《一種聯動控制裝置及採用其的血氣分析儀》是深圳市理邦精密儀器股份有限公司於2012年7月13日申請的專利，該專利的公布號為CN102734529A，申請公布日為2012年10月17日，發明人是黃高祥、趙志翔。該發明涉及醫療器械領域。
《一種聯動控制裝置及採用其的血氣分析儀》提供一種聯動控制裝置，其包括動力單元、設定有凸台的轉動件，所述動力單元產生動力帶動所述轉動件轉動，其還包括與該轉動件凸台抵頂配合的閥門組件、控制所述動力單元啟動或停止的信號控制單元、以及與所述信號控制單元信號連線的感應開關、與所述感應開關成對配置的設定在轉動件上的感應腳。套用該發明能夠對各種液體和氣體開關時序的精準控制，且中間不能相互影響產生混亂又能將成本做到最低，能夠達到最佳的控制效果。該發明結構簡單、價格成本較低，而且具有穩定和精準的聯動性保障。
2017年12月11日，《一種聯動控制裝置及採用其的血氣分析儀》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種聯動控制裝置及採用其的血氣分析儀》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種聯動控制裝置及採用其的血氣分析儀
- 申請人：深圳市理邦精密儀器股份有限公司
- 申請日：2012年7月13日
- 申請號：2012102419453
- 公布號：CN102734529A
- 公布日：2012年10月17日
- 發明人：黃高祥、趙志翔
- 地址：廣東省深圳市南山區蛇口南海大道1019號南山醫療器械園B棟三樓
- 分類號：F16K31/00(2006.01)I、F16K31/524(2006.01)I、G01N33/48(2006.01)I
- 代理機構：深圳市港灣智慧財產權代理有限公司
- 代理人：孫強
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
開關控制結構廣泛運用在機械設備中，2012年前市場上的開關控制方式主要是依靠電磁力開關或機械開關來實現對液路、氣路、電路等的開合控制。這種點對點的直接控制方式可以短時有效的控制所要控制的開關。比如，機器的電源開關、管道的閥門開關等，可以利用機械開關來實現手動控制或利用電磁開關來實現電路自動控制。
機械開關在精密的設備中是無法通過手動操作來實現各個開關的聯動控制的，而如果用電磁閥來控制各個開關，一來由於閥門個數太多，控制板上用來控制各個閥門的信號輸入通道和信號發出通道也就相應變多，使得各個閥門之間的聯動效果變得不可靠；同時，由於電池閥的個數過多也增加了開關元件的成本及電路控制的成本。因此上面所說的幾種開關控制在聯動性要求較高時都不能提供穩定的聯動性保障而且價格相對較高。
公開號CN201594476U的檔案公開了一種新型凸輪開關，其包括開關座、凸輪、滑桿及電觸片，所述凸輪通過凸輪軸設於開關座上，所述凸輪包括上凸輪和下凸輪構成，上下凸輪偏心角度差為15-45度，凸輪兩側設有滑桿，滑桿與開關座活動連結，兩側的滑桿上下錯開，並通過頂端與凸輪相接觸，所述電觸片分為靜處片和動觸片，兩側滑桿上設有動觸片，並在動觸片對應開關座上設有靜處片，滑桿與開關座之間設有回覆機構。這種新型凸輪開關兩滑桿的運動過程靈活而且結構簡單。然而這種新型凸輪開關不能用於較多的開關控制，特別在精密的醫療設備中擁有較多的開關，也無法對各個開關實現精準的聯動控制。
隨著技術的發展，對於精密的醫療設備，對開關的控制要求也是越來越高，比如在血氣分析儀、血液分析儀以及生化分析儀等醫療設備中就存在有對液路、氣路、電路等的聯動控制，在這種情況下，不但需要各個開關控制順序聯動更加精準，而且由於所使用的開關較多，所以還要求嚴格控制開關的成本。
發明內容
專利目的
為克服上述缺陷，能夠達到最佳的控制效果，對各種液體和氣體開關時序的精準控制，且中間不能相互影響產生混亂又能將成本做到最低。該發明提供一種聯動控制的裝置，能夠提供穩定精準的聯動控制，較低的價格和結構簡單的效果。該發明還提供了一種套用該聯動控制裝置的血氣分析儀。
