专利名称：医用注射针管刚性测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医用注射针管刚性测试仪。
背景技术：
随着现代社会的发展，人们的身体健康永远是备受关心的问题，在医疗行业中，注 射针等医用针是医护人员不可缺少的工具，而其本身的质量是对病人的身心健康的有力保 障，至于怎样保证手术缝合针、医用针灸针等医用针的质量，世界卫生组织、各国政府部门、 医疗管理机构都特别重视，也为此制定了许多标准。针对医用针针尖刚性，在我们国家， GB9626 “制造医疗用不锈钢针管”、GB20M-94 “医用针灸针”等有关标准都对其进行了详细 的规定。这些标准早以实施，但由于检测手段条件的不完备、检测仪器的缺泛，在我国很多 地方都不能很好地实施；国内生产这些医用注射针管的厂家也无法很好地保证他们产品的 质量。1、目前在我国仪器生产行业中基本上没有哪个厂家为保证这些标准的实施提供 有力手段，决定了国家医疗检测机构、医用针生产厂家和医用针使用单位在这方面都形成 了困难。医用注射针管刚性测试仪在国际市场上有少数几个厂家生产，对于我们国家来说， 这种仪器依靠进口，进口产品采用的是英文软件界面，操作极为不便，且价格昂贵，维修不 便、费用高。一方面是国家资产大量流失，另一方面也不能满足我国众多相关部门、单位的 检测要求。于是国内很多有关部门、单位都采用自制或委托一些厂家定制“医用注射针管刚 性测试仪”，但受人力、物力多种条件限制，在仪器的交货周期、外形、操作、控制、性能及防 护等方面都很欠缺，根本不能很好地满足这些单位对其的需要。2、目前我们国家医疗检测机构、医用注射针管生产厂家和医用针使用的单位对医 用注射针管刚性测试仪大多采用如附图1所示的结构作为检测仪器对其测试。图中11表示的是施力推杆，12表示的是施力推杆头部，13表示的是针管，14表示 的是搁针架，15表示的是底座，16表示的是可调跨距块。这种结构测试医用注射针管刚性的原理是依据物体本身的重力控制施力推杆向 下运动，而对推杆的加载则是预先加载在针体上的配重重量，推杆的移动速率无法控制。这 种方法本身因为摩擦阻力、空气阻力、人为误差等多方面的影响，只能说形式上初步做了医 用注射针管刚性的试验，这与制定标准的专家及所有医用针制造者、使用者和监督者的要 求都有一定差距。且种结构测试医用注射针管挠度不方便，读数不准确，跨距块距离手工调 整也有误差，造成认为误差较大，也只能说形式上初步做了医用注射针管刚性的试验，也不 能达到预期的效果。3、继续上面所说的，利用这种仪器来测试医用注射针管刚性，有以下多方面的不 足机器外形不美观，使用不方便；操作极为不方便；加载力不能很好地控制在标准加载范 围；加载速度不能控制在标准规定的范围内；测量针管挠度不方便，刚性测试结果不准确， 且人为因素影响大。数据读取、处理不科学，不适合测试人员管理、分析、报表等。国内几个 生产医用注射针管刚性测试仪厂家在这几个方面还没好的解决方法。发明内容本实用新型的目的在于，提供一种医用注射针管刚性测试仪，以克服现有试验机 稳定性、可靠性，准确性差，使用不便，结构不合理，对试验环境要求高的技术问题。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下一种医用注射针管刚性测试仪，包括智能控制器、测力传感器、跨距块固定座、百 分表固定座、打印机、机架、底板、传动机构、推力感杆固定座、推力杆及步进电机；其特征在 于单片机控制步进电机；不同同步带轮带动一梯形丝杠；丝杠带动滑块上下运动驱动推 力杆加载在针管上；所述步进电机与梯形丝杠之间的传动比是128 3;梯形丝杠的丝牙间 距是1mm。优选为当步进电机转动1 圈时，滑块就相应地上升或下降3mm ；当滑块下降时， 推力杆就向固定在跨距块上的针管加力。优选为所述智能控制器，其功能包括加载力值速度的控制，由步进电机控制滑 块的直线运动速度；滑块移动快慢决定力值加载速度。优选为所述智能控制器，其功能包括加载力值的采集；通过测量放大器、高速A/ D转换和CPU协调工作。优选为所述智能控制器，其功能包括加载力值的显示；通过选用人机界面或点 阵液晶全中文显示或图形显示。优选为所述智能控制器，其功能包括针管挠度的测量与数据采集；包括带有 数据输出接口的数显千分表；该数据输出接口与MAX203数据处理器信号输入端连接， MAXX203输出信号通过89C2051处理后通过RS232接口与89C52连接，经89C52处理后输出
