CN117771483B - 一种可连续自动注射的无针注射装置以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无针注射领域，具体涉及一种可连续自动注射的无针注射装置以及控制方法。其中无针注射装置包括：壳体，设置在壳体的第一端的注射模块，注射模块包括无针注射头组件；其中无针注射头组件包括：容纳液体的主体，主体内侧设置有推进杆；且主体的出口端设置有第一单向阀；以及输液单元，输液单元包括：输液管道，输液管道的第一端用于与储液模块相连接，输液管道的第二端与主体相连通，且输液管道的第二端内侧设置有第二单向阀；输液管道上还设置有吸气阀；用于带动推进杆往复运动的电机。本发明中的注射装置可以有效地缓解长时间连续注射过程中的气泡生成、漏液或用户操作不当等注射风险。

Description

一种可连续自动注射的无针注射装置以及控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器材领域，具体涉及一种可连续自动注射的无针注射装置以及控制方法。

背景技术

无针注射是一种没有传统毛细管针头的注射方式，它不需要通过针头扎入肉体，而是由无针注射推动器通过机械性能稳定的驱动模块产生一定的压力，在压力作用下推动药液弥散注入注射对象的皮下组织。无针注射在注射过程中不会产生创口，因此也会一定程度上减少注射对象针扎肉刺的痛苦与恐惧。当前，无针注射技术已在畜牧养殖行业内得到了广泛的应用。但是，现有的无针注射技术在实际应用过程中(尤其是兽用药物或兽用疫苗的注射环境下)也还存在一定的缺陷。

例如，无针注射在自动取药过程中容易在药液中生成气泡。以养殖厂的疫苗注射为例，

操作者需要连续地针对一批动物(如一间厂房的鸡或猪)进行疫苗注射，而一但在某次注射过程中形成了气泡，操作者可能会很难发觉，而这将严重影响注射安全。同时，现有的无针注射装置还可能存在漏液、橡胶头卡住等问题。如参见申请号为202022260566.1的实用新型专利，其公开了一种连续注射器，这种连续注射器在频繁注射过程中即存在内部单向阀结构卡住而无法取液等问题。

又例如，由于无针注射需要获取瞬时高压来完成药物注射，因此对于电力稳定供应的依赖性较大。通常，无针注射装置会采用外接电源线的方式来获取电力。然而，外接电源线的方式很容易对操作者(如医护人员)的操作活动产生一定限制或影响。例如，电源线的长度会限制操作者的活动范围，并且在使用过程中电源线还可能发生缠绕等问题影响操作安全性。采用电池供电可以在一定程度上避免电源线供电的一些弊端，但是电池供电也会在安全稳定性上产生新的问题。例如，由于长时间存储或者使用等原因，电池的电量(或者说存储电压)会逐渐降低，而这将逐步地影响到电池在提供瞬时高压时的工作稳定性。例如，专利申请号为CN201010176016.X的发明专利申请，其公开了一种电池供电的微型电动无针注射器。又例如，专利申请号为CN201610031353.7的专利申请，其公开了一种基于压电转换的无针注射器及其使用方法。上述两个专利申请均采用的是传统的由开关量控制的电池供电方式，因此一旦当无针注射器在长时间使用或者存储后，都容易存在供电电压下降而产生电量供应不稳定的问题。

因此，当前亟需一种在长时间重复注射过程中仍然能够维持较高安全性、稳定性的无针注射装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可连续自动注射的无针注射装置以及控制方法，以部分地克服或缓解现有技术中的上述缺陷。本发明一方面提供了一种可连续自动注射的无针注射装置，包括：

壳体，设置在壳体的第一端的注射模块，注射模块包括：无针注射头组件；其中，无针注射头组件包括：

主体，主体用于容纳液体，主体内侧设置有推进杆；且主体的出口端设置有第一单向阀；当推进杆沿注射方向运动时，第一单向阀开启，以使得液体可通过第一单向阀向外喷射；

输液单元，输液单元包括：输液管道，输液管道的第一端用于与储液模块相连接，输液管道的第二端与主体相连通，且输液管道的第二端内侧设置有第二单向阀，以使得液体从储液模块中输入至主体；输液管道上还设置有吸气阀，吸气阀用于引入外部空气；

其中，当推进杆沿进液方向运动时，第二单向阀开启；

磁驱动式电机，磁驱动式电机设置在壳体内部，且磁驱动式电机包括：前端盖、后端盖，以及设置在前端盖和后端盖之间的定子组件和动子组件，动子组件能够沿定子组件

的轴向方向往复运动，并带动推进杆同步运动；

电控模块，电控模块靠近后端盖设置并与磁驱动式电机相连接。

在一些实施例中，还包括：第一安装套，第一安装套与壳体的第一端通过螺纹配合相连接，第一安装套的一侧边缘向外延伸设置有固定面，且第一安装套内侧还设置有卡槽；主体的第二端的外侧设置有与卡槽对应的卡凸；其中，主体通过与第一安装套的密封连接固定在壳体的第一端。

在一些实施例中，主体在靠近其第一端处设置有接口，输液管道通过接口与主体相连接；无针注射装置还包括：第二安装套，第二安装套的第一端、第二端分别用于与接口、储液模块通过螺纹配合相连接；第二安装套上对应于吸气阀的区域上还设置有开口，开口用于排出空气。

在一些实施例中，第一单向阀和/或第二单向阀采用弹簧钢珠式单向阀。

在一些实施例中，主体的第一端还连接有无针注射头；相应地，无针注射装置还包括：

压力触发模块，压力触发模块与电控模块相连接，且设置在无针注射装置的注射端，

压力触发模块包括：第一触发单元以及第二触发单元；其中，第一触发单元包括：分别沿无针注射头的周向设置的至少两组按压组件，且按压组件包括：可沿设定距离滑动的感应块，感应块的第一端被配置为用于感应皮肤表面的表面压力，感应块的第二端连接有弹性件；第二触发单元的第一端设置有与弹性件相对应的至少一个触发键，且当弹性件向触发键施加的压力大于设定压力时，触发键被触发；第二触发单元的第二端与无针注射装置的主体相连接；其中，感应块在表面压力的作用下，可以在弹性件的带动下沿靠近触发键的方向移动，并使得弹性件的末端按压触发键，且当弹性件的按压力大于设定压力时，触发键被触发。

在一些实施例中，弹性件包括：按压螺栓，按压螺栓的第一端与感应块相连接，按压螺栓的第二端用于触发触发键，且按压螺栓的外侧设置有弹簧；其中，当感应块受到表面压力的作用时，弹簧也将对应地发生压缩变形，以使得感应块能够沿靠近触发键的方向移动，进而使得按压螺栓的第二端能够逐渐靠近触发键并按压触发键。

在一些实施例中，电控模块包括：依次连接的控制器、驱动电路以及功率放大电路，

功率放大电路分别与储能单元、供电单元相连接，以用于控制储能单元通过供电单元放电。

本发明还提了一种用于可连续自动注射的无针注射装置的控制方法，包括步骤：

S301提供一种如上述实施例中任一的无针注射装置；

S302获取第一注射条件，第一注射条件包括：液体的剂量，和/或液体的类型，和/

或用户预先设定的规定输入速度，和/或用户预先设定的规定输出力；

S303周期性地获取无针注射装置的第一设备条件；其中，第一设备条件包括：储能单元在当前时刻的电压值，供电单元在当前时刻的电流值；

S304将第一注射条件和第一设备条件输入至电压动态控制模型，并以第一时间为间隔周期性地输出储能单元的控制量，控制量用于调节储能单元的控制阀的开启状态；其

中，电压动态控制模型为：

其中，u为控制量，k₀为第一调节参数；U_c是储能单元在当前时刻的电压值，t为时间，λ为去噪参数，a、b、c、d分别为对应的第二调节参数；K_p、K_I、K_D分别为对应的比例系数、积分系数以及微分系数，e(k)为供电单元的目标电流值与当前时刻的电流值之间的误差，e(i)为历史时间内误差的累积，e(k)-e(k-1)为当前时刻的误差与前一时刻的误差之间差值；

S305根据控制量周期性地生成相应的控制信号，电控模块响应于控制信号动态地调节储能单元的控制阀开启状态。

在一些实施例中，在S304之前，还包括步骤：

1)获取电压动态控制模型中第一调节部分的初始参数组合，并将根据初始参数组合设定得到当前电压动态控制模型，其中，第一调节部分为包括以下至少一个或多个参数的集合，参数包括：k_0、U_c、t、λ、a、b、c、d；其中，初始参数组合中a＝d＝1，b＝c＝0；

2)采用当前电压动态控制模型进行预注射实验，并通过测力传感模块采集预注射实验过程中驱动模块所输出的驱动力的集合；

3)通过驱动力的集合确定力输出图形，力输出图形表示驱动力与时间的变化关系；

4)根据力输出图形判断是否需要对当前电压动态控制模型进行修正；若是，则执行步骤5)，若否，则执行步骤S304；

5)根据力输出图形的形状特征对当前电压动态控制模型进行修正；并根据修正后的电压动态控制模型再次执行步骤2)。

在一些实施例中，步骤5)包括：

(i)获取力输出图形的形状特征，其中，形状特征包括：

第一变化特征，第一变化特征表示驱动力在实验时间内的下降趋势或上升趋势呈相对平稳的状态；和/或，第二变化趋势，第二变化趋势表示驱动力在实验时间内的下降趋势或上升趋势呈相对陡峭的状态；和/或，第三变化特征，第三变化特征表示驱动力在实验时间内的变化趋势呈周期性波动的状态；

(ii)根据形状特征确定电压动态控制模型中至少一个可调节参数或可调节系数的修正优先级；其中，当判断出力输出图形的形状特征为第一或第二变化特征时，将第一调节部分中的至少一个参数设定为第一修正优先级；当判断出力输出图形的形状特征为第三变化特征时，将第二调节部分中的至少一个系数设定为第一修正优先级，其中，第二调节部分包括Kp、KI、KD中的一个或多个系数。

有益技术效果：本发明中的无针注射装置集成有自动吸药、自动触发注射流程、以及在注射流程中动态地调节供电条件等功能，其既能够在对厂房内的动物进行批量药物注射时，减轻用户的操作负担，同时能够在启动注射之间、注射流程中等过程内保证注射的安全性与稳定性(如避免气泡生成、漏液污染、驱动力不足等等)。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一示例性实施例中无针注射装置的结构示意图；

