用于可滑动地支承管内导螺杆自由端的注射泵中的支撑部件

摘要

一种用于注射泵的导螺杆安装系统，其中导螺杆的第二端被置于中空连接管内，该连接管将一个与导螺杆啮合的驱动装置连接到一个活塞驱动头。在导螺杆的第二端形成轴承座，且一个裂口轴承被安装到该轴承座中。轴承座为沙漏形，具有分叉的轴承面，且轴承有互补的内部形状。轴承大于连接管的内径，因而与此管稳定接触。在工作中，轴承倾向于运动到轴承座的一个或另一个分叉轴承面，这取决于中空连接管沿什么方向运动而产生楔入动作。裂口轴承的作用是保持导螺杆位于中空连接管内的中心，从而提高注射泵的流动均匀性。

权利要求

1.一种具有导螺杆和驱动头的注射泵，所述导螺杆带有与其螺纹 啮合的驱动装置，所述驱动装置响应所述导螺杆的旋转而沿所述导螺 杆运动，而所述驱动头适于驱动一注射器活塞进入注射器的管中，以 排出所述注射器中的液体内含物，所述注射泵包括：一导螺杆，其具有第一端及第二端，且所述第一端安装到一框架 上，其中所述导螺杆的第二端包括一轴承座，该轴承座具有向外分叉 轴承面；

一连接管，其位于所述导螺杆之上，并被连接于所述驱动装置与 所述驱动头之间，用以将所述驱动装置沿所述导螺杆的运动传递至所 述驱动头，所述连接管具有一中空部分，该中空部分具有一内表面；

其中所述导螺杆的第二端被置于所述连接管的中空部分内，否则 其是未安装的；以及一轴承，其位于所述轴承座，与所述连接管的所述中空部分的内 表面接触，从而在所述连接管内使所述导螺杆的第二端处于导向悬臂 安装状态。

2.根据权利要求1所述的注射泵，其中：

所述轴承响应所述连接管沿一特定方向在所述轴承上的运动，而 接合所述分叉轴承面中的一个或另一个。

3.根据权利要求2所述的注射泵，其中所述轴承座的向外分叉轴 承面沿轴向从一轴承面中心位置向外分叉，所述轴承与所述分叉轴承 面中的一个或另一个接合，这取决于所述连接管在所述轴承上的运动 方向。

4.根据权利要求2所述的注射泵，其中所述轴承座的形状为大致 沙漏形。

5.根据权利要求2所述的注射泵，其中所述轴承具有内部锥形表 面以接合所述轴承座的分叉轴承面。

6.根据权利要求2所述的注射泵，其中：

制造所述轴承及所述轴承座的轴承面的材料被选择成使所述轴承 易于沿所述轴承面滑动；

所述轴承由此而运动到一个或另一个所述轴承面，以在所述连接 管的内表面与对应的轴承面之间保持接触，从而更准确地在所述连接 管内使所述导螺杆的第二端居中。

7.根据权利要求6所述的注射泵，其中所述轴承座的形状为大致 沙漏形。

8.根据权利要求6所述的注射泵，其中所述轴承具有内部锥形表 面，用以接合所述轴承座的分叉轴承面。

9.根据权利要求1所述的注射泵，其中所述轴承是被向外偏置而 与所述连接管的内表面连续接触的。

10.根据权利要求9所述的注射泵，其中所述轴承响应所述连接管 沿一特定方向在所述轴承上的运动而接合所述分叉表面中的一个或另 一个；且所述轴承具有内表面，该内表面的形状被制成与所述分叉轴承表 面大致互补的形状；

由此所述轴承将所述导螺杆的第二端定位于所述连接管的大致中 心内。

11.一种具有导螺杆和驱动头的注射泵，其利用一个驱动装置与所 述导螺杆螺纹啮合，所述驱动装置响应所述导螺杆的旋转而沿所述导 螺杆运动，而所述驱动头适于驱动一注射器活塞进入注射器的管中， 以排出所述注射器中的液体内含物，所述注射泵包括：一导螺杆，其具有第一端及第二端，且所述第一端安装到一框架 上；

一连接管，其位于所述导螺杆之上，并被连接于所述驱动装置与 所述驱动头之间，用以将所述驱动装置沿所述导螺杆的运动传递至所 述驱动头，所述连接管具有一中空部分，该中空部分具有一内表面；

