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CN113167258B - 药物输送往复泵系统和阀组件 - Google Patents

药物输送往复泵系统和阀组件 Download PDF

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CN113167258B CN201980078024.XA CN201980078024A CN113167258B CN 113167258 B CN113167258 B CN 113167258B CN 201980078024 A CN201980078024 A CN 201980078024A CN 113167258 B CN113167258 B CN 113167258B
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Abstract

本发明公开了一种由形状记忆合金(SMA)线材驱动的多脉冲体积往复泵。在一些实施例中，往复泵系统可包括：泵室；阀，所述阀可与泵室一起操作；和线材，所述线材联接至阀的阀轴，用于控制阀的位置。往复泵系统还可包括设置在凸轮的插置通道内的销，其中，所述销可响应于阀轴的致动而在插置通道的多个位置之间移动。

Description

药物输送往复泵系统和阀组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年11月28日提交的美国临时专利申请US62/772,547的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
实施例总体上涉及往复泵。更具体地，实施例涉及多脉冲往复泵和阀组件。
背景技术
许多药物输送装置使用常规的往复泵送机构来将流体从储器输送到用户。这些传统的往复泵送机构通常是一对一(1:1)的往复泵送机构，其适应小型化，从而使得整个药物输送装置更小且更紧凑。
此外，当前的泵送机构包括阀开关，以允许用户填充储器并分配流体(例如，胰岛素)。用户填充储器时必须关闭阀，而当泵开始工作时则打开阀。阀还必须区分于泵的填充和分配。这使得具有阀的三种状态，例如，关闭；打开以用于填充；和打开以用于分配。但是，由于这些常规泵的尺寸小，鉴于剂量精度要求，很难满足这些常规泵的精度公差。
因此，需要与储器一起使用的改进的泵送机构，该泵送机构可以被制成为小型且紧凑的，同时实现期望的剂量精度。
发明内容
在本公开的一种解决方案中，往复泵系统可以包括：泵室；阀，所述阀可与泵室一起操作；和线材，所述线材联接至阀的阀轴，用于控制阀的位置。往复泵系统还可包括设置在凸轮的插置通道内的销，其中，该销可响应于阀轴的致动而在插置通道的多个位置之间移动。
在本公开的另一解决方案中，阀组件可包括：阀，所述阀可与泵室一起操作；线材，所述线材联接至阀的阀轴，用于控制阀的位置；和销，所述销设置在凸轮的插置通道内，其中，所述销可响应于阀轴的致动而在插置通道的多个位置之间移动。
在本公开的另一解决方案中，可穿戴药物输送系统可包括：泵室；阀，所述阀可操作以控制流体进入泵室或离开泵室；和线材，所述线材联接至阀的阀轴，用于控制阀的位置，其中线材是形状记忆合金(SMA)线材。可穿戴药物输送系统还可包括设置在凸轮的插置通道内的销，其中，所述销可响应于阀轴的致动而在插置通道的多个位置之间移动。
附图说明
附图如下地说明了本公开的示例性解决方案，其包括本公开的原理的实际应用：
图1示出了根据本公开实施例的多脉冲往复泵系统的第一示例性实施例；
图2示出了根据本公开实施例的图1的多脉冲往复泵系统的一部分的横截面侧视图；
图3示出了根据本公开实施例的图1的多脉冲往复泵系统的凸轮块；
图4示出了根据本公开实施例的图3的凸轮块的俯视图；
图5示出了根据本公开实施例的图1的多脉冲往复泵系统的往复泵的侧视图；
图6示出了根据本公开实施例的可与图1的多脉冲往复泵系统一起使用的第一可替代凸轮块；
图7示出了根据本公开实施例的图6的凸轮块的俯视图；
图8示出了根据本公开实施例的可与图1的多脉冲往复泵系统一起使用的第二可替代凸轮块；
图9示出了根据本公开实施例的可与图1的多脉冲往复泵系统一起使用的第三可替代凸轮块；
图10示出了根据本公开实施例的图9的凸轮块的俯视图；
图11示出了根据本公开实施例的具有线材的第二多脉冲往复泵系统；
图12示出了根据本公开实施例的图11的多脉冲往复泵系统的一部分的第一特写视图；
图13示出了根据本公开实施例的图11的多脉冲往复泵系统的一部分的第二特写视图；
图14示出了根据本公开实施例的往复泵系统的一部分；
图15A示出了根据本公开实施例的图14的往复泵系统的凸轮支架；
图15B示出了根据本公开实施例的图15A的凸轮支架的凸轮和插置通道；
图16A﹣图16E示出了根据本公开实施例的图14的往复泵系统的操作；
图17A示出了根据本公开实施例的往复泵系统的一部分；
图17B示出了根据本公开实施例的图17A的往复泵系统的插置通道；
图17C示出了根据本公开实施例的图17A的往复泵系统的阀组件的腔室；
图18A示出了根据本公开实施例的往复泵系统的一部分；
图18B示出了根据本公开实施例的图18A的往复泵系统的插置通道；
图18C示出了根据本公开实施例的图18A的往复泵系统的阀组件的腔室；
