CN113368344A - 一种轴向驱动机构、自动注射装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可视觉反馈的轴向驱动机构，包括复位弹簧、释放套筒、推杆和底盖，复位弹簧套接在释放套筒外，推杆与底盖间设有注射弹簧，本轴向驱动机构还包括限位发声环和导向套筒，释放套筒、导向套筒及推杆同轴滑动嵌套，限位发声环转动套接在导向套筒端部并在推杆的推动下转动，在推杆推进过程中导向套筒可与推杆作用产生起始提示声，限位发声环可与导向套筒作用产生终止提示声，限位发声环在推杆推进起始、终止时分别显示指示标识。本发明还公开了应用该轴向驱动机构的具有双重视觉反馈的自动注射装置及该具有双重视觉反馈的自动注射装置的工作方法。

Description

一种轴向驱动机构、自动注射装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种患者自我管理疾病的新型给药装置及其工作方法，更具体地说，它涉及一种可视觉反馈的轴向驱动机构、应用该可视觉反馈的轴向驱动机构的自动注射装置及其工作方法。

背景技术

随着人口爆发式的增长，城市虹吸效应，医疗资源日益紧缺，慢性病的管理会占用大量的医疗资源，造成巨大的经济成本支出。社会对于患者自我使用的注射装置提出了更高的要求，人们希望注射装置操作尽量简单，不需要特殊培训。传统注射装置通常需要熟练掌握进针角度、进针深度，手动推注，造成药物注射效果会因为使用者熟练程度而造成一定的区别。随着制药技术的发展，越来越多的慢性病采用周期给药，传统注射方式注射过程繁琐复杂，患者每次注射前会存在对使用步骤遗忘的情况，造成药物无法发挥其应有的效果。自动注射装置的出现为这一难题提供了有效的解决方案，人们希望注射装置操作简单，患者依从性高，在注射过程有多维反馈如听觉、视觉、触觉，患者可以通过获取反馈信号掌控整个注射过程，减少焦虑，提升信心；同时进针深度稳定一致，无需患者调节，且注射前后避免针尖裸露对患者造成恐惧心理；注射过程无需手动推注且注射时间合理；注射完毕后还应具有防误触和/或防二次使用等功能。并且对产品的小型化、便携性、可用性、可靠性、经济性都提出了更高的要求。如何实现以上功能、性能来满足市场需求，目前得到越来越多的工程技术人员的关注。目前市场上此类产品存在以下缺点：

为了实现自动注射功能，该类产品采用电动机等做为注射机构的动力源。这种方式需要消耗能量，使用成本高，控制系统复杂，需要使用电池会造成环境污染。与各种传动机构连接会造成产品整体体积大，无法实现便携和易用的要求。

为了实现多维反馈，多数依靠电子元件完成视觉、听觉反馈，产品仍需电池供电。如果产品在强电磁干扰的环境下使用时无法实现其应有的功能。电子元器件容易受环境影响，易老化，不宜长久储备。在复杂环境使用时难以保证整个装置的稳定性、可靠性。

操作步骤较多，往往需要至少三步以上的操作步骤，患者周期性使用仍存在遗忘风险，患者依从性差。

4、使用后往往需要使用者插入限位销或转动锁止机构实现产品自锁，从而实现防止二次使用和误触发。但是在某些特定情况下，会出现限位零件丢失、患者忘记操作等现象，以至于产品无法确保其使用后自锁。并且这样设计是违背人因工程学，不符合此类产品的设计特性。

5、现有产品往往只能通过观察窗查看预灌封注射器中活塞或推杆的位置状态判断药液是否注射完毕，但是由于各种限制不能像传统手动注射时可以准确判断药液是否全部注射完毕。尤其是当使用者无法准确识别提示音时，会造成使用者对产品是否注射完毕产生怀疑心理，进而对产品使用的焦虑心理加重，降低患者依从性。

公开号为CN101678168A的发明专利于2010年3月24日公开了一种注射装置，包括：外壳；操纵套筒，该操纵套筒以能够相对于所述外壳运动的方式得到支承并且能够与所述注射装置的后端的端部一起安放到病人的注射位置上；注射针，该注射针在刺入位置中伸出超过所述注射装置的后端的端部并且能够返回运动到所述注射装置的内部；切换凸块，该切换凸块相对于所述注射针轴向固定地布置并且在刺入位置中啮合到闭锁窗中用于阻止所述注射针拉回运动到所述注射装置的内部；其中，所述切换凸块能够借助于所述操纵套筒从与所述闭锁窗的啮合状态中运动出来，使得所述注射针为拉回运动而得到释放。但是该发明中用于发声反馈的止动元件连续分布，从注射开始到注射结束一直在发声，且没有明显区分，容易造成患者听辨混淆，无法准确识别注射状态。

发明内容

现有的自动注射装置在工作进程中仅能提供听觉反馈，如在嘈杂背景下，或对于有听觉障碍人士，难以识别注射起始、结束状态，为克服这些缺陷，本发明提供了一种可视觉反馈的轴向驱动机构及应用该轴向驱动机构的自动注射装置，结构简单，成本低，更适合商业化生产，使用方便，视觉反馈清楚明显，发声反馈和视觉反馈相结合，便于识别注射状态，同时还提供了该自动注射装置的工作方法。

本发明的技术方案是：一种可视觉反馈的轴向驱动机构，包括复位弹簧、释放套筒、推杆和底盖，复位弹簧套接在释放套筒外，推杆与底盖间设有注射弹簧，释放套筒可在推杆启动推进前锁定推杆并可后退释放推杆，本轴向驱动机构还包括限位发声环和导向套筒，释放套筒、导向套筒及推杆同轴滑动嵌套，限位发声环转动套接在导向套筒端部并在推杆的推动下转动，在推杆推进过程中导向套筒可与推杆作用产生起始提示声，限位发声环可与导向套筒作用产生终止提示声，限位发声环在推杆推进起始、终止时分别显示指示标识。本轴向驱动机构工作时，向后滑动释放套筒以释放推杆，此时推杆即可推进，推动其它执行机构工作。在推杆解锁启动到触底停止的过程中，推杆可与导向套筒在始端作用发声，限位发声环可与导向套筒在终端作用发声，通过声音反馈，提示使用者机构工作过程所处阶段。除此之外，限位发声环可提供对应推杆推进起始、终止状态的指示标识，以明确、清晰、简洁的视觉信号指示本轴向驱动机构工作的开始和结束状态。本轴向驱动机构仅通过一系列部件简单的嵌套组合，集成了释放、推进、提示等主要功能，可作为核心机构用于一些实施更具体作业的装置上，如自动注射装置等，可大大简化装置结构，利于装置更紧凑、便携，易于生产，便于使用。

