制药机械功能控制（精选9篇）
制药机械功能控制 篇1
药品的生产关系着人们的生命健康, 所以, 制药企业必须对制药机械进行管理革新, 改革制药机械的功能控制技术, 并加大实施力度, 以寻求新的发展。
1 GMP概述
我国现行的GMP规范了制药企业的厂房建设与管理、卫生管理等制药环节。在我国, 很多制药企业的生产环节都达不到GMP的要求。从我国的地理条件上来看, 在制药原料方面是存在一定优势的——物产丰富, 可用于药品生产的也非常多;再加上我国中药历史悠久, 所以, 制药企业的发展不应该是目前的状态。
GMP中明确提出了制药机械的使用和安全管理要求——制药机械必须具备易于清洁、杀菌和消毒的功能或设计环节。对于制药过程中的生产操作和维修保养也有更高的要求。总之, 制药机械的使用材料、结构设计、功能设计都不能存在威胁药品安全的因素。
2 制药机械功能控制技术现状分析
制药机械的功能控制技术主要是控制机械的生产制造动作, 它主要通过对机械的结构设计控制、功能设计控制等内容控制药品的生产作业全过程。目前, 我国制药机械功能控制技术实施方面还存在一些问题, 达不到GMP的要求。
2.1 安全性能的缺失
将不同的制药原材料投入加工设备中, 会因为环境的变化和自身特性的变化而出现性状上的改变, 甚至还可能会出现质量、品质和性能上的变化。在药品制造的过程中, 化学反应比较多, 所以, 整个制造过程中存在很多不稳定因素。目前, 我国很多企业制造和使用的制药机械在制药原材料保护方面还存在很多问题, 导致药品成品存在较大的安全隐患。
2.2 清洁检测控制技术的缺失
制药机械必须具备杀菌、清洁的功能, 但是, 在设计制药机械时, 考虑到药品制造和产量的要求, 会将机械结构复杂化, 导致制药机械存在很多清洁死角。这不仅违背了GMP, 还为细菌的滋生提供了可靠的环境。在制药机械中, 人们常常能看见泵体中有很多黏稠附着物。这说明, 设备的清洁存在很大的问题, 但是, 由于技术的限制和难度的增加, 彻底清洁整机是很困难的。
3 合理运用制药机械的功能控制技术
在机械制造和药品生产过程中, 机械安全是保证药品安全的基础。针对目前制药机械功能控制中存在的问题, 提出了以下几点解决方法。
3.1 制药机械清洗功能的运用建议
根据GMP的相关要求, 为了提高制药机械和药品的安全性能, 降低细菌污染程度, 在设计机械的过程中, 要根据生物和细菌的产生条件, 合理采用真空技术和密封技术。在制药机械中加入干燥机、真空排气管和密封罐体, 简化罐体、排气管的外观设计, 破坏细菌滋生的环境, 尽量不要遗留清洁死角。然后, 在此基础上加装高温自动清洗装置, 对机械进行高温杀菌。同时, 也可以在机械内增加高压冲洗装置, 通过强力冲洗去除设备运行过程中产生的细菌和残留的原料。另外, 在生产制药机械的过程中, 一般认为纯水输送不会产生细菌。但是, 纯水输送管道长期运行同样会滋生细菌。因此, 在设计时, 必须考虑输水管道的清洁——选择合适的材料, 采取管道加温等措施保证管道的清洁度。
3.2 制药设备的净化技术分析
GMP要求制药设备在药品加工和生产过程中不能危害生产环境和自然环境。制药机械的净化功能可以通过自动排渣技术、废弃物加工净化技术显现出来。自动排渣技术主要是提高机械的药渣排净能力;废弃物加工净化技术则是加工处理废弃物, 使之达到无毒无害的状态, 甚至可以废物利用。很多制药废弃物可被用于农业施肥和饲养中, 还可以提高机械的加工效率来减少废弃物的排放量, 最大限度地提取原料中的有用物质。
3.3 制药设备的安全控制技术分析
在药品制造过程中, 会不断地发生化学反应, 产生新物质, 甚至还可能会产生有毒、有害气体或物质。鉴于此, 制药机械必须具备良好的密封性、防腐蚀性和防爆性。一般来说, 初步挑选制药原料时, 会将其送入机械中清洗、再次挑选和加工。在这个过程中, 机械必须要高度清洗、挑选制药原料, 保证无次品、变质品。要想提高机械的异物提取能力, 可以在机械内加装风力装置, 通过风力调节将质量较轻、品质有问题的原料分离出来。药品制造的密封管理可以利用无瓶止灌技术实现。另外, 自动废弃技术、卡组停机技术也能够保障设备的运行安全。
3.4 机械运行监督与控制技术分析
采用机械运行监督和控制技术, 可以通过计算机电子设备实时监督和控制整个机械的运行过程。其中运用的技术主要包括监控技术、网络技术和计算机技术, 同时, 还需要有足够的计算机电子设备。利用监控技术和计算机终端设备, 可以实现机械运行的画面传输和对其的实时监督;利用网络技术, 可以实现画面的更新和数据传输;利用计算机技术, 可以建立一个控制平台和数据库。在整个过程中, 计算机电子设备是一切动作的执行主体和承载主体。机械运行监督和控制技术的应用实现了对制药设备运行的全程管控, 能够有效预防制药过程中存在的安全隐患。
4 结束语
制药设备是药品生产和加工过程中必须用到的设备, 只有具备安全、无菌、清洁的生产环境, 才能生产出安全、健康、品质好的药品。在未来的发展过程中, 必须不断创新机械功能控制技术, 以推动相关行业的发展。
摘要：现行的GMP要求药品生产企业重新调整制药机械功能控制技术, 进一步提高药品生产的安全性和合格度。简要分析了制药机械功能控制技术及其应用, 以期为日后的相关工作提供参考。
关键词：制药机械,功能控制技术,GMP,药品生产
参考文献
[1]刘月辉.针对制药机械功能控制技术的分析[J].黑龙江科技信息, 2014 (31) :27.
[2]李严.关于制药机械功能控制技术的分析探讨[J].黑龙江科技信息, 2013 (01) :53-54.
[3]穆卫传, 王辉, 谭磊.制药机械功能控制技术及其应用可行性研究[J].南方农机, 2015 (03) :53.