图19A示出了根据本公开实施例的往复泵系统的一部分；
图19B示出了根据本公开实施例的图18A的往复泵系统的插置通道；
图19C示出了根据本公开实施例的图19A的往复泵系统的阀组件的腔室；和
图20示出了根据本公开实施例的可替代插置通道。
附图不一定按比例绘制。附图仅仅是表示性的，并不旨在描绘本公开的特定参数。附图旨在描述本公开的示例性实施例，因此不被认为限制范围。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
此外，为了说明清楚，一些附图中的某些元件可以被省略或未按比例示出。为了说明清楚，截面图可以是“切片”或“近视”横截面的形式，省略了某些否则在“真实”截面图中可见的背景线。此外，在某些附图中可以省略一些附图标记。
具体实施方式
本公开提出了用于创建由线材操作的多脉冲体积往复泵的各种系统、部件和方法。与常规的系统、部件和方法相比，本文公开的每个系统、部件和方法均提供一个或多个优点。本文中的解决方案可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为局限于本文中阐述的实施例。而是，提供这些实施例，使得本公开将是透彻且完整的，并且将向本领域技术人员充分传达该解决方案的范围。
各个实施例包括多脉冲体积往复泵。往复泵可以通过SMA线材提供动力。SMA线材可联接到往复泵的泵送活塞。销可联接到活塞抓握部，该活塞抓握部可联接到SMA线材和泵送活塞。销可以设置在运动引导件的路径内。随着依次激活和停用SMA线材以对SMA线材施加脉冲，移动引导件和销可以响应于往复泵的行程长度延长而移动，从而提高了往复泵的精度。
各个实施例提供了大约3：1至5：1的往复泵，同时使得能够使用SMA线材。根据各种设计，泵可在3﹣5个脉冲后完全复位。可以例如通过泵的每个完整周期的脉冲数来增加总的线材行程。结果，可以使泵系统的某些部件的整体尺寸更大，而基本上不增加使用该泵系统的药物输送装置的整体尺寸。此外，由于不太难以满足精度公差要求，较大的行程实现提高的体积精度。
各个实施例使用“推﹣推”式机构在多个状态之间致动。例如，对于SMA线材，阀从关闭到打开以填充，以及从关闭到打开以分配。对于每个装置，用户可以使用储器一次，因此阀的关闭状态只可能在制造过程中使用。在首次激活SMA线材之后，该机构循环通过两个打开状态以进行填充和分配。SMA线材可能抵抗阀和阀轴的摩擦力以及复位弹簧而被拉动，复位弹簧在SMA线材不活动时将阀保持在正确的状态。在一个非限制性实施方式中，沿着活塞室的表面移动的支架联接至SMA线材和阀轴，用于在多个状态之间致动阀。从活塞室的壁伸出的可以是销，该销可操作以横越支架的轨道。轨道和销可以可互换地从支架或活塞室切换。
在另一个非限制性实施方式中，腔室包含沿着限定腔室的圆筒的内壁的轨道。销可以延伸到腔室中，沿着轨道移动以在多个状态之间致动阀。销可以是附接到支架的成角度的或弯曲的针。支架可以进一步联接至阀轴，并因此在阀轴在不同阀状态之间切换时使销和阀轴稳定。弯曲的针和阀轴可以线性地一起运动，其中，随着腔室转动，弯曲的针遵循所限定的轨迹。在一些实施例中，复位弹簧将阀轴保持在不同的保持状态。
图1示出了多脉冲往复泵系统(在下文中为“系统”)的第一示例性实施例。系统100可包括基部102、运动引导件或凸轮块104、往复泵106、泵送活塞108、活塞抓握部110、第一弹簧112、第二弹簧114、第一锚固件或块116、第二锚固件或块118、线材120(例如，形状记忆合金(SMA))和销122。系统100的部件的布置和操作可以延长泵送活塞108的行程，从而允许往复泵106及其操作更加精确。
如图1所示，泵送活塞108可联接到活塞抓握部110。活塞抓握部110可联接到第一弹簧112和第二弹簧114，该第一弹簧112和第二弹簧114又分别联接到第一锚固件116和第二锚固件118。泵送活塞110进一步联接至SMA线材120。SMA线材120可联接至用于致动SMA线材120的部件(图1中未示出)。凸轮块104定位在基部102的槽132内。凸轮块104包括可将销122设置在其中的路径或通道124。销122可联接到活塞抓握部110或可以是活塞抓握部110的一部分。第一轴线126(例如，x轴)和第二轴线128(例如，y轴)被示出以用于进行参考，其中第一轴线126和第二轴线128彼此正交。如图所示，路径124可以插置或刻制在凸轮块104中。
为了简单，示出了往复泵106的仅仅一部分，为了清楚，以简化的方式示出了该部分。通常而言，往复泵106可联接到存储流体的储器或腔，并且还可联接到可以接受从往复泵106排出的流体的出口端口。
在操作期间，SMA线材120可以被激活以拉动活塞泵108。SMA线材120可以尝试在平行于y轴128的第一方向上使活塞泵108远离第一锚固件116和第二锚固件118运动。当SMA线材120未被激活时，SMA线材120可以放松，并且第一弹簧112和第二弹簧114可以尝试使活塞泵108沿平行于y轴128的第二方向(例如，与第一方向相反)朝向第一锚固件116和第二锚固件118移动。
