CN111544702A - 一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔，包括：底座；振动板，其同轴间隔设置在底座上方，且底部设置有电磁线圈；多个弹簧片，其周向均匀设置在底座和振动板之间，且轴向两端分别与底座和振动板固定连接；电磁铁，其同轴设置在空心圆柱结构内，且底面与底座固定连接，顶面与振动板间隙设置；金属片，其同轴间隔设置振动板上方；多个弹性导电伸缩杆，其周向均匀设置述振动板和金属片之间，且一端与振动板固定连接，另一端与金属片固定连接；橡胶圈，其同轴套设在底座和金属片之间，且两端分别与底座和金属片周向固定连接，中部与振动板周向固定连接。本发明还提供一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，能够缓解白细胞注射的疼痛。

Description

一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔及其控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体的是，本发明涉及一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔及其控制方法。

背景技术

在化疗之后往往会出现白细胞、血小板和红细胞过低的情况，特别是肿瘤患者，化疗后骨髓抑制导致三系减少，其中升白细胞的，吉粒芬(重组人粒细胞刺激因子注射液)，升血小板的，特比澳(重组人血小板生成素注射液)，吉巨芬(注射用重组人白细胞介素-11)，升红细胞的，益比奥(重组人促红素注射液)等均需通过皮下注射。而在注射过程中，病人陈述注射过程很痛，因此，很多患者对皮下注射产生恐惧，越打越怕，心里上的紧张，更容易造成皮下肌肉的收缩，使得注射过程更加疼痛难忍，也影响了他们治疗疾病的信心，因此，减轻或者缓解注射过程带来的痛苦成为亟待解决的问题。

中国发明专利201710224314.3提供一种无痛注射胶囊，具体公开了胶囊本体和护盖，胶囊本体一端设置半球面，另一端设置平面，胶囊本体平面上设置若干超细针头，胶囊本体平面一侧通过护盖密封配合保护若干超细针头，胶囊本体内置注射液，由于超细针头直径极小，被注者无痛感；而且超细针头是多个，使注射过程时间短；注射液也一次性储存在注射胶囊内，避免注射液被污染。由于皮下注射细胞生长剂往往需要的针头较长，且针头内径较大，无法通过细小针头完成细胞生长剂的注射，而使用较大针头时，该发明完全不能起到缓解疼痛的作用或者作用很小。

中国发明专利201811486078.3提供一种无痛注射装置，通过将无痛注射装置的主阀体设置有中空结构，并在外部设置有液化气容器，并与主阀体的中空结构连通，用于向主阀体内部冲入气体，通过空气压力瞬间注入注射药物时，可具有足够的压力以快速注射药物，以降低疼痛时间。但是该发明仅限于少量注射，量少能够快速完成，而当注射量较大时，根本不能快速注射，速度过快反而会加剧痛感。而在细胞生长剂注射时注射量相对而言会大一些，并且细胞生长剂的注射速度不能过快，容易造成细胞生长剂的破坏。

因此，如何缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛，仍然是各个医者想要解决的问题。

发明内容

为解决现有细胞生长剂皮下注射疼痛问题，本发明的一个目的是设计开发一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔，在连接座上设置振动板以及金属片，通过金属片的振动和发热，缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛。

本发明的另一个目的是设计开发一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，能够采集注射参数和注射皮下肌肉情况，并基于BP神经网络确定金属片的温度和振幅，有效缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛。

本发明还能根据金属片需要的振幅和温度确定第一控制电路和第二控制电路的电流，能够有效对金属片的振幅和温度进行控制，快速有效缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛。

