数字化量可控自动注射仪的试验研究
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摘要
本硕士学位论文论述了一种使用压电元件来产生精确运动的方法。这种方法是利用移动体与固定的基平面之间的摩擦力以及由压电元件动态的急速变形所产生的惯性力的反作用力来产生精确运动的。通过控制压电陶瓷的急速变形，可以控制惯性力的大小，从而控制从几纳米到几十微米的步进运动。基于这一工作原理，我们研制了在生物医药学上可用于临床静脉注射、介入治疗、新药研制、蛋白质组工程、基因工程和诊断学的数字化量可控自动注射仪。为了提高这种机构的驱动能力，我们制作了几种基于这一原理的转变形式。最终选择了垂直摩擦副重力预载机构。
由于许多流量测量的工作原理不能同比例地缩小用来测量微小流量，我们采用了一种新的方法来测量输出流量的体积。同时，为了测量移动部件的步进位移，我们设计搭建了基于CCD的微小位移测量系统。此外，还对各种实验数据做了一定的分析。
This paper describes a method of precise moving using piezoelectric elements. The method utilizes the friction force between the object to be moved and the fixed base plane, and the reaction of the inertial force caused by a dynamic rapid deformation of a piezoelectric element. Through controlling the rapid deformation of the piezoelectric element, we can control the inertial force, which causes a controlled step-like movement of some nanometers up to some ten-micrometers. Based on this moving principle, we developed Digital and flow controllable autoinjector with wide range of applications in biomedical science such as clinical venous injection, interventional therapy, drug discovery, proteomics, genomics and diagnostics. We fabricated some mechanical transfigurations in order to raise the ability of driving. The final version was with vertical friction pair and gravitational preload.
Because many working principles for flow measurement cannot be scaled down to very small dimensions, we have developed a new method to measure the output volume. At the same time, to measure the step-like movement of the moving part, the micromeasure system-based on CCD for microdisplacement is designed. Furthermore, the experiment data are analyzed to some extent.
由于许多流量测量的工作原理不能同比例地缩小用来测量微小流量，我们采用了一种新的方法来测量输出流量的体积。同时，为了测量移动部件的步进位移，我们设计搭建了基于CCD的微小位移测量系统。此外，还对各种实验数据做了一定的分析。
This paper describes a method of precise moving using piezoelectric elements. The method utilizes the friction force between the object to be moved and the fixed base plane, and the reaction of the inertial force caused by a dynamic rapid deformation of a piezoelectric element. Through controlling the rapid deformation of the piezoelectric element, we can control the inertial force, which causes a controlled step-like movement of some nanometers up to some ten-micrometers. Based on this moving principle, we developed Digital and flow controllable autoinjector with wide range of applications in biomedical science such as clinical venous injection, interventional therapy, drug discovery, proteomics, genomics and diagnostics. We fabricated some mechanical transfigurations in order to raise the ability of driving. The final version was with vertical friction pair and gravitational preload.
Because many working principles for flow measurement cannot be scaled down to very small dimensions, we have developed a new method to measure the output volume. At the same time, to measure the step-like movement of the moving part, the micromeasure system-based on CCD for microdisplacement is designed. Furthermore, the experiment data are analyzed to some extent.