其中所述导螺杆的第二端被置于所述连接管的中空部分内，否则 其是未安装的；以及一轴承，其位于所述导螺杆的第二端，与所述连接管的所述中空 部分的内表面接触，从而在所述连接管内使所述导螺杆的第二端处于 导向悬臂安装状态；并且其中所述轴承的外径大于所述将所述轴承安装于其内的所述连接 管的中空部分的内径，所述轴承具有间断，该间断允许所述轴承被压 缩从而安装到所述连接管内。

12.根据权利要求11所述的注射泵，其中所述轴承具有一个形成 于外表面的凹口，以便所述轴承在所需位置弯曲。

13.根据权利要求11所述的注射泵，其中所述轴承具有多个形成 于所述轴承的外表面的凹口，以便所述轴承在多个所需位置弯曲，以 提供更均匀的力来抵靠所述轴承面和所述连接管的内表面，从而更准 确地在所述连接管内定位所述导螺杆的第二端。

14.一种注射泵，其具有：一导螺杆；一与该导螺杆啮合的螺母部 件，其响应所述导螺杆的旋转而沿所述导螺杆运动；及一驱动头，其 适于驱动注射器活塞进入注射器管；所述注射泵包括：一中空连接管，其位于所述导螺杆之上，并被连接于所述螺母部 件与所述驱动头之间，以致通过所述连接管将所述螺母部件沿所述导 螺杆的运动传递到所述驱动头，所述连接管具有内表面；

其中所述导螺杆的第一端被安装到一框架；

其中所述导螺杆的第二端被始终置于所述中空连接管内，并包括 一轴承座，该轴承座具有向外分叉轴承面；及一轴承，其位于所述轴承座上，所述轴承被构造成接合所述轴承 座的轴承面及所述连接管的内表面，以在所述连接管沿所述导螺杆运 动期间，将所述导螺杆的第二端定位在所述连接管内的中心。

15.根据权利要求14所述的注射泵，其中所述轴承被向外偏置而 与所述连接管的内表面接触，且其中所述轴承接合一个或另一个轴承 面，这取决于所述连接管在所述导螺杆上的运动方向。

16.根据权利要求14所述的注射泵，其中所述轴承的外径大于所 述将所述轴承安装于其内的所述连接管的内径，所述轴承具有间断， 该间断允许所述轴承被压缩从而安装到所述连接管内。

17.根据权利要求14所述的注射泵，其中所述轴承具有一个形成 于外表面的凹口，以便所述轴承在所需位置弯曲。

18.根据权利要求14所述的注射泵，其中所述轴承具有多个形成 于所述轴承的外表面中的凹口，以便所述轴承在多个所需位置弯曲。

19.根据权利要求14所述的注射泵，其中所述轴承具有内部锥形 表面，用以接合所述轴承座的分叉轴承面。

20.一种在具有驱动头的注射泵内使用的导螺杆安装系统，该驱动 头适于驱动注射器活塞进入注射器管以从该管中排出液体，所述导螺 杆安装系统包括：一导螺杆，其第一端安装到一框架；

一螺母部件，其与所述导螺杆啮合，该螺母部件响应所述导螺杆 的旋转而沿所述导螺杆运动；

一中空连接管，其位于所述导螺杆之上，并被连接于所述螺母部 件与所述驱动头之间，以致所述螺母部件的运动引起所述连接管在所 述导螺杆上运动，从而引起所述驱动头运动，所述连接管具有内表面；

其中所述导螺杆的第二端被始终置于所述中空连接管之内；

其中所述导螺杆的第二端包括一轴承座；及

一轴承，其位于所述轴承座上，所述轴承具有至少一个锥形内表 面和一个外表面，所述内表面与所述轴承座接合，所述外表面与所述 连接管的内表面接合，以在所述连接管沿所述导螺杆运动期间，将所 述导螺杆的第二端定位在所述连接管内的中心。

21.根据权利要求20所述的导螺杆安装系统，其中所述轴承被向 外偏置而与所述连接管的内表面接触。

22.根据权利要求20所述的导螺杆安装系统，其中所述轴承座包 括两个分叉装配面，所述轴承接合一个或另一个所述分叉装配面，这 取决于所述连接管在所述轴承上的运动方向。

