極坐標(biāo)式中藥自動(dòng)配藥系統(tǒng)分包機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 34 頁(yè) 共 34 頁(yè)1 緒論1.1 存在問題自從1978年以來，我國(guó)的實(shí)力發(fā)展發(fā)生了翻天覆地的變化，在一代又一代的華夏子孫的努力之下，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)總量已躍居世界第二，成為繼美國(guó)之后世界第二大超級(jí)經(jīng)濟(jì)大國(guó)。同時(shí)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)的人口基數(shù)也變得越來越龐大，與13億的人口基數(shù)基本上已經(jīng)隔河相望。人口的急速增加必然也導(dǎo)致了對(duì)藥品的需求大量增加，龐大的城市人口必定會(huì)給脆弱的醫(yī)療保障系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來更大的壓力，老百姓的看病難問題必將會(huì)雪上加霜。根據(jù)可靠消息，在泰州市，平均每天來中醫(yī)院看病的人達(dá)到2000多人，平均每天中藥房拿取的中藥飲片有1700人次9

2、600劑，高峰期突破3000人次12000劑。整個(gè)藥房每天的售藥量超過一萬劑，每月有40萬劑，并且每年都會(huì)以20%的比例增長(zhǎng)。如今，越來越多的藥品需求與目前較為落后的中醫(yī)藥房建設(shè)的矛盾日漸突出，如何解決這一問題是我們每一個(gè)新時(shí)代優(yōu)秀青年應(yīng)該負(fù)有的責(zé)任和義務(wù)。 就目前來說，國(guó)內(nèi)藥房的機(jī)械化配藥系統(tǒng)有了很大發(fā)展，機(jī)械化和可靠程度日漸升高，與國(guó)外技術(shù)水平的差距也在逐步縮小。但是，依然存在著許多的缺陷，而且國(guó)內(nèi)的中藥自動(dòng)配藥系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀令人擔(dān)憂。1.2 傳統(tǒng)與自動(dòng)藥房對(duì)比(a)藥品管理困難一般來說，藥房對(duì)于藥品的存放時(shí)至關(guān)重要的，藥房的作用即藥品的發(fā)放與儲(chǔ)存，它在藥品的流通過程中扮演的是一種中介或者

3、是倉(cāng)庫(kù)的角色，而藥品的質(zhì)量直接受到藥房的儲(chǔ)存環(huán)境的影響，例如大氣的溫度，大氣的濕度，還有通風(fēng)條的件等等。在傳統(tǒng)的藥房中，自動(dòng)化程度較低，這就需要大量的工作人員來保持藥房的日常運(yùn)作，工人的工資等各種藥房管理費(fèi)用也大大的增加了藥房管理的成本，也增加了種類繁多的關(guān)于人員管理的挑戰(zhàn)難度。(b)發(fā)藥效率低下在當(dāng)下傳統(tǒng)藥房占據(jù)優(yōu)勢(shì)的現(xiàn)狀下，藥房中的工作都是依靠藥房的工作人員即藥劑師完成的。藥劑師接到藥方后，他們會(huì)對(duì)藥方進(jìn)行嚴(yán)格而且精細(xì)的檢查，待到確認(rèn)無誤之后才可以進(jìn)行配藥，并且還要對(duì)處方中的藥品及其用量進(jìn)行嚴(yán)格的對(duì)比，否則還要聯(lián)系醫(yī)師更改藥方，以確保藥方的準(zhǔn)確性。這一系列的配藥過程耗時(shí)耗力且相當(dāng)?shù)姆爆崳?/p>

4、以配藥效率十分低下，后果就是我們的病患們?cè)诘却渌幍耐瑫r(shí)還得忍受著病痛的折磨。 圖1.1 現(xiàn)代化藥房(c)存在著安全隱患與自動(dòng)化機(jī)器的精確相比，藥師人工的手段存在著很多的不足。由于各方面的原因，藥師們的工作量與壓力大多都比較大，而且藥房中各種藥品種類繁多數(shù)量巨大，這就必然導(dǎo)致工作中會(huì)出現(xiàn)失誤。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)的調(diào)查研究報(bào)告顯示，在美國(guó)，每年因用藥失誤致死七千多人，直接造成經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)兩億美元。在這些現(xiàn)狀的條件下，現(xiàn)代化的自動(dòng)化藥房如圖1.1應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)藥房的各種不足相比較而言，現(xiàn)代化的自動(dòng)藥房具備著一下的一些優(yōu)勢(shì)。(d)數(shù)字化在自動(dòng)化藥房中，所有的藥品都必須被輸入藥房的數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣一來，數(shù)目