图2为本发明一示例性实施例中第一调节模块的局部结构示意图；

图3为本发明一示例实施例中第一调节模块的第一内部结构示意图；

图4为本发明一示例实施例中第一调节模块的第二内部结构示意图；

图5为本发明一示例性实施例中磁驱动模块的剖面示意图；

图6为本发明又一示例性实施例中无针注射装置的结构示意图；

图7为本发明又一示例性实施例中无针注射装置的第一内部结构示意图；

图8为本发明又一示例性实施例中无针注射装置的第二内部结构示意图；

图9为图7所示无针注射装置的剖面结构示意图；

图10为本发明一示例性实施例中动子组件的局部结构示意图；

图11为本发明一示例性实施例中壳体的结构示意图；

图12为本发明一示例性实施例中无针注射装置的前端盖结构示意图；

图13为本发明另一示例性实施例中无针注射装置的第一调节模块的结构示意图；

图14为图13所示无针注射装置的结构示意图；

图15为图13所示无针注射装置的第一剖面结构示意图；

图16为图13所示第一调节模块的局部结构示意图；

图17为图13所述第一调节模块中的异形转动部和限位块的配合示意图；

图18为图13所示无针注射装置的第二剖面结构示意图；

图19为本发明一示例性实施例中异形转动部的结构示意图；

图20为本发明一示例性实施例中第二调节模块的局部结构示意图；

图21为本发明一示例性实施例中的自动化控制系统的模块示意图；

图22为本发明一示例性实施例中的半自动化控制方法的流程示意图；

图23为本发明一示例性实施例中的电压控制方法的流程示意图；

图24为本发明一示例性实施例中的电压控制系统的模块示意图；

图25为本发明一示例性实施例中具有自动触发功能的无针注射装置的局部示意图；

图26为本发明一示例实施例中触发模块的内部结构示意图；

图27为图26所述触发模块的剖面结构示意图；

图28为本发明一示例性实施例中自动触发方法的流程示意图；

图29为本发明一示例性实施例中无针注射头组件的结构示意图。

附图标记标识汇总：10为注射模块；20为壳体；21为启动开关；22为第一调节模块，

22-1为第一转动件，22-2为第二转动件，22-3为第二转动部，22-4为缓冲垫；23为动子组件，23-1为绝缘隔板，23-2为导线安装槽，23-3为隔离管道，23-4为滑动部件，23-41为环形滑块，23-42为耐磨环；23-5为第二中空骨架，23-51为减震垫，23-52为支撑弹簧，23-53为限位块；24为电控模块；25为定子组件，25-1为第一中空骨架，25-2为永磁体；26-1为前端盖，26-11为第一盖板，26-12为第二盖板；26-2为后端盖，26-21为转动路径，26-22为第二定位口，27-1为第一凸起，27-2为第一凹槽；28为异形转动部，28-1为台阶，28-2为第一辅助转动件，28-3为第二辅助转动件，28-4为第一定位口；31为固定结构，32为第三转动件，33为驱动单元；40为计算机，50为控制系统；

61为第一触发单元，61-1为感应块，61-2为按压螺栓，61-3为弹簧，61-4为触发头外筒，61-5为引导件，61-5a为空心圆柱，61-6为定位螺栓，61-5b为引导板，61-7为定位销，62第二触发单元，62-1为触发键，63为无针注射头；1-1为主体，1-2为推进杆，1-3为第一单向阀，1-31为O型圈，1-32为钢珠，1-33为钢圈；1-4为输液管道，1-5为第二单向阀，1-6为吸气阀，1-7为第一安装套，1-8为接口，1-9为第二安装套。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本文中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。本文中，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”、“后”、“一端”、

“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文中“和/或”包括任何和所有一个或多个列出的相关项的组合。本文中“多个”意指两个或两个以上，即其包含两个、三个、四个、五个等。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。如在本说明书中使用的，术语“大约”，典型地表示为所述值的+/-5％，更典型的是所述值的+/-4％，更典型的是所述值的+/-3％，更典型的是所述值的+/-2％，甚至更典型的是所述值的+/-1％，甚至更典型的是所述值的+/-0.5％。在本说明书中，某些实施方式可能以一种处于某个范围的格式公开。应该理解，这种“处于某个范围”的描述仅仅是为了方便和简洁，且不应该被解释为对所公开范围的僵化限制。因此，范围的描述应该被认为是已经具体地公开了所有可能的子范围以及在此范围内的独立数字值。例如，范围的描述应该被看作已经具体地公开了子范围如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及此范围内的单独数字，例如1，2，3，4，5和6。无论该范围的广度如何，均适用以上规则。

本文中，“面部图像”指的是对注射对象的面部进行整体或局部图像采集所得到的图像信息(如皮肤照片等)。例如，其可以为全脸照片，也可以为眼尾部位、额头部位、下巴、鼻梁、嘴唇、颧骨等部位的局部照片。其中，肤质检测过程为：对面部图像进行二值化处理，并根据二值化结果进行肤色检测。例如，可选用的肤质检测方法包括但不限于：HSV颜色空间H范围筛选法、椭圆肤色检测模型、YCrCb颜色空间的Cr分量+Otsu法阈值分割算法、BGR空间的手势识别、Cr，Cb范围筛选法等等。本文中，“非注射区域”为在注射过程中需要避开的脸部区域。以水光针项目为例，通常需要避开嘴唇附近、太阳穴或者鼻子周围等位置。本文中，“真实注射剂量”为向当前面部区域的实际注射剂量。其一般为目标微剂量。当然，在一些实施例中，考虑到注射对象的特殊情况(皮肤护理需求或肤质特点等)可能还有人工对目标微剂量进行调节，此时真实注射剂量则记录的是人工调节之后的数值。本文中，“垂直状态”或“相互垂直”指的是无针注射装置(具体为无针注射头)与注射对象的注射区域(如人脸)所在平面相互垂直或近似垂直，从而保证药剂可以顺利地穿过注射对象的皮肤。本文中，“用户”可以指执行注射操作的工作人员(如医护人员等)，也可以指与无针注射装置相连接的计算机或其他医美系统(如皮肤检测仪等等)。

实施例一

如图1-图21所示，为了能够适用于医美注射项目中长时间、多频次的注射需求，本发明提供了一种使用磁驱动式电机的无针注射装置。如图1所示，该无针注射装置包括：

壳体20，设置在壳体的第一端的注射模块10，注射模块包括：无针注射头，以及能够沿无针注射头的腔体往复运动的推进杆；其中，当推进杆沿注射方向进行高速运动时，可以推动无针注射头内的液体(如激素类、肝素、水光针或玻尿酸等药剂)以使得药剂在无针注射头内部产生高压，高压药剂可以通过无针注射头的出口端形成极细水针，水针的瞬间势能将突破一定厚度的皮肤角质层，然后迅速在固定深度的皮肤真皮组织内弥散，从而实现无创式的药剂注射。

设置在壳体内部的磁驱动式电机(也即磁驱动模块)，磁驱动式电机包括：前端盖、后端盖，以及设置在前端盖26-1和后端盖26-2之间的定子组件(也被称为定子)25和动子组件(也被称为动子)23，动子组件能够沿定子组件的轴向方向往复运动，并带动推进杆同步运动；其中，定子组件包括：分别与前端盖和后端盖相连接的第一中空骨架25-1，以及设置在第一中空骨架内侧的多个环状永磁体25-2，第一中空骨架的外侧包裹有绝磁套；动子组件包括：设置在第一中空骨架内侧的第二中空骨架23-5，第二中空骨架上间隔地设置有多个绝缘隔板23-1，且绝缘隔板之间对应地设置有多组导线线组，第二中空骨架上还设置有用于引导导线的导线安装槽23-2，第二中空骨架的第二端还设置有多个隔离管道23-3，导线依次沿导线安装槽、隔离管道穿过后端盖；以及靠近后端盖设置并与磁驱动式电机相连接的电控模块24。

在一些实施例中，第二中空骨架上集中布设的多个导线线组采用并联连接，例如，设置三组漆包线并联通电。

本实施例中，为了能够减小无针注射装置的整机体积，采用并联、集中布设的多线组与永磁体相互配合产生足够大的电磁力，进而使得动子组件可以在有限移动范围内产生较大加速度，从而对药剂施加足够大的压力以形成极细水针。

进一步地，为了避免集中式布设的线组产生的局部热量过高，如图3所示，在一些实施例中，壳体内侧沿轴向方向设置有多个第一凸起(也相当于加强结构)27-1，相邻的第一凸起的相邻接的侧壁共同形成第一凹槽27-2，且第一凹槽贯穿壳体两侧的第一端盖和第二端盖，从而在第一端盖、第二端盖上形成多个散热口；其中，第一凹槽形成了沿磁驱动式电机的环向方向布设的多个散热风道，磁驱动式电机在启动过程中所产生的热量可沿其环向方向导出，并在散热风道的引导下通过壳体两侧的散热口排出。具体地，动子组件在进行往复移动的过程中，将在一定程度上引导壳体内部空气沿其轴向(也即动子的运动方向)进行流动，此时在动子组件附近所集中生成的热量也可以在空气流动的带动下沿散热风道的两端开口向外散出。并且，由于散热风道为沿环向设置并在壳体两端开口的结构设计，当操作者或机械手在持握无针注射装置进行注射时，也不会干扰散热风道的工作。

在一些实施例中，第一凹槽的为弧形凹槽，如半圆形凹槽。

在一些实施例中，如图8所示，动子组件包括：设置在第二中空骨架的第一端的滑动部件23-4，第二中空骨架通过滑动部件以可滑动的方式安装在第一中空骨架内侧，且滑动部件23-4的第二端与推进杆相连接；其中，动子组件还包括：设置在滑动部件外周的缓冲部件。具体地，如图8所示，在一些实施例中，第二中空骨架的两端均设置有滑动部件23-4，滑动部件用于支撑第二中空骨架并将其安装在定子组件(具体为第一中空骨架25-1)内部，且滑动部件可带动第二中空骨架相对于第一中空骨架相对滑动/移动。在一些实施例中，如图8所示，靠近前端盖设置的滑动部件包括：与第二中空骨架的第一端相连接的环形滑块23-41，环形滑块的外侧设置有至少一个耐磨环23-42，当动子组件通过环形滑块安装在磁驱动式电机内部时，动子组件通过耐磨环与定子组件相互接触，从而在一定程度上减少动子组件在频繁注射过程中发生的磨损以及震动作用。

具体地，在一些实施例中，环形滑块的第一端与第二中空骨架相连接，环形滑块的第二端(也即滑动部件的第二端)向上凸起形成凸台(凸台优选地设置为圆柱结构)，其中，凸台可以穿过第一盖板上设有的开口，且凸台还与推进杆相连接。

