機械設(shè)計說明書—醫(yī)用高效自動配藥設(shè)備設(shè)計

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1、本科畢業(yè)設(shè)計（論文）本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：醫(yī)療高效自動配藥設(shè)備設(shè)計題目：醫(yī)療高效自動配藥設(shè)備設(shè)計醫(yī)療高效自動配藥設(shè)備設(shè)計醫(yī)療高效自動配藥設(shè)備設(shè)計摘要摘要本次設(shè)計的題目為輸液配藥機機械設(shè)計。由于智能化臨床輸液配藥機才剛剛起步，本次設(shè)計也只是一種嘗試，醫(yī)療高效自動配藥設(shè)備設(shè)計是包括：方案的比較確定，各個零件的設(shè)計裝配，如軸類零件的設(shè)計、殼體的設(shè)計、標準件的選用、各種簡單的計算、公差的確定、配合類型的選擇等等。結(jié)構(gòu)上略不同于當(dāng)前同類產(chǎn)品為原則，研制出一種新型多功能。本設(shè)計對總體結(jié)構(gòu)，電動機，傳動系統(tǒng)，底座，夾瓶器等做了詳細的設(shè)計。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：機械配藥；零件設(shè)計；標準選用Medical Eff

2、icient Automatic Dispensing Equipment DesignAbstract This design topic for mechanical transfusion medicine dispensing machine design.Because the intelligent clinical transfusion medicine dispensing machine has just started,the design is just a try,medical efficient automatic dispensing equipment des

3、ign is including:comparison of plan,design of assembly parts,such as shaft parts design,housing design,standard parts selection,simple calculation,the determination of the tolerance type selection,coordination.The structure slightly different from the current products of the same kind as the princip

4、le,developed a new type of multifunctional.The design of the overall structure,motor,transmission system,the base,the detail design of the bottle gripper do.Key Words:Dispensing Machine;Part Design;Standard selection 目 錄目 錄1 緒論緒論.11.1 輸液配藥的現(xiàn)狀.11.2 存在的問題.11.2.1 改革的必然性.11.2.2 輸液配藥改革的目的.21.2.3 傳統(tǒng)配藥模式的弊

5、端以及醫(yī)用自動配藥器的優(yōu)勢.21.3 國內(nèi)外相關(guān)發(fā)展狀況.41.3.1 國外發(fā)展狀況.41.3.2 國內(nèi)發(fā)展狀況.51.4 本次設(shè)計的要求.71.4.1 圖紙要求.71.4.2 圖量要求.71.4.3 設(shè)計說明書要求.71.4.4 查閱和檢索資料要求.71.4.5 設(shè)計要求.72 方案的比較和確定方案的比較和確定.82.1 方案一.82.2 方案二.92.3 方案三.102.4 方案的選擇.143 主要零部件的選擇設(shè)計及計算主要零部件的選擇設(shè)計及計算.153.1 總裝配圖及部件裝配圖.153.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配尺寸及公差.173.2.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計.173.2.2 圖形關(guān)系.193.2.

6、3 查表以及計算.203.2.4 強度校核.203.3 軸承的選擇.21 3.3.1 角接觸球軸承的摩擦系數(shù)與潤滑.213.4 電機的選擇及安裝.223.4.1 電機轉(zhuǎn)矩的計算與選擇.223.5 框架式電磁鐵的選擇.253.6 液壓缸的選擇.263.7 彈簧的選擇.274 裝配圖的具體內(nèi)容及各部分的工作方式裝配圖的具體內(nèi)容及各部分的工作方式.284.1 全部零件的清單及標準件的來源.284.2 各零件的質(zhì)量計量及裝配圖的質(zhì)量計算.284.3 各部件的作用.295 使用及改進使用及改進.305.1 使用說明書.305.2 存在的問題及改進方法.305.3 優(yōu)化方案.315.3.1 殼體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

7、.315.3.2 西林瓶裝夾的優(yōu)化.315.3.3 注射器轉(zhuǎn)動座的定位.316 結(jié)論結(jié)論.33參考文獻參考文獻.34致謝致謝.35畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明.36畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明.37附錄附錄.3801 緒論緒論1.1 輸液配藥的現(xiàn)狀輸液配藥的現(xiàn)狀臨床靜脈輸液前配制藥液時，有如下操作方式：a.安瓿.安瓿 割安瓿前應(yīng)輕彈其頸部,使附著的藥物降至瓶底,用砂輪鋸安瓿易折點，用酒精噴沖后應(yīng)墊以紗布掰開安瓿，以防劃破手套。用無菌注射器將液體抽出，注入輸液袋內(nèi)，混勻。b.粉劑安瓿 粉劑安瓿 打開粉劑安瓿時應(yīng)用無菌紗布圍繞安瓿頸部,溶解藥物時

8、,溶媒應(yīng)沿瓶壁緩慢注入瓶底,避免針頭與注射器之間的泄漏，待藥粉浸透后再行攪動,以防粉末逸出;將液體抽出，注入輸液袋內(nèi)，混勻。c.西林瓶粉針西林瓶粉針 瓶裝藥物稀釋及抽取藥液時,應(yīng)插入雙針頭以排除瓶內(nèi)壓力防止針栓脫出造成的污染,并且要求抽取藥液后,在瓶內(nèi)進行排氣和排氣后再拔針,不使藥液排于空氣中。具體操作步驟為:溶藥前,先經(jīng)瓶塞插入一個有濾過裝置的排氣針頭,再將帶有溶媒注射器的針頭以 4560角插入瓶塞,沿瓶壁注入溶液。溶藥時排氣針必須保持在液面以上;在搖晃藥瓶促使藥物充分溶解前,用無菌紗布覆蓋排氣針頭;抽取藥液時,插入帶有注射器的針頭,然后倒轉(zhuǎn)藥瓶,必須使排氣針頭保持在液面以上,再抽藥液;抽藥

9、畢,將注射器內(nèi)空氣排至瓶內(nèi)再拔針。使用一次性注射器和針腔較大的針頭,以防注射器內(nèi)壓力過大,使藥液外溢;抽取藥液時應(yīng)注意抽出藥液以不超過注射器容量的 3/4 為宜,防止藥液外溢。撒在桌面上的藥液應(yīng)及時用紗布吸附并用生理鹽水沖洗,在完成全部藥物配制后,需用 75%酒精擦拭操作柜內(nèi)部和操作臺表面;配藥后所用一切污染物應(yīng)放于污物專用袋集中封閉處理;操作完畢脫出手套后用肥皂水及流動水徹底洗手。1.2 存在的問題存在的問題1.2.1 改革的必然性改革的必然性以上方式均由人工實現(xiàn)，在集中配液時人工強度大，反復(fù)抽吸易污染，多此穿刺輸液瓶口會使不溶性微粒數(shù)量增加，并且配藥過程中無記錄和核對程序，潛在的出錯幾率大

10、，容易造成醫(yī)患糾紛。目前國內(nèi)醫(yī)院的配藥模式多是：醫(yī)師下完醫(yī)囑，護士負責(zé)配制并完成對患者的輸液操作。由于時間和空間的限制，護士配藥通常都在普通治療室。仔細研究這模式會發(fā)現(xiàn)，其每一環(huán)節(jié)都存在諸多弊端。多年來,護理人員一直使用手工操作加藥方法來完成配制靜脈輸液藥物的工作,1耗時,費力,且不可避免的有感染等情況發(fā)生，給臨床安全用藥帶來眾多的負面影響。為解決上述問題,各級醫(yī)院的醫(yī)務(wù)人員和一些研究人員對配藥的步驟器具作了許多有益的探索及研制，通過改變壞境等一些有理因素來改變配藥中的弊端，來降低感染的幾率嗎，提高輸液質(zhì)量，保證患者的用藥安全。1.2.2 輸液配藥改革的目的輸液配藥改革的目的不管是哪種模式，提