制药机械功能控制 篇2
多 功 能 拐 杖
学生姓名：
学
号： 专业班级：
2014年 12 月 7 日
多功能拐杖
摘要： 鉴于我国人口渐趋老龄化，老年人口的健康和生活质量，已经成为社会各界的广泛关注焦点，作为老年人口广泛使用的一种工具，拐杖的设计衍生出许多新的研究课题。本文将从拐杖的发展现状、新型多功能拐杖的设计及原理、产品的发展前景等方面介绍此款智能拐杖。
关键词：拐杖、多功能、老年人、智能
一、产品背景及发展现状
根据美国普查的研究，世界性的人口老龄化是“历史上未曾出现的社会现象”。从根本上讲，这种人口转变是医疗进步、教育水平明显提高和经济发展的直接成就，因此，人们可以把这一现象当作历史进步来庆祝。但与此同时，老年人的健康保障以及生活起居问题也随之而来，老年人口的增多势必引发社会对老年人健康、安全的高度重视。人进入衰老阶段后，器官生理功能逐渐减退，机体代谢变得缓慢，免疫机能下降，应急能力日渐减弱，极易发生摔跤的事故，轻者疼痛不已，重则骨折，甚至有时会有丧命的危险。因此拐杖应运而生，拐棍能帮助老人站立，拐棍能作为助步器帮助老人行走，拐棍还能作为有视力障碍的老人的眼睛为他们的日常生活保驾护航。作为老年人广泛使用的一种工具，拐杖的设计由此衍生出许多新的研究课题。
老年人需要锻炼与出行。但是由于疾病的侵扰，体能的下降，“行路难”问题不可避免地成为困扰着老人们的一个难题。调查显示，80%的老人不愿意在没有人搀扶的情况下独自出门。我们从这种问题上展开思考，设计了一款智能手杖，保障老年人出行的安全和锻炼的需要。
现在市场上的手杖品牌混杂，质量参差不齐，功能单一，只能单单起到支撑作用，并不能充分满足老年人生理要求。有不少老年人的手杖是不理想的，一根合适的手杖对老年人的安全十分重要。根据老年人的需求和消费特点，我们可以设计一款集多种功能于一体的手杖，来满足老年人的出行需求，锻炼需求，安全需求，使他们的生活更加便利，更加舒适。
二、设计方案
市面上拐杖的缺点：单一的高度，没有升降功能；定位麻烦；携带不便；材料偏重。
改造拐杖的特点： 1.高度可随心调节 2.定位方便 3.携带方便 4.采用工程塑料
此款新型拐杖，主要包括把手部分、主体部分。
其中把手部分包括由壳体、前盖、后盖组成的手柄；主体部分包括既可拆卸又可旋转伸缩的主体杆、连接管；手柄内部中空形成空腔，利用这个空腔，可完成诸多功能的压缩设计，主体杆通过连接件与连接管活动相连，连接管固定在手柄的外侧面。
这种设计的优点在于：拐杖主体杆可伸缩，也可拆卸并内置一些其它物件，节约空间，储藏和携带方便。
三、设计原理
此款新型拐杖的设计引用TRIZ创造原理。TRIZ创造原理的核心内容是技术系统进化原理和技术冲突解决原理。首先，无论是一个简单产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式。其次，各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力。拐杖的设计多次援用了TRIZ理论的几种发明创造原理，归纳如下：
1.文中的此款新型拐杖利用分割原理，将拐杖分割为手柄和柱体，手柄和柱体有各自分为几个部分。
2.利用组合原理，把LED灯组与GPS、收音机、移动通讯以及其它适用设备组合在把手处。
3.利用多用性原理，拐杖原本的支持作用变为具有照明功能、导航功能等多功能集合的一体。
4.拐杖的收缩性运用了嵌套理论。
5.手柄的把手圆润适手的设计运用了去棉花原理。6.复合材料原理的运用，使拐杖整体的重量减轻许多。
四、功能结构
1.电筒式手柄
在拐杖一个端面处内置一个小型LED灯头，旋转外露头部可控制手电筒的亮灭。安装在手柄上的手电筒，使手杖具备了照明功能，不必再额外备用照明设备，方便老年人在光线暗的地方以及夜间出行的时候使用。
2.GPS导航与定位
手柄内置GPS导航，当老年人在户外迷路或者要找近道回家时，利用GPS的导航功能即可实现自动导航并带有语音播报功能，即使无法自己回家，只要按一下GPS功能键，就能够把老人的当前地址发送给家人。
3.通讯功能
手柄内置通讯器材，在把手处设置几个快捷按键，各个按键指定系统给不同的号码拨号，只要按下按键，就可以与对应的人进行通话。另外，设有急救按键，当老人感觉到身体异常时可立即按下此键，附近医院就能收到求救信号，并能及时施救。
4.收音机
当老人在户外散步时可打开安装在手柄里的收音机，收听广播，解除老人的孤单寂寞、了解社会新闻、生活琐事。完全把自己融入正常人的生活之中。只需要按一下放行按钮，开启收音功能，旋转调频圈，转到恰当的频率上收听信息。偶尔几位老人坐在一起听一出黄梅戏，裳一段书评，忆一段小曲，闲暇之余，不缺玩乐。这一功能对老人来说也是一大好处。
5.红外感应
LED灯头上方设有一个红外传感器，当遇到前方有障碍物时，拐杖内的传感器可感应到然后引发报警装置报警，这样可以避免老年人因视线不好带来的危险。
6.报警功能
当老人不慎摔倒时，拐杖倾斜达到一定时间，报警器启动，并发出报警声，提醒家人及周边人发现老人情况，并及时救助，使老人在第一时间得到救护，防止造成危险。若达到一个小时无人受理，拐杖将自动触发通讯讲危险信号发送至就近医院。当老人要把拐杖放在一边时，为了避免不需要的报警，可手动关闭报警功能，当拐杖重新被拿起，水平仪被改变，报警系统自动复位，进入工作状态。
7.减震机构
减震机构包括减震触头和弹簧，其主体采用钢材料，减震触头采用橡胶材料制作。在手杖触头与支撑杆连接的部位安装弹簧的人性化设计使手杖在使用时拥有了减震功能，使人们在使用手杖时感觉更加舒适。
8.拐杖垫