在一些实施例中，如图7所示，缓冲部件包括：设置在前端盖与滑动部件之间的减震垫23-51，减震垫可以减弱动子组件在冲击前端盖时的震动作用，以提高无针注射装置的工作稳定性，便于操作者单手使用。在一些实施例中，如图7所示，缓冲部件包括：设置在滑动部件第二端外周的弹性部件(优选为支撑弹簧23-52)；其中，当动子组件在重力作用下推动推进杆时，弹性部件与滑动部件的壁面相接触，以限制滑动部件的位移。

可以理解的是，对于大多医美注射项目而言，考虑到注射时长以及注射操作的特殊性，

注射对象通常是以躺卧姿势接受注射。因此，在注射过程中需要保持无针注射头垂直于对象的脸部。本实施例中的减震垫以及支撑弹簧的设计可以避免无针注射头在垂直放置时出现漏液现象。具体地，由于动子组件具有一定自重，因此当整个无针注射装置处于垂直状态时，动子组件将在重力作用下下坠进而对推进杆施加一定压力导致无针注射头漏液。而支撑弹簧和减震垫可以减小动子组件在下坠过程中的坠落速度以及坠落距离，从而减少或缓解漏液现象。

在一些实施例中，注射模块还包括与无针注射头相连接的储液瓶(例如，可以为卡式瓶，卡式瓶通过安装卡口固定在壳体外部)，无针注射头可为单针或多针注射头，当推进杆后退时，储液瓶内部的液体被吸入无针注射头内部。其中，储液瓶、无针注射头均可灵活拆卸更换，以便于在每次注射完成后更换。

在一些实施例中，前端盖和后端盖分别与壳体(优选为塑料制成)通过卡扣结构相配合。在一些实施例中，前端盖26-1包括：与壳体固定连接的第一盖板26-11，第一盖板开设有用于供滑动部件的第二端(即与推进杆相连接的一端)穿过的开口，且第一盖板沿开口边缘向外凸起形成有第二盖板26-12，第二盖板的中空区域为推进杆和滑动部件提供了往复移动的路径，其中，缓冲部件设置在第一盖板和/或第二盖板的内侧。

在一些实施例中，靠近壳体的第二端处设置协同操作区域，协同操作区域沿壳体的轴向方向形成有协同操作路径，沿协同操作路径依次布设有：启动开关21、第一调节模块(也被称为剂量调节模块)以及显示模块，且显示模块设置在与电控模块相对应的区域并与电控模块相连通。在一些实施例中，显示模块可以显示以下一种或多种信息：待注射的目标微剂量、药剂类别(如名称等)、已注射剂量、剩余注射剂量、调节剂量等等。

在一些实施例中，磁驱动式电机还包括：用于增加电磁密度的铁芯，铁芯设置在第二中空骨架内侧。在一些实施例中，第一中空骨架由隔磁材料制成。在一些实施例中，定子组件的外壳采用铝制电机壳，用来对外隔离磁场。在一些实施例中，前、后端盖也是铝制端盖，对外部及电机后端的电控模块也起到磁场隔离的作用，保证电气设备的电磁兼容性。

本发明实施例中的无针注射装置可以应用于医美类、激素类(例如，胰岛素注射)、辅助生殖需要的肝素等药物的注射。下面以水光针项目为例进一步地说明本发明的技术方案以及有益技术效果。一般而言水光针的注射总量大约为5-10ml，但是这5-10ml总量需要通过多次微剂量注射以注射到脸上的不同点位(如额头部位、下巴、鼻梁、嘴唇等部位)。并且，考虑到不同注射对象或者同一注射对象不同脸部区域的肤质状态(如是否有暗沉、色斑等等)存在差异，不同脸部点位的注射微剂量也是不同的。因此，在水光针注射过程中，往往需要在注射对象的脸部各个点位频繁进行不同微剂量(如对于敏感区域仅注射0.5ml甚至更少的药剂)的注射。这种频繁地药剂取样以及药剂注射一方面会在壳体内部产生高热量，同时要求操作者要快速、精准地对注射的微剂量进行调节。

在一些实施例中，装置还包括：与电控模块相连接的第二调节模块，第二调节模块包括：图像采集单元，被配置为用于当无针注射装置处于垂直状态且注射模块对准注射对象的面部区域时，采集面部区域的至少一个第一面部图像(即局部照片)；剂量选定单元，被配置为用于根据第一面部图像选定对应面部区域的目标微剂量，并基于目标微剂量生成第一调节信号以发送至电控模块；其中，电控模块被进一步地配置为用于根据第一调节信号检验第一调节模块是否调节至目标位置。例如，在一些实施例中，可以由用户选择是否开启图像采集单元(具体地，可以通过电控模块向图像采集单元发送启动信号)。在一些实施例中，还包括：与第二调节模块相连接的预处理模块，预处理模块被配置为采集注射对象的多个第二面部图像，并根据第二面部图像对注射对象的多个面部区域进行肤质检测以获取对应的肤质信息；根据肤质信息确定多个面部区域的目标微剂量；根据目标微剂量对第二面部图像添加标记，标记包括：目标微剂量；相应地，剂量选定单元包括：第一子单元，被配置为用于将第一面部图像与至少一个第二面部图像进行对比检索；当检索到至少一个第二面部图像与第一面部图像相匹配时(例如，照片纹理相匹配)，获取第二面部图像的标记信息；第二子单元，被配置为用于根据标记信息确定对应面部区域的目标微剂量。

进一步地，在一些实施例中，用于调节注射剂量的第一调节模块22，第一调节模块包括：第一转动部，以及与第一转动部啮合的第二转动部22-3，且第二转动部可以在第一转动部的带动下沿轴向方向往复运动，从而调节动子组件在往复运动过程中的移动范围；其中，第一转动部包括：同轴转动的第一转动件22-1和第二转动件22-2，其中，第一转动件与第二转动部啮合，第二转动件沿其轴向设置有多个限位凸起，且壳体上对应地设置有与限位凸起相配合的至少一个限位凹槽。

进一步地，在一些实施例中，限位凸起上设置有剂量标识，且壳体上还对应于限位凸起设置有可视开口，可视开口用于观测当前转动角度下所对应的剂量标识，相应地，第二调节模块还包括：剂量核定模块，被配置为用于判断当前转动角度所观测到的剂量标识是否与目标微剂量相匹配；若否，则对第一转动件进行修正调节，或者向用户发出提示信号。

在一些实施例中，还包括：与第二调节模块相连接的数据管理模块，被配置为用于根据真实注射剂量对第一面部图像添加标记，标记包括：真实注射剂量；将标记后的第一面部图像存储至对象数据库中。在一些实施例中，第二调节模块还包括：风险预警单元，被配置为用于通过第一面部图像确定面部区域的位置信息，位置信息包括：坐标数据；并判断面部区域与非注射区域之间的距离是否满足预设的安全阈值，若否，则向电控模块发送第一警示信号。

实施例二

为了能够在频繁注射过程中，对微剂量进行精准地调节，本发明还提供了一种可微量调节的无针注射装置。该无针注射装置既便于手动调节，也能够实现自动化调节。并且，该无针注射装置可以包括上述实施例中的任意一个或多个相同的模块或结构部件。例如，在一些优选实施例中，无针注射装置包括：壳体，壳体20设置在壳体的第一端的注射模块10，注射模块包括：无针注射头，以及能够沿无针注射头的腔体往复运动的推进杆；设置在壳体内部的磁驱动式电机，磁驱动式电机包括：前端盖、后端盖，以及设置在前端盖26-1和后端盖26-2之间的定子组件25和动子组件23，动子组件能够沿定子组件的轴向方向往复运动，并带动推进杆同步运动；以及用于调节注射剂量的剂量调节模块(也被称为第一调节模块22，如图3所示)，剂量调节模块包括：第一转动部(具体地，第一转动部可以通过支撑销固定在后端盖上)，以及与第一转动部啮合的第二转动部22-3

(具体地，后端盖上设有安装开口以供第二转动部穿过以实现往复运动)，且第二转动部可以在第一转动部的带动下沿轴向方向往复运动，从而调节动子组件在往复运动过程中的移动范围。

优选地，在一些实施例中，如图3所示，第一转动部包括：同轴转动的第一转动件22-1和第二转动件22-2，其中，第一转动件22-1与第二转动部22-3啮合，第二转动件22-2沿其轴向设置有多个限位凸起，且壳体上对应地设置有与限位凸起相配合的至少一个限位凹槽。在一些实施例中，第一转动件的直径大于第二转动件的直径，且壳体上与第一转动部相对应的区域设置有第一开口；第一开口包括：用于供第一转动件向壳体外侧凸出的安装区域，以及用于观察第二转动件的转动状态的可视区域，其中，第二转动件设置在壳体内侧。在一些实施例中，限位凸起的尺寸大于第一转动件的转动齿的尺寸。在一些实施例中，限位凸起为圆弧凸起(如半圆形凸起)，限位凹槽对应地设置为弧形凹槽。在一些实施例中，限位凸起上设置有剂量标识。

本实施例中为了能够实现省力且精准的微剂量调节，设计了一种基于双转动件的剂量调节模式。其中，直接控制移动范围的第一转动件采用小尺寸设计(具体地，第一转动件的外周均匀设置有多个微齿)可以实现省力操作。同时，第二传动件的大尺寸圆弧凸起设计可以辅助操作者进行精准定位，每当转动到一个圆弧凸起和一个弧形凹槽相互配合时(即凸起完全卡入凹槽内部)，弧形凹槽反过来将对转动件施加一定的阻力以限制其进一步地转动，因此对于操作者而言可以通过手感(如是否受到阻力作用)判断是否转动到位。

在一些实施例中，第二转动部的第一端与第一转动部相啮合，第二转动部的对应于动子组件的一侧设置有缓冲模块，以减小动子组件在取药过程中撞击后端盖的振动作用，提高无针注射装置的工作稳定性。

在一些实施例中，缓冲模块包括：缓冲垫22-4；其中，第二转动部的第二端设置有第一定位槽或第一定位凸起，缓冲垫对应地设置有第二定位凸起或第二定位槽。

例如，在一些实施例中，第二转动部的第二端设置有第一定位槽，且定位槽为开口逐渐减小的梯形凹槽(具体地，定位槽的横截面设置为梯形)，以进一步地限定缓冲垫发生位移。

在一些实施例中，第一转动部通过固定件安装在后端盖上，且第二转动部也与后端盖通过可转动的方式连接(具体地，后端盖上设置有开口，第二转动部可以通过开口前后转动，且第二转动部的第二端还可以与铁芯相接触)。

