的液滴减少值，补充给第一分支的输液减少值。
35.另举例：当因为输液架的碰撞或者外部摇晃，造成输液袋的瞬间超重或者失重的状态，则此时的所有的第一称重传感器21和第二称重传感器22的数值都会变化，会给输液
监控的数值失准，因此，当分支输液袋的第一称重传感器21和第二称重传感器22都同时有数值突变的时候，则系统则认为是外力的影响，系统给出的数值不变，在滴速不变化的情况下，输液的过程的不受任何影响。当不是整个输液架遭受到外部作用，而是单分支输液袋在外部作用下，此输液分支的第一称重传感发生突变，同时第二称重传感器22也同样的突变值，则同样控制此分支的重量数值不变，有利于提高输液的准确性。
36.可选的，所述输液管组件包括：主输液管31、穿刺针、滴斗32、及若干用于连接输液袋的支输液管33；若干所述支输液管33均与所述滴斗32的一端连通；所述滴斗32的另一端与所述支输液管33的一端连通；所述支输液管33的另一端与所述穿刺针连通；所述支输液管33设置在所述输液控制组件上；所述滴斗32和主输液管31均设置在所述自动补液组件上。通过输液控制组件控制支输液管33与滴斗32是否导通，可控制对应的输液袋进行输液或截止；在需要补液时，通过自动补液组件夹紧主输液管31并挤压滴斗32，使滴斗32内的空气上升至输液袋内，以补充滴斗32内的药液。
37.可选地，所述输液控制组件包括：若干用于夹紧支输液管33的支管夹紧机构41、若干用于监测支输液管33液面高度的支管液面监测机构42、及安装板43；所述安装包设置在所述机架1上；所述安装板43上设置有与若干支输液管33一一对应的若干通槽；若干所述支输液管33一一对应设置在若干所述通槽内；若干所述支管夹紧机构41均设置在所述安装板43上；若干所述支管液面监测机构42均设置在所述安装板43上且位于所述支管夹紧机构41的上方；若干所述支管液面监测机构42和若干所述支管夹紧机构41均与所述控制器6电连接。通过支管液面监测机构42对各个支输液管33的液面进行监测，在监测到任一支输液管33的液面低于支管液面监测机构42后，控制器6控制支管夹紧机构41将该支管夹紧，并按照顺序开启下一输液袋的支管夹紧机构41，使得下一输液袋中的药液流入滴斗32内。
38.进一步地，所述支管夹紧机构41包括：夹紧推块411、夹紧挡块412和伸缩电机413；所述伸缩电机413设置在所述安装板43上且位于所述通槽的一侧；所述夹紧推块411设置在所述伸缩电机413的输出端；所述夹紧挡块412设置在所述安装板43上且位于所述通槽的另一侧；所述伸缩电机413与所述控制器6电连接。在需要夹紧支输液管33时，伸缩电机413推动夹紧推块411向夹紧挡块412方向移动，并使得支输液管33收到夹紧推块411和夹紧挡块412的挤压并夹紧，从而完全将该支输液管33对应的输液袋与滴斗32隔断。
39.进一步地，所述支管液面监测机构42包括：超声波气泡传感器和/或电容传感器。由于部分药液需要进行避光输液，故医院常用的输液管也存在避光式输液管，对于此类输液管，超声波气泡传感器和电容传感器可以精准的监测支输液管33内的液面情况。
40.进一步地，所述自动补液组件包括：安装座51、用于监测滴斗32内液滴速度的液滴监测机构52、用于监测滴斗32内液位的液位监测机构53、用于夹紧主输液管31的阻断机构54、及用于挤压滴斗32的挤压机构55；所述安装座51设置在所述机架1上；所述安装座51上开设有与所述滴斗32和主输液管31相适配的安装槽；所述滴斗32和所述主输液管31均设置在所述安装槽内；所述液滴监测机构52设置在所述安装座51上且位于所述滴斗32的上端；所述液位监测机构53设置在所述安装座51上且位于所述液滴监测机构52的下方；所述挤压机构55设置在所述安装座51上且位于所述所述液位监测机构53的下方；所述阻断机构54设置在所述安装座51上且位于所述挤压机构55的下方；所述液滴监测机构52、液位监测机构53、阻断机构54和挤压机构55均与所述控制器6电连接。
41.液滴监测机构52能够监测液滴的滴速，并可结合第一称重传感器21和第二称重传感器22对输液剩余时间进行计算，并通过控制滴速可调节输液时间，统计的实时滴速还可记录到系统中；液位监测机构53对滴斗32内的液位进行监测，控制器6根据滴斗32内的液位情况控制阻断机构54、挤压机构55和支管夹紧机构41相配合，以对滴斗32内的液位进行调节；