说明书

本发明一般涉及用于医疗输液泵的导螺杆驱动机构，更具体地是 涉及用于在注射泵中安装导螺杆的轴承系统。

在许多情况下，输液例如肠胃外液体(parenteral fluids)进入人体， 是借助于具有导螺杆的注射泵和螺纹驱动装置来完成的，该螺纹驱动 装置包括将导螺杆的旋转运动转换成线性运动的机构。螺纹驱动装置 被安装到注射器活塞驱动头，注射器活塞驱动头通常抓紧注射器的活 塞凸缘，并将螺纹驱动装置的线性运动施加到注射器活塞，从而以可 控速率排空注射器。

由于注射器具有不同长度，而且所填充的注射液的量也不相同， 所以对于各种不同的注射器，注射器活塞从注射器管中伸出的长度也 不相同。因此，许多螺纹驱动装包括一分离机构，操作者利用该分离 机构使导螺杆驱动装置脱离导螺杆螺纹。分离机构控制器典型地被置 于活塞驱动头处，且可采用一个或多个杆的形式。一旦脱离，操作者 便可移动活塞驱动头，从而将螺纹驱动装置移动到新安装的注射器活 塞凸缘的位置处。随后，活塞驱动头可接合注射器活塞凸缘，并在接 合之后，当活塞驱动头要抓取活塞凸缘、导螺杆驱动装置要在新位置 接合导螺杆的螺纹时，便可解除或释放分离控制器。人们希望这种分 离机构及这种活塞驱动头易于运用，以便操作者使用泵。

这种具有集成式分离控制器的、被连接到活塞驱动头的导螺杆驱 动装置，会对导螺杆的几乎任一部分施加较大的力，尽管这是必需的。 螺纹驱动装置可沿导螺杆被置于任何位置，这取决于被安装以备使用 的注射器的长度，并取决于保留在注射器内的医疗液体的高度。此外， 某些医疗液体由于其粘性或由于其它原因而更加难以泵送，进一步增 加了导螺杆上的负荷。由于这些原因，希望导螺杆具有坚固的安装能 力，以便在旋转运动的发生过程中、旋转运动到线性运动的转换过程 中、以及将线性运动应用于注射器活塞头的过程中保持效率。

制造具有较高流动均匀性的泵也是注射泵制造商的目的之一。也 就是说，制造商致力于制造这样的泵：其会在整个输液过程中精确地 以选定流速来泵送，而且不会改变偏离该选定流速，直到注射器被排 空或速率被操作者改变为止。不过，注射泵部件的机械公差、与注射 器的相互作用或其它原因会导致注射泵的流速改变而偏离选定速率。 偏离预定和选定流速的偏差应当是不希望有的，若偏差明显则尤其如 此，因为患者在需要时可能接受不到所需量的注射液。制造商们持续 地细化其泵的设计以尽可能地减少在流速方面的这些偏差。

在一种导螺杆方案中，导螺杆的一端，即第一端，是穿过传送板 安装的，且有皮带轮安装到其端部。传送板构成注射泵的内部框架的 一部分，并因此而为导螺杆提供了稳定且刚性的安装点。导螺杆皮带 轮通过传动皮带而被直接连接到电动机的驱动皮带轮。轴承可在穿过 传送板的区段处环绕导螺杆，以减少摩擦效应。在另一结构中，导螺 杆的第一端与电动机的驱动轴可以都具有齿轮，并且可通过一个或多 个中间齿轮而互联，不过这种结构可能导致较低效率。在一种设计中， 导螺杆的第二端还可用轴承安装到一刚性板，以此对导螺杆的两端都 提供牢固的安装。但是，将导螺杆的第二端安装到刚性板并不总是一 个可用的选择，特别是当必须在螺纹驱动装置与活塞驱动头之间使用 延伸管的时候。

分离机构通常是作为驱动装置的一部分来形成的，并且能够使驱 动装置与导螺杆选择性地接合及分离，从而使驱动装置选择性地被置 于导螺杆上以适应不同长度的注射器。典型的分离机构包括对开螺母， 对开螺母被弹性安装，以接触到导螺杆的螺纹。通过一系列的杆和凸 轮，对开螺母能够向外运动、脱离与导螺杆螺纹啮合，以使驱动装置 能够沿导螺杆滑到所需位置。导螺杆的长度与分离机构被设计成易于 沿导螺杆的一个坚固部分来移动所述驱动装置，以致最小的注射器和 最大的注射器(泵便是为它们设计的)都能与该泵一起使用。