11、高輸液質(zhì)量，保證患者的用藥安全，改變以前靜脈用藥配置模式，是一場必然到來的變革。衛(wèi)生部醫(yī)院管理研究所藥事管理研究部吳永佩主任心里一直在掛念一件事，那就是凝聚著眾多藥事、醫(yī)療專家心血的“靜脈用藥混合調(diào)配質(zhì)量管理規(guī)范（試行）”（以下簡稱“規(guī)范”）送審稿何時能得到國家衛(wèi)生部批復(fù)。搞了幾十年藥事工作的吳主任深知這個批復(fù)的重要意義。其實，早在 2002 年 1 月 21 日衛(wèi)生部頒發(fā)的“醫(yī)療機構(gòu)藥事管理暫行規(guī)定”中就規(guī)定：各醫(yī)院要根據(jù)臨床需要逐步建立全腸道外營養(yǎng)和腫瘤化療藥物等靜脈液體配置中心，實行集中配置和供應(yīng)。這一規(guī)定已經(jīng)打響了我國輸液配藥“革命”的第一槍，只不過這一規(guī)定只是針對特殊或有毒藥物的配制

12、模式和方法。此次“規(guī)范”送審稿則對醫(yī)療機構(gòu)靜脈用藥調(diào)配中心（室）的機構(gòu)與人員、環(huán)境、設(shè)施與設(shè)備、藥品和物料、衛(wèi)生與消毒、靜脈用藥調(diào)配質(zhì)量管理等都進行了詳細的規(guī)定和要求。結(jié)合我國醫(yī)療機構(gòu)輸液配藥的現(xiàn)狀來看，一旦該“規(guī)范”得到批復(fù)，上升為國家“意志”，獲準在全國實施，我國靜脈用藥調(diào)配工作從此將有完善的理論和法規(guī)依據(jù)，一場醫(yī)療行業(yè)輸液配藥的“變革”亦將大規(guī)模展開。1.2.3 傳統(tǒng)配藥模式的弊端以及醫(yī)用自動配藥器的優(yōu)勢傳統(tǒng)配藥模式的弊端以及醫(yī)用自動配藥器的優(yōu)勢目前醫(yī)院治療室輸液配藥環(huán)節(jié)普遍存在空氣中菌塵含量較多等三大隱患，也成為引發(fā)輸液反應(yīng)和護患糾紛的三大問題，專家呼吁盡快改善醫(yī)院輸液配藥環(huán)境。中華護

13、理學(xué)會靜脈輸液專業(yè)委員會副主任呼賓在會上指出，靜脈輸液是目前臨床廣泛使用的主要治療給藥手段之一。據(jù)統(tǒng)計，我國住院病人的 90、門診病人的 50需要輸液治療，靜脈輸液療效好、見效快，但輸液治療也存在輸液反應(yīng)的風(fēng)險，目前醫(yī)院輸液配藥過程中存在三大隱患。第一大隱患：治療室的空氣中菌塵含量偏高。醫(yī)院現(xiàn)在普遍使用紫外線、臭氧、藥物熏蒸法進行空氣消毒，雖然可以暫時殺死空氣中的多數(shù)細菌，但被殺的死菌、少數(shù)殘留的活菌和大量灰塵仍然會漂浮在空氣中，在配藥操作中還可能混入藥液，從而引起輸液反應(yīng)。此外，一些大中醫(yī)院門診輸液室里的病人多、病種雜、空氣中病菌含量高、輸液配藥工作時間長，門診治療中又很難進行空氣消毒，這樣

14、給輸液帶來不安全因素。第二大隱患：冬春季藥液溫度低。輸液最理想的藥液溫度是 34，而現(xiàn)在2絕大多數(shù)醫(yī)院不能做到這一點，特別是在冬春季節(jié)，醫(yī)院藥庫的藥液溫度普遍在10左右，南方醫(yī)院普遍無暖氣，室溫也常在 15左右。而在這種溫度下配置有機粉劑藥時既難溶解，也影響輸液藥劑發(fā)揮，且也會導(dǎo)致年老體弱患者以及婦女、兒童患者在輸液過程中出現(xiàn)心悸、發(fā)冷甚至寒戰(zhàn)。北方地區(qū)的醫(yī)院在采暖的病房中輸注溫度較低的藥液，輸液器管道中易產(chǎn)生氣泡，有被輸入患者血管中的隱患。第三大隱患：配藥檢查澄明度無適用燈具。目前我國特有的中藥注射劑，其臨床藥液配伍不當(dāng)會產(chǎn)生輕微的混濁、沉淀、絮狀物等現(xiàn)象，因此，在輸液配藥操作中要求檢查藥液

15、澄明度。目前護士檢查藥液澄明度的方法是：對白墻看，對光亮看，襯白衣袖看，這樣的檢查方法受治療室內(nèi)光線強弱的影響，檢查既不清晰也不規(guī)范。醫(yī)用自動裝藥系統(tǒng)采用機械操作代替人的手工勞動,自動化程度較高,雙管路測洗式結(jié)構(gòu)避免了諸多污染,設(shè)計過程中應(yīng)用了人體功能學(xué),操作較為舒適,簡便。在此基礎(chǔ)上完全可以通過微機進行控制實現(xiàn)全自動化操作,營造一個封閉的無菌環(huán)境徹底解決污染問題。隨著遠程通迅在醫(yī)院內(nèi)普及,醫(yī)生用電腦開處方,通過網(wǎng)絡(luò)傳送到配藥中心,由微機對處方進行分析,確定在同一瓶液體瓶所配的藥物及其劑量,實現(xiàn)全自動無污染配藥輸液。這樣護士就獲得解放,去專心護理病人,同時藥物的污染也得到解決。因此醫(yī)用全自動配

16、藥系統(tǒng)還有很大的空白和開發(fā)前景。醫(yī)用全自動配藥系統(tǒng)雖然可以解決配藥中的諸多污染,降低人體不良反應(yīng)和醫(yī)療事故發(fā)生的機率,解放護士的手工勞動,提高護理質(zhì)量,挽救病人的生命及有助于病人的康復(fù),但其研究和推廣存在著很大的障礙。其一醫(yī)院里遠程通信還未普及,系統(tǒng)無法從大夫那里直接得到處方信息進行自動處理。其二也是最為重要的一個障礙,現(xiàn)有的注射類藥品的包裝方式品種繁多,沒有一個統(tǒng)一的外型質(zhì)標準,要制造一臺全自動的配藥設(shè)備,現(xiàn)有的技術(shù)能夠完成,但將十分龐大,在沒有充分重視現(xiàn)有配藥方式嚴重問題的情況下,沒有一家醫(yī)院愿意花買一臺 CT 或 M 犯的錢去建立一個配藥中心。安瓶包裝在打開時必然造成一個開放環(huán)境,與外界

17、空氣相連通,造成空氣污染,其所裝藥品多為液體劑型,用機械操作在打開時極難做到不撒出或不被污染;其包裝藥品若為粉狀劑型,在其溶解和被抽出的過程中用機械操作則更加困難,在此情況下要營造一個封閉的環(huán)境,其運行成本也相對較高,直接影響到其研究和推廣應(yīng)用。即使能夠推廣應(yīng)用,現(xiàn)在瓶裝藥品封口多用橡膠塞,其細小顆粒產(chǎn)生也不能完全避免,仍然會造成熱源反應(yīng)及血管栓塞。因此,為了國人的生命和身體3健康建議國家有關(guān)部門對注射類藥品的包裝方式制訂一個統(tǒng)一的國家標準,取消安瓶易碎包裝,使用有利于機械化操作的藥品包裝方式。1.3 國內(nèi)外相關(guān)發(fā)展狀況國內(nèi)外相關(guān)發(fā)展狀況1.3.1 國外發(fā)展狀況國外發(fā)展狀況為規(guī)范臨床靜脈用藥調(diào)