技術方案
《一種聯動控制裝置及採用其的血氣分析儀》所述聯動控制裝置，包括有機架以及設定在其上的：動力單元、由該動力單元帶動的帶有凸台的轉動件、與該轉動件凸台抵頂配合的閥門組件，還包括有控制所述動力單元啟動或停止的信號控制單元，以及與所述信號控制單元信號連線的感應開關、與所述感應開關成對配置的設定在轉動件上的感應腳。
進一步，該聯動控制裝置還包括一個變速牙箱，該變速牙箱分別與動力單元和轉動件傳動連線。進一步，所述閥門組件由閥門主體、壓力彈簧組成，所述壓力彈簧套設於閥門主體，所述壓力彈簧兩端分別位於閥門主體和主機架上。進一步，所述閥門組件還包括滾輪，所述滾輪通過鐵軸銷連線於閥門主體。進一步，所述滾輪可以設定一個或兩個。進一步，所述感應開關為光耦感應開關。進一步，所述轉動件可以設定一個或一個以上的凸台。進一步，所述設定有凸台的轉動件為凸輪。
一種血氣分析儀，包括主機架和設定在其上的：測試卡、試劑包、真空泵，還包括設定在所述主機架上的聯動控制裝置，所述閥門組件包括標定液閥門、空氣閥門、樣本閥門及電流閥門，所述信號控制單元集成在所述血氣分析儀控制電路中。
一種套用於上述血氣分析儀的控制方法，所述信號控制單元檢測到樣本插入則啟動動力單元開始運轉，當所述標定液感應腳觸發感應開關並將信號傳輸至信號控制單元，所述信號控制單元控制動力單元停止運轉，真空泵抽取標定液，信號控制單元檢測標定液抽取到規定用量，啟動動力單元開始運轉；所述空氣感應腳觸發感應開關並將信號傳輸至信號控制單元，所述信號控制單元控制動力單元停止運轉，真空泵抽取空氣，信號控制單元檢測空氣抽取到規定用量，啟動動力單元開始運轉；所述樣本感應腳觸發感應開關並將信號傳輸至信號控制單元，所述信號控制單元控制動力單元停止運轉，真空泵抽取樣本，信號控制單元檢測樣本抽取到規定用量，機器開始檢測樣本，檢測完畢後信號控制單元啟動動力單元開始運轉。
改善效果
《一種聯動控制裝置及採用其的血氣分析儀》對各種液體和氣體開關時序的精準控制，且中間不能相互影響產生混亂又能將成本做到最低，能夠達到最佳的控制效果。該發明具有結構簡單，價格成本較低和穩定精準聯動控制。
附圖說明
圖1為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的整體示意圖；
圖2為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的支架示意圖；
圖3為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的電機動力源組件示意圖。
圖4為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的牙箱變速組件示意圖。
圖5為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的凸輪正面凸台示意圖；
圖6為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的凸輪反面光耦開關感應腳示意圖；
圖7為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的標定液閥門組件示意圖；
圖8為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的空氣閥門組件示意圖；
圖9為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的樣本閥門組件示意圖；
圖10為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的電流閥門組件示意圖；
圖11為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的試劑包組件示意圖。
