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数字化量可控自动注射仪的试验研究

作　者: 邢学松
导　师: 章维一
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 数字化压电效应堆栈式PZT压电陶瓷驱动器急速变形重力预载流量测量微位移测量
分类号: TH789
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

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。

全文目录

1 绪论  7-15
  1.1 量可控自动注射仪的应用及发展现状  7-10
  1.2 本研究的出发点及着重解决的问题  10-11
  1.3 微位移机构的研究现状  11-12
    1.3.1 微位移技术概述  11
    1.3.2 微位移的实现方法及特点  11-12
  1.4 数字化量可控自动注射仪的初步构想  12-13
  1.5 论文背景和主要工作  13-15
2 基于压电陶瓷的超精密位置控制机构设计  15-42
  2.1 压电陶瓷的特性分析  15-25
    2.1.1 概述  15-16
    2.1.2 压电陶瓷材料特性  16-17
    2.1.3 压电驱动器的位移  17-19
    2.1.4 PZT应用中的机械学注意事项  19-24
    2.1.5 动态工作的PZTs在机械上应考虑的事项  24-25
    2.1.6 PZT驱动器安装注意事项  25
  2.2 工作原理  25-32
    2.2.1 水平运动的产生  25-27
    2.2.2 移动现象的分析  27-32
  2.3 压电陶瓷驱动器的选用及维护  32-39
    2.3.1 压电陶瓷驱动器的选用  33-35
    2.3.2 压电陶瓷电容特性检测实验  35-39
  2.4 驱动控制系统  39-42
    2.4.1 可编程任意波形压电陶瓷功率驱动电源  39-40
    2.4.2 驱动控制软件  40-42
3 倾斜重力预载数字化量可控自动注射仪的结构设计及性能测试  42-55
  3.1 水平移动机构的搭建及驱动能力测试  42-43
    3.1.1 初步结构设计  42
    3.1.2 空载水平移动的实现  42-43
  3.2 倾斜重力预载结构设计及特点  43-45
  3.3 注射仪流量精密测量及试验数据分析  45-48
    3.3.1 研究目的  45
    3.3.2 香柏油域液滴直径测量法  45-48
  3.4 倾斜重力预载数字化量可控自动注射仪的性能测试  48-55
4 具有弹簧压力摩擦副的压电陶瓷驱动微位移机构及其微小运动的测试  55-68
  4.1 结构设计及工作原理分析  55-60
    4.1.1 结构设计  55-56
    4.1.2 工作原理分析  56-59
    4.1.3 摩擦移动副  59-60
  4.2 基于CCD的微小运动参数测量  60-61
    4.2.1 光学技术原理  60
    4.2.2 显微检测系统硬件设计与选择  60-61
  4.3 微小运动参数的标定及测试  61-68
    4.3.1 运动参数的标定及参照系的建立  61-62
    4.3.2 微小运动测量实验及数据分析  62-68
5 垂直重力预载结构设计及性能测试  68-81
  5.1 原型机的设计及相关试验分析  68-69
  5.2 结构设计及工作原理分析  69-73
  5.3 基于Pro／ENGINEER的动态结构设计  73-74
  5.4 垂直重力预载注射仪流量测试及试验数据分析  74-81
    5.4.1 研究目的  74-75
    5.4.2 研究方法  75
    5.4.3 流量测试及试验数据分析  75-81
6 总结  81-84
致谢  84-85
参考文献  85-86

数字化量可控自动注射仪的试验研究

内容摘要

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