作为优选，导向套筒穿连在释放套筒内，导向套筒沿轴向设有第一滑动槽和第二滑动槽，推杆后端设有一对对称的飞翼，第一滑动槽一侧槽壁的后端设有可容纳飞翼的后嵌槽，后嵌槽前端设有朝向第一滑动槽的后斜面，第一滑动槽前端与第二滑动槽前端连通，该连通部设有朝向第二滑动槽的前斜面，飞翼滑动连接在第一滑动槽和第二滑动槽构成的通道内，且初始状态下飞翼被释放套筒阻挡于所述后嵌槽内。在初始状态时飞翼受释放套筒阻挡而被限制在后嵌槽内，无法进入第一滑动槽内并顺第一滑动槽滑动，由此锁定推杆，屏蔽推杆的轴向推进功能，此时本轴向驱动机构处于未启用状态；当释放套筒后退时可解除对推杆的锁定，注射弹簧为推杆提供向前轴向推进的动力，飞翼对后斜面施加压力，后斜面也对飞翼产生反作用力，由于后斜面朝向第一滑动槽，反作用力的侧向分力可推动飞翼向第一滑动槽转动，使飞翼进入第一滑动槽，进而无障碍地沿第一滑动槽滑动，推杆开始向前轴向推进。在滑入第一滑动槽的瞬间，由于惯性的作用，飞翼撞击第一滑动槽的侧壁，产生起始提示声。类似地，在注射弹簧弹力的作用下飞翼沿前斜面前进滑向第二滑动槽内，在滑入过程中，飞翼可带动限位发声环转动，限位发声环与导向套筒间的相对转动可产生终止提示声。

作为优选，飞翼前端设有可与后斜面、前斜面适配贴合的飞翼斜面。飞翼与后斜面之间面面贴合，可确保飞翼与后斜面之间相互作用力持续稳定。

作为优选，导向套筒上还设有推杆装配槽，推杆装配槽沿导向套筒轴向设于导向套筒内壁上，推杆装配槽后端与所述后嵌槽相通。后嵌槽、第一滑动槽、第二滑动槽和前嵌槽构成的通道较为曲折，飞翼若沿此通道到达后嵌槽进入初始状态，操作比较麻烦，而推杆装配槽为直槽，飞翼从推杆装配槽进入后直推到底后拨转一角度再回拉即可就位，更便于推杆与导向套筒的嵌套组装。

作为优选，限位发声环外壁上设有止挡凸台和带有自锁钩的自锁悬臂，限位发声环后端设有两条弹性悬臂，弹性悬臂上设有发声齿，导向套筒上设有始态齿槽和终态齿槽，推杆启动推进前发声齿嵌入始态齿槽中，推杆推进到极限后，发声齿嵌入终态齿槽中。飞翼从第一滑动槽向第二滑动槽转移时，带动限位发声环转动，发声齿脱离始态齿槽，弹性悬臂受力变形；当飞翼完全滑入第二滑动槽时，发声齿在弹性悬臂复位弹力的作用下扣入终态齿槽中，并叩击发声，形成终止提示声，提示使用者推杆推进结束。限位发声环具有发声、状态切换及推杆注射距离限位等功能，将产品主要性能相关的特征集成在一个零件上，大大减少产品组成所需的零件，产品零件减少同时有助于产品稳定性的提高。

作为优选，所述指示标识包括始态显示标识和终态显示标识，始态显示标识和终态显示标识位于限位发声环前端周面上的相邻位置上。始态显示标识用于指示本轴向驱动机构未启用状态，终态显示标识用于指示本轴向驱动机构使用完毕的状态，对同一观察点而言，通过限位发声环的转动可实现始态显示标识向终态显示标识的转换。

作为优选，限位发声环内壁设有内筋条，内筋条位于飞翼在第一滑动槽前端与第二滑动槽前端连通部的运动轨迹上。飞翼通过推动筋条带动限位发声环转动，使得发声齿从始态齿槽转移到终态齿槽内，进而产生终止提示声。

作为优选，导向套筒前端具有瓣爪结构，包括一组与导向套筒一体成型的瓣爪，瓣爪环绕导向套筒轴线排列，瓣爪排列所构成环形的外径小于导向套筒外径，至少两个瓣爪自由端一体设有瓣爪凸台，限位发声环前端内壁设有转动滑槽和横筋，瓣爪结构穿连在限位发声环内且瓣爪凸台后端面与限位发声环前端口内的横筋相抵，对限位发声环轴向定位。瓣爪结构具有径向弹性收拢能力，便于限位发声环在导向套筒方便地实现装配。瓣爪结构由于与导向套筒间存在径向差，从而形成台阶面，台阶面与瓣爪凸台一同对限位发声环起轴向定位作用，防止限位发声环沿轴向方向移动。

作为优选，释放套筒后端设有轴向悬臂，轴向悬臂自由端设有内止块，导向套筒外壁上设有贯通至导向套筒内腔且与第一滑动槽位置对应的条形窗，初始状态下内止块嵌置于条形窗及第一滑动槽内并与飞翼贴合相抵，释放套筒前端设有缺口和环状凸起。初始状态下，即本轴向驱动机构尚未启用的状态下，由于内止块的阻挡作用，飞翼被限制在所述后嵌槽内，无法滑入第一滑动槽中，从而确保推杆保持位置固定。

作为优选，释放套筒、限位发声环及导向套筒均为一体成型的注塑件。释放套筒上的轴向悬臂、弹性悬臂及导向套筒上的瓣爪结构都需要具备弹性复位能力，这些部件注塑成型，塑料的天然属性可赋予上述结构的弹性复位能力。