圖12為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的測試卡組件示意圖。
圖13為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的工作初始狀態意圖；
圖14為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的工作抽取標定液狀態意圖；
圖15為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的工作抽取空氣狀態意圖。
圖16為該發明一種套用聯動控制裝置的血氣分析儀的工作抽取樣本狀態意圖。
權利要求
1.一種聯動控制裝置，包括有機架以及設定在其上的：動力單元、由該動力單元帶動的帶有凸台的轉動件、與該轉動件凸台抵頂配合的閥門組件，其特徵在於，還包括有控制所述動力單元啟動或停止的信號控制單元，以及與所述信號控制單元信號連線的感應開關、與所述感應開關成對配置的設定在轉動件上的感應腳。
2.如權利要求1所述的一種聯動控制裝置，其特徵在於：該聯動控制裝置還包括一個變速牙箱，該變速牙箱分別與動力單元和轉動件傳動連線。
3.如權利要求2所述的一種聯動控制裝置，其特徵在於：所述閥門組件由閥門主體、壓力彈簧組成，所述壓力彈簧套設於閥門主體，所述壓力彈簧兩端分別位於閥門主體和主機架上。
4.如權利要求3所述的一種聯動控制裝置，其特徵在於：所述閥門組件還包括滾輪，所述滾輪通過鐵軸銷連線於閥門主體。
5.如權利要求4所述的一種聯動控制裝置，其特徵在於：所述滾輪設定至少一個。
6.如權利要求5所述的一種聯動控制裝置，其特徵在於：所述感應開關為光耦感應開關。
7.如權利要求6所述的一種聯動控制裝置，其特徵在於：所述轉動件可以設定至少一個的凸台。
8.如權利要求7所述的一種聯動控制裝置，其特徵在於：所述設定有凸台的轉動件為凸輪。
9.一種血氣分析儀，包括主機架和設定在其上的：測試卡、試劑包、真空泵，其特徵在於：還包括設定在所述主機架上的聯動控制裝置，所述閥門組件包括標定液閥門、空氣閥門、樣本閥門及電流閥門，所述信號控制單元集成在所述血氣分析儀控制電路中。
10.一種套用於如權利要求9所述的血氣分析儀的控制方法，其特徵在於，所述信號控制單元檢測到樣本插入則啟動動力單元開始運轉，當所述標定液感應腳觸發感應開關並將信號傳輸至信號控制單元，所述信號控制單元控制動力單元停止運轉，真空泵抽取標定液，信號控制單元檢測標定液抽取到規定用量，啟動動力單元開始運轉；所述空氣感應腳觸發感應開關並將信號傳輸至信號控制單元，所述信號控制單元控制動力單元停止運轉，真空泵抽取空氣，信號控制單元檢測空氣抽取到規定用量，啟動動力單元開始運轉；所述樣本感應腳觸發感應開關並將信號傳輸至信號控制單元，所述信號控制單元控制動力單元停止運轉，真空泵抽取樣本，信號控制單元檢測樣本抽取到規定用量，機器開始檢測樣本，檢測完畢後信號控制單元啟動動力單元開始運轉。
實施方式
以血氣分析儀為例對該發明進行進一步詳細說明（如圖1所示）。血氣分析儀包括：閥門控制裝置、試劑包裝置、測試卡、真空泵和主機架；所述的閥門控制裝置，試劑包裝置和真空泵均安裝在主機架上，所述的凸輪聯動結構安裝所述的主機架上，所述的測試卡和試劑包插入到所述的支架和各閥門組件之間，且測試卡與所述的試劑包裝置和真空泵相連線。
套用在血氣分析儀上的聯動控制裝置包括：支架和設定在支架上的電機動力源組件、控制電路、牙箱、凸輪、四個閥門組件、測試卡組件、試劑包組件及真空泵組件；所述的電機動力源、牙箱及凸輪裝配於支架的一側；試劑包組件和測試卡組件及真空泵組件裝配於通過所述的底座裝配於支架另一側；所述的標定液閥門、空氣閥門、樣板閥門及電流閥門四個閥門裝配於凸輪和測試卡之間的支架上且依靠凸輪來控制。