引文
1 樋口俊郎，渡边正浩，工藤谦一．压电素子急速变形利用超精密位置決机构．精密工学会志．1988(11)：2017-2112
2 邵培革等.Dosing system for the nanolitre range, fabricated with the AMANDA process. JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING. 2003(13): 85-90
3 范世福．科学仪器事业的发展方向和前沿．现代科学仪器．2003(1)：16-19
4 章维一，侯丽雅．微系统领域的关键技术．中国机械工程．2000(11)：1305—1302
5 章维一，侯丽雅．微系统及其商品化．中国机械工程．2000(3)：348—352
6 张树霖．近场光学显微镜及其应用．第1版．北京：科学出版社，2000
7 周严，侯丽雅，章维一．波形和参数在线可编程和功率电源及其应用．电测与仪表．2004(1)：17—19
8 章海军，黄峰．压电陶瓷冲击驱动机构在微细进给与操作中的应用．浙江大学学报．2000(5)：519-522
9 王海容．压电作动器在微位移装置中应用．压电与声光．2002(2)：101-103
10 陆颂芳等．BMJ-1型自动注射祝的研制．北京生物医学工程．1990(3)：169-171
11 罗建民，曹令江．WZ-50型微量注射泵总体设计．浙江医科大学学报．1990(1)：36-38
12 周兆英．压电驱动三微纳米定位系统的研究．压电与声光．2001(6)：439-442
13 王建林．纳米定位机构及其控制系统的研究．机械设计与研究．2001(2)：34-35
14 王立松．电致伸缩微位移装置控制方法研究．中国机械工程．2002(3)：201-203
15 秦岚．空间压电驱动的多自由度定位方法．压电与声光．2002(1)：68-71
16 王杰俊，李大寨，宗光华．注射泵控制系统设计．计算机测量与控制．2003(7)：502-504
17 罗建明等．BP—10型便携式微量注射泵的设计．中国医疗器械杂志．1996(3)：152-155
18 李洪义等．全自动注射输液泵的研制．中国医疗器械杂志．1996(4)：216-217
19 王伟智．有机磷中毒阿托品化的护理问题．实用护理杂志．1994(6)：5-6
20 Nable E G, Plautz G, Nable G J. Site-specific gene expression in vivo by direct gene transfer into the arterial wall. Scienc, 1990(249): 1285-1288
21 Kaplan A V, Kermode J, Grant G, et al. Intramural delivery of marker agent in exvivo models using a novel drug delivery sleeve. J Am Coll Cardiol. 1994(23): 187(abstract)
22 黄曙等．康莱特注射液配合介入疗法治疗恶性肿瘤．浙江中西医结合杂志．1997(6)：325-326
23 张荣祥等．中晚期肝癌双介入治疗10例分析．浙江肿瘤．1998(4)：235-236
24 徐霞．甲孕酮联台介入治疗中晚期肝癌．肿瘤学杂志．2002(6)：367
25 贾菲．压电陶瓷．北京：科学出版社，1979
26 许树梧．临床用药精要．第1版．北京：人民卫生出版社，2002
27 苏成业，韩国柱．临床药物代谢动力学．第1版．北京：科学出版社，1988
28 陈刚．治疗药物监测．第1版．北京：人民军医出版社，2000
29 马虹，黄洁夫．临床医生用药大全．第1版．广州：广东科技出版社，2000
30 安刚，薛富善．现代麻醉学技术．第1版．北京：科学技术文献出版社，2001
31 方克美，杨大明，常俊．急性中毒治疗学．第1版．南京：江苏科学技术出版社，2002
32 骆秉铨，马根山．介入心脏病学手册．第1版．南京：东南大学出版社，2002
33 William T Thomsan．振动学理论及应用．广州：世界图书出版公司，1994
34 J Halling．摩擦学原理．北京：机械工业出版社，1975
35 F.P.Bowden,D.Tabor.固体的摩擦与润滑．北京：机械工业出版社，1982
36 张也影．流体力学．第1版．北京：高等教育出版社，1986
37 祝凌云，李斌．Pro／ENGINEER野火版入门指南．第1版．北京：人民邮电出版社，2003．
38 褚兵华．Pro／ENGINEER Wildfire工程图设计．第1版．北京：机械工业出版社，2003
39 张沛颀，裴建昌，黄圣杰．Pro／ENGINEER2001高级攻略．第1版．北京：人民邮电出版社，2002
40 http://www.pi.ws./Tutorial:Piezoelectrics(PI公司(德国)网页)
41 马明洲 戴国强等．微量注射泵持续静脉推注阿托品在抢救有机磷中毒中的应用．急救快车(EM120.com电子期刊)．2002(16)
42 http://www.hebmic.com/syb.htm(河北省先进医疗器械公司网页)
43 http://www.zulion.com/(浙江大学医学仪器有限公司网址)
44 http://www.spurt.com.cn(北京世博达科技发展有限公司网址)
45 http://www.allegro-technologies.com (Deerac Fluidics公司(爱尔兰)网址)
