注射用药自动配药机设计

摘要

随着医疗改革的继续深化，医疗卫生机构的总数呈逐年递增的态势，大量具有专业技能的医务人员在配药间进行人工调配静脉滴注药物工作，而有研究表明这是一项繁琐、危险的工作。目前，国内对于有毒副作用的静脉用药调配模式已经逐步从普通治疗室调配模式发展到静脉药物配制中心集中调配模式，这能有效减少不安全用药的因素,但是对配药人员的伤害仍然存在。因此，研制一台安全、高效，低成本、可取代人工操作的微型配药机是非常必要的。　　静脉用药自动配药机不仅能防止药液污染，降低医护人员的劳动强度，保证他们身体健康，而且配药机能提高配药效率，规范配药流程，精准用药剂量，保证患者用药的时效性和有效性。　　目前市面上的静脉用药自动配药机大多为落地式，体积大，价格高，给医改增加了难度，且市面上的配药机至少需要四个轴才能实现药物的自动调配工作，本课题设计的配药机在满足功能的前提下减少一个轴，大大降低了成本和控制系统的难度。　　本文通过研究国内外配药机的工作原理和结构，总结大多数西林瓶的配药流程，将配药机分为夹瓶模块、穿刺模块、抽注模块、摇匀模块和退瓶模块，针对摇匀模块、夹瓶模块、退瓶模块和抽注模块分别进行需求分析，然后列出关键参数并用Solidworks三维建模设计出结构，最后做出总体机械结构的设计。针对该机器的核心零件弹簧卡箍，其夹紧力大小是重点，太小会导致西林瓶在摇匀过程中通过离心力甩出，太大会使上料费力且退瓶机构无法使西林瓶顺利推出。使用有限元分析软件ANSYS进行弹簧卡箍结构分析和优化，验证了该弹簧卡箍的可行性。　　最后成功试制一台样机，配药机在试运行过程中，配置两瓶粉剂的时间在半分钟左右，配药时效得到了大大的提高。

目录

声明

第1章绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 配药机国内外研究现状及发展趋势

1.2.1 配药机的研究

1.2.2 配药机控制系统的研究

1.2.3 发展趋势

1.3 主要研究内容

第2章配药机总体方案设计

2.1 配药的工艺流程及配药机的设计要求和参数

2.2 配药机的总体布局及功能模块划分

2.3 配药机的电气控制模块简介

2.4 本章小结

第3章机械模块设计

3.1 摇匀模块设计

3.1.1 摇匀模块的需求分析

3.1.2 摇匀模块的功能分析

3.1.3 摇匀机构的选择

3.1.4 摇匀模块有关数据的计算

3.2 夹瓶模块设计

3.2.1 夹瓶模块的需求分析

3.2.2 动力源的选择

3.2.3 夹瓶模块定位方式

3.2.4 弹簧卡箍的有限元分析

3.3 退瓶模块设计

3.3.1 退瓶模块的功能分析

3.3.2 退瓶思路及退瓶力试验

3.3.3 退瓶模块的结构设计

3.4 抽注模块设计

3.4.1 抽注模块的需求分析

3.4.2 直线往复运动机构的选择

3.4.3 抽注模块的动作和结构分析

3.4.4 电机的选型

3.4.5 抽注模块滑动丝杆设计计算

3.4.6 抽注模块电机参数计算

3.5 本章小结

第4章电气控制系统总体设计

4.1 配药机电气控制系统结构

4.2 配药机的动作控制

4.2.1 配药机回原点控制

4.2.2 配药机调配药液控制

4.3 步进电机的加减速控制的研究

4.3.1 步进电机基础方程

4.3.2 抽注模块步进电机加速算法实现

4.4 配药机抽注动作的实现

4.4.1 抽注轴通用输出口GPIO的初始化

4.4.2 抽注轴回原点的实现

4.5 用户界面设计

4.6 本章小结

第5章结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果