医用刨削器测试系统及测试方法

摘要

一种医用刨削器测试系统，包括性能测试单元以及控制及数据采集单元；性能测试单元包括：向测试样品提供模拟负载的磁滞制动器，双联轴结构，以及用于温升测试和冷却测试样品的流体组件；磁滞制动器的输出端连接双联轴结构的一端，双联轴结构的另一端连接测试样品轴向上的一端；流体组件与测试样品轴向上另一端的底部连通；控制及数据采集单元用于向测试样品提供运动控制，向性能测试单元提供模拟负载控制，以及采集性能测试单元的测试数据并进行存储和处理。还提供了基于该测试系统的测试方法。该测试系统和测试方法应用范围广，能够满足不同型号、不同接口尺寸的医用刨削器的性能测试。

权利要求

1.一种医用刨削器测试系统，所述测试系统包括性能测试单元以及控制及数据采集单元；其特征在于：

所述性能测试单元包括：用于向测试样品提供模拟负载的磁滞制动器，双联轴结构，以及用于温升测试和冷却所述测试样品的流体组件；所述磁滞制动器的输出端连接双联轴结构的一端，所述双联轴结构的另一端连接测试样品轴向上的一端；所述流体组件与所述测试样品轴向上另一端的底部连通，以使流体组件输出的流体沿所述测试样品的轴向流经所述测试样品；

所述控制及数据采集单元用于向所述测试样品提供运动控制，向所述性能测试单元提供模拟负载控制，以及采集所述性能测试单元的测试数据并进行存储和处理；

所述医用刨削器测试系统还包括测试杆；所述测试杆一端连接所述双联轴结构，所述测试杆另一端与所述测试样品内部的电机组件驱动连接；所述测试杆包括同轴设置的外杆和内杆，所述外杆套设于所述内杆外部；所述内杆一端与所述测试样品内部的电机组件驱动连接，所述内杆另一端与所述双联轴结构连接，所述外杆对应所述内杆连接所述双联轴结构的另一端为自由端。

2.如权利要求1所述的医用刨削器测试系统，其特征在于：所述电机组件能够驱动所述内杆相对所述外杆转动；轴向流经所述测试样品的流体从所述内杆与电机组件驱动连接的一端进入所述内杆，并从内杆与所述双联轴结构连接的一端流出；

所述外杆对应所述内杆连接所述电机组件的一端，固定连接于所述测试样品内壁。

3.如权利要求1所述的医用刨削器测试系统，其特征在于：所述双联轴结构包括：相互之间通过转轴连接的第一联轴器和第二联轴器；

所述磁滞制动器的输出端连接所述第一联轴器与所述转轴相对的一端，所述测试样品连接所述第二联轴器与所述转轴相对的一端。

4.如权利要求1所述的医用刨削器测试系统，其特征在于：所述医用刨削器测试系统还包括用于支撑所述性能测试单元的支撑组件；

所述支撑组件包括：第一支撑件，第二支撑件，以及底板；

所述磁滞制动器设置于所述第一支撑件的一侧，所述磁滞制动器的输出端通过开设于所述第一支撑件的通孔，连接所述双联轴结构；

所述第一支撑件固定设置于所述底板上方；

所述测试样品穿设于所述第二支撑件上；

所述第二支撑件滑动设置于所述底板上方。

5.如权利要求4所述的医用刨削器测试系统，其特征在于：所述第二支撑件通过精密微调平台滑动设置于所述底板上方。

6.如权利要求1所述的医用刨削器测试系统，其特征在于：所述医用刨削器测试系统还包括防护罩，所述防护罩罩设于所述测试样品的外部；所述防护罩设置观察窗或所述防护罩为透明防护罩；

