医疗机器设计范文

导语：如何才能写好一篇医疗机器设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：RoboCup；机器人；医疗与服务

1 概述

医疗与服务机器人是一种智能型服务机器人，它能够自主完成一系列的操作计划，依据实际环境状况做出相应的应变操作，执行医疗与看护任务，处理突发事件。文章介绍的机器人是中国机器人大赛医疗与服务机器人比赛项目一等奖获奖作品。

2 机器人主体设计

机器人针对老弱病残孕家庭设计，因此具备以下功能：（1）正确判断机器人所处的房间和在房间中所处的方位；（2）正确检测出房间内的墙壁、家具等障碍物；（3）为他人测量血压心率生命体征参数，进行人机交互；（4）为家庭的行动不便者提供日常简单护理，如为人端茶送水、送饭、取送药瓶及服药提醒等。为防止机器人工作时候出现堵转现象，考虑到重心问题，机器人不能太高，底盘采用圆柱形。底盘由四个轮子共同支撑，左右两侧为驱动轮，由两个直流电机通过变速齿轮箱减速驱动，驱动轮内侧安装有码盘，前后两个万向轮起到支撑和导向的作用，底盘设计如图1所示。

底盘上方装有红外传感器，用来检测近距离障碍物，底盘边缘均匀分布装有红外接近传感器，防止机器人运行时悬空；在底盘的四周装有碰撞传感器；机器人的左右手臂采用伺服电机驱动，左手为三自由度机械夹手，右手安装有腕式血压计，胸部有LCD显示器。头部的前方和后方装有超声波测距传感器，用来检测周围环境。

3 硬件系统设计

硬件系统主要由主控模块、传感器模块、电机驱动模块、人机交互模块、电源模块组成。

3.1 机器人控制系统

主要任务是根据传感器和编码器等反馈回来的数据进行路径规划，执行行走、手臂动作，在LCD上显示机器人状态，环境数据，检测数据。控制系统采用ARM CortexTM-M3处理器作为机器人的核心。

3.2 电机驱动模块

由直流电机驱动电路和伺服电机驱动板组成，包括用于行走的直流电机和用于机器人左右手臂运动的伺服电机。行走电机驱动采用直流电机驱动芯片（AS611），主控模块提供给驱动模块的信号是方波，采用不同的脉宽调节平均电压的高低，进而调节电机的转速，即脉宽调制（PWM）。AS611每路电机控制输出为1A，并有超载保护功能。伺服电机驱动板如图2所示，带有伺服电机堵转断电保护功能安全可靠，和主控模块通过ASBUS总线（类似于ISA和PCI总线）连接。

3.3 传感器模块

主要包括用于测量和感知障碍物的超声模块、红外接收模、碰撞传感器模块以及其他温度、湿度、人体热释片传感器等组成多传感器系统。机器人由于工作环境的原因，必须具备检测各种大小、高低、颜色的障碍物，超声波是一种非接触式的检测技术，在空气中传播不受光线、烟雾、电磁场等外界因素的干扰，与红外传感器相比，超声传感器感应距离更远，可靠性高，且成本低。因此，使用高精度的超声波测距系统可以有效地完成远距离的障碍物检测。红外接收模块集成了红外接收管、前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、峰值检波器、整前电路和输出放大电路，灵敏度很高，用于检测近距离障碍物。从红外管侧面和后面漏出的红外光也会被接受模块探测到，两边的红外发射管和中间红外接收器都是先装在套管里再固定在底盘上的，有效的避免了这种情况的发生。红外传感器是靠发射并接收由障碍物反射回来的红外光来判断是否有障碍，红外光以60度的散角向外发射，红外接收模块正好处于左右两个反射光区域内，接收到那一侧红外发射管的反射光，就认为这一侧有障碍，接收到左右两侧反射光，即认为前方有障碍。人体热释片传感器对移动的人体热源敏感，加上菲涅耳透镜后可以探测10米外的人体。

3.4 人机交互模块

人机交互模块包括语音识别、LCD液晶显示、LED指示灯和喇叭。语音识别：采用RSC-300/346语音识别芯片，命令识别后输出特征信号，主控芯片对识别的电平信号进行检测，用位操作的形式实现对机器人的其他模块操作，以实现机器人的语音控制。