本发明提供的技术方案为：

一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔，包括：

底座；以及

振动板，其同轴间隔设置在所述底座上方，且底部设置有电磁线圈；

多个弹簧片，其周向均匀设置在所述底座和所述振动板之间，且轴向两端分别与所述底座和所述振动板固定连接，并围成空心圆柱结构；

电磁铁，其同轴设置在所述空心圆柱结构内，且底面与所述底座固定连接，顶面与所述振动板间隙设置；

金属片，其同轴间隔设置在所述振动板上方；

多个弹性导电伸缩杆，其周向均匀设置在所述振动板和所述金属片之间，且一端与所述振动板固定连接，另一端通过绝缘导热垫与所述金属片固定连接；

橡胶圈，其为圆环柱结构，同轴套设在所述底座和所述金属片之间，且两端分别与所述底座和所述金属片周向固定连接，中部与所述振动板周向固定连接。

优选的是，还包括：

连接座，其为空心圆柱结构，且一端与所述底座同轴固定连接，

盖帽，其与所述连接座另一端螺纹连接；

电源，其设在所述连接座的空心圆柱结构内，用于提供电能。

优选的是，还包括：

一对夹具，其轴向间隔设置在所述连接座外部一侧，用于夹持注射器；

触摸面板，其设置在所述连接座外部另一侧，用于控制所述无痛笔工作。

优选的是，所述夹具包括：

相互贴合设置的第一夹板和第二夹板，其一端分别与所述连接座固定连接；

半圆形凹槽，其设置在所述第一夹板和第二夹板的贴合面一侧，并围成圆形通孔，用于所述注射器的穿过；

螺栓孔，其分别穿过所述第一夹板和第二夹板的另一端；

紧固螺栓，其穿过所述螺栓孔；

紧固螺母，其与所述紧固螺栓螺纹连接，用于夹紧所述注射器。

优选的是，还包括：

振动传感器，其设置在所述金属片底面，用于检测金属片的振幅；

力传感器，其设置在所述弹性导电伸缩杆上，用于检测振动过程中所述弹性导电伸缩杆的受力大小；

温度传感器，其设置在所述金属片底面，用于检测金属片的温度；

第一控制电路，其连接所述电源和电磁线圈，用于对所述电磁线圈通电；

第二控制电路，其连接所述电源和弹性导电伸缩杆，用于对所述金属片进行加热；

其中，所述电磁线圈和所述弹性导电伸缩杆并联，所述弹性导电伸缩杆之间并联；

控制器，其设置在所述触摸面板内，且与所述第一控制电路、第二控制电路、振动传感器、温度传感器和力传感器连接，用于接收所述力传感器的检测数据，并控制所述第一控制电路和第二控制电路工作。

一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，采集注射参数和注射皮下肌肉情况，并基于BP神经网络确定金属片的温度和振幅，其包括如下步骤：

步骤一、输入注射针的直径，针尖长度，注射速度和预计注射时间，并按照采样周期，通过传感器测量皮下肌肉紧张程度；

步骤二、依次将注射针的直径，针尖长度，注射速度，预计注射时间和皮下肌肉紧张程度进行规格化：

其中，x_j为输入层向量中的参数，X_j分别为测量参数：注射针的直径、针尖长度、注射速度、预计注射时间和皮下肌肉紧张程度，j＝1，2，3，4，5；X_jmax和X_jmin分别为相应测量参数中的最大值和最小值；

确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x₁，x₂，x₃，x₄，x₅}；其中，x₁为注射针的直径系数，x₂为针尖长度系数，x₃为注射速度系数，x₄为预计注射时间系数，x₅为皮下肌肉紧张程度系数；

步骤三、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y₁，y₂，…，y_m}；m为中间层节点个数；

步骤四、得到输出层神经元向量o＝{o₁，o₂}；其中，o₁为金属片的温度调节系数，o₂为金属片的振幅调节系数，使

T_i+1＝o₁ ⁱT_max，

A_i+1＝o₂ ⁱA_max，

其中，o₁ ⁱ、o₂ ⁱ分别为第i个采样周期输出层向量参数，T_max、A_max分别为设定的金属片的最高温度、金属片的最大振幅，T_i+1、A_i+1、分别为第i+1个采样周期时的金属片的温度、金属片的振幅。

