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用于提取和分析血样的装置,刺血针耦合机构制作方法

  • 专利名称
    用于提取和分析血样的装置,刺血针耦合机构制作方法
  • 发明者
    H.利斯特, K.弗吕格
  • 公开日
    2012年9月26日
  • 申请日期
    2010年9月3日
  • 优先权日
    2009年10月13日
  • 申请人
    霍夫曼-拉罗奇有限公司
  • 文档编号
    A61B5/155GK102695451SQ201080046398
  • 关键字
  • 权利要求
    1.用于提取和分析血样的装置,其包括 壳体; 设置在壳体上的、用于压紧应从其中提取血样的人体部分的定位装置; 可移动地支承在壳体上的刀库,所述刀库包括多个刺血针,将其中的刺血针分别刺入人体部分,并且再度抽回,以便从穿刺伤ロ流出的血液中提取样本; 用于使刀库步进的装置,以便将刺血针送到功能位置中; 带有驱动杆的刺血针驱动装置,所述驱动杆可耦合到位于功能位置中的刺血针上,以便沿着穿刺轴实施被控制的穿刺运动; 配属于刺血针的检测部件,将提取的血样分别输送到所述检测部件上,以便对血样进行分析; 其特征在于,其具有 集成的驱动单元,所述驱动単元包括刺血针驱动装置、用于使刀库步进的装置以及用于产生基本垂直于穿刺轴的试样传递运动的装置2.按照权利要求I所述的装置,其特征在于,所述驱动単元包括 共同的驱动源,所述驱动源为所述刺血针驱动装置、刀库的步进以及试样传递运动提供力; 驱动カ传递传动装置,通过所述驱动カ传动装置可使所述刺血针驱动装置、用于刀库步进的装置以及用于产生试样传递运动的装置耦合到所述驱动源上3.按照权利要求2所述的装置,其特征在于,所述驱动カ传递传动装置包括至少ー个转子,所述转子取决于旋转角将驱动源的力有选择地传递到所述刺血针驱动装置,刀库步进装置以及用于产生试样传递运动的装置上4.按照权利要求3所述的装置,其特征在干,从围绕共同的轴的旋转运动中产生用于穿刺,刀库步进和试样传递所需要的运动5.按照权利要求4所述的装置,其特征在于,所述驱动単元包括 驱动转子(20),所述驱动转子围绕垂直于穿刺轴布置的旋转轴(19)可旋转地支承在壳体中; 驱动弹簧(43 ),所述驱动弹簧驱动驱动转子(20 ); 张紧转子(18),所述张紧转子与驱动转子(20)同轴地、可旋转地支承并且与所述驱动弹簧(49)连接,从而通过所述张紧转子(18)相对于所述驱动转子(20)的旋转而张紧所述驱动弹簧(43); 第一曲线控制器,所述第一曲线控制器将所述驱动转子(20)的旋转转变为所述刺血针(60)沿穿刺轴的径向的向前运动和向后运动; 具有第二曲线控制器的步进开关装置,所述第二曲线控制器将所述张紧转子(18)的旋转运动转变为用于使所述刀库(4)步进的线性运动; 具有第三曲线控制器的试样传递装置(12),所述第三曲线控制器将所述张紧转子(18)的旋转运动转变为压カ推杆(37)的基本上垂直于穿刺轴的线性运动6.按照权利要求3所述的装置,其特征在干, 所述刀库(4)设计为圆环形; 具有多个沿径向方向布置的腔室(5),所述腔室分别包含ー个刺血针(13);所述刀库(4)的旋转轴平行于所述驱动转子(20)的旋转轴(19)布置7.按照权利要求5或6所述的装置,其特征在干, 所述张紧转子(18)设计为扁平的圆形盘,并且具有中间的盆形空隙(46); 所述驱动转子(20)设置在所述空隙(46)中8.按照权利要求5至7中任一项所述的装置,其特征在于,所述驱动转子(20)在端面上具有控制槽(29),所述控制槽从槽滑块(28)出发,以便将所述驱动转子(20)的旋转运动转变为径向运动9.按照权利要求8所述的装置,其特征在干, 单臂的传动杠杆(22)可摆动地支承在壳体中; 所述传动杠杆(20)的自由端部与驱动杆(9)连接; 在所述传动杠杆(22)上的槽滑块(28)设置在所述自由端部和杠杆轴之间; 所述传动杠杆(22)的杠杆轴平行于所述驱动转子的旋转轴(19)延伸,并且可横向于穿刺轴移动,由此所述杠杆的传动比是可调节的10.按照权利要求5至9中任一项所述的装置,其特征在于,所述驱动转子(20)与所述张紧转子(18)彼此不可相对转动地连接11.