42.由于支输液管33内存在空气，故在切换输液袋时，支输液管33内的空气会进入滴斗32内，导致滴斗32内的液位下降，在液位较低时，控制器6控制阻断机构54将主输液管31夹紧，然后启动支管夹紧机构41将当前进行输液的输液袋对应的支输液管33夹紧，并将已输完液的输液袋对应的支输液管33开启，同时控制挤压机构55对滴斗32进行挤压，滴斗32内的空气进入已输完液的输液袋内，在挤压机构55达到最大行程后，支管夹紧机构41将已输完液的输液袋对应的支输液管33关闭，并将当前进行输液的输液袋对应的支输液管33开启，并控制挤压机构55收回，滴斗32回弹并将当前进行输液的输液袋中的药液快速补充到滴斗32内，并重复上述操作多次，待液位监测机构53监测到滴斗32内液位正常后，控制阻挡机构开启主输液管31，继续进行输液，有效的避免了由于滴斗32内液位较低导致发生回血现象。
43.进一步地，所述挤压机构55包括：挤压电机551、挤压块552和挤压挡块553；所述挤压电机551设置在所述安装座51上且位于所述安装槽的一侧；所述挤压块552设置在所述挤压电机551的输出端；所述挤压挡块553设置在所述安装座51上且位于所述安装槽的另一侧；所述挤压块552面向所述滴斗32的一端呈圆弧状；所述挤压电机551与所述控制器6电连接。在需要挤压滴斗32时，通过挤压电机551带动挤压块552向挤压挡块553方向移动，使得滴斗32被挤压块552和挤压挡块553挤压变形，即可进行补液操作；并且挤压块552的一端呈圆弧状，能够减少对滴斗32的冲击。
44.进一步地，所述阻断机构54包括：阻断电机541、阻断块542和阻断挡块543；所述阻断电机541设置在所述安装座51上且位于所述安装槽的一侧；所述阻断块542设置在所述阻断电机541的输出端；所述阻断挡块543设置在所述安装座51上且位于所述安装槽的另一侧；所述阻断电机541与所述控制器6电连接。在需要夹紧主输液管31时，控制器6控制阻断电机541推动阻断块542向阻断挡块543方向移动，使得主输液管31受到阻断块542和阻断挡块543的作用夹紧。
45.进一步地，所述液位监测机构53包括：用于监测滴斗32液位上限的第一液位传感器531、及用于监测滴斗32液位下限的第二液位传感器532；所述第一液位传感器531和第二液位传感器532均设置在所述安装座51上；所述第一液位传感器531和第二液位传感器532均与所述控制器6电连接。在实际应用中，需要控制滴斗32内的液位处于第一液位传感器531和第二液位传感器532之间，故通过第一液位传感器531监测滴斗32液位的上限，通过第二液位传感器532监测滴斗32液位的下限，其中第一液位传感器531和第二液位传感器532为超声波气泡传感器或电容传感器；正常输液时，第一液位传感器531未监测到液位，第二液面传感器监测到液面；液面过低时，第一液位传感器531未监测到液位，第二液面传感器未监测到液面，此时控制器6控制阻断电机541夹紧主输液管31，控制伸缩电机413将正在输液的支输液管33夹紧，并将已完成输液的支输液管33开启，同时控制挤压电机551推动挤压块552挤压滴斗32，将滴斗32内的空气推入已完成输液的输液袋内，随后夹紧该支输液管
33，并开启需要输液的支输液管33，此时挤压电机551复位，滴斗32回弹，输液袋内的药液收到重力和压力的影响快速补充到滴斗32内，待滴斗32完全回弹后，第二液面传感器监测到液面，控制器6控制阻断电机541复位，主输液管31导通，继续进行输液；其中，存在第一液面传感器也监测到液面的情况，此时滴斗32内的液位过高，可能导致患者输液不足的情况，此时可夹紧当前输液袋对应的支输液管33，开启已完成输液的输液袋对应的支输液管33，外界空气通过该支输液管33进入滴斗32内，使得滴斗32内的液体快速消耗，直到滴斗32内的液面低于第一液面传感器，则立刻夹紧该支输液管33，并开启当前输液袋对应的支输液管33继续输液，实现滴斗32液位的自动控制。
46.本发明的一种基于多称重及多液位传感技术的输液自动换药补药装置，能够自动进行换瓶换药操作，并自动对滴斗内的液位进行调节，显示实时的输液进度，并实现了智慧护理所需要的所有输液信息数据的提供，例如实时滴速，滴速远程设置，滴液的开始时间和截止时间。
47.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。