在另一种特殊设计中，导螺杆的第二端被置于一中空连接管内， 该连接管将螺纹驱动装置与活塞驱动头相连。导螺杆的第二端不是刚 性安装的，而是“浮置”在连接管内。导螺杆的长度被选择成超过注 射器活塞在注射器管内的行程，因此能够适应各种尺寸的注射器。当 注射器管充满时，注射器活塞将会处于管的近端，而活塞杆则几乎将 其全部长度都伸出于注射器管之外。这种结构导致整个注射器几乎为 其管的长度的两倍。因为有些注射器较长，导螺杆可能位于泵外壳的 一端例如远端处，其中连接管从导螺杆伸出至接近该外壳另一端例如 近端的位置，从而接合注射器活塞杆活塞。然而，无论注射器活塞驱 动头在任意位置，导螺杆的第二端总位于连接管之内。

在上述方案中，导螺杆的第二端被置于中空连接管内，并能够“浮 置”于该管中，该第二端的刚性安装是不可能的。因为在导螺杆第二 端的外径与连接管的中空内腔的内径之间存在尺寸差别，导螺杆在连 接管内的角度能够改变。已经发现，这两者间角度方面即便微小的变 化的也会降低泵的流动均匀性。第二导螺杆端取决于被施加到导螺杆 的力而易于在连接管内运动，因此对于导螺杆的旋转运动到螺纹驱动 装置的线性运动的转换效率更低。导螺杆螺纹能够改变它们与螺纹驱 动装置螺纹的啮合角度，导致这二者间摩擦力或大或小，且因此导致 泵的流动均匀性或流量精度下降。

导螺杆的浮置第二端的另一不希望有的效应是：它与连接管的内 腔相互作用，向外擦伤或碰伤此管，从而加大磨损，并导致导螺杆与 连接管之间有更大的尺寸差别，从而使导螺杆的第二端将来能够有甚 至于更大的运动。

在努力减小浮置导螺杆的运动所导致的不希望有的效应时，已使 得导螺杆的浮置第二端中空以减小其重量。已发现这减少了它对连接 管造成的损伤，并且能够降低第二端的移动量，导致更大的流动均匀 性。但是，使导螺杆成为中空的制造过程增大了螺杆的成本，并因在 中空加工中产生的误差而增大了导螺杆速率的浪费。这种浪费也增加 了制造成本。

因此，本领域技术人员已认识到需要有一种稳定机构用于导螺杆 的第二端，从而使该端在操作期间与连接管及驱动装置保持轴向对准。

而且，本领域技术人员已认识到需要降低导螺杆的制造成本。本 发明满足了这些要求及其它要求。

发明内容

本发明的目的是要提供一种用于将导螺杆的第二端安装于连接管 内的系统和方法，以致在导螺杆上移动连接管的整个行程中，导螺杆 保持稳定并与连接管对准。本发明还提供改变导螺杆的第二端，以致 那些过去因不良工艺而被发现有缺陷的导螺杆现在可以使用。进一步 地，本发明提供了一种导螺杆，其在结构上可以是实心的，因而减少 了前述使螺杆中空的制造步骤，从而减少了导螺杆的成本。
一方面，本发明的目的是要提供一种具有导螺杆和驱动头的注射 泵，其利用一个驱动装置与导螺杆螺纹啮合，驱动装置响应导螺杆的 旋转而沿导螺杆运动，而驱动头适于驱动注射器活塞进入注射器管以 排出注射器中的液体内含物，注射泵包括：一导螺杆，其具有第一端 及第二端，其中第一端安装到一框架；一连接管，其位于导螺杆之上， 并被连接于驱动装置与驱动头之间，用以将所述驱动装置沿所述导螺 杆的运动传递至所述驱动头，连接管具有一中空部分，该中空部分具 有内表面，其中导螺杆的第二端被置于连接管的中空部分内，否则第 二端是未安装的；以及一轴承，其位于导螺杆的第二端，与连接管的 中空部分的内表面相接触，从而在连接管内使导螺杆的第二端处于一 种导向悬臂安装状态。
在一个更加详细的方面中，导螺杆的第二端包括一轴承座，该轴 承座具有向外分叉轴承面，且轴承被定位于轴承座处，轴承响应连接 管在轴承上特定方向的运动而接合所述分叉轴承面中的一个或另一 个。进一步地，轴承座的向外分叉的装配表面沿轴向从一轴承面中心 位置分叉，轴承与所述分叉装配面中的一个或另一个接合，这取决于 连接管在轴承上的运动方向。另外，轴承座的形状为大致沙漏形。
在其它方面，所述轴承具有内部锥形表面以接合轴承座的分叉轴 承面，且轴承被向外偏置从而与连接管的内表面连续接触。此外，轴 承具有内表面，该内表面的形状被制成与分叉轴承面大致互补的形状， 由此轴承将导螺杆的第二端定位于连接管的大致中心内。
其它详细的方面包括，轴承的外径大于将轴承安装于其内的连接 管的中空部分的内径，轴承具有间断，该间断允许轴承被压缩从而安 装到连接管内。更进一步地，轴承具有形成于外表面上的凹口，以便 轴承在所需位置弯曲。更详细地，轴承具有多个形成于轴承外表面的 凹口，以便轴承在多个所需位置弯曲，以提供更均匀的力来抵靠轴承 面和连接管的内表面，从而更准确地在连接管内定位导螺杆的第二端。
在其它详细方面，制造轴承以及轴承座的轴承面的材料被选择成 使轴承易于沿轴承面滑动，轴承由此而运动到一个或另一个轴承面， 从而在连接管的内表面与对应的轴承面之间保持接触，以更准确地在 连接管内使导螺杆的第二端居中。
根据下文以示例方式对本发明的特征进行说明的详细描述和附 图，本发明的其它方面及优点将会变得更加明显。