所述防护罩轴向上的一端设置有用于所述双联轴结构穿设的第一U形槽；

所述防护罩轴向上的另一端设置有用于测试样品与所述流体组件连通的第二U形槽。

7.如权利要求1所述的医用刨削器测试系统，其特征在于：所述流体组件为水循环子系统，所述水循环子系统包括水泵及设置于所述性能测试单元底部、用于回收水体的水槽；

所述水泵与所述测试样品轴向上远离所述双联轴结构一端的底部连通，以向所述测试样品提供用于温升测试和冷却用的水体；

所述水槽设置于所述测试样品和双联轴结构的底部，用于回收沿所述测试样品的轴向流经所述测试样品的水体。

8.如权利要求1所述的医用刨削器测试系统，其特征在于：所述控制及数据采集单元包括数据采集设备和测试计算机；

所述数据采集设备分别与所述性能测试单元、测试样品和测试计算机电性连接；

所述数据采集设备用于采集电压、电流、温度、转速和/或扭矩信息，并将所采集信息发送至所述测试计算机；

所述测试计算机用于对来自所述数据采集设备的信息进行显示、存储及处理。

9.一种基于权利要求1‑8任一项所述医用刨削器测试系统的测试方法，其特征在于：所述测试方法包括负载测试、温升测试、寿命和老化测试；

所述测试方法包括如下步骤：

S10、测试样品安装；将所述测试样品一端连接于所述双联轴结构，另一端连接外部电源，连接外部电源的一端底部连接所述流体组件；

S20、所述控制及数据采集单元开启外部电源以驱动所述测试样品，同时控制所述磁滞制动器通过所述双联轴结构对所述测试样品进行模拟负载加载或空载；

S30、所述控制及数据采集单元采集测试数据，并进行存储和处理；

所述测试数据至少包括电压、电流、温度、转速和/或扭矩信息。

说明书

医用刨削器测试系统及测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及测试领域，具体涉及一种医用器械性能测试系统和测试方法。

背景技术

[0002] 医用刨削器常用于耳、鼻、喉头、颈骨和关节等体内或体外组织切除的手术，通过刨刀等手术刀切除病变组织或多余的组织；这些手术的进行，通常是在耳鼻喉等狭小空间
以及体内其他部位。并且刨削器在使用中需要高速旋转，刨削头运转的转速可高达8000rpm
甚至上万转。因此，对医用刨削器的性能要求极高，达不到要求，往往会出现切除不彻底的
情况，降低手术过程效率，创口大且出血多。

[0003] 因此，制造商在研发此类产品时需要模拟应用场景进行测试，包括需要进行高转速的负载测试。在高转速的负载测试时，手动短时测试的效率很低。此外，医用刨削器由于
其特殊性，在实际开发和研究过程中经常需要特殊的测试，而测功机只可以满足常规的测
试，无法满足特殊测试需求。

[0004] 以上问题亟需解决。

发明内容

[0005] （一）要解决的技术问题

[0006] 鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种医用刨削器的测试系统和测试方法，其能够对医用刨削器的各项性能进行精确测试，测试效率高，成本低。

[0007] （二）技术方案

[0008] 为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

[0009] 第一方面，本发明实施例提供一种医用刨削器测试系统，所述测试系统包括性能测试单元以及控制及数据采集单元；

[0010] 所述性能测试单元包括：用于向测试样品提供模拟负载的磁滞制动器，双联轴结构，以及用于温升测试和冷却所述测试样品的流体组件；所述磁滞制动器的输出端连接双
联轴结构的一端，所述双联轴结构的另一端连接测试样品轴向上的一端；所述流体组件与
所述测试样品轴向上另一端的底部连通，以使流体组件输出的流体沿所述测试样品的轴向
流经所述测试样品；

[0011] 所述控制及数据采集单元用于向所述测试样品提供运动控制，向所述性能测试单元提供模拟负载控制，以及采集所述性能测试单元的测试数据并进行存储和处理。

[0012] 第二方面，本发明实施例提供一种医用刨削器测试系统的测试方法，所述测试方法包括负载测试、温升测试、寿命和老化测试；

[0013] 所述测试方法包括如下步骤：

[0014] S10、测试样品安装；将所述测试样品一端连接于所述双联轴结构，另一端连接外部电源，连接外部电源的一端底部连接所述流体组件；

[0015] S20、所述控制及数据采集单元开启外部电源以驱动所述测试样品，同时控制所述磁滞制动器通过所述双联轴结构对所述测试样品进行模拟负载加载或空载；

[0016] S30、所述控制及数据采集单元采集测试数据，并进行存储和处理；

[0017] 所述测试数据至少包括电压、电流、温度、转速和/或扭矩信息。

[0018] （三）有益效果

[0019] 本发明的有益效果是：本发明的医用刨削器测试系统和测试方法，基于磁滞制动器，配合常规测量设备，实现对医用刨削器电机组件进行加载来搭建电机的负载系统。通过
电机负载系统进行医用刨削器的电机组件在空载和负载条件下实现常规和特殊需求的测
试和研究。