优选的是，根据所述金属片的振幅确定所述第一控制电路的电流为：

其中，I₁为第一控制电路的电流；z为弹簧片的数量，k_p为弹簧片的弹性系数，A为金属片的振幅，N为电磁线圈的匝数；r为电磁铁的半径；δ为电磁铁顶面和振动板底面的距离；R为电磁线圈的半径，x为电磁线圈的高度，l为电磁线圈的总长度；以及

所述第一控制电路的电流为交变电流，每隔1～1.5s改变一次方向。

优选的是，根据所述金属片的温度确定所述第二控制电路的电流为：

其中，ε为校正系数，I₂为第二控制电路的电流，C_M为弹性导电伸缩杆的比热容，M为弹性导电伸缩杆质量，T为金属片温度，T_e为环境温度，R_s为弹性导电伸缩杆电阻，n为弹性导电伸缩杆的数量。

优选的是，所述皮下肌肉的紧张程度为：

其中，S为皮下肌肉的紧张程度，F为力传感器的检测数据，k_s为弹性导电伸缩杆的弹性系数，A为金属片的振幅，n为弹性导电伸缩杆的数量。

优选的是，在所述步骤一中，初始运行状态下，金属片的温度和振幅满足经验值：

T₀＝T_e，

A₀＝0.1A_max，

其中，T₀、A₀分别为金属片的初始温度、初始振幅，T_e为环境温度。

本发明所述的有益效果：

(1)本发明设计开发的应用于皮下肌肉注射的无痛笔，在连接座上设置振动板以及金属片，通过金属片的振动和发热，缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛，并且操作简单，无毒无害，金属片的表面可以进行酒精消毒，不影响无菌操作，另外，无痛笔不是一次性物品，可以用于不同患者，循环使用。

(2)本发明设计开发的应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，能够采集注射参数和注射皮下肌肉情况，并基于BP神经网络确定金属片的温度和振幅，有效缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛。

(3)本发明还能根据金属片需要的振幅和温度确定第一控制电路和第二控制电路的电流，能够有效对金属片的振幅和温度进行控制，快速有效缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛。

附图说明

图1为本发明所述应用于皮下肌肉注射的无痛笔结构示意图。

图2为本发明所述应用于皮下肌肉注射的无痛笔结构示意图。

图3为本发明所述应用于皮下肌肉注射的无痛笔的剖视结构示意图。

图4为本发明所述应用于皮下肌肉注射的无痛笔的半剖结构示意图。

图5为本发明所述应用于皮下肌肉注射的无痛笔除去橡胶圈的结构示意图。

图6为本发明所述夹具的局部结构放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再次阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。

如图1-6所示，本发明提供一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔，包括：底座110；以及振动板120，其同轴间隔设置在底座110上方，且底部设置有电磁线圈(图中未示出)，所述的振动板120为永磁体，且N、S方向确定；在底座110和振动板120之间的周向均匀设置由多个弹簧片130，弹簧片130的轴向两端分别与底座110和振动板120固定连接，并围成空心圆柱结构；在空心圆柱内同轴设置有电磁铁140，且电磁铁140的底面与底座110固定连接，顶面与振动板120间隙设置。在振动板120上方同轴间隔设置有金属片150。在金属片150和振动板120之间的周向均匀设置有多个弹性导电伸缩杆160，其一端与振动板120固定连接，另一端与金属片150固定连接，并且在金属片150和弹性导电伸缩杆160之间设置有绝缘导热垫，起到绝缘即不导电还能快速导热的作用；弹性导电伸缩杆160内设置由弹簧(图中未示出)，当受到压力时，弹性导电伸缩杆160收缩，当压力消失时，在弹簧的回复力作用下，弹性导电伸缩杆160伸长，回复原状，主要用于在金属片150与皮肤接触时，能够根据无痛笔的角度(及注射角度)调整金属片150的倾斜，使得金属片150始终与皮肤贴合。在底座110和金属片150之间同轴套设有橡胶圈210，其为圆环柱结构，且两端分别与底座110和金属片150周向固定连接，中部与振动板120周向固定连接。当金属片振动时，能够起到缓冲作用，另外，本实施例中设置有不同的电路，需要导线连接，橡胶圈能够起到绝缘和保护的作用。