拐杖垫的加入，不仅可以像普通的拐杖垫一样防滑、减震，触地点增多，稳定性好，避免了滑脱现象的发生，为残疾人和下肢骨折病人带来了方便和安全感，更重要的是当拐杖倒地的时候，老人只要用脚尖轻踩一下防滑垫的边缘即可轻易的让拐杖重新回到手中。避免了因为弯腰捡拐杖而造成对老人腰部的损害。另外，有了这个拐杖垫就不用为没地方挂而心烦了，拐杖可以随意放在地上而不会倒下。
9.钓鱼功能
说起钓鱼，必然会联想到老者垂钓于池边的闲适画面，对老年人群来说，垂钓是一个不可少的休闲方式。此拐杖的杖体中空设计就能很好的解决这个问题，只要将拐杖底端杖体拆下，就可以拿出放在里面的鱼竿，只要愿意，就可以拿出鱼竿钓一下午。有了这样的设计，老年人就不愁没有什么打发时间了。
五、关键技术
1.手柄处的设计
拐杖针对的使用者主要是老年人和一些身体有疾病的人群，所以对手柄处的设计就有着非常严格的要求，手柄主要注重的功效是握手的舒适度和保健的功能。海南黄花梨木，木质地细腻，润泽，纹路绚丽，整体线条优美，荧光好，手感舒服，再加上手柄是雕刻龙头状，寓意长命百岁，同时显得富丽堂皇。紫檀优点有：颜色较深，多体现出古香古色的风格木质较重，给人感觉质量不错一般木材本身都有自身所散发出的香味，尤其是檀木材质较硬，强度高，耐磨，耐久性好。
2.拐杖垫的设计 帮助人行走的拐杖与地面接触的部件称为支脚垫。其作用主要有两点：①防滑—防止拐杖与 地面接触时打滑。②缓冲—减少地面给人体的反作用力及对人的不适感。因此，支脚垫应考虑摩擦系数大且有弹性的材料，但往往这样的材料强度低、不耐磨，致使支脚垫寿命短易损坏。
在对拐杖支脚垫结构检验、分析的基础上，改进这种拐杖垫的设计，是非常的有实用性和大功效的。它所用的材料是一种碳素合成材料，具有很好的的耐磨性，而且它的面积比一般的拐杖垫要大，所以就能个好的解决以上的两点问题。所以此款拐杖垫不仅可以像普通的拐杖垫一样防滑、减震，触地点增多，稳定性好，能避免一些打滑现象的发生，而且在冬天下雪或地面结冰的时候，在它下面还可以装防滑钉。能为老年人和一些腿脚不便的残疾人带来更多的方便和安全感。更重要的是当拐杖倒地的时候，只要用脚尖轻踩一下防滑垫的边缘即可轻易的让拐杖重新回到手中。有很多的老年人都有风湿和腰椎盘突出登一系列的疾病，有了这样一款拐杖垫，就可以大大减小这个动作的难度。另外有了这个拐杖垫你就不要为了在一些公共场所应没地方放置自己的拐杖而心烦了。可以随便放置拐杖，它不再会像以前一样稍不注意就倒在地上了。
3.拐杖的收缩功能
这项功能的设计对于老年人来讲，可以说是一个莫大的福音。拐杖可以伸缩，当他们上车或者坐下时来讲就可以通过旋转控制把拐杖旋进去，当他们站起来时，再把拐杖旋出来，非常的轻松，可以讲是十分方便。有许多老人喜欢经常去郊外散心，呼吸新鲜空气之类的，在那时他们有可能不想拄拐杖，这时就可以把拐杖收缩起来放进包里，既简单又轻便。
六、材料
拐杖的手柄部分是海南黄花梨（老料）中最好的油梨老料随型雕刻而成，质地细腻，润泽，纹路绚丽，整体线条优美，荧光好，手感舒服。配合现代化的电子设施嵌入其中，使得古典美与现代工艺完美融于一体。
拐杖的杖体对制作的要求较高，由于杖体中空，所以坚固性是基本要求，要保持拐杖不会轻易折断，另外，考虑到老年人自身的弱势，要求拐杖的重量不得过大。出于以上因素，铝合金是一种合适的材料。
七、示意图
总体装配图
把手及细节
杖体
杖体处转接环
八、应用前景
随着我国社会经济的发展和人民生活水平的提高，养老保障体系的建立和完善，对老年用品的需求有了更高的要求。研制和开发适合老年人特点、且功能合理、品质优良的产品已经成为企业市场竞争中寻求发展的良机。
随着老年文化教育水平的提高，特别是以城市为主的老年市场消费潜力正逐年上升，老年人在消费观念上的转变也越来越快，现在越来越多的老年人愿意为自己的健康和娱乐支出更多的花费。这在一定程度上提高了老年人口消费市场的购买水平。与人口老化的速度相比，老年产品的发展还远远滞后在现有的老年人用品市场中，老年用品单调，品种稀少，多以保健和医疗产品为主，针对老年人设计的娱乐、旅游、文化教育、通信、交通、园艺、公共设施等产品是少之又少。
老年人需要的独特商品短缺，老年人购买商品时得不到应有的尊重和热情的服务。老年人由于体力衰退，生理功能的老化降低了他们行动与独立生活的能力，因而设计的重点一般都放在对老人的保健和医疗设施方面。
人口老龄化是世界性的人口发展趋势，我国是人口老龄化发展速度比较快的国家之一，老年人口众多。老年人的生活质量是衡量社会发展协调性的一个重要指标，如何满足老年人的各项需求成为社会的热点问题。近五年来，随着我国居民收入水平增加，老年人的消费观念也有了很大改变，由过去的舍不得消费到现在的花钱买健康、花钱买快乐。消费观念的改变给老年产业发展提供了机遇，准确的市场调研和开发符合老年人需求的优质产品成为关键，智能手杖的推出迎合了社会的需要。
智能手杖具有支撑，照明，收音机，药瓶，报警等多种功能，能同时满足老年人锻炼，安全，娱乐多方面的需求。此外，它还具有个性化定制的服务。拥有如此众多的优势，这种新型的智能的多功能拐杖必将成为老年人的福音。其潜在的市场价值与开发价值不可忽视。
九、心得体会
本文通过对拐杖的探究，研究了产品人性化设计的重要意义，通过分析进一步论证了人性化思想在当今产品上的应用十分广泛。由此可知设计师在进行产品设计时要以人为本，充分考虑人性化设计形式的各种因素的应用，采用合适的表达方式，对产品进行人性化设计，将人性化的设计理念贯彻整个产品设计中。
从当前我国老龄化现状入手，对老年人进行了需求分析，提出智能手杖的创意构思。然后从多方面对产品开发的可行性进行论证，最后提出了可行产品设计方案。相信在不久的未来，老年智能手杖将成为老年用品市场中的一道亮丽风景，成为老年人不可或缺的贴心伴侣。
制药机械功能控制 篇3
设备功能的多样化取决于制药工艺的复杂程度, 而设备的优劣也直接反应在能否满足需求以及环境的适应性上, 因此制药设备在GMP的条件下适用性要求多余普通机械产品。
