本發明涉及醫療器械領域，具體涉及一種智能胰島素注射筆。

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背景技術：
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傳統的胰島素注射器在注射胰島素時經常會出現下述問題：一、患者采用手動注射，往往會出現胰島素注射過多或過少的問題，導致影響病情控制；二、有時出于忙亂，往往會在規定時間忘了注射胰島素；三、患者在進行手動注射時，手的晃動會給自己帶來較大的進針創傷面；四、大多數患者對通過手動的方式進行扎針和進行皮下注射有恐懼癥和巨大的心理壓力。

例如中國公告號為CN103170038B的發明專利公開了一種胰島素注射筆，包括筆帽、針頭、內置活塞并預裝了藥劑的針劑管、針劑套管、定位卡塊、螺桿、螺母管、固定管、旋管和按鈕，螺桿兩側沿軸向分別切除部分螺紋而成兩個互相平行的切面，螺桿前端為壓頭，螺桿與螺母管的內螺紋耦合，該注射筆還包括旋轉手柄回轉彈簧，旋轉手柄位于該注射筆的外端即與筆帽相對的一側，旋管外端設置在旋轉手柄內部并與旋轉手柄固定，旋管的另一端與螺母管卡接，定位卡塊套置在旋管外且與旋管卡接；螺母管設置在壓頭和定位卡塊之間；回轉彈簧套置在旋管上，回轉彈簧的一端與旋轉手柄的內側固定，回轉彈簧的另一端與定位卡塊固定。本發明通過定位卡塊與回轉彈簧、離合彈簧的反復調節，可實現多次使用。

之后，為了方便實際操作和控制，便有了自動或半自動的胰島素注射器發明。中國公開號為CN105194766A的發明專利申請公開了一種智能自動胰島素注射筆，其包括筆套和設置在筆套內的活塞，活塞連接有驅動桿，還包括控制系統，控制系統包括單片機和伺服電機，單片機用于控制伺服電機運轉，伺服電機通過驅動桿與活塞連接，伺服電機用于控制活塞移動。該發明技術具有能準確控制胰島素注射劑量、提醒用戶用藥、提醒用戶胰島素剩余劑量、控制胰島素儲存溫度和提醒用戶外出攜帶胰島素注射筆的優點。

然而，這種所謂的自動胰島素注射器發明在實際注射操作時還不能實現完全的自動化操作，即其針頭插入人體皮膚時依然還是人為操作的，導致出現無法控制插入針頭的深淺、對扎針產生恐懼感等一系列問題，給廣大糖尿病患者帶來極大的不便。

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技術實現要素：
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本發明旨在提供一種智能胰島素注射筆，能夠實現針頭進退的自動化操控，避免人為操控帶來的不良影響。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：

一種智能胰島素注射筆，包括筆主體，筆主體包括注射驅動機構、注射組件、電源組件、控制及顯示組件；注射組件包括胰島素筆芯及針頭，控制及顯示組件控制注射驅動機構的動作并顯示注射相關信息，注射驅動機構驅動胰島素筆芯內的藥液由所述針頭輸出，電源組件為注射驅動機構及控制及顯示組件供電；其特征在于：所述筆主體還包括殼體組件和自動進退針機構，所述注射組件還包括皮膚定位件；自動進退針機構和所述注射驅動機構設置于殼體組件內，所述注射組件連接于所述注射驅動機構前端并伸出殼體組件外部；所述皮膚定位件罩設于注射組件，皮膚定位件前端開設有針頭孔，末端固定連接于殼體組件上；自動進退針機構驅動所述注射驅動機構及注射組件前后移動，所述針頭在前后移動過程中由皮膚定位件的針頭孔伸出或縮回。

作為具體的技術方案，所述殼體組件包括上蓋和下蓋，上蓋和下蓋對合，構成一個具有內部裝配腔的殼體，殼體內部的裝配腔分為第一子腔體和第二子腔體；所述電源組件和自動進退針機構固定設置于第一子腔體內，所述注射驅動機構可前后位移地設置于第二子腔體內，所述定位件連接套固定設置于第二子腔體前端。