按照权利要求5至10中任一项所述的装置,其特征在于,所述步进开关装置包括 设置在所述张紧转子(18)上的开关凸轮(35),所述开关凸轮在经过时操作滑槽导板(11); 由所述滑槽导板(11)驱动的开关定位板(34); 设置在所述刀库(4)外侧面上的开关部件,这些开关部件接合到开关定位板(34)中,以便将所述滑槽导板(11)的径向运动转变为所述刀库(4)的受限制的旋转运动12.按照权利要求5至11中任一项所述的装置,其特征在于,所述张紧转子(18)在它的边缘区域中具有斜面(40),所述斜面从滑动部件出发,以便将驱动转子(20)的旋转运动转变为垂直于穿刺轴的运动13.刺血针耦合机构,特别是用于按照权利要求I所述的装置的刺血针耦合机构,其具有至少ー个腔室,所述腔室沿穿刺轴方向延伸并且包含刺血针;所述刺血针耦合机构还具有驱动杆,所述驱动杆穿透腔室,并且可耦合到刺血针上,以便沿穿刺轴实施被控制的向前运动和向后运动,其特征在干, 所述刺血针(60)可围绕至少ー个横向于穿刺轴延伸的弯曲轴弹性地弯曲; 所述腔室(5)包括和所述刺血针(60)的横截面相匹配的通道(64);所述通道具有至少一个围绕横向于穿刺轴的轴的弯曲部(65); 当所述刺血针处于弯曲状态时,所述驱动杆(9)可耦合到所述刺血针(60)上,并且当所述刺血针处于松驰状态时,所述驱动杆(9)与所述刺血针形状锁合地连接14.按照权利要求13所述的刺血针耦合机构,其特征在干, 所述刺血针(60)具有至少ー个耦合空隙; 所述驱动杆(9)在它的前端部具有至少ー个耦合结构,所述耦合结构垂直于所述刺血针(60)的弯曲轴延伸,并且当所述刺血针(60)向前运动时,所述耦合结构接合到弯曲的刺血针(60)的耦合空隙中15.按照权利要求14所述的刺血针耦合机构,其特征在干,所述刺血针(60)由ー块扁平的薄板制成,并且在它的后端部区域中具有至少ー个针眼(63); 所述驱动杆(9)在它的前端部具有至少ー个钩子(66),所述钩子可钩入到所述针眼(63)中
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专利名称:用于提取和分析血样的装置,刺血针耦合机构的制作方法用于提取和分析血样的装置,刺血针耦合机构本发明涉及一种具有在权利要求I的前序部分中规定的特征的用于提取和分析血样的装置。此外,本发明还涉及一种具有在权利要求13的前序部分中规定的特征的刺血针耦合机构。代谢病患者必须经常分析他们的血液。特别是糖尿病患者必须经常检查血糖水平。为此借助刺血针优选在指尖上刺破一个小口。然后从流出的血液中取出较少的试样,并且紧接着输送到检测部件上进行分析。近来研制出小型的自动运行的手持式设备,所述手持式设备包括具有多个设计成一次性产品(可任意使用的)的刺血针的刀库以及相应数量的检测部件。借助集成的测量单元对血样进行分析。这种高度集成的设备具有以下优点即患者只须随身携带一个唯一的装置,利用这个装置在必须更换消耗材料之前患者可立即进行一些检测。这种每个人可用其进行血糖自动检测的小型的手持式设备的结构要求极其苛刻 并且是多样的。设备应尽可能地小并且轻。它必须如此简单并且操作方便,从而可在任何地方尽可能不引人注意地进行血糖检测。当然,在医疗器械中也期待着绝对可靠性。因为糖尿病患者人数众多,所以制造成本必须在批量生产的合理的范围中。对于一种全自动工作的血糖检测设备来说需要一种专门的驱动机构。这种驱动机构必须能执行各种各样的并且极为不同的运动。为了使未使用的刺血针进入功能位置的快速穿刺运动、紧接着的回程运动、刀库的步进都属于此,还有新刺血针的耦合、使用过的刺血针的脱耦以及将血样从刺血针输送到检测部件上的运动机构也属于此。文献WO 2009/030340 Al描述了一种用于确定人体液的分析物的分析设备。所述分析设备包括设计成滚筒形的、具有多个穿刺元件和多个分析部件的刀库。穿刺元件具有毛细管通道和试件输送区。文献WO 2009/027010 A2描述了一种具有矩形的刀库的分析系统。在所述分析系统中存储有多个一次性使用的刺血针和分析部件。较早的欧洲专利申请文献08010403. 7涉及一种分析系统,所述分析系统包括具有腔室的刀库以及具有毛细管通道的穿刺元件,所述腔室具有试样接触区的分析部件。此夕卜,该分析系统还包括一种可重复使用的分析设备,所述分析设备具有穿刺驱动装置、用于容纳刀库的支承机构,以及测量和分析装置。由美国文献2004/0092995 A2已知一种用于提取和分析血样的装置。在所述装置中,在扁平圆形刀库的并排设置的腔室中存储有多个一次性使用的刺血针。刺血针驱动装置可有选择地耦合到刺血针其中之一上并且沿径向方向驱动所述刺血针。