1 GMP规范概述
1.1 从近十年的情况看, 我国的制药机械与GMP规范还存在着
一定的差距, 虽然我国制药企业都在努力向GMP靠拢, 但能实际达到要求的却是少之又少, 在厂房、设施、设备、传递、工艺、验证等诸多因素中, 设备的结构合理性、功能适应性、性能可靠性都可能成为制约和影响药品生产工艺、环境、质量的因素。虽然我国物产丰富, 已经是药机的生产大国, 但却不是强国, 至于设备GMP的改进仍然只停留在外观设计的改进上, 与国外设备相比, 其使用的可靠性低, 连续化、在线清洗、灭菌、称重、剔废、控制、检测等功能的设计和应用较少。
1.2 GMP规范对制药机械有一定的要求规范, 其中药品生产设
备应符合生产要求, 易于清洗、消毒或灭菌, 并且要求设备便于生产操作和维修保养, 还要求其能防止差错和减少污染等, 并明确强调设备中不能存在对药物安全构成危险的因素。所以, GMP对制药机械技术有以下几点要求:a.与生产相适应的设备能力和经济、合理、安全的生产运行;功能以及适用性满足制药工艺要求。b.药品加工中的品质要有一致性, 便于操作维修、易于设备内外的清洗。c.各种接口符合协调、配套、组合的要求, 做到易安装, 且易于移动、有利组合的可能。
2 基于GMP规范下制药机械的功能控制技术
制药机械的功能的控制是指制药机械在特定的使用和环境条件下, 完成基本工艺动作的机电运动功能和操作中使药物及工作室区不被污染等辅助功能。由于制药工艺的复杂决定了设备功能的多样化, 设备的优劣也主要反映在能否满足使用和环境的适用性上, 因此制药设备在制药GMP这一特定条件下的适用性要求就多于普通的机械产品。
2.1 制药机械的清洗功能。
GMP提倡的设备就地清洗 (CIP) 功能, 将成为清洗技术的发展方而。国内也有一些CIP应用实例, 如像某双锥干燥机的真空排气管与罐体回转密封处设计的自清洗装置;某大型料液容器设计的高压水冲机械;某发酵设备视镜改进成易清洗结构等。对于清洗, 过去制造厂不一定了解设备使用中物料变更、换批的清洗要求, 往往不是忽略了该功能的设计就是不自觉地增加了设备清洗的难度, 象料液加热容器采用盘管结构, 不仅不易清洗还会增加染菌的可能, 在一些认为不会有污染的纯水输送系统中, 从其泵体内所发现的粘附物, 证实了细菌生产与污染的无处不在所以GMP极其重视对制药系统的中间设备、中间环节的清洗及监测。至于清洁何处、怎样清洗、清洗难易、清洁效果亦应结合考虑, 对需要洁洗或不易于清洗的开展CIP功能联想, 这样杰出的CIP设计就会不断地产生出来。
2.2 制药机械的净化功能。洁净是GMP的要点之一, 对设备来
讲包含两层意思, 即:设备自身既不会对生产环境形成污染也不会对药物产生污染。净化的方面很多, 如:水、气、油、尘等, 某多功能提取罐设计采用电脑程控, 使进、出料全程自动, 达到操作生产上人机分离, 除此还有自动挤压排渣功能 (废渣可燃烧利用) , 有着与众不同的创新之处, 在众多同类产品中显现出强劲的竞争势头。由此, 只要设备设计能满足上述要点, 合理可行, 设备就具有了这种功能。
2.3 制药机械的安全控制功能。
药物有热敏、吸湿、挥发、反应等不同性质, 不注意这些特性就容易造成药物品质的改变, 这也是设备设计应注意的问题。因此而产生了诸如防尘、防水、防过热、防爆、防渗入、防静电、防过载等保护功能, 并且有些还要考虑在非正常情况下的保护, 像高速运转设备的“紧急制动”:高压设备的“安全阀”:粉体动轴密封不得向药物方面泄漏的结构:以及无瓶止灌、自动废弃、卡阻停机、异物剔除等。以往的产品设计中较多注意对主要功能的开发。
保护功能相对比较薄弱。现在, 在同类产品多、水平又基本相当的情况下, 用户需要更完善的功能, 使很多药机产品也己考虑转向增加新功能, 或对产品改进或更新换代, 比如应用仪器、仪表、电脑技术来实现设备操作中预警、显示、处理等来代替人工和靠经验的操作, 完善设各的自动操作、自动保护功能, 提高产品挡次, 开展同类型产品的功能竞争。
2.4 制药机械的在线监测与控制功能。
主要指设备具有分析、处理系统, 能自动完成几个工步或工序工作的功能, 这也是设备连线、联动操作和控制的前提GMP要求药品的生产应是连续性的, 且工序传输的时间最短。但在目前纯机械及功能单一设备多的情况下, 是较难实现这一要求的, 与此同时却具有了扩展这一功能的有利条件。针对这些自动化水平不高、分散操作、靠经验操作的人机参予比例大的设备, 如何降低传输周转、问隔, 减少人与药物的接触及缩短药物暴露的时间, 应成为设备设计及设备改进中重要的指导思想。
实践也证明了在制药工艺流程中, 设备的协调连线与在线控制功能是最有成效的。设备的在线功能取决于机、电、仪一体化技术的运用, 随着工业PC机、计量、显示、分析仪器的设计应用, 多机控制、随机监测、即时分析、数据显示、记忆打印、程序控制、自动报警等新功能使在线技术得以推广。像洗灌封联动机组的人机对话控制系统等, 使操作生产连续化成为可能。只要充分研究, 其范围就不只局限在生产线设备上了, 多机组合、多工序组合、一机多能等均有望实现。
摘要：GMP的药品生产全过程的控制管理, 已经越来越受到外界的重视, GMP的实施保证了药品的安全有效, 并且对规范制药机械的发展有不错的效果, 在GMP的标准下, 制药机械功能控制的技术也得到了发展, 并得以广泛应用。本文就详细介绍了制药设备GMP功能设计的四个方面, 既净化、清洗、在线监测与控制和安全保护。
关键词：GMP,功能控制,分析探讨
参考文献
[1]吴茜, 洪鹰.制药装备应满足GMP的要求[J].辽宁中医药大学学报, 2007 (1) .[1]吴茜, 洪鹰.制药装备应满足GMP的要求[J].辽宁中医药大学学报, 2007 (1) .