具体地，在一些实施例中，第二转动部与后端盖通过螺纹连接。

在一些实施例中，电控模块设置在后端盖的外侧，并固定安装在后端盖上，其中，电控模块和后端盖之间形成有预留空间，以用于安装剂量调节模块。剂量调节模块的两侧分别设置有与电控模块相连接的启动开关和显示模块；且显示模块设置在壳体上与电控模块相对应的区域设置，启动开关、剂量调节模块和显示模块设置在同一直线上；其中，

沿线布设的启动开关、剂量调节模块以及显示模块共同形成协同操作路径。

在一些实施例中，无针注射头的注射端设置有注射信号采集模块，注射信号采集模块用于采集注射端的压力信号，且当压力信号属于预设阈值时，向电控模块发送相应的启动信号，以使得无针注射头内的液体被注射。

进一步地，本发明中的双转动件还能够实现微剂量的自动化调节，下面对可自动实现微剂量调节的优选实施例进行说明。例如，在一些实施例中，壳体中靠近无针注射头的一侧设置有微型摄像头，以用于采集脸部区域的皮肤照片(也即第一面部图像)。当采集到皮肤照片后根据该面部区域的皮肤状态(如是否有色板、暗沉或者红血丝等等)判断当前面部区域的目标微剂量，随后将目标微剂量发送至电控模块，电控模块将就此自动调节第一调节模块(例如，具体将转动第一转动件，如图21所示)。

优选地，本实施例中的无针注射装置可以采用手动、自动化相结合的方式进行。例如，

针对面部肤色相对均匀的注射对象，可以采用全自动化的剂量调节方式。针对面部肤色不均匀或者其他对注射操作要求更高的场景下，则采用手动操作或手动自动化结合的方式。

实施例三

本发明还提供了另一种可微量调节的无针注射装置，其包括壳体，设置在壳体的第一端的注射模块10，注射模块包括：无针注射头，以及能够沿无针注射头的腔体往复运动的推进杆；设置在壳体内部的磁驱动模块，磁驱动模块包括：前端盖、后端盖，以及设置在前端盖26-1和后端盖26-2之间的定子组件25和动子组件23，动子组件能够沿定子组件的轴向方向往复运动，并带动推进杆同步运动；其中，定子组件包括：分别与前端盖和后端盖相连接的第一中空骨架25-1，以及设置在第一中空骨架内侧的多个环状永磁体25-2，第一中空骨架的外侧包裹有绝磁套；动子组件包括：设置在第一中空骨架内侧的第二中空骨架23-5，第二中空骨架上设置有多个绝缘隔板23-1，且绝缘隔板之间对应地设置有多组导线线组，第二中空骨架上还设置有用于引导导线的导线安装槽23-2，第二中空骨架的第二端还设置有多个隔离管道，导线依次沿导线安装槽、隔离管道穿过后端盖；靠近后端盖设置并与磁驱动模块相连接的电控模块24；以及设置在动子组件第二端的第一调节模块，这种可以实现手动操作、机械化操作灵活转换的第一调节模块包括：

能够沿动子组件的周向方向进行转动的异形转动部28，以及设置在第二中空骨架的第二端的限位块23-53；

如图18所示，异形转动部28的第一侧依次设置有多个不同高度的台阶28-1，异形转动部28的第二侧设置有第一辅助转动件28-2，且第一辅助转动件28-2可沿设置在后端盖的转动路径26-21往复移动，从而带动异形转动部28进行往复转动；当异形转动部28沿周向方向(也即环绕筒状壳体的轴线)进行转动时，动子组件的移动范围相应地增大或减小，其中，与限位块位于同一直线上的台阶和限位块之间的距离即为移动范围。

在一些实施例中，异形转动部28内部还对应于多个台阶设置有多个弹性定位件，异形转动部28的第二侧对应于多个弹性定位件还设置有多个第一定位口28-4，弹性定位件在未受到外部作用力作用时，可以通过第一定位口28-4向外突起；后端盖上设置有至少一个第二定位口26-22，其中，当其中一个第一定位口与第二定位口相对应时，弹性定位件可延伸入第二定位口中，从而向异形转动部的转动给到一定阻力，用户可以通过手感(即所受阻力)判断是否转动到位。

在一些实施例中，第一调节模块还包括：用于带动第一辅助转动件28-2转动的第二辅助转动件28-3，壳体上对应开设有供第二辅助转动件28-3转动的开口。

进一步地，在一些实施例中，用于调节第一辅助转动件28-2或者第二辅助转动件28-3的第二调节模块还包括：用于调节第一辅助转动件或者第二辅助转动件的驱动单元，驱动单元包括：输出端能够沿弧形导轨运动的弧形电机。其中，弧形电机的输出端可与第一辅助转动件或第二辅助转动件相连接，以带动第一辅助转动件或第二辅助转动件转动。例如，在一些实施例中，弧形电机可以设置在电控模块和磁驱动模块之间的位置，此时弧形电机的输出端与第一辅助转动件连接，以带动第一辅助转动件沿设定角度进行转动。又例如，在一些实施例中，弧形电机可以设置在壳体外侧，弧形电机的输出端直接与第二辅助转动件连接，以带动第二辅助转动件沿设定角度进行转动。

实施例四

针对上述任意实施例中的无针注射装置，本发明还提供了一种用于无针注射装置的微剂量自动化调节方法，包括：S401提供无针注射装置；S402使得所述无针注射装置保持垂直状态并将所述无针注射头朝向注射对象的面部区域；S403通过图像采集单元采集所述面部区域的至少一个第一面部图像(即皮肤照片)；S404根据所述第一面部图像选定对应所述面部区域的目标微剂量，并基于所述目标微剂量生成第一调节信号以发送至第二调节模块；S405用户或所述第二调节模块(或者电控模块)根据所述第一调节信号将所述第一调节模块调节至目标位置，或者，用户或所述第二调节模块根据所述第一调节信号检验所述第一调节模块是否调节至目标位置；若否，则对第一调节模块(如第一转动件)进行修正调节，或者向用户发出提示信号。

具体地，在一些实施例中，第二调节模块可以与电控模块通信连接，或者，第二调节模块和电控模块也可被配置为同一个模块。

在一些实施例中，S405包括：S51第二调节模块根据第一调节信号确定第一转动件的目标转动角度；S52第二调节模块根据目标转动角度将第一转动件调节至目标位置。在一些实施例中，第二调节模块包括：用于固定无针注射装置的固定结构31，以及用于调节第一转动件的调节结构，调节结构包括：与第一转动件相啮合的第三转动件32，以及用于驱动第三转动件32转动的驱动单元33。可以理解的是，如图21所示，本发明实施例中的无针注射装置或剂量调节方法可以与计算机40、控制系统50(具体可为各类皮肤检测仪器)通信连接，从而实现半自动或全自动化的微小剂量调节以及注射。

例如，在一些实施例中，第二调节模块可以设置为机械手式结构(如图20、21所示)或者与机械手等结构相配合，在医美注射过程中可以在用户(如医生)的监督下自动地实施剂量调节、注射操作。在注射难度相对较大时(如针对邻近眼部区域等重点区域，或者针对肤质情况相对复杂注射对象进行注射时)，美容医生也可以方便地从机械手中取下无针注射装置，并采用手动操作方式进行剂量调节与注射。如图20所示，机械手的局部结构可以设置为固定结构31，其中，固定结构31还可以进一步地被装配在沿用户指定的方向在空间上进行移动的移动执行机构，从而带动无针注射装置面向注射对象的不

同注射区域

在一些实施例中，在S404之前，还包括：采集注射对象的多个第二面部图像，并根据第二面部图像对注射对象的多个面部区域进行肤质检测以获取对应的肤质信息；根据肤质信息确定多个面部区域的目标微剂量；根据目标微剂量对第二面部图像添加标记，标记包括：目标微剂量。

在一些实施例中，S404包括：将第一面部图像与预存的至少一个第二面部图像进行对比检索，其中，第二面部图像为预先获取的注射对象的面部图像，且第二面部图像标记有目标微剂量；当检索到至少一个第二面部图像与第一面部图像相匹配时，获取第二面部图像的标记信息；根据标记信息确定对应面部区域的目标微剂量。

在一些实施例中，该方法还包括：通过第一面部图像确定面部区域的位置信息，位置信息包括：坐标数据；判断面部区域与预设的非注射区域之间的距离是否满足预设的安全阈值，若否向用户发送相应的警示信号。例如，在一些实施例中，第二面部图像的标记信息还包括：坐标数据，第一面部图像的坐标数据可以根据所匹配的第二面部图像的标记信息进行确定。在一些实施例中，还包括：S406根据真实注射剂量对第一面部图像添加标记，标记包括：真实注射剂量；S407将标记后的第一面部图像存储至对象数据库中。

本发明实施例中，采用自动化的剂量调节设计，可以更简便地对真实注射信息(如注射剂量、注射区域)进行数据采集与管理，从而便于用户对注射对象的注射信息进行长期监督与管理。

实施例五

参见图23所示，为了提供一种无需插电使用的便携式无针注射装置，本发明提供了一种用于无针注射装置的电压控制方法，包括：

S001提供一种无针注射装置，无针注射装置包括：用于排出液体(如药剂等)的无针注射头，用于向无针注射头提供瞬时高压的驱动模块，以及向驱动模块提供电力的电控模块；其中，电控模块包括：用于提供电压的储能单元，以及与储能单元相连接的供

电单元，供电单元用于向驱动模块供电；

例如，在一些实施例中，供电单元为电池，可以由工作人员自由更换。具体地，电池以可拆卸地方式设置在所述无针注射装置的壳体内部(例如，电控模块区域)。当然，电池的实际安装位置或安装方式可以根据无针注射装置的具体产品结构做出适应性地调整，本发明并不进行限制。

本实施例中的无针注射装置可以包括与上述任一实施例中无针注射装置相同或相近的结构、模块或部件。

例如，在一些实施例中，驱动模块可以采用上述实施例中的磁驱动模块，以实现高电流、高驱动力的稳定供给。

S002获取第一注射条件，第一注射条件包括：液体的剂量，和/或液体的类型，和/

或用户预先设定的规定输入速度，和/或用户预先设定的规定输出力；

例如，在一些实施例中，可以根据液体的剂量、类型(如药剂的粘度)确定驱动模块向无针注射头提供的注射推力。

又例如，在一些实施例中，可以由用户根据实际注射条件或工作经验人工确定设定输入速度(也即也即药剂注入皮肤的速度)或者输出力(即驱动模块向无针注射头的推进杆施加的推力大小)。根据注射推力、输入速度等条件可以确定电流或电压的供应大小。

