一种锐器盒穿刺测试终点自动控制装置的制作方法

本发明涉及医用耗材检测设备，具体为一种锐器盒穿刺测试终点自动控制装置。

背景技术：

1、医用锐器盒作为盛装废弃针头、手术刀等医疗锐器的专用容器，其壳体塑料片必须具备达标耐穿刺性能，防止尖锐器械刺穿壳体引发医护人员针刺伤、医疗废液泄漏等安全事故，因此出厂前必须开展标准化穿刺强度测试。现有行业主流穿刺测试设备分为人工判定、力学信号判定两种终点识别方案，二者均存在难以根除的固有缺陷，严重制约测试精度、重复性与自动化水平的提升。

2、传统方案为人工目视判定终点：设备驱动穿刺针匀速下压挤压塑料试样，全程由操作人员紧盯试样背面，肉眼观察针尖穿透瞬间后手动停机记录力值。该方式高度依赖人眼主观判断，不同操作人员对“完全穿透”的判定标准存在显著差异；薄塑料片穿透瞬间转瞬即逝，极易出现停机滞后，导致记录的穿刺力、穿刺位移数值偏大；长时间连续测试易造成视觉疲劳，批量检测数据离散度极高。同时人工值守大幅占用人力，无法实现无人自动化批量检测，企业质检效率低下，不满足大批量医疗器械出厂抽检需求。

3、行业通用方案为力学载荷曲线特征判定终点：依靠穿刺针上端力传感器采集全程力-位移曲线，通过算法识别曲线峰值突变、力值陡降点作为穿透终点信号。该方法存在多重干扰源：其一，锐器盒塑料多为pp、hdpe韧性高分子材料，穿刺过程中材料会发生拉伸、蠕变、分层形变，力曲线会出现多段波动、多级小幅下降，难以精准区分“微裂纹产生”与“针尖完全穿透”两个特征点；其二，环境振动、设备传动间隙、试样夹持松紧、材料厚度不均均会引入力学噪声，算法易误判形变波动为穿透终点；其三，对于高韧性厚塑料，针尖穿透后材料仍会持续包裹针头产生残余阻力，力曲线下降平缓，无明显突变拐点，系统无法精准捕捉真实穿透时刻，最终测得穿刺力误差可达10%以上，不符合医疗器械检测高精度管控要求。

4、综上所述，目前市面上穿刺设备无法同时兼顾高精度、高稳定性、低成本改造，难以满足医疗器械质检标准化、自动化升级需求。因此，亟需一种可直接物理捕捉针尖穿透瞬间、不受材料力学特性干扰、两种传感模式可切换融合的锐器盒穿刺测试终点自动控制装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种锐器盒穿刺测试终点自动控制装置，旨在改善现有穿刺设备无法同时兼顾高精度、高稳定性、低成本改造，难以满足医疗器械质检标准化和自动化升级需求的问题。

2、本发明是这样实现的：

3、一种锐器盒穿刺测试终点自动控制装置，包括测试主机，所述测试主机上安装有升降螺杆，所述升降螺杆顶端连接有伺服电机，所述升降螺杆螺纹连接有施压杆，所述施压杆底部设置有穿刺针，所述测试主机沿穿刺针下方两侧对称设有夹持座，所述夹持座内侧安装有压紧组件，两个所述夹持座之间设有试样，所述试样通过压紧组件固定在夹持座内侧；所述试样背面设置终点确认传感器模块，所述终点确认传感器模块信号输出端与测试主机电连接；所述测试主机接收终点确认传感器模块触发信号后立即下发停机指令切断驱动模组进给动作，并锁存当前力值、位移数据。

4、优选的，所述测试主机上表面后端中部设有支撑杆，所述支撑杆正面纵向设有导向槽，所述导向槽顶端和底端均设有第一轴承；测试主机正面设有操控面板，所述测试主机侧面设有接电插槽；所述测试主机底部边角处设有支撑脚；两个所述夹持座相对的一面设有夹持口，且所述夹持座顶部对齐夹持口设置有第一螺纹孔，所述夹持口底端中部设有限位压槽，所述支撑杆侧面和测试主机上表面设有连接公头。