5、繁多的各種藥品的名稱、代號(hào)、存儲(chǔ)地方還有當(dāng)前各種藥品的剩余存儲(chǔ)量都會(huì)及時(shí)的在自動(dòng)化藥房的系統(tǒng)中找到。此外，藥品入庫(kù)、出庫(kù)都由計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)嚴(yán)格控制，而且實(shí)時(shí)的會(huì)刷新系統(tǒng)中的信息。同時(shí)，在自動(dòng)化藥房中，我們會(huì)使用自動(dòng)化機(jī)械手來實(shí)現(xiàn)藥品的取出和入庫(kù)。隨后，系統(tǒng)會(huì)比對(duì)取藥信息條形碼，根據(jù)這些信息，我們的取藥機(jī)械手會(huì)同步定位到所需要提取的藥品的極坐標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)化取藥與裝填過程。另一方面，在自動(dòng)化藥房里，藥品的管理與儲(chǔ)存都是與世隔絕的即與外界聯(lián)系比較少，這樣在很大的程度上就減少了藥品的污染。自然而然的，在現(xiàn)代化的時(shí)尚藥房中，一些輔助設(shè)備是必不可少的，裝備了這些設(shè)備就可以有效的對(duì)自動(dòng)化藥房的溫

6、度與濕度等因素實(shí)現(xiàn)控制。(e)安全性由于是在計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行的各種藥品調(diào)配活動(dòng)，這樣就杜絕了調(diào)配藥品時(shí)出現(xiàn)失誤，提高了出藥的準(zhǔn)確性。同時(shí)，自動(dòng)化藥品管理系統(tǒng)還會(huì)對(duì)藥房的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，大大的提高了藥品存放與使用的安全性。(f)高效率在自動(dòng)化藥房中，藥師的大部分工作都已被機(jī)械化設(shè)備例如機(jī)械手等代替，而這些機(jī)械化設(shè)備是在藥房的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的指揮下工作的，眾所周知的是，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)失誤的概率是微乎其微的，而且與人力不同的是，機(jī)械不需要休息，除非切斷電源，機(jī)械是會(huì)永遠(yuǎn)工作下去的。從上面可以看出來，自動(dòng)化藥房的工作效率很高。2 自動(dòng)配藥系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀2.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)在醫(yī)院藥房信息自動(dòng)化方面的

7、設(shè)計(jì)思路的起步可以說并不比西方國(guó)家晚，早在1998年航天工業(yè)部第三研究院第三十五研究所設(shè)計(jì)的“微機(jī)控制自動(dòng)發(fā)藥機(jī)”，但是，在現(xiàn)實(shí)的情況下，我國(guó)的醫(yī)院發(fā)展現(xiàn)狀不容樂觀而且經(jīng)濟(jì)與管理的水品較為低下。另外，如何在符合中國(guó)國(guó)慶的前提下高速的發(fā)展與建立起來現(xiàn)代化的自動(dòng)化藥房這一難題還沒有得到解決，所以自動(dòng)配藥系統(tǒng)的智能藥房并沒有能夠?qū)崿F(xiàn)。在1995年，四川大學(xué)和中國(guó)人民解放軍成都軍區(qū)總醫(yī)院合作開發(fā)的“自動(dòng)發(fā)藥機(jī)及信息處理系統(tǒng)”專利，不過令人惋惜的是，雖然是首次采用計(jì)算機(jī)控制藥品的發(fā)放與管理，但是這種系統(tǒng)還需要大量的人力操作即自動(dòng)化程度還是較為低下的。2000年，李泊笑申請(qǐng)了“旋轉(zhuǎn)藥盤架”，該裝置使用回轉(zhuǎn)