[0020] 本发明提供的医用刨削器测试系统充分考虑了高速运转时，电机组件过热导致的刨削头组件内外管粘接的技术问题，采用测试杆代替刨削器的刨削头组件进行测试的同
时，还设置流体组件对测试过程中的测试样品进行冷却，同时辅助温升测试；且由于采用了
磁滞制动器，本发明的测试系统测试应用范围广，能够满足多种不同型号、不同接口尺寸的
医用刨削器的性能测试。

[0021] 同时，本发明的医用刨削器测试系统还通过设置双联轴结构，尽管医用刨削器电机组件的测试需要在流体环境下进行，仍然可以采用磁滞制动器进行电机组件的精确测
试，避免由于冷却水等流体洒落至磁滞制动器导致该设备的损坏。

[0022] 此外，本发明的测试系统测试具有多种测试功能，能够满足医用刨削器的测试需求，既能实现电机组件的力矩测试，又能实现不同转速下电机组件负载特性及效率测试，还
可以实现温升、老化等性能测试，测试精度高，测试结果真实、准确，测试效率高。

[0023] 本发明的测试系统价格低廉，结构简单且性能稳定，能在测试产品高速旋转的同时通水冷却并具有防水效果，寿命长，易于管理维护。

附图说明

[0024] 图1为医用刨削器的结构示意图；

[0025] 图2为图1的医用刨削器沿AA方向的部分结构剖视图；

[0026] 图3为本发明医用刨削器测试方法的原理图；

[0027] 图4为实施例1提供的医用刨削器测试系统的侧视分解示意图；

[0028] 图5为图2的医用刨削器测试系统的立体分解示意图；

[0029] 图6为是实施例2提供的医用刨削器测试系统的立体分解示意图；

[0030] 图7为是实施例3提供的医用刨削器测试系统的部分立体分解示意图。

[0031] 【附图标记说明】

[0032] 1：测试样品；1’：电机组件；11’：内管；12’：外管；13’：排水口；60：测试杆；70：动力手柄；80：刨削头组件；90：冷却水管；

[0033] 10：磁滞制动器；

[0034] 20：双联轴结构；21：第一联轴器；22：第二联轴器；23：转轴；

[0035] 31：水槽；

[0036] 41：第一支撑件；42：第二支撑件；43：底板；44：脚垫；45：精密微调平台；46：滑块；47：V形座；48：夹爪；

[0037] 50：防护罩。

具体实施方式

[0038] 为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”等方位名词以图1的定向为参照。

[0039] 本发明实施例提出的医用刨削器测试系统包括性能测试单元以及控制及数据采集单元；所述性能测试单元包括：用于向测试样品提供模拟负载的磁滞制动器，双联轴结
构，以及用于温升测试和冷却所述测试样品的流体组件；所述磁滞制动器的输出端连接双
联轴结构的一端，所述双联轴结构的另一端连接测试样品轴向上的一端；所述流体组件与
所述测试样品轴向上另一端的底部连通，以使流体组件输出的流体沿所述测试样品的轴向
流经所述测试样品；

[0040] 所述控制及数据采集单元用于向所述测试样品提供驱动控制，向所述性能测试单元提供加载控制，以及采集所述性能测试单元的测试数据并进行存储和处理。

[0041] 本发明中，采用磁滞制动器作为负载测试工装模拟实际使用中的负载环境，配合使用双联轴结构实现冷却水冷却测试样品及所需的温升测试，使得该测试系统能够对医用
刨削器进行精确、自动、高速连续负载运行测试，且系统结构简单，成本低廉。

[0042] 为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发
明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理
解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

[0043] 参照图1和图2，图1和图2示例性示出了现有的医用刨削器，其通常包含控制主机（未示出）、与所述控制主机电性连接的动力手柄70、以及刨削头组件80。动力手柄70内部设
置有电机组件1’，电机组件1’的输出端驱动连接刨削头组件80的一端，刨削头组件80的另
一端为刨削刀头。动力手柄70与控制主机相连的一端的底部设置有，在实际使用过程中供
进入医用刨削器内部的冷却水排出的冷却水管90。在实际使用中，冷却水是在抽吸作用下
由刨削刀头轴向流经刨削头组件80，并经冷却水管90排出。即冷却水由其他适用的器械提
供，在使用过程中，在抽吸里的作用下沿医用刨削器的轴向流经医用刨削器对其进行冷却。