附图说明

图1是一个注射泵的透视图，示出了一注射器，该注射器安装在 该泵上，用于通过医疗输液装置而使其内含物注入患者体内；一驱动 头与注射器活塞凸缘接触，用以驱动注射器活塞进入注射器管，从而 将注射器的内含物排入连接到患者脉管系统的输液装置；
图2是图1中注射泵的驱动装置的简化透视图，其中导螺杆穿过 传送板而被安装在第一端，并有一皮带轮用于与电动机驱动连接，导 螺杆有一位于连接管内的浮置第二端，此第二端连接驱动装置，驱动 装置与图1所示的具有驱动头的导螺杆的螺纹啮合；
图3示出了根据本发明各方面的且如图1和图2中所使用的导螺 杆的一个实施例的侧视图，示出了第一端通过一个具有驱动销的轴承 穿过剖切的传送板来安装，其中剖切的驱动皮带轮通过一个安装螺母 安装到导螺杆的第一端，且导螺杆的第二端有一“沙漏”形的轴承座 或轴承座圈，用以安装轴承；
图4是根据本发明的各方面的一种轴承的侧视图，该轴承可与位 于图3中导螺杆第二端处的轴承座一起使用，以稳定处于图2连接管 之内的导螺杆的第二端，图4示出了轴承的裂口、轴承的外表面中的 多个槽、及用于接合轴承座的轴承内部锥形；
图5是图4中的轴承沿线5-5剖开的剖切部分的透视图，示出了与 位于导螺杆第二端的轴承座(座圈)匹配的内部轮廓，以及与连接管 的内表面匹配的外部轴承面；
图6是根据本发明各方面的、位于图3中导螺杆第二端处的轴承 的组装图，其中图4及图5所示的轴承位于轴承座上，图6中轴承以 剖切方式示出；
图7示出了与连接管的内表面接触的轴承，该轴承还因连接管沿 近端方向运动而与轴承座的近端分叉表面接触；及
图8同样示出了与连接管的内表面接触的轴承，该轴承在此例中 因连接管沿远端方向运动而与轴承座的远端分叉表面接触。