在远离振动板120的底座110另一端同轴固定设置有连接座170，其为空心圆柱结构，用于容纳电源180(通常使用电池)，由于使用电池的物品在现有技术中有很多，类似手电筒等等，其主要结构的电路连接在此不做赘述。在连接座170远离底座110的一端螺纹连接有盖帽171，通过盖帽的旋下，能够更换电池。

在连接座170的外部一侧间隔设置于一对夹具190，间隔的距离一般为8cm，便于容纳一个手掌的宽度，便于使用时手持。夹具190主要用于加持注射器。在连接座外部的另一侧设置有触摸面板200，便于输入注射参数，如注射针的直径，针尖长度，注射速度和预计注射时间等，以控制无痛笔工作。

所述的夹具190包括相互贴合设置的第一夹板191和第二夹板192，其一端分别与连接座170固定连接；在第一夹板191和第二夹板192的贴合面一侧设置有半圆形凹槽193，并围成圆形通孔，用于注射器的穿过；在第一夹板191和第二夹板192的另一端贯穿设置有螺栓孔，贯穿螺栓孔设置有紧固螺栓194，与紧固螺栓194螺纹连接有紧固螺母195，通过紧固螺母的旋紧，能够对注射器仅仅加紧。

本实施例中，在金属片150底面设置有振动传感器，用于检测金属片150的振幅；在弹性导电伸缩杆160上设置有力传感器，用于检测振动过程中弹性导电伸缩杆160的受力大小；在金属片150底面设置有温度传感器，用于检测金属片的温度。

第一控制电路，主要通过导线连接，其连接电源180和电磁线圈，用于对电磁线圈通电，通过对电磁线圈进行通电，且通电为交变电流，使得电磁铁140具有磁性，并且磁性方向根据电流方向的改变而改变，能够和振动板120发生吸引或者排斥，进而使得振动板120发生振动，进而带动金属片150振动。

第二控制电路，主要通过导线连接，其连接电源180和弹性导电伸缩杆160，由于弹性导电伸缩杆160有电阻，在通电的情况下弹性导电伸缩杆160会发热，通过导热垫传递给金属片150，实现对金属片150进行加热。所述的电磁线圈和弹性导电伸缩杆160并联，之间互不影响，所述的弹性导电伸缩杆160之间并联，任何一个弹性导电伸缩杆160坏了都不会影响其他的弹性导电伸缩杆160工作。

控制器，其设置在触摸面板200内，且与第一控制电路、第二控制电路、振动传感器、温度传感器和力传感器连接，用于接收力传感器的检测数据，并控制第一控制电路和第二控制电路工作。

本发明设计开发的应用于皮下肌肉注射的无痛笔，在连接座上设置振动板以及金属片，通过金属片的振动和发热，缓解细胞(白细胞、红细胞和血小板)生长剂皮下注射的疼痛，并且操作简单，无毒无害，金属片的表面可以进行酒精消毒，不影响无菌操作，另外，无痛笔不是一次性物品，可以用于不同患者，循环使用。

本发明还提供一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，采集注射参数和注射皮下肌肉情况，并基于BP神经网络确定金属片的温度和振幅，其包括如下步骤：

步骤一、建立BP神经网络模型；

本发明采用的BP网络体系结构由三层组成，第一层为输入层，共n个节点，对应了表示设备工作状态的n个检测信号，这些信号参数由数据预处理模块给出。第二层为中间层，共m个节点，由网络的训练过程以自适应的方式确定。第三层为输出层，共p个节点，由系统实际需要输出的响应确定。