[0044] 刨削头组件80包括同轴设置且长度大体相同的内管11’和外管12’，以及分别设置在内管11’和外管12’端部的内刨削刀头和外刨削刀头。动力手柄70内部设置的电机组件1’
将驱动连接内管11’；外管12’对应内管11’与电机组件1’连接的一端，固定卡设于动力手柄
70内部；在电机组件1’驱动下，内管11’将高速旋转，而外管12’不发生转动。由于电机组件
1’驱动内管11’转动在医疗用刨削器领域为成熟的现有技术，故不再赘述。

[0045] 由于动力手柄70连接的刨削头组件80是内外管结构，在连续运行或者高速运行时，电机组件1’产生的高温会导致内外管位于动力手柄70内部的塑料部分热融，从而出现
不期望的粘接。因此，在实际使用过程中，动力手柄70需要一直通生理盐水进行冷却，生理
盐水将会在抽吸作用下，从刨削刀头进入刨削头组件80的内管11’，沿刨削头组件80的轴向
流经内管11’到达内管11’另一端的排水口13’，并从冷却水管90排出。

[0046] 实施例1：

[0047] 考虑到医用刨削器的使用环境及其结构上的特殊性，参照图4，为了真实模拟医用刨削器的负载情况，对其进行精确的性能测试，本实施例提供了一种医用刨削器测试系统，
其包括性能测试单元，用于支撑所述性能测试单元的支撑组件，以及控制及数据采集单元。
优选地，性能测试单元可以包括：用于向测试样品1提供模拟负载的磁滞制动器10，双联轴
结构20，用于温升测试和冷却所述测试样品1的流体组件。此外，由于设置了用于温升测试
和冷却测试样品1的流体组件，为防止来自流体组件的流体飞溅至不期望的地方造成设备
的损毁，优选地，本实施例的测试系统还可以包括罩设于测试样品1外部的防护罩50。

[0048] 磁滞制动器10的输出端连接双联轴结构20的一端，磁滞制动器10的输入端，可以与现有技术中的外部电源，或者磁滞驱动器（ERM，未示出，本实施例对此不作限制）等电连
接，通过调节磁滞制动器的输入电源来输出不同的负载。双联轴结构20的另一端则连接测
试样品1轴向上的一端。所述流体组件与所述测试样品1轴向上的另一端的底部连通，如图1
所示的，该流体组件完全可以采用实际使用中连接在医用刨削器动力手柄70上的冷却水管
90，以使流体沿所述测试样品1的轴向流经所述测试样品1，对测试过程中的测试样品1进行
冷却，并辅助提供相应的温升测试。在本实施例中，流体组件可以是水循环子系统。在测试
过程中，流经测试样品1的冷却水的流向，是由测试样品1与水循环子系统连接的一端流入，
从测试样品1与双联轴结构连接的一端流出。也就是说，测试医用刨削器的过程中冷却水的
流向，与医用刨削器在实际使用中冷却水的流向是相反的。

[0049] 其中，双联轴结构20包括第一联轴器21和第二联轴器22，第一联轴器21和第二联轴器22之间，优选通过转轴23连接。由于与双联轴结构20连接的磁滞制动器10的使用，必须
要考虑防水，因此，防护罩50可以罩设于转轴23之上，也就是说，转轴23会穿过防护罩50设
置，使得第一联轴器21设置在防护罩50外部，与磁滞制动器10相连；第二联轴器22设置在防
护罩50内部，与测试样品1相连。转轴23的设置，除了考虑磁滞制动器的防水以外，还可以作
为延长杆使用，既转轴23的长度是可调的，用于测试样品1和磁滞制动器10之间的位置需要
在一定距离的范围内调整的情况。双联轴结构20的设置，使得本实施例的测试系统在使用
中可以采用液体冷却测试样品1，避免测试样品的损坏，以及避免液体流向双联轴结构20另
一端的磁滞制动器10，造成磁滞制动器的损毁。优选地，第一联轴器21的第一端与磁滞制动
器10的输出端连接，与第一端相对的第二端与转轴23连接；第二联轴器22的第一端连接转
轴23，与第一端相对的第二端则连接测试样品1。

[0050] 在测试过程中，测试样品1为医用刨削器的动力手柄，该动力手柄内部为待测试的电机组件1’。电机组件1’的输入端，将与控制主机或者任何适用于医用刨削器的外部电源
电性连接。由于需要模拟真实的使用环境，必须通冷却水进行冷却和温升测试，同时，还需
要考虑到性能测试单元的防水问题，因此，为了获得更精确的测试结构，配合本测试系统的
使用，在测试中创新性地采用测试杆60代替医用刨削器的刨削头组件80来进行医用刨削器
的相关测试。也即，电机组件1’的输出端，在实际使用过程中用于驱动连接刨削头组件80，
在测试环境下，用于驱动连接代替刨削头组件80的测试杆60。以下将对测试杆60的结构及
其在测试系统中的连接关系进行详细说明。