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制药机械功能控制 篇4
前言
在功能，结构，材料及颜色等方面都不一样。
现在科技发达，技术先进，要设计出一个产品是相当难的。我们平时逛街发现，各个产品的种类特别多，而且他们在功能，结构，材料及颜色等方面都不一样，好像觉得市场上的产品种类应有尽有。所以，设计师设计一个产品之前必须对周围的市场，同类产品及消费人群进行详细的调查，否则他很难设计一个产品。
为了更好地设计多功能削皮器，对家乐福市场的削皮器进行了调查，为了设计并调查方便我从那里特买了个削皮器。回来以后，对家乐福市场调查的资料和买回来的削皮器进行仔细的分析和思考，终于就对买回来的那个削皮器进行改进。
2．1．2 分类，价格，目的
现有市场的削皮器种类多，比如水果削皮器，瓜果削皮器，多功能削皮器，菠萝削皮器等。这几种削皮器的价格也不同的，外观形式不同的削皮器价格也不同，现市场的价格范围5-100元。
2．1．3 工作原理
削皮器由外套有顶针杆、切削刀机构的立柱与盖板连接，固定在带有叉轴的底盖、底座上，传动杆放入立柱内和叉轴端的齿轮通过中间齿轮与传动杆端齿轮构成的传动装置，还包括底座上的挖刀，叉轴除中间有插针外，周边还有相应、间隔的插针；刀头座一边为平面，一边为斜面；此刀头座及带刀片的刀片架在切削刀机构带动下紧贴土豆表面削皮。
.2．1．4结构
削皮器一般由把手和刀片组成的，把手由塑料，木质，钢制，各不同。削皮器有削皮器基本体，刨刀，丝刀等3个零件。
2．1．5同类产品市场调查
为了更好地对订书机进行创新并设计，我对同类产品也进行了调查。其调查目的是找出更好的设计创意空间，找出此类产品之间的差异，为以后的设计过程打好基础。
我对同类产品进行的市场调查过程如下所示：
2-1图
简单款式削皮器
产品特点：1.超高硬度，耐高温，锋利无比，不易磨损，永不生锈。2.保持食品的原色，原味，削过的水果不变颜色。3．使用时不粘污，易于清洁。
用途：切削瓜果，蔬菜，肉类，面包，蛋糕等甜点。
2-2图
这款削皮器简洁大方，使用方便，时尚又精致。材料：ABS 不锈钢 产品特点：用于消除水果或蔬菜的表皮，使用方便，削皮薄，易清洁，手感舒适省力。
2-3图
圆筒存储式多功能削皮器 这款削皮器是不掉皮的，一款有创意的削皮刀，是个厨房“小助手”。
使用说明：
1．一只手拿着削皮器另外一只手拿着削皮的果蔬。2．削皮器的刀片对准果蔬削。
3．削下皮将收集存储室内，然后将存储室的皮到进垃圾桶。
2-4图
多功能削皮器刨刀 材料：树脂 不锈钢
这款是5种功能的削皮刀：削皮，切片，磨细蓉，磨粗蓉，波浪切片等。可以自由对应使用，料理食材准备上的不同需要，而且材质与尺寸造型改良的设计，能降低操作时滑手的可能状况，提高操作的稳定度。
2-5图
多功能菠萝削皮器 材料：不锈钢主体 这款用来削菠萝的，菠萝香的时节，削菠萝是个技术，用这个多功能削菠萝器带给你方便的，操作简单。让你轻松的用着。使用说明：
1． 将手把和刀体安装好。
2． 将菠萝削去头部，以足够将刀体旋入。3． 稍用力将刀体逐步旋入菠萝至底部。4． 手持手拉出菠萝
A3草绘图
2.2问卷调查
2.2.1问卷设计
问卷调查是目前调查业中所广泛采用的调查方式，即由调查机构根据调查目的设计各类调查问卷，然后采取抽样的方式(随机抽样或整群抽样)确定调查样本，通过调查的人对牙签盒的各种提问，最后用统计分析得出调查结果的一种方式。问卷是依据调研与预测的目的，列出所需了解的项目，最后帮助得出最合理的方案。
2.2.2关于多功能削皮器的问卷调查
在以上的调查资料的基础上，我为了更好地设计订书机，就设计了以下所示的问卷调查内容：
2.2.3 问卷调查过程 2.2.3.1调查地点
调查地点：新疆大学南小区
2.2.3.2问卷分析
从以上的调问卷中得到以下的结果： 使用削皮器的人群中，男女比例如下所示
跟上面图表来看，使用削皮器的女比男孩多。
人们使用削皮器的频率
人们对削皮器材料的选择比例
***
金属塑料购买削皮器时主要考虑的因素的统计
在以上市场调查的资料基础上，本对以上调查的产品的功能，结构及材料等进行分析，其中我选择了得力多功能削皮器，并且对它进行更详细的分析及思考，最后找出了一些设计草图方案，该方案的详细设计过程将在以下详细讲述。
约2500字
3．多功能削皮器设计
3.1设计定位
在设计一个产品前必须对先对材料，价格，人际学，风格，使用环境，功能等方面进行一个大致的定位。
在材料上讲，削皮器的材料大致可分为三大类，塑料,优质钢和不锈钢，最终用什么材料这还得看我们设计的方案。价格的话不能太贵，人们承受不起太贵的削皮器，价格根据所使用的材料来定。
人际学方面，我们所设计的方案必须得符合人际学，尺寸啊，功能，使用方面必须得已人为基础。
风格的话现在人们比较喜欢简约，或者创意性的削皮器，在功能上还得加一些功能来更好的体现这个产品。
对使用环境来说可定位在家庭厨房使用的削皮器。
3.2功能分析
削皮器的主要功能是样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样
3.3草图方案设计
草图1
草图说明：Y型简单削皮器，这种削皮器只能削除蔬果的皮，外观也简单，除了这个没有其它功能。
草图2
草图说明：这是多功能削皮器组成ABS材料及优质钢材质的。功能：刨皮，开瓶，磨刀等。使用方便厨房工具。
草图3
草图说明：多功能削皮器 材质：ABS 不锈钢 这种削皮器用于削瓜果皮，擦丝器等。特点：轻便，锋利，高效；容易清洗；健康，环保的厨房小工具。
草图4
草图说明：这是机体是由优质钢，刀片是不锈钢的多功能（削皮器+开瓶器）削皮器。
草图5
草图说明：这是充满创意的六合一多功能削皮器，刨制瓜果蔬菜丝类专用刀，消除水果或蔬菜的表皮刀，开瓶，磨泥磨汁等集中功能，两个刀片的材料是不锈钢。
3.4 确定方案
3.5 人际关系
3．6材料 结构 设计
削皮器是作为最常见的家居用品之一，它对材料的要求是很重要的。因为人们长期使用和使用它的频率比较多，所以它的材料一定要符合人们的需要。削皮器主要组成两部分：基本体（把手）与刀片。基本体部分的材料有几种：塑
3．7．
3．7．
瓜果削皮刀 材料：不锈钢 削果疏皮使用
2装配图
3爆炸图
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结论
