专利名称：医用血液混匀器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医用血液混匀器。
背景技术：
在临床医学检验中，混血是一项很频繁的日常工作。当防凝血液放置一定时间后，血液中的红细胞受地球弓I力的影响自然下降。为了试验的准确性，必须使血液中的各种成分分部均匀，特别是在血液流变学检验中用血量较大，一般在4-5ml左右，目前一般采用的手动震荡方法还达不到混均血液的目的，而手动方法必须掌上型管上下颠倒数次，才能达到血液混均的效果。用此方法血液容易溢出，特别是开盖是容易溅到操作者手上，容易造成交叉污染及感染，为操作者带来极大不便。血液混匀器作为一个临床检测跟化验必不可少的医疗仪器，在建国初期便进入我 国市场，建国初期因为国内科学技术水品还不够先进，国家还未在医疗器械行业投入很多资金，当时的血液混匀器基本依赖进口，价格昂贵而且技术被外国人把握。在改革开放之后我国加大了对医疗行业的投入力度，随之而来的是1980年第一台我国自主知识产权的血液抗凝均混器问世，填补了国内相关产业的空白。发明内容本实用新型的目的是提供一种大大的节省了人工劳动，也给检测结果提供了保证的医用血液混匀器。上述的目的通过以下的技术方案实现一种医用血液混匀器，其组成包括由单片机控制的步进电机，所述的步进电机通过微型刚性联轴器连接带有齿轮下箱的同步带轮，电机端曲柄轴穿过所述的同步带轮一端连接具有橡胶护套的表面粗糙的滚筒，所述的电机端曲柄轴另一端连接所述的步进电机，所述的滚筒另一端连接铰接球头，所述的铰接球头连接具有封装板的外壳，所述的齿轮下箱装在电机壳体内，所述的电机壳体与所述的外壳之间装有定位支架，所述的同步带轮带动从动曲柄轴，所述的从动曲柄轴的曲柄弯头沿同一方向固定在所述的电机壳体上，所述的从动曲柄轴另一端穿过所述的电机壳体连接滚动轴承和具有齿轮箱的齿轮。所述的医用血液混匀器，所述的步进电机通过电机底座固定在所述的电机壳体上，所述的电机壳体外侧连接动力端封装壳，所述的电机壳体底部连接支撑底座，所述的电机底座与所述的电机壳体之间通过垫圈和螺栓连接固定；所述的齿轮下箱与所述的电机壳体之间通过螺钉连接固定，在所述的电机端曲柄轴与所述的齿轮下箱之间装有护套；在所述的齿轮下箱与所述的定位支架连接的位置装有护盖，在所述的电机端曲柄轴与所述的同步带轮间装有平头平键，所述的同步带轮之间通过同步带连接。所述的医用血液混匀器，所述的电机端曲柄轴与所述的滚筒连接端装有轴端固定器，所述的滚筒与所述的铰接球头连接端装有球头定位装置；所述的球头连接球杆，所述的球杆通过弹簧垫圈和六角螺母固定在所述的外壳上，所述的外壳与所述的定位支架之间通过平垫圈和六角螺母固定，所述的封装板与所述的外壳之间通过螺钉连接固定，所述的外壳装有支撑底座。[0012]所述的医用血液混匀器，所述的单片机选用8051单片机实现对步进电动机的控制，采用脉冲分配器专用集成电路芯片PMM8713控制励磁；PMM8713与集成电路SLA4061共同构成步进电机的驱动电路，通过键盘电路控制数码管的显示以及单片机命令的输入；显示电路部分选用8位LED 显示器显示工作转速以及剩余工作时间；低压直流电源，用单片机+5V的直流稳压电源电路和步进电机+12V的驱动电源。有益效果I.本实用新型的设计尺寸尽量小，可以节省工作空间，本产品中血液混匀器的极限宽度保持在220mm范围内，极限长度在500mm以内。2.本实用新型球头铰接端固定用硬质塑料将滚筒与铰接球头连接，硬质塑料加工成长度为25_的半圆柱形，圆柱外径与滚筒内径相同，将半圆柱外径的平面加工出容纳铰接球头的凹平面，在两半圆柱外径用两个凹平面包住铰接球头的时候正好能让铰接球头的另一端有一个周相的“摇摆”，两内凹平面公共组成的“球”面与铰接球头的外表面形成间隙配合，因为滚筒在工作的时候需要与铰接球头有一个摩擦，所以在选用硬质塑料的时候尽量选用耐磨性好一些的塑料。以保证产品的寿命。