血液凝固檢測(cè)儀簡(jiǎn)稱(chēng)血凝儀,是醫(yī)學(xué)檢測(cè)的常用儀器,主要應(yīng)用于凝血疾病的診斷、術(shù)前凝血機(jī)制檢測(cè)等方面。研發(fā)一種能夠快速獲得準(zhǔn)確檢測(cè)結(jié)果,同時(shí)具備簡(jiǎn)單友好操作性能的血凝儀,對(duì)止血和血栓的研究具有重要的科學(xué)意義。因此,全自動(dòng)血凝儀得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用,現(xiàn)在已經(jīng)成為各大醫(yī)院必不可少的診療設(shè)備之一。文中針對(duì)血凝儀的原理和檢測(cè)方法,對(duì)全自動(dòng)血凝檢測(cè)儀進(jìn)行了模塊化總體設(shè)計(jì)。血凝儀由四大模塊組成,分別為:主控模塊、自動(dòng)進(jìn)樣模塊、光電檢測(cè)模塊、輔助模塊。主控模塊通過(guò)CAN總線(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)其他模塊的控制與協(xié)調(diào)。自動(dòng)進(jìn)樣模塊主要由電磁閥,兩個(gè)注射器,兩個(gè)進(jìn)樣臂,進(jìn)樣盤(pán)組成,實(shí)現(xiàn)待測(cè)樣品條碼信息讀取、待測(cè)樣品的自動(dòng)進(jìn)樣等功能。文中重點(diǎn)闡述了進(jìn)樣系統(tǒng)各個(gè)模塊的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、基于人工勢(shì)場(chǎng)法的運(yùn)動(dòng)控制算法的實(shí)現(xiàn)。血凝儀進(jìn)樣系統(tǒng)的硬件電路部分主要由控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、下載電路、通信電路、電源電路、限位電路等組成。采用stm32作為進(jìn)樣模塊的控制芯片,采用THB6128驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。采用UIS1200實(shí)現(xiàn)液位檢測(cè)的功能。軟件設(shè)計(jì)主要包括進(jìn)樣模塊和主控模塊通信、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電磁閥控制、故障自檢測(cè)等程序設(shè)計(jì)。由于進(jìn)樣系統(tǒng)由兩個(gè)進(jìn)樣臂協(xié)同工作,基于優(yōu)化的人工勢(shì)場(chǎng)法的路徑規(guī)劃,使得進(jìn)樣臂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中選擇一條無(wú)障礙物的最優(yōu)路徑,分別完成試劑和血液樣本的進(jìn)樣工作,提高血凝儀進(jìn)樣系統(tǒng)的工作效率。通過(guò)軟件與硬件的結(jié)合,血凝儀能夠完成全自動(dòng)的進(jìn)樣工作,提高血凝儀的快速性和實(shí)用性。最后,對(duì)血液儀進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)行了整體的調(diào)試和改進(jìn),并從準(zhǔn)確性,精密度方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。
【學(xué)位單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類(lèi)】：TH77
【部分圖文】：

第 2 章 血凝儀的進(jìn)樣流程及結(jié)構(gòu)第 2 章 血凝儀的進(jìn)樣流程及結(jié)構(gòu)凝儀運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法，它的系統(tǒng)模塊之間通過(guò) CAN 實(shí)現(xiàn)通信序運(yùn)行，能夠滿(mǎn)足自動(dòng)進(jìn)樣、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)和打印求。模塊化的設(shè)計(jì)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且相較于集成化設(shè)計(jì)便于系統(tǒng)。如圖 2.1 所示為全自動(dòng)血凝儀的系統(tǒng)框圖：

進(jìn)樣臂主要有進(jìn)樣針、步進(jìn)電機(jī)、滾輪、齒條皮帶、滑塊、連桿等機(jī)械構(gòu)件組成。進(jìn)樣針是自動(dòng)進(jìn)樣器的一種針?lè)�，本文采用的是平頭進(jìn)樣針。進(jìn)樣系統(tǒng)中的連桿是空心的，進(jìn)樣針相連的軟管從連桿中心穿過(guò)，與注射器相連。進(jìn)樣臂利用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)裝置(滑輪以及齒條皮帶)帶動(dòng)連桿作上下的平移運(yùn)動(dòng)以及左右的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，連桿又帶動(dòng)進(jìn)樣針作與其相同的運(yùn)動(dòng)。連桿在底座和頂層之間運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)最大距離為 20cm，最大可旋轉(zhuǎn) 150 度。圖 2.5 中 A、B、C、D 的位置分別安裝一個(gè) U 型槽的光電開(kāi)關(guān)，A 位置是上零位，B 位置是上限位，C 位置是下限位，D 位置是下零位，且 A 與 B、C 與D 的兩個(gè)光電開(kāi)關(guān)緊密放置。E、F 位置分別放置阻擋片。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)作上下平移運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn) 位置的阻擋片也會(huì)隨之運(yùn)動(dòng)，一旦阻擋片到達(dá) A、B、C、D 四個(gè)位置時(shí)，阻擋片就會(huì)將光電開(kāi)關(guān)中的光遮住，使得光電開(kāi)關(guān)的某個(gè)引腳的高低電平發(fā)生變化，E 阻擋片的工作原理與 F 相似，這里不做重復(fù)說(shuō)明。且在阻擋片到達(dá)A、B、C、D 四個(gè)位置時(shí)，可以通過(guò)軟件與硬件結(jié)合改變電機(jī)運(yùn)行方向。上零位與上限位、下零位與下限位的限位開(kāi)關(guān)放置方式使得電路具有故障自檢測(cè)的功能，這在第五章軟件設(shè)計(jì)部分做詳細(xì)講解。

步距角為每步1.8 ，如圖2.6 所示的步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。通常運(yùn)用專(zhuān)用的集成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，一般通過(guò)控制輸出脈沖的頻率、數(shù)量、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的細(xì)分的功能，來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行位移與速度精準(zhǔn)把控。圖 2.7 為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)示意圖。圖 2.7 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)示意圖Fig.2.7 The schematic diagram of driving stepping motor電流控制技術(shù)與細(xì)分控制技術(shù)為當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)，細(xì)分控制技術(shù)的應(yīng)用不但可以減小步距角，提升步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行控制的分辨率，而且能夠降低或者消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振蕩、減小噪聲，使得動(dòng)態(tài)性能得到明顯的改善。2.2.4 光電開(kāi)關(guān)的工作原理與結(jié)構(gòu)光電接近開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)稱(chēng)為光電開(kāi)關(guān)，其工作原理是根據(jù)被檢測(cè)物對(duì)光束遮擋或者反射，由同步回路接通電路，從而判定檢測(cè)物是否存在。紅外光電開(kāi)關(guān)的種類(lèi)也非常的多，一般來(lái)說(shuō)有鏡反射式光電開(kāi)關(guān)、漫反射式、槽式、對(duì)射式、光纖式等幾個(gè)主要種類(lèi)，本設(shè)計(jì)的進(jìn)樣臂上的四個(gè)光電開(kāi)關(guān)大多是 U 型光電開(kāi)關(guān)，如圖 2.9 光電開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)圖。U 型光電開(kāi)關(guān)一般都為標(biāo)準(zhǔn)的 U 型槽，它的發(fā)射器和接收器分別位于 U 型槽兩邊，構(gòu)成一道光軸，一旦被檢測(cè)的物體經(jīng)過(guò) U 型槽，阻隔了光軸時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就能夠檢測(cè)到開(kāi)關(guān)量信號(hào)。U 型光電開(kāi)關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2864915