用于将外科针附接到缝合线的可编程马达驱动的型锻压机制造技术

本发明专利技术提供了一种用于将外科针附接到缝合线并测试附接强度的型锻系统，该型锻系统包括框架、安装在框架上的底部型锻模具、以及安装在框架上并且能够沿着与底部型锻模具对准的型锻轴线上下移动的顶部型锻模具。底部型锻模具包括铰链机构，该铰链机构具有安装到框架的底板和覆盖底板的顶板。顶板和底板枢转地连接，以使顶板能够相对于底板枢转。底部型锻模具包括沿着型锻轴线朝向顶部型锻模具延伸的型锻工具，以及设置在顶板和底板之间用于监测负载的负载传感器。该系统包括控制系统，该控制系统具有存储在其中的一个或多个牵拉测试程序，以用于进行对装备的外科针的牵拉测试，以确定该装备的外科手术针是可接受的还是不可接受的。

Programmable motor driven forging press for attaching surgical needle to suture

The invention provides a swaging system for attaching a surgical needle to a suture and testing the attachment strength. The swaging system includes a frame, a bottom swaging die installed on the frame, and a top swaging die installed on the frame and capable of moving up and down the swaging axis aligned with the bottom swaging die. The bottom swaging die includes a hinge mechanism having a base plate mounted to the frame and a top plate covering the base plate. The top plate and the bottom plate are pivotally connected so that the top plate can pivot relative to the bottom plate. The bottom swaging die comprises a swaging tool extending along the swaging axis towards the top swaging die, and a load sensor arranged between the top plate and the bottom plate for monitoring the load. The system includes a control system, which has one or more pull test programs stored in it to conduct pull test on the surgical needle of the equipment to determine whether the surgical needle of the equipment is acceptable or unacceptable.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将外科针附接到缝合线的可编程马达驱动的型锻压机
技术介绍