8、塔結(jié)構(gòu)，藥品被有序的一層一層的擺放，可以實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)的識(shí)別，可惜的是未能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，而是依靠手動(dòng)來轉(zhuǎn)動(dòng)，該機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，不過占地面積比較大，也是因?yàn)檫@個(gè)原因，此種機(jī)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，而且很容易因?yàn)槿斯さ膯栴}而出現(xiàn)問題導(dǎo)致失誤。2002年，胡奈剛申報(bào)了“醫(yī)院門診藥房自動(dòng)投藥機(jī)”專利，該機(jī)構(gòu)采用傾斜儲(chǔ)藥槽配合直線定位推桿出藥機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出藥，這一專利的出現(xiàn)代表著國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化藥房發(fā)展開始出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)。2004年，深圳三九集團(tuán)和北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所承擔(dān)的國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“智能化藥房”通過了驗(yàn)收，該智能化藥房集發(fā)藥和配藥于一體，從取藥、包裝、打印標(biāo)簽到安全高效的數(shù)據(jù)庫(kù)管理，提供了非常全面的自

9、動(dòng)化解決方案。但是，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí)，自重藥房也存在著很大的缺點(diǎn)。首先，它是三九集團(tuán)主導(dǎo)開發(fā)的，也就意味著它是服務(wù)于類似于三九集團(tuán)這種大型醫(yī)藥集團(tuán)的智能系統(tǒng)，它的主要受益者也就成了那些藥品發(fā)放較少的大型醫(yī)院藥房和普通的藥房。其次，他能實(shí)現(xiàn)西藥的智能自動(dòng)化，而面對(duì)的藥品變成中藥小的顆粒和飲片時(shí)，基本上它的作用將會(huì)變得微乎其微，所以，它的服務(wù)范圍是狹隘的。2006年，大慶三維科技有限公司開發(fā)了全自動(dòng)藥品單劑量分包機(jī)系統(tǒng)，使我國(guó)成為繼韓國(guó)、日本之后亞洲第三個(gè)生產(chǎn)藥品分包機(jī)的國(guó)家。同年，北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所與蘇州艾隆科技有限公司合作完成了機(jī)械手式自動(dòng)化藥房樣機(jī)的研制工作。國(guó)內(nèi)的專利不多，大致

10、上有以下的專利，如表2.1所示。表2.1 發(fā)明專利專利名稱專利號(hào)申請(qǐng)日期發(fā)明人中藥自動(dòng)配藥系統(tǒng)的集藥裝置20142048166882014-08-26孫亮中藥自動(dòng)配藥系統(tǒng)20061011907422006-12-04華東師范大學(xué)第二附屬中學(xué)一種中藥自動(dòng)配藥系統(tǒng)20112012297152011-04-23華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院中藥自動(dòng)配藥分裝裝置20142004601042014-01-24孫亮2.2 國(guó)外現(xiàn)狀 國(guó)外的醫(yī)用機(jī)械裝置一般都是用來對(duì)疾病進(jìn)行診斷和治療，比如用于進(jìn)行診斷疾病的X光機(jī)，由于X光穿過人體時(shí)，身體不同部分對(duì)X光的吸收能力是不一樣的的，比如骨骼的吸收能力高于人體其他組織，這

11、樣便可以根據(jù)這些差距來成像，顯現(xiàn)出人體的結(jié)構(gòu)，同樣X光機(jī)也可以殺死某些細(xì)胞或組織，比如腫瘤細(xì)胞。另外還有用于進(jìn)行外科手術(shù)的機(jī)器人，由于機(jī)器人的不可代替的一些優(yōu)點(diǎn)例如精準(zhǔn)定位而且易于操作、方便靈活，這使得它在醫(yī)生手術(shù)的時(shí)候可以給醫(yī)生提供一定程度上的幫助。例如當(dāng)手術(shù)難度很大時(shí)，機(jī)器人可以幫助我們的醫(yī)生實(shí)現(xiàn)精確定位功能，這樣結(jié)果就是在病人康復(fù)的過程中，創(chuàng)傷面積減少，傷口恢復(fù)簡(jiǎn)單，并且縮短了治療時(shí)間，所以，很多發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)這種機(jī)器人的投入很大，甚至設(shè)立了專項(xiàng)計(jì)劃。但是，對(duì)于配藥方面的機(jī)械設(shè)備卻很少，其實(shí)將機(jī)器人用于配藥有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，一、為病患提供了安全無菌的配藥環(huán)境，從而保障了藥物無污染；二、提供給