SMA线材120的激活和停用可以使销122横过路径124。为了适应销122运动通过路径124，凸轮块104可以在槽132内移动。在各种实施例中，当交替地激活和放松SMA线材120时，凸轮块104可以在平行于x轴126的方向上移动，从而允许销122(和泵送活塞110)在平行于y轴128的方向上移动，同时横过路径124。通常而言，系统100的操作使销122(和泵送活塞108)沿平行于y轴128的方向(例如，线性地)运动，同时凸轮块沿平行于x轴126的方向运动。
系统100的全行程可以对应于销122横过整个路径124。SMA线材120的激活可以对应于系统100的脉冲。对于每个脉冲，销122横过路径124的一部分。系统100的全行程的一部分可以对应于销的横过路径124的一部分。如本文所述，路径124可以被成形以提供对应于每个脉冲的销122的指定位置或状态和/或可以具有提供对应于每个脉冲的销的指定位置或状态的特征部。如本文所述，SMA线材120的顺序激活和停用可以延长活塞泵108的行程或使得活塞泵108的行程更长。
参考标记130代表图2中所示的系统100的视点。图1可以代表系统100的第一视图。
图2示出了系统100(或其一部分)的第二视图。图2可以表示从图1所示的视点130观察时的系统100(或其一部分)的截面侧视图。如图所示，销122设置在路径124内，该路径可以包括第一路径部分206、第二路径部分208和第三路径部分210。销122可以定位于第一路径部分206内并且可以通过下降部分或壁架212限制其移动到第二路径部分208中。下降部分212可以是路径124的可以确保销122在路径124内沿某个方向运动的特征部的示例。在各种实施例中，销122可以以期望的方式从第二路径部分208行进到第一路径部分206，然后被限制向后移动(例如，朝后)到第二路径部分208中。
进一步如图2所示，提供了连接件或联接件202，以将SMA线材120连接到活塞抓握部110。可以使用任何类型的连接件或联接件202。活塞抓握部110可包括联接至销122的指状弹簧204。指状弹簧204可允许销122移动(例如，相对于图2中的销的图示上下移动)以横过如本文所述的路径124的形状和/或特征部。
图3示出了凸轮块104。如图所示，路径124可包括不同的区段。第一区段302可代表路径124的第一部分。当销122沿第一区段302行进时，泵送活塞108可向储存流体的储器敞开。因此，当销横过第一区段302时，泵送活塞108可以用存储在储器中的流体重新加载。第一区段302可以是倾斜的，例如以形成斜坡。第一下降部分308可定位在路径124的第一区段302和第二区段304-1之间。第一下降部分308可以由第一区段302和第二区段304-1的界面形成或定位在第一区段302和第二区段304-1的界面处。
进一步如图3所示，路径124可包括第三区段306-1、第四区段304-2、第五区段306-2和第六区段304-3。第二区段304-1、第四区段304-2和第六区段304-3可以类似地成形和/或倾斜。即，第二区段304-1、第四区段304-2和第六区段304-3可各自形成沿相同方向取向的倾斜部或斜坡。第三区段306-1和第五区段306-2可以例如以与第二区段304-1、第四区段304-2和第六区段304-3的成形和/或倾斜相反的方式类似地成形和/或倾斜。当销122横过第二区段304-1、第三区段306-1、第四区段304-2、第五区段306-2和第六区段304-3时，活塞泵108可以打开至出口端口，该出口端口可以将从活塞泵108排出的液体提供给输送系统。
按次序的或相邻的区段之间的界面可包括下降部分，以在销122横过路径124时引导销122的运动。连同第一下降部分308，第二下降部分310可位于区段304-1和306-1之间，第三下降部分312可以位于区段306-1和304-2之间，第四下降部分314可以位于区段304-2和306-2之间，第五下降部分316可以位于区段306-2和304-3之间，第六下降部分316可以位于区段304-3和302之间。
路径124的不同区段和位于路径124的不同区段之间的下降部分的倾斜可以基于SMA线材120的顺序激活/停用来确保销122沿着该路径横过期望的路线。例如，在横过区段304-1之后，销122可以从区段304-1的升高部分掉落到区段306-1的降低部分，其中在区段304-1的升高部分和区段306-1的降低部分之间的界面形成了下降部分310。下降部分310可以防止销122从区段306-1行进回到区段304-1。
图4示出了凸轮块104的俯视图。如图所示，图4包括销122的路线402(例如，如由路线标记402总体指引的箭头序列所指示的)。在各种实施例中，SMA线材120可以被顺序地激活和停用以使得销122与凸轮块104的相关联的运动联合地横过路径124的路线402。作为示例，销122可以横过区段302，然后是区段304-1，随后是区段306-1，之后是区段304-2，接着是区段306-2，之后是区段304-3，然后返回区段302。在各种实施例中，系统100的全行程对应于销122从初始位置(该初始位置在图4中标记为“1”)开始并返回到初始“1”位置。