本专利申请整体涉及将外科针附接到缝合线，并且更具体地涉及用于将外科针附接到缝合线的型锻压机。相关技术的描述通常利用手动、半自动化或全自动化规程制造装备的外科针(即，具有附接到其一个端部的缝合线的针)，其中将一定长度的缝合线材料插入外科针的缝合线接收开口中，并且将外科针型锻(即，压缩)以将该针附接到缝合线的端部。外科针的型锻通常涉及将缝合线的自由端插入针筒的轴向孔中，并且在型锻模具撞击针筒的外表面时，将缝合线保持在轴向孔内，从而将孔的一部分压缩到缝合线上。轴向孔的所压缩部分通过机械干涉和表面摩擦抓紧缝合线。进行型锻过程，以在针筒和缝合线之间产生附接，该附接达到或超出“拉出”强度标准。图1示出了利用单侧多压痕型锻方案将针N型锻到缝合线S上的现有技术方法。缝合线S被插入到针N的缝合线接收器SR中，并且模具的至少一个桩点被驱动到针N的一侧以使针的壁W变形并产生凹陷D1，该凹陷D1使壁W撞击缝合线S，在凹陷D1和针壁W的相对部分之间产生压力点P1。可以制造一个或多个额外的压痕D2以产生额外的压力点，例如P2。由于针壁W的一小部分在缝合线S的对应受限区域上的撞击，缝合线S被保持在针N中。图2示出了利用双侧对准的型锻方案将针N型锻到缝合线S的另一现有技术方法。缝合线S被插入针N的缝合线接收器SR内，并利用两个相对的桩来产生对准的凹陷D3、D4，其在两个凹陷D3、D4之间形成压力点P3，用于抓住缝合线S。P3处集中的压力可产生可能导致缝合线S断裂的剪切应力，从而导致缝合线脱离。为了避免超过缝合线材料的剪切应力极限，控制缝合线接收器SR的尺寸、针N的壁W的厚度和变形性以及凹陷D3和D4的凹陷深度。图3示出了现有技术的针型锻组件20，其中第一型锻模具22A和第二型锻模具22B会聚以保持用于型锻的针N。针N夹持在针保持器24A、24B之间，并且紧靠针止挡件26A、26B，其中缝合线接收器SR与缝合线凹槽28A、28B对准。针漏斗部分30A、30B有利于针N在针保持器24A、24B之间的插入。缝合线漏斗32有助于将缝合线S穿过缝合线凹槽28A、28B并进入针N的缝合线接收器SR中。型锻元件34A、34B在相应的狭槽36A、36B内自由滑动，使得其桩38A、38B能够撞击针N。在图3所示的实施方案中，桩38A相对于桩38B侧向偏移，使得当在型锻操作期间将型锻元件34A、34B推动到一起时，针N将被型锻以在缝合线接收器SR中形成螺线形配置。可利用更多或更少数量的桩38A、38B，范围从每个型锻元件34A、34B上一个桩38A、38B，到任何选定数量的桩38A、38B。可选择桩38A、38B的高度、间隔和形状，以及桩38A、38B在相对的型锻元件34A、34B上的相对侧向偏移，以调节型锻和缝合线附接强度。一种提供良好的缝合线附接的方法使用了多次击打型锻过程，其中针经受受控深度的型锻，然而压缩分布在针筒的大面积上(例如，围绕针筒的圆周)。为了实现这种型锻，可以将针在多次型锻事件之间相对于型锻模具旋转。这样，执行多次成角度地偏移型锻事件，以将单根针附接到单根缝合线。虽然该方法提供了可靠的附接，但是对针筒的每次击打会在针筒和缝合线中产生应力。针和缝合线材料具有一定程度的可锻性，但是当达到可锻性极限时(例如，施加到针筒的位移或力过多)，该材料将失效，就针而言致使开裂和失去附接或破损。当使用包括诸如4310SS、镍-钛SS和420SS之类高级合金在内的较硬合金时，开裂是个特有的问题。此外，针材具有一些弹性，以至于残余应力的释放会导致针筒随时间推移而松弛，从而导致针孔和缝线之间失去附着。现有的型锻压机基于气动或简单的机械连杆，该连杆被致动以进行受压机的机械设计限制的相对简单的运动。现有的型锻压机所表现出的一些缺点包括：1)难以进行设置调节，2)无法测量在型锻期间施加到缝合针的力并基于实时力反馈精确地控制型锻模具位移，3)无法测量型锻模具的位置(或位移)并提供有关该位置的实时反馈，4)无法在单个型锻行程期间施加多个击打，5)无法在针型锻期间在将循环继续到更高的力水平之前暂停和保持力，6)无法在检测到力或位移值超出预定范围时向操作者发送警报，向操作者发送警报对于在针不正确地放置在接收模具中时防止针筒开裂尤为重要，7)无法在型锻期间收集力-位移曲线并基于该力-位移曲线的分析向型锻操作者提供接受/拒绝信号，8)无法根据预编程的算法在型锻事件期间控制和改变模具位移或力累积的速率，以及9)无法自动配衡(tare)压力位移以确保简单且可重复的设置规程。因此，仍然需要被设计成克服上述限制的型锻压机，以便提高与用于心血管外科手术中的细尺寸缝合线相关联的针拔离值。还需要利用伺服马达、负载传感器、传感器、程序和实时反馈方案以更高效、有效且可靠的方式制造装备的外科针的改进的型锻压机。此外，仍然需要使用细针和缝合线材料来制造用于精密外科规程的装备的外科针的改进的型锻压机。
技术实现思路
在一个实施方案中，用于将外科针附接到缝合线的可编程型锻压机优选地包括底部型锻模具和顶部型锻模具，该顶部型锻模具与底部型锻模具相对并且能够沿着与底部型锻模具对准的型锻轴线上下移动。在一个实施方案中，在底部型锻模具上提供负载传感器以用于记录负载数据，并且伺服马达与顶部型锻模具耦接以用于记录对应于顶部型锻模具在型锻轴线上的位置的位置数据。在一个实施方案中，可编程型锻压机有利地包括控制系统，该控制系统具有与负载传感器和伺服马达通信的微处理器。在一个实施方案中，微处理器使用所记录的负载数据来确定在型锻事件期间施加的总负载，并且微处理器使用所记录的位置数据来计算在型锻事件期间的总位移。在一个实施方案中，底部型锻模具包括铰接机构，该铰接机构具有底板和覆盖底板的顶板。在一个实施方案中，顶板和底板彼此枢转地连接，以使顶板能够相对于底板枢转。在一个实施方案中，负载传感器设置在顶板和底板之间，并且适于将所记录的负载数据发送到微处理器。在一个实施方案中，可编程型锻压机有利地具有框架、固定到框架的导轨、以及与导轨耦接以用于在导轨的上端和下端之间移动的精密滑块，其中将顶部型锻模具安装在精密滑块上。在一个实施方案中，伺服马达与精密滑块耦接以用于控制精密滑块在导轨的上端和下端之间的上下移动，这继而控制顶部型锻模具沿着型锻轴线的上下移动。在一个实施方案中，控制系统有利地具有存储在其中的用于形成装备的外科针的一个或多个型锻程序。在一个实施方案中，每个型锻程序具有用于在型锻事件期间使用的位移极限和负载极限。每个程序可与针和具有特定大小或特性的缝合线相关联。在一个实施方案中，可在开始型锻事件之前由操作者修改程序的位移、负载和击打极限。在一个实施方案中，位移极限包括在型锻事件期间针的总位移的上限。在一个实施方案中，负载极限包括在型锻事件期间施加到针的总负载的上限。在一个实施方案中，微处理器适于确定在型锻事件期间针的总位移以及是否已超过位移极限。在一个实施方案中，微处理器适于确定在型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将外科针附接到缝合线的可编程型锻压机，包括：/n底部型锻模具；/n顶部型锻模具，所述顶部型锻模具与所述底部型锻模具相对并且能够沿着与所述底部型锻模具对准的型锻轴线上下移动；/n负载传感器，所述负载传感器位于所述底部型锻模具上以用于记录负载数据；/n伺服马达，所述伺服马达与所述顶部型锻模具耦接以用于记录对应于所述顶部型锻模具在所述型锻轴线上的位置的位置数据；/n控制系统，所述控制系统包括微处理器，所述微处理器与所述负载传感器和所述伺服马达通信，其中所述微处理器使用记录的所述负载数据来确定在型锻事件期间施加的总负载，并且其中所述微处理器使用记录的所述位置数据来计算在所述型锻事件期间的总位移。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170322 US 15/4658931.一种用于将外科针附接到缝合线的可编程型锻压机，包括：
底部型锻模具；
顶部型锻模具，所述顶部型锻模具与所述底部型锻模具相对并且能够沿着与所述底部型锻模具对准的型锻轴线上下移动；
负载传感器，所述负载传感器位于所述底部型锻模具上以用于记录负载数据；
伺服马达，所述伺服马达与所述顶部型锻模具耦接以用于记录对应于所述顶部型锻模具在所述型锻轴线上的位置的位置数据；
控制系统，所述控制系统包括微处理器，所述微处理器与所述负载传感器和所述伺服马达通信，其中所述微处理器使用记录的所述负载数据来确定在型锻事件期间施加的总负载，并且其中所述微处理器使用记录的所述位置数据来计算在所述型锻事件期间的总位移。


