[發(fā)明專(zhuān)利]醫(yī)療針頭銷(xiāo)毀裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410420749.1
• 申請(qǐng)日: 2014-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104185327A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李新波;付云博;梁亮;劉國(guó)君;吳越;劉建芳;楊志剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H05B6/24
• 分類(lèi)號(hào): H05B6/24
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 白冬冬

1.一種醫(yī)療針頭銷(xiāo)毀裝置，外殼（17）內(nèi)部上端安裝有坩堝（5），在坩堝（5）外壁上纏繞有感應(yīng)線圈（6）；坩堝（5）下端的出口安裝有帶熱電偶（10）的截止閥（9）；對(duì)應(yīng)坩堝（5）下端的出口處安裝有集物瓶（11），集物瓶（11）外安裝有冷卻裝置（12）；其特征在于：坩堝（5）的上口對(duì)應(yīng)有插入針頭（1）的入口夾（2），在入口夾（2）上安裝有光電傳感器（4）和控制入口夾（2）收縮的入口夾步進(jìn)電機(jī)（3）；在坩堝（5）上固定安裝有齒輪（7），齒輪（7）與電機(jī)（8）的軸嚙合；其中入口夾（2）的結(jié)構(gòu)是：入口夾（2）分為兩部分固定側(cè)（24）和活動(dòng)側(cè)（23），固定側(cè)（24）固定在外殼（17）上，活動(dòng)側(cè)（23）固定安裝有齒條（22），齒條（22）的齒與入口夾步進(jìn)電機(jī)（3）軸上的齒嚙合，在入口夾（2）的固定側(cè)（24）和活動(dòng)側(cè)（23）內(nèi)側(cè)固定安裝有橡膠墊（21）。

2.權(quán)利要求1所述醫(yī)療針頭銷(xiāo)毀裝置的電控系統(tǒng)，其特征在于：控制器（13）的面板上有顯示器（14）、啟動(dòng)按鈕（15）、開(kāi)始銷(xiāo)毀按鈕（16）、復(fù)位按鈕（18）；其電路原理是：

感應(yīng)線圈的驅(qū)動(dòng)電路：J11就是控制板中繼電器HF32FA的輸出端；變壓器右端接入的是由二極管構(gòu)成的全橋整流電路，H橋逆變電路Q(chēng)1到Q4是四個(gè)MOSFET，與MOSFET并聯(lián)的C1到C4和D1到D4分別是四個(gè)諧振極電容和四個(gè)續(xù)流二極管，Q1_IN到Q4_IN是四個(gè)插針與Q1到Q4的柵極相連，外接單片機(jī)的控制引腳PA3、PA4、PA14、PA13；

STM32單片機(jī)的最小系統(tǒng)：STM32單片機(jī)的最小系統(tǒng)和熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片MAX6675連接，MAX6675的SO、CS、SCK分別接單片機(jī)的PA0、PC1、PA2；VCC接VCC3.3，GND接地，T+、T-與顯示屏接口電路中熱電偶接入模塊J1中的IN+、IN-相連；

入口夾處步進(jìn)電機(jī)和繼電器的驅(qū)動(dòng)電路：U1是達(dá)林頓管ULN2003，1腳、2腳、3腳、4腳接單片機(jī)PC4、PC5、PA6、PA7，輸出端OUT_A、OUT_B、OUT_C、OUT_D與顯示屏接口電路中外接步進(jìn)電機(jī)模塊J17中2、3、4、5相連，U1的5腳接單片機(jī)的PC2，12腳接NPN三極管Q6的基極，Q6的發(fā)射極接地，集電極串聯(lián)HF32FA繼電器，繼電器輸出端接插針J13，J13外接感應(yīng)線圈驅(qū)動(dòng)電路中的J11；

坩堝旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路：OUT_M2接單片機(jī)的PA1，它通過(guò)R9接三極管Q5的基極，Q5的集電極通過(guò)R10接VCC3.3，發(fā)射極接地，Q5的集電極和發(fā)射極分別接AQY272光電隔離模塊U15的輸入端1腳和2腳，U15的輸出端3腳接地，4腳接J7的2腳，J7的1腳接24V；J7是有兩個(gè)腳的插針，其外接直流坩堝旋轉(zhuǎn)電機(jī)；

市電220V轉(zhuǎn)直流24V的轉(zhuǎn)換電路：S1接市電，并且接入變壓器的高壓側(cè)，變壓器低壓側(cè)接全橋整流的AC，將V+和V-接入穩(wěn)壓芯片7824的輸入端和地，在7824的輸出端得到直流的24V電源；

24V轉(zhuǎn)5V的轉(zhuǎn)換電路：?U2是一個(gè)開(kāi)關(guān)型降壓穩(wěn)壓器LM2576S-5.0，經(jīng)濾波后的24V電壓接到U1的輸入端1腳，U2的0腳、3腳、5腳接地，把U2的輸出端2腳與地串聯(lián)一個(gè)整流二極管D8，再將2腳接入電感L1，U2的4腳接到L1和C25之間；

5V變3.3V的轉(zhuǎn)換電路：U3為正向低壓降壓穩(wěn)壓器AMS1117，輸入3腳與5V相連，1腳接地，0腳和2腳短接輸出3.3V電壓；

液晶屏ILI9320的接口電路：J10是一個(gè)共34引腳的雙排插針，外接ILI9320；J10的1、2、3、4腳連單片機(jī)的PC9、PC8、PC7、PC6，5腳RESET連單片機(jī)的7腳NSET，6腳到21腳連單片機(jī)的PB0到PB15，22腳接地，23腳接單片機(jī)PC10，24腳接VCC3.3V并且與22腳相連，C34和R19連到單片機(jī)的PC3，33腳接PC13，34腳接PA5；