在这个学期，学校为了让我们更好地掌握理论知识并理论和实际结合起来，给我们安排了此次课程设计实习，在次课程设计实习时间为周，在这个时间我们选择一个工业产品的进行市场调查，功能分析及设计等一系列工序，在次过程找出设计创新点，对此产品进行改进。
在这个课程设计实习中，我选择了一个多功能削皮器并对其进行分析。式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样式样
约300字
制药机械功能控制 篇5
1 先进的机械设备控制系统
控制系统是启动器的核心。它先进、灵活、功能完备, 同时也简单、可靠、便于操作。新型启动器的控制系统比较先进。
1.1 启动器有多组驱动器
为减少启动器的数量及便于多台电动机之间逻辑控制的实现, 同一台启动器一般装有多组驱动器。例如TD33型、MMS型启动器带有二组驱动器;LC33型带有七组驱动器, 所以, 称为负荷控制中心。各驱动器既能独立驱动对应的电动机, 也能实现多台驱动器间的顺序控制或联锁控制, 使各对应的驱动电动机按预定的程序进行工作。
1.2 以真空接触器作为主控器件
高产高效矿井, 依据大负荷、长距离供电的状况, 提高电动机电压。因此, 启动器的工作电压应适当地提高, 如TD33、LC33的工作电压为3300V, MMS型和Lcll型的工作电压为1140V。为适应高电压回路通、断时熄弧的要求, 启动器的主控器件:接触器采用灭弧性能优越的真空接触器。
1.3 以工业计算机作为启动器的控制中心
目前, 工业计算机, 取代了以继电器或半导体元件为控制器件的系统, 不但使启动器结构简单可靠, 还方便了控制程序化。按照逻辑控制要求, 一般启动器均选用可编程控制器 (PLC) 作为启动器控制系统的指挥中心。PLC通过对外部控制电路的状态监测, 了解各驱动器的准备启动、运行或跳闸等状态, 根据输入信号, 确定驱动器的工作方式, 发出工作指令。各驱动器带有微处理器, 能进行本驱动器的独立控制。
1.4 能实现各个控制方案
单台启动器具备了多驱动器和PLC控制的特点, 能灵活实现不同控制方案。各种型号的启动器均有几个供控制用的接线端头和规定的接线方式, 经简单连接, 可让PLC或微处理器按规定的程序工作, 实现多种控制方案, 如独立先导控制、主一从顺序控制、顺序联锁控制。
2 可靠的保护系统
启动器的每组驱动器均可通过微处理器检测出不同的运行故障, 实现驱动器的过载保护、短路保护、过压保护、欠压保护、漏电保护等。这些保护均通过接触器的跳闸实现。在接触器失控或真空接触器漏气时, 保护系统能实现后备脱扣;在控制系统发生故障时, 可实现相应保护。
2.1 过载保护
在驱动器的输出线路电流达到整定电流的110%时, 过载保护进行工作。过载保护通常要具有反时限保护特性, 就是过负荷的电流值越大, 保护环节脱扣的时限越短。
在驱动器的前面板上有电动机满载电流的整定开关, 还有过载的复位方式选择开关。过负荷的复位既能经过一段延时后自复位, 还能在过载时马上锁定, 在事故查明并处理后进行保护性复位。例如, 过载复位方式选择开关有10个位置, 0~8为延时复位 (0位不延时, 1位延时2m in, 2位延时4m in, 8位延时16m in) ;第9位选择过载锁定。
2.2 短路保护
煤矿井下供电是中性点不接地的小电流接地系统, 按规程要求要对相间短路加以保护。相间短路保护有多种方案。其中一种是用各相电流的量值来判定是否短路的方案, 其接线方式及动作原理与过载保护相类似。此种方案的动作整定值比较高, 在LC33、TD33型启动设备中使用灵敏度比较高的相敏短路保护方案, 其短路电流整定值为60%~420%额定电流。相敏短路保护就是利用这一特点来鉴别短路故障实现保护。
短路保护动作鉴别的另一输入量来自短路电流鉴别。此环节的作用是:在两相电流中有一相达到短路保护动作值时, 它发出一个信号, 表示线路电流达到动作值。在短路保护动作鉴别环节同时接到两个输入信号时, 马上发出跳闸指令。短路保护动作电流的整定值可大大小于电动机的启动电流, 所以在电动机启动时, 短路电流鉴别环节可有输出。
2.3 漏电保护
因井下供电系统的中性点不接地, 在出现漏电故障时, 会导致火花外露, 有点燃瓦斯和煤尘的可能。在出现单相接地时, 因零点漂移会导致正常相对地电压升高, 出现间歇性的接地电弧, 会导致过电压, 危害整个供电系统的绝缘。一定要加强绝缘监视和漏电保护。在启动设备中的漏电保护方式一般有两种:零序电流保护和附加直流电源保护。如:零序电流保护。在中性点不接地的供电系统, 供电系统线路正常, 三相电流之和 (无论是相量还是瞬时值) 为零, 不存在零序电流;如果出现单相接地 (例如A相接地) 时, 全电网的A相对地电压都为零, B、C两相对地的电容电流均从接地点流回电源。该接地电流就是零序电流。
2.4 过压及欠压保护
把驱动器工作电压的检测信号输入电压鉴别器, 在工作电压超过110%额定值时, 鉴别器发出过压动作指令, 接触器跳闸;在工作电压低于额定值的60%时, 鉴别器输出欠压动作指令, 接触器跳闸。若驱动器没有运行, 在电压低于额定值的75%时, 则不得启动。
2.5 后备保护
上述保护均通过接触器跳闸来实现。若启动器的接触器失控, 该吸合时不吸合, 应断开时不断开, 或真空管漏气、启动器的电源入线端出现短路, 就要实行后备保护。它是通过输入端馈电开关的跳闸实现。
2.6 启动器内部短路的保护
启动器内部主变压器的原、副边均设有熔断器, 用它实现对不同短路故障的保护。
3 完善的试验监侧系统
为使启动设备的运行性能和保护功能正常和可靠, 并能在工作过程中把驱动器的运行参数及时传输给调度中心, 各型启动设备均有完善的试验、检查、监测系统。启动装置前面的板上均备有试验开关及显示装置, 在投入工作之前, 能对启动设备进行试验和检查:
1) 在电源主隔离开关处于“试验”位置的状况下, 通过送电检查各种控制电源正常状况, 显示装置的工作状态及PLC的状态。2) 能检查驱动器的各项整定值与否, 控制芯线正常与否;通过试验, 检查驱动器的过载、漏电等保护的可靠性, 接触器的动作正常与否。3) 启动器的监测系统能把各驱动器的工作参数向全矿数据系统传输, 通过数模转换能把驱动器的电流、电压、功率等参数直接输送给图形记录仪等设备。
4 直观的故障查寻系统
故障查寻功能是新型启动设备的重要特征, 故障查寻系统与显示装置配合, 使故障查寻系统完善且直观, 会帮助我们对带电线路故障、辅助电源故障、驱动器故障、控制系统故障和因各种保护装置动作导致的跳闸进行查寻。这对启动设备的正常维护、检修较为方便。
