气动无针注射器的研制

摘要

无针注射是相对于传统注射的一种注射方式，其作用机理是利用动力装置将药液细流加速到高速状态，进而将皮肤刺破，最终完成药液的注射。相比于传统的钢针扎入皮肤的注射方式，无针注射具有微痛、药液扩散快且不易感染等优点。本文基于无针注射的优点，设计一套以高压气体为动力源，可实现剂量调节且连续触发功能的气动无针注射器。
　　从动力来源角度分类，无针注射器有弹簧式、气动式和电磁式，本文设计的无针注射器是以高压气体为动力，利用高压气体连续性的特点，可以很好地实现连续注射功能。通过对无针注射过程的建模分析，得出注射压强随注射器结构参数的变化趋势，从而初步确定注射器的结构参数;根据理论分析得出的结构参数，对气动无针注射器进行实物设计，并制作出实物样机;以样机为研究对象，测试注射压强，并探讨注射压强的改良方案。
　　本文具体工作如下:通过建立数学模型，并采用软件仿真的方法，详细分析了微孔直径、活塞质量、注射剂量和气体压强对注射动力的影响情况。通过分析得出的参数值，进行实物结构设计，详细讨论了结构方案的选取依据以及关键结构参数的设计计算过程，最终制作出实物样机。同时分析实验原理，通过采集注射过程中的加速度值，换算出注射动力，完成实验平台的设计。利用设计的实验平台，测试不同结构参数下的注射器最大注射压强，从而得出气动无针注射器参数优化的思路。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 相关技术背景

1．3 国内外研究现状

1．4 本文的主要研究任务

第二章 气动无针注射器的数学模型建立与仿真

2．1 气动无针注射器注射过程的分析与建模

2．1．1 药液推射阶段的分析与模型建立

2．1．2 药液喷射过程的分析

2．2 气动无针注射器的仿真分析

2．2．1 喷嘴小孔直径对最大滞止压强的影响

2．2．2 储药安瓿孔径对最大滞止压强的影响

2．2．3 冲击活塞质量对最大滞止压强的影响

2．3 本章小结

第三章 气动无针注射器的结构设计

3．1 设计任务分析与常用结构方案对比

3．1．1 气阀方案的对比

3．1．2 触发机构方案的对比

3．1．3 冲击活塞回复方案分析

3．2 气阀的设计

3．3 基于差动螺纹机构的剂量调节功能设计

3．3．1 剂量参数设计分析

3．3．2 差动螺纹的设计

3．4 单向阀的设计

3．4．1 结构分析

3．4．2 药液单向阀弹簧设计

3．5 喷嘴小孔的设计与加工

3．6 本章小结

第四章 测试平台的设计与分析

4．1 测试平台的设计分析

4．2 测试平台的力学原理分析与参数设计

4．3 本章小结

第五章 气动无针注射器的实验研究

5．1 基础参数实验

5．2 不同小孔直径的实验测试

5．3 不同活塞质量的实验测试

5．4 不同注射剂量的实验分析

5．5 参数优化方案总结

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 全文内容总结

6．2 工作展望

致谢

参考文献