基于减速电机微量药物输送系统研制

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1、2012年第3l卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)99基于减速电机的微量药物输送系统的研制侯雅萍，吕坤勇，谷雪莲(1．上海理工大学医疗器械与食品学院。上海2000932．上海微创生命科技有限公司，上海201318)摘要：介绍一种以直流电机为动力元件的驱动减速齿轮箱，实现微量药物输送的系统。采用单片机与光电传感器控制电机转动的圈数，实现药物的微量输注。阐述了系统的驱动机构和药量输送的控制方法。通过实验验证，输注精度为-2．3％-2．9％，满足临床应

2、用要求，且稳定性高。此方法适于微型化，可为该类型微小尺寸装置的设计提供有意义的借鉴。关键词：药物输送；直流电机；减速齿轮；光电传感器中图分类号：TP271文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)02-0099-03ResearchandfabricationofamicrodrugdeliverysystembasedonreductionmotorHOUYa．ping，蚰Kun．yong，GUXue．1ian(1．SchoolofMedicalInstrumentandFoodEngineer

3、ing，TheUniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China；2．ShanghaiMicroPortLifescienceCo．Ltd，Shanghai201318，China)Abstract：AmicrodrugdeliverysystemusingaDCmotorastheactuatortodrivethegearboxispresented．Microcontrollerandphotoelectricsensorha

4、vebeenintroducedtocontroltherotationcirclesofthemotor，whichisthecrucialtechniquetotherealizationofthedrugdeliverysystem．Thedriven—mechanicsofthesystemandthecontrolmethodofdosagedeliveryisillustrated．Theexperimentsshowthattheprecisionofdruginfusionis-2．3％-2．

5、9％．whichsatisfiesthegener~requirementsofclinicalapplication，andthesystemstabilityisreliable．Thissystemisavailableforminiaturization，andcanbenefitforthedesignandapplicationofthiskindofdevice．Keywords：drugdelivery；DCmotor；reductiongear；photoelectricsensor0引言1

6、输注系统设计微量药物输送装置主要应用于麻醉剂、治疗肿瘤用的1．1总体基本组成止痛药物、生长激素类药物、胰岛素等药物的微量注射，从输注系统由直流电机、驱动机构、控制系统、储液器等而达到精确控制药量、保证治疗效果、保障患者安全的目机构组成，如图1所示。的⋯。相对于普通药物输送，微量输送对系统的精度、可靠性等要求更高，同时还应考虑系统的功耗、价格以及便携性。目前，国内外微量药物输送装置面临的主要问题是精度不够和成本较高J。临床上常见微量药物输送装置多采用步进电机作为驱动，价格较高，步进电机产生的微小抖动、噪音大、耗

7、电量大等缺点会导致药量控制的误差，不适于大批量产业化的生产。本文阐述了一种以直流电机为驱动原件的微量药物输送装置的研制，此装置实现了图1输注系统基本组成示意图药量的微量精确控制，同时兼具整体尺寸小、价格低廉等优Fig1Schematicdiagram0fdrugdeliverysystem势，适于此类产品的微型化。按键与液晶显示器构成人机交换的输入与输出；存储收稿日期：201l7_021O0传感器与微系统第31卷器用来储存输注记录与时间；蜂鸣器在系统出现液尽、低电减速齿轮箱构成，通常减速比可达几百比一甚至更高

8、]。等异常情况时发出警报。通过操作按键，进行输出剂量的本系统采用的是ZXD—FF—N20电机，减速比记为n。自主设置、输注记录的查询及工作情况查询。在操作按键的同设计的齿轮箱减速比为n。，设计齿轮箱的目的一是为了增时，液晶显示屏同时有相应的指示信息。加减速比，二是为了将丝杆与电机平行放置，缩短装置的长驱动机构是由直流电机、光电传感器、减速齿轮箱、丝度。与齿轮箱的最终齿轮相配合的丝杆螺距为P。因此，杆