一种应用可视觉反馈的轴向驱动机构的具有双重视觉反馈的自动注射装置，包括头端防护帽、安全套筒、外壳及保护壳构成的壳体组件以及预灌封注射器，还包括自锁结构，自锁结构可在安全套筒往复一次后锁定安全套筒，预灌封注射器和所述可视觉反馈的轴向驱动机构设于壳体组件的腔体内，轴向驱动机构的输出端与预灌封注射器连接。使用时拔去头端防护帽，将安全套筒垂直贴于注射部位皮肤表面，向下按压外壳，安全套筒内收，预灌封注射器的注射针刺入患者体内，同时安全套筒抵住释放套筒前端并推动释放套筒后退释放推杆，进而触发轴向驱动机构的输出端输出动力，推动预灌封注射器将药液注入患者体内，通过声音和视觉标识复合反馈，提示患者注射过程所处阶段。使用后释放套筒、安全套筒复位，限位发声环锁定释放套筒，进而抵住安全套筒，使本自动注射装置自锁，遮蔽针尖，实现本自动注射装置的一次性使用，满足产品的安全要求，防止人员误触造成感染、伤害等医疗事故。本发明为了实现患者自我家庭护理给药/野外急救，减少非必要的医疗支出，提供了一种安全自动注射装置，本装置使用简单，仅仅需要两步操作，便于患者掌握，手动进针自动注射，进针深度稳定，使用过程使用者不易观察到注射针，减少恐惧。使用过程设有多重反馈功能，随着药剂注射进度可以自动切换产品状态标识，提示使用者当前注射过程所处阶段，便于使用者判断产品是否使用完毕，提升患者使用信心。

作为优选，所述自锁结构设于所述可视觉反馈的轴向驱动机构上，该自锁结构包括设于释放套筒上的限位自锁钩和设于限位发声环上的自锁悬臂，自锁悬臂上设有自锁钩，限位自锁钩设于释放套筒内壁上。限位自锁钩在本轴向驱动机构启用前起到限位作用，在使用完毕后起自锁作用，这样限位发声环可在释放套筒往复一次后锁定释放套筒。限位发声环不仅具有发声、状态切换及推杆注射距离限位等功能外，还具有自锁功能，将产品主要性能相关的特征集成在一个零件上，大大减少产品组成所需的零件，产品零件减少同时有助于产品稳定性的提高。

作为另选，所述自锁结构设于所述壳体组件上，该自锁结构包括设于安全套筒上的安全套筒自锁悬臂和设于外壳上的锁块，安全套筒自锁悬臂上设有自锁凸点，锁块上设有相交于锁块后端的启动侧壁和复位侧壁，锁块前端设有V形槽。本发明也可通过安全套筒与外壳间的互锁实现本自动注射装置的自锁。本自动注射装置启用，安全套筒首次后退时，安全套筒受压后退过程中自锁凸点可紧贴启动侧壁无障碍地运动，安全套筒复位过程中自锁凸点又可紧贴启动侧壁无障碍运动，待安全套筒复位完成后，自锁凸点落入V形槽被锁定，从而阻断安全套筒再次后退的路径，完成本自动注射装置的自锁。所述可视觉反馈的轴向驱动机构零件较多且尺寸较小，结构及其紧凑，有时如果过多的功能结构赋予其上，会造成一定的制造难度；而外壳组件零件尺寸相对结构简单、尺寸大，可以有较多空间更方便地布置功能结构，同时不会造成零件的增加。

作为优选，预灌封注射器包括针头护帽、带针玻璃筒、注射针和活塞，头端防护帽上设有钩爪，钩爪卡在针头护帽与带针玻璃筒的缝隙间。头端防护帽通过钩爪安装在预灌封注射器前端，可有效阻挡安全套筒被触发启动，且拆卸方便。

作为优选，安全套筒与外壳间设有滑动限位结构。在复位弹簧作用下，安全套筒可被释放套筒推动而在外壳内伸缩滑动，滑动限位结构可对安全套筒限位，防止安全套筒脱离外壳。

作为优选，外壳上设有药液视窗和指示标识视窗。药液视窗用于观察药液余量及活塞的所处位置了解注射过程。在本自动注射装置启用到使用结束的过程中，指示标识视窗可先后与始态显示标识和终态显示标识位置重合，从而明确指示本自动注射装置工作的开始和结束状态。药液视窗和指示标识视窗结合使用，形成双重视觉反馈，可帮助使用者通过更多的视觉反馈信息准确判断识别本自动注射装置的注射状态。

所述具有双重视觉反馈的自动注射装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤一.拔出头端防护帽，将针头护帽从预灌封注射器上带出；

步骤二.将安全套筒垂直贴在注射部位皮肤表面，向下按压外壳，安全套筒向后端内缩至外壳内部，同时带动释放套筒相对带齿套筒后退，向后端移动，释放套筒移动的同时压缩复位弹簧；

步骤三.随着释放套筒的移动，内止块越过推杆的后端面，避让飞翼，在注射弹簧作用下，飞翼沿后斜面滑入第一滑动槽中，并撞击第一滑动槽的侧壁，发出起始提示声；

步骤四.推杆在注射弹簧的作用下开始从后端向前端运动，带动活塞前进推注药液；

步骤五.当药液即将注射完毕时,推杆滑至第一滑动槽尽头，飞翼斜面与前斜面接触，在注射弹簧弹力的作用下滑向第二滑动槽，同时带动限位发声环转动，使发声齿脱离始态齿槽，当飞翼完全滑入第二滑动槽时，发声齿在弹性悬臂复位弹力的作用下扣入终态齿槽中并发出终止提示声；同时终态显示标识也转入到指示标识视窗中；同时飞翼被限位发声环内的横筋阻挡，停止继续前进；

步骤六.使用者在听到注射终止提示声后，将安全套筒移开注射部位表面皮肤，释放套筒复位，带动安全套筒回复至初始位置，继续对注射针遮蔽；使用者可通过指示标识视窗观察终态显示标识，再次确认产品状态；