18、配工作，提高輸液質(zhì)量，預(yù)防職業(yè)暴露，促進靜脈用藥的合理使用，保障患者的用藥安全，國外醫(yī)療行業(yè)普遍采取了建立靜脈用藥調(diào)配中心的做法。由于該產(chǎn)業(yè)巨大市場潛力，利潤豐厚，前景廣闊，大大刺激了各國在此領(lǐng)域的投入和發(fā)展，靜脈用藥調(diào)配中心市場已經(jīng)成為競爭最激烈的市場之一。據(jù)Frost&Sullivan 信息數(shù)據(jù)顯示，2000 年世界靜脈用藥調(diào)配中心設(shè)備市場容量超過 134 億美元，占世界醫(yī)療設(shè)備市場的 8，比 1999 年增長近 9，這一市場年均增長率有望保持 7的水平。在北美市場，產(chǎn)品銷售大約占世界市場的 43，歐亞市場占 45%，世界其它地區(qū)占 12。由于并購、收購、風(fēng)險投資的風(fēng)起云涌，壟斷的加劇已經(jīng)

19、迅速改變了整個競爭格局，世界幾大制造商：美國 GEMS、荷蘭 Philips Medical、德國 Siemens。中國靜脈用藥調(diào)配中心市場銷售額雖然比 1999 年有所提高，只占全球靜脈用藥調(diào)配中心市場銷售額的 3%，不到 5%。由此可見，靜脈用藥調(diào)配中心市場主體為美國、歐洲、日本等發(fā)達國家，這些國家對技術(shù)的壟斷直接導(dǎo)致國際市場被其壟斷和瓜分。這也說明靜脈用藥調(diào)配中心市場發(fā)展存在很顯著的不平衡，而不平衡就可能潛伏新的市場發(fā)展機遇。中國占全球 1/5 人口的國家，就是這個潛伏市場的所在地，這種潛在的勢頭近年來正在快速顯現(xiàn)出來。1969 年，世界上第一個靜脈用藥調(diào)配中心建于美國俄亥俄州州立大學(xué)醫(yī)

20、院。隨后，美國及歐洲各國的醫(yī)院紛紛建立了自己的靜脈用藥調(diào)配中心。這些中心建立后，隨著無菌技術(shù)的發(fā)展，過去由于輸液配置中失誤或污染造成對患者的傷害，已從上個世紀 70 年代的 20%降至如今的 10%以下了。迄今，美國 93%的營利性醫(yī)院、100%的非營利性醫(yī)院都建有規(guī)模不等的靜脈用藥調(diào)配中心。歐洲、澳大利亞和日本的大型醫(yī)院也都建有自己的“靜脈用藥調(diào)配中心”（見表 1.1）。表 1.1 國外靜脈藥物配置服務(wù)的進展情況4年份國家醫(yī)院類型開展服務(wù)的百分數(shù)摘自文獻19821992美國非政府醫(yī)院79%（平均）美國醫(yī)院藥師協(xié)會藥學(xué)研究19931998美國聯(lián)邦政府醫(yī)院89%100%（1999 年）美國醫(yī)院藥

21、師協(xié)會藥學(xué)研究1999澳大利亞國立及醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院80%90%（包括全靜脈營養(yǎng)液和化療藥物）藥師協(xié)會聯(lián)邦理事會19941999日本政府醫(yī)院部分區(qū)域性集中沖配MCA NHS相關(guān)報道;目前，在歐美發(fā)達國家，不但大型醫(yī)院建有自己的靜脈用藥調(diào)配中心，而且，一些國家開始探索建立地區(qū)性靜脈用藥調(diào)配中心。這種靜脈用藥調(diào)配中心可以為診所、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)體系以及小型醫(yī)院提供輸液配藥服務(wù)，如美國 Carilion 配置中心就可為該地區(qū)的 3 家醫(yī)院和 1 家社區(qū)健康服務(wù)中心提供配藥服務(wù)。以上這些組織仍在不斷地研究和探索，他們希望找出更適合靜脈用藥調(diào)配中心管理的相關(guān)法則和技術(shù)標準，以促進靜脈用藥調(diào)配中心更好的發(fā)展，

22、為治療人類疾病服務(wù)。西方發(fā)達國家對靜脈用藥調(diào)配環(huán)境進行了“徹底的革命”，這給我國醫(yī)療工作者解決這方面的問題帶來了啟示。1.3.2 國內(nèi)發(fā)展狀況國內(nèi)發(fā)展狀況隨著現(xiàn)代醫(yī)藥科技的發(fā)展，液體藥物靜脈輸注的治療模式已由開放式半開放式向著全密閉式的輸液方式轉(zhuǎn)換。在世界制藥行業(yè)，藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）的實施，使藥品在生產(chǎn)的全過程中，以質(zhì)量為核心，進行全生產(chǎn)過程的動態(tài)管理控制，以保證生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的藥品。在藥品流通環(huán)節(jié)，藥品經(jīng)營質(zhì)量管理規(guī)范（GSP）的實施，使藥品在采購、儲存、配送的過程中，藥品質(zhì)量也能得以保證。目前，醫(yī)院的臨床用藥：藥物的溶解、混合調(diào)配均在非潔凈的環(huán)境中進行，而輸液則在半開放的狀態(tài)下進行

23、，由此所造成的藥物污染、配伍不合理、藥物不良反應(yīng)、交叉感染、交叉耐藥，以及操作人員長期吸入或接觸化療藥品、抗生素等藥物而導(dǎo)致身體損害等問題則無可避免。長此以往，不僅會降低藥物的臨床療效，甚至引發(fā)嚴重的事故，同時還會損害醫(yī)務(wù)人員的身體健康。這種先潔凈后污染的情況使得優(yōu)質(zhì)藥品在臨床用藥過程中不能保證質(zhì)量和發(fā)揮應(yīng)有的療效。5為解決上述問題，靜脈用藥集中調(diào)配中心既 PIVAS 應(yīng)運而生。1969年，世界上第一所 PIVAS 建立于美國俄亥俄州州立大學(xué)醫(yī)院。隨后，美國及歐洲各國的醫(yī)院紛紛建立起自己的 PIVAS。靜脈藥物配置中心在發(fā)達國家是醫(yī)院藥學(xué)工作必不可少的一部分。我國第一個靜脈藥物配置中心于199

24、9年在上海市靜安區(qū)中心醫(yī)院建立。此后廣東、上海、江蘇、山東及其他省市也相繼建立靜脈藥物集中調(diào)配中心，至今全國已建立中心幾百家以上。我國衛(wèi)生部2002年頒布的“醫(yī)療機構(gòu)藥事管理暫行規(guī)定”中指出：要根據(jù)臨床需要逐步建立全靜脈營養(yǎng)（TPN）和腫瘤化療藥物等靜脈藥物配置中心，實行集中配置和供應(yīng)。2010年4月國家衛(wèi)生部頒布了“靜脈用藥集中調(diào)配質(zhì)量管理規(guī)范”。隨著規(guī)范的執(zhí)行，越來越多的醫(yī)院正在建立靜脈藥物配置中心。但是，PIVAS 工作的弊端也是比較明顯的：一是 PIVAS 是一個高風(fēng)險的科室，全醫(yī)院上千患者、每天幾千袋液體、上萬支靜脈用藥都通過 PIVAS 安全配置后送入臨床，不容許半點疏忽，每個工作