具体实施方式

现在更加详细地参看附图，在这几个附图中，相似的参考编号表 示相似或对应的元件，图1示出了一个注射泵10，其具有根据本发明 原理的活塞驱动系统。所示注射器12安装在泵中，为说明清楚起见略 去了某些安装和检测细节。注射泵包括注射器支架14，注射器管16 就安放在该支架中。注射器管凸缘18将被放置在泵10中的管凸缘凹 槽20内，以固定注射器管，从而当注射器活塞22在管内运动时避免 注射器管发生轴向运动。
图1未示出管凸缘凹槽的细节，在此也不对它们进行描述，因为 对本领域技术人员而言这种特征是公知的。此外，使注射器管在轴向 上保持固定的凹槽的功能可通过与图示不同的结构来提供。另外还典 型地用一管钳使注射器管保持在其注射泵中的位置上，但为了保证其 它特征清晰并未将其示出。
具有内侧26的注射器活塞凸缘24，通过注射器活塞杆28与注射 器活塞22互联。当适当地安装于注射泵10内时，活塞凸缘24由一对 枢轴安装的活塞固定臂32固定在活塞驱动头30处，其中一个活塞固 定臂在图1中显示处于闭合位置。为清楚起见，图中已略去了第二个 枢轴安装的臂。分离杆34被用来使活塞驱动头30脱离一导螺杆(图 中未示出)的螺纹，并控制固定臂32的位置，以允许去除或插入注射 器活塞凸缘24。活塞驱动头30从导螺杆的螺纹上脱离，使得操作者能 够沿导螺杆将活塞驱动头30移动到正确位置，以捕获注射器12的活 塞凸缘。如公知的及“背景技术”部分所描述的，具有不同液体量的 注射器12可与注射泵10一起使用，而活塞22相对于管16可被置于 不同位置。另外，在注射泵10中可使用不同尺寸的注射器，根据注射 器的尺寸及其被充满的高度，这也会导致活塞凸缘24处于不同位置。 手动地是驱动头30运动的能力允许适应具有不同尺寸、不同起始活塞 位置的注射器。
由上所述应认识到，所示和所描述的活塞驱动系统提供了一种通 用系统，其可容纳各种尺寸的注射器，并使泵操作更加简便，同时阻 止了虹吸。关于具有分离杆和凸缘抓紧臂的驱动头的细节，请参考2002 年8月6日授予Fielder的美国专利第6,428,509号，在此以引用方式将 该专利并入本文。
返回图1，注射器12通过输液装置38连接到患者36，该输液装 置包括一定长度的管道40。管道40被安装到一锋利的插管42，该插 管被引入患者36的血管。随着驱动头30向远端方向运动，存于注射 器管内的液体就会被排到输液装置38的管道40内，并通过插管42流 进患者的静脉中。应注意，输液装置38可具有其他一些特征，如压感 盘(pressure sensor disk)、流量控制器、端口，或安装到该装置上或形 成该装置一部分的其它部件。为了保持基本输液装置清楚起见，这类 部件未示于本图中。
图2给出了注射泵驱动组件50的其它细节，示出了安装到传送板 54上的带螺纹的导螺杆52。该传送板构成注射泵的内部框架的部分， 其固定特性为导螺杆的第一端提供了一个刚性安装点。传送板54的一 角被切去，为的是能够更清楚地看到安装到导螺杆的第一端58上的驱 动皮带轮56。第一端58被安装于第一轴承60之内，以提供一种具有 传送板54的低摩擦安装结构。在此情况下，第一轴承被焊接到传送板 上以实现永久性安装。驱动电动机62也被安装到传送板54上，且包 括位于传送板另一侧的电动机皮带轮(图中未示出)。传动皮带64使 电动机皮带轮与驱动皮带轮56互联，并将电动机所发动的旋转运动传 递到驱动皮带轮56，且由此传递到导螺杆52。可采用将电动机的旋转 运动耦合至导螺杆的不同结构，包括直接驱动结构或一系列齿轮的结 构。效率会根据所选择的特定驱动结构而有所变化。
螺纹驱动装置66被安装到导螺杆52上，且因其在注射泵内的安 装结构而被阻止旋转——尽管图中未示出。这类安装结构对本领域技 术人员来说是公知的，因而在此不予赘述。所以它会将导螺杆的旋转 运动转换成线性运动。因为导螺杆是牢固地固定在注射泵中的，而且 只能进行旋转，所以驱动装置将会沿导螺杆运动。所示的光学位置确 定系统68包括装置或标记70及光学读取器件72。光学位置确定系统 也可具有基于检测各个标记间的时间来确定驱动装置66运动速度的能 力。这样一种位置确定及运动速度系统对本领域技术人员而言是公知 的，因而在此并不提供进一步的细节。于1993年8月17日授予 McDaniel的美国专利第5,236,416号描述了这样一种系统，在此以引用 方式将该专利并入本文。可用其它设计或其它结构来取得同样结果。