步骤七.本自动注射装置完成自锁，安全套筒被阻止再次后退。

推杆在整个注射过程中经历两次轨道变化，每次轨道的变化都会都会产生提示声，第一声利用注射弹簧弹力最大状态时，推杆快速运动撞击发声；在注射即将结束时，注射弹簧弹力减弱，不能依靠快速运动撞击发声，利用弹性悬臂变形弹力发声，这样前后两声声音大小不会有明显变化，可以保持稳定音量范围，便于提示患者。

作为优选，步骤七中，释放套筒复位时限位自锁钩与自锁悬臂接触，在释放弹簧弹力作用下限位自锁钩造成自锁悬臂侧弯变形，限位自锁钩翻越自锁悬臂的自锁钩，自锁悬臂恢复原有形态，自锁悬臂阻挡限位自锁钩的后退路线，形成安全套筒以及释放套筒的自锁。释放套筒的限位自锁钩在本自动注射装置未使用时通过前端面与限位发声环的止挡凸台配合，控制其向前端进一步移动趋势，复位时推动限位发声环的自锁悬臂侧摆做弹性变形，回复至正常位置时，限位发声环的自锁悬臂恢复至正常状态，复位后限位自锁钩与自锁悬臂的自锁钩咬合，在用力按压针头保护套筒时，自锁悬臂受力变形趋势被限位自锁钩限制，只有在其完全破损后才会丧失自锁功能。该设计可以使得复位时所需的弹力较小，但是破坏自锁效果的力量必须更大，产品更为安全可靠。

作为另选，步骤七中，释放套筒复位时，自锁凸点紧贴启动侧壁运动，随着安全套筒向前端移动，安全套筒自锁悬臂在复位侧壁的导向作用下向上偏摆，安全套筒自锁悬臂弹性变形，当自锁凸点移动至超出复位侧壁前端点位置时，安全套筒自锁悬臂复位，自锁凸点落入V形槽中，自锁凸点的后退运动路线被V形槽限制，安全套筒被阻止再次后退，整个自动注射装置自锁。此步骤可顺利完成外壳对安全套筒的锁止，实现自动注射装置整体自锁。