此外,所述装置还包括多个分析元件。文献EP I 333 756 BI描述了一次性使用的刺血针和刺血针驱动装置耦合和脱耦的情况。刺血针具有喷射的、柔软的小臂,这些小臂利用底切部作用在推杆上。例如由文献EP I 669 028 Al已知一种刺血针驱动装置,所述刺血针驱动装置具有可通过驱动弹簧驱动的驱动转子、张紧转子以及刺血针耦合机构。张紧驱动弹簧是通过张紧转子通过传动装置相对于驱动转子的转动完成的,所述传动装置是由电动机驱动的。刺血针耦合机构借助曲线控制装置将驱动转子的旋转运动转变为激活的刺血针的平移运动。当张紧转子和驱动转子通过闭锁止动件(Sperrriegel)彼此稱合时,它们也可以同步地运动。基于提到的现有技术,本发明的任务是,特别紧凑和轻型地设计一种按照权利要求I的前序部分所述的用于提取和分析血样的装置,同时该装置具有很高的机械可靠性和尽可能小的能量需求。所述任务按照权利要求I的特征部分通过集成的驱动单元来说解决,所述驱动单元包括刺血针驱动装置、用于使刀库步进的装置以及用于产生基本垂直于穿刺轴的试样传递运动的装置。根据本发明驱动单元不仅驱动刺血针,而且也负责在检测周期结束时使刀库步进,并且此外还能够产生一种基本上垂直于穿刺轴的运动,这种运动用于将采集的血样从刺血针输送到所配属的检测部件上,方法是刺血针和检测部件相互挤压。在此,基本上垂直于穿刺轴地施加一种力。此外,试样输送运动也可包括其它的运动过程,在这些运动过程中检测部件和刺血针彼此相对运动。然而这些运动过程不再一定要垂直于穿刺轴完成,而是例如可以包括有平行于穿刺轴的运动分量。为所有用于实施检测循环所必需的机械运动设置一个唯一的驱动单元,这具有如下重要的优点所述装置可以更加紧凑并且因此更加轻型。此外,该装置工作更加可靠并且更加有效。最后,它能够特别成本低廉地进行制造。集成的驱动单元优选具有一个唯一的共同的驱动源。所述驱动源为刺血针驱动装置、刀库的步进以及试样输送运动提供力。借助驱动力传递传动装置可将驱动源耦合到刺血针驱动装置、用于刀库的步进的装置以及用于产生试样输送运动的装置上。特别是可将转子用作这样的驱动力传递传动装置的中心部件,即所述转子取决于旋转角将驱动源的力有选择地输送到刺血针驱动装置、用于刀库的步进的装置以及用于产生试样输送运动的装置。在此,用于穿刺、刀库的步进以及试样输送所需要的运动优选由围绕一个共同的轴所作的旋转运动产生。中央驱动源的力不直接产生最后所需要的平移运动,而是首先使转子旋转起来,其结果是提供了 360度的自然的旋转角范围,以便在转子作完全的旋转运动的过程中使驱动源依次地耦合到刺血针驱动装置、用于刀库的步进的装置或者用于产生试样输送运动的装置上。文献WO 2009/030340 Al公开的分析设备包括驱动装置和具有耦合元件的耦合单元,所述耦合元件可如此耦合到支承在刀库中的穿刺元件上,从而由驱动装置使穿刺元件在它的穿刺路径上运动。在其中支承有穿刺元件的刀库滚筒由单独的刀库驱动装置驱动,所述刀库驱动装置通过传动带与刀库带盘耦合,并且可将滚筒刀库旋转到所希望的规定位 置中。在根据文献EP 08010403. 7的分析系统中地设置了两个马达,即用于穿刺驱动装置的第一电动机以及通过传动带驱动驱动刀库的第二马达。美国文献2004/0092995 Al的设备同样具有单独的用于刀库的驱动装置。该驱动装置包括驱动齿轮的步进电动机。所述齿轮接合到刀库内侧的齿部中,从而步进电动机的旋转弓I起刀库绕它的中心点的旋转。众所周知,刺血针驱动装置必须能朝要穿刺的人体部分方向作快速的穿刺运动,并且紧接着作回程运动,所述回程运动至少在开始时也应相当快速地进行。与之相比,用于刀库的步进、刺血针的耦合和脱耦以及用于将血样从刺血针输送到检测部件所需的其它运动相对缓慢。为此目的,驱动单元有利地以本身已知的方式有利地包括驱动转子、同轴的张紧转子、在驱动转子和张紧转子之间作用的驱动弹簧,借助第一曲线控制器将驱动转子的旋转转变为刺血针的径向的向前运动和向后运动;此外,所述驱动单元还包括具有第二曲线控制器的步进开关装置,所述第二曲线控制器将张紧转子的旋转运动转变为刀库的步进的线性运动;以及包括具有第三曲线控制器的检测部件耦合装置,所述第三曲线控制器将张紧转子的旋转运动转变为压紧元件垂直于穿刺轴的线性运动。根据本发明,只有张紧转子通过驱动力传递传动装置才能和中央驱动源直接力锁合连接地耦合。张紧转子的转动借助曲线控制器或者转变成用于刀库的步进的线性运动,或者转变成压紧元件垂直于穿刺轴的线性运动。