信号给显示屏。本实用新型的有益效果，本测试仪为国家医疗检测机构、医用针生产厂家和医用 针使用单位提供了可靠的医用注射针管刚性的测试方法，是这些部门、单位不可或缺的检 测仪器。我们作人性化设计，采用单片微机加载、控制加载速度和加载时间、加载力值、采集 数值进行处理；采用日本OPTEX产的液晶屏50174(LCD)显示，四只按扭键盘操作，全中文菜 单提示；采用微型打印机输出报表数据和RS232串口通讯。这种设计技术先进、人机界面友 好、操作方面、加载准确、结果更合理、数据处理更有利于人们作分析等优点。
图1为现有传统的医用注射针管刚性测试仪的结构示意图；图2为本实用新型的医用注射针管刚性测试仪的结构示意图；图3为本实用新型的医用注射针管刚性测试仪的力值加载机构示意图；图4为力值采集基本原理框图；图5为力值采集接口示意图；图2中标号说明21表示的是测力传感器 22表示的是跨距块固定座23表示的是传动机构 M表示的是推力感杆固定座25表示的是推力杆沈表示的是百分表固定座
4[0026]27表示的是打印机四表示的是机架
28表示的是步进电机 210表示的是底板 32表示的是同步带轮 34表示的是滑块31表示的是步进电机33表示的是梯形35表示的是推力杆具体实施方式
1、下面根据附图2至附图5，给出本实用新型的较好实施例，并予以详细描述，使 能更好地理解本实用新型的功能、特点。先根据附图2整体介绍一下本实用新型的测试仪 的结构。如附图2所示，本实用新型的医用注射针管刚性测试仪包括智能控制器测力传感 器21、跨距块固定座22、传动机构23、推力感杆固定座M、推力杆25、百分表固定座沈、打 印机27、步进电机观和机架四及底板210等部分组成，其中智能控制器由主板、液晶显示 屏、键盘、电源等部分组成。屏幕采用全中文显示，用键盘控制光标进行选项、操作、设定。 本测试仪为国家医疗检测机构、医用针生产厂家和医用针使用单位提供了可靠的医用注射 针管刚性的测试方法，是这些部门、单位不可或缺的检测仪器。力值加载机构，如附图三所 示，采用单片机控制步进电机31转动，用不同同步带轮32带动一梯形丝杠33，再由丝杠带 动滑块34上下运动驱动推力杆35加载在针管上。步进电机31与梯形丝杠33之间的传动 比是128 3，梯形丝杠33的丝牙间距是1mm，当步进电机31转动128圈时，滑块34就相 应地上升或下降3mm。当滑块34时下降时，推力杆35就向固定在跨距块上的针管加力。2、加载力值速度的控制，因为我们设计时选择的是步进电机，我们在驱动它时只 要改变驱动脉冲的频率即可方便地达到要求。在设计过程中，采用速度闭环控制，给定一 固定速度，再由反馈电压控制给定驱动脉冲的频率，步进电机的转速即可恒定，满足标准要 求。我们选择的步进电机常州宝马电机有限公司的产品55BF004-II型，功率是55W，驱动 电压是三相六线制直流30V，步距角是每个脉冲1.5°，最高启动频率是5kHz。附图三中的 步进电机31的转速决定了滑块34的直线运动速度，滑块34移动的快慢也就相应地决定了 力值加载的速度，当加载力值过快时，改变驱动脉冲的频率，使之变低，加载力值就会相应 变慢；当加载力值过慢时，改变驱动脉冲的频率，使之变高，加载力值就会相应变快。采用速 度闭环控制，完全可以满足加载速率lmm/min，误差不大于0. 05mm/min。驱动脉冲由单片微 机89C52(CPU)的I/O 口 Pl. 0 口输出，步进电机转动方向由单片微机89C52 (CPU)的I/O 口 Pl. 1 口输出。3、加载力值的采集及显示，我们设计由测量放大器、高精度A/D转换器将加载力 值转换成数字信号，再由单片微机89C52 (CPU)采集此信号，经过处理，通过串行口送到日 本OPTEX产的液晶屏50174(LCD)显示，驱动芯片我们选择的是清华蓬远制造的液晶驱动 �？椋硗馕颐窃ち鬜S232串行接口电路，可直接将加载的力值送往上位控制微机，以便大 批量数据处理、存储、备案。基本原理如附图四所示。在CPU处理数值过程中，采集传感器 信号都是瞬时的，平均采集频率为5kHZ ；但对于显示、存储，加载力值采集过程中，采用零 位跟踪方法，随时跟踪零位，再作滤波处理，以达到载荷显示、存储长时间的稳定、准确的效 果。负荷传感器、测量放大器(AD8221)、高精度A/D转换器(AD7665)、单片微机(CPU)、显示 驱动(1330SE)、IXD、RS232串行接口分别如下面的图五所示。[0034]4、加载力值的大小的控制，我们设计时A/D转换器选用的是高精度A/D转换器 AD7665，它是高达16位的A/D转换器，平均采集频率为5kHZ。对于各个型号不同的医用针， 标准规定加载力值不相同。