作為具體的技術方案，所述電源組件包括可充電電池、USB板及USB蓋。

作為具體的技術方案，所述控制及顯示組件包括PCB板、及PCB板電連接的顯示器件及輸入信號采集器件。

作為具體的技術方案，所述顯示器件包括OLED電路板和OLED屏，所述殼體組件上開設有顯示窗口，所述OLED屏固定設置于顯示窗口處，OLED電路板設置于殼體組件內部，與PCB板電連接，OLED電路板與OLED屏電連接。

作為具體的技術方案，所述顯示器件還包括硅膠墊和透明罩板，所述殼體組件上在所述顯示窗口周邊開設有透明罩板安裝槽，透明罩板固定設置于透明罩板安裝槽處，OLED屏邊緣與透明罩板之間設置硅膠墊。

作為具體的技術方案，所述輸入信號采集器件為飛梭開關及旋轉帽，飛梭開關裝設于第二子腔體的后端，旋轉帽設置于殼體組件外部，并與飛梭開關配合，飛梭開關與PCB板電連接。

作為具體的技術方案，所述自動進退針機構包括電機支架、螺紋桿、進退針電機、推進塊、軸承、支架蓋；進退針電機后端固定電機支架，進退針電機的輸出軸向后伸入電機支架內；螺紋桿一端固定連接輸出軸，另一端設置于軸承上，軸承設置于支架蓋上，支架蓋固定于電機支架后端；推進塊螺接于螺紋桿上；推進塊設置有推進連接部，該推進連接部伸出電機支架并與所述注射驅動機構固定連接。

作為具體的技術方案，所述注射驅動機構包括外套、推塊、螺母、同心套、絲桿、絲桿固定套、電機傳動軸、傳動軸外罩、注射電機、電機殼體；注射電機設置于電機殼體內，輸出軸由電機殼體前端伸出，并與電機傳動軸固定連接；傳動軸外罩套設于電機傳動軸外部，同心套對接于傳動軸外罩前端；外套套設于同心套及傳動軸外罩外部，外套與同心套通過螺紋固定連接；絲桿固定套設置于同心套及電機傳動軸內部，隨電機傳動軸轉動、相對同心套轉動；螺母固定設置于同心套的前端，絲桿的前端固定連接推塊，后部通過軸向導向機構設置于絲桿固定套內部，絲桿與螺母配合；所述胰島素筆芯固定設置于外套的前端，所述推塊密封配合于胰島素筆芯內壁。

作為具體的技術方案，所述注射驅動機構還包括固定彈圈，所述注射組件還包括胰島素筆芯固定罩，胰島素筆芯固定罩將胰島素筆芯對接于所述外套前端，固定彈圈將胰島素筆芯固定罩與外套固定連接。

作為具體的技術方案，所述注射驅動機構還包括滑動軸，電機殼體上設置有滑動軸配合部，所述殼體組件內部設置有滑動軸支撐柱；滑動軸兩端固定設置于殼體組件的滑動軸支撐柱上，所述滑動軸配合部設置于滑動軸上。

作為具體的技術方案，所述外套的側壁上設置有推進連接座，該推進連接座與自動進退針機構中推進塊的推進連接部固定連接。

作為具體的技術方案，智能胰島素注射筆還包括保護罩，保護罩設置在設置于所述皮膚定位件外部，并與所述殼體組件扣合。

作為具體的技術方案，所述皮膚定位件的針頭孔的四周設置有若干個棱錐狀的凸點。

作為具體的技術方案，所述殼體組件還包括定位件連接套，定位件連接套位于第二子腔體前端，并固定于上蓋和下蓋之間，所述皮膚定位件后端與定位件連接套固定連接。

本發明提供的智能胰島素注射筆，其有益效果在于：通過在殼體組件內設置自動進退針機構，使得注射驅動機構與注射組件在自動進退針機構的驅動下自動前后移動；此外，在殼體組件前端安裝皮膚定位件，該皮膚定位件罩住注射組件并留有供針頭伸縮的針頭孔，使得進針前，整個注射筆可以先定位在注射皮膚處，然后再插入針頭。本發明實現了全程自動化，對注射點、針頭插入深度、注射計量都可以準確控制，避免了傳統直接插入針頭方式的不確定性等負面影響。