接口模塊：J1內(nèi)部與STM32的最小系統(tǒng)中MAX6675的2腳和3腳相連，J2的2腳外接光電傳感器輸入內(nèi)接單片機(jī)PC0，3腳接VCC3.3；J4是按鍵輸入，1腳接VCC3.3，2腳內(nèi)接單片機(jī)PA8外接啟動(dòng)按鍵，3腳內(nèi)接單片機(jī)PA15外接銷(xiāo)毀按鍵，4腳內(nèi)接單片機(jī)PD2外接復(fù)位按鍵，5腳接地；J16是逆變控制信號(hào)輸出模塊，1腳、2腳、3腳、4腳內(nèi)接單片機(jī)的PA3、PA4、PA14、PA13，外接高頻線圈的驅(qū)動(dòng)電路中J14中的1腳、2腳、3腳、4腳；J17外接步進(jìn)電機(jī)，1腳接5V，2腳、3腳、4腳、5腳內(nèi)接驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)和繼電器的驅(qū)動(dòng)電路中U1的16腳、15腳、14腳、13腳，外接接步進(jìn)電機(jī)的四個(gè)控制端。

3.權(quán)利要求1所述醫(yī)療針頭銷(xiāo)毀裝置的銷(xiāo)毀方法，其特征在于：按下啟動(dòng)按鈕（15）后，控制板（13）上電工作，當(dāng)光電傳感器（4）檢測(cè)到針頭插入，將信號(hào)傳送到帶有單片機(jī)的控制板（13）中，單片機(jī)發(fā)出控制命令給驅(qū)動(dòng)電路控制步進(jìn)電機(jī)（3），使入口夾運(yùn)作，將針頭在入口處夾住；

此時(shí)拔出注射器，單片機(jī)經(jīng)過(guò)延時(shí)控制步進(jìn)電機(jī)（3）使入口夾松開(kāi)，從而針頭掉入坩堝（5）中；

與此同時(shí)單片機(jī)會(huì)將針頭計(jì)數(shù)值加1，并顯示到顯示屏上；

當(dāng)坩堝（5）中針頭個(gè)數(shù)達(dá)到一定數(shù)量或當(dāng)前時(shí)刻已完成注射工作，操作者可以按下控制板（13）上的開(kāi)始銷(xiāo)毀按鈕（16）；

當(dāng)按下銷(xiāo)毀按鈕后，控制板中單片機(jī)給繼電器發(fā)出命令使繼電器導(dǎo)通，再經(jīng)過(guò)高頻線圈的驅(qū)動(dòng)電路的全橋整流、H橋變頻逆變和變壓器的降壓使感應(yīng)線圈（6）通電；

高頻線圈的驅(qū)動(dòng)電路中的Q1_IN到Q4_IN和單片機(jī)中的Q1到Q4相連，單片機(jī)通過(guò)入口處光電傳感器（4）的計(jì)數(shù)值確定能耗水平，來(lái)控制Q1到Q4的開(kāi)通和關(guān)斷，以達(dá)到控制高頻線圈頻率，從而節(jié)省能源的目的；

與此同時(shí)，單片機(jī)發(fā)出PWM驅(qū)動(dòng)脈沖，通過(guò)旋轉(zhuǎn)坩堝直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路中的驅(qū)動(dòng)電路使旋轉(zhuǎn)電機(jī)（8）得電，電機(jī)通過(guò)齒輪（7）帶動(dòng)坩堝（5）旋轉(zhuǎn)；

坩堝（5）中注射器針頭(1)上的金屬在電磁感應(yīng)作用下感應(yīng)發(fā)熱，并在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下緊貼坩堝（5）內(nèi)壁，使加熱效果更加突出，針頭達(dá)到熔點(diǎn)后呈熔融狀態(tài)；

在坩堝（5）和截止閥（9）接觸的地方安裝熱電偶（10），用于檢測(cè)針頭熔融狀態(tài)，檢測(cè)到的溫度傳送給單片機(jī)，并由顯示屏（14）顯示；

其中熱電偶（10）的溫度信息由芯片MAX6675進(jìn)行轉(zhuǎn)換后傳送給單片機(jī)；

在控制板的單片機(jī)數(shù)據(jù)備份區(qū)內(nèi)設(shè)置針頭熔點(diǎn)信息，當(dāng)溫度達(dá)到針頭熔點(diǎn)并且持續(xù)30S；

為使熔融針頭順利流入集物瓶（11），控制板改變PWM占空比，使電機(jī)（8）速度下降并打開(kāi)截止閥（9）；

熔融針頭順腔體內(nèi)壁流入集物瓶（11）中，經(jīng)冷卻裝置（12）冷卻，此時(shí)等待2分鐘；

待冷卻完全，單片機(jī)關(guān)閉控制線圈驅(qū)動(dòng)電路的繼電器、停止旋轉(zhuǎn)電機(jī)（8）、關(guān)閉截止閥（9），并在顯示器上顯示“本次銷(xiāo)毀已結(jié)束”；

此時(shí)，若仍有銷(xiāo)毀任務(wù)，應(yīng)按下復(fù)位按鈕，單片機(jī)中的針頭計(jì)數(shù)值將清零，光電傳感器繼續(xù)掃描是否有針頭插入；若無(wú)其他銷(xiāo)毀任務(wù)，則應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)。