[0051] 在本实施例中，测试杆60优选具有和刨削头组件80类似的结构，也即，所述测试杆60包括同轴设置的外杆和内杆，所述外杆套设于所述内杆外部。与刨削头组件80不同之处
在于，测试杆60的外杆，其长度明显短于内杆。所述内杆一端由所述测试样品1，也即待测试
的医用刨削器的动力手柄内部的电机组件1’驱动连接，所述内杆在测试样品1的电机组件
1’驱动下，能够相对所述外杆高速旋转。内杆的另一端与第二联轴器22的第二端连接。外杆
对应内杆连接电机组件的一端，可以通过卡接等方式，固定连接于动力手柄内部，使得外杆
在内杆高速旋转时保持固定；外杆对应内杆连接第二联轴器的一端，形成为自由端，不与第
二联轴器相连。参照图2所示的医用刨削器的结构，在性能测试过程中，冷却水将从冷却水
管90进入动力手柄70，经排水口13’进入测试杆内杆，轴向流经所述内杆后，从内杆与双联
轴结构20连接的一端排出。

[0052] 以测试杆60代替医用刨削器的刨削头组件80来进行性能测试，能够配合磁滞制动器10等性能测试单元，实现自动、高速连续负载运行的测试。

[0053] 如上所述，由于测试过程中，测试样品1，也即动力手柄的电机组件1’高速旋转将产生大量热量，为避免对电机组件1’的损坏，同时对测试样品1进行温升测试，动力手柄远
离双联轴结构的一端的底部与水循环系统连通，在本实施例中，可以通过图1所示的冷却水
管90，水循环子系统提供的冷却水，将会从该冷却水管90进入动力手柄内部，可以配合参考
图2，从排水口13’进入内杆，轴向流经该内杆，并从内杆与第二联轴器22连接的一端流出，
以对需冷却部位进行冷却，避免了电机组件1’高速旋转产生的大量热量对测试杆60的塑料
部造成热熔，从而出现不期望的粘接。同时还可以在需要时进行温升测试。温升测试时间一
般为2小时，对水资源消耗不大，可以使用自来水进行冷却。考虑到水资源的节约，可以使用
水泵等水循环子系统，并且在测试样品1的底部设置能够对冷却水进行回收循环利用的水
回收组件，如水槽31等。这样，从内杆与第二联轴器22连接的端部排出的冷却水，将会掉落
至底部的水槽31。

[0054] 测试过程中，由于内杆的高速旋转，与内杆连接的第二联轴器22将会对来自测试杆60的冷却水形成阻挡，导致冷却水从第二联轴器22侧边旋转飞出。为了避免对磁滞制动
器10等结构的损坏，本实施例中优选还设置有防护罩50，该防护罩50罩设在动力手柄和第
二联轴器22的外部，且该防护罩50的底部也设置在水槽31内部，这样，即使而使从内杆端部
排出的冷却水产生飞溅，也会由于防护罩50的设置，而沿防护罩50的壁部滑落至底部的水
槽31。

[0055] 防护罩50轴向上的一端设置有用于双联轴结构20穿设的第一U形槽，如图3所示，所述双联轴结构20的转轴23将从连接于第二联轴器22的一端，通过第一U形槽从防护罩50
的内部，穿出至防护罩50的外部，并与第一联轴器21连接；所述防护罩50轴向上的另一端设
置有用于测试样品1与所述流体组件连通的第二U形槽。为了便于在测试过程中观察防护罩
50内部的测试情况，本实施例中，防护罩50优选设置为透明防护罩。透明防护罩的设置，既
使得测试样品1能够方便更换，同时防水结构简单，操作便捷，也方便操作人员通过防护罩
50观察测试样品的测试状态，节省成本。