该网络的数学模型为：

输入层向量：x＝(x₁，x₂，…，x_n)^T

中间层向量：y＝(y₁，y₂，…，y_m)^T

输出层向量：z＝(z₁，z₂，…，z_p)^T

本发明中，输入层节点数为n＝5，输出层节点数为p＝2。隐藏层节点数m由下式估算得出：

按照采样周期，输入的5个参数为，x₁为注射针的直径系数，x₂为针尖长度系数，x₃为注射速度系数，x₄为预计注射时间系数，x₅为皮下肌肉紧张程度系数；

由于传感器获取的数据属于不同的物理量，其量纲各不相同。因此，在数据输入神经网络之前，需要将数据规格化为0-1之间的数。

具体而言，对于注射针的直径D，进行规格化后，得到注射针的直径系数x₁：

其中，H_min和H_max分别为注射针的最小直径和最大直径。

同样的，对针尖长度L，进行规格化后，得到针尖长度系数x₂：

其中，L_min和L_max分别为注射针的最小针尖长度和最大针尖长度。

对于注射速度V，进行规格化后，得到注射速度系数x₃：

其中，V_min和V_max分别为注射针的最慢注射速度和最快注射速度。

对预计注射时间t，进行规格化后，得到预计注射时间系数x₄：

其中，t_min和t_max为注射针的预计最短注射时间和最长注射时间。

对皮下肌肉紧张程度S，进行规格化后，得到皮下肌肉紧张程度系数x₅：

其中，S_min和S_max为皮下肌肉紧张程度最小值和最大值；

所述的皮下肌肉的紧张程度为：

其中，S为皮下肌肉的紧张程度，F为力传感器的检测数据，k_s为弹性导电伸缩杆的弹性系数，A为金属片的振幅，n为弹性导电伸缩杆的数量。

输出信号的2个参数分别表示为：o₁为金属片的温度调节系数，o₂为金属片的振幅调节系数；

金属片的温度调节系数o₁表示为下一个采样周期中的金属片的温度与当前采样周期中设定的最大温度之比，即在第i个采样周期中，采集到的温度为T_i，通过BP神经网络输出第i个采样周期的金属片的温度调节系数o₁ ⁱ后，控制第i+1个采样周期中温度为T_i+1，使其满足T_i+1＝o₁ ⁱT_max；

金属片的振幅调节系数o₂表示为下一个采样周期中金属片的振幅的与当前采样周期中设定的最大振幅之比，即在第i个采样周期中，采集到的金属片的振幅为A_i，通过BP神经网络输出第i个采样周期的金属片的振幅调节系数o₂ ⁱ后，控制第i+1个采样周期中金属片的振幅为A_i+1，使其满足A_i+1＝o₂ ⁱA_max。

步骤二：进行BP神经网络的训练。

建立好BP神经网络节点模型后，即可进行BP神经网络的训练。根据产品的经验数据获取训练的样本，并给定输入节点i和隐含层节点j之间的连接权值w_ij，中间层节点j和输出层节点k之间的连接权值w_jk，中间层节点j的阈值θ_j，输出层节点k的阈值w_ij、w_jk、θ_j、θ_k均为-1到1之间的随机数。

在训练过程中，不断修正w_ij和w_jk的值，直至系统误差小于等于期望误差时，完成神经网络的训练过程。

如表1所示，给定了一组训练样本以及训练过程中各节点的值。

表1训练过程各节点值

步骤三、采集数据运行参数输入神经网络得到调控系数；

训练好的人工神经网络固化在芯片之中，使硬件电路具备预测和智能决策功能，从而形成智能硬件。智能硬件加电启动后，无痛笔开始工作，金属片的温度和振幅以经验值运行，T₀＝T_e，A₀＝0.1A_max，T₀、A₀分别为金属片的初始温度、初始振幅，T_e为环境温度；

同时，输入注射针的直径D₀，针尖长度L₀，注射速度V₀和预计注射时间t₀，使用传感器测量初始皮下肌肉紧张程度S₀，通过将上述参数规格化，得到BP神经网络的初始输入向量