12、我們的工作人員強(qiáng)而有力的生命保障，可以把感染風(fēng)險(xiǎn)降到最低；三、從現(xiàn)階段寶貴的人力資源來說，配藥機(jī)器設(shè)備可以節(jié)省人力，降低病患開支等。在這方面有所應(yīng)用的有意大利的 health robotics 已經(jīng)成功研制了一套配制有毒藥物的機(jī)器人CytoCare 和一套配制無毒藥物的機(jī)器人 I.V.STATION.加拿大的 Intelligent hospital systems 公司研制了一套配制有毒藥物的機(jī)器人RIVA，并且，在市場(chǎng)上，這兩家的產(chǎn)品好品不斷，已經(jīng)可以用于臨床。3 總體方案設(shè)計(jì) 本文總體上介紹設(shè)計(jì)了一種全新的自動(dòng)配藥系統(tǒng)極坐標(biāo)式中藥自動(dòng)配藥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這種自動(dòng)配藥系統(tǒng)可以取代傳統(tǒng)意義上的大

13、多數(shù)藥房的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行工作，提高配藥的效率和安全性，有利于藥物的儲(chǔ)存，提高配藥劑量的準(zhǔn)確性，提高藥房管理的自動(dòng)化程度，節(jié)省勞動(dòng)力，可以幫助藥劑師進(jìn)行勞動(dòng)。在本設(shè)計(jì)中涉及管庫(kù)的設(shè)計(jì)，機(jī)械手的設(shè)計(jì)，稱重裝置的設(shè)計(jì)以及分包機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，特別強(qiáng)調(diào)的是，本人的設(shè)計(jì)任務(wù)是極坐標(biāo)式中藥自動(dòng)配藥系統(tǒng)之分包機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。3.1 管庫(kù)的設(shè)計(jì)以前的中藥房藥庫(kù)的排布以藥柜的形式，大多數(shù)都比較笨重與呆板不靈活，一般情況下都是藥師們手工分配藥物，這種方法不僅費(fèi)時(shí)而且費(fèi)事。即使是最新出現(xiàn)的一些自動(dòng)化藥房，藥庫(kù)的排布也都是這種類型的藥柜形式，只不過取藥的主題由人工變成了機(jī)械手而已。相對(duì)于這種排布方式比較死板，機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑比較

14、復(fù)雜，且路程相對(duì)較長(zhǎng)，雖然可以采用特殊的算法（比如蟻群算法等等）對(duì)其運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行優(yōu)化，但是，這種算法也相對(duì)復(fù)雜，且實(shí)際效果并不是非常理想，如果是多個(gè)機(jī)械手同時(shí)進(jìn)行取藥的話，還要解決其路徑相互干涉的問題，機(jī)械手之間的運(yùn)動(dòng)要相互協(xié)調(diào)，避免在取藥的過程中，機(jī)械手發(fā)生碰撞，這是本設(shè)計(jì)要力求客服的難題之一。經(jīng)過仔細(xì)的分析和理論論證，我們決定采用以極坐標(biāo)形式的管庫(kù)設(shè)計(jì)的方案，也就是說我們將藥物存放在一個(gè)管子中，而這些管子將會(huì)以一點(diǎn)為中心，呈星形輻射狀的排布方式，看起來與極坐標(biāo)極為相似，所以我們管它叫做極坐標(biāo)式管庫(kù)設(shè)計(jì)。具體排布方式如圖3.1所示：圖3.1 極坐標(biāo)式管庫(kù)除了確定庫(kù)管的排布方式以外，還要具體的

15、考慮每個(gè)管子如何安裝固定在庫(kù)中。固定方式必須滿足拆卸方便，以滿足上藥方便的需求。對(duì)于每一根庫(kù)管的固定必須牢固，且位置準(zhǔn)確，以配合機(jī)械手和稱重裝置的定位。當(dāng)機(jī)械手推動(dòng)庫(kù)管后面的活塞時(shí)，庫(kù)管的管口必須同時(shí)打開，讓藥物順利流出，當(dāng)流出的藥量達(dá)到所需劑量時(shí)，管口必須立刻關(guān)閉，因此管口結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。3.2 機(jī)械手的設(shè)計(jì)機(jī)械手是用來推動(dòng)庫(kù)管內(nèi)的活塞的。在取藥時(shí)，管庫(kù)和機(jī)械手是同時(shí)運(yùn)動(dòng)的，管庫(kù)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將所要取的藥物的管子旋轉(zhuǎn)到中心點(diǎn)所在的水平面內(nèi)，而機(jī)械手也是在此水平面內(nèi)進(jìn)行左右水平移動(dòng)，當(dāng)機(jī)械手與庫(kù)管對(duì)齊后，開始推動(dòng)活塞。因此，機(jī)械手需要在這一水平面內(nèi)進(jìn)行X和Y兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，并且要提供足夠大的