[0056] 当然，并不局限于透明防护罩的设置，也可以是在防护罩50上设观察窗，以方便操作人员观察防护罩50内部的测试情况。

[0057] 将磁滞制动器10设置在防护罩50的外部，可以避免磁滞制动器10放置在高温高湿环境下容易被损坏。

[0058] 优选地，本实施例提供的医用刨削器测试系统还包括用于支撑所述性能测试单元的支撑组件。如图3示例性示出的，支撑组件可以包括：第一支撑件41，第二支撑件42，以及
底板43。其中，磁滞制动器10设置于所述第一支撑件41的一侧，所述磁滞制动器10的输出端
通过开设于所述第一支撑件41的通孔，连接所述双联轴结构20。第一支撑件41优选地可以
是一用于对磁滞制动器10形成固定支承的支撑板。测试样品1穿设于所述第二支撑件42上。

[0059] 优选地，所述第一支撑件41固定设置于底板43上；当然，本领域技术人员能够理解，该第一支撑件41也可以在需要时滑动设置于底板43上方。同样，第二支撑件42可以固定
设置于底板43上，但为了更好地适应不同型号、不同尺寸的测试样品1，第二支撑件43可滑
动地设置于所述底板43上方。具体地可滑动设置的方式，可以是通过将第二支撑件43固定
在汽缸或电机等运动部件上实现。如图3所示，底板43还可以在其底部设置脚垫44，以在底
板43放置于水槽31内部时，由于脚垫44的设置，避免底板43长时间浸泡于冷却水中，缩短底
板43的使用寿命。

[0060] 所述控制及数据采集单元用于向测试样品提供驱动控制，向性能测试单元提供加载控制，以及采集性能测试单元的测试数据并进行存储和处理。在本实施例中，该控制及数
据采集单元可以由测试计算机、分别与磁滞制动器10和测试样品1电连接的外部电源、数个
传感器、扭矩传感器转换器、端子台等组成。其中，传感器将测得的扭矩、转速等信息传输给
扭矩传感器转换器进行转换成计算机可处理的信号后反馈给计算机进行显示、存储及处
理。当然，测试样品的电机组价的转速和扭矩，也可以由测试计算机直接获得。测试计算机
通过外部电源对磁滞制动器10进行加载控制，并通过外部电源对测试样品内部的电机进行
驱动及加载控制。测试计算机通过采集电机组件的输出信号来监测电机转速和电流，并在
需要时进行显示、存储及处理。端子台提供了各硬件与计算机间的连接接口。当在多个转速
和多个负载点下进行测试时，测试计算机还可以绘制负载特性曲线。也即，控制及数据采集
单元可通过测量结果绘制曲线，并进行测试数据的分析和存储。

[0061] 负载测试工装采用磁滞制动器10来模拟实际使用中的负载，同时使用双联轴结构实现冷却水冷却测试样品，能够获得精确的自动、高速连续负载运行测试，测试效率高，测
试效果准确。

[0062] 实施例2

[0063] 本实施例提供了另一优选的医用刨削器测试系统，如图6示例性示出的。在本实施例中，和实施例1相同的结构将不再赘述，并且，相同结构将采用相同的附图标记表示。

[0064] 本实施例提供的医用刨削器测试系统同样可以包括性能测试单元、支撑组件、防护罩50、测试杆60以及控制及数据采集单元。优选地，性能测试单元可以包括：包括用于向
测试样品1提供模拟负载的磁滞制动器10，双联轴结构20，用于温升测试和冷却所述测试样
品1的流体组件。

[0065] 与实施例1不同之处在于，在本实施例中，对测试样品1其固定支承的第二支撑件42将通过精密微调平台45设置于所述底板43上方。精密微调平台45通过调整旋钮来调整位
置，其精度可以达到0.01mm的微米级别；且该精密微调平台45能够实现沿X轴、Y轴和Z轴方
向上的微调，这样能够很好地保证测试样品1和磁滞制动器10的同轴度，防止在测试样品1
进行长时间的寿命测试时，由于不同轴导致的损毁。因此，精密微调平台45的设置，能够更
好地保护测试样品，特别是对于需要高速旋转的产品。

[0066] 如图6示例性示出的，在本实施例中，支承组件优选包括：第一支撑件41，第二支撑件42，底板43，脚垫44，精密微调平台45以及滑块46。第一支撑件41和第二支撑件42相对设
置于底板43的上方。其中，磁滞制动器10设置于所述第一支撑件41远离第二支撑件42的一
侧，所述磁滞制动器10的输出端通过开设于所述第一支撑件41的通孔，连接第一联轴器21。
本实施例中，固定支承测试样品1的第二支撑件42优选通过精密微调平台45滑动设置于底
板43上方，其中，在底板43的上表面开始有平行的滑轨，精密微调平台45通过滑块46与底板
43上表面的滑轨配合，从而实现测试样品1在底板43上的滑动和微调。

