数字药房及上药机械手结构优化与研究

发布时间：2017-06-17 12:03

  本文关键词：数字药房及上药机械手结构优化与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学技术的不断进步和医疗保障体系的日趋完善,在政府以及相关部门的积极推动下,国外一些发达国家的一些先进的药房自动化产品已经得到广泛普及。相对于国外而言,国内的自动化药房研发与应用尚处于起步阶段,大部分医院的门诊药房仍旧采取传统的人工取药发药的服务模式,这种低效率、高强度、低利用、高消耗的药品管理发放形式已经不再适应当下人们的快节奏的生活方式,也难以满足人们对于医疗卫生行业服务水平所提出的越来越高的要求。目前,国内大多数医院药房的药用设备落后、需要工作人员较多以及劳动相对密集、条件差等问题日渐凸显,这在很大的限制了药房服务质量的提升,这些问题都急待解决。第一,分析了自动化药房的发展现状,国内外的应用情况以及各自存在的问题,提出了数字药房结构以及上药械手的结构优化设计与研究的必要性。第二,设计了数字药房的机械结构,设计了斜坡式储药柜、出药机构、提升机构。规划置药槽位。接着对各个组成部分的功能实现方式进行了系统的论述。分析了在出药机构作用下的药盒的受力和运动情况,得到针对不同的电磁铁和复位弹簧的匹配原则。第三,设计了数字药房的控制管理系统,对发药和检测模块采取矩阵输出的控制方式,设计出传送系统的原理电路图,并通过PLC来实现对伺服电机的精确的闭环控制,从而使上药机械手能够达到运行需求。最后,设计了上药机械手的机械结构,包括二维平面直角坐标机器人和上药机构,选择适当的直线模组和伺服电机和减速机。最终,利用ANSYS软件上药机械手整体进行有限元模态分析,得到上药机械手的固有频率低阶振型,为设计提供理论依据。
【关键词】：数字药房 出药机构 上药机构 机械手 PLC
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R95;TP241
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题的研究背景10
• 1.2 数字化药房的简介10-11
• 1.3 国内外数字化药房的发展与研究11-14
• 1.4 国内自动化药房的发展与研究现状14-16
• 1.5 本课题的主要研究内容及结构安排16-18
• 第2章 数字药房系统机械结构设计18-27
• 2.1 斜坡式储药柜的设计18-20
• 2.2 自动出药装置20-22
• 2.3 皮带传送装置22
• 2.4 提升机构总成22-24
• 2.5 托盘总成24-26
• 2.6 光电计数传感器26
• 2.7 本章小结26-27
• 第3章 药盒运动分析与出药机构动作元件的配置27-36
• 3.1 药品发放机构动作原理与受力分析27-28
• 3.2 药盒的运动轨迹分析28
• 3.3 药盒运动28-30
• 3.4 药盒运动的速度和角速度30-34
• 3.5 电磁铁的选择34-35
• 3.6 本章小结35-36
• 第4章 数字化药房控制系统36-45
• 4.1 数字化药房的系统组成和各部分功能36
• 4.2 数字化药房系统对控制系统的要求36-37
• 4.3 数字化药房控制系统的硬件组成37
• 4.4 对提升取药机的控制37-39
• 4.5 对发药机构的控制39
• 4.6 上药机械手的硬件控制系统39-42
• 4.6.1 上药机械手控制系统硬件组成39-41
• 4.6.2 控制系统的控制方式41-42
• 4.6.3 PLC对上药开关电磁铁的控制42
• 4.6.4 PLC对限位开关的控制42
• 4.7 上位机系统软件设计42-44
• 4.8 本章小结44-45
• 第5章 上药机械手的设计与研究45-61
• 5.1 上药机械手的总体方案设计45-47
• 5.2 上药机械手的机械结构设计47-51
• 5.2.1 直角坐标机器人48
• 5.2.2 线性模组的分类48
• 5.2.3 线性模组的选择48-49
• 5.2.4 纵向模组同步带上的静态和动态力49-51
• 5.2.5 横向模组同步带上的静态和动态力51
• 5.3 伺服电机的选型51-53
• 5.3.1 纵向伺服电机及驱动器的选型51
• 5.3.2 纵向传动比的确定51-52
• 5.3.3 横向伺服电机及驱动器的选择52
• 5.3.4 横向传动比的确定52
• 5.3.5 惯量的匹配52-53
• 5.3.6 横向运动伺服电机惯量匹配53
• 5.4 上药机械手的模态分析53-60
• 5.4.1 模态分析的概念和意义53-54
• 5.4.2 模态截断54
• 5.4.3 有限元模态分析理论54-55
• 5.4.4 分析对象描述55-56
• 5.4.5 基于ANSYS的上药机械手的模态分析56-57
• 5.4.6 模态分析基本流程57-58
• 5.4.7 模态分析分析过程58
• 5.4.8 求解结果58-60
• 5.5 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-64
• 致谢64-65
• 导师简介65-66
• 作者简介66-67
• 学位论文数据集67

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