膀胱动力泵排尿动力特性分析及模拟实验研究

发布时间：2021-02-22 05:57

　　膀胱动力泵是一种用于辅助神经源性膀胱患者排尿的医疗装置,对膀胱动力泵的理论模型、特性分析和模拟实验等方面的研究是设计用于临床试验的膀胱动力泵的基础。为此,本文以设计出结构合理的膀胱动力泵为主要目标,对膀胱动力泵进行了数学建模、驱动特性和排尿动力特性的仿真分析、控制和结构参数优化以及泵特性模拟实验等方面研究。主要的研究内容如下：1、采用等效磁荷法建立了膀胱动力泵电磁驱动单元的数学模型；基于膀胱动力泵的结构、辅助排尿原理及流体力学理论建立了泵全程排尿期数学模型。本文所建立的等效磁荷模型与有限元模型相比具有建模简便、计算效率高、对泵特性分析方便等优点。2、利用建立的膀胱动力泵数学模型,在Matlab软件平台上分析了电流、气隙、永磁体数量、永磁体间距等参数对膀胱动力泵驱动特性和排尿动力特性的影响规律。3、采用正交试验设计法研究了控制参数和主要结构参数对膀胱动力泵排尿动力特性的影响,得到了电流、气隙、永磁体数量及永磁体间距等参数对平均尿流率和最大膀胱压两个性能指标的主次顺序影响关系和最优的参数组合,最终实现了对膀胱动力泵的参数优化设计目标。4、通过模拟实验,验证了利用所建立的膀胱动力泵数学模型进... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一l膀肤示意图

2.2容积式液压泵结构及工作原理容积式液压泵是通过改变密封工作油腔的容积来进行工作的。液压容积泵的吸压油原理如图2一2所示，其工作过程如下:当凸轮1由原动机(电动机)带动旋转时，柱塞2便在凸轮l和弹簧4的作用下在缸体3内往复运动。当凸轮由图22a所示位置旋转1800到图2.2b位置时，柱塞右移，缸体中密封工作腔的容积变大，产生局部真空，油箱中的油液便在大气压力作用下通过吸油单向阀5吸人缸体内，实现吸油;当凸轮再旋转180“回到图2.2a位置，柱塞左移，缸体中密封工作腔的容积变小，油液受挤压，液压油的可压缩性非常小，油液压力迅速增大，打开压油单向阀6输送到系统中去

体外电磁驱动膀肤动力泵。2，3.1膀肤动力泵结构及工作原理图2一3为膀耽动力泵的结构示意图[8]。它主要由磁动子1、定子2和体外电磁驱动装置3组成。磁动子为包裹数片永磁体的医用橡胶带，体外电磁驱动器主要结构为直流电磁铁，定子为盘形非磁性材料。定子固定于耻骨5上，磁动子的端部与定子固定，和定子构成包容膀肤的可变工作容腔。直流电磁铁与磁动子构成了该泵的电磁驱动单元。1一磁动子2一定子3一电磁铁4一前腹壁5一耻骨6一尿道7一输尿管8一膀肢图2一3膀胧动力泵结构示意图FigZ一 3theStructureSehematieDiagramofBladderPowerPumP图2一4为膀耽动力泵的工作原理框图，由体外驱动器、磁动子和膀肤所组成。体外驱动器未通直流电时，控制a口打开，b口关闭

【参考文献】：
期刊论文
[1]膀胱动力泵排尿动力特性影响因素实验分析[J]. 李笑,梁超寰,关婷.  机床与液压. 2011(05)
[2]体外电磁驱动的膀胱动力泵的建模与仿真[J]. 李笑,黄维佳,关婷.  系统仿真学报. 2010(12)
[3]基于正交试验的深井泵优化设计[J]. 王洪亮,施卫东,陆伟刚,周岭,王川.  农业机械学报. 2010(05)
[4]混合动力客车动力系统综合参数正交优化与应用[J]. 尹安东,赵韩.  合肥工业大学学报(自然科学版). 2010(03)
[5]基于虚拟正交试验的热推弯管工艺参数优化设计[J]. 张尧武,曾卫东,戴毅,赵永庆,周义刚,王凯旋.  塑性工程学报. 2009(06)
[6]体外电磁驱动的膀胱动力泵及模拟实验系统设计[J]. 李笑,关婷.  机床与液压. 2009(11)
[7]基于正交试验设计的电磁继电器关键调整参数及优化方法[J]. 王其亚,翟国富,程贤科,陈志君.  电工技术学报. 2009(10)
[8]新型肠道胶囊式微型机器人的运动特性[J]. 张永顺,于宏海,阮晓燕,王楠,郭东明.  机械工程学报. 2009(08)
[9]基于ANSYS分析与正交试验法的压力机机身轻量化设计[J]. 谢峰,雷小宝,沈维蕾,林巨广.  系统仿真学报. 2008(22)
[10]内外轴式磁性联轴器的优化设计[J]. 王禹林,刘品宽,丁汉.  光学精密工程. 2008(11)

硕士论文
[1]高速磁力驱动离心泵设计与研究[D]. 陈刚.江苏大学 2005



本文编号：3045548