两半圆柱组成的圆柱与滚筒形成过盈配合，保证工作的时候影响效率，塑料圆柱铰接球头连接端加工出外径32mm宽度为Imm的外缘来保证安装的时候便于定位，与球头铰接处外扩出一段外径为Ilmm的一段以保证工作时可以相对摇动。3.本实用新型结构紧凑,主传动系统选用同步带传动。同步带传动综合了带传动和链传动的优点，工作时，带与带轮间没有相对滑动，从而保证了同步传动。混匀器的动力源选用永磁感应子式步进电动机，步进电动机易于控制。通过对步进电机的旋转方向和转速控制，经同步带对步进电机转矩的传递，实现对血液混匀器工作时间，以及在工作过程中工作速度的调节。通过同步传动实现滚筒传动链的实现，用铰接球头实现另一端的运动实现。4.本实用新型选用8051单片机实现对步进电动机的控制，8051单片机具有体积小、性能/价格比高、耗电少、可靠性高和容易掌握等优点。采用脉冲分配器专用集成电路芯片PMM8713控制励磁。SLA6140进行功率驱动。5.本实用新型的曲柄能够传递扭矩，承受交变扭转载荷作用。同时也往往承受交变弯曲载荷或拉、压载荷的作用；轴颈承受较大的磨擦；承受一定的超载或冲击载荷；曲柄传递的转矩很小，相对金属材料来说不会对其扭转或者弯曲造成威胁。6.本实用新型的结构紧凑,主传动系统选用同步带传动。同步带传动综合了带传动和链传动的优点，工作时，带与带轮间没有相对滑动，从而保证了同步传动。混匀器的动力源选用永磁感应子式步进电动机，步进电动机易于控制。通过对步进电机的旋转方向和转速控制，经同步带对步进电机转矩的传递，实现对血液混匀器工作时间，以及在工作过程中工作速度的调节。通过同步传动实现滚筒传动链的实现，用铰接球头实现另一端的运动实现。7.本实用新型选用了 8051单片机实现对步进电动机的控制，8051单片机具有体积小、性能/价格比高、耗电少、可靠性高和容易掌握等优点。采用脉冲分配器专用集成电路芯片PMM8713控制励磁。SLA6140进行功率驱动。8.本实用新型选用了塑料滚筒重量相对减轻很多，从工艺性角度来讲，因为滚筒在工作的时候要通过外表面带动试管滚动，所以在滚筒外要有一层包胶来加大摩擦，这样的话对金属进行包胶加工也要比对塑料进行包胶加工简便的多，具有一定的经济性。[0022]
附图I是本产品的结构示意图。附图2是附图I的俯视图。附图3是附图I的A-A向视图。附图4是附图I中单片机与步进电机电源电路图。附图5是附图I中单片机电路图。附图6是附图I中PMM8713与SLA6140构成的驱动电路图。
具体实施方式
实施例I :一种医用血液混匀器，其组成包括由单片机控制的步进电机1，所述的步进电机通过微型刚性联轴器2连接带有齿轮下箱3的同步带轮4，电机端曲柄轴27穿过所述的同步带轮一端连接具有橡胶护套5的表面粗糙的滚筒6，所述的电机端曲柄轴另一端连接所述的步进电机，所述的滚筒另一端连接铰接球头7，所述的铰接球头连接具有封装板8的外壳9，所述的齿轮下箱装在电机壳体10内，所述的电机壳体与所述的外壳之间装有定位支架11，所述的同步带轮带动从动曲柄轴28，所述的从动曲柄轴的曲柄弯头沿同一方向固定在所述的电机壳体上，所述的从动曲柄轴另一端穿过所述的电机壳体连接滚动轴承和具有齿轮箱29的齿轮30。由步进电机形成的控制系统主要用单片机实现步进电机的启停、工作时间的预设定、工作时转速的调节。实施例2 实施例I所述的医用血液混匀器，所述的步进电机通过电机底座12固定在所述的电机壳体上，所述的电机壳体外侧连接动力端封装壳13，所述的电机壳体底部连接支撑底座14，所述的电机底座与所述的电机壳体之间通过垫圈15和螺栓16连接固定；所述的齿轮下箱与所述的电机壳体之间通过螺钉17连接固定，在所述的电机端曲柄轴与所述的齿轮下箱之间装有护套18 ;在所述的齿轮下箱与所述的定位支架连接的位置装有护盖19，在所述的电机端曲柄轴与所述的同步带轮间装有平头平键26，所述的同步带轮之间通过同步带连接31。实施例3 实施例I或2所述的医用血液混匀器，所述的电机端曲柄轴与所述的滚筒连接端装有轴端固定器20，所述的滚筒与所述的铰接球头连接端装有球头定位装置21 ;所述的球头连接球杆22，所述的球杆通过弹簧垫圈23和六角螺母24固定在所述的外壳上，所述的外壳与所述的定位支架之间通过平垫圈25和六角螺母固定，所述的封装板与所述的外壳之间通过螺钉连接固定，所述的外壳装有支撑底座。