螺纹驱动装置66利用中空连接管74连接到图1所示的活塞驱动 头30。连接管被牢固地安装到螺纹驱动装置66，并安装到驱动头30。 因此，螺纹驱动装置沿导螺杆的线性运动使得驱动头相应地运动。这 样一种系统对本领域技术人员而言是公知的，因而在此并不提供进一 步的细节。发明人为B.Lim的、授予Welmed Limited的、于1990年5 月9日出版的英国专利第GB 2 224 444号描述并示出了这样一种驱动 机构，在此以引用方式将其并入本文。
应注意的是，参看图2，导螺杆52部分地处于连接管74之内，而 第二端76则全部处于连接管中。根据以上描述，驱动装置66将随着 导螺杆的旋转而沿导螺杆运动。另外，驱动装置可沿导螺杆而被手动 置于任一位置，使得驱动头30能够接合被安装的注射器活塞凸缘(参 见图1)。例如，当一个大注射器被安装到注射泵时，且该注射器是充 满的，那么驱动头30可能需要向图中右方(近端方向)进一步运动， 在这种情况下，就会有较少的导螺杆处于连接管内。随导螺杆被电动 机62所旋转，而使驱动头30向图中左方(远端)运动以排空注射器， 就会有较多的导螺杆处于连接管内。在所有情况下，导螺杆的第二端 76总是处于连接管内。
为克服前文所述的现有注射泵驱动装置的问题，在所示实施例中， 导螺杆52的第二端76包括一个根据本发明各方面的连接管轴承78。 此轴承被构造成与连接管内表面相接触，以使导螺杆的第二端76更好 地在连接管74内居中。除该轴承之外，导螺杆的第二端是不安装的。 导螺杆因此大致处于一悬臂结构中；不过，增加这个接触导螺杆第二 端和连接管内表面的轴承，会导致导螺杆的第二端处于一种“导向悬 臂安装”状态。已发现这种“导向”安装可使导螺杆稳定地与连接管 同心，这大幅改善了注射泵的流动均匀性。
参看图3，其示出了导螺杆52的侧视图。显示了传送板54、导螺 杆皮带轮56、及第一轴承60。如上所述，在一优选实施例中，第一轴 承60是被焊接到传送板的；但它也可以是压配或通过其他方式来固定 到位的。皮带轮56可通过各种方式安装到导螺杆上。在此情况下，皮 带轮有一驱动销80及一固定螺母82，该驱动销确保皮带轮随导螺杆 52的旋转而旋转，而该固定螺母将皮带轮固定到导螺杆的第一端58。 对于轴承和皮带轮来说，其它安装技术也是可能的。
在导螺杆52的第二端或近端76，形成一轴承座84或轴承座圈。 在接近螺纹85且介于该螺纹与轴承座之间的一个位置处形成一螺纹截 槽86。轴承座在每个端部有一平台(land)88，此平台带有外倒角90。 外倒角便于将轴承座滑入连接管内。轴承座还包括两个被轴承座截槽 94间隔开的向外分叉轴承面92。轴承座84的形状为大致沙漏形。轴 承座截槽94是一制造特征，其提供了一个方便的位置，在导螺杆的第 二端76滑入连接管74内的过程中，可在该位置压追轴承。轴承的齿 顶面如图所示并如以下所描述的，至少起初要被置于截槽94内，而因 为截槽的深度，不同尺寸的轴承均可在轴承座84内良好工作。这样就 能以更自由的公差来制造轴承，从而降低生产成本。
在图4和图5中所示的是根据本发明各方面的适当的导螺杆轴承 100。此轴承包括：一外轴承表面102，一内轴承齿顶面104、两锥形 表面106、及在外轴承表面各侧面的倒角108。轴承上有裂口110，如 图4所示，用于使得轴承能够更容易地安装到轴承座84。
在外轴承表面上还形成有三个槽112，用以控制轴承的弯曲点。因 为这些槽彼此之间以90度间隔开(包括裂口110)，所以轴承对连接管 更均匀地施加外向压力，这为导螺杆提供了在连接管内更好的定心动 作。三个凹口112及裂口110具有形成四个区段的效果，带来更好的 可控弹性效果，而且使轴承在插入连接管74内时更易于压缩。虽然本 实施例中仅示出了三个凹口，但可按需使用更多或更少的凹口。