2 邵培革等.Dosing system for the nanolitre range, fabricated with the AMANDA process. JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING. 2003(13): 85-90
3 范世福．科学仪器事业的发展方向和前沿．现代科学仪器．2003(1)：16-19
4 章维一，侯丽雅．微系统领域的关键技术．中国机械工程．2000(11)：1305—1302
5 章维一，侯丽雅．微系统及其商品化．中国机械工程．2000(3)：348—352
6 张树霖．近场光学显微镜及其应用．第1版．北京：科学出版社，2000
7 周严，侯丽雅，章维一．波形和参数在线可编程和功率电源及其应用．电测与仪表．2004(1)：17—19
8 章海军，黄峰．压电陶瓷冲击驱动机构在微细进给与操作中的应用．浙江大学学报．2000(5)：519-522
9 王海容．压电作动器在微位移装置中应用．压电与声光．2002(2)：101-103
10 陆颂芳等．BMJ-1型自动注射祝的研制．北京生物医学工程．1990(3)：169-171
11 罗建民，曹令江．WZ-50型微量注射泵总体设计．浙江医科大学学报．1990(1)：36-38
12 周兆英．压电驱动三微纳米定位系统的研究．压电与声光．2001(6)：439-442
13 王建林．纳米定位机构及其控制系统的研究．机械设计与研究．2001(2)：34-35
14 王立松．电致伸缩微位移装置控制方法研究．中国机械工程．2002(3)：201-203
15 秦岚．空间压电驱动的多自由度定位方法．压电与声光．2002(1)：68-71
16 王杰俊，李大寨，宗光华．注射泵控制系统设计．计算机测量与控制．2003(7)：502-504
17 罗建明等．BP—10型便携式微量注射泵的设计．中国医疗器械杂志．1996(3)：152-155
18 李洪义等．全自动注射输液泵的研制．中国医疗器械杂志．1996(4)：216-217
19 王伟智．有机磷中毒阿托品化的护理问题．实用护理杂志．1994(6)：5-6
20 Nable E G, Plautz G, Nable G J. Site-specific gene expression in vivo by direct gene transfer into the arterial wall. Scienc, 1990(249): 1285-1288
21 Kaplan A V, Kermode J, Grant G, et al. Intramural delivery of marker agent in exvivo models using a novel drug delivery sleeve. J Am Coll Cardiol. 1994(23): 187(abstract)
22 黄曙等．康莱特注射液配合介入疗法治疗恶性肿瘤．浙江中西医结合杂志．1997(6)：325-326
23 张荣祥等．中晚期肝癌双介入治疗10例分析．浙江肿瘤．1998(4)：235-236
24 徐霞．甲孕酮联台介入治疗中晚期肝癌．肿瘤学杂志．2002(6)：367
25 贾菲．压电陶瓷．北京：科学出版社，1979
26 许树梧．临床用药精要．第1版．北京：人民卫生出版社，2002
27 苏成业，韩国柱．临床药物代谢动力学．第1版．北京：科学出版社，1988
28 陈刚．治疗药物监测．第1版．北京：人民军医出版社，2000
29 马虹，黄洁夫．临床医生用药大全．第1版．广州：广东科技出版社，2000
30 安刚，薛富善．现代麻醉学技术．第1版．北京：科学技术文献出版社，2001
31 方克美，杨大明，常俊．急性中毒治疗学．第1版．南京：江苏科学技术出版社，2002
32 骆秉铨，马根山．介入心脏病学手册．第1版．南京：东南大学出版社，2002
33 William T Thomsan．振动学理论及应用．广州：世界图书出版公司，1994
34 J Halling．摩擦学原理．北京：机械工业出版社，1975
35 F.P.Bowden,D.Tabor.固体的摩擦与润滑．北京：机械工业出版社，1982
36 张也影．流体力学．第1版．北京：高等教育出版社，1986
37 祝凌云，李斌．Pro／ENGINEER野火版入门指南．第1版．北京：人民邮电出版社，2003．
38 褚兵华．Pro／ENGINEER Wildfire工程图设计．第1版．北京：机械工业出版社，2003
39 张沛颀，裴建昌，黄圣杰．Pro／ENGINEER2001高级攻略．第1版．北京：人民邮电出版社，2002
40 http://www.pi.ws./Tutorial:Piezoelectrics(PI公司(德国)网页)
41 马明洲 戴国强等．微量注射泵持续静脉推注阿托品在抢救有机磷中毒中的应用．急救快车(EM120.com电子期刊)．2002(16)
42 http://www.hebmic.com/syb.htm(河北省先进医疗器械公司网页)
43 http://www.zulion.com/(浙江大学医学仪器有限公司网址)
44 http://www.spurt.com.cn(北京世博达科技发展有限公司网址)
45 http://www.allegro-technologies.com (Deerac Fluidics公司(爱尔兰)网址)
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