实施例4 实施例I所述的医用血液混匀器，所述的单片机选用8051单片机实现对步进电动机的控制，采用脉冲分配器专用集成电路芯片PMM8713控制励磁；PMM8713与集成电路SLA4061共同构成步进电机的驱动电路，通过键盘电路控制数码管的显示以及单片机命令的输入；显示电路部分选用8位LED显示器显示工作转速以及剩余工作时间；低压直流电源，用单片机+5V的直流稳压电源电路和步进电机+12V的驱动电源。实施例5 上述实施例所述的医用血液混匀器，本产品针对多试管同时混均，要求最多能够十只试管同时混均，摇摆10-80r/min,转动10_80r/min,混均时间可自行设定。工作过程中可以随时改变摇摆跟转动的速度，摆幅22mm±lmm，功率12W，电压220V (50HZ)，摆角4°，摆管直径32mm，摆管个数6根。带包胶滚筒外径为32mm，两滚筒之间距离为3mm试管很小也不会脱落，试管长度最大为150mm,滚筒长度320mm,每两根滚筒之间放两个试管,这样6根滚筒就可以满足最多同时混匀10管血液的要求。由于试管直径的原因当滚筒上面放置大试管与小试管的时候，试管的转速是不一样的，所以滚筒的转速可以调整，为10-80r/min，满足试管大小不同的时候保证其旋转速度不会变化太大。球头销尺寸，本球头销的球头需要与滚筒连接组成铰接装置，完成滚筒的摇摆以及滚动，设计球头尺寸J为20mm,总长45mm,固定螺纹长度12 mm,球头销材料选用GB3077中规定的20CrMnTi。球头销球面的表面粗糙度为0. 8，其它部分表面粗糙度为3. 2，球头销球面部分应进行渗碳，渗碳深度为1.0 mnTl.4 mm,其表面硬度为23HRCT43HRC。球头销表面不允许有裂纹刮伤，凹痕，锈蚀等现象，圆弧过渡处不应该有尖角毛刺。包装前做防锈处理。实施例6 上述实施例所述的医用血液混匀器，主动轴曲柄轴，所传递的转矩是最大的，他通过同步带轮与其它5根曲柄轴完成传递关系，在曲柄轴上通过键连接固定同步带轮，一端连接联轴器传递电动机转矩，另一端与滚筒相连接。由于设计要求，本曲柄弯头部分有一端不是垂直结构，其拐角为88°，长度为32mm，边缘处加工出一段20mm的螺纹，因为只是起到固定作用，所以对螺距的要求不需要那么高，为Imm即可，另一端为90°弯头，弯头起始阶段至电机端长度包括从血液混匀器探出的一部分、连接齿轮部分、连接联轴器部分。这三部分加起来最后设计长度为77_，从动轴与主动轴的最大区别就轴端不与电机相连接，还有就是传递的转矩依次减小，所以从各个方面来看从动轴只要满足工作尺寸就可以，从动轴的机器外部分与主动轴相同，机器内部为齿轮定位作用，设定从弯头处到轴端距离为67_。实施例I 上述实施例所述的医用血液混匀器，选用单片机对步进电机进行控制。步进电机是一种按设定的方向转动一个固定的角度，其步数和脉冲数相一致，输出轴转动的位移和输入脉冲数成正比，控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时，通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，达到调速目的，并可以无级调速。步进电机的调速范围很宽，当控制脉冲停止输入时，步进电机就保持在固定位置。可见，步进电机转速只取决脉冲频率，转子齿数和拍数，与电压、负载、温度，当电机通电方式选定后，其转速只与输入脉冲频率成正比。实施例8 上述实施例所述的医用血液混匀器，单片机系统的自动控制装置，需要用到非常稳定的低压直流电源。为了得到直流电，除了用直流发电机外，目前广泛采用各种半导体直流电源。如图4-4所示为单片机+5V电源电路图，图中表示了把工业交流电变换成低压直流电的过程，可以分为以下四个环节(I)整流变压器 将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。