16、推力以推動(dòng)活塞。3.3 稱重裝置的設(shè)計(jì)稱重裝置是用來對(duì)從庫(kù)管流出的中藥進(jìn)行稱量的機(jī)構(gòu)。稱重裝置和機(jī)械手類似，它的移動(dòng)方式也是在同一水平面內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，只不過稱重裝置只需要進(jìn)行左右水平這一個(gè)方向的移動(dòng)。當(dāng)藥物的劑量達(dá)到所需要的量時(shí)，反饋一個(gè)信號(hào)給庫(kù)管，使其管口關(guān)閉，同時(shí)將藥物傾倒在一旁的傳送帶上，輸送到打包機(jī)。稱重裝置必須對(duì)藥物進(jìn)行準(zhǔn)確的稱量，還有就是要把藥物傾倒在傳送帶上，因此稱重裝置除了需要一個(gè)水平運(yùn)動(dòng)之外，還有一個(gè)稱量容器的反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3.4 分包機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分包機(jī)是用來對(duì)稱量好的藥物進(jìn)行包裝的。在藥物被分配好了以后，我們就必然面臨著藥物包裝的問題，在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中，我們可以利用全自動(dòng)可以包裝機(jī)

17、來實(shí)現(xiàn)這一包裝過程。稱量好的藥物經(jīng)由料斗進(jìn)入自動(dòng)分包機(jī)構(gòu)，隨后經(jīng)過通道流入由縱封機(jī)構(gòu)與橫封機(jī)構(gòu)配合制作的包裝袋中，實(shí)現(xiàn)中藥顆粒的自動(dòng)包裝過程。具體的結(jié)構(gòu)可以用下面所示的流程圖3.2表示：機(jī)械手儲(chǔ)藥管庫(kù)導(dǎo)軌稱重臺(tái)自動(dòng)裝藥機(jī)圖3.2 工作流程4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 取帶輪的傳動(dòng)比i=1.57,小帶論直徑，小帶輪轉(zhuǎn)速=1400r/min；（1）確定計(jì)算功率 查表得工作情況系數(shù): 所以計(jì)算功率: （2）選取V帶帶型 根據(jù)和的值查圖確定帶型為：Z型普通V帶（3）驗(yàn)算帶的速度 所以帶的速度合適。（4）確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù): （4.1）初步確定中心距 ，計(jì)算所需要的帶的基準(zhǔn)

18、長(zhǎng)度:根據(jù)普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列選帶長(zhǎng): 計(jì)算實(shí)際中心距：（5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角故主動(dòng)輪上的包角合適。（6）計(jì)算V帶的根數(shù)由， 查表得：，。所以：取根。（7）計(jì)算預(yù)緊力 （4.2）查表得，故（8）計(jì)算作用在軸上的壓軸力4.2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）主要參數(shù)輸入速度：=60r/min；小輪直徑d=100mm,傳動(dòng)比i=1;輸入功率：選用類型、材料：鏈輪的類型為滾子鏈，材料為40號(hào)鋼經(jīng)淬火回火處理。（2）選擇鏈輪的齒數(shù)，假定鏈速V=0.6-3m/s，=19（3）確定計(jì)算功率 由表查得=1.0，確定鏈條節(jié)數(shù)初定中心距，則鏈節(jié)數(shù)為確定鏈條的節(jié)距p按鏈輪的轉(zhuǎn)速估計(jì)，鏈工作功率曲線左側(cè)時(shí)，可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞

19、。由表查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，；選取單排鏈，由表查得多排鏈系數(shù)，故得所需傳遞的功率為根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速及功率kw，選鏈號(hào)為32A單排鏈。再查得鏈節(jié)距，驗(yàn)算鏈速與假設(shè)相符。（4）演算小鏈輪轂孔dk查得（5）作用在軸上的壓軸力 （4.3）有效圓周力，故鏈的型號(hào)為： GBH1243。1-834.3 剪切部分齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)取包裝袋袋長(zhǎng)為80mm，包裝速度為60袋/分，那么剪切部分的線速度就是 主要參數(shù)：功率；小齒輪轉(zhuǎn)速；傳動(dòng)比i=1.5（1）選取齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選取齒輪類型、材料：選取直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，材料為HT250，硬度為170241HBS；選取精度等級(jí)：此傳動(dòng)為一般齒輪傳動(dòng)，故取精度等級(jí)為8