摘要：本文主要阐述了高产矿井机械设备启动控制的先进机械设备控制系统、可靠的保护系统、完善的试验监侧系统、直观的故障查寻系统等功能特征。
机械通气后儿童远期肺功能改变 篇6
1 资料与方法
1.1 一般资料
我院NICU2000年1月～2003年12月收治住院的危重患儿,经机械通气治疗痊愈出院的40例患儿,男27例,女13例,年龄(7～14)岁,体质量(25.49±5.63)kg;出生胎龄<30周～34周17例,(34+1～37)周12例,≥37周1 1例,平均胎龄34+5周;其中早产儿29例,为早产儿组,足月儿11例,为足月儿组;两组在疾病种类和严重程度上没有明显差异,具有可比性(P>0.05)。平均出生体质量(2.20±0.40)kg。应用机械通气的原发病:先天性心脏病2例,呼吸窘迫综合征(ARDS)13例,吸人性肺炎7例,硬肿症5例,肺出血3例,其它疾病10例。机械通气<3d9例,(3～7)d20例,≥7d 11例,平均通气时间(5±1.3)d。机械通气时间≥7d与机械通气时间<7天分为两组。
1.2 机械通气方法
因呼吸衰竭予机械通气治疗,所有患儿经鼻气管插管,呼吸机上机指征,参照《实用新生儿》标准[2]。依据病种和严重程度选择初调参数,1h后测动脉血气,及时调整了参数,维持SO2在85%以上,动脉血气维持在PO2≥6.67,3.3 kP≤P 2CO2≤7.3 kP,ph 7.30～7.45。根据病情好转程度逐渐调整参数。自主呼吸良好、气道分泌少、病情稳定、血气分析正常时吸气峰压(PIP)<0.196 KP,RR<10/min,FiO2≤0.4,试行撤机,2 h再次测血气决定是否继续停机。同时给予常规的抗感染对症治疗及护理。
1.3 统计学处理
数据以均数±标准差()表示,计量资料采用t检验,计数资料采用χ2进行率的检验,P<0.05视为差异有统计学意义。
2 结果
患儿出生后7年随访,出院3年后肺功能改变,40例中出现反复呼吸道症状的28例(70.0%),其中有呼吸机相关性肺炎(VAP)15例(37.50%),肺出血5例(12.50%),败血症3例(7.50%),颅内出血2例(5.0%),气胸2例(5.0%),支气管发育不良1例(2.50%)。其中早产儿组与足月儿组常见并发症见表1。早产儿与足月儿并发症发生率差异有统计学意义(χ2=4.53,P<0.05)。
两组比较,*χ2=15.39,P<0.01;**χ2=0.88,P>0.05。
两组比较P<0.05
机械通气时间≥7d组与机械通气时间<7天组常见并发症发生率有显著差异(P<0.01)见表2。
3 讨论
机械通气是呼吸衰竭目前最具有肯定疗效的治疗手段之一,随着呼吸机在NICU的普及,新生儿抢救成功率大为提高,但其并发症主要是VAP,VAP是影响机械通气的危重新生儿治愈率的重要因素之一[3],也成为医院内主要的获得性感染,本资料中VAP15例(37.50%),早产儿组、通气时间≥7d组感染发病率明显高于足月儿组、通气时间<7d组。其发病机制与多种因素有关,包括呼吸道与全身防御机制受损,上消化道定植菌逆行和吸入,细菌生物被膜形成等。新生儿气道相对狭窄发育不完善,管壁易变形、纤毛运动差、自身免疫功能不成熟等因素均易引起感染。另外,机械通气时,气道开放及通气时间越长致呼吸道损伤越严重。气管插管由于建立了人工气道,易损伤咽部及气道黏膜,破坏呼吸道防御机制,使感染迁延。有资料表明肺表面活性物质相关蛋白A和D分泌量与感染发病有关,分泌量越少感染发病高,这也是早产儿及体重低的患儿易引起感染的主要原因之一。因此,加强NICU消毒隔离很重要。在新生儿机械通气治疗中,较高压力正压通气和较高氧浓度吸入可致新生儿肺损伤,严重者致支气管肺发育不全,新生儿机械通气患儿往往同时存在早产、RDS、低出生体重及支气管肺发育不全,这些因素也是引起肺功能异常的重要因素。机械通气后并发症中肺出血和败血症也占有一定比例,本资料分别为肺出血5例(12.50%),败血症3例(7.50%),早产儿组、通气时间≥7d组肺出血发病率明显高于足月儿组、通气时间<7d组。原因为新生儿特别是早产儿肺发育未成熟,气道阻力大,血管丰富组织脆弱,凝血酶原合成减少,因此吸气峰压过高时可以造成肺泡厂及小气道损伤出血;也可发生于病情好转时未及时降低通气参数致主动脉压力过高,发生肺出血。说明应选用适当的通气模式,及时调整机械通气参数,保证机械通气治疗效果的前提下,避免机械通气肺损伤。在机械通气后7年肺功能检测中反复呼吸道疾病者28例,占70%患儿有肺功能异常,提示机械通气在对近期肺功能影响较大外,远期影响依然存在。机械通气主要影响患儿通气功能,机械通气后,可能有支气管平滑肌数量增加,支气管反应性增高,可引起哮喘发作。因此反复呼吸道疾病可能与肺功能异常、气道高反应有关,加重肺损伤。提出在选择新生儿通气模式时,要考虑到疾病的病理生理,肺的成熟度,要权衡气体交换与潜在损伤关系。建议在治疗RDS患儿时,选用适当潮气量以减少或避免肺损伤。正确、合理地选择机械通气的模式和调节参数是抢救呼吸衰竭成功的关键。在可提高ARDS抢救成功率。
摘要：目的:分析新生儿机械通气对反复呼吸道疾病和远期肺功能改变的影响。方法:新生儿期用呼吸机机械通气治疗40例患儿,7年后随访,了解并作肺功能情况并分析。结果:患儿出生后3年肺功能改变,40例中反复呼吸道症状的28例(70.0％),其中有呼吸机相关性肺炎15例(37.50％),肺出血5例(12.50％),败血症3例(7.50％),颅内出血2例(5.0％),气胸2例(5.0％),支气管发育不良1例(2.50％)。早产儿与足月儿并发症发生率有显著差异。机械通气时间(?)7d组与机械通气时间<7天组常见并发症发生率有显著差异。早产儿和机械通气时间(?)7d组的并发症明显高于足月儿和机械通气时间<7天组。结论:新生儿机械通气可影响远期肺功能。儿童期反复呼吸道疾病可能与肺损伤后支气管反应性增高有关,可致哮喘发作。
关键词：新生儿,机械通气,肺功能
参考文献
[1] 蔡柏蔷.呼吸内科学[M].北京:中国协和医科大学出版社2002,657～675
[2] 金汉珍,黄德珉,官希吉.实用新生儿学[M].第3版北京:人民卫生出版社.2004,470
浅析制药设备GMP功能及其应用 篇7
参考文献
[1]金晓庆, 梁毅.简析GMP建设与ISO14000环境管理系列标准对接[J].中国现代药物应用, 2009, 11.