血氣分析儀各部件的結構（如圖2-12所示）：支架件01：為“U”型結構，該發明優選在同一支架上設定測試卡底座11、試劑包底座12、電機裝配孔19、牙箱裝配孔18、凸輪裝配孔15及標定液閥門裝配孔16、空氣閥門裝配孔14、樣本閥門裝配孔13、電流閥門裝配孔17用來裝配上面所述的組件；電機動力組件02：由電機21和固定裝配於電機上的齒輪22組成，當電機21轉動時帶動齒輪22轉動，為牙箱提供動力源。牙箱組件03：牙箱組件由組裝配於支架件01上的變速齒輪組成，分別為變速齒輪31和變速齒輪32。該變速裝置起到降低轉速的作用。
凸輪件04：由周邊帶齒輪的凸輪件組成，在凸輪的正面設有兩邊都帶有坡度的平滑凸起(必須平滑凸起，如果是階梯凸起則不能實現閥門開啟與關閉)的兩凸台分別為第一凸台41和第二凸台42用來對各個閥門開合的控制，並且第一凸台41和第二凸台分別設定在凸輪的不同半徑上用來對閥門的分別控制，在凸輪的背面設定四個感應腳分別為，標定液感應腳43、空氣感應腳44、樣本感應腳45和電流感應腳46，用來對各個閥門的位置檢測，這裡優選光耦感應，因為光耦感應的信號為單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，從而能夠使聯動效果更具穩定性。在該凸輪上設裝配柱47裝配於支架件01的凸輪裝配孔15上。
標定液閥門組件05：由閥門主體51，並在閥門與凸輪接觸位通過鐵軸52裝配滾輪53用來接觸凸輪表面並在凸輪上滾動，以便減少摩擦力，同時在閥門主體上裝配壓力彈簧54，整個標定液閥門組件裝配於支架1和凸輪4之間。空氣閥門組件06：由閥門主體61，並在閥門與凸輪接觸位通過鐵軸62裝配滾輪63用來接觸凸輪表面並在凸輪上滾動，以便減少摩擦力，同時在閥門主體上裝配壓力彈簧64，整個標定液閥門組件裝配於支架1和凸輪4之間。
樣本閥門組件07：由閥門主體71，並在閥門與凸輪接觸位通過鐵軸72裝配兩滾輪第一滾輪73和第二滾輪74用來接觸凸輪表面並在凸輪上滾動，以便減少摩擦力，並受控於凸輪上第一凸台41和第二凸台42，同時在閥門主體上裝配壓力彈簧75，整個標定液閥門組件裝配於支架1和凸輪4之間。電流閥門組件08：由閥門主體81，並在閥門與凸輪接觸位通過鐵軸82裝配滾輪83用來接觸凸輪表面並在凸輪上滾動，以便減少摩擦力，同時在閥門主體上裝配壓力彈簧84，並在閥門主體另一頭裝配一組導電觸頭85。整個標定液閥門組件裝配於支架1和凸輪4之間。
試劑包組件09：由提供標定液的包體91和控制空氣導出的閥門92和控制標定液導出的閥門93組成，並在試劑包體91一側設定鋼針94用來插入測試卡組件10用來連通試劑包和測試卡。測試卡組件010：由測試卡主體101和提供樣本的注射器接入口102、樣本閥門103、電流板104、試劑包接入口105及真空泵加入口106構成。
結構件特徵及裝配方法說明如下：在U型支架01上通過電機裝配孔19裝配好電機動力組件02；在U型支架01上通過牙箱裝配孔18裝配好第一變速齒輪31和第二變速齒輪32；在U型支架01上通過凸輪裝配孔16裝配好凸輪；同樣在U型支架01上通過標定液閥門裝配孔16、空氣閥門裝配孔14、樣本閥門裝配孔13、電流閥門裝配孔17依次裝配好標定液閥門組件05、空氣閥門組件06、樣本閥門組件07、電流閥門組件08；在U型支架內部通過測試卡底座11裝配測試卡組件10；通過試劑包底座12裝配試劑包組件9；在需要控制各個閥門的通斷過程中，只要給控制電路信號由控制電路控制電機就可以通過凸輪的間隔轉動來實現多個閥門的控制需求，而控制電路信號又可以通過凸輪轉到相應位置而觸發感應所得，從而形成一組整體有序的聯動控制機構。
詳細控制過程：
1.初始狀態（參見如圖1和圖13所示）：標定液閥門組件05、空氣閥門組件06在各自閥門壓力彈簧力的作用下壓住試劑包組件09上的標定液導出閥門93和空氣導出閥門92，使得標定液導出閥門93和空氣導出閥門92處於關閉狀態；凸輪04上第一凸台41頂住電流閥門滾輪83打開電流閥門組件08和第二凸台42頂住樣本閥門第一滾輪73打開樣本閥門組件07，釋放出該兩閥門，使樣本閥門保持導通狀態而電流保持斷開狀態，以便測試卡組件010的插入和拔出。