本发明的有益效果是：

产品具备双重视觉反馈功能，使用前后可以通过标识区分，使得使用者判断更为准确。

本产品具备自动注射功能，同时在注射过程具备声音反馈和视觉反馈功能，便于患者掌握注射状态，减少注射时的恐惧心理，适用人群范围大。

产品零件少、结构紧凑实现小型化，容易携带，使用步骤简单，使用者易于掌握，产品依从性好。

产品安全可靠，使用过程患者不会看到针尖，使用后产品自锁无法二次使用，同时针尖遮蔽，防止误触造成损伤。

产品可以实现模块化设计，便于销售运输，减少生产成本浪费。

产品由机械结构组成，零件可靠性高，环境变化对其性能影响小，不易老化。

附图说明

图1为本发明的一种整体结构示意图；

图2为本发明的一种零件爆炸图；

图3为本发明中预灌封注射器的一种结构示意图；

图4a为本发明中限位发声环的一种结构示意图；

图4b为本发明中限位发声环的主视图；

图4c为本发明中限位发声环的一种剖视图；

图4d为本发明中限位发声环另一视角的结构示意图；

图5a为本发明中释放套筒的一种结构示意图；

图5b为本发明中释放套筒的轴向视图；

图5c为本发明中释放套筒的主视图；

图6a为本发明中推杆的一种结构示意图；

图6b为本发明中推杆的主视图；

图6c为本发明中推杆的另一种结构示意图；

图7a为本发明中导向套筒的一种结构示意图；

图7b为本发明中导向套筒另一视角的结构示意图；

图7c为本发明中导向套筒的一种剖视图；

图7d为本发明中导向套筒后端的结构示意图；

图7e为本发明中导向套筒内部的结构示意图；

图8为本发明中头端防护帽的一种结构示意图；

图9a为本发明中安全套筒的一种结构示意图；

图9b为本发明中安全套筒的一种剖视图；

图10为本发明中外壳的一种结构示意图；

图11为本发明的一种整体剖视图；

图12为本发明中头端防护帽拔出时的状态示意图；

图13a为本发明处于待启动状态时的一种结构示意图；

图13b为本发明中推杆滑入第一滑动槽时的状态示意图；

图14为本发明的一种注射状态示意图；

图15a为本发明注射即将完成时的状态示意图；

图15b为本发明发出终止提示声的过程示意图；

图15c为本发明注射完成时的状态示意图；

图15d为本发明注射完成时的推杆位置示意图；

图16为本发明注射完成安全套筒复位后状态示意图；

图17为本发明在注射完成后安全套筒和释放套筒的自锁状态示意图。

图18为本发明中安全套筒的另一种结构示意图；

图19a为本发明中外壳的一种结构示意图；

图19b为本发明中锁块在外壳上的位置示意图；

图20a为本发明中自动注射装置未启动时安全套筒自锁悬臂的位置示意图；

图20b为本发明中自动注射装置在注射过程中的安全套筒自锁悬臂的位置示意图；

图20c为本发明中安全套筒在复位过程中安全套筒自锁悬臂的位置示意图；

图20d为本发明中自动注射装置自锁时安全套筒自锁悬臂的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图6b，图7a至图17所示，一种具有双重视觉反馈的自动注射装置，包括头端防护帽1、安全套筒2、外壳3、保护壳4、预灌封注射器5、复位弹簧6、释放套筒7、限位发声环8、导向套筒9、推杆10、注射弹簧11和底盖12，推杆10与底盖12间设有注射弹簧11，头端防护帽1、安全套筒2、外壳3和保护壳4构成壳体组件，复位弹簧6、释放套筒7、限位发声环8、导向套筒9、推杆10和底盖12构成一可视觉反馈的轴向驱动机构，推杆10前端，即朝向预灌封注射器5的一端为该轴向驱动机构的输出端，预灌封注射器5和轴向驱动机构设于壳体组件的腔体内。安全套筒2、外壳3、保护壳4、预灌封注射器5、复位弹簧6、释放套筒7、限位发声环8、导向套筒9、推杆10及注射弹簧11全部同轴嵌套装配在一起，安全套筒2滑动嵌置于外壳3内前端并位于头端防护帽1后，预灌封注射器5、释放套筒7、限位发声环8、导向套筒9和推杆10设于头端防护帽1、外壳3和底盖12构成的腔体内，保护壳4嵌置于外壳3内并套接在预灌封注射器5外，复位弹簧6套接在释放套筒7外，释放套筒7、导向套筒9及推杆10同轴滑动嵌套，释放套筒7可在推杆10启动推进前锁定推杆10并可后退释放推杆10，限位发声环转动套接在导向套筒9端部并在推杆10的推动下转动，限位发声环8可在释放套筒7往复一次后锁定释放套筒7，在推杆10推进过程中导向套筒9可与推杆10作用产生起始提示声，限位发声环8可与导向套筒9作用产生终止提示声，限位发声环8在推杆10推进起始、终止时分别显示指示标识。导向套筒9后端设有一对卡扣901，用于与底盖12上的卡扣槽配合。导向套筒9沿轴向设有第一滑动槽904和第二滑动槽906，推杆10后端设有一对对称的飞翼1001，第一滑动槽904一侧槽壁的后端设有可容纳飞翼1001的后嵌槽，后嵌槽前端设有朝向第一滑动槽904的后斜面903，第一滑动槽904前端与第二滑动槽906前端连通，该连通部设有朝向第二滑动槽906的前斜面905，飞翼1001滑动连接在第一滑动槽904和第二滑动槽906构成的通道内，且初始状态下飞翼1001被释放套筒阻挡于所述后嵌槽内。飞翼1001前端设有可与后斜面903、前斜面905适配贴合的飞翼斜面1002。导向套筒9上还设有推杆装配槽907，推杆装配槽907沿导向套筒9轴向设于导向套筒9内壁上，推杆装配槽907与第一滑动槽904间隔分布且推杆装配槽907后端与所述后嵌槽相通。限位发声环8外壁上设有止挡凸台805和带有自锁钩的自锁悬臂806，自锁悬臂806的自锁钩上具有自锁钩弧面8061，限位发声环8后端设有两条弹性悬臂802，弹性悬臂802上设有发声齿801，导向套筒9上设有一始态齿槽909和一终态齿槽910，推杆10启动推进前发声齿801嵌入始态齿槽909中，推杆10推进到极限后，发声齿801嵌入终态齿槽910中。所述指示标识包括始态显示标识803和终态显示标识804，始态显示标识803和终态显示标识804位于限位发声环8前端周面上的相邻位置上。始态显示标识803为一绿点，用于指示本轴向驱动机构未启用状态；终态显示标识804为一红点，用于指示本轴向驱动机构使用完毕的状态。限位发声环8内壁一体设有内筋条807，内筋条807位于飞翼1001在第一滑动槽904前端与第二滑动槽906前端连通部的运动轨迹上。导向套筒9前端具有瓣爪结构，包括一组共四个与导向套筒9一体成型的瓣爪，瓣爪环绕导向套筒9轴线排列，瓣爪排列所构成环形的外径小于导向套筒9外径，使得导向套筒9形成直径不同的两段，瓣爪所构成环形为小径段，其余部分为大径段。第一滑动槽904从大径段一直延伸到小径段，第二滑动槽906处于小径段前端两个相邻瓣爪之间，前斜面905位于两个相对的瓣爪前端即自由端，前斜面905所在的瓣爪自由端还一体设有瓣爪凸台908，限位发声环8前端内壁设有转动滑槽808和横筋809，瓣爪结构穿连在限位发声环8内且瓣爪凸台908勾在转动滑槽808内，瓣爪凸台908后端面与限位发声环8前端口内的横筋809相抵，限位发声环8后端与大、小径段的分界台阶面抵接，限位发声环8因而被轴向定位。释放套筒7后端设有轴向悬臂702，轴向悬臂702自由端设有内止块701，导向套筒9外壁上设有贯通至导向套筒9内腔且与第一滑动槽904位置对应的条形窗902，初始状态下内止块701嵌置于条形窗902及第一滑动槽904内并与飞翼1001贴合相抵，释放套筒7前端设有缺口704和环状凸起705，释放套筒7内壁设有带自锁钩斜面7031的限位自锁钩703。预灌封注射器5包括针头护帽51、带针玻璃筒52、注射针521和活塞54，带针玻璃筒52内储有药液53，头端防护帽1上设有钩爪101，钩爪101卡在针头护帽51与52的缝隙间，活塞54滑动嵌置于带针玻璃筒52内并与带针玻璃筒52内壁形成动密封，推杆10插入带针玻璃筒52内以驱动活塞54。安全套筒2包括套筒头和连接在套筒头后端的一对瓦状长悬臂，套筒头和瓦状长悬臂一体成型。安全套筒2与外壳3间设有滑动限位结构，该滑动限位结构包括一体成型于瓦状长悬臂两侧的悬臂201和固设于外壳3内壁上的内壁凸台32。外壳3上设有药液视窗301和指示标识视窗302，还设有卡扣槽303，卡扣槽303位于外壳3后端，底盖12上设有与卡扣槽303适配的卡钩1201。释放套筒7、限位发声环8及导向套筒9均为一体成型的注塑件。