(2) 整流电路将交流电压变换为单向脉动电压，其中的整流元件所以能整流，是因为元件具有单向导电的特性。(3)滤波器减小整流电压的脉动程度，以适合负载的需要。(4) 稳压环节在交流电源电压波动或负载变动时，使直流输出电压稳定。特别在稳压部分，本文设计选择了集成稳压电源。因为采用运算放大器的串联型稳压电路仍有不少外接元件，还要注意共模电压的允许值和输入端的保护，使用复杂。当前已经广泛应用单片集成稳压电源，其体积小、可靠性高、使用灵活、价格低廉。其内部电路也是串联型晶体管稳压电路，这种稳压器只有输入端I、输出端2和公共端3三个引出端，也可称为三端集成稳压器。使用时只需在其输入端和输出端并联一个电容即可，稳压器前端所接电容主要用来抵消输入端较长线的电感效应，为防止自激振荡，接线不长时也可不用。后端所接电容是为了瞬时增减负载电流时不致引起输出电压有较大的波动。
权利要求1.一种医用血液混匀器，其组成包括由单片机控制的步进电机，其特征是所述的步进电机通过微型刚性联轴器连接带有齿轮下箱的同步带轮，电机端曲柄轴穿过所述的同步带轮一端连接具有橡胶护套的表面粗糙的滚筒，所述的电机端曲柄轴另一端连接所述的步进电机，所述的滚筒另一端连接铰接球头，所述的铰接球头连接具有封装板的外壳，所述的齿轮下箱装在电机壳体内，所述的电机壳体与所述的外壳之间装有定位支架，所述的同步带轮带动从动曲柄轴，所述的从动曲柄轴的曲柄弯头沿同一方向固定在所述的电机壳体上，所述的从动曲柄轴另一端穿过所述的电机壳体连接滚动轴承和具有齿轮箱的齿轮。
2.根据权利要求I所述的医用血液混匀器，其特征是所述的步进电机通过电机底座固定在所述的电机壳体上，所述的电机壳体外侧连接动力端封装壳，所述的电机壳体底部连接支撑底座，所述的电机底座与所述的电机壳体之间通过垫圈和螺栓连接固定；所述的齿轮下箱与所述的电机壳体之间通过螺钉连接固定，在所述的电机端曲柄轴与所述的齿轮下箱之间装有护套；在所述的齿轮下箱与所述的定位支架连接的位置装有护盖，在所述的电机端曲柄轴与所述的同步带轮间装有平头平键，所述的同步带轮之间通过同步带连接。
3.根据权利要求I或2所述的医用血液混匀器，其特征是所述的电机端曲柄轴与所述的滚筒连接端装有轴端固定器，所述的滚筒与所述的铰接球头连接端装有球头定位装置；所述的球头连接球杆，所述的球杆通过弹簧垫圈和六角螺母固定在所述的外壳上，所述的外壳与所述的定位支架之间通过平垫圈和六角螺母固定，所述的封装板与所述的外壳之间通过螺钉连接固定，所述的外壳装有支撑底座。
4.根据权利要求I或2所述的医用血液混匀器，其特征是所述的单片机选用8051单片机实现对步进电动机的控制，采用脉冲分配器专用集成电路芯片PMM8713控制励磁；PMM8713与集成电路SLA4061共同构成步进电机的驱动电路，通过键盘电路控制数码管的显示以及单片机命令的输入；显示电路部分选用8位LED显示器显示工作转速以及剩余工作时间；低压直流电源，用单片机+5V的直流稳压电源电路和步进电机+12V的驱动电源。
专利摘要医用血液混匀器。在临床医学检验中，混血是一项很频繁的日常工作。当防凝血液放置一定时间后，血液中的红细胞受地球引力的影响自然下降。本产品其组成包括:由单片机控制的步进电机(1)，步进电机通过微型刚性联轴器(2)连接带有齿轮下箱(3)的同步带轮(4)，电机端曲柄轴(27)穿过同步带轮一端连接具有橡胶护套(5)的表面粗糙的滚筒(6)，电机端曲柄轴另一端连接步进电机，滚筒另一端连接铰接球头(7)，铰接球头连接具有封装板(8)的外壳(9)，齿轮下箱装在电机壳体(10)内，电机壳体与外壳之间装有定位支架(11)，同步带轮带动从动曲柄轴(28)，从动曲柄轴的曲柄弯头沿同一方向固定在电机壳体上，从动曲柄轴另一端穿过电机壳体连接滚动轴承和具有齿轮箱(29)的齿轮(30)。本实用新型用于混匀血液。
文档编号G01N1/38GK202420947SQ20122003499
公开日2012年9月5日 申请日期2012年2月4日 优先权日2012年2月4日
发明者闵振辉, 陈焕林 申请人:黑龙江科技学院