25、人員不但要有較高的專業(yè)素質(zhì)和責(zé)任心，而且要有奉獻精神和較強的心理素質(zhì)，這就在人員選擇上增加了難度。二是工作量大，以三級甲等醫(yī)院為例，一般三級甲等醫(yī)院大都有1500張床位以上，以1個病人平均3袋液體計算，全院每天需配置4000袋左右液體。三是 PIVAS 日常消耗性費用較大，如果再加上人工、設(shè)備與房屋折舊等費用，問題就更大了。在資金投入大、醫(yī)療成本提高的情況下，沒有獲得服務(wù)收費標準，醫(yī)療機構(gòu)也缺乏推廣這項工作的動力。四是目前大多數(shù)醫(yī)院對 PIVAS 認識還有些模糊，大多數(shù)業(yè)內(nèi)人對 PIVAS 的概念不清楚。因此，在開展 PIVAS 工作時，醫(yī)院要結(jié)合實際情況做決策。作為新生事物的靜脈用藥調(diào)配中心

26、，雖然存在這樣那樣的問題，但是它也有自己的優(yōu)勢。如優(yōu)化人力資源配置，節(jié)約護理人員，把時間還給護士，把護士還給病人，使藥師從單純發(fā)藥等簡單重復(fù)勞動中解放出來，充分發(fā)揮其各自專業(yè)優(yōu)勢；促進臨床藥學(xué)全新的發(fā)展，藥師通過審方、合理用藥設(shè)計、參與臨床查房、收集藥品不良反應(yīng)（ADR）信息、參與制定用藥方案、確保用藥安全等。國內(nèi)各大醫(yī)院靜脈用藥調(diào)配中心之所以沒有在大醫(yī)院中得到普及，國家要求、行業(yè)標準限制只是其中一方面，還有很重要的一個因素是各大醫(yī)院對靜脈用藥調(diào)配中心的建立認識還不夠全面。如果各個醫(yī)院能意識到建立“靜脈用藥調(diào)配中心”在提高醫(yī)療質(zhì)量和醫(yī)院管理水平方面的巨大推動作用沒有國家要求和行業(yè)標準的規(guī)定，他

27、們自然也會有積極性和動力來推動靜脈用藥調(diào)配中心的建設(shè)。61.4 本次設(shè)計的要求本次設(shè)計的要求1.4.1 圖紙要求圖紙要求提交完整的機構(gòu)裝配圖及主要零部件圖。圖紙繪制符合國家標準，要有完備的尺寸和精度、形位精度、表面粗糙度、裝配關(guān)系及其他技術(shù)要求。零件圖不能全畫成同一類零件（比如軸類），各種類型的代表零件都需要有。1.4.2 圖量要求圖量要求工程繪圖量不少于折合成圖幅為 A0 號的圖紙 2.5 張，計算機輔助繪圖和手工繪圖均可。1.4.3 設(shè)計說明書要求設(shè)計說明書要求字數(shù)至少 1.5 萬字（字數(shù)為不含插圖折合字數(shù)），要求有完備合理的設(shè)計方案，必要的設(shè)計計算和校核部分。說明書用詞恰當(dāng)，撰寫格式符合

28、本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模板。1.4.4 查閱和檢索資料要求查閱和檢索資料要求文獻類 15 篇以上，其中近五年的文獻類資料 3 篇以上，外文文獻不少于 3篇，外文文獻翻譯漢字 3000 字以上。1.4.5 設(shè)計要求設(shè)計要求 本次為輸液配藥機機械部分設(shè)計，總體要求能夠?qū)崿F(xiàn)配藥過程。72 方案的比較和確定方案的比較和確定2.1 方案一方案一我們采用固定式的方式裝夾藥瓶，通過齒輪齒條的移動來完成藥瓶的動作。整個系統(tǒng)的傳動使用凸輪來完成。如圖 2.1方案一為最初方案，其中部分內(nèi)容和方案二相同。為了實現(xiàn)機構(gòu)更好的對中，我們采用半圓弧的結(jié)構(gòu)夾住藥瓶，用定位板定位上下方向的自由度，確保瓶口保持在同一平面上。凸輪轉(zhuǎn)動促

29、使機構(gòu)上下移動，同時可以把藥搖勻。當(dāng)該機構(gòu)處于最下方位置時停止移動，此時可以準確的控制注射器的位置，便于吸藥。采用凸輪傳動完成機構(gòu)上下的移動，同時把藥搖勻。注射器可以左右上下移動及翻轉(zhuǎn)。圖 2.1 方案一的裝配簡圖82.2 方案二方案二 該方案中我們采用可調(diào)式夾持裝置裝夾藥瓶，通過液壓裝置實現(xiàn)該動作。采用凸輪傳動實現(xiàn)藥瓶的搖動。如圖 2.2 各部分的動作實現(xiàn)圖 2.2 所示為粉濟瓶的裝夾和搖動，及蒸餾水瓶的安裝和安倍瓶的安裝位置。原理同方案一。實現(xiàn)機構(gòu)更好的對中，我們采用半圓弧的結(jié)構(gòu)夾住藥瓶，用定位板定位上下方向的自由度，確保瓶口保持在同一平面上。凸輪轉(zhuǎn)動促使機構(gòu)上下移動，同時可以把藥搖勻。當(dāng)

30、該機構(gòu)處于最下方位置時停止移動，此時可以準確的控制注射器的位置，便于吸藥。采用凸輪傳動完成機構(gòu)上下的移動，同時把藥搖勻。注射器可以實現(xiàn)上下左右移動及翻轉(zhuǎn)，同時可以實現(xiàn)活塞的運動。當(dāng)瓶子高度比針的長度大時，就得使瓶子和針同時傾斜以完成吸藥凸輪的設(shè)計簡圖。如圖 2.3 圖 2.2 方案二的裝配簡圖9圖 2.3 凸輪的設(shè)計簡圖2.3 方案三方案三方案三采用框架式電磁鐵控制夾持裝置。上下分為兩個轉(zhuǎn)盤，其動作都由中間軸來帶動實現(xiàn)，上面轉(zhuǎn)盤為西林瓶轉(zhuǎn)盤，藥瓶由人手動放于轉(zhuǎn)盤上，電磁鐵通電可以使夾瓶器張開，放上瓶子后，電磁鐵斷電可以使夾瓶器加緊，電磁鐵夾瓶器還能保證藥瓶的對中，而且不易脫落，下部分為安瓿瓶轉(zhuǎn)

31、盤，猶豫安瓿瓶大都為玻璃瓶，里面藥物大都是液體，而且全瓶身都為玻璃，打碎后不能恢復(fù)，轉(zhuǎn)盤上還是和上部分一樣，都為電磁鐵夾瓶器，電磁鐵通電可以是夾瓶器張開，護士手動放上安瓿瓶，電磁鐵夾瓶器可以自動對中，并能保證整體轉(zhuǎn)動的時候不易脫落，電磁鐵斷電后，夾瓶器加緊藥瓶，整體運動，整個藥瓶夾上后，通電，針頭可以上下移動，上下轉(zhuǎn)動，上下移動可以保證針尖扎入瓶子，針管吸取靠液壓裝置，吸取后可以轉(zhuǎn)動向下方，有兩部分運動帶動可以吸取下方安瓿瓶中的液體。將西林瓶及安瓿瓶放置于圓形轉(zhuǎn)盤上，通過旋轉(zhuǎn)運動與注射器配合完成抽吸藥的動作，從而使注射器少去了一個旋轉(zhuǎn)運動，注射器的裝夾也有所改變。主視圖 如圖 2.4，俯視圖