销122所横过的路线402可以被拆分成多个脉冲。基于由与路径124提供的特征部有关的SMA线材120的控制，由销122横过的路线402可以被拆分成两个或更多个脉冲。在实施例中，由销122横过的路线402可以被分成三个或更多个脉冲。每个脉冲可以对应于被激活的SMA线材120(例如，在被放松之后)。销122的另外的位置或状态由图4中标记为“2”和“3”的后续位置进一步表示。在实施例中，位置“2”可以代表在SMA线材122的第二脉冲和第三脉冲之后的销122的位置。此外，销122的位置之间的距离可以代表系统100的每个脉冲的行程。例如，距离404可以表示在位置“2”和位置“3”之间的脉冲的行程，例如在第二脉冲和第三脉冲之间的行程。如图所示，距离402沿y轴128。可以确定其他指示位置之间的类似距离，以提供系统100的全行程。
图5示出了往复泵106的特写侧视图。如图所示，往复泵106可以包括联接到活塞抓握部110的泵送活塞108。如图所示，以简化方式示出了往复泵106。通常而言，往复泵106可联接到液体储器，该液体可以被吸入泵送活塞108中，然后在用液体重新加载泵送活塞108之前从泵送活塞108中排出。在各种实施例中，系统100可以是药物输送系统的部件，使得可以将从泵送活塞108排出的液体提供给药物输送系统的用户或患者。
图6示出了第一可替代凸轮块(或运动引导件)602。凸轮块602包括插置或形成在凸轮块602中的通道或路径604。凸轮块602可以用作凸轮块104的可替代物。如图所示，凸轮块602可包括沿着第一轴线延伸或行进的第一区段606和均沿着垂直于第一轴线延伸的第二轴线延伸或行进的多个第二区段608。为了进行参考，第一轴线可以被认为是y轴，第二轴线可以被认为是x轴。因此，第一区段606沿着y轴取向，第二区段608沿着x轴取向。例如，基于区段606和608相对于凸轮块104的布置/定向，可以使凸轮块602沿着x轴更小，从而允许包括凸轮块602的系统更小且更紧凑。在实施例中，当泵送活塞108要从所联接的储器中吸入更多的流体时，销122(图6中未示出)可横过区段606，而当泵送活塞108通过多个脉冲将吸入的流体输送给用户(例如，排出吸入的流体)时，销122可横过区段608。
图7示出了凸轮块602的俯视图。如图7所示，凸轮块602可以与第二SMA线材702和第三弹簧704(相对于SMA线材102以及第一弹簧112和第二弹簧114)联合使用。由于区段608完全沿着x轴126定向，因此SMA线材702和弹簧704可用于促进凸轮块602的致动。在实施例中，SMA线材702可针对每个脉冲沿着第一方向(例如，相对于x轴126的正x方向)拉动凸轮块602并且弹簧704可以将凸轮块602沿第二相反方向(例如，负x方向)推回。每次泵送活塞108要从所联接的储器中吸入流体(或重置系统)时，SMA线材120可以拉动泵送活塞108(为简单起见，二者在图7中均未示出)。
图8示出了第二可替代凸轮块(或运动引导件)802。凸轮块802包括插置或形成在凸轮块802中的通道或路径804。凸轮块802可以用作凸轮块104的可替代物。如图所示，凸轮块602可包括第一区段806、第二区段808和第三区段810。销122(未示出)可横过区段806、808和810，以使泵送活塞108从所联接的储器吸入流体，然后从泵送活塞108排出吸入的流体。在实施例中，为了使销122横过路径804，凸轮块802可以与一个或多个附加的SMA线材或弹簧一起使用。如图所示，在实施例中，可以使凸轮块802与凸轮块104和602相比更小且更紧凑，从而允许使用凸轮块802的药物输送装置变得更小且更紧凑。
图9示出了第三可替代凸轮块(或运动引导件)902。凸轮块902包括插置或形成在凸轮块902中的通道或路径904。凸轮块902可以用作凸轮块104的可替代物。路径904可以包括多个不同的区段。此外，凸轮块902可包括位于所示路径904的相邻区段之间(例如，在相邻区段之间的界面处)的多个下降部分或壁架906。
图10示出了凸轮块902的俯视图。如图所示，凸轮块902包括销122的路线1002(例如，如由路线标记1002总体指引的箭头序列所指示的)。在各种实施例中，SMA线材120可以被顺序地激活和停用以使得销122与凸轮块902的相关联的运动联合地横过路径904的路线1002。在实施例中，销122的示例性位置显示为标记位置“1”、“2”和“3”。在位置“1”处，基于SMA线材120的激活，可以将销122顺着斜坡或倾斜部向上拉动。在位置“2”处，销122可以下落在下降部分906上方并且可以被限制向后移动。到达位置“2”的销122可以对应于系统的单个脉冲。在位置“3”处，销122可以下落在下一个下降部分906上，并且可以通过致动SMA线材120而移动到路径904的下一个槽或部分中。可以重复该过程以使销122沿着路径904横过路线1002。
图11示出了多脉冲往复泵系统(在下文中为“系统”)1100的第二示例性实施例。系统1100可以包括SMA线材120、壳体1114、球支承件1102、轨道1104、第一门1106、第一止挡件1108、第二门1110和门致动器1112。SMA线材120可以附接到泵，例如附接到泵送活塞108。球支承件1102可以牢固地连接到SMA线材120。轨道1104可以为球支承件1102提供导向。特别地，如由SMA线材120的致动所确定的那样，球支承件1102可以根据活塞泵108的线性运动而沿着轨道1104以及壳体1114来回移动。