通过BP神经网络的运算得到初始输出向量

步骤四：得到初始输出向量

后，即可调节金属片的温度和振幅，使下一个采样周期金属片的温度和振幅分别为：

T₁＝o₁ ⁰T_max；

A₁＝o₂ ⁰A_max；

通过传感器获取第i个采样周期中的皮下肌肉紧张程度S，以及初始确定的注射针的直径D，针尖长度L，注射速度V和预计注射时间t，通过进行规格化得到第i个采样周期的输入向量xⁱ＝(x₁ ⁱ，x₂ ⁱ，x₃ ⁱ，x₄ ⁱ，x₅ ⁱ)，通过BP神经网络的运算得到第i个采样周期的输出向量oⁱ＝(o₁ ⁱ，o₂ ⁱ)，然后控制调节金属片的温度和振幅，使第i+1个采样周期时金属片的温度和振幅分别为：

T_i+1＝o₁ ⁱT_max；

A_i+1＝o₂ ⁱA_max；

根据金属片的振幅确定第一控制电路的电流为：

其中，I₁为第一控制电路的电流；z为弹簧片的数量，k_p为弹簧片的弹性系数，A为金属片的振幅，N为电磁线圈的匝数；r为电磁铁的半径；δ为电磁铁顶面和振动板底面的距离；R为电磁线圈的半径，x为电磁线圈的高度，l为电磁线圈的总长度；以及

所述的第一控制电路的电流为交变电流，每隔1～1.5s改变一次方向，优选1s。

根据金属片的温度确定第二控制电路的电流为：

其中，ε为校正系数，I₂为第二控制电路的电流，C_M为弹性导电伸缩杆的比热容，M为弹性导电伸缩杆质量，T为金属片温度，T_e为环境温度，R_s为弹性导电伸缩杆电阻，n为弹性导电伸缩杆的数量。

本发明设计开发的应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，能够采集注射参数和注射皮下肌肉情况，并基于BP神经网络确定金属片的温度和振幅，有效缓解细胞(白细胞、红细胞和血小板)生长剂皮下注射的疼痛。本发明还能根据金属片需要的振幅和温度确定第一控制电路和第二控制电路的电流，能够有效对金属片的振幅和温度进行控制，快速有效缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔，其特征在于，包括：