32、如圖 2.5，左視圖 如圖 2.6。10圖 2.4 主視圖簡圖 圖 2.5 俯視圖簡圖11 圖 2.6 左視圖簡圖 各部分動作的實現(xiàn)：采用框架式電磁鐵夾瓶器可以更好的實現(xiàn)西林瓶和安瓿瓶的裝夾，并且注射器的運動也能更好的完成?？蚣苁诫姶盆F夾瓶器如圖 2.7 所示。使用步進電機完成轉(zhuǎn)盤上的西林瓶以及安瓿瓶的轉(zhuǎn)動。西林瓶在轉(zhuǎn)盤上是安裝方式如圖 2.8 所示。注射器的運動。步進電機促使注射器旋轉(zhuǎn)，通過與上邊的液壓缸配合完成抽吸藥的動作，與下面的液壓缸配合實現(xiàn)整個裝置的上下運動。注射器的裝夾機運動原理圖如圖 2.9 所示，注射器的運動如圖 2.10 所示。圖 2.7 框架式電磁鐵夾瓶器12 圖 2.8

33、西林瓶在轉(zhuǎn)盤上是安裝方式 圖 2.9 注射器的裝夾機運動原理圖13 圖 2.10 注射器的運動2.4 方案的選擇方案的選擇a.方案一與方案二的比較 方案一與方案二的比較 考慮到藥瓶的規(guī)格不同，為了滿足各種瓶子的裝夾需求，需要采用可調(diào)式裝夾機構(gòu)，為了保證裝夾精度，我們采用液壓裝置來實現(xiàn)該動作。經(jīng)比較，方案二更合理。b.方案二與方案三的比較 方案二與方案三的比較 方案二中，采用凸輪傳動機構(gòu)實現(xiàn)西林瓶的振動，但是凸輪機構(gòu)加工困難并且精度較低，由于凸輪與推桿之間為點或線接觸，易產(chǎn)生較大壓強，造成機構(gòu)磨損。同時凸輪機構(gòu)產(chǎn)生的動力不平衡，不適用于傳遞較大動力的場合。方案三中采用的是轉(zhuǎn)盤運動實現(xiàn)西林瓶的振動

34、。通過轉(zhuǎn)盤的一轉(zhuǎn)一停完成藥瓶的振動需求，轉(zhuǎn)盤式振動產(chǎn)生的動力比較平穩(wěn)，并且可以減少一個運動的控制，從而取消注射器的左右移動。方案二中的夾瓶器先用的是液壓缸驅(qū)動，方案三中采用的是框架式電磁鐵，二者比較，液壓缸成本相對較高，且體積較大控制復(fù)雜，框架式電磁鐵只需要控制通斷電即可。方案二中注射器的運動是靠活塞的運動來完成，可靠性不高且易晃動。方案三中采用的是輕型拉桿式液壓缸來完成注射器的抽吸藥和注射器上下的運動，拉桿液壓缸，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，安裝形式多樣且容易變換、易裝易拆。配件及維修也方便。至于注射器的轉(zhuǎn)動則采用步進電機來實現(xiàn)，提高了精度和可行性。c.結(jié)論 結(jié)論 綜上所述方案三可行，在設(shè)計過程中也是

35、按照方案一二三的順序設(shè)計方案的。通過各方面的對比，最終采用的方案三。143 主要零部件的選擇設(shè)計及計算主要零部件的選擇設(shè)計及計算3.1 總裝配圖及部件裝配圖總裝配圖及部件裝配圖總裝配圖 PYJ。見圖紙 PYJ 如圖 3.1部件裝配圖 PYJ-2。見圖紙 PYJ-2 如圖 3.2部件裝配圖 PYJ-8。見圖紙 PYJ-8 如圖 3.3 圖 3.1 總裝配圖15圖 3.2 部件裝配圖圖 3.3 部件裝配圖163.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配尺寸及公差軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配尺寸及公差3.2.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計a.軸的毛肧 軸的毛肧 軸的毛坯一般采用圓鋼、鍛造或焊接獲得，由于鑄造品質(zhì)不易保證，較少選用

36、鑄造毛坯。軸主要由三部分組成。軸上被支承，安裝軸承的部分稱為軸頸；支承軸上零件，安裝輪轂的部分稱為軸頭；聯(lián)結(jié)軸頭和軸頸的部分稱為軸身。軸頸上安裝滾動軸承時，直徑尺寸必須按滾動軸承的國標尺寸選擇，尺寸公差和表面粗糙度須按規(guī)定選擇；軸頭的尺寸要參考輪轂的尺寸進行選擇，軸身尺寸確定時應(yīng)盡量使軸頸與軸頭的過渡合理，避免截面尺寸變化過大，同時具有較好的工藝性。b.軸頸、軸頭、軸身 軸頸、軸頭、軸身 軸主要由軸頸、軸頭、軸身三部分組成：軸頸指軸上同一直徑的一段軸或直徑不等但形成的外圓表面是均勻連續(xù)的圓錐面，主要是外圓表面必須是均勻連續(xù)的，不能有軸肩或凹槽斷開，一般是軸上用來安裝軸承的地方，這樣的一段軸稱之

37、為軸頸。在工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，軸頭也指軸的兩端，軸是支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件，一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑，機器中作回轉(zhuǎn)運動的零件就裝在軸上。而軸的兩端部分通常稱為軸頭。軸頭部分的作用通常是安裝軸承，起到承載軸上設(shè)備運轉(zhuǎn)的作用。聯(lián)接軸頸和軸頭的部分叫做軸身。軸頸和軸頭的直徑應(yīng)該按規(guī)范取圓整尺寸，特別是裝滾動軸承的軸頸必須按軸承的內(nèi)直徑選取。軸頸、軸頭與其相聯(lián)零件的配合要根據(jù)工作條件合理地提出，同時還要規(guī)定這些部分的表面粗糙度，這些技術(shù)條件對軸的運轉(zhuǎn)性能關(guān)系很大。為使運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必要時還應(yīng)對軸頸和軸頭提出平行度和同軸度等要求。對于滑動軸承的軸頸，有時還須提出表

38、面熱處理的條件等。從節(jié)省材料、減少質(zhì)量的觀點來看，軸的各橫截面最好是等強度的。但是從加工工藝觀點來看，軸的形狀卻是愈簡單愈好。簡單的軸制造時省工，熱處理不易變形，并有可能減少應(yīng)力集中。當(dāng)決定軸的外形時，在能保證裝配精度的前提下，既要考慮節(jié)約材料，又要考慮便于加工和裝配。因此，實際的軸多做成階梯形(階梯軸)，只有一些簡單的心軸和一些有特殊要求的轉(zhuǎn)軸，才做成具有同一名義直徑的等直徑軸。c.軸上零件的聯(lián)接.軸上零件的聯(lián)接 軸上零件常以其轂和軸聯(lián)接在一起。軸和轂的固定可分為軸向固定和周向固定兩類。(1)軸上零件的軸向固定，軸上零件軸向固定的方法有：軸肩(或軸環(huán))、擋圈、圓螺母、套筒、圓錐形軸頭等。軸肩

39、結(jié)構(gòu)簡單，可以承受較大的軸向力；螺釘鎖緊擋圈用緊定曙釘固定在軸上，在軸上零件兩側(cè)各用一上擋圈時，可任意調(diào)17整軸上零件的位置，裝拆方便，但不能承受大的軸向力，且釘端坑會引起軸應(yīng)力集中；當(dāng)軸上零件一邊采用軸肩定位時，另一邊可采用套筒定位，以便于裝拆；如果要求套筒很長時，可不采用套筒而用螺母固定軸上零件，螺母也可用于軸端；軸端擋圈常用于軸端零件的固定；圓錐形軸頭對中好，常用于轉(zhuǎn)速較高時，也常用于軸端零件的固定。(2)軸上零件的周向固定，周向固定的方法可采用鍵、花鍵、成形、彈性環(huán)、銷、過盈等聯(lián)接，通稱軸轂聯(lián)接。d.軸結(jié)構(gòu)設(shè)計原則：.軸結(jié)構(gòu)設(shè)計原則：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)