4 结束语

本设计制作的机器人可在简单的环境下，与人交互，完成取送食品药物的任务，握手测量血压心率，检测环境温度、适度，要达到实用需要很多的研究和改进，在功能和传感器的使用上需要进一步扩展，另一方面可以运用智能空间技术，把感知器件分布地安装在空间位置上，实现对家庭空间内部人和物的全面感知，通过执行器实现医疗与服务任务，同时为机器人提供更加完备的环境信息，以降低机器人本体携带感知器件的要求。对于医疗测量的血压、心率等数据，可以通过云存储、云计算进行特征分析，以提高对疾病预测的准确性。

参考文献

[1]胡松.基于多传感器融合的室内移动机器人设计与研究[D].大庆：大庆石油学院，2007，3.

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1.设计心理学的概述

由于设计心理学研究还处于一个起步阶段，一时间也较难给出准确的界定，以上各学者的各种界定也都有着自己的侧重点。然而仔细分析以上的各种界定我们可以发现一个共同的目标，那就是对人的心理特点进行研究并为设计而服务。在这里“人”的范围包括设计主体和设计目标主体（消费者或用户）。因此本课题的研究也是从对目标主体的心理研究为出发点，分析其基本心理特征和使用过程心理，并将其运用到产品设计中。

2.医疗器械设计关联的心理学因素

2.1 医疗器械人性化设计关联的心理学因素

产品人性化设计一方而指人所使用的产品以人机工程学为原则，即设计应以人的心理需求为圆心、生理需求为半径，用建立人与产品之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的机能，保护人体健康，从而提高效率；另一方而，它是指在满足产品使用功能的前提下，以人的感性需求为着眼点在产品的形态和色彩上满足人的精神需求，协调和平衡人的情感，充分体现以人为本的设计理念。医疗器械的人性化设计是指以人为核心，全而考虑人的精神、物质需求的一种设训一价值观。为此，设训一的医疗器械不仅要求高质量、高精度、高科技含量，更要求高情感特性，符合人的生理需要和心理需要，具有很高的宜人性、舒适性、安全性，符合人机工程学的要求。使用方便、操作性好，不易疲劳，产品设计安全，为用户着想，考虑到每个细微的环节，尽可能达到操作者的要求，贴近人的感觉。

2.2 医疗器械感性设计关联的心理学因素

2.2.1 操作的指示性 医疗器械感性设训一首先应表现出使用产品时的指示性，即暗示人们该产品的使用方式、操作程序等。医疗产品的指示与识别设计要充分地为功能（物质功能与精神功的服务，那种繁琐的装饰与贴涂只能起到医疗产品的关化与修饰，有时甚至会产生不必要的视觉误导，因此要清楚地区分装饰与指示的界域，合理地进行必要的装饰。

2.2.2 造型的象征性 在很多情况下，医疗产品象征性语义的塑造是借用某种具有某种程度的共识的代表性的物来表达的，这种物可以是具象也可以是抽象的，它借用的事物的隐性含义，如有机形象征生命，蓝色代表科技，绿色象征生命等。因此，要遵循医护人员、病人的心理体验，才能使象征性语义的塑造更容易与人沟通。

2.2.3 美观性 关观性是“关的形式，所展现出来的内容。医疗产品“关的形式，包括功能关、工艺关、材质关、色彩关、结构关、装饰关、舒适关、尺度比例关、单纯和谐关等多种。“关的形式，往往能很好地传达出设训一师的审关爱好、审关情感和设训一修养，进而直观地引起消费者主体的审关愉悦。

3.认知心理学在医疗器械设计中的应用

3.1 从操作者（医生）角度

由于信息技术的应用，现代医疗器械拥有复杂的人机界而，例如数字化的核磁共振、彩色B超等。复杂的结构使得操作它们需要极高的专业技能。而认知心理学认为在人的信息加工过程中，人类的注意限制是最难克服的问题，我们有太多任务要完成的时候，就会忽视某些任务。医生在治疗病人的过程中，本身就需要大量的医学知识，会消耗掉他们很多特意”和知觉”。而复杂的操作方式很容易使操作者过分关注于操作的本身而忽略其主要目的，而且脑力负荷的加大也易导致精神过度紧张而造成操作事故。