第一门1106被示出为处于打开位置，从而允许球支承件1102移过第一门1106。门止挡件1108可以阻止第一门1106在关闭位置时摆动太大。第二门1110被示出为处于关闭位置，因此可以限制球支承件1102在经过第二门1110的方向上的进一步运动。通过限制球支承件1102的运动，第二门1110(或任何关闭的门)可以例如通过以预定的体积间隔中断泵送活塞108的填充过程来中断泵送活塞108的操作。门致动器1112可以控制第二门1110的运动。每个门可以由对应的门致动器控制成处于打开或关闭位置。
系统1100不限于所示的门的数量，因为任何数量的门可以与系统1100一起使用。此外，每个门可以伴随有门止挡件以设定对应门的关闭位置。SMA线材120在被激活时可以沿从打开的门1106到闭合的门1110的方向(例如，朝向壳体1114的闭合端)拉动球支承件1102。当停用时，可沿相反方向拉动球支承件1102。对于每个方向，球支承件1102的运动可以通过门1106和1110进行调节，以控制用流体填充泵送活塞108以及控制将流体从泵送活塞108排出。特别地，门1106和1110可以基于SMA线材120的脉冲以固定的预定间隔或位置来控制球支承件1102的运动和泵送活塞108的对应线性运动。
图12示出了系统1100的一部分的第一特写视图。如图所示，SMA线材1202可以用作门致动器的一部分。例如，当被激活时，可以由SMA线材1202之一拉动联接至门的杆1204，以打开或关闭对应的门。这样，可以控制每个门的状态。
图13示出了系统1100的一部分的第二特写视图。在实施例中，门1110、对应的止挡件和球支承件1102(未示出)可以用来作为电接触传感器进行操作。以此方式，可以在系统1100的操作期间确定球支承件1102的位置，以确定何时激活/停用SMA线材108和/或SMA线材1202以控制相应的门。
图14示出了根据本公开的实施例的往复泵系统(在下文中为“系统”)1400的一部分。如图所示，系统1400包括泵室1440，其可以是用于存储流体(例如，胰岛素)的储器。泵室1440可以整体地形成包括阀1447的阀组件1445，或联接到包括阀1447的阀组件1445。如将在本文中更详细地描述，阀1447可与泵室1440一起操作，以循环通过两个打开状态以用于填充流体和从泵室1440分配流体。系统1400可以进一步包括联接至阀轴1408的线材1420，其中，当线材1420被拉动时(例如，沿负x方向)，线材1420可以使阀轴1408运动。在一些实施例中，线材1420是形状记忆合金(SMA)线材。
系统100可以进一步包括系统1400的凸轮支架1450。如图所示，凸轮支架1450可以将线材1420和阀轴1408联接在一起。在一些实施例中，凸轮支架1450包括一对与阀轴1408接合的弯曲端部1451、1452。如图所示，阀轴1408可包括垂直于第二区段1408-2延伸的第一区段1408-1。例如，第一区段1408-1可大致平行于x方向延伸，而第二区段1408-2可大致平行于y方向延伸。在一些实施例中，弯曲端部1451可直接联接至线材1420，并且弯曲端部1452可联接至一个或多个弹簧1454。在操作期间，弹簧1454可沿正x方向偏压凸轮支架1450，而线材1420在被拉动时可沿负x方向偏压凸轮支架1450。为了保持其对准，凸轮支架1450可以设置在泵室1440的外表面1458与支架壁1460之间。在一些实施例中，支架壁1460联接到阀1447和泵室1440两者。
如图14和图15A所示，凸轮支架1450可进一步包括具有不对称的插置通道1404的凸轮1461，其中从泵室1440的外表面1458延伸的销(未示出)构造为在操作期间横过插置通道1404。在一些实施例中，插置通道1404可以在凸轮支架1450的第一主侧面1462和第二主侧面1463之间完全或部分地延伸。在可替代实施例中，可以沿着泵室1440的外表面1458设置凸轮1461和插置通道1404，同时沿着凸轮支架1450的第二主侧面1462设置销。
图15B更详细地示出了凸轮1461和插置通道1404。如图所示，插置通道1404可包括连接至主回路1471的第一分支1470。图15B中的圆(1)、(2)、(3)代表阀1447的三个主要状态。例如，状态(1)对应于阀1447关闭的第一保持状态，状态(2)对应于阀1447打开并填充的状态，状态(3)对应于阀1447打开并分配的状态。在一些实施例中，状态(1)可以仅在阀组件1145的生命周期中(例如在制造期间)发生一次。在销进入主回路1471之后，销位置将在状态(2)和(3)之间交替。在一些实施例中，支架1450构造成仅在x方向和y方向上移动。
现在转向图16A﹣图16E，参考图15B的插置通道，将更详细地描述根据本公开的实施例的系统1400的进一步操作。如图16A所示，阀组件1445可以处于初始关闭状态，诸如图15B所示的状态(1)。销1475可以定位在插置通道1404的第一分支1470内。如图所示，通过阀轴1408形成的所有开口1476、1477和1478都被阀1447的第一内圆筒1479覆盖。在线材1420处于放松状态的情况下，弹簧1454在正x方向(即，朝向右)拉动支架1450和阀轴1408。
如图16B所示，然后沿负x方向(即，朝向左)拉动线材1420，从而使支架1450和阀轴1408也沿负x方向移动。销1475可以相应地进入并接合插置通道1404的第一凹口1481。开口1476、1477和1478现在可以被阀1447的第二内圆筒1480覆盖。第一内圆筒1479和第二内圆筒1480可以通过间隙1482彼此分开。如距离“D1”所示，从第一分支1470移动到第一凹口1481的销1475代表线材1420的最大行程。