这样才能实现缓慢的运动。只有当前面通过张紧转子相对于驱动转子的转动将驱动弹簧张紧,并释放穿刺的触发时才可实现刺血针的快速运动。以这种方式能够使驱 动源首要地与刀库、刺血针耦合机构以及用于血样输送装置的缓慢运动协调一致。通过驱动弹簧的张紧力触发显著快速的穿刺运动。通过将张紧转子用作驱动力传递传动装置的中心部件才成功地从一个唯一的共同驱动源产生驱动机构的整个运动。优选这样一种电动机可适合用作驱动源,即在必要时借助蜗轮蜗杆传动装置将所述电动机的转速如此程度地降低,从而可足够精确地控制张紧转子旋转运动。但是也可以设想每种另外驱动的驱动部件,所述驱动部件提供机械的驱动力、例如弹簧机械。驱动源也可以包括蓄能器。从从属权利要求中可得到根据本发明的装置的其它的、优选的和有利的改进方案。所述目的也通过具有在权利要求13中规定的特征的刺血针耦合机构来实现。刺血针的可弯曲性结合弯曲设计的腔室导致,支承在腔室中的刺血针可根据腔室的弯曲度弹性地弯曲。由于弯曲应力刺血针夹紧地位于腔室中。通过这一措施刺血针利用弹簧力贴靠在腔室的壁上。这种做法有如下优点即当腔室在运动时,或者甚至当撞击施加到所述腔室时,在腔室中的刺血针尽管有不易靠近的间隙仍然保持在它的位置中。这避免了在运送和搬运所述设备时的啪嗒啪嗒的噪音。当刺血针沿着穿刺轴线从弯曲的腔室中抽出来时,刺血针会变得松驰起来并且呈现它的原来的形状。在刺血针从弯曲状态过渡到松驰状态以及从松弛状态过渡到弯曲状态时,刺血针的弹性变形可用于使驱动杆耦合到刺血针上。只有当刺血针处于弯曲状态时驱动杆才能耦合到刺血针上。相反地,刺血针在松驰状态中在腔室之外使驱动杆与刺血针形状锁合地连接。现在可沿穿刺轴线对穿刺运动进行控制。驱动杆和刺血针之间的形状锁合连接也允许在穿刺之后将刺血针重新抽回。如果刺血针如此程度地抽回,那么它重新进入到腔室的弯曲的通道中,刺血针重新弹性地弯曲。由此刺血针和驱动杆之间的形状锁合连接又能够重新脱开。为了在松驰状态时产生形状锁合连接,刺血针优选具有耦合空隙,并且驱动杆在它的前端部上具有耦合结构,这个耦合结构垂直于刺血针的弯曲轴线延伸,并且可接合到弯曲的刺血针的耦合空隙中。如果刺血针从腔室中抽出来,那么耦合空隙就在环形轨道上绕弯曲轴线运动。耦合结构则相反地只沿穿刺轴线方向运动。在驱动杆和刺血针沿穿刺轴线方向作同步运动时,沿垂直于穿刺轴线的方向在耦合空隙和耦合结构之间产生相对运动。通过这一措施耦合空隙自动地与耦合结构接合。刺血针可简单地由一块扁平的薄板制成。在它的后部区域中它可以具有针眼。驱动杆在它的前端部可以具有相应地设计的钩。所述钩钩入到针眼中。需要大量的刺血针,这些刺血针例如通过冲压能够非常简单而廉价地制造。仅仅必须选择有足够弹性的材料、优选钢板。针眼仅仅必须如此的宽,从而使得驱动杆前端部的钩可以钩入。刺血针大约为I毫米宽就足够了。用于容纳刺血针的腔室可设计得相应地窄小,这特别是迎合了小尺寸的要求。可在圆形的刀库中并排地布置多个腔室,其中腔室中的通道沿径向方向延伸。通过刀库的旋转可将腔室的其中之一送到这样一个位置中,即在这个位置中驱动杆可进入到腔室中,并且可耦合到位于该腔室中的刺血针上。首先当转子驱动装置同心地布置在环形刀库的中间时,这种将腔室布置在扁平的环形刀库的做法就允许设计出具有较低高度的、非常紧凑的手持式装置。在一种特别优选的实施方式中,刀库由一个下部件和一个上部件构成,在组装状 态时所述上部件和下部件形成腔室。刺血针在松驰状态时可插入到还是敞开的腔室中。只要盖上上部件,刺血针就强制地进入到出现的通道的弯曲部中,并且在没有外力的情况下不再能从刀库内部的它的规定的位置中移动出来。在制造技术上特别有利的是,在一个工序中可同时将刀库的所有腔室都装满刺血针,并且通过简单地按一下刀库的上部件就可产生刺血针耦合机构的功能所需要的刺血针弯曲。下面借助附图对根据本发明的结构的其它细节、功能和作用进行更加详细的说明。附图示出 图I是用于提取和分析血样的装置的简化的透视图。图2是图I的装置的驱动单元的放大的透视图。图3a是图2的驱动单元的张紧转子的仰视图。图3b是张紧转子的俯视透图。图4是张紧转子的俯视图。图5a是图2a的驱动单元的驱动转子的俯视图。图5b是驱动转子的仰视图。图6是图I的、具有插入的刀库的装置的一部分的具有沿径向方向穿过旋转轴的垂直断面的放大的透视图。图7a是图I的、具有刺血针的装置的刀库的腔室的具有纵向截面的简化透视图。图7b是具有图2的驱动单元的刺血针和传动杠杆的根据图7a的刀库。