设计师应该以认知心理学为指导，站在用户的角度，合理的组织信息，并且使信息尽量符合人的知觉特性。使其人机界而能对操作者的操作进行引导，准确告知用户下一步该怎作，减少用户的职业思维和动作能力要求，减少操作步骤，让他们能够不受身旁科学仪器的干扰，而专心集中于自己的知觉行动过程，把注意力集中在病人身上。

另外针对人的知觉预料的非理性特征，我们在设计中还应考虑环境的影响和非正常状态下用户的操作，通过颜色、纹理、形状的变化防比操作出错而导致无法估计的后果。如把开机弄成关机，把通电弄成断电等。同时也要提供足够的反馈信息供用户进行判断，允许用户出错。总之，工业设计师必须牢记，设计一个东西就意味着给操作者附加了一定的责任，而这种责任不应该超过操作者所能承担的范。

3.2 从患者的角度

患者是医疗器械的直接作用者，因此他们在知觉方而就有着更高的期待和更特殊的要求，这就需要设计者必须考虑患者因素，重视患者的感受。传统医疗设备在形式追随功能”原则的指导下，外形大都硬朗、冰冷，反映了一种冷漠的技术美，再加上机器的抽搐、噪声等，给患者造成了很大的心理压力。比如一些老式的CT机让一些年老的患者在接受检查、治疗时表现出极度的恐惧，甚至影响到了检查和治疗。

3.3 从医疗管理者的角度

产品的造型表达产品的价值，是产品的阶值符号学。在某种程度上，它是社会观念的真实写照。医疗器械作为一种产品，医院管理者所关注的是它的价值，例如目前中国医疗市场在医疗器械的购买和使用上普遍存在这样一种观念：设备越大、越洋气越好，这样显得值钱。这种价值观念是工业化初期国家走向富裕时连带出现的现象，是一种过渡性的价值观念，但也应该引起设计师的重视。因此作为设计师应该综合考虑、权衡各方而的需要，使其造型符合商品社会的价值观念，并满足操作者或者患者的需求。

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在医疗器械的人性化设计过程中，一方面基于人体工学建立人体和医疗器械之间的和谐关系，从而更好地保护人们的健康，也使人们能够更容易接受医疗器械，提高工作效率。另一方面，在不影响其使用功能的前提下，在设计过程中从人的感性和心理需求出发，对医疗器械产品的颜色、形态等设计充分考虑人们的审美和情感需求，从而平衡人们的情感。

2医疗器械人性化设计过程中需要注重的问题

2.1需要加强对用户使用性和需求的研究

进行医疗器械产品的人性化设计，要实现人的感受和产品职能的合理分配，保证产品高效、安全、舒适。医疗器械不同于其他产品的地方在于，它不仅需要满足使用者（医护人员）对于产品的操作舒适性、安全性和观察清晰度的要求，还需要满足受用（患者）使用的舒适性和安全性，以及医院（管理人员）对工作效率、产品性能、体积、可移动性和色彩造型等方面的要求。

2.2人性化设计要求

在进行医疗器械的人性化设计时，要明确设计原则。设计过程中，要坚持人机工学的基本原则，从人的心理需求出发，在医疗器械的设计上充分体现人类的心里特点，从而实现人和医疗器械之间的和谐关系，促进医疗器械发挥最大的作用，从而更好地保护人类健康。同时，设计时要注重人们的感性需求，在满足医疗器械的使用功能和安全性的前提下，要协调和平衡人的情感因素，利用产品的色彩、外形等对人的情绪和精神进行积极影响。

3基于人性化理念的医疗器械产品设计

3.1人性化尺度设计

目前，许多医疗机构以医疗器械为原装进口进行宣传，设计过程中也习惯于借鉴外国的医疗器械产品，却忽略了我国和其他国家在人种和文化上的差异。由于人种和文化上的差异，外国产品在尺度和文化认同上并不符合我国患者的生理、心理条件。例如，从美国原装进口的PET/CT扫描仪，其躺卧平台的设计高度是根据“小腿加足高+修正量（鞋底厚度）”进行设计的。但是，由于美国人的人体结构尺寸高于中国人，所以中国患者使用时会明显感到不方便、不舒适。因此，在进行医疗器械的人性化设计时，要充分考虑中国成年人的身体尺寸，并根据患者和医务人员的使用特点分别进行设计。