S003周期性地获取无针注射装置的第一设备条件；其中，第一设备条件包括：储能单元在当前时刻的电压值，供电单元在当前时刻的电流值；

S004将第一注射条件和第一设备条件输入至电压动态控制模型(也可以简称控制模型)，并以第一时间为间隔周期性地输出储能单元的控制量，控制量用于调节储能单元

的控制阀的开启状态；其中，电压动态控制模型：

其中，u为控制量，k₀为第一调节参数；U_c是储能单元在当前时刻的电压值，t为时间，λ为去噪参数，a、b、c、d分别为对应的第二调节参数；K_p、K_I、K_D分别为对应的比例系数、积分系数以及微分系数，e(k)为供电单元的目标电流值与当前时刻的电流值之间的误差，e(i)为历史时间内误差的累积，e(k)-e(k-1)为当前时刻的误差与前一时刻的误差之间差值；

在一些实施例中，k₀的数值大小与第一注射条件有关，例如，针对不同粘度的药剂需要选用不同的k₀值，或者，对注射深度要求不同(也即注射力度不同)的药剂需要也选用不同的k₀值。

在一些实施例中，k₀值的选取可以由用户预先输入或选定，或者也可以根据第一注射条件实时地选取对应的经验值。

S005根据控制量周期性地生成相应的控制信号，电控模块响应于控制信号动态地调节储能单元的控制阀开启状态。

为了保证无针注射过程的安全性与有效性，一方面需要保证液体能够形成足以穿透皮肤表面的高压水针，相应地也即需要向驱动模块稳定地提供极高的瞬时电流；另一方面也需要保证在注射的瞬时时段中的各个时刻下所形成的高压水针具有相同或几乎相同的注射速度/力度。

而为了使得非插电式的无针注射装置具有可靠的注射安全性与有效性。本发明首先将一个瞬时时段视作为多个注射周期的集合，并且根据各个注射周期动态地调节电控模块的供电条件，以在储能单元所存储的电压逐渐衰减的过程中，保证持续且稳定的电压供应。同时，本发明还提供了一种电压动态控制模型，以通过获取有限参数组(如实际电压值以及实际电流值)的数据采集快速地确定实时的控制量，以简化周期性调节的控制难度。

换句话说，本发明提供了一种基于有限参数实现动态供电条件(例如，储能单元的控制阀的开启大小)调节的方法，以在储能单元(如储能电容)因长时间存储或工作电压逐渐衰减的过程中，保证其供电稳定性。其中，供电条件可以指供电电压或供电电流等电力供应参数。

在一些实施例中，在S003之前，还包括步骤：获取无针注射装置的第二设备条件，

第二设备条件包括：电控模块的信号输入或输出周期，和/或储能电容的控制阀的响应时间，和/或所述无针注射装置的单位时间耗电量；根据第二设备条件确定第一时间的长度(也即注射周期的长度)，以使得周期性输出的控制信号能够被电控模块完整地执行。

例如，在一些实施例中，第一时间的长度为1.5λ-2λ，其中，λ为电控模块的信号输入或输出周期。

又例如，在一些实施例中，第一时间的长度大于控制阀的响应时间。

又例如，在一些实施例中，当电池的单位时间耗电量偏高时，可以适当调节第一时间的长度。

优选地，在一些实施例中，第一时间长度约为1ms-2ms。

本发明实施例中优选地根据第二设备条件选取适当大小的注射周期，一方面可以通过有限次调节保证调节方法的灵敏性与有效性，同时也能协调动态调节过程中设备安全性等问题。可以理解的是，注射周期也可以由工作人员结合实际工作经验、设备条件等因素进行人为设定。

进一步地，在一些实施例中，在S004之前，还包括步骤：1)获取控制模型中第一调节部分的初始参数组合，并将根据初始参数组合设定得到当前控制模型，其中，第一调节部分为包括以下至少一个或多个参数的集合，参数包括：k₀、U_c、t、λ、a、b、c、d；其中，初始参数组合中a＝d＝1，b＝c＝0；2)采用当前控制模型进行预注射实验，并通过测力传感模块(例如，测力传感器)采集预注射实验过程中驱动模块所输出的驱动力的集合；3)通过驱动力的集合确定力输出图形，力输出图形表示驱动力与时间的变化关系；4)根据力输出图形判断是否需要对当前控制模型进行修正；若是，则执行步骤5)，若否，则执行步骤S004；

例如，当真实的驱动力与规定输出力相同或相近时，则认为控制模型符合要求。

5)根据力输出图形的形状特征对当前控制模型进行修正；并根据修正后的控制模型再次执行步骤2)。

事实上，无针注射装置由多个电子设备(例如，电池、音圈电机、驱动模块以及多个电路元件等等)共同组装而成，因而周期性调节方法的实际应用效果将会受到各个电子设备的型号、生产厂家等差异性因素的干扰或影响。并且，针对不同注射深度、注射药品类型、注射药品剂量等差异性注射场景，周期性调节方法的实时效果也会存在一定的差异。这将使得将周期性调节方法应用于不同组装方式的装置或不同注射场景时，需要用户预先完成繁琐的模型调节工作，而这无疑会增大周期性调节方法的应用难度。

为了能够尽快适应不同场景下的应用需求，本发明首先综合选取了一组有限参数(如第一调节参数、时间、去噪参数、实际电压值等等)以作为优先的调节入口，便于用户在实际注射需求下通过该调节入口灵活地调整模型；同时，针对所选有限参数组还可以设定对应的修正优先级以提高用户的调节效率。

例如，在一些实施例中，可以向用户提供一种优选的初始模型(即将a、d设定为1，b、c设定为0)，其为：

当无针注射装置组装完成，或者注射场景条件确定时，采用初始模型进行测试性的预注射实验，并根据实验结果判断当前的初始模型是否满足应用条件。若是，则可以利用该初始模型执行正常注射工作。否则，则用户可以结合实际需求对控制模型中的一个或多个参数/系数进行修正。

进一步地，在一些实施例中，步骤5)包括：(i)获取力输出图形的形状特征；

其中，形状特征包括：(a)第一变化特征，第一变化特征表示驱动力在实验时间内

的下降趋势或上升趋势呈相对平稳的状态；

例如，在一些实施例中，当驱动力在实验时间内的下降速度或者上升速度(如曲率或斜率)属于第一预设阈值范围时，则认为所述驱动力呈现第一变化特征。

和/或，(b)第二变化趋势，第二变化趋势表示驱动力在实验时间内的下降趋势或上

升趋势呈相对陡峭的状态；

例如，在一些实施例中，当驱动力在实验时间内下降速度或上升速度较快且达到第二预设阈值范围时，或者驱动力在实验时间内的下降速度或上升速度随着时间逐渐增加时，则认为所述驱动力呈现第二变化特征。

和/或，(c)第三变化特征，第三变化特征表示驱动力在实验时间内的变化趋势呈周

期性波动的状态；

例如，在一些实施例中，当驱动力在实验时间内呈现周期性振荡特点时，则认为所述驱动力呈现第三变化特征。

(ii)根据形状特征确定电压动态控制模型中至少一个可调节参数或可调节系数的修正优先级；其中，当判断出力输出图形的形状特征为第一或第二变化特征时，将第一调节部分中的至少一个参数设定为第一修正优先级；当判断出力输出图形的形状特征为第三变化特征时，将第二调节部分中的至少一个系数设定为第一修正优先级，其中，第二调节部分包括K_p、K_I、K_D中的一个或多个系数。

例如，在一些实施例中，当力输出图形呈现第一变化特征时，优选地将K₀或a设定为第一修正优先级。当力输出图形呈现第二变化特征时，优选地将b或者d设定为第一修正优先级，例如，用户可以将初始值b或d设置为大于0的数值(如1)。当力输出图形呈现第三变化特征时，优选地将K_I设定为第一修正优先级。

又例如，在另一些实施例中，具体的参数/系数修正策略可以由用户结合实际需求灵活选定。

本实施例相当于提供了一种应用于周期性调节方法的自适应调节模式。这种自适应调节模式通过选取有限调节参数，并设定调节优先级的方式相互配合，以在一定程度上减少人工调节过程的工作量，降低模型的调节难度。因此，每当应用于一款新型无针注射装置，或者新型注射场景时，这种自适应调节方法可以帮助用户快速摸索出符合需求的控制模型。

在一些实施例中，K_p、K_I、K_D等系数可以根据历史经验值确定，也可以由用户根据工作经验设定或调整。

优选地，在一些实施例中，上述系数的调整/设定方法包括步骤：

步骤1获取用户设定的初始目标值。

例如，当无针注射装置采用10Khz的PWM(即脉冲宽度调制)驱动控制器(如ARM处理器等等)以控制电机时，其中，单片机程序中的PWM装载值为0～100，对应地将电压控制模型中第二调节部分(如K_pe(k)+K_I∑_i＝0e(i)+K_D[e(k)-e(k-1)])的计算数输出值控制在在0～100(相当于初始目标值)以内。

步骤2获取用户设定的初始系数组合。

例如，所述初始系数组合中K_p＝1，K_I＝0，K_D＝0。

步骤3根据初始系数组合进行计算，并判断计算输出值是否出现等幅震荡；若否，则执行步骤4，若是，则执行步骤5；

步骤4对K_p进行修正。

例如，按照设定比例或者设定数值(例如，0.1)对K_p进行递增。

步骤5将当前的K_p值确定为优选值，并对K_D进行修正。

例如，将K_D值重新设定为0.1。

步骤6基于当前的K_p值，以及修正后的K_D再次进行计算，并判断震荡是否收缩至第一目标值，若否，则执行步骤7，若是则执行步骤8。

步骤7再次对K_D进行修正。

例如，按照设定比例或者设定数值(例如，0.1)对K_D进行递增。

步骤8将当前的K_D值确定为优选值，并对K_I进行修正。

步骤9根据当前的K_p、K_D值，以及修正后的K_I再次进行计算，并判断震荡是否收缩至第二目标值，若否，则执行步骤10，若否则执行步骤11。

步骤10对K_I进行修正。

例如，按照设定比例或者设定数值对K_I进行递增。设定数值优选为注射周期的长度，

例如，当注射周期为0.001s时，设定数值即为0.001。

步骤11将当前的K_I值确定为优选值。

上述的修正条件或修正数值都可以由工作人员自定选定。

在一些实施例中，在S004之前，还包括步骤：

获取电压动态控制模型的第一限制条件，其中，第一限制条件为电压动态控制模型中的第二调节部分的有效输出范围，且第二调节部分为：K_pe(k)+K_I∑_i＝0e(i)+