5、优选的，所述升降螺杆两端设有转接部，所述转接部与第一轴承过盈相连，所述升降螺杆顶端设有驱动插槽。

6、优选的，所述伺服电机输出端连接有减速箱，所述减速箱底端设有驱动插轴，所述驱动插轴插入驱动插槽内部，所述减速箱贴合支撑杆的一端设有固定盘，所述固定盘上设有多个固定孔，所述伺服电机通过螺栓穿过固定孔固定在支撑杆顶部，所述伺服电机侧面设有两根第一导线，所述第一导线端部设有第一连接母头，所述第一连接母头与支撑杆侧面的连接公头电性相连，两根所述第一导线分别为伺服电机的供电线和信号传输线。

7、优选的，所述施压杆后端设有连接块，所述连接块中部设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与升降螺杆螺纹相连；所述施压杆底部前端设有安装接头，所述安装接头中部设有螺纹槽。

8、优选的，所述穿刺针设置于试样正上方，所述穿刺针顶端设有连接头，所述连接头中部设有六角体，所述六角体中部设有螺柱，所述螺柱与螺纹槽螺纹相连。

9、优选的，所述压紧组件包括驱动螺杆和压板，所述驱动螺杆与第一螺纹孔螺纹相连，所述驱动螺杆顶端设有旋转手柄，且所述驱动螺杆底端设有转接轴，所述压板上表面中部设有转接头，所述转接头中部设有第二轴承，所述转接轴与第二轴承过盈相连，所述压板底面设有防滑纹理。

10、优选的，所述终点确认传感器模块设置为微间隙导电薄膜传感器，所述微间隙导电薄膜传感器底面设有第二导线，所述第二导线端部设有第二连接母头，所述微间隙导电薄膜传感器两端设有限位杆，所述限位杆嵌入限位压槽内部，所述微间隙导电薄膜传感器由两层导电薄膜层构成，两侧所述导电薄膜层之间设有微间隙层。

11、优选的，所述终点确认传感器模块设置为激光发射器和光电探测器，所述激光发射器的发射部与光电探测器的探测部的轴心在同一条直线上，所述激光发射器的激光平行于试样表面，且所述激光发射器发出的激光贴合试样底面，所述激光发射器发射的激光路程经过穿刺针正下方。

12、优选的，所述激光发射器端部后端设有第三导线，所述第三导线端部设有第三连接母头，所述第三连接母头与连接公头电性相连；所述激光发射器底端设有底脚，所述底脚上设有多个螺栓孔，所述激光发射器通过螺栓穿过螺栓孔固定在测试主机上；

13、所述光电探测器前端设有连接脚，所述连接脚中部设有连接孔，所述光电探测器通过螺栓穿过连接孔固定在测试主机上，所述光电探测器对齐激光发射器的位置设有接收端，所述光电探测器侧面设有第四导线，所述第四导线端部设有第四连接母头，所述第四连接母头与连接公头电性相连。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、1、本发明设计两种完全不同物理原理的传感单元，可快速拆装互换：导电薄膜方案成本极低，适合中小企业老旧试验机改造；激光发射器和光电探测器形成的微型光幕方案无耗材、不与针尖接触，适合高精度、长期连续批量检测。同时独创双信号融合校验逻辑，利用导电导通、光路遮挡两种独立物理现象交叉验证，大幅降低环境振动、塑料碎屑、薄膜破损引发的误触发，单一传感无法实现双重校验，具备突出创造性。

16、2、本发明采用试样背面紧贴式直接物理检测，针尖穿透塑料片后会直接作用于传感器，穿透事件与触发信号一一对应，属于穿透行为的直接物理反馈，完全隔绝塑料蠕变、力学噪声带来的误判根源，从原理上提升终点识别精度，区别于现有所有穿刺终点检测方案。

17、3、本发明无需人工全程值守观察，设备自动进给、自动识别穿透停机、自动存储力值位移数据，单批次检测效率提升 60% 以上，释放质检人力，适配医疗器械大批量出厂抽检场景。