如图16C所示，线材1420上的张力可被释放或放松，从而由于弹簧1454的弹力使得支架1450大体上在正x方向和负y方向上移动，并且阀轴1408在正x方向上移动。销1475可以相应地进入并接合插置通道1404的第二凹口1483。开口1476和1477仍然被阀1447的第二内圆筒1480覆盖，但是开口1478现在暴露于间隙1482内。在阀轴1408的该位置中，阀组件1445可以处于第一打开状态中，诸如图15B中所示的状态(2)，其允许填充泵室1440。
如图16D所示，可以增加线材1420上的张力，从而导致支架1450大体上沿负x方向和负y方向移动。销1475可以相应地进入并接合插置通道1404的第三凹口1484。沿负x方向移动的阀轴1408导致阀轴1408的开口1476、1477和1478再次被阀1447的第二内圆筒1480覆盖。
如图16E所示，线材1420上的张力可被释放或放松，从而由于弹簧1454的弹力而使得支架1450大致沿正x方向和正y方向移动，并且阀轴1408沿正x方向移动。销1475可以相应地进入并接合插置通道1404的第四凹口1485。开口1477和1478被阀1447的第一内圆筒1479覆盖，但是开口1476现在暴露于间隙1482内。在阀轴1408的该位置中，阀组件1445可以处于第二打开状态中，诸如图15B所示的状态(3)，其允许泵室1440分配来自泵室的液体药物(例如，胰岛素)。
现在转向图17A至图17C，将描述根据本公开的实施例的往复泵系统(在下文中为“系统”)1700的一部分。如图所示，系统1700包括泵室1740，其可以是用于存储流体(例如，胰岛素)的储器。泵室1740可以整体地形成包括阀1747的阀组件1745，或联接到包括阀1747的阀组件1745。阀1447可与泵室1740一起操作，以循环通过两个打开状态以用于进行填充和分配来自泵室1740的流体。系统1700可进一步包括联接至阀轴1708的线材1720，其中当线材1720被拉动时(例如，沿正x方向)，线材1720可移动阀轴1708。在一些实施例中，线材1720是形状记忆合金(SMA)线材。
如进一步所示，阀组件1745可以包括邻近阀1747的腔室1748，腔室1748包括沿着其内表面的不对称插置通道1704。阀组件1745可以进一步包括在腔室1745内延伸的第二轴1750，其中销1775从第二轴1750的一端延伸，并且其中销1775在插置通道1704内的运动导致腔室1748围绕第二轴1750转动。如图所示，第二轴1750可构造成弯曲的针，其中销1775大体垂直于第二轴1750的其余部分延伸。插置通道1704围绕腔室1748的内部包绕，从而限制销1775遵循期望的路径。沿着图17B中的插置通道1704的数字(1)、(2)和(3)对应于销1775和第二轴1750的不同保持位置或状态。在一些实施例中，插置通道1704在腔室1748的内孔1749内行进。然而，插置通道1704可能未完全延伸穿过腔室1748的壁，从而为腔室1748提供了实心的圆柱形外表面1781。
阀组件1745可以包括将阀轴1708和第二轴1750联接在一起的支架1751。尽管是非限制性的，但是支架1751仍然可以构造为包括接收第二轴1750的圆柱形容器1753和接收阀轴1708的弯曲臂1753的板。如图所示，线材1720可直接联接至支架1751。
如图17C最佳示出的，在一些实施例中，阀组件1745可进一步包括联接至第二轴1750的止动件1757以及与止动件1757抵接的腔室弹簧1759。如图所示，腔室弹簧1759可围绕第二轴1750延伸，从而在腔室1748内沿负x方向偏压止动件1757和销1775。当沿x方向拉动线材1720时，腔室弹簧1759被压缩抵靠在腔室1748的端壁1761。
在图17A至图17C所示的初始状态下，腔室弹簧1759将止动件1757和销1775推入插置通道1704的第一凹口1763中。在第二轴1750的该位置中，阀组件1745可以处于关闭状态，诸如图17B中所示的状态(1)。结果，通过阀轴1708形成的所有开口1776、1777和1778(图17A)可以被阀1747的第一内圆筒1779覆盖。在线材1720处于放松状态的情况下，腔室弹簧1759沿负x方向(即，朝向左)推动阀轴1708和第二轴1750。
接下来，如图18A﹣图18C中，线材1720沿正x方向(即，朝向右)被拉动，从而使支架1751、阀轴1708和第二轴1750也沿正x方向移动。随着拉动线材1720，腔室1748可相对于销1775转动，从而使销1775最初进入并接合插置通道1704的第二凹口1765。然后，线材1720可被释放或放松，从而导致支架1751、阀轴1708和第二轴1750响应于来自腔室弹簧1759的弹力而沿负x方向移动。然后，当线材1720放松时，销1775可以进入并接合第三凹口1767。如图18A所示，开口1776和1777仍然被阀1747的第一内圆筒1779覆盖。但是，开口1778现在暴露于间隙1782内。在阀轴1708的该位置中，阀组件1745可以处于第一打开状态中，诸如图18B所示的状态(2)，其将阀1747连接到泵室1740以进行填充。