K_D[e(k)-e(k-1)]；实时地判断当前的电压动态控制模型是否符合第一限制条件；若是，则根据当前输出的控制量生成对应的控制信号以发送至电控模块；若否，则将第二调节部分中的e(i)项归零，再次输出得到新的控制量，并根据控制量生成对应的控制信号以发送至电控模块。

在一些实施例中，有效输出范围为(0，1000)。

本发明中的电压动态控制模型将随着无针注射装置的实际运行状态进行自适应调整(如对历史时间段内的数据进行综合考量)。为了保证自适应调整的准确，本实施例中采用第一限制条件对自适应调整过程进行修正，以进一步地保证无针注射过程的安全、稳定性。

可以理解的是，第一限制条件可以根据设备条件、注射条件进行适应性地设定。例如，

在一些实施例中，有效输出范围可以根据工作人员结合实际情况自行设定。

在一些实施例中，在S004之前，还包括步骤：根据第一设备条件判断无针注射装置是否符合设备条件；其中，当电压值属于预设的第一阈值范围时，或者电流值属于预设的第二阈值范围时，则认为无针注射装置符合相应的设备条件；若是，则继续执行S004，若否，则向用户发出警报信号。

例如，在一些实施例中，为了保证注射过程的安全性，在启动注射之前还将对储能单元(即电池)的真实电压进行实时监控，当电池的真实电压过低时，则需要及时地向用户发出警报信号，以提醒用户更换电池或者检查装置是否出现故障。

进一步地，在一些实施例中，无针注射装置的注射端处还设置有触发模块，触发模块用于感触注射区域的表面压力，且触发模块与电控模块相连接，在S003之前，还包括步骤：获取第二注射条件，第二注射条件包括：通过触发模块采集到注射区域处的至少两个表面压力；根据至少两个表面压力判断是否达到注射条件(也即无针注射装置是否与注射对象的皮肤表面发生有效接触)，其中，当至少两个表面压力之间的差值小于预设的第二阈值时，则判断符合注射条件；此时，触发模块向电控模块发送触发信号，电控模块在接收到触发信号之后可根据第一注射条件和第一设备条件实时地向磁驱动模块提供稳定电力。

本实施例中，采用自动触发模式可以在一定程度上提高注射过程的安全性与有效性，

并减少工作人员的误操作(例如，工作人员的操作手法错误，导致注射针头与皮肤表面未相互垂直)。

实施例六

如图24所示，本发明还对应地提供了一种用于无针注射装置的电压控制系统，包括：

无针注射装置01，无针注射装置包括：用于排出液体的无针注射头，用于向无针注射头提供瞬时高压的驱动模块，以及向驱动模块提供电力的电控模块；其中，电控模块包括：用于提供电压的储能单元，以及与储能单元相连接的供电单元，供电单元用于向驱动模块供电；注射条件获取模块02，被配置为用于获取第一注射条件，第一注射条件包括：液体的剂量，和/或液体的类型，和/或用户预先设定的规定输入速度，和/或用户预先设定的规定输出力；设备条件获取模块03，被配置为用于周期性地获取无针注射装置的第一设备条件；其中，第一设备条件包括：储能单元在当前时刻的电压值，供电单元在当前时刻的电流值；控制量输出模块04，被配置为用于将第一注射条件和第一设备条件输入至电压动态控制模型，并以第一时间为间隔周期性地输出储能单元的控制量，控制量用于调节储能单元的控制阀的开启状态；其中，电压动态控制模型参见上述实施例。信号生成模块05，被配置为用于根据控制量周期性地生成相应的控制信号，电控模块响应于控制信号动态地调节储能单元的控制阀开启状态。

在一些实施例中，还包括：周期选定装置，被配置为用于获取无针注射装置的第二设备条件，第二设备条件包括：电控模块的信号输入或输出周期；根据第二设备条件确定第一时间的长度，以使得周期性输出的控制信号能够被电控模块完整地执行。

在一些实施例中，还包括：第一模型修正装置，被配置为用于获取电压动态控制模型的第一限制条件，其中，第一限制条件为电压动态控制模型中的第二调节部分的有效输出范围；实时地判断当前的电压动态控制模型是否符合第一限制条件；若是，则根据当前输出的控制量生成对应的控制信号以发送至电控模块；若否，则将第二调节部分中的e(i)项归零，再次输出得到新的控制量，并根据控制量生成对应的控制信号以发送至电控模块。

在一些实施例中，还包括第一判断装置，被配置为用于根据第一设备条件判断无针注射装置是否符合设备条件；其中，当电压值属于预设的第一阈值范围时，或者电流值属于预设的第二阈值范围时，则认为无针注射装置符合相应的设备条件；若是，则控制量输出装置正常输出控制量，若否，则向用户发出警报信号。

在一些实施例中，还包括：第二模型修正装置，被配置为用于：1)获取所述电压动态控制模型中第一调节部分的初始参数组合，并将根据所述初始参数组合设定得到当前电压动态控制模型，其中，所述第一调节部分为包括以下至少一个或多个参数的集合，所述参数包括：k₀、U_c、t、λ、a、b、c、d；其中，所述初始参数组合中a＝d＝1，b＝c＝0；

2)采用当前电压动态控制模型进行预注射实验，并通过测力传感模块采集所述预注射实验过程中所述驱动模块所输出的驱动力的集合；3)通过所述驱动力的集合确定力输出图形，所述力输出图形表示所述驱动力与时间的变化关系；4)根据所述力输出图形判断是否需要对当前电压动态控制模型进行修正；若是，则执行步骤5)，若否，则执行步骤S004；5)根据所述力输出图形的形状特征对所述当前电压动态控制模型进行修正；并根据修正后的电压动态控制模型再次执行步骤2)。

在一些实施例中，第二修正模型进一步地包括修正单元，所述修正单元被配置为用于：

(i)获取所述力输出图形的形状特征，其中，所述形状特征包括：第一变化特征，

所述第一变化特征表示所述驱动力在实验时间内的下降趋势或上升趋势呈相对平稳的状态；和/或，第二变化趋势，所述第二变化趋势表示所述驱动力在实验时间内的下降趋势或上升趋势呈相对陡峭的状态；和/或，第三变化特征，所述第三变化特征表示所述驱动力在实验时间内的变化趋势呈周期性波动的状态；

(ii)根据所述形状特征确定所述电压动态控制模型中至少一个可调节参数或可调节系数的修正优先级；其中，当判断出所述力输出图形的形状特征为第一或第二变化特征时，将所述第一调节部分中的至少一个参数设定为第一修正优先级；当判断出所述力输出图形的形状特征为第三变化特征时，将第二调节部分中的至少一个系数设定为第一修正优先级，其中，所述第二调节部分包括K_p、K_I、K_D中的一个或多个系数。

在一些实施例中，无针注射装置的注射端处还设置有触发模块，触发模块用于感触注射区域的表面压力，且触发模块与电控模块相连接，相应地还包括：第二判断装置，被配置为用于获取第二注射条件，第二注射条件包括：通过触发模块采集到注射区域处的至少两个表面压力；根据至少两个表面压力判断是否达到注射条件，其中，当至少两个表面压力之间的差值小于预设的第二阈值时，则判断符合注射条件；此时，触发模块向电控模块发送触发信号，电控模块在接收到触发信号之后可根据第一注射条件和第一设备条件实时地向驱动模块提供稳定电力。

可以理解的是，本发明实施例中的电压控制系统可以实现上述任一实施例中的任一方法步骤或功能，此处不再赘述。

实施例七

如图25-27所示，本发明还提供了一种可自动触发的无针注射装置，包括：

无针注射头63，无针注射头63用于排出液体，以使得液体穿过皮肤表面，且无针注射头设置在无针注射装置的注射端；驱动模块(例如，磁驱动模块)，用于向无针注射头提供瞬时高压；电控模块，用于根据当前的注射条件和/或设备条件向驱动模块提供所需电力；

压力触发模块，压力触发模块与电控模块相连接，且设置在无针注射装置的注射端，

压力触发模块包括：第一触发单元61以及第二触发单元62；其中，

第一触发单元61包括：分别沿无针注射头63的周向设置的至少两组按压组件(具体地，按压组件环绕无针注射头设置)，且按压组件包括：可沿设定距离滑动的感应块61-1，感应块61-1的第一端被配置为用于感应皮肤表面的表面压力(即在启动注射之前，或者注射过程中可以与皮肤表面相接触)，感应块的第二端连接有弹性件。第二触发单元62的第一端设置有与弹性件相对应的至少一个触发键62-1(例如，触发键可以感应块一一对应设置)，且当弹性件向触发键施加的压力大于设定压力时，触发键被触发；第二触发单元62的第二端与无针注射装置的主体相连接；

其中，感应块在表面压力的作用下，可以在弹性件的带动下沿靠近触发键的方向移动，

并使得弹性件的末端按压触发键，且当弹性件的按压力大于设定压力时，触发键被触发。

本发明实施例中采用自动触发的方式可以在一定程度上减少用户的手动操作(如手动开启注射开关)。其中，所设计的多组按压组件可以保证无论针头从哪一个角度接触皮肤进行施压，都可以获取最佳注射效果。

换句话说，本发明实施例中的无针注射装置可以在一定程度上减少因用户操作不当(如注射手势不当)而产生的不当注射情况。

在一些实施例中，弹性件包括：按压螺栓61-2，按压螺栓的第一端与感应块61-1相连接，按压螺栓的第二端用于触发触发键，且按压螺栓的外侧设置有弹簧61-3；其中，

当感应块61-1受到表面压力的作用时，弹簧也将对应地发生压缩变形，以使得感应块61-1能够沿靠近触发键的方向移动，进而使得按压螺栓的第二端逐渐靠近触发键并能够按压触发键。

在一些实施例中，第一触发单元包括：触发头外筒61-4，以及引导件61-5，引导件61-5包括：空心圆柱61-5a，且空心圆柱的一端延伸设置有引导板61-5b；其中，空心圆柱61-5a的外壁与触发头外筒的之间形成容置空间，以用于容纳按压组件，空心圆柱内侧用于容纳无针注射头63，引导板61-5b上设置有至少两个引导孔，以用于供按压螺栓穿过。

例如，在一些实施例中，弹簧的第一端与感应块相接触，弹簧的第二端与引导板相接触，当弹簧发生压缩变形时，弹簧的第二端固定，弹簧的第一端在感应块的按压作用下沿逐渐靠近弹簧第二端的方向运动。