40、計的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況，軸承的類型與尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運輸，對軸的變形等因素有關(guān)。設(shè)計者可根據(jù)軸的具體要求進行設(shè)計，必要時可做幾個方案進行比較，以便選出最佳設(shè)計方案，以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計原則：(1)節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀；(2)易于軸上零件的精確定位、穩(wěn)定、裝配、拆卸和調(diào)整；(3)采用各種減小應(yīng)力集中和提高強度的結(jié)構(gòu)措施；(4)便于加工制造和保證精度。e.加工精度加工精度 (1)尺寸精度 軸類零件的尺寸精度主要指軸的直徑尺寸精度和軸長尺寸精度。按使用要求，

41、主要軸頸直徑尺寸精度通常為 IT6-IT9 級，精密的軸頸也可達 IT5級。(2)幾何精度 軸類零件一般是用兩個軸頸支撐在軸承上，這兩個軸頸稱為支撐軸頸，也是軸的裝配基準。除了尺寸精度外，一般還對支撐軸頸的幾何精度（圓度、圓柱度）提出要求。對于一般精度的軸頸，幾何形狀誤差應(yīng)限制在直徑公差范圍內(nèi)，要求高時，應(yīng)在零件圖樣上另行規(guī)定其允許的公差值。(3)相互位置精度 軸類零件中的配合軸頸（裝配傳動件的軸頸）相對于支撐軸頸間的同軸度是其相互位置精度的普遍要求。通常普通精度的軸，配合精度對支撐軸頸的徑向圓跳動一般為 0.01-0.03mm，高精度軸為 0.001-0.005mm。它由軸上安裝零件類型、尺

42、寸及其位置、零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況，軸承的類型與尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運輸，對軸的變形等因素有關(guān)。此外，相互位置精度還有內(nèi)外圓柱面的同軸度，軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。183.2.2 圖形關(guān)系圖形關(guān)系軸 1 的零件圖。如圖 3.4圖 3.4 軸 1 的零件圖軸 2 的零件圖。如圖 3.5圖 3.5 軸 2 的零件圖193.2.3 查表以及計算查表以及計算軸 1 的基本尺寸55，55 確定以后，選擇的軸承。因為軸承是標準件，所以選用的基孔制。配合公差為55H7/m6。軸 1 的基本尺寸60，60 確定以后。因為基準制的選擇中一般先選擇基孔制。配合

43、公差為60H7/js6。軸 2 的基本尺寸20，20 確定以后，選擇的軸承。因為軸承是標準件，所以選用的基孔制。配合公差為20H7/m6。軸 2 的基本尺寸12，12 確定以后。因為基準制的選擇中一般先選擇基孔制。配合公差為12H7/js6。材料的選擇，軸 1 和軸 2 的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 50Mn。其特性及應(yīng)用為：彈性、強度、硬度均高，多在淬火與回火后應(yīng)用，在某些情況下也可在正火后應(yīng)用，焊接性差，用于制造耐磨性要求很高、在高負荷作用下的熱處理零件，如齒輪、齒輪軸、摩擦盤和截面在 80mm 以下的心軸等。3.2.4 強度校核強度校核計算公式：彎曲應(yīng)力，(3.1)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，(3.2)用第三強

44、度理論計算當(dāng)量合成彎矩和合成應(yīng)力 (3.3)(3.4)式中 WM 彎矩(Nmm)nM 扭矩(Nmm)WW 抗彎斷面系數(shù)(mm)nW 抗扭斷面系數(shù)(mm)K 應(yīng)力集中系數(shù)T=5.0（電機的最大轉(zhuǎn)矩）Wt=0.2D3=0.2*12*12*12=345.6 T=T/Wt=5.0*10-3*106/345.6=14.46MpaT KWMWMKnnWWnW4422222nWWMMWKWWWWMnnnWM20T=2545/Mpa 故軸的強度滿足要求。3.3 軸承的選擇軸承的選擇軸承是在機械傳動過程中起固定和減小載荷摩擦系數(shù)的部件。也可以說，當(dāng)其它機件在軸上彼此產(chǎn)生相對運動時，用來降低動力傳遞過程中的摩擦系

45、數(shù)和保持軸中心位置固定的機件。軸承是當(dāng)代機械設(shè)備中一種舉足輕重的零部件。它的主要功能是支撐機械旋轉(zhuǎn)體，用以降低設(shè)備在傳動過程中的機械載荷摩擦系數(shù)。按運動元件摩擦性質(zhì)的不同，軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩類。由于本設(shè)計中兩處軸承既要承受有重力帶來的軸向載荷和轉(zhuǎn)動帶來的徑向載荷，故選則角接觸球軸承。角接觸球軸承可以同時承受徑向載荷及軸向載荷，也可以單獨承受軸向載荷。能在較高轉(zhuǎn)速下正常工作。由于一個軸承只能承受單項的軸向力，因此，一般成對使用。承受軸向載荷的能力與接觸角 有關(guān)。接觸角越大的，承受軸向載荷的能力也越高。軸 1 的尺寸為55，遂選擇 GB/T292-1994-7211C（=250）軸 2

46、 的尺寸為20，遂選擇 GB/T292-1994-7204C（=150）角接觸球軸承使用壽命與安裝有很大關(guān)系，應(yīng)注意以下事項:(1)軸承安裝應(yīng)在無塵，潔凈的房間內(nèi)進行，軸承要經(jīng)過精心選配，軸承用隔圈要經(jīng)過研磨，在保持內(nèi)外圈隔圈等高的前提下，隔圈平行度應(yīng)控制在 1um以下；(2)軸承安裝前應(yīng)清洗干凈，清洗時內(nèi)圈斜坡朝上，手感應(yīng)靈活，無停滯感，晾干后，放入規(guī)定量油脂，如屬油霧潤滑應(yīng)放入少量的油霧油；(3)軸承安裝應(yīng)采用專門工具，受力均勻，嚴禁敲打；(4)軸承存放應(yīng)清潔通風(fēng)，無腐蝕氣體，相對濕度不超 過 65%，長期保管應(yīng)定期防銹。3.3.1 角接觸球軸承的摩擦系數(shù)與潤滑角接觸球軸承的摩擦系數(shù)與潤滑

47、角接觸球軸承的摩擦力矩可按軸承內(nèi)徑由下式計算:M=UPd/2(M:摩擦力矩,單位：mN.m；U:摩擦系數(shù)，如下所示；P：軸承負荷，單位：N；d：軸承公稱內(nèi)徑，單位：mm)。摩擦系數(shù) U 受軸承形式、軸承負荷、轉(zhuǎn)速、潤滑方式等的影響較大，一般條件下穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時的摩擦系數(shù)參考如下所示。軸承型式 摩擦系數(shù) u深溝球軸承 0.0010-0.001521角接觸球軸承 0.0012-0.0020調(diào)心球軸承 0.0008-0.0012圓柱滾子軸承 0.0008-0.0012滿裝型滾針軸承 0.0025-0.0035帶保持架滾針軸承 0.0020-0.0030圓錐滾子軸承 0.0017-0.0025調(diào)心滾子軸承

48、 0.0020-0.0025推力球軸承 0.0010-0.0015推力調(diào)心滾子軸承 0.0020-0.0025角接觸球軸承潤滑方式的選擇:角接觸球軸承是一種重要的機械元件，一臺機械設(shè)備的性能能否充分發(fā)揮出來要取決于軸承的潤滑是否適當(dāng)，可以說，潤滑是保證軸承正常運轉(zhuǎn)的必要條件，它對于提高軸承的承載能力和使用壽命起著重要作用。不論采用何種潤滑形式，潤滑在角接觸球軸承中都能起到如下作用：(1)(1)減少金屬間的摩擦，減緩其磨損。(2)(2)油膜的形成增大接觸面積，減小接觸應(yīng)力。(3)(3)確保角接觸球滾動軸承能在高頻接觸應(yīng)力下，長時間地正常運轉(zhuǎn)，延長疲勞壽命。(4)(4)消除摩擦熱，降低軸承工作表面