组装时，由内到外依次是：注射弹簧11、推杆10、导向套筒9和限位发声环8、释放套筒7、复位弹簧6、底盖12；其中注射弹簧11压缩在推杆10的内孔1003内，一端抵住内孔1003底面一端抵住底盖12端面；限位发声环8套在导向套筒9的小径段上，限位发声环8可绕自身轴线转动，但不可轴向移动，限位发声环8与导向套筒9大径段外径相等；在初始状态时，推杆10的飞翼1001嵌入在导向套筒9内孔中含有后斜面903的后嵌槽内，组装推杆10时，飞翼1001从推杆装配槽907进入后直推到底后拨转再回拉即可就位；由于释放套筒的内止块701阻挡作用，使得即使在注射弹簧作用力下，飞翼1001仍无法滑入第一滑动槽904中，从而确保推杆10暂时位置固定；释放套筒7套在导向套筒9外，复位弹簧6套在释放套筒7外，压缩在释放套筒7与底盖12之间，由于限位发声环止挡凸台805对自锁钩703阻挡作用，阻挡释放套筒在复位弹簧6作用力下进一步向前端移动，释放套筒7只能在一定区间内做往复直线运动；整个驱动机构在相对稳定的状态一同插入外壳3的内孔内，其中推杆10前端部分伸入到预灌封注射器5的内孔内，与活塞54保持一定距离，底盖12上的卡钩1201卡进外壳3上卡扣槽303内，安全套筒2的两瓦状长悬臂接近或接触环状凸起705前端面，产品形成一个整体。在初始状态时可以通过指示标识视窗302观察到始态显示标识803，发声齿801也卡在始态齿槽909内。

本具有双重视觉反馈的自动注射装置的工作方法包括以下步骤：

步骤一.拔出头端防护帽1，将针头护帽51从预灌封注射器5上带出，由于头端防护帽上的钩爪101卡钩嵌在预灌封注射器5上的针头护帽51与带针玻璃筒52缝隙间，因此在拔出头端防护帽1的同时可将针头护帽51带出，此时注射针521裸露，由于安全套筒2的遮蔽作用，使用者较难看到注射针，从而减小使用前的恐惧心理；

步骤二.将安全套筒2垂直贴在注射部位皮肤表面，向下按压外壳3，安全套筒2向后端内缩至外壳3内部，同时带动释放套筒7相对带齿套筒8后退，向后端移动，释放套筒7移动的同时压缩复位弹簧6；

步骤三.随着释放套筒7的移动，内止块701越过推杆10的后端面，不再阻挡飞翼1001，在注射弹簧11弹力释放的作用下，飞翼1001沿后斜面903滑入第一滑动槽904中，推杆10在此过程中做转动和轴向移动结合的类螺旋运动，在滑入第一滑动槽904的瞬间，由于惯性的作用，飞翼1001撞击第一滑动槽904的侧壁，发出“嗒”的撞击声，成为起始提示声，提示使用者注射开始；

步骤四.推杆10在注射弹簧11的作用下开始从后端向前端运动，带动活塞54前进推注药液53；

步骤五.当药液53即将注射完毕时,推杆10滑至第一滑动槽904尽头，即第一滑动槽904前端与第二滑动槽906前端的连通部，飞翼斜面1002与前斜面905接触，在注射弹簧11弹力的作用下沿前斜面905做类螺旋运动滑向第二滑动槽906，在滑入过程中，由于限位发声环8内筋条807位于飞翼1001运动轨迹上，因此飞翼1001通过推动内筋条807带动限位发声环8转动。随着限位发声环8转动，发声齿801脱离始态齿槽909，弹性悬臂802受力变形。当飞翼1001完全滑入第二滑动槽906时，发声齿801在弹性悬臂802复位弹力的作用下扣入终态齿槽910中，叩击发出“嗒”的声音，成为终止提示声，提示使用者注射完毕；同时由于限位发声环8的转动，终态显示标识804也随之转入到指示标识视窗302中；同时飞翼1001被限位发声环8内的横筋809阻挡，无法继续前进，防止注射弹簧11弹力进一步释放导致推杆10继续前进对预灌封注射器5造成破坏；

步骤六.使用者在听到注射终止提示声后，将安全套筒2移开注射部位表面皮肤，释放套筒7后端向前端移动复位，同时带动安全套筒2回复至初始位置，继续对注射针521遮蔽，使用者仍不易观察到注射针521，从而确保整个使用过程注射针521不会被看到。使用者仍可通过指示标识视窗302观察终态显示标识804，再次确认产品状态；

步骤七.由于终止提示声发声过程中，限位发声环8绕导向套筒9轴线旋转了一角度，释放套筒7复位时限位自锁钩703不再与止挡凸台805接触，而是会与带有自锁钩的自锁悬臂806接触，在与自锁悬臂806接触时，限位自锁钩703的自锁钩斜面7031与自锁悬臂806上的自锁钩弧面8061接触，在释放弹簧6弹力作用下，限位自锁钩703造成自锁悬臂806侧弯变形，限位自锁钩703翻越自锁悬臂806的自锁钩，翻越完成后，两者不再接触，自锁悬臂806恢复原有形态。当试图再次按压安全套筒2时，由于自锁悬臂806的自锁钩阻挡了限位自锁钩703的后退路线，造成释放套筒7无法后退，从而形成安全套筒2和释放套筒7的自锁。

实施例2：

如图6c所示，推杆10前端装有一个可绕推杆10轴线转动的垫片1004，垫片1004起到平面轴承的功效，在推杆10推进时，垫片1004与活塞54接触，两者保持相对静止，推杆10与活塞54发生相对转动，可以减少推杆转动过程中遇到的阻力。其余同实施例1。

实施例3：

如图18至20d所示，所述瓦状长悬臂上设有镂空区，镂空区内设有安全套筒自锁悬臂203，安全套筒自锁悬臂203上设有自锁凸点204，所述自锁结构设于所述壳体组件上，该自锁结构包括设于安全套筒2上的安全套筒自锁悬臂203和设于外壳3内壁的锁块304，锁块304在外壳3内壁上径向突起，锁块304整体呈V形，锁块304上设有相交于锁块304后端的启动侧壁3041和复位侧壁3042，启动侧壁3041和复位侧壁3042相交形成锁块后尖点3045，锁块304前端设有V形槽3043。启动侧壁3041及与其相对的外壳3内壁构成启动运动轨道305；复位侧壁3042及与其相对的外壳3内壁构成复位运动轨道306。启动侧壁3041前端设有始端尖点3044，复位侧壁3042前端设有终端尖点3046。始端尖点3044、锁块后尖点3045均稍偏离外壳3中心线，自然状态下自锁凸点204位置低于始端尖点3044而高于锁块后尖点3045，这样安全套筒2在装配时，在始端尖点3044导向作用下，安全套筒自锁悬臂203向下偏摆，此时安全套筒自锁悬臂203弹性变形，自锁凸点204落入启动运动轨道305，在安全套筒自锁悬臂203复位弹力的作用下自锁凸点204紧贴启动侧壁3041。安全套筒2受压后退过程中自锁凸点204紧贴启动侧壁3041运动，安全套筒2复位过程中自锁凸点204紧贴启动侧壁3041运动。