在一些实施例中，感应块61-1的第一端的横截面被设置为类梯形结构，至少两个感应块的对应表面共同围合成容置空间，以用于容纳皮肤表面的变形。其中，类梯形结构的设计可以适应于注射过程中皮肤的变形特点，以优化注射对象的注射体验。

在一些实施例中，感应块与皮肤表面相接触的区域采用光滑处理的方式加工。在一些实施例中，类梯形结构指的是梯形，或者与梯形相似的几何外形(例如，梯形的一个或多个顶点处进行倒角处理后所得的几何外形)。

在一些实施例中，感应块与触发头外筒内壁之间预留有第一间隙，感应块与空心圆柱61-5a的外壁之间形成有第二间隙，以使得感应块能够稳定地沿远离或靠近触发键的方向运动。

具体地，在一些实施例中，至少一个感应块上还设置有定位销61-7，且定位销61-7一端穿过引导板61-5b。本实施例中，定位销也可以在一定程度上限制或避免感应块在往复运动过程中发生偏移。

在一些实施例中，按压螺栓在穿过引导板的一侧还套设有定位螺栓61-6，以限制按压螺栓发生偏移。

在一些实施例中，电控模块包括：用于提供电压的储能单元，储能单元可拆卸地安装在无针注射装置的壳体上；以及与储能单元相连接的供电单元，供电单元用于向驱动模块供电。

在一些实施例中，电控模块还包括：依次连接的控制器、驱动电路以及功率放大电路，

功率放大电路分别与储能单元、供电单元相连接，以用于控制储能单元通过供电单元放电；其中，控制器用于向驱动电路输入控制指令，控制指令包括：包括用于调节储能单元的控制阀的开启状态的控制量的控制指令，或者用户输入的控制指令。

实施例八

如图28所示，本发明还提供了对应于实施例七中的无针注射装置提供了一种自动触发方法，包括步骤：

S101通过压力触发模块采集注射对象的皮肤表面上的至少两个表面压力；

S102根据所述至少两个表面压力判断是否符合触发条件，若是，则执行S103；

例如，在一些实施例中，当至少两个表面压力之间的差值小于预设的第一差值阈值时，

则认为符合触发条件。或者，在另一些实施例中，当至少两个表面压力均大于预设的压力阈值时，则认为符合触发条件。

S103获取与第一注射条件相关联的第一调节参数并输入所述无针注射装置的控制器，

其中，所述第一注射条件包括：所述液体的剂量，和/或所述液体的类型，和/或用户预先设定的规定输入速度，和/或用户预先设定的规定输出力；

S104向所述控制器中周期性地输入第一设备条件，其中，所述第一设备条件包括：

储能单元在当前时刻的电压值，供电单元在当前时刻的电流值；

S105所述控制器周期性地输出控制量(也即信号量)，所述控制量用于调节所述储能单元的控制阀的开启状态。

本实施例中，采用自动触发、自动输入控制量的形式相结合，提供了一种辅助用户执行药物注射流程的自动化信号检测、输入方法。具体地，通过自动触发模块的设计以自动化判断是否启动注射程序，在启动注射程序之后采用周期性的信号量输入对驱动力进行实时地动态调节。这种自动化的信号检测、输入方法可以在一定程度上提高注射过程的安全性与稳定性。

例如，以畜牧养殖厂为例，为了保证养殖动物的健康体质，通常会定期地向厂内的动物进行疫苗注射。由于同时期需要完成大批动物的疫苗注射工作，工作人员在长时间的注射过程中出现失误操作的可能性也逐渐增加。例如，可能是由于操作手法不当等原因，如因针头与皮肤表面的接触角度不当导致药液未成功穿破皮肤表面；又例如，可能由于电池式无针注射装置在长时间使用后供电稳定性相对减弱，进而导致驱动力的供给不足而注射失败。这些失误操作不但容易引起动物的应激反应，甚至可能使得工作人员受伤。

本发明所提供的自动化信号检测、输入方法一方面可以保证注射姿态的一致性，如确保针头的注射角度可以维持在安全区间内，如90°左右，以及针头与皮肤的接触压力也能够维持在合理区间内；一方面还能够在长时间地批量注射过程中，通过周期性地动态信号调节以保证每次注射过程中的驱动力可以维持在安全范围以内。换句话说，这种自动化信号检测、输入方法可以使得疫苗的真实注射状态/条件维持在安全、有效地范围内，即有利于提高疫苗注射的有效性(也即使得注射深度或散度等能够符合预期)以及批量化注射流程的规范性。

在一些实施例中，S105包括步骤：将所述第一调节参数和所述第一设备条件输入电压动态控制模型，其中，所述电压动态控制模型可以参见上述实施例。

所述电压动态控制模块周期性地输出所述控制量。

例如，在一些实施例中，还包括：获取无针注射装置的第二设备条件，第二设备条件包括：电控模块的信号输入或输出周期；根据第二设备条件确定第一时间的长度，以使得周期性输出的控制信号能够被电控模块完整地执行。本实施例中的自动触发方法还可以进一步地包括上述任一实施例中的方法步骤，此处不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例中的各个阈值或阈值范围均可以由用户自行设定。

实施例九

为了满足连续自动注射的需求，本发明还提供了一种可连续自动注射的无针注射装置，

包括：

壳体20，设置在所述壳体的第一端的注射模块10，所述注射模块包括：无针注射头组件；其中，无针注射头组件(也即一种三通接头组件)包括：

主体1-1(即针筒)，所述主体1-1用于容纳液体(如药液)，所述主体内侧设置有推进杆1-2；且所述主体1-1的出口端设置有第一单向阀；当所述推进杆1-2沿注射方向(即靠近主体第一端的方向)运动时，所述第一单向阀开启，液体穿过第一单向阀向外喷射；

输液单元，所述输液单元包括：输液管道1-4，所述输液管道1-4的第一端用于与储液模块(例如，外部的药瓶)相连接，以用于重复地获取药液，所述输液管道1-4的第二端与所述主体相连通，且所述输液管道的第二端内侧设置有第二单向阀1-5；所述输液管道上还设置有吸气阀1-6，所述吸气阀1-6用于引入外部空气；其中，当所述推进杆沿进液方向(即与注射方向相反的方向)运动时，所述第二单向阀开启，此时，输液管道在第二单向阀、吸气阀的作用下从药瓶中吸液并将药液输入主体中；

磁驱动式电机，设置在所述壳体内部，且所述磁驱动式电机包括：前端盖、后端盖，

以及设置在所述前端盖26-1和后端盖26-2之间的定子组件25和动子组件23，所述动子组件能够沿所述定子组件的轴向方向往复运动，并带动所述推进杆1-2同步运动；

电控模块24，所述电控模块靠近所述后端盖设置并与所述磁驱动式电机相连接。

或者，在另一些实施例中，也可以采用其他类型的电机(如步进电机)推动推进杆运动。

在一些实施例中，参见图29所示，还包括：第一安装套1-7，所述第一安装套1-7与所述壳体的第一端通过螺纹配合相连接，所述第一安装套的一侧边缘向外延伸设置有固定面1-72，且所述第一安装套内侧还设置有卡槽(或者，卡凸)1-71，所述主体的第二端的外侧设置有与所述卡槽对应的卡凸(或者，卡槽)；其中，所述主体通过与所述第一安装套的密封连接(具体地，主体的第二端上的卡凸与第一安装套上的卡槽、固定面相互配合以实现密封连接)固定在所述壳体的第一端。

在一些实施例中，所述主体1-1在靠近其第一端处设置有接口1-8，所述输液管道1-4通过所述接口与所述主体相连接；所述无针注射装置还包括：第二安装套1-9，所述第二安装套1-9的第一端、第二端分别用于与所述接口、储液模块通过螺纹配合相连接；所述第二安装套上对应于所述吸气阀的区域上还设置有开口，所述开口用于排出空气。

例如，在一些实施例中，接口的内壁和/或外壁上设置有螺纹结构。

例如，在一些实施例中，第一、二安装套可以为螺母。

优选地，在一些实施例中，所述第一单向阀和/或所述第二单向阀采用弹簧钢珠式单向阀。以第一单向阀为例，如图29所示，主体的第一端设置有堵头，沿堵头的第一端(即与主体相连接的一端)至其第二端依次设置有O型圈1-31、钢珠1-32、弹簧1-33，且堵头的第二端的内径小于其第一端的内径。

本发明实施例中，一方面采用密封配合式对无针注射头组件进行组装(主体与壳体之间，以及主体与药瓶、输液管道之间均采用安装套密封配合的方式)，一方面采用带有O型圈的弹簧钢珠式单向阀，以有效降低堵头或输液管道的堵塞或漏液现象，也即保证连续注射过程中的注射安全。

在一些实施例中，所述主体的第一端连接有无针注射头(具体地，主体与无针注射头通过第一单向阀相连接)；相应地，所述无针注射装置还包括：压力触发模块，所述压力触发模块与所述电控模块相连接，且设置在所述无针注射装置的注射端，所述压力触发模块包括：第一触发单元61以及第二触发单元62；其中，所述第一触发单元61包括：

分别沿所述无针注射头63的周向设置的至少两组按压组件，且所述按压组件包括：可沿设定距离滑动的感应块61-1，所述感应块61-1的第一端被配置为用于感应所述皮肤表面的表面压力，所述感应块的第二端连接有弹性件；所述第二触发单元62的第一端设置有与所述弹性件相对应的至少一个触发键，且当所述弹性件向所述触发键施加的压力大于设定压力时，所述触发键被触发；所述第二触发单元62的第二端与所述无针注射装置的主体相连接；其中，所述感应块在所述表面压力的作用下，可以在所述弹性件的带动下沿靠近所述触发键的方向移动，并使得所述弹性件的末端按压所述触发键，且当所述弹性件的按压力大于所述设定压力时，所述触发键被触发。

例如，在一些实施例中，无针注射头(或者无针注射头与堵头)依次贯穿第一触发单元、第二触发单元。

本发明实施例中的压力触发模块的结构及工作模式可以参见上述实施例七、八。例如，

所述弹性件包括：按压螺栓61-2，所述按压螺栓的第一端与所述感应块61-1相连接，所述按压螺栓的第二端用于触发所述触发键，且所述按压螺栓的外侧设置有弹簧61-3；其中，当所述感应块61-1受到所述表面压力的作用时，所述弹簧也将对应地发生压缩变形，以使得所述感应块61-1能够沿靠近所述触发键的方向移动，进而使得所述按压螺栓的第二端能够逐渐靠近所述触发键并按压所述触发键。