图8是图7b的传动杠杆的极为放大的透视图。图9a — 9d是传动杠杆耦合到刺血针的过程的示意图。图10是刺血针的一种替代实施方式。图11是刺血针耦合机构的一种替代实施方式。在图I中示出的装置的支承部件是底板I。壳体包括上盖板2,所述上盖板安装到底板I上。在图中省略了壳体的其它部分。在上侧面上设置有圆形凹槽3。圆形设计的刀库4可放置到所述凹槽上。这个刀库4包含有多个并排布置的、沿径向方向延伸的腔室5,在这些腔室中分别支承有刺血针。刀库4也包含有多个配属于腔室5的检测部件。壳体的端面由压紧弧形件6形成。大体在中间构造固定环7,所述固定环包围开口 8。固定环7用于挤压手指,从而从所述手指中提取血样。其中,指尖有一截伸入到开口8中。然后支承在刀库4中的刺血针之一能够从后面通过这个开口 8刺入到这个指尖中,并且重新抽回,以采集从穿刺伤口中流出的血液的试样。刺血针驱动装置隐藏在盖板2的下面。在此可看到的只有驱动杆9的前端部。通过盖板2中的矩形的出口 10才能看到所述驱动杆。在运行时,当刀库安装在凹槽3上时,驱动杆9从开口 10中蹿出来(herausschnellen),并且从后边进入到刀库4的腔室5中,以便将在那里支承的刺血针朝开口 8方向向前驱动,并且紧接着又重新沿着穿刺轴将其抽回到腔室5中。然后能够将提取的血样输送到检测部件,以便对血样进行分析。在刀库4中存储的刺血针和检测部件确定只使用一次。因此,在提取和分析了血样以后刀库4绕它的轴旋转,以便将新的刺血针送入到功能位置。为此所需要的用于步进刀库4的装置位于盖板2的下面。在此只能看到其中的滑槽导板(Kulissenschieber) 11。所述滑槽导板和设置在刀库4下侧面上的销钉(Zapfen)共同作用,以便将滑槽导板11的沿径向方向的运动转变为刀库4绕它的旋转轴的旋转。在压紧弧形件6的下面露出装置12,所述装置产生垂直于穿刺轴的试样输送运动。这种输送运动用于将刺血针采集的血样输送到刀库4中的配属的检测部件上,方法是刺血针和检测部件相互挤压。在图2中可看到驱动单元的详细情况。刺血针13位于驱动杆9前面的功能位置中。电动机15固定在底板I上。这个电动机由电池提供电流。在电动机15的轴上设置有蜗杆轴16。蜗轮17咬合所述蜗杆轴。通过这一措施显著地降低了电动机15的转速。其它的齿轮将电动机15的驱动力传递到张紧转子18上,所述齿轮部分地位于底板I的下面,所述张紧转子可绕垂直的旋转轴转动地支承在底板I上。驱动转子20可绕同一旋转轴19并且因此与张紧转子18同轴地、旋转地支承。张紧转子18和驱动转子20通过螺旋弹簧旋转运动地连接。为了明显起见,这个用作刺血针驱动装置的驱动弹簧的螺旋弹簧未予画出。如果现在借助电动机15使张紧转子18转动,而同轴的驱动转子20停止不动,那么驱动弹簧就被张紧。然后如果松开驱动转子20,那么驱动转子就在松弛的驱动弹簧的作用下跟随张紧转子18转动。驱动转子20的这种快速转动借助曲线控制器被转变为穿刺滑轨21的径向的向前运动和向后运动。穿刺滑轨21支承着驱动杆9,所述驱动杆9可耦合到刺血针。为了改变刺血针的行程,驱动转子20的旋转并不直接转变成刺血针沿穿刺轴的径向的向前运动和向后运动,更确切地说是通过单臂的传动杠杆22完成这种转变。所述传动杠杆的杠杆轴支承在可横向于穿刺轴移动的杠杆滑轨23上。为此,传动杠杆22具有长孔24,杠杆滑轨23的旋转销25啮合到所述长孔中。在其对置的自由端部上,传动杠杆22设计成叉子26。所述叉子包围设置在穿刺滑轨21的边缘上的销钉27。因此,传动杠杆23绕旋转销25的偏转导致了穿刺滑轨21沿着穿刺轴或者说沿径向方向,关于驱动转子20的旋转轴19的线性运动。在长孔24和叉子26之间传动杠杆22支承着槽滑块28,所述槽滑块指向下,并且嵌合到控制槽29中,所述控制槽设置在驱动转子20的上侧面中。如果杠杆滑轨23例如向、左移动,那么旋转销25就在长孔中向右移动。通过这一措施延长了旋转销25和槽滑块28 之间的杠杆臂,并且因此也延长了用以通过传动杠杆22将槽滑块28的径向运动传递到穿刺滑轨21的销钉27上的传动比。因为杠杆滑轨23平行于传动杠杆22的静止位置移动, 所以仅仅改变了驱动穿刺滑轨21的自由的杆端部的行程,相反穿刺滑轨21的静止位置并没有发生变化。这允许改变刺血针的行程,以便匹配穿刺深度。将杠杆滑轨23的后边缘设计成齿条30,齿轮31啮合到所述齿条中。通过小齿轮 32进行驱动。因此杠杆滑轨23就可向右或者向左移动,以便调节传动杠杆23的传动比。