20、級(jí)；齒數(shù)：小齒輪：；大齒輪：（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 （4.4）確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由表選取齒寬系數(shù)由表查得材料的彈性影響系數(shù)按齒面硬度中間值206HBS得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次： 查表得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)：，計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，則: 設(shè)計(jì)計(jì)算(a) 試算小齒輪分度圓直徑，帶入中較小值， (b) 計(jì)算圓周速度V: (c) 計(jì)算齒寬b和模數(shù):，（d) 計(jì)算載荷系數(shù)K查表得使用系數(shù): 根據(jù) ，8級(jí)精度，查得載荷系數(shù)：，的計(jì)算式：查得: 載荷系數(shù)：（e) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的

21、分度圓直徑為：（f) 計(jì)算模數(shù)m（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) （4.5）(a) 確定公式內(nèi)各個(gè)計(jì)算數(shù)值查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：，(b) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由公式得： (c) 計(jì)算載荷系數(shù)K(d) 查取齒形系數(shù)查得，(e) 應(yīng)力校正系數(shù): ，(f) 計(jì)算大小齒輪的并加以比較所以小齒輪數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承受能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承受能力僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.7mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值3mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑。由此得，取

22、，取。（4）幾何尺寸計(jì)算(a) 分度圓直徑(b) 計(jì)算中心距(c) 計(jì)算齒輪寬度（5）驗(yàn)算，與假設(shè)符合同理以上面算出的大齒輪作為主動(dòng)齒輪，取傳動(dòng)比為1.6，功率p=0.3kw，則可算出，4.4 錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算主要參數(shù)：輸入功率；小齒輪轉(zhuǎn)速；傳動(dòng)比u=1（1）選取齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選取齒輪類型、材料：工作平穩(wěn)，速度較低，功率不大，因此齒輪材料選用HT250,其硬度為170241HBS；選取齒輪精度等級(jí)：精度等級(jí)取為8級(jí)；選取齒輪齒數(shù)：選取齒輪齒數(shù)；（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 （4.6）（a）載荷系數(shù)（b）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（c）的值，通常?。╠）查得材料的彈性

23、影響系數(shù)按齒面硬度中間值206HBS得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：算應(yīng)力循環(huán)次：查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)：計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，則:設(shè)計(jì)計(jì)算（a)小齒輪分度圓直徑:（b)計(jì)算圓周速度: （c)計(jì)算載荷系數(shù)K查表得使用系數(shù): 根據(jù) ，8級(jí)精度，查得載荷系數(shù)： 由表查得，（d)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑為：，?。╡）計(jì)算模數(shù)m（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) （4.7）（a)確定公式內(nèi)各個(gè)計(jì)算數(shù)值 查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：（b)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由公式得：（c）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)（d）查取齒形系數(shù)查得：

24、，（e) 應(yīng)力校正系數(shù): ，（f）計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算所以取m=3,（4）幾何尺寸計(jì)算 ,4.5 料盤傳動(dòng)部分4.5.1 I-II間的傳動(dòng)主要參數(shù)：傳動(dòng)功率；小齒輪轉(zhuǎn)速；傳動(dòng)比i=2（1）選取齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 選取齒輪類型、材料：選取直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，材料為HT250，硬度為170-241HBS；選取齒輪精度等級(jí)：此傳動(dòng)為一般齒輪傳動(dòng)，故取精度等級(jí)為8級(jí)；選取齒輪齒數(shù)：選取小齒輪齒數(shù)，；大齒輪齒數(shù)：；（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 （4.8）確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)：計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 由表選取齒寬系數(shù)：由表查得材料的彈性影響系數(shù)：按齒面硬度中間值206

25、HBS得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次： 查表得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)：，計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，則:（3）設(shè)計(jì)計(jì)算（a）試算小齒輪分度圓直徑，帶入中較小值，（b）計(jì)算圓周速度V（c）計(jì)算齒寬b（d）計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù) 齒高（e）計(jì)算載荷系數(shù)K 查表得使用系數(shù): 根據(jù) ，8級(jí)精度，查得載荷系數(shù)：直齒輪，假設(shè)，查得查得查得載荷系數(shù)：（f）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得：（g）計(jì)算模數(shù)m（4）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 （4.9）確定公式內(nèi)各個(gè)計(jì)算數(shù)值查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力