在图6中，所示轴承100被安装到导螺杆52的轴承座84。轴承的 齿顶面104被置于轴承座的轴承座截槽94之内，此轴承座截槽为轴承 提供了良好的起始位置。应注意的是根据附图，当在轴承座上居中时， 轴承内径大于轴承座84的相应位置的外径，且轴承的外径大于导螺杆 52的螺纹的外径。之所以如此，目的是使轴承的外表面总是与连接管 74的内表面114相接触(图2)。连接管典型的是通过注模成型来制造 的，并且由于这种工艺，穿过连接管的内部表面114由一端至另一端 是锥形的。因此，导螺杆轴承78一定能够适应连接管的锥形内径。因 此，导螺杆轴承的外径被设定成，它会与连接管的最大内径接触。图4 所示轴承78的倒角108有助于将导螺杆的第二端76安装到连接管74 中。无论导螺杆的第二端是被向前推入连接管或从向后拉入连接管， 外倒角都在轴承与倾向于压缩轴承的连接管端部之间提供了一定的接 触角度，从而有利于插入连接管。此外，倒角去掉了轴承的所有锐利 的边缘，否则一旦轴承被安装在连接管内，这些边缘会与连接管的内 表面产生较大摩擦。
此外，轴承78的锥形表面106与轴承座84的分叉表面92是互补 的。因为轴承100是由低摩擦材料制成的，所以它易于按需要沿轴承 座的分叉表面92滑动，从而保持导螺杆第二端78在连接管74内居中。 轴承座的分叉表面92给该座以一大致沙漏形的外观。还可指出的是， 轴承座84是关于轴承座截槽94对称的，而且此形状提供了特有的优 点，如图7和图8所示。
现参照图7，位于导螺杆52第二端76的轴承100和轴承座84被 安装在连接管74中，该连接管仅部分地示于图中。轴承与连接管的内 表面114接触。因为正向近端方向拉连接管，这可能是因为驱动头30 正在被附着到一个新的注射器(图1)，轴承外表面102与连接管的内 表面114之间的摩擦力便以一种“楔入”动作，将轴承拉到轴承座的 近端的分叉表面116上。因为锥形轴承面106具有与轴承座84的分叉 轴承面92相同的角度，所以导致一种斜面型结构。这种楔入动作具有 提供抵抗导螺杆的更加稳定的力的作用，从而使导螺杆在连接管内保 持居中。
图8表示另一种情况，其中连接管74正在导螺杆52的第二端76 上运动，这次朝在远端方向。这可能是起因于正在操作注射泵10以将 注射器12年内含物排入输液装置38(图1)。因此，驱动头30和连接 管74在远端方向上向注射器管16运动。因为连接管正在被拉向远端 方向，轴承外表面102与连接管的内表面114之间的摩擦力便以上述 楔入动作，将轴承拉到轴承座的最远端分叉表面118上。同样如上所 述，这种楔入动作具有提供抵抗导螺杆的更加稳定的力的作用，从而 使导螺杆在连接管内保持居中，而且在医疗液体正被注入患者体内这 种情况下，已发现这一居中动作将导致注射泵具有更好的流动均匀性。
这种楔入动作的结果，起因于轴承100大于连接管74的内径，并 因此施加了抵抗连接管内侧的持续力，而且起因于连接管的内表面114 与轴承的外表面102之间的摩擦力。此外，轴承座84的分叉表面92 与轴承100的互补的锥形表面106便于轴承的运动形成楔入动作。
导螺杆可由不锈钢制成，带有非电解镍镀。轴承可由DelrinTM材料 制成，其为一种可从E.I.DuPont de Nemours and Company取得的乙缩 醛树脂。连接管可由玻璃填充尼龙(glass-fillednylon)制成。其它材料 也可用于这些部件。
尽管在所示实施例中，轴承座是从与导螺杆的螺纹部分相同的材 料块上切制出来的，但其它方案也是可能的。例如，在存在中空导螺 杆的情况下，轴承座可以是单独制造的，并通过诸如粘合或焊接而固 定到导螺杆的近端，从而利用导螺杆或能够提供较低成本的导螺杆。
虽然已描述并说明了本发明的特定实施例，显然在本领域技术人 员的能力范围内易于得出本发明的修改及实施方案，且无需运用创造 能力。因此，应理解的是，可以在本发明的形式、细节以及应用方面 进行各种各样的变化，而不偏离本发明的精神和范围。
相关申请的交叉引用
本申请要求美国专利申请第10/425,576号的优先权。

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