底座；以及

振动板，其同轴间隔设置在所述底座上方，且底部设置有电磁线圈；

多个弹簧片，其周向均匀设置在所述底座和所述振动板之间，且轴向两端分别与所述底座和所述振动板固定连接，并围成空心圆柱结构；

电磁铁，其同轴设置在所述空心圆柱结构内，且底面与所述底座固定连接，顶面与所述振动板间隙设置；

金属片，其同轴间隔设置在所述振动板上方；

多个弹性导电伸缩杆，其周向均匀设置在所述振动板和所述金属片之间，且一端与所述振动板固定连接，另一端通过绝缘导热垫与所述金属片固定连接；

橡胶圈，其为圆环柱结构，同轴套设在所述底座和所述金属片之间，且两端分别与所述底座和所述金属片周向固定连接，中部与所述振动板周向固定连接。

2.如权利要求1所述的应用于皮下肌肉注射的无痛笔，其特征在于，还包括：

连接座，其为空心圆柱结构，且一端与所述底座同轴固定连接，

盖帽，其与所述连接座另一端螺纹连接；

电源，其设在所述连接座的空心圆柱结构内，用于提供电能。

3.如权利要求2所述的应用于皮下肌肉注射的无痛笔，其特征在于，还包括：

一对夹具，其轴向间隔设置在所述连接座外部一侧，用于夹持注射器；

触摸面板，其设置在所述连接座外部另一侧，用于控制所述无痛笔工作。

4.如权利要求3所述的应用于皮下肌肉注射的无痛笔，其特征在于，所述夹具包括：

相互贴合设置的第一夹板和第二夹板，其一端分别与所述连接座固定连接；

半圆形凹槽，其设置在所述第一夹板和第二夹板的贴合面一侧，并围成圆形通孔，用于所述注射器的穿过；

螺栓孔，其分别穿过所述第一夹板和第二夹板的另一端；

紧固螺栓，其穿过所述螺栓孔；

紧固螺母，其与所述紧固螺栓螺纹连接，用于夹紧所述注射器。

5.如权利要求4所述的应用于皮下肌肉注射的无痛笔，其特征在于，还包括：

振动传感器，其设置在所述金属片底面，用于检测金属片的振幅；

力传感器，其设置在所述弹性导电伸缩杆上，用于检测振动过程中所述弹性导电伸缩杆的受力大小；

温度传感器，其设置在所述金属片底面，用于检测金属片的温度；

第一控制电路，其连接所述电源和电磁线圈，用于对所述电磁线圈通电；

第二控制电路，其连接所述电源和弹性导电伸缩杆，用于对所述金属片进行加热；

其中，所述电磁线圈和所述弹性导电伸缩杆并联，所述弹性导电伸缩杆之间并联；

控制器，其设置在所述触摸面板内，且与所述第一控制电路、第二控制电路、振动传感器、温度传感器和力传感器连接，用于接收所述力传感器的检测数据，并控制所述第一控制电路和第二控制电路工作。

6.一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，其特征在于，采集注射参数和注射皮下肌肉情况，并基于BP神经网络确定金属片的温度和振幅，其包括如下步骤：

步骤一、输入注射针的直径，针尖长度，注射速度和预计注射时间，并按照采样周期，通过传感器测量皮下肌肉紧张程度；

步骤二、依次将注射针的直径，针尖长度，注射速度，预计注射时间和皮下肌肉紧张程度进行规格化：

其中，x_j为输入层向量中的参数，X_j分别为测量参数：注射针的直径、针尖长度、注射速度、预计注射时间和皮下肌肉紧张程度，j＝1,2,3,4,5；X_jmax和X_jmin分别为相应测量参数中的最大值和最小值；

确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x₁,x₂,x₃,x₄,x₅}；其中，x₁为注射针的直径系数，x₂为针尖长度系数，x₃为注射速度系数，x₄为预计注射时间系数，x₅为皮下肌肉紧张程度系数；

步骤三、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y₁,y₂,…,y_m}；m为中间层节点个数；

步骤四、得到输出层神经元向量o＝{o₁,o₂}；其中，o₁为金属片的温度调节系数，o₂为金属片的振幅调节系数，使

T_i+1＝o₁ ⁱT_max，

A_i+1＝o₂ ⁱA_max，

其中，o₁ ⁱ、o₂ ⁱ分别为第i个采样周期输出层向量参数，T_max、A_max分别为设定的金属片的最高温度、金属片的最大振幅，T_i+1、A_i+1、分别为第i+1个采样周期时的金属片的温度、金属片的振幅。

7.如权利要求6所述的应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，其特征在于，根据所述金属片的振幅确定所述第一控制电路的电流为：

其中，I₁为第一控制电路的电流；z为弹簧片的数量，k_p为弹簧片的弹性系数，A为金属片的振幅，N为电磁线圈的匝数；r为电磁铁的半径；δ为电磁铁顶面和振动板底面的距离；R为电磁线圈的半径，x为电磁线圈的高度，l为电磁线圈的总长度；以及

所述第一控制电路的电流为交变电流，每隔1～1.5s改变一次方向。

8.如权利要求6所述的应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，其特征在于，根据所述金属片的温度确定所述第二控制电路的电流为：

其中，ε为校正系数，I₂为第二控制电路的电流，C_M为弹性导电伸缩杆的比热容，M为弹性导电伸缩杆质量，T为金属片温度，T_e为环境温度，R_s为弹性导电伸缩杆电阻，n为弹性导电伸缩杆的数量。

9.如权利要求6、7或8所述的应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，其特征在于，所述皮下肌肉的紧张程度为：

其中,S为皮下肌肉的紧张程度，F为力传感器的检测数据，k_s为弹性导电伸缩杆的弹性系数，A为金属片的振幅，n为弹性导电伸缩杆的数量。

10.如权利要求9所述的应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，其特征在于，在所述步骤一中，初始运行状态下，金属片的温度和振幅满足经验值：

T₀＝T_e，

A₀＝0.1A_max，

其中，T₀、A₀分别为金属片的初始温度、初始振幅，T_e为环境温度。

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