步骤二中，将安全套筒2垂直贴在注射部位皮肤表面，向下按压外壳3，安全套筒2向后端内缩至外壳3内部，同时带动释放套筒7后退，向后端移动，释放套筒7移动的同时压缩复位弹簧6；与此同时，安全套筒2受压后退过程中自锁凸点204仍紧贴启动侧壁3041向本自动注射装置后端移动，在翻越锁块后尖点3045后，安全套筒自锁悬臂203复位，自锁凸点204与锁块304脱离，完成注射准备。

步骤七中，释放套筒7复位时，自锁凸点204与倾斜的复位侧壁3042接触，随着安全套筒2向前端移动，自锁凸点204在复位侧壁3042导向作用下紧贴启动侧壁3041在复位运动轨道306中运动，安全套筒自锁悬臂203在复位侧壁3042的顶压作用下向上偏摆，安全套筒自锁悬臂203弹性变形，当自锁凸点204移动至超出复位侧壁3042前端点位置时，安全套筒自锁悬臂203复位，自锁凸点204在安全套筒自锁悬臂203复位弹力的作用下翻越终端尖点3046，落入V形槽3043中，由于锁块304与自锁凸点204在高度上有一定距离重合，自锁凸点204的后退运动路线被V形槽3043限制，安全套筒2无法再次后退，整个自动注射装置自锁。

其余同实施例1。

实施例4：

从后斜面903位置向导向套筒9前端移动少许处增设一个次级后斜面，第一滑动槽长度相应缩短，用以连接后斜面903和次级后斜面，次级后斜面后增设中间滑动槽，中间滑动槽与第二滑动槽前端连通。这样注射启动时，飞翼1001短时间内先后在后斜面903和次级后斜面上经历两次转移，生成两次起始提示声，从而改变听觉提示方式，以满足不同使用场景、不同用户群体的需求。其余同实施例1。

实施例5：

终态齿槽910为两个，前斜面905长度相应加长以适应终态齿槽910数量增加。这样注射终止时，发声齿801先后啮合两个终态齿槽910，生成两次终止提示声，从而改变听觉提示方式，以满足不同使用场景、不同用户群体的需求。其余同实施例3。

Claims (19)

1.一种可视觉反馈的轴向驱动机构，包括复位弹簧（6）、释放套筒（7）、推杆（10）和底盖（12），复位弹簧（6）套接在释放套筒（7）外，推杆（10）与底盖（12）间设有注射弹簧（11），释放套筒（7）可在推杆（10）启动推进前锁定推杆（10）并可后退释放推杆（10），其特征是还包括限位发声环（8）和导向套筒（9），释放套筒（7）、导向套筒（9）及推杆（10）同轴滑动嵌套，限位发声环转动套接在导向套筒（9）端部并在推杆（10）的推动下转动，在推杆（10）推进过程中导向套筒（9）可与推杆（10）作用产生起始提示声，限位发声环（8）可与导向套筒（9）作用产生终止提示声，限位发声环（8）在推杆（10）推进起始、终止时分别显示指示标识。

2.根据权利要求1所述的可视觉反馈的轴向驱动机构，其特征是导向套筒（9）穿连在释放套筒（7）内，导向套筒（9）沿轴向设有第一滑动槽（904）和第二滑动槽（906），推杆（10）后端设有一对飞翼（1001），第一滑动槽（904）一侧槽壁的后端设有可容纳飞翼（1001）的后嵌槽，后嵌槽前端设有朝向第一滑动槽（904）的后斜面（903），第一滑动槽（904）前端与第二滑动槽（906）前端连通，该连通部设有朝向第二滑动槽（906）的前斜面（905），飞翼（1001）滑动连接在第一滑动槽（904）和第二滑动槽（906）构成的通道内，且初始状态下飞翼（1001）被释放套筒阻挡于所述后嵌槽内。

3.根据权利要求2所述的可视觉反馈的轴向驱动机构，其特征是飞翼（1001）前端设有可与后斜面（903）、前斜面（905）适配贴合的飞翼斜面（1002）。

4.根据权利要求2所述的可视觉反馈的轴向驱动机构，其特征是导向套筒（9）上还设有推杆装配槽（907），推杆装配槽（907）沿导向套筒（9）轴向设于导向套筒（9）内壁上，推杆装配槽（907）后端与所述后嵌槽相通。

5.根据权利要求2所述的可视觉反馈的轴向驱动机构，其特征是限位发声环（8）上设有止挡凸台（805），限位发声环（8）后端设有弹性悬臂（802），弹性悬臂（802）上设有发声齿（801），导向套筒（9）上设有始态齿槽（909）和终态齿槽（910），推杆（10）启动推进前发声齿（801）嵌入始态齿槽（909）中，推杆（10）推进到极限后，发声齿（801）嵌入终态齿槽（910）中。

6.根据权利要求1所述的可视觉反馈的轴向驱动机构，其特征是所述指示标识包括始态显示标识（803）和终态显示标识（804），始态显示标识（803）和终态显示标识（804）位于限位发声环（8）前端周面上的相邻位置上。

7.根据权利要求2所述的可视觉反馈的轴向驱动机构，其特征是限位发声环（8）内壁设有内筋条（807），内筋条（807）位于飞翼（1001）在第一滑动槽（904）前端与第二滑动槽（906）前端连通部的运动轨迹上。

8.根据权利要求1所述的可视觉反馈的轴向驱动机构，其特征是导向套筒（9）前端具有瓣爪结构，包括一组瓣爪，瓣爪环绕导向套筒（9）轴线排列，瓣爪排列所构成环形的外径小于导向套筒（9）外径，至少两个瓣爪自由端设有瓣爪凸台（908），限位发声环（8）前端内壁设有转动滑槽（808）和横筋（809），瓣爪结构穿连在限位发声环（8）内且瓣爪凸台（908）对限位发声环（8）轴向定位。