驱动单元集成有具有第二曲线控制器的步进开关装置,所述第二曲线控制器将张紧转子18的旋转运动转变为用于使刀库4步进的线性运动。步进开关装置包括滑槽导板 11,所述滑槽导板沿径向方向可运动地支承在导轨(FUhrUng)33上。滑槽导板32在它的上侧面支承着开关定位板(Schaltkulisse)34。在刀库4的下侧面上设置相应成型的开关销钉,这些开关销钉向上啮合到开关定位板34中,以便将滑槽导板32的径向运动转变为刀库4的受限的旋转运动。张紧转子18在它的外侧面上支承着开关凸轮35。弹簧弧形件36将滑槽导板32的操作元件压靠到张紧转子18的外侧面上。在经过开关凸轮35时滑槽导板 11随着由开关凸轮35形成的曲线轨道运动,从而将张紧转子18的旋转运动转变为滑槽导板的线性的向前运动和向后运动。这种短行程运动借助开关定位板34传递到刀库4,以便使这个刀库再转动一个步长,因此,具有新的刺血针的下一个腔室5能够到达功能位置。 此外,驱动单元还包括用于产生垂直于穿刺轴的试样输送运动的装置。与张紧转子18有小间距地将压力推杆37垂直移动地支承在滑动滚筒38中。压力推杆37与滑轮39 连接。在张紧转子18上,在外边缘的区域中构造斜面40。斜面的上侧面从滑轮39开始。 如果张紧转子18被电动机15驱动处于缓慢的转动,那么滑轮39对于张紧转子18的确定的角度位置来说到达斜面40的区域中,并且开始向上移动。通过这一措施使压力推杆37 向上移动。在达到斜面40的顶点之后滑轮39和压力推杆37又向下运动。由压力推杆37执行的运动在此垂直于穿刺轴延伸,但是它也可包括与穿刺轴平行的运动分量。可将压力推杆37的运动用于将激活的刺血针在穿刺之后压靠到检测部件上,以输送采集的血样。紧接着又抽回压力推杆37,通过这一措施刺血针又和检测部件分开。弹簧弧形件41的任务是使滑轮39有弹性地顶住(anfedern)斜面40的上侧面,这样就保证滑轮39准确地遵循斜面40的轮廓。所描述的驱动单元从共同的中央驱动源、也就是电动机15的运动中产生所有用于提取和分析血样所需要的各式各样的运动。电动机15的力通过Y形分支的驱动系统传递到位于功能位置中的刺血针、刀库4以及用于产生垂直于穿刺轴的试样输送运动的装置上。这种驱动力传递传动装置的中心部件是张紧转子18。所述张紧转子取决于它的旋转角有选择地分配电动机15的力,也就是用于张紧刺血针驱动装置的驱动弹簧、用于操作滑槽导板32或者用于提升压力推杆37。在图3a和图3b中示出了之前描述的驱动单元,为了更好的理解,将所述驱动单元简化为主要的运动部件。在中间设置有共同的旋转轴19。张紧转子18和驱动转子20围绕所述旋转轴旋转。张紧转子18在它的下侧面上(参见图3a)具有齿圈45,通过所述齿圈将电动机15的驱动力传递到张紧转子18上。啮合到齿圈45中的齿轮在该图中也如驱动力传递传动装置的其它部件一样被省略了。所述驱动力传递传动装置使张紧转子18与电动机15力锁合连接地连接。张紧转子18具有扁平盘的基本形状,并且最好如可在图4中看到的那样具有盆形的中央凹槽46。在这个凹槽46中设置有驱动转子20、所述驱动转子20最好如可在图5a 和5b中看到的那样设计为扁平的圆形的盘。在张紧转子18的盆式的凹槽46的底部上可摆动地支承着止动棘爪(Sperrklinke)47,所述止动棘爪设计为平衡杆(Wippe)。与它有若干间距地设置有止动销48。与其相对应地在驱动转子20的下侧面上设置有用于接合止动销48的弯曲的槽49以及空隙50,止动棘爪47可接合到所述空隙中。通过这一措施张紧转子18和驱动转子20可有选择地沿旋转方向中不可相对转动地连接,或者彼此刚性地连接 (verklinken)。如果张紧转子18和驱动转子20借助止动棘爪47与止动销48彼此不可相对转动地连接,那么张紧转子18的旋转运动可直接传递到驱动转子20上,从而所述驱动转子20也可执行特别是如在穿刺之前和穿刺之后所需要的那样的缓慢运动。图3b再一次示出传动杠杆22的功能,所述传动杠杆的槽滑块28驱动驱动转子20 的控制槽29 (参见图5a)。传动杠杆22借助旋转销25支承在杠杆滑轨23上,其中,长孔24允许杠杆滑轨23横向于穿刺轴S移动。具有安装在其上的驱动杆9的穿刺滑轨21利用其销钉27啮合到传动杠杆22的叉子 26中。由较短的杠杆臂A和较长的杠杆臂B之间的比例得出可通过杠杆滑轨23的移动调节的传动比,其中较短的杠杆臂A相当于槽滑块28 与旋转销25的旋转轴之间的间距,较长的杠杆臂B相当于旋转销25与在销钉27上的叉子26的作用点之间的距离。