2.啟動狀態：插入測試卡組件010後，同時在測試卡組件上注射器接入口102插入帶有樣本的注射器011；這時控制電路系統檢測到樣板已經插入則起動電機動力組件02開始運轉，通過牙箱03帶動凸輪04轉動，凸輪04上的第一凸台41和第二凸台42同時釋放電流閥門滾輪83和樣本閥門第一滾輪關閉樣本閥門組件07和電流閥門組件08，使得樣本閥門在壓力彈簧75的作用下壓緊測試卡上的樣本閥門103而使樣本處於阻斷狀態。同時電流閥門組件08在壓力彈簧84的作用下使得電流閥門前端的導電觸頭85壓緊測試卡組件上的電流板104從而使得測試電流處於導通狀態。
3.抽取標定液狀態（參見如圖1和圖14所示）：電機動力組件02繼續運轉，通過牙箱03帶動凸輪04轉動，當凸輪04上第一凸台41頂開標定液閥門組件05上標定液閥門滾輪53時，標定液閥門組件05釋放出試劑包組件09上標定液導出閥門93而使得標定液通道導通，這時凸輪04上的標定液感應腳43觸發光耦感應開關013，使得電機動力組件02停止運轉。同時真空泵組件012開始工作，抽取標定液。
4.抽取空氣狀態（參見如圖1和圖15所示）：當控制電路檢測到標定液抽取到規定用量時，控制電路發出信號觸發電機動力組件02開始運轉，凸輪04上第一凸台41先釋放出標定液閥滾輪53關閉標定液閥門組件05，標定液閥門組件05在標定液閥門壓力彈簧54的壓力下重新壓緊試劑包組件09上的標定液導出閥門93而使標定液通道關閉，當凸輪04上第一凸台41轉動到頂開空氣閥門滾輪63時打開空氣閥門組件06時釋放出試劑包組件09上的空氣導出閥門92而使空氣通道導通，這時凸輪04上的空氣感應腳44觸發光耦開關013，使得電機動力組件02停止運轉。此時真空泵組件012開始工作，抽取空氣。
5.抽取樣本狀態（參見如圖1和圖16所示）：當空氣抽取到規定用量時，觸發電機動力組件02開始運轉，凸輪04上第一凸台41先釋放出空氣閥門滾輪63關閉空氣閥門組件06，空氣閥門組件06在空氣閥門壓力彈簧64的壓力下重新壓緊試劑包組件09上的空氣導出閥門92而使空氣通道關閉，當凸輪04上第一凸台41轉動到頂開樣本閥門上第二滾輪74時打開樣本閥門組件07，釋放出測試卡組件010上的樣本導出閥門103而使空氣通道導通，這時凸輪04上的空氣感應腳45觸發光耦開關013，使得電機動力組件02停止運轉。此時真空泵組件012開始工作，抽取樣本。
6.樣本檢測完畢回到初始狀態：當樣本抽取到規定用量時，機器開始檢測樣本。在控制電路檢測到樣本檢測完畢後，控制電路發出信號控制電機動力組件02開始運轉，凸輪04上第一凸台41先釋放出樣本閥門第二滾輪74關閉樣本閥門組件07，樣本閥門組件07在樣本閥門壓力彈簧75的壓力下重新壓緊測試卡組件010上的樣本導出閥門103而使樣本導出閥門通道關閉；此時電機動力組件02繼續運轉，當凸輪04上第一凸台41轉動到頂開電流閥門滾輪83是打開電流閥門組件08，使得電流閥門組件08前端的導電觸頭85離開測試卡組件上的電流板104從而使得測試電流處於斷開狀態；同時凸輪04上第二凸台42轉動到頂開樣本閥門第一滾輪73時打開樣本閥門組件07，釋放出測試卡組件010上的樣本導出閥門103而使空氣通道導通，以便測試卡組件010的插入和拔出。以便測試卡組件010的順利拔出。同時方便下一測試卡組件的插入進行下一次的測試。
在該血氣分析儀中包括有用來標定測試卡的標定液及用來測試用的人體血液，兩種液體和一種氣體要流經測試卡用來標定和測試，為了能夠達到最佳測試結果，在測試時必須對各種液體和氣體開關時序的精準控制，中間不能相互影響產生混亂又要成本做到最低。在該發明中標定液、氣體及樣本進入的時序及用量是由嚴格要求的。我們都可以通過凸輪上凸台的位置和有效凸起長度調節來實現。
榮譽表彰
2017年12月11日，《一種聯動控制裝置及採用其的血氣分析儀》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
