全自动尿沉渣分析仪结构设计与分析

发布时间：2017-06-21 18:01

  本文关键词：全自动尿沉渣分析仪结构设计与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：尿沉渣检测主要是对待检尿液样本中的有形成分(管型、细胞、结晶等)进行检测,确定各种有形成分的种类,并估算其数量,通过与标准数据相对比来诊断疾病。传统尿沉渣分析主要依靠医务人员的手工操作,首先用低倍物镜观察样本,确定有无所要检测的有形成分,然后换成高倍镜进行检测。此种检测方法费时费力,较难达到标准化与规范化,漏检率较高。随着电子技术与计算机技术的发展,全自动尿沉渣检测成为大势所趋,然而国外设备价格较为昂贵,后期维护成本较高。国内设备大多数沿用传统检测手段,效率较低,难以适应中国的发展国情。尿沉渣分析设备设计过程中缺乏系统的结构设计理论与仿真模拟分析。因此依靠科学的设计方法与仿真模拟技术研制出全自动、效率高、成本低廉的尿沉渣检测设备具有重要的理论意义和实用价值。本文以全自动尿沉渣分析仪的结构设计为研究重点,通过理论计算与计算机辅助设计相结合的方法,在充分考虑整机结构、散热、防电磁干扰、防腐蚀、外观等因素及其相互影响的基础上,基于SolidWorks绘图软件与Icepak热仿真软件完成了全自动尿沉渣分析仪的结构设计与热分析。本文的主要工作如下：首先本文研究了尿沉渣检测的基本原理,采用显微镜直接镜检的方式进行检测。所设计进出架系统用于输送样本,显微镜系统实现样本的自动对焦与自动拍照,管路系统将样本从试管输送到计数池。本文将现代传感器应用于传统机械制造,确定了全自动尿沉渣检测的流程控制方法,选用STM32F103VET6单片机作为尿沉渣检测系统的控制芯片。利用SolidWorks软件完成全自动尿沉渣分析仪的整机机械结构设计。利用模块化设计理念分别对进出架系统、显微镜系统、管路系统、机箱系统进行结构设计。对于每个系统,考虑电磁兼容性、防腐蚀、强度等各方面的影响,确定合理的运动逻辑,设计完成合适的运动方案。通过理论计算与实际相结合选择步进电机、丝杠电机、同步带以及各类传感器等元器件,实现基本的测试功能。在SolidWorks软件中绘制三维图,对发生干涉或者设计欠佳的地方修改完善。同时绘制可以交付生产的工程图纸,标明设计与加工要求。机箱用于安装、保护尿沉渣分析仪内部各元器件、PCB板、机械零部件等组成部分。基于Icepak仿真对机箱进行热分析,选择合适的机箱材料,合理布置各发热元器件,得到机箱内部温度分布云图、速度矢量图、压力云图等各类后处理结果。通过对后处理结果的分析,验证机箱结构设计的合理性,并且对通风口与电源散热进行优化设计,在控制成本的前提下,实现最佳散热效果。
【关键词】：尿沉渣分析仪 电子设备 结构设计 热分析 Icepak
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH776
【目录】：

• 摘要13-15
• ABSTRACT15-17
• 第1章 绪论17-25
• 1.1 引言17
• 1.2 尿沉渣分析仪的国内外发展现状17-20
• 1.2.1 尿沉渣检测方法发展17-18
• 1.2.2 尿沉渣分析设备国外发展18-19
• 1.2.3 尿沉渣分析设备国内发展19-20
• 1.3 电子设备结构设计的国内外探究20-22
• 1.3.1 电子设备结构设计内容20-21
• 1.3.2 电子设备结构设计发展21-22
• 1.3.3 尿沉渣分析仪结构设计现状22
• 1.4 课题来源及研究意义22-23
• 1.5 本文主要研究内容23-25
• 第2章 尿沉渣分析仪概述和结构设计分析25-35
• 2.1 尿沉渣分析仪概述25-28
• 2.1.1 全自动分析仪测试原理25
• 2.1.2 全自动分析仪的组成25-26
• 2.1.3 尿沉渣分析仪流程控制26-28
• 2.2 设备的整机机械结构设计分析28-30
• 2.2.1 整机模块化设计分析28
• 2.2.2 整机结构设计方案分析28-29
• 2.2.3 整机机械结构设计方案29-30
• 2.3 设备的热设计30-32
• 2.3.1 传热学基础理论30-31
• 2.3.2 热设计的研究内容31
• 2.3.3 冷却方式31-32
• 2.4 电磁兼容性设计32-33
• 2.4.1 电磁兼容性概述32
• 2.4.2 电磁兼容性设计方法32-33
• 2.5 防腐蚀设计33-34
• 2.5.1 腐蚀基本原理33
• 2.5.2 防腐蚀设计方法33-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第3章 全自动尿沉渣分析仪整机机械结构设计35-73
• 3.1 引言35-36
• 3.2 进出架系统结构设计36-52
• 3.2.1 进出架系统运动原理36-37
• 3.2.2 试管架设计37-38
• 3.2.3 支撑板设计38-41
• 3.2.4 进架机构设计41-45
• 3.2.5 横向运动设计45-46
• 3.2.6 出架机构设计46-48
• 3.2.7 急诊机构设计48-50
• 3.2.8 进出架机架设计50-52
• 3.3 微镜系统结构设计52-58
• 3.3.1 微镜结构改造原理52
• 3.3.2 物镜转换运动52-54
• 3.3.3 载物台上下(Z轴)运动54-55
• 3.3.4 载物台左右(X轴)运动55-57
• 3.3.5 载物台前后(Y轴)运动57-58
• 3.4 管路系统结构设计58-68
• 3.4.1 管路系统原理58-60
• 3.4.2 泵、阀的选择60-62
• 3.4.3 吸样针机构设计62-64
• 3.4.4 吸样运动组件设计64-66
• 3.4.5 管路系统整体布局设计66-68
• 3.5 机箱设计68-71
• 3.5.1 机箱设计总体方案68
• 3.5.2 各零部件组装设计68-71
• 3.5.3 整机装配71
• 3.6 本章小结71-73
• 第4章 基于Icepak仿真的机箱热分析与优化73-93
• 4.1 引言73
• 4.2 机箱热设计73-74
• 4.2.1 电子设备热设计步骤73-74
• 4.2.2 尿沉渣分析仪机箱热设计74
• 4.3 电子设备热分析方法74-76
• 4.3.1 直接计算法75
• 4.3.2 数值法75
• 4.3.3 热分析应用软件75-76
• 4.4 机箱热分析76-84
• 4.4.1 机箱建模76-79
• 4.4.2 网格划分与检查79
• 4.4.3 求解计算79-81
• 4.4.4 后处理81-82
• 4.4.5 结果分析82-84
• 4.5 机箱结构优化方案184-89
• 4.5.1 优化方式84
• 4.5.2 优化结果84-87
• 4.5.3 优化分析87-89
• 4.6 机箱结构优化方案289-91
• 4.6.1 优化方式89
• 4.6.2 优化结果89-90
• 4.6.3 优化分析90-91
• 4.7 本章小结91-93
• 第5章 结论与展望93-97
• 5.1 结论93-95
• 5.2 展望95-97
• 参考文献97-103
• 致谢103-104
• 附件104

【参考文献】

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