将张紧转子18的旋转运动转变为用于使刀库4 (参见图2)步进的第二线性运动是借助开关凸轮35实现的。所述开关凸轮对于在图3b所示出的张紧转子18的角度位置来说可很好地看到。开关凸轮35从滑动销51出发,所述滑动销设置在滑槽导板32的下侧面上。在此,弹簧弧形件36的任务是使滑动销51有弹性地安装到张紧转子18的边缘侧上。张紧转子18的外边缘设计为帽檐式的、扁平的、指向外的凸缘(Flansch)。该边缘在斜面40的区域中加厚多倍。如果斜面40从滑轮39出发,那么支承在滑动套筒38中的压力推杆37就垂直向上运动,以便执行试样输送运动。弹簧弧形件41的任务是使特别是在经过斜面40时将滑轮39压紧到张紧转子18的边缘上的压紧力保持相同。在图6中刀库4位于凹槽3中。从图中可以识别共同的旋转轴19张紧转子18,驱动转子20和刀库4围绕所述旋转轴转动。图6的垂直截面图从中间穿过环形布置的、用于容纳各一个一次性的刺血针的腔室5。腔室5关于旋转轴19沿径向方向延伸。安装在穿刺滑轨21上的驱动杆9在此还完全位于腔室5的外部,但是为了进行穿刺可从后面进入到腔室5中,以便耦合到支承在那里的刺血针上,并且将该刺血针沿径向方向向前朝开口 8方向推动。在图6中可清楚地识别出压力推杆37的功能。所述压力推杆可通过进入开口 42 从下面进入到腔室5中,以便在穿刺之后使刺血针与检测部件接触。此外,在截面图中还可看到驱动弹簧43,所述驱动弹簧设置在张紧转子18和驱动转子20之间。在图7a中刺血针60部分地位于腔室5中。刺血针60由扁平的薄板制成,所述薄板围绕横向于穿刺轴延伸的弯曲轴可弹性地弯曲。因为图7中的截面图是沿着刺血针60的纵轴延伸的,所以只能看到刺血针60的一半。另一半是镜像设计的。在前面刺血针60研磨得很锋利,并且形成针尖61。紧挨着针尖的是用于容纳血样的毛细管槽(Kapillarinne) 62。在它的后端部的区域中刺血针60具有针眼63,所述针眼用于驱动杆9 (图6)的耦合。腔室5具有通道(Schacht)64,所述通道与刺血针60的截面相匹配。在这个刺血针由扁平的薄板制成的实施例中,通道64主要具有矩形的横截面,所述横截面的高度能够比有略微间隙地在通道64中来回滑动的刺血针的厚度稍大。在其后面的、径向指向内的区域中,通道64具有沿穿刺轴延伸的弯曲部(Kriimmung) 65。图7b示出具有弯曲的通道64的腔室5、弹性弯曲的刺血针60以及在此正好进入到腔室5的后端部中的驱动杆9之间的配合间隙。在图7a中能够看到刺血针60还处于平整的松弛状态。如果现在刺血针60从这个位置出发沿径向方向向内移动,那么它必须遵循通道64的弯曲部65,并且在此弹性地弯曲。同时针眼63垂直向上移动。如果刺血针60相反地径向向外移动,那么所述针眼63又垂直地向下移动。所述移动可用于驱动杆9的耦合和脱耦,为此,驱动杆9具有相应的耦合结构。
根据图8,驱动杆9在它的前端部具有钩子66,所述钩子可钩入到刺血针60(参见图7a)的针眼63中。钩子66中的缝隙67正好如此的大,从而使得刺血针60的后端部可以穿过。在其沿穿刺方向的后端部上,驱动杆9具有带有固定开口 69的轴68。这样就可将驱动杆9安装到穿刺滑轨21上(参见图2和图6)。驱动杆9由唯一一块钢板制成。所述驱动杆9比刺血针60要窄得多。为了在腔室5中引导驱动杆9,所述腔室的通道64具有中央导向槽70,所述导向槽的高度和宽度和驱动杆9的尺寸相匹配(参见图7b)。通过这一措施相对较窄的驱动杆9在通道64的中间运动,而驱动杆9不必遵循弯曲部65,所述弯曲部只腐蚀刺血针60上的左边和右边。具有针眼63的可弹性地弯曲的刺血针60、具有通道64和弯曲部65的腔室5以及具有钩子66的驱动杆9形成刺血针耦合机构。在该耦合机构中,当驱动杆9进入到腔室4 中并且将刺血针60径向向外推动时,刺血针60自动地耦合到驱动杆9。现在借助图9a、9b、9c和9d对在穿刺的准备阶段中驱动杆9耦合到刺血针64的情况进行说明。在图9a中,驱动杆9还处在腔室5的外部。刺血针60完全位于通道64中。刺血针60的后部区域通过弯曲部65垂直地从薄板平面中弯曲出来,在本图中是向上弯曲。因此,刺血针60的后端部就从驱动杆9的钩子66的缝隙67凸出来。在图9b中驱动杆9沿径向方向向外(在图中向左)移动一小段距离,其中所述驱动杆9从后面进入到腔室5中。