26、取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由公式得：計(jì)算載荷系數(shù)K查取齒形系數(shù)查得，查應(yīng)力校正系數(shù) ，計(jì)算大小齒輪的并加以比較所以小齒輪數(shù)值大（5）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承受能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承受能力僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.86mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值3mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑。算出小齒輪齒數(shù)，取大齒輪齒數(shù)（6）幾何尺寸計(jì)算（a) 分度圓直徑（b) 計(jì)算中心距（c) 計(jì)算齒輪寬度，取，（7）驗(yàn)算，與假設(shè)符合4.5.2 II-III之間的傳動(dòng)主要參數(shù)：輸入功率；齒輪3的轉(zhuǎn)速；齒數(shù)比u=2（1）選

27、取齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選取齒輪類型、材料：選取直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，材料為HT250，硬度為170-241HBS；選取齒輪精度等級(jí)：此傳動(dòng)為一般齒輪傳動(dòng)，故取精度等級(jí)為8級(jí)；選取齒輪齒數(shù)：選取小齒輪齒數(shù)：；大齒輪齒數(shù)：；（2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 （4.10）確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)：計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩選取齒寬系數(shù)查取齒形系數(shù)，查得應(yīng)力校正系數(shù)，查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次：查表得彎曲疲勞壽命系數(shù):，計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，則:計(jì)算大小齒輪的并加以比較所以小齒輪數(shù)值大（3）設(shè)計(jì)計(jì)算（a) 計(jì)算齒輪模數(shù)

28、（b) 計(jì)算分度圓直徑（c) 計(jì)算圓周速度V（d) 計(jì)算齒寬b（e) 計(jì)算齒寬與齒高之比b/h，（f) 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，8級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)：直齒輪，假設(shè)，查得查得查得故載荷系數(shù)：（g) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的模數(shù)，得將其圓整，則（h) 計(jì)算分度圓直徑（4）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 （4.11）（a) 確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值計(jì)算載荷系數(shù)k查得材料的彈性影響系數(shù)按齒面硬度中間值206HBS得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限查得接觸疲勞壽命系數(shù)，計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，則:（b) 設(shè)計(jì)計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑，帶入中較小值，所以取，（5）幾

29、何尺寸計(jì)算(a) 計(jì)算分度圓直徑(b) 計(jì)算中心距(c) 計(jì)算齒輪寬度，取，（6）驗(yàn)算，與假設(shè)符合。結(jié)束語本文系統(tǒng)的說明了極坐標(biāo)式中藥自動(dòng)配藥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，而且對(duì)配藥系統(tǒng)的各個(gè)部分的部件的原理設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。與同類型的自動(dòng)配藥系統(tǒng)相比較而言，本系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高，效率高等特點(diǎn)，在比較了多種方案之后我們最終選擇了這種方案。在目前已有的幾種自動(dòng)配藥系統(tǒng)中，我們大膽的提出了極坐標(biāo)式的概念，并且在本次的設(shè)計(jì)中也成功的被應(yīng)用了，這大大的節(jié)約了人力資源的成本以及患者排隊(duì)等待取藥的時(shí)間，極大地豐富了我們的生活。在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，充分發(fā)揮了極坐標(biāo)式配藥系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律較為簡(jiǎn)單，取藥路徑簡(jiǎn)單且直截

30、了當(dāng)，不需要對(duì)稱重機(jī)構(gòu)和機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行優(yōu)化，且徹底排除了取藥機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相互干涉的可能，更重要的是還可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)取多味藥材，大大提高了系統(tǒng)的工作效率。當(dāng)然了，設(shè)計(jì)過程中肯定會(huì)有一些考慮欠缺的地方，我們會(huì)在今后的設(shè)計(jì)中不斷你的改進(jìn)和完善，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能。致 謝通過這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，在這我得感謝那些曾經(jīng)給過我關(guān)心的人。首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師李老師，是他給了我無微不至的指導(dǎo)，也是他給了我最為嚴(yán)厲的要求，無論是從前期資料的搜集到之后的成果檢測(cè)，他對(duì)我們的關(guān)心從未間斷。其次，我要感謝那些幫助我的同學(xué)們。在本次設(shè)計(jì)中，我有幸與三位同學(xué)一組一起努力設(shè)計(jì)，當(dāng)我們遇到難題時(shí)，我們會(huì)去詢問老師，我們會(huì)聚集在一起熱火朝天的討論，一起攻克難關(guān)。感謝黃