49、溫度，防止燒傷。(5)(5)起防塵、防銹、防蝕作用。3.4 電機的選擇及安裝電機的選擇及安裝3.4.1 電機轉(zhuǎn)矩的計算與選擇電機轉(zhuǎn)矩的計算與選擇 步進電機是工業(yè)過程控制及儀表中的主要控制元件之一。例如，在機械結(jié)構(gòu)中，可以用絲杠把角位移變成直線位移，也可以用它帶動螺旋電位器，調(diào)節(jié)電壓或電流，從而實現(xiàn)對執(zhí)行機構(gòu)的控制。在數(shù)字控制系統(tǒng)中，由于它可以直接接受從計算機來的數(shù)字信號，不需要進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，多有用起來比較方便，步進電機角位移與控制脈沖間精確同步。若角位移的改變轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性位移，位置，體積和流量等物理量的變化，便可實現(xiàn)對它們的控制。步進電機是一種感應(yīng)電機，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分

50、時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器。雖然步進電機已被廣泛地應(yīng)用，但步進電機并不能像普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進22電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一,廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講：當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號

51、，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步進角）?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。電機 1 轉(zhuǎn)矩的計算與選擇 電機 1 要克服的轉(zhuǎn)矩：(1)(1)軸 1 與其上面的零件對軸承的壓力產(chǎn)生的摩擦力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 M。(2)(2)轉(zhuǎn)盤上藥瓶的規(guī)格不一所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 T。計算如下：M=UPd/2=0.002x52.8x103x55/2=2904mN.M=2904N.mm T=90 x0.5x10=450N.mm Tmax=M+T=3354N.mm dmin=A0(P/n)(1/3)=112x(3

52、354/9550000)(1/3)=112x0.07=7.98mm 電機 2 轉(zhuǎn)矩的計算與選擇Tmax=|5.96x10 x100-1.75x10 x145|=3422.5N.mm dmin=A0(P/n)(1/3)=112x(3422.5/9550000)(1/3)8mm 由計算可得兩個電極的選用可以是相同的。考慮到電磁鐵的電線的彈性拉力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)盤和架板的不均勻等各種因素的影響，故選大一點的電機，含有這塊對電機的要求不高，所以選擇一般的電機皆可以滿足要求。Q 系列為分馬力單相電容起動步進電動機,本系列電動機具有起動轉(zhuǎn)矩高和起動電流小的良好特性,適用于各種滿載起動及起動慣量大的機械。起動

53、繞組串接一電解電容器,當(dāng)電動機起動后，轉(zhuǎn)速達到額定值的 80%左右時,離心開關(guān)使起動繞組和電解電容器從電路中斷開。步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一,廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。23表 3.6 步進電機的參數(shù) 圖 3.7 步進電機的尺寸簡圖型 號額定功率轉(zhuǎn)速(r/min)額定電流(A)效率(%)功率因素cos 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩(倍)堵轉(zhuǎn)電流(A)最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩(倍)Q6-M21/418028001.95600.703.0121.6Q6-L21

54、/325028002.51630.723.0151.6Q6-M41/612014001.96480.583.091.6Q6-L41/418014002.67520.592.8121.6Q7-S21/237028003.5650.742.8211.6Q7-M23/455028004.85680.762.8291.6Q7-S41/325014003.22580.612.8151.6Q7-M41/237014004.3620.632.5211.6Q8-S2175028006.25700.782.5371.6Q8-S43/455014005.83650.662.5291.6Q8-M4175014007

55、.27680.692.5371.6QG7-S41/612014001.85500.593.091.6QG7-M41/418014002.44560.602.8121.6243.5 框架式電磁鐵的選擇框架式電磁鐵的選擇框架式電磁鐵產(chǎn)生電磁的一種裝置。在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導(dǎo)電繞組，這種通有電流的線圈像磁鐵一樣具有磁性，它也叫做框架式電磁鐵。我們通常把它制成條形或蹄形狀，以使鐵芯更加容易磁化。另外，為了使電磁鐵斷電立即消磁，我們往往采用消磁較快的的軟鐵或硅鋼材料來制做。這樣的電磁鐵在通電時有磁性，斷電后磁就隨之消失?？蚣苁诫姶盆F產(chǎn)生電磁的一種裝置。在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導(dǎo)電繞組

56、，這種通有電流的線圈像磁鐵一樣具有磁性，它也叫做框架式電磁鐵。我們通常把它制成條形或蹄形狀，以使鐵芯更加容易磁化。另外，為了使電磁鐵斷電立即消磁，我們往往采用消磁較快的的軟鐵或硅鋼材料來制做。這樣的電磁鐵在通電時有磁性，斷電后磁就隨之消失。電磁鐵在我們的日常生活中有著極其廣泛的應(yīng)用，由于它的發(fā)明也使發(fā)電機的功率得到了很大的提高 框架式電磁鐵的技術(shù)與應(yīng)用分以下幾點：(1)(1)框架式電磁鐵在工業(yè)中的地位十分重要，是一種基本的電器，號稱為“電器之王”。磁鐵與除鐵設(shè)備市場的不斷發(fā)展和競爭的加劇，用戶不僅對電磁鐵與除鐵設(shè)備的質(zhì)量有了更高要求，而且對生產(chǎn)效率也提出了更高的要求。為了提高電磁鐵與除鐵設(shè)備的

57、質(zhì)量和生產(chǎn)效率，豐富我國產(chǎn)品種類，提升行業(yè)產(chǎn)品知名度，推動中國電磁鐵與除鐵設(shè)備行業(yè)發(fā)展，促進國內(nèi)外電磁鐵與除鐵設(shè)備技術(shù)的研究和應(yīng)用，組織一些活動。(2)(2)框架式電磁鐵包括起重電磁鐵、制動電磁鐵、牽引電磁鐵、推拉式電磁鐵、框架式電磁鐵、管狀式電磁鐵、旋轉(zhuǎn)式電磁鐵、保持式電磁鐵、雙向轉(zhuǎn)角電磁鐵、吸盤式電磁鐵、直流濕式閥用電磁鐵、交流濕式閥用電磁鐵、繡花機電磁鐵、永磁吸盤、磁鋼轉(zhuǎn)角電磁鐵、汽車電磁鐵、旋轉(zhuǎn)電磁鐵、拍打式電磁鐵、氣閥式電磁鐵、自動電器的電磁系統(tǒng)、電磁振動器、以及電磁鐵用到的軟鐵、硅鋼片、檔鐵、外套、鐵芯、線圈、整流控制設(shè)備和電磁鐵生產(chǎn)設(shè)備。電磁除鐵器、永磁除鐵器、磁選機、磁輥、磁篩

58、等除鐵設(shè)備以及配套設(shè)備等等。(3)(3)框架式電磁鐵主要用于航空航天、機械、冶金、礦山、造船、電力電子、煤炭、礦山、電動工具、交通、起重運輸、家電、電機、門鎖、紡織、游戲機、醫(yī)療器材、健身器材、辦公設(shè)備、售貨機、智能玩具、建材、化工、塑料、玻璃、陶瓷、水泥、造紙、食品、飼料、水處理等行業(yè)生產(chǎn)商、經(jīng)營商，專業(yè)買家、海外貿(mào)易商、高等院校、科研院所及其它相關(guān)行業(yè)。25選擇的電磁鐵 SQ0726-24V-2,如圖 3.8 所示。圖 3.8 電磁鐵的參數(shù)3.6 液壓缸的選擇液壓缸的選擇浙江漢達專業(yè)設(shè)計制造各種輕型拉桿式液壓缸，經(jīng)營品牌【漢力達】。拉桿液壓缸為公司優(yōu)勢產(chǎn)品，制造經(jīng)驗豐富。輕型拉桿式液壓缸的