[0067] 实施例3

[0068] 参见图7，本实施例提供的医用刨削器测试系统，具有与实施例1、实施例2大致相同的结构。其中，对测试样品1形成支撑的是相互配合的V形座47和夹爪48。V形座47和夹爪
48的配合可以实现其他轴类测试样品的快速取放和固定。具体第，V形座47可以广泛适用不
同大小直径的轴类测试样品，夹爪48则用于配合V形座47来快速夹紧定位固定测试样品。这
样，不同尺寸的轴类测试样品无需根据测试样品尺寸更换底座，只需调整夹爪48上的可调
螺丝即可固定，节省成本。

[0069] 本领域技术人员也可以理解，用于实现磁滞制动器10和测试样品1之间同轴连接的双联轴结构20，也可以不限于双联轴结构的使用，可以采用三爪卡盘，夹头等，代替其中
一个联轴器，也即取代实施例1中的第二联轴器，同样能够获得本发明的技术效果。

[0070] 本发明提供的医用刨削器测试系统充分考虑了高速运转时刨削头组件的内外管粘接的技术问题，采用测试杆代替刨削器的刨削头组件进行测试的同时，还设置流体组件
对测试过程中的测试样品进行冷却，还可辅助温升测试；且由于采用了磁滞制动器，本发明
的测试系统测试应用范围广，能够满足多种不同型号、不同接口尺寸的医用刨削器的性能
测试，针对不同接口的电机组件仅需更换转接法兰即可。

[0071] 此外，本发明的测试系统测试精度高，通过选择不同扭矩量程、不同精度分辨率的扭矩传感器和伺服电机，可满足不同精度等级及量程的定位/保持力矩和负载特性测试需
求；采用同轴布置测试的方式，防止在测试样品1进行长时间的寿命测试时，由于不同轴导
致的损毁；采用控制与数据采集单元自动高速采集、识别及分析测试数据，大大提高了人工
测试过程的数据获取和分辨能力，测试结果更加真实、准确，测试效率高。

[0072] 本发明提供的医用刨削器测试系统具有多种测试功能，能够满足医用刨削器的测试需求，既能实现电机组件的力矩测试，又能实现不同转速下电机组件负载特性及效率测
试，还可以实现温升、老化等性能测试；以下将对上述实施例提供的医用刨削器测试系统的
测试方法进行示例性说明。

[0073] 参考图3，本发明提供的基于上述测试系统的测试方法其工作原理如下：

[0074] 针对医用刨削器电机组件的转速和扭矩，选择合适转速和扭矩的磁滞制动器。通过调节磁滞制动器的输入电源来输出不同的负载，以模拟医用刨削器在实际使用中的负载
环境。磁滞制动器通过双联轴结构与测试样品进行连接。因此调节磁滞制动器的输入电源，
可以实现对测试样品进行负载加载。测试样品可通过控制其输入电源进行不同模式下的运
转。在这个基本框架下，可以对测试样品进行相应的测试，测试方法大致包括如下步骤：

[0075] S10、测试样品安装；将所述测试样品一端连接于所述双联轴结构，另一端连接外部电源，连接外部电源的一端底部连接所述流体组件；

[0076] S20、所述控制及数据采集单元开启外部电源以对驱动所述测试样品，同时控制所述磁滞制动器通过所述双联轴结构对所述测试样品进行加载或空载；

[0077] S30、所述控制及数据采集单元采集测试数据，并进行存储和处理；

[0078] 所述测试数据至少包括电压、电流、温度、转速和/或扭矩信息。

[0079] 常规测试说明：

[0080] 转速测试：使用转速表可以满足转速测试的需求。当使用转速表无法直接测得转速时，可以把转速表对准该测试系统的双联轴结构20就可以测得测试样品的转速。

[0081] 负载特性测试：调节磁滞制动器10的输入电源，输入测试样品的控制部分，就可以观测测试样品在空载和不同负载下的运转情况。输入测试样品的控制部分，控制测试样品
在不同转速和不同运转模式下进行运转。使用动态扭矩传感器同时可以监测测试样品的转
速等参数，通过转速和扭矩就可以得到相应功率。当然，也可以是通过控制及数据采集单元
监测电机组件的输出信号来观测转速和电流，通过温度传感器监测电机组件的温度。在多
个转速、多个负载点及不同运转模式下进行测试，通过转矩、转速和电流等参数的采集就可
以绘制电机在不同运转模式下的负载特性曲线和对应的温度曲线。