低成本多功能机械手DIY 篇8
作为电子爱好者,制作低成本的多功能机械手,不仅能够培养自己的专业兴趣,提高自己的专业知识,而且为迎接今后的自动化改造和机器人应用浪潮早做准备。
基于上述背景,本文介绍了“低成本多功能机械手”的制作方法,用百元成本,实现了机械手的“绘图”、“搬运”、“激光雕刻”功能,适合电子爱好者进行学习。
功能介绍
■ 1. 绘图功能
应用范畴:三维立体绘图、铣加工等。
绘图功能的整体外观如图1所示。
用旧的电脑光驱进行改造,作为该项目的X、Y轴,另用一个微型步进电动机作为Z轴,使其实现空间移动。画笔固定在Z轴电机滑块上。如图2 所示。
■2.搬运功能
应用范畴:搬运、装配、仓储等。
搬运功能的整体外观如图3 所示。
电磁铁、机械爪及电机如图4 所示。
机械爪的固定轴安装在托盘上,同时作为机械爪的杠杆支点。机械爪的运动轴安装在开合电机的滑块上。滑块上下运动带动机械爪闭合、张开。开合电机固定在托盘上。托盘可以被电磁铁带动,整体上下运动。
■ 3. 激光雕刻
应用范畴:激光雕刻、电火花加工、线切割加工等。
搬运功能的整体外观如图5所示。
具体方案
■ 1. 电路部分
我们采用运行grbl固件的单片机,arduino pro atmega328p最小系统。CPU板和下载板的价格很便宜,都是十几元。选用以A3967 为核心的电机驱动板。
CPU板、电机驱动板,以及X、Y、Z三轴电机的接线原理图,如图6 所示。
■ 2. 硬件搭建
将两块旧的电脑光驱分别固定在两个塑料外壳上,并垂直安装,并用金属杆加固。如图1 所示。利用光驱的步进电机作为该项目的X、Y轴。根据需要,安装Z轴微型步进电动机、电磁铁、机械爪、激光笔。电路板安装在塑料外壳背面。
■ 3 . 软件使用
用Arduino Builder软件将grbl固件下载到arduino pro atmega328p。软件的具体使用方法,很简单,网上有详细介绍,这里就不多说了。
多功能凸轮机械手臂的设计与制作 篇9
在现代化社会进程中, 工业的地位不言而喻, 其对于国民经济的重要性更是众所周知。而机械手臂在现代工业中占据着举足轻重的地位, 然而现状则是我国自动化水平与世界还存在一定的差距, 我国工业机器人及自动化成套装备的发展在很多方面的技术需要更大的提升, 零部件的自动抓取放置机构就是其中之一。怎样完成在特定的时间、地点、特殊条件下的复杂工艺机械化是当下众多加工生产单位头疼的大问题。数据表明, 由于某些特殊工艺加工时的夹具不当, 机械操作经验主导而致的工伤意外事故占据着不容忽视的比例, 可以说机械手臂的研制和开发刻不容缓。本文介绍的基于凸轮机械手臂在一定程度上缓解了该现状, 对于国内中低端市场该领域的空白有一定填补作用, 机构在传统机械手臂的基础上对于操作时的空间感进一步加强, 可完成前后、左右、上下、多工位旋转等一系列立体三维工位变换, 较以往设计再次创新。
二、凸轮机械手臂的创新方案
传统凸轮机械手臂的结构组成一般较为繁琐, 组件较多。本文所介绍的凸轮机械手臂一改传统限制, 用一台电机作为能量输出, 带动中心凸轮转动, 完成顶出动作, 以凸轮外端至远点为机械手臂最大行程, 凸轮至近点作为最小行程。电机安装在机构整体的至高处, 以上下垂直传动的方式带动凸轮运作, 减少了电机的占用空间, 由此设计减少中间环节的齿轮结构, 与此同时排除了由于齿轮传动上所带来的结构不稳定性。
在比较了各种回程方式后, 本机构选择了弹簧作为机械手臂回程的动力源, 两条标准弹簧拉动主体机构完成夹紧动作, 经严格的计算后弹簧配置与电机的动力源形成一定的平衡, 既不过大也不过小。由此带来的好处就是回程机构简单实用, 造价低廉, 易于实现大规模批量生产。
考虑了现代化生产轻量化科技化的发展需求, 在传统机械手臂的实际尺寸上精简了许多累赘的配置, 对于主体支撑柱的设计则采用方形多台阶形式, 以各级台阶作为机构升降的基础, 由此保证了机械手臂在每一级的稳定性和升降的操作简洁。同时多台阶的设计模式也为装置的实际安装带来了方便, 使得机构的利用率大大提高。
机械手臂的底座分为两层, 上底座为固定整体机构所用, 下底座与上底座之间由多轴承连接, 此新颖设计可以在需要时灵活改变机构位置, 由上下底座之间发生的相对位移和转动实现机构的前后及多工位转动。
以上各类设计较为全面地考虑了机械手臂的多种特质, 具有外形美观, 操作简单易懂, 变动灵活、配置机动性强等优势。
三、动力系统 (以项目制作的样机为例)
本机械手臂样机采用一台12V直流电机, 电机数据如下:电压:12V;电阻:2Ω;力矩:15kg·cm;转速:可调, 分为12, 9, 6, 3, 1.5五个档级。
由于需要机构完成特定时间的夹取放置, 在装夹的过程中可能发生一些操作行为, 所以本电机运作并不是单独工作, 由驱动器, 控制器, 电源适配器, 数控单片机共同完成控制, 配合实现转动的连续和点动。能实现定时定点的开关, 使得凸轮转动角度实现可操控性, 对机械手臂的开合大小时间实现无缝操作。既可以满足现代化大规模生产实践的应用, 也可以满足小规模单产加工的功能。完成一次装夹后, 可以选择重复装夹动作 (适应流水线操作) 或者单点单动模式 (适用于人工不规律操作) 。进一步讲, 操作者可以根据加工的需求来选择适合的操作模式, 在需要的时候灵活调配变换。
四、凸轮机械手臂的运行原理及制造
凸轮机械手臂设计图纸 (见图1) , 机械手臂示意图 (见图2) 。
运行原理及方案:电机输出能量带动减速装置转动, 通过连接轴将动能传递给外端凸轮, 凸轮转动后依靠转矩扭力撑开被弹簧拉紧的两条机械手主臂, 带动夹具运动, 当凸轮转至最大行程之后夹具停止运动, 弹簧回收夹紧构件从而完成一次夹取。
加工中以数控机床、加工中心、电火花线切割等技术为主。一是使用电火花线切割技术, 完成所有构件的大致雏形, 并精确加工机械手手爪部分。二是使用数控铣床, 完成精加工。三是对较难的加工部分通过三维建模之后数控编程, 用现代化的加工中心完成此部分, 例如较为复杂的电机盒等零件。四是将不便于实现加工或者标准件等采用外购形式 (例如:轴承、电机等) 。
完成上述加工及采购后用螺纹紧固件连接装配各级零件, 校核数据之后凸轮机械手臂制造完成。
五、结语
通过上文的介绍, 我们发现基于凸轮机械手臂的创新设计是可行的, 该设计具备操作简洁, 实用性强, 造价低廉, 应用范围广, 外形美观等特点。在实际应用中可以发挥重要作用, 稍作改善则可涵盖各行各业的各种加工环节。加工制作实体之后, 基本满足设计需要, 运行结果令人满意。我们期待能通过此次创新设计, 切实解决一部分劳动者的操作难题, 为基层作业人员提供一个更加安全稳定的工作环境, 也希望本项目能得到更多的关注, 在今后的发展中带来更切实的应用, 付诸实践, 造福社会。
摘要：针对现阶段中国基层机械手臂应用率低下, 工业自动化尚不完善的格局进行凸轮机械手臂的简化创新设计, 研制多功能凸轮机械手臂, 结构新颖外形美观, 实用性强, 具有一定的社会意义和实用价值。
关键词：机械手,凸轮式,成型设计
参考文献
[1] .李广鑫, 曹为.基于solidworks的机械手臂虚拟设计与运动仿真[R].全国先进制造技术高层论坛暨第九届制造业自动化与信息化技术研讨会, 2010
[2] .方代正.新型弧面凸轮钢球式工业机械手设计与研究[D].陕西科技大学, 2004