接下来，如图19A﹣图19C所示，再次沿正x方向拉动线材1720，从而使支架1751、阀轴1708和第二轴1750也沿正x方向移动。随着线材1720被拉动，腔室1748再次转动，直到销1775进入并接合插置通道1704的第四凹口1769为止。然后，线材1720可被释放或放松，从而导致支架1751、阀轴1708和第二轴1750沿负x方向移动，直到销1775进入并接合第五凹口1771。如图19A所示，开口1777和1778现在被阀1747的第二内圆筒1780覆盖。但是，开口1776暴露于间隙1782内。在阀轴1708的该位置中，阀组件1745可以处于第二打开状态中，诸如图19B所示的状态(3)，其打开阀1747，用于将液体药物分配给患者。在已经分配液体药物之后，可以再次拉动线材1720，直到销1775到达插置通道1704的端部1772。在一些实施例中，销1775可以沿着插置通道1704返回到闭合状态，诸如状态(1)，其中销1775与第一凹口1763接合。
图20示出了根据本公开的实施例的可替代插置通道2004。在此，销(未示出)从闭合位置或状态(1)开始，然后在致动线材时在打开状态(2)和(3)之间循环。类似于先前的实施例，打开状态(2)可以对应于填充泵室的状态，而打开状态(3)可以对应于从泵室分配流体的状态。在该实施例中，当轴被弹簧推回到状态(3)时，轴可沿着上壁2070移动并接合上壁2070，直到轴到达第一凹口2072为止。插置通道2004构造成使销随后落入对应于打开状态(2)的第二凹口2073中。
已经出于说明和描述的目的提出了前述讨论，并且不旨在将本公开限制为本文所公开的一种或多种形式。例如，出于精简本公开的目的，本公开的各种特征可以一起被分组于一个或多个方面、实施例或构造中。然而，应当理解的是，本公开的某些方面、实施例或构造的各种特征可以在可替代的方面、实施例或构造中进行组合。
如本文中所使用，以单数形式陈述并且以词“一”或“一个”开始的元件或步骤应被理解为不排除多个元件或步骤，除非明确地陈述了这种排除。此外，对本公开的“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除也结合所叙述的特征的另外实施例。
本文中的“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同项目以及附加项目。因此，术语“包括”、“包含”或“具有”及其变体是端部开放式表述，并且可以在本文中互换使用。
如本文所用的，短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是在操作中具有联合性和分离性的端部开放式表述。例如，每个表述“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”和“A、B和/或C”表示：单独的A；单独的B；单独的C；A和B一起；A和C一起；B和C一起；或A、B和C一起。
所有方向参考(例如，近侧、远侧、上、下、向上、向下、左、右、侧向、纵向、前、后、顶、底、上方、下方、竖直、水平、径向、轴向、顺时针和逆时针)仅用于标识目的，以帮助读者理解本公开，并且并不特别地对本公开的位置、方向或用途产生限制。除非另有说明，否则连接参考(例如，附接、联接、连接和接合)将被广义地解释，并且可包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对运动。这样，连接参考不一定推断出两个元件直接连接并且彼此成固定关系。
此外，标识性参考(例如，主要、次要、第一、第二、第三、第四等)并不旨在表示重要性或优先级，而是用于将一个特征与另一个特征区分开。附图仅出于说明的目的，所附附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对尺寸可以变化。
此外，在一些实施例中，术语“基本”或“基本上”以及术语“接近”或“近似”可以互换使用，并且可以使用本领域普通技术人员可接受的任何相对度量来描述。例如，这些术语可以用作与参考参数的比较，以指示能够提供预期功能的偏差。尽管是非限制性的，但与参考参数的偏差可以例如小于1％、小于3％、小于5％、小于10％、小于15％、小于20％等等。
再次此外，尽管本文公开的各种方法被描述为一系列动作或事件，但是除非特别说明，否则本公开内容不受这些动作或事件的图示顺序的限制。例如，根据本公开，除了本文示出和/或描述的那些动作或事件之外，一些动作可以与其他动作或事件以不同的顺序发生和/或同时发生。另外，可能不需要用所有示出的动作或事件来实现根据本公开的方法。此外，可以与本文中图示和描述的结构的形成和/或处理相关联以及与未图示的其他结构相关联地实施所述方法。
本公开的范围不受本文描述的具体实施例限制。实际上，根据前述描述和附图，除了本文描述的那些实施例之外，根据本公开的其他各种实施例和修改对本领域普通技术人员而言将是显而易见的。因此，这样的其他实施例和修改旨在落入本公开的范围内。此外，本文已经在出于特定目的在特定环境中的特定实施方式的背景下描述了本公开。本领域普通技术人员将认识到，实用性不限于此，并且出于多种目的，可以在多种环境中有益地实施本公开。因此，鉴于本文所述的本公开的全部广度和精神来解释以下提出的权利要求。

Claims (14)

1.一种往复泵系统，所述往复泵系统包括：
泵室；
阀，所述阀能够与所述泵室一起操作；