[0082] 上述采集的数据，不仅可以作为负载测试中判断测试样品是否能正常带载。同时结合电流和温度数据，可以优化产品的控制。

[0083] 针对医用刨削器的测试举例：

[0084] 温升测试：电气产品的常规试验项目，目的是测试电气产品及部件的温度变化情况，确定电气产品或部件是否符合标准的要求，同时为研究人员研究电机的负载能力提供
依据。刨削器在手术中用于刨削组织，具体是通过动力手柄内部的电机组件运转带动刨削
刀头运转实现组织的切除，切除后的组织通过刨削头组件和动力手柄被吸到体外。

[0085] 温升测试需模拟样品实际应用的场景。刨削器温升测试时会在最大负载和最高转速下进行连续运行，且会有液体流过动力手柄，对电机组件进行冷却。使用上述实施例提供
的测试系统可以模拟加载，并在加载的同时对测试的电机组件进行冷却以避免测试杆内外
杆的粘接。本发明基于基本的负载测试系统，配合使用磁滞制动器、双连轴结构和冷却水就
可以进行温升测试。温升测试时间一般为2小时，对水资源消耗不大，可以使用自来水进行
冷却。若要节约水资源，可以使用水循环子系统，比如水泵等设备进行水循环。因为尽管温
升测试对水资源消耗不大，但老化测试和寿命测试通常持续一个月甚至更长时间, 以
400ml/min的刨削器产品最低流量和30天测试时间为例计算消耗的水资源约为 0.4*30*
24*60=17280L。因此，采用水循环子系统以对水体进行循环使用有其必要性。

[0086] 其中控制及数据采集单元可以控制测试样品的运转模式（包括向前、向后或摆动运转）和转速，温升测试时控制样品在最大负载和最高转速下连续运行。通过测试样品上的
温度传感器反馈的温度值来监测测试样品内部的温度变化情况。若测试过程中控制主机监
测到测试样品运行的温度异常，控制系统可进行转矩，停止测试，防止样品损坏。温度测量
设备通过多个分布在测试样品和控制传感器上的温度传感器进行温度测量并记录。

[0087] 以下通过一组公式说明如何判断冷却效果是否达到使用要求：

[0088] 使用循环冷却水对电机进行冷却时，

[0089] 电机发热量Q1=UIt；

[0090] 上述公式中，电机发热量Q1的单位为焦耳，UI为电机功率，其单位为瓦特，根据实际使用的电机来确定；t为时间，其单位为秒；

[0091] 冷却水吸收的热量Q2=CmΔt；

[0092] 其中，冷却水吸收的热量Q2单位为焦耳，C表示水的比热容，为常数；m为冷却水的质量，也就是流量，其单位是千克；Δt为冷却水的初始温度与吸收热量后水的温度之间的
温度差，单位为摄氏度。

[0093] 水的质量m=ρ（密度）*V（体积）=1kg/L*V(体积)，其中质量m单位是千克，体积V的单位是升时，m=V。

[0094] 冷却水通过管道进行流通，那么冷却水的质量

[0095] m=V=Sh；

[0096] 其中，S表示供水体流通的圆形或方形管道的截面面积，单位为平方分米；h表示水体流通的管道长度，单位为分米；水体流通的管道长度h可以通过下述公式获得：

[0097] h=vt；v表示水流速度，单位为分米/秒，t表示水流时间，单位为秒；

[0098] 则m=V=Sh=Svt。

[0099] 那么冷却水吸收的热量

[0100] Q2=CmΔt=C SvtΔt

[0101] 当冷却水吸收的热量与电机的发热量之比Q2/ Q 1>1时，表明达到所需冷却效果。

[0102] 也就是说当C SvtΔt/ UIt >1时，冷却效果满足使用要求。

[0103] 冷却水吸收热量上升后通过空气进行散热，只要空气吸收的热量大于冷却水吸收的热量即可实现冷却。此外测试系统采用的双联轴结构，联轴器和转轴都是金属的，也加快
了散热。

[0104] 本发明的测试方法能够进行多种功能测试，能够满足医用刨削器的测试需求，既能实现电机组件的力矩测试，又能实现不同转速下电机组件负载特性及效率测试，还可以
实现温升、老化等性能测试，测试精度高，测试结果真实、准确，测试效率高。

[0105] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行改动、修改、替换和变型。