3.2人性化交互设计

3.2.1人机界面设计

随着电子技术、信息技术和智能化技术的不断发展，医疗器械逐渐走向电子化、信息化和智能化。当前，医疗器械的人机界面以图形用户界面为主。使用者在进行仪器操控时，其行为可以被可视化地显示出来。在进行具体的人机界面设计时，要遵守重要性原则、操作频率原则、操作顺序原则、相关性原则和相容性原则等相关规则。界面设计时，要认真考虑指示符号的准确性、信息显示的一致性和控制的灵活性，使操作者可以简单、高效地使用。此外，还需要考虑医疗仪器受众的特殊性，如糖尿病患者可能会伴有视网膜的病变。因此，进行血糖检测仪刻度显示设计时，要充分考虑受众的特殊性，适当增大显示刻度的尺寸。如图1所示，该医用清洗机在操作和显示界面上采用形状和颜色来区分不同的操作功能，且使用的背景色和字体非常易于分辨，从而使其使用更加方便。同时，它采用理性的形和线使仪器体现出高科技感，同时采用蓝色能够有效缓解患者的紧张情绪，放松心情，有利于医疗过程的进行。

3.2.2交互行为设计

在进行医疗器械的交互行为设计时，要充分考虑医疗器械特点，尽可能简化操作行为，使其更适合操作人员的认知和行为习惯，从而减少操作失误发生的可能性。与医务人员有所不同，患者和医疗器械交互时处于被动地位。患者和仪器之间的交互行为，往往通过非接触界面、接触界面和侵入界面三种方式来进行。尤其是侵入界面，一般通过人体管道或者创口作用于人体，会给患者带来较大的心理负担。因此，通过人性化的交互设计让患者感到安全性、舒适性十分重要。

3.3人性化外观设计

人性化的外观设计主要是对医疗器械的造型、色彩和质感等进行设计，使医疗器械既具有艺术上的美感，也具有情感上的感染力，从而在使用过程中给患者带来积极的影响，减少紧张、焦虑和恐惧等不良情绪。例如，在进行医疗器械颜色选择时，采用“白（灰）+中低明度的冷色”的基调，有助于营造出安全、稳重的氛围，不会像单纯的黑白色调那样严肃。在进行线条设计时，采取均衡但不夸张的流线型设计会表现得更具亲和力，从而帮助患者缓解紧张不安的心理，提高医疗效率。如图2所示，该医用抽吸机改变了传统产品的圆桶式造型，采用新型的椭圆柱造型，利用仿生学原理，将仪器的上部设计成鹅颈造型，完美切合了产品外形和产品操作的人机关系。同时，仪器采用白色，不仅符合医院环境，也和牙科产品的外形和色彩特征符合。它富有变化并且可爱的造型，加上符合使用特点的配色，对缓解患者的紧张心理具有重要作用。

4结语

本文对医疗器械中的人性化准则进行介绍，分析设计时需要注意的问题，并详细阐述了人性化尺度设计、人性化交互设计和人性化外观设计，以期能够为基于人性化理念的医疗器械产品设计提供借鉴。

作者:温飞 单位:深圳艾尔曼医疗电子仪器有限公司

参考文献

[1]袁和法.基于人性化理念的医疗器械设计探索[C].2013国际工业设计研讨会暨全国工业设计学术年会，2013.

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Abstract： In order to improve liquor distillation equipment and the production efficiency and the yield of alcohol， cellulose fuel ethanol distillation technology and equipment have new design. The design can meet the requirements of liquid distillation and solid distillation. The study focuses on the solid state distillation and liquid distillation in the process of distillation steam pressure， filling coefficient， reflux ratio research.The results showed that： state distillation， reflux ratio is the key factors influence liquor yield； optimal distillation process conditions for steam pressure of 0.4Mpa， filling coefficient of 0.6， reflux ratio of 0.65. In this process the wine fermented liquor rate reaches a maximum value， i.e. 78.6%.Liquid distillation， steam pressure is the key factor affecting the yield of wine； optimum extraction conditions for steam pressure of 0.3Mpa， filling coefficient of 0.7， reflux ratio is 0.7， the above condition liquor rate reaches a maximum value， i.e. 78.9%.