线材，所述线材连接到阀的阀轴，用于控制所述阀的位置；
基部；
凸轮块，所述凸轮块设置在所述基部的槽内，所述凸轮块包括插置通道，其中所述插置通道被分成多个斜坡；和
销，所述销设置在凸轮块的插置通道内，其中，所述销能够响应于所述阀轴的致动而在所述插置通道的多个位置之间移动。
2.根据权利要求1所述的往复泵系统，其中，所述线材是形状记忆合金线材。
3.一种往复泵系统，所述往复泵系统包括：
泵室；
阀，所述阀能够与所述泵室一起操作；
线材，所述线材连接到阀的阀轴，用于控制所述阀的位置；
位于壳体内的球支承件，所述球支承件联接至所述线材；和
至少一个门，所述门能够在打开位置和关闭位置之间操作，其中，当所述门处于所述关闭位置时，所述球支承件的运动受到限制。
4.一种往复泵系统，所述往复泵系统包括：
泵室；
阀，所述阀能够与所述泵室一起操作；
线材，所述线材连接到阀的阀轴，用于控制所述阀的位置；
销，所述销设置在凸轮的插置通道内，其中，所述销能够响应于所述阀轴的致动而在所述插置通道的多个位置之间移动；和
联接至所述线材的凸轮支架，其中，所述插置通道设置成穿过所述凸轮支架，并且其中所述销从所述泵室的外表面延伸。
5.根据权利要求4所述的往复泵系统，其中，所述凸轮支架在所述泵室的外表面与支架壁之间延伸。
6.一种往复泵系统，所述往复泵系统包括：
泵室；
阀，所述阀能够与所述泵室一起操作；
线材，所述线材连接到阀的阀轴，用于控制所述阀的位置；
销，所述销设置在凸轮的插置通道内，其中，所述销能够响应于所述阀轴的致动而在所述插置通道的多个位置之间移动；
邻近所述阀的腔室，所述腔室包括沿着内表面的所述插置通道；和
在所述腔室内延伸的第二轴，其中所述销从所述第二轴的一端延伸，并且其中所述销在所述插置通道内的运动导致所述腔室绕所述第二轴转动。
7.根据权利要求6所述的往复泵系统，还包括：
与所述第二轴联接的止动件；和
与所述止动件抵接的腔室弹簧，所述腔室弹簧围绕所述第二轴延伸。
8.根据权利要求6所述的往复泵系统，还包括将所述阀轴和所述第二轴联接在一起的支架。
9.一种阀组件，所述阀组件包括：
阀，所述阀能够与泵室一起操作；
线材，所述线材联接到所述阀的阀轴，用于控制阀的位置；
销，所述销设置在凸轮的插置通道内，其中，所述销能够响应于所述阀轴的致动而在所述插置通道的多个位置之间移动；和
联接至所述线材的凸轮支架，其中，所述插置通道设置成穿过所述凸轮支架，并且其中所述销从所述泵室的外表面延伸，并且其中所述凸轮支架在所述泵室的外表面与支架壁之间延伸。
10.一种可穿戴药物输送系统，所述可穿戴药物输送系统包括：
泵室；
阀，所述阀能够操作，以控制流体进入所述泵室或离开所述泵室；
线材，所述线材联接到所述阀的阀轴，用于控制所述阀的位置，其中，所述线材是形状记忆合金线材；
基部；
凸轮块，所述凸轮块设置在所述基部的槽内，所述凸轮块包括插置通道，其中所述插置通道被分成多个斜坡；和
销，所述销设置在凸轮块的插置通道内，其中，所述销能够响应于所述阀轴的致动而在所述插置通道的多个位置之间移动。
11.根据权利要求10所述的可穿戴药物输送系统，还包括：
活塞抓握部，所述活塞抓握部通过所述插置通道内的所述销联接到所述阀轴和所述凸轮块。
12.一种可穿戴药物输送系统，所述可穿戴药物输送系统包括：
阀，所述阀能够与泵室一起操作；
线材，所述线材连接到阀的阀轴，用于控制所述阀的位置；
销，所述销设置在凸轮的插置通道内，其中，所述销能够响应于所述阀轴的致动而在所述插置通道的多个位置之间移动；和
联接至所述阀轴的凸轮支架，其中，所述插置通道设置成穿过所述凸轮支架，其中，所述销从所述泵室的外表面延伸，并且其中所述凸轮支架在所述泵室的所述外表面与支架壁之间延伸。
13.一种可穿戴药物输送系统，所述可穿戴药物输送系统包括：
泵室；
阀，所述阀能够操作，以控制流体进入所述泵室或离开所述泵室；
线材，所述线材连接到阀的阀轴，用于控制所述阀的位置，其中，所述线材是形状记忆合金线材；
销，所述销设置在凸轮的插置通道内，其中，所述销能够响应于所述阀轴的致动而在所述插置通道的多个位置之间移动；和
邻近所述阀的腔室，所述腔室包括沿着内表面的所述插置通道；
在所述腔室内延伸的第二轴，其中所述销从所述第二轴的一端延伸，并且其中所述销在所述插置通道内的运动导致所述腔室绕所述第二轴转动；和
支架，所述支架将所述阀轴和所述第二轴联接在一起。
14.一种可穿戴药物输送系统，所述可穿戴药物输送系统包括：
泵室；
阀，所述阀能够操作，以控制流体进入所述泵室或离开所述泵室；
线材，所述线材连接到阀的阀轴，用于控制所述阀的位置，其中，所述线材是形状记忆合金线材；
销，所述销设置在凸轮的插置通道内，其中，所述销能够响应于所述阀轴的致动而在所述插置通道的多个位置之间移动；
邻近所述阀的腔室，所述腔室包括沿着内表面的所述插置通道；
所述腔室内延伸的第二轴，其中所述销从所述第二轴的一端延伸，并且其中所述销在所述插置通道内的运动导致所述腔室绕所述第二轴转动；
支架，所述支架将所述阀轴和所述第二轴联接在一起；
与所述第二轴联接的止动件；和
腔室弹簧，所述腔室弹簧与所述止动件和所述腔室的端壁抵接，所述腔室弹簧绕所述第二轴延伸，以使所述止动件和所述销在所述腔室内偏置。
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