[发明专利]一种压电驱动的药液注射器及其控制方法

权利要求书

1.一种压电驱动的药液注射器，其特征在于：从左至右依次相连有下盖、基体、上盖和注射器；所述注射器和上盖之间为可拆卸安装；所述注射器含有注射活塞；所述注射器内部填充有药液；所述基体中心安装有驱动轴；所述驱动轴与基体滑动配合；所述驱动轴设置有定位面；所述驱动轴右部顶端设置有轴环；所述轴环的外径大于与驱动轴外径；所述轴环与注射活塞为可拆卸连接；所述注射活塞用于推送药液进行注射；所述基体内表面设置有驱动齿；所述驱动齿设置有避让斜面和受力面；所述驱动齿配套设置有压电驱动器；所述压电驱动器由压电薄膜和弹性基板粘接而成；所述压电驱动器预弯成一定弧度；所述弹性基板的一端与驱动轴相连，压电驱动器为悬臂梁姿态；所述驱动轴右部配套设置有两个对称分布的卡件；所述驱动轴外表面均匀布置有凹点；所述卡件配套设置有弹簧；所述弹簧安装于基体的安装孔内；所述卡件卡在凹点内；所述卡件与基体上下滑动配合；所述压电驱动器在驱动轴的下部构成组A；所述压电驱动器在驱动轴上部构成组B；所述组A和组B中压电驱动器是基于驱动轴的中心对称安装；所述组A和组B中相邻压电驱动器的间隔均为2H；所述驱动齿相邻的间隔距离均为2H；所述凹点相邻的间隔距离为H；在压电驱动器完全复位状态下，所述组A中压电驱动器的顶端触点与相对应驱动面之间的间隔距离为S1，组B中压电驱动器的顶端触点与相对应驱动面之间的间隔距离为S2，且；在压电驱动器完全复位状态下，所述压电驱动器的驱动顶端与驱动轴中心之间的距离为R1，所述驱动齿顶端与驱动轴中心之间的距离为R2，且R1R2。

2.一种如权利1所述的压电驱动的药液注射器，其特征在于：所述压电薄膜的材料为压电陶瓷复合纤维材料。

3.一种控制方法，其特征在于，基于所述权利要求1至2任一项所述压电驱动的药液注射器，包括以下步骤：

第步，不施加电压信号，组A和组B中压电驱动器保持预定弯曲状态；

第步，组A中所有压电驱动器施加与压电薄膜极化方向相同的电压，组A中所有压电驱动器中的压电薄膜收缩，压电驱动器向外拉伸，组A中压电驱动器顶端推动驱动齿的受力面向前推进H，驱动轴右侧卡件在推动力作用下卡入下一个凹点，实现驱动轴的一个驱动距离H，进而带动注射活塞推动距离H并获得一定量药液的输出；

第步，去除施加在组A中压电驱动器的驱动电压，在自身弹力作用下，组A中压电驱动器复位；

第步，组B中所有压电驱动器施加与压电薄膜极化方向相同的电压，组B中所有压电驱动器中的压电薄膜收缩，压电驱动器向外拉伸，组B中压电驱动器顶端推动驱动齿的受力面向前推进H，驱动轴右侧卡件在推动力作用下卡入下一个凹点，实现驱动轴的一个驱动距离H，进而带动注射活塞推动下一个距离H并获得下一个定量药液的输出；

第步，重复以上步骤，组A和组B交替驱动，驱动轴不断以步进距离H驱动，通过控制步进数量可以实现注射活塞设定的驱动距离，进而获得需求的药液注射。