59、缸筒采用無縫鋼管，根據(jù)工作壓力不同，可選用不同壁厚的鋼管，其內(nèi)徑加工精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，安裝連接方式多樣。且有低速性能好和緩沖性能穩(wěn)定的優(yōu)點，壓力范圍在3.5-21MPA,廣泛應(yīng)用于機床、輕紡、塑料和農(nóng)業(yè)等機械設(shè)備的液壓系統(tǒng)中?！纠瓧U式液壓缸的結(jié)構(gòu)及特點】結(jié)構(gòu)：拉桿式液壓缸結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、零件通用化程度較高、制造成本低、適用于批量生產(chǎn)。26 特點：液壓缸前、后端蓋與鋼筒用四根（方形端蓋）或六根（圓形端蓋）拉桿來鏈接，前、后端蓋為正方形、長方形或圓形；鋼筒選用高精度冷拔管，按行程長度切割成型，一般內(nèi)表面不需要加工（或只作精加工）既能達到使用要求。前、后端蓋和活塞等主要零件均為通用件?！?/p>

60、技術(shù)參數(shù) 型號說明】YGCD/dE200TB4111YC種類：C=差動缸；D=等速缸D/d缸徑/桿徑E壓力等級：C=7MPa;E=16MPa;D=21MPa200行程 mmTB安裝方式：TB=拉桿伸出缸頭端；TC=拉桿伸出缸蓋端；TD=拉桿伸出兩端；JJ=缸頭矩形法蘭；HH=缸蓋矩形法蘭；C=側(cè)面凸耳；B=缸蓋固定耳環(huán)；BB=缸蓋固定雙耳環(huán)；SBd=缸蓋固定耳環(huán)帶球面軸承；D=缸頭耳軸；DB=缸蓋耳軸；DD=中間固定耳軸4活塞桿端方式：3=非標準活塞桿端；4=活塞桿端外螺紋；9=活塞桿端內(nèi)螺紋1油口連接方式：1=英制內(nèi)螺紋；2=公制內(nèi)螺紋1油口位置1緩沖位置：1=兩端緩沖；2=無桿腔緩沖；3=

61、有桿腔緩沖；4=兩端無緩沖Y活塞桿延長長度以 mm 為單位用文字書寫不填為無此選項一進一步說明 液壓缸的推力計算缸徑為40 的最大推力 F=10.5*106*8.6*10-4=9030N 由于設(shè)備中兩個液壓缸所承受的力度都不大所以選擇最小缸徑的40 液壓缸即可。故選擇的液壓缸為 YG-D40E*80-FA92113.7 彈簧的選擇彈簧的選擇彈簧的參數(shù)性能表。如表 3.10選擇的彈簧型號為 GB/T2089-1994-0.5-7。圈數(shù)選 2.5 圈。自由長度 H0=0.5*2+1.5*4.13=7.1mm 壓縮長度 k=7.1-4.6=2.5mm 彈力的計算 F=kx=1.8*2.5=4.5N

62、274 裝配圖的具體內(nèi)容及各部分的工作方式裝配圖的具體內(nèi)容及各部分的工作方式4.1 全部零件的清單及標準件的來源全部零件的清單及標準件的來源裝配圖 PYJ 的明細欄見圖紙 PYJ 明細欄。裝配圖 PYJ-2 的明細欄見附件圖紙 PYJ-2 明細欄。裝配圖 PYJ-8 的明細欄見附件圖紙 PYJ-8 明細欄。備注欄示例：6-181 標準件來自參考文獻 6 第 181 頁。6.62KG 表示該零件的質(zhì)量為 6.62KG。4.2 各零件的質(zhì)量計量及裝配圖的質(zhì)量計算各零件的質(zhì)量計量及裝配圖的質(zhì)量計算M=V=7.8V PYJ-1 V=960+804+1944=3708 M=7.8*3708=29KG P

63、YJ-2-1V=1325 M=7.8*1325=10.3KG PYJ-2-2、PYJ-2-3、PYJ-2-4M=0.2*2+0.24*2+0.045*2+0.03=1KG PYJ-2-5M=0.2*2+0.24*2+0.045*2+0.25=1.22KG PYJ-2M=10.3+1*3+1.22=14.52KG PYJ-3V=2569 M=7.8*2569=20KG PYJ-4M=10.3+0.97*4=14.18KG PYJ-5V=27.6 28M=7.8*27.6=0.2KG PYJ-6V=22.7 M=7.8*22.7=0.18KG PYJ-7V=33600-12400=21200 M=

64、7.8*21200=165.36KG PYJ-8-1V=36 M=7.8*36=0.28KG PYJ-8-2V=22.7 M=7.8*22.7=0.18KG PYJ-8-3V=812 M=7.8*812=6.34KG PYJ-8-4V=107+123=230 M=7.8*230=1.8KG PYJ-8M=0.28+0.18+6.34+1.8+0.02+5+5+0.045+2.7=21.365KG PYJM=29+14.52+20+14.18+0.2*2+0.18+165.36+21.365+2.7=267.705KG 4.3 各部件的作用各部件的作用兩個框架式電磁鐵用于裝夾藥瓶。西林藥瓶和注射

65、液瓶安放在西林瓶轉(zhuǎn)盤上，可以來回轉(zhuǎn)動實現(xiàn)振動，并和注射器對中。安瓿藥瓶安放在安瓿瓶轉(zhuǎn)盤上，可以來回轉(zhuǎn)動實現(xiàn)注射器對中。兩轉(zhuǎn)盤由步進電機實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。PYJ-8 中的步進電機可以使注射器上下翻轉(zhuǎn)，液壓缸使注射器上下移動實現(xiàn)配藥。295 使用及改進使用及改進5.1 使用說明書使用說明書1)輸液配藥機用于醫(yī)療中靜脈注射前的配藥過程。2)操作步驟如下：使框架式電磁鐵通電后，分別放入注射器、安瓿瓶（去瓶尖）、西林瓶（去除鐵皮）、注射液瓶（去除鐵皮）到相應(yīng)的位置。使框架式電磁鐵斷電，夾緊放入的各種器件。PYJ-8 中的電機使注射器翻轉(zhuǎn)，液壓缸使其上下移動，按照配藥的順序進行配藥。配藥完成后，框架式電磁鐵通電，

66、取出各種器件。3)由于此次設(shè)計，只設(shè)計了機械部分，電路和液壓控制都還沒有設(shè)計，可以根據(jù)上面的使用方法進行控制部分的設(shè)計工作。5.2 存在的問題及改進方法存在的問題及改進方法由于輸液配藥機的設(shè)計參考資料很少，本次設(shè)計從方案到各部分動作的實現(xiàn)都是自己完成的，所以存在不少的問題。比如：(1)殼體太高 (2)總體質(zhì)量太大，使得成本增高、加工制造難加大。(3)射器的裝夾方案使得裝夾精度下降。(4)件 PYJ-8 中的平衡不是很精確。因為畢業(yè)設(shè)計時間有限，對于存在的問題沒有及時的改進?，F(xiàn)在提出下幾點改進方法。(1)殼體太高，是因為在選擇液壓缸的時候，查找的資料中，最小缸徑為40，計算出來的強度和推力很大，如果選用更小缸徑的液壓缸可以在很大程度上降低殼體的高度。(2)因為設(shè)計過程中，沒有太多的強度的校核，為了保證強度，設(shè)計的尺寸基本都有所偏大，對該設(shè)計進行強度的校核等優(yōu)化設(shè)計可以讓質(zhì)量大大減小降低成本。(3)對于注射器的裝夾精度的提高，可以改用 V 型塊定位。(4)關(guān)于部件 PYJ-8 中的平衡計算，可以使用 UG 建模，可以比較精確的確定質(zhì)心，用以計算平衡。305.3 優(yōu)化方案優(yōu)化方案5.3.1