〖附圖說明〗

圖1為本發明實施例提供的智能胰島素注射筆的整體外觀圖。

圖2為本發明實施例提供的智能胰島素注射筆的分解圖。

圖3、圖4及圖5為本發明實施例提供的智能胰島素注射筆的組裝過程的示意圖。

圖6為本發明實施例提供的智能胰島素注射筆中自動進退針機構的分解圖。

圖7為本發明實施例提供的智能胰島素注射筆中注射驅動機構的分解圖。

圖8為本發明實施例提供的智能胰島素注射筆中注射驅動機構與注射組件的裝配圖。

圖9為圖8所示部件的剖面圖。

〖具體實施方式〗

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

如圖1所示，本實施例提供的智能胰島素注射筆包括筆主體1和保護罩2，保護罩2設置在筆主體1前端部。

如圖2所示，筆主體1包括殼體組件、自動進退針機構13、注射驅動機構14、注射組件15、電源組件16、控制及顯示組件17。具體地，殼體組件包括上蓋111、下蓋112、上下蓋連接板113、裝飾環114及定位件連接套115。電源組件16包括可充電電池161、USB板162、USB蓋163。注射組件15包括胰島素筆芯151、胰島素筆芯固定罩152、針頭153、皮膚定位件154?？刂萍帮@示組件17包括PCB板171、OLED電路板172、OLED屏173、硅膠墊174、透明罩板175、飛梭開關176及旋轉帽177。

其中，上蓋111和下蓋112對合，后端由上下蓋連接板113固定連接，前端由裝飾環114箍緊，構成一個具有內部裝配腔的殼體。殼體內部的裝配腔分為第一子腔體116、第二子腔體117，第一子腔體116和第二子腔體117之間設置有自動進退針機構固定螺絲柱1181、上下蓋連接螺絲柱1182、滑動軸支撐柱1183。

結合圖2及圖3所示，電源組件16固定設置于第一子腔體116內后部，自動進退針機構13固定設置于第一子腔體116內前部；注射驅動機構14可前后位移地裝設于第二子腔體117內。飛梭開關176裝設于第二子腔體117的后端，旋轉帽177設置于殼體外部，并與飛梭開關176配合，飛梭開關176與PCB板171電連接。定位件連接套115位于第二子腔體117前端，并固定于上蓋111和下蓋112之間。

結合圖2及圖4所示，注射組件15的胰島素筆芯151通過胰島素筆芯固定罩152固定設置于注射驅動機構14的前端，針頭153螺接與胰島素筆芯固定罩152的前端。結合圖5，皮膚定位件154罩設于胰島素筆芯151、胰島素筆芯固定罩152、針頭153外部，后端與定位件連接套115固定連接，前端開設有針頭孔1541，針頭孔1541的四周設置有若干個棱錐狀的凸點1542。

繼續參見圖2及圖5，上蓋111上開設有顯示窗口1111及透明罩板安裝槽1112，控制及顯示組件17的OLED屏173固定設置于顯示窗口1111處，透明罩板175固定設置于透明罩板安裝槽1112處，OLED屏173邊緣與透明罩板175之間設置有硅膠墊174；PCB板171與OLED電路板172設置于上蓋111內部，PCB板171與OLED電路板172電連接，OLED電路板172與OLED屏173電連接。

如圖6所示，自動進退針機構13包括電機支架131、螺紋桿132、電機133、推進塊134、軸承135、支架蓋136。電機133后端固定電機支架131，電機133的輸出軸向后伸入電機支架131內，螺紋桿132一端固定連接輸出軸，另一端設置于軸承135上；軸承135設置于支架蓋136上，支架蓋136固定于電機支架131后端，推進塊134螺接于螺紋桿132上；電機支架131內側開設有推進窗口，推進塊134內側設置有推進連接部1341，該推進連接部與注射驅動機構14固定連接，結合參閱圖2及圖3。