9.根据权利要求2所述的可视觉反馈的轴向驱动机构，其特征是释放套筒（7）后端设有轴向悬臂（702），轴向悬臂（702）自由端设有内止块（701），导向套筒（9）外壁上设有贯通至导向套筒（9）内腔且与第一滑动槽（904）位置对应的条形窗（902），初始状态下内止块（701）嵌置于条形窗（902）及第一滑动槽（904）内并与飞翼（1001）相抵，释放套筒（7）前端设有缺口（704）和环状凸起（705）。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的可视觉反馈的轴向驱动机构，其特征是释放套筒（7）、限位发声环（8）及导向套筒（9）均为一体成型的注塑件。

11.一种具有双重视觉反馈的自动注射装置，包括头端防护帽（1）、安全套筒（2）、外壳（3）和保护壳（4）构成的壳体组件以及预灌封注射器（5），还包括自锁结构，自锁结构可在安全套筒（2）往复一次后锁定安全套筒（2），其特征是预灌封注射器（5）和所述可视觉反馈的轴向驱动机构设于壳体组件的腔体内，轴向驱动机构的输出端与预灌封注射器（5）连接。

12.根据权利要求11所述具有双重视觉反馈的自动注射装置，其特征是所述自锁结构设于所述可视觉反馈的轴向驱动机构上，该自锁结构包括设于释放套筒（7）上的限位自锁钩（703）和设于限位发声环（8）上的自锁悬臂（806），自锁悬臂（806）上设有自锁钩，限位自锁钩（703）设于释放套筒（7）内壁上。

13.根据权利要求11所述具有双重视觉反馈的自动注射装置，其特征是所述自锁结构设于所述壳体组件上，该自锁结构包括设于安全套筒（2）上的安全套筒自锁悬臂（203）和设于外壳（3）上的锁块（304），安全套筒自锁悬臂（203）上设有自锁凸点（204），锁块（304）上设有相交于锁块（304）后端的启动侧壁（3041）和复位侧壁（3042），锁块（304）前端设有V形槽（3043）。

14.根据权利要求11所述具有双重视觉反馈的自动注射装置，其特征是预灌封注射器（5）包括针头护帽（51）、带针玻璃筒（52）、注射针（521）和活塞（54），头端防护帽（1）上设有钩爪（101），钩爪（101）卡在针头护帽（51）与带针玻璃筒（52）的缝隙间。

15.根据权利要求11所述具有双重视觉反馈的自动注射装置，其特征是安全套筒（2）与外壳（3）间设有滑动限位结构。

16.根据权利要求11所述具有双重视觉反馈的自动注射装置，其特征是外壳（3）上设有药液视窗（301）和指示标识视窗（302）。

17.权利要求11至16中任一项所述具有双重视觉反馈的自动注射装置的工作方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一.拔出头端防护帽（1），将针头护帽（51）从预灌封注射器（5）上带出；

步骤二.将安全套筒（2）垂直贴在注射部位皮肤表面，向下按压外壳（3），安全套筒（2）向后端内缩至外壳（3）内部，同时带动释放套筒（7）后退，向后端移动，释放套筒（7）移动的同时压缩复位弹簧（6）；

步骤三.随着释放套筒（7）的移动，内止块（701）越过推杆（10）的后端面，避让飞翼（1001），在注射弹簧（11）作用下，飞翼（1001）沿后斜面（903）滑入第一滑动槽（904）中，并撞击第一滑动槽（904）的侧壁，发出起始提示声；

步骤四.推杆（10）在注射弹簧（11）的作用下开始从后端向前端运动，带动活塞（54）前进推注药液（53）；

步骤五.当药液（53）即将注射完毕时,推杆（10）滑至第一滑动槽（904）尽头，飞翼斜面（1002）与前斜面（905）接触，在注射弹簧（11）弹力的作用下滑向第二滑动槽（906），同时带动限位发声环（8）转动，使发声齿（801）脱离始态齿槽（909），当飞翼（1001）完全滑入第二滑动槽（906）时，发声齿（801）在弹性悬臂（802）复位弹力的作用下扣入终态齿槽（910）中并发出终止提示声；同时终态显示标识（804）也转入到指示标识视窗（302）中；同时飞翼（1001）被限位发声环（8）内的横筋（809）阻挡，停止继续前进；

步骤六.使用者在听到注射终止提示声后，将安全套筒（2）移开注射部位表面皮肤，释放套筒（7）复位，带动安全套筒（2）回复至初始位置，继续对注射针（521）遮蔽；使用者可通过指示标识视窗（302）观察终态显示标识（804），再次确认产品状态；

步骤七.本自动注射装置完成自锁，安全套筒（2）被阻止再次后退。

18.根据权利要求17所述的自动注射装置的工作方法，其特征是步骤七中，释放套筒（7）复位时，限位自锁钩（703）与自锁悬臂（806）接触，在释放弹簧（6）弹力作用下限位自锁钩（703）造成自锁悬臂（806）侧弯变形，限位自锁钩（703）翻越自锁悬臂（806）的自锁钩，自锁悬臂（806）恢复原有形态，自锁悬臂（806）阻挡限位自锁钩（703）的后退路线，形成安全套筒（2）和释放套筒（7）的自锁。

19.根据权利要求17所述的自动注射装置的工作方法，其特征是步骤七中，释放套筒（7）复位时，自锁凸点（204）紧贴启动侧壁（3041）运动，随着安全套筒（2）向前端移动，安全套筒自锁悬臂（203）在复位侧壁（3042）的导向作用下向上偏摆，安全套筒自锁悬臂（203）弹性变形，当自锁凸点（204）移动至超出复位侧壁（3042）前端点位置时，安全套筒自锁悬臂（203）复位，自锁凸点（204）落入V形槽（3043）中，自锁凸点（204）的后退运动路线被V形槽（3043）限制，安全套筒（2）被阻止再次后退，整个自动注射装置自锁。

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