本仪器利用日本OPTEX产的液晶屏501740XD)显示，中文菜单 提示操作，四只按扭键盘选择、控制，当选择好针号后，单片微机将针号储存与片内EEPR0M， 调出已输入应加载力值，做刚性测试时在加载过程中由传感器感应的信号作闭环控制，当 加载力值等同于预加力时自动停止加载，达到加载力值的准确；5、针管挠度的测量与数据采集，我们用数显千分表，带有数据输出接口与MAX203 数据处理器信号输入端连接，MAXX203输出信号通过89C2051处理后通过RS232接口与 89C52连接，经89C52处理后输出信号给显示屏。6、对于人机界面的选择，我们选用的是日本OPTEX产的液晶屏50174，全中文显 示，界面友好、清晰、易读，加载力值过程中，液晶屏显力值与挠度，显示最大加载力。对于测 试结果处理，我们设计多达二十次数值存储与控制系统RAM中，可作报表统计、分析，还可 通过81C55输出到微面板打印机、通过RS232接口输出到上位控制微机。7、对于工作单元的处理与分配，本测试仪采用方法是数据采集、电机驱动和数据 的显示与处理分别由三块CPU独立控制。它们其中之一是控制步进电机的运转，其中之一 是做AD数据的采集，还有一块CPU用来接受键盘命令、驱动液晶显示、做数据处理等等。三 块CPU之间由同步串行口连接进行数据通讯，也就是每两块CPU之间单独拿出2个I/O 口 连接，各芯片间的信息通过它们相互传递。本试验机在机器外形、操作使用、控制及安全防护等多方面进行发明改进，完全满 足上述领域对全功能、高稳定性的的需求，大大提高国内这一行业的技术含量，完全满足 GB9626《医用注射针管刚性测试仪试验方法》的要求。以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，即 凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落 入本实用新型专利的权利要求保护范围。
权利要求1.一种医用注射针管刚性测试仪，包括智能控制器、测力传感器、跨距块固定座、百 分表固定座、打印机、机架、底板、传动机构、推力感杆固定座、推力杆及步进电机；其特征在 于单片机控制步进电机；不同同步带轮带动一梯形丝杠；丝杠带动滑块上下运动驱动推 力杆加载在针管上；所述步进电机与梯形丝杠之间的传动比是128 3;梯形丝杠的丝牙间 距是1mm。
2.如权利要求2所述的医用注射针管刚性测试仪，其特征是当步进电机转动128圈 时，滑块就相应地上升或下降3mm;当滑块下降时，推力杆就向固定在跨距块上的针管加 力。
3.如权利要求1所述的的医用注射针管刚性测试仪，其特征在于，所述智能控制器其 功能包括加载力值速度的控制，由步进电机控制滑块的直线运动速度；滑块移动快慢决定 力值加载速度。
4.如权利要求3所述的医用注射针管刚性测试仪，其特征在于，所述智能控制器，其功 能包括加载力值的采集；通过测量放大器、高速A/D转换和多CPU协调工作。
5.如权利要求3所述的医用注射针管刚性测试仪，其特征在于，所述智能控制器，其功 能包括加载力值的显示；通过选用人机界面或点阵液晶全中文显示或图形显示。
6.如权利要求1所述的医用注射针管刚性测试仪，其特征在于，所述智能控制器，其 功能包括针管挠度的测量与数据采集；包括带有数据输出接口的数显千分表；该数据输出 接口与MAX203数据处理器信号输入端连接，MAXX203输出信号通过89C2051处理后通过 RS232接口与89C52连接，经89C52处理后输出信号给显示屏。
专利摘要本实用新型公开了一种医用注射针管刚性测试仪，智能控制器、测力传感器、跨距块固定座、百分表固定座、打印机、机架、底板、传动机构、推力感杆固定座、推力杆及步进电机；其特征在于单片机控制步进电机；不同同步带轮带动一梯形丝杠；丝杠带动滑块上下运动驱动推力杆加载在针管上；所述步进电机与梯形丝杠之间的传动比是128∶3；梯形丝杠的丝牙间距是1mm；所述智能控制器，其功能包括加载力值速度的控制，加载力值的采集、加载力值的显示、针管挠度的测量与数据采集。本测试仪为国家医疗检测机构、医用针生产厂家和医用针使用单位提供了可靠的医用针针管刚性的测试方法，是这些部门、单位不可或缺的检测仪器。此测试仪外形美观、整体体积小、手动操作方便。
文档编号G01N3/08GK201859092SQ200920210538
公开日2011年6月8日 申请日期2009年10月9日 优先权日2009年10月9日
发明者宋小敏, 宋小晴, 王根友, 聂德品, 钱厘军 申请人:上海远梓电子科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