如圖7所示，注射驅動機構14包括固定彈圈1401、外套1402、推塊1403、螺母1404、同心套1405、絲桿1406、絲桿固定套1407、電機傳動軸1408、傳動軸外罩1409、電機1410、電機上蓋1411、電機下蓋1412及滑動軸1413。結合圖8及圖9，電機上蓋1411和電機下蓋1412對合，構成一個電機殼體，電機1410設置于電機殼體內，電機1410輸出軸由電機殼體前端伸出，并與電機傳動軸1408固定連接；傳動軸外罩1409通過螺紋固定套設于電機傳動軸1408外部，同心套1405對接于傳動軸外罩1409前端；外套1402套設于同心套1405及傳動軸外罩1409外部，并與同心套1405通過螺紋固定連接；絲桿固定套1407設置于同心套1405及電機傳動軸1408內部，隨電機傳動軸1408轉動、相對同心套1405轉動；螺母1404固定設置于同心套1405的前端，絲桿1406的前端固定連接推塊1403，后部通過軸向導向機構設置于絲桿固定套1407內部，絲桿1406與螺母1404配合，在螺母1404作用下，絲桿1406隨絲桿固定套1407轉動的同時相對絲桿固定套1407軸向移動。

外套1402前端可扣合地設置固定彈圈1401，固定彈圈1401用于將胰島素筆芯固定罩152及胰島素筆芯151固定設置于外套1402的前端，同時使得推塊1403密封配合于胰島素筆芯151內壁。電機殼體上設置有滑動軸配合部1415，滑動軸1413穿設于該滑動軸配合部1415，兩端固定設置于殼體組件的滑動軸支撐柱1183上，參見圖2及圖3。外套1402的側壁上設置有推進連接座1414，該推進連接座1414與自動進退針機構13中推進塊134內側設置的推進連接部1341固定連接。

上述實施例中，電源組件16為整個裝置的用電單元提供工作電源(本實施例附圖中省去了供電線路)，PCB板171上設置有信號采集、數據處理、數據存儲、顯示輸出、控制輸出等功能電路，還設置有與外界通信的無線通信模塊。

上述實施例提供的智能胰島素注射筆，其工作原理及過程如下：

(1)利用胰島素筆芯固定罩152及固定彈圈1401將預注射的胰島素筆芯151固定設置于注射驅動機構14的外套1402的前端，裝配針頭153并螺接好皮膚定位件154；

(2)根據實際情況，通過調節旋轉帽177及飛梭開關176設定注射參數：

(3)將注射組件15的皮膚定位件154的前端按壓在注射點皮膚上，啟動注射；

(4)自動進退針機構13的電機133開始運轉，帶動螺紋桿132轉動，驅動推進塊134向前移動，推進塊134上的推進連接部1341帶動注射驅動機構14向前移動，使得注射驅動機構14前端安裝的注射組件15整體向前移動，此時針頭153由皮膚定位件154前端的針頭孔1541伸出，刺入皮膚設定深度后，電機133停止運轉；

(5)注射驅動機構14的電機1410開始運轉，帶動電機傳動軸1408轉動，進而帶動絲桿固定套1407和絲桿1406轉動；絲桿1406在轉動的同時，受到螺母1404的導向作用，相對絲桿固定套1407向前移動，驅動推塊1403在胰島素筆芯151向前推進，將藥液注射至人體內；

(6)當藥液注射完畢，注射驅動機構14的電機1410反向運轉，驅動推塊1403自動退回到起始位置；

(7)自動進退針機構13的電機133反向運轉，帶動注射驅動機構14向后移動，使得注射驅動機構14前端安裝的注射組件15整體向后移動，此時針頭153由皮膚定位件154前端的針頭孔1541縮回。

整個工作過程中，控制及顯示組件17的OLED屏173可以顯示輸入的或可供選擇的參數信息以及工作狀態等信息。此外，控制及顯示組件17的PCB板171上設置的無線通信模塊可以與手機APP或電腦端用戶軟件進行數據交換。

以上實施例僅為充分公開而非限制本發明，凡基于本發明的創作主旨、未經創造性勞動的等效技術特征的替換，應當視為本申請揭露的范圍。