刺血针60的后端部滑过钩子66的缝隙67,这样,钩子66就可以从下面接合到针眼63中。在此,通过弹性弯曲的刺血针60的弹性张力为钩入针眼63 提供支持。如果现在驱动杆9进一步地进入到腔室5,那么它就推动刺血针60进一步地沿径向方向向外地从腔室5中出来。这就是用于产生小的伤口的快速穿刺运动。在图9c中刺血针60离开了弯曲部65的区域(参见图%)。现在刺血针60处于松驰状态,并且钩子66完全钩入到针眼63中。在图9d中刺血针60达到了它的返回点。这相当于最大的穿刺深度。现在倒转驱动杆9的运动方向。钩子66的后切口(Hinterschneidung)允许驱动杆9不仅可将刺血针60向前面压,而且也可往后面拉,其中在此保持钩子66和针眼63之间的形状锁合的连接。在驱动杆9和钩挂的(angehjingt)刺血针60进一步拉回的过程中,在进入到弯贡部65的区域中时,刺血针最终自动地脱耦。在此,脱耦的过程完全和所述的耦合过程相对应,然而方向相反。在此,图9b相当于钩子66重新松开针眼63的那一瞬间的情形。根据图10的刺血针80的替代的实施方式也具有针尖81和与它相连接的毛细管槽82。与前面所述的刺血针不同的是刺血针80的刀体分成两个镜像设计的臂83a和83b。 在端部的区域中分别设置针眼84a或者说84b,它们用于与装配有两个平行的钩子的驱动杆进行耦合。该刺血针80也是由一块扁平的薄板制成,所述薄板可弹性弯曲。臂83a可绕横向于穿刺轴延伸的弯曲轴弹性地向上弯曲,而另一臂83b可沿相反方向向下弯曲。为了将刺血针80支承在刀库中,刀库腔室必须分别包括右通道和左通道,其中一个通道向上弯曲,另一通道向下弯曲。在图11中示出的、刺血针耦合机构的替代的实施方式具有带有通道91的刀库腔室90。所述通道在它的整个长度上绕着横向于穿刺方向的轴弯曲。相应地进入到通道91 中的刺血针92在它的整个长度上,并且因此也在它的前面的区域(图中的左边)中弹性地弯曲。针眼94又用于刺血针92和驱动杆的耦合和脱耦,所述针眼设置靠近刺血针92的后端部,并且在刺血针92朝穿刺方向(在图中向左)运动时根据通道91的弯曲部向下移动。因此,由于弯曲应力刺血针92的针尖93被向下压,并且在那里碰到了直接布置在通道91下面的检测场94。以这种方式可将在穿刺过程中由刺血针92采集 的血样自动地输送到检测场95上,而为此无需其它的辅助装置。附图标记列表
1底板
2盖板
3凹槽
4刀库
5腔室(4的)
6压紧弧形件
7固定环(在6上)
8开口(在6中)
9驱动杆
10出口开口(在2中)
11滑槽导板
12血样输送装置
13刺血针
15电动机
16蜗杆轴
17蜗轮
18张紧转子
19旋转轴
20驱动转子21穿刺滑轨
22传动杠杆
23杠杆滑轨
24长孔(在22中)
25旋转销(在21上)
26叉子(22的) 27销钉
28槽滑块
29控制槽(在20中)
30齿条(在22上)
31齿轮
32小齿轮
33导向装置
34开关定位板(11的)
35开关凸轮(在18上)
36弹簧弧形件
37压力推杆(12的)
38滑动滚筒
39滑轮
40斜面(在18上)
41弹簧弧形件
42进入开口(5的)
43驱动弹簧
45齿圈
46凹槽
47止动棘爪(在18上)
48止动销(18)
49槽(在20中)
50空隙
51滑动销(11的)
60刺血针
61针尖
62毛细管槽
63针眼
64通道(5的)
65弯曲部(64的)
66钩子(在9上)
67缝隙
68轴69固定开口
70导向槽
80刺血针
81针尖
82毛细管槽 83a,83b 臂 84a,84b 针眼
90刀库腔室
91通道(90的)
92刺血针
93针尖
94针眼
95检测场


本发明涉及一种用于提取和分析血样的装置,该装置具有带有共用的驱动源和驱动力传动装置的集成的驱动单元,通过所述驱动力传递传动装置可使刺血针驱动装置、用于刀库(4)的步进的装置以及试样输送装置(12)耦合到所述驱动源上。张紧转子(18)和驱动转子(20)可旋转地彼此同轴地支承。第一曲线控制器将驱动转子(20)的旋转转变为传动杠(9)的径向的向前运动和向后运动。第二曲线控制器将张紧转子(18)的旋转运动转变为滑槽导板(11)的线性运动。由滑槽导板(11)驱动的开关定位板(34)使刀库(4)进一步转过一个步长。第三曲线控制器将张紧转子(18)的旋转运动转变为压力推杆(37)的垂直于穿刺轴的线性运动。



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