本发明实施例中所提供的无针注射装置集成有自动吸药、自动触发、自动注射等功能，

一方面可以提高连续注射过程中的操作效率(即减少操作者手动取药，手动开关等操作)，另一方面也可以提高注射过程中的安全与稳定性。

需要说明的是，本发明中的可连续自动注射的无针注射装置可以与上述任一实施例中所提供的控制方法或调节方法相结合使用。例如，可以与上述电压控制方法相配合提供一种用于可连续自动注射的无针注射装置的控制方法。

例如，在一些实施例中，上述控制方法包括：

S301提供一种无针注射装置；

S302获取第一注射条件，所述第一注射条件包括：所述液体的剂量，和/或所述液体的类型，和/或用户预先设定的规定输入速度，和/或用户预先设定的规定输出力；

S303周期性地获取所述无针注射装置的第一设备条件；其中，所述第一设备条件包括：所述储能单元在当前时刻的电压值，所述供电单元在当前时刻的电流值；

S304将所述第一注射条件和所述第一设备条件输入至电压动态控制模型，并以第一时间为间隔周期性地输出储能单元的控制量，所述控制量用于调节所述储能单元的控制

阀的开启状态；其中，所述电压动态控制模型为：

其中，u为所述控制量，k₀为第一调节参数；U_c是储能单元在当前时刻的电压值，t为时间，λ为去噪参数，a、b、c、d分别为对应的第二调节参数；K_p、K_I、K_D分别为对应的比例系数、积分系数以及微分系数，e(k)为供电单元的目标电流值与当前时刻的电流值之间的误差，e(i)为历史时间内所述误差的累积，e(k)-e(k-1)为当前时刻的误差与前一时刻的误差之间差值；

S305根据所述控制量周期性地生成相应的控制信号，所述电控模块响应于所述控制信号动态地调节所述储能单元的控制阀开启状态。

本发明实施例中的无针注射装置集成有自动吸药、自动触发注射流程、以及在注射流程中动态地调节供电条件等功能，其既能够在对厂房内的动物进行批量药物注射时，减轻用户的操作负担，同时能够在启动注射之间、注射流程中等过程内保证注射的安全性与稳定性(如避免气泡生成、漏液污染、驱动力不足等等)。

需要说明的是，医美注射、兽用药物注射仅为本发明的部分优选注射场景，本发明的注射装置或各种方法也可以被应用于其他各类注射场景中(如疫苗注射等等)。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种可连续自动注射的无针注射装置，其特征在于，包括：

壳体（20），设置在所述壳体的第一端的注射模块（10），所述注射模块包括：无针注射头组件；其中，无针注射头组件包括：

主体（1-1），所述主体（1-1）用于容纳液体，所述主体内侧设置有推进杆（1-2）；且所述主体（1-1）的出口端设置有第一单向阀；当所述推进杆（1-2）沿注射方向运动时，所述第一单向阀开启，以使得所述液体可通过所述第一单向阀向外喷射；

输液单元，所述输液单元包括：输液管道（1-4），所述输液管道（1-4）的第一端用于与储液模块相连接，所述输液管道（1-4）的第二端与所述主体相连通，且所述输液管道的第二端内侧设置有第二单向阀（1-5），以使得所述液体从储液模块中输入至所述主体；所述输液管道上还设置有吸气阀（1-6），所述吸气阀（1-6）用于引入外部空气；其中，当所述推进杆沿进液方向运动时，所述第二单向阀开启；

磁驱动式电机，所述磁驱动式电机设置在所述壳体内部，且所述磁驱动式电机包括：前端盖、后端盖，以及设置在所述前端盖（26-1）和后端盖（26-2）之间的定子组件（25）和动子组件（23），所述动子组件能够沿所述定子组件的轴向方向往复运动，并带动所述推进杆（1-2）同步运动；

电控模块（24），所述电控模块靠近所述后端盖设置并与所述磁驱动式电机相连接；其中，所述电控模块包括：用于提供电压的储能单元，以及与所述储能单元相连接的供电单元，所述供电单元用于向所述磁驱动式电机供电；

注射条件获取模块，用于获取第一注射条件，所述第一注射条件包括：液体的剂量，和/或液体的类型，和/或用户预先设定的规定输入速度，和/或用户预先设定的规定输出力；设备条件获取模块，用于周期性地获取无针注射装置的第一设备条件；其中，第一设备条件包括：储能单元在当前时刻的电压值，供电单元在当前时刻的电流值；

控制量输出模块，用于将所述第一注射条件和所述第一设备条件输入至电压动态控制模型，并以第一时间为间隔周期性地输出储能单元的控制量，所述控制量用于调节储能单元的控制阀的开启状态；其中，所述电压动态控制模型为：

；

其中，为所述控制量，为第一调节参数；是储能单元在当前时刻的电压值，t为时间，λ为去噪参数，a、b、c、d分别为对应的第二调节参数；K_p、K_I、K_D分别为对应的比例系数、积分系数以及微分系数，e（k）为供电单元的目标电流值与当前时刻的电流值之间的误差，e（i）为历史时间内所述误差的累积，e（k）-e（k-1）为当前时刻的误差与前一时刻的误差之间差值；

信号生成模块，用于根据控制量周期性地生成相应的控制信号，所述电控模块响应于控制信号动态地调节所述储能单元的控制阀开启状态。

2.根据权利要求1所述的一种可连续自动注射的无针注射装置，其特征在于，还包括：第一安装套（1-7），所述第一安装套（1-7）与所述壳体的第一端通过螺纹配合相连接，所述第一安装套的一侧边缘向外延伸设置有固定面（1-72），且所述第一安装套内侧还设置有卡槽（1-71）；所述主体的第二端的外侧设置有与所述卡槽对应的卡凸；其中，所述主体通过与所述第一安装套的密封连接固定在所述壳体的第一端。

3.根据权利要求1所述的一种可连续自动注射的无针注射装置，其特征在于，所述主体（1-1）在靠近其第一端处设置有接口（1-8），所述输液管道（1-4）通过所述接口与所述主体相连接；所述无针注射装置还包括：第二安装套（1-9），所述第二安装套（1-9）的第一端、第二端分别用于与所述接口、储液模块通过螺纹配合相连接；所述第二安装套上对应于所述吸气阀的区域上还设置有开口，所述开口用于排出空气。

4.根据权利要求3所述的一种可连续自动注射的无针注射装置，其特征在于，所述第一单向阀和/或所述第二单向阀采用弹簧钢珠式单向阀。

5.根据权利要求1所述的一种可连续自动注射的无针注射装置，其特征在于，所述主体的第一端还连接有无针注射头；相应地，所述无针注射装置还包括：

压力触发模块，所述压力触发模块与所述电控模块相连接，且设置在所述无针注射装置的注射端，所述压力触发模块包括：第一触发单元（61）以及第二触发单元（62）；其中，所述第一触发单元（61）包括：分别沿所述无针注射头（63）的周向设置的至少两组按压组件，且所述按压组件包括：可沿设定距离滑动的感应块（61-1），所述感应块（61-1）的第一端被配置为用于感应皮肤表面的表面压力，所述感应块的第二端连接有弹性件；所述第二触发单元（62）的第一端设置有与所述弹性件相对应的至少一个触发键，且当所述弹性件向所述触发键施加的压力大于设定压力时，所述触发键被触发；所述第二触发单元（62）的第二端与所述无针注射装置的主体相连接；其中，所述感应块在所述表面压力的作用下，可以在所述弹性件的带动下沿靠近所述触发键的方向移动，并使得所述弹性件的末端按压所述触发键，且当所述弹性件的按压力大于所述设定压力时，所述触发键被触发。

6.根据权利要求5所述的一种可连续自动注射的无针注射装置，其特征在于，所述弹性件包括：按压螺栓（61-2），所述按压螺栓的第一端与所述感应块（61-1）相连接，所述按压螺栓的第二端用于触发所述触发键，且所述按压螺栓的外侧设置有弹簧（61-3）；其中，当所述感应块（61-1）受到所述表面压力的作用时，所述弹簧也将对应地发生压缩变形，以使得所述感应块（61-1）能够沿靠近所述触发键的方向移动，进而使得所述按压螺栓的第二端能够逐渐靠近所述触发键并按压所述触发键。

7.根据权利要求1所述的一种可连续自动注射的无针注射装置，其特征在于，所述电控模块包括：依次连接的控制器、驱动电路以及功率放大电路，所述功率放大电路分别与储能单元、供电单元相连接，以用于控制所述储能单元通过所述供电单元放电。

8.根据权利要求1所述的一种可连续自动注射的无针注射装置，其特征在于，还包括：第二模型修正装置，用于执行以下步骤：

1）获取所述电压动态控制模型中第一调节部分的初始参数组合，并将根据所述初始参数组合设定得到当前电压动态控制模型，其中，所述第一调节部分为包括以下至少一个或多个参数的集合，所述参数包括：、、t、λ、a、b、c、d；其中，所述初始参数组合中a=d=1，b=c=0；

2）采用当前电压动态控制模型进行预注射实验，并通过测力传感模块采集所述预注射实验过程中所述磁驱动式电机所输出的驱动力的集合；

3）通过所述驱动力的集合确定力输出图形，所述力输出图形表示所述驱动力与时间的变化关系；

4）根据所述力输出图形判断是否需要对当前电压动态控制模型进行修正；若是，则执行步骤5），若否，则进入所述控制量输出模块；

5）根据所述力输出图形的形状特征对所述当前电压动态控制模型进行修正；并根据修正后的电压动态控制模型再次执行步骤2）。

9.根据权利要求8所述的一种可连续自动注射的无针注射装置，其特征在于，所述第二模型修正装置还包括：修正单元，所述修正单元用于执行以下步骤：

（i）获取所述力输出图形的形状特征，其中，所述形状特征包括：

第一变化特征，所述第一变化特征表示所述驱动力在实验时间内的下降趋势或上升趋势呈相对平稳的状态；

和/或，第二变化趋势，所述第二变化趋势表示所述驱动力在实验时间内的下降趋势或上升趋势呈相对陡峭的状态；

和/或，第三变化特征，所述第三变化特征表示所述驱动力在实验时间内的变化趋势呈周期性波动的状态；

（ii）根据所述形状特征确定所述电压动态控制模型中至少一个可调节参数或可调节系数的修正优先级；其中，当判断出所述力输出图形的形状特征为第一或第二变化特征时，将所述第一调节部分中的至少一个参数设定为第一修正优先级；当判断出所述力输出图形的形状特征为第三变化特征时，将第二调节部分中的至少一个系数设定为第一修正优先级，其中，所述第二调节部分包括K_p、K_I、K_D中的一个或多个系数。