2.根据权利要求1所述的可编程型锻压机，其中所述底部型锻模具包括铰接机构，所述铰接机构包括底板和覆盖所述底板的顶板，其中所述顶板和所述底板彼此枢转地连接以使所述顶板能够相对于所述底板枢转，其中所述负载传感器设置在所述顶板和所述底板之间并且适于将记录的所述负载数据发送到所述微处理器。


3.根据权利要求1所述的可编程型锻压机，还包括：
框架；
导轨，所述导轨固定到所述框架；
精密滑块，所述精密滑块与所述导轨耦接以用于在所述导轨的上端和下端之间移动；
所述顶部型锻模具安装在所述精密滑块上；
所述伺服马达与所述精密滑块耦接以用于控制所述精密滑块在所述导轨的所述上端和下端之间的上下移动，这继而控制所述顶部型锻模具沿着所述型锻轴线的上下移动。


4.根据权利要求1所述的可编程型锻压机，其中所述控制系统包括存储在其中的用于形成装备的外科针的一个或多个型锻程序，其中每个所述型锻程序包括用于在型锻事件期间使用的位移极限和负载极限。


5.根据权利要求4所述的可编程型锻压机，其中所述位移极限包括在所述型锻事件期间针的总位移的上限，并且其中所述负载极限包括在所述型锻事件期间施加到所述针的所述总负载的上限。


6.根据权利要求5所述的可编程型锻压机，其中所述微处理器确定在所述型锻事件期间所述针的所述总位移，以及是否已超过所述位移极限，并且确定在所述型锻事件期间所述针所经受的总力以及是否已超过所述负载极限。


7.根据权利要求6所述的可编程型锻压机，其中如果已达到所述位移极限并且尚未超过所述负载极限，则所述微处理器生成如下消息：所述装备的外科针是好的，并且其中如果尚未达到所述位移极限并且已超过所述负载极限，则所述微处理器生成如下消息：所述装备的外科针是坏的。


8.根据权利要求7所述的可编程型锻压机，其中每个所述型锻程序还包括对应于在所述型锻事件期间所述针被型锻工具击打的次数的击打极限。


9.根据权利要求1所述的可编程型锻压机，其中所述伺服马达和所述负载传感器在所述型锻事件期间向所述微处理器提供实时反馈。


10.根据权利要求4所述的可编程型锻压机，其中每个所述程序包括用于在第二型锻事件期间使用的第二位移极限和第二负载极限，其中所述第二位移极限不同于所述第一位移极限，并且其中所述第二负载极限不同于所述第一负载极限。


11.根据权利要求4所述的可编程型锻压机，其中所述控制系统生成视觉信号或听觉信号以指示所述装备的外科针是好的还是坏的。


12.根据权利要求11所述的可编程型锻压机，其中如果测试的所述装备的外科针是好的，则所述控制系统生成可见绿光和可听嘟嘟声，并且如果所述装备的外科针是坏的，则所述控制系统生成可见红光和可听蜂鸣声。


13.一种用于制造装备的外科针的可编程型锻压机，包括：
框架；
顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：AM坎纳拉，FR小齐霍茨基，
申请(专利权)人：伊西康公司，
类型：发明
国别省市：美国;US