关键词： 固态蒸馏；液态蒸馏；蒸汽压力；填料系数；回流比

Key words： solid distillation；liquid distillation；steam pressure；filling coefficient；reflux ratio

中图分类号：TS261.4 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）28—0032—02

0 引言

地球上可开发利用的煤、石油和天然气等非可再生能源愈加短缺，所以燃料乙醇以其节能、低排放、原料充裕等优点受到全球广泛关注。目前乙醇的发酵技术包括固态发酵与液态发酵，固态发酵与液态发酵后的乙醇蒸馏工艺一般都需要相互独立的蒸馏设备。但传统的固态蒸馏工艺存在乙醇蒸馏不彻底，蒸馏效率低等缺点，固态蒸馏出来的低度乙醇需要再进入液态蒸馏工艺才能获得高浓度乙醇。本课题旨在研究纤维素乙醇固态与液态发酵后的燃料乙醇蒸馏设备及乙醇蒸馏工艺技术，并对工艺及设备参数进行深入优化，提高蒸馏效率，降低生产能耗。

1 实验详情

1.1 实验材料 固态酒醅与液态酵醪，酒精体积分数均为6%（来自山东百脉泉酒业有限公司）。

1.2 实验设备 蒸馏设备：双态通用蒸馏设备（自行设计），蒸馏设备如图1。

1.3 实验方法

1.3.1 设备装配及特点

①设备装配，如图1。②设备设计特点。

该设备与现有设备的结构区别在于，该设备将蒸馏塔与精馏塔融为一体，既可以进行固态酒醅的乙醇蒸馏也可以进行液态酵醪的乙醇蒸馏，实现了同一设备的多功能化生产。

1.3.2 实验步骤 固态酒醅乙醇蒸馏工艺步骤：向轮式篦板酒甑中加入固态酒醅，向弧形蒸馏釜内加入水，将轮式篦板酒甑推入蒸馏室内，控制液压升降架，将轮式篦板酒甑底部通过法兰与弧形蒸馏釜密封连接，开启弧形蒸馏釜内的蛇形蒸汽加热管，加热后弧形蒸馏釜内产生水蒸汽，固态酒醅与水蒸汽发生热量交换，形成水与乙醇的混合蒸馏汽；蒸馏汽上升进入精馏塔，经过精馏塔内的泡罩塔板的精馏后，乙醇蒸汽从精馏塔顶蒸汽出口进入冷凝器，调节回流管阀门，控制冷凝液的回流比，经冷凝后的乙醇液体通过回流管回流到精馏塔，通过乙醇出料口排出乙醇产品。

1.3.3 出酒率的测定方法

出酒率=■×100%

2 结果与讨论

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【关键词】

放射性肺炎；疗效；IL1α；IL6；TNFα

The therapeutic effect and mechanism of combination therapy of chinese and western medicine on radiation pneumonitis

LIU Changqing,ZHI Jiankun,WU Qianqian,et al.

Dawang Town public health lentre of Guangrao Country of Shandong Province,Shandong 257334,China

【Abstract】 Objective

To study the therapeutic effect and mechanism of combination therapy of Chinese and western medicine on radiation pneumonitis.Methods Sixtythree patients with radiation pneumonitis were randomly divided into western medicine group and combination therapy group. The western medicine group was given antibiotic and dexamethasone, the combination therapy group was given antibiotic, dexamethasone and traditional Chinese medicine. Levels of IL1α, IL6，and TNFα in plasma were measured by ELISA before and after the treatment. Results ① The therapeutic effect of the combination therapy group was better than the western medicine group (P

Conclusion The traditional Chinese medicine could exert its therapeutic effect on radiation pneumonitis by decreasing the levels of IL1α, IL6，and TNFα.

【Key words】

Radiation pneumonitis; Therapeutic effect; IL1α; IL6; TNFα

作者单位： 257334山东省广饶县大王镇卫生院(刘长青 李荣波)；山东省利津县中心医院(支建坤)；山东省广饶县人民医院(吴倩倩)

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2009年1月至2010年12月门诊及病房RP患者63例，随机分为西药组及中西医联合治疗组。联合治疗组33例，其中肺癌15例，乳腺癌8例，食管癌10例；西药组30例，其中肺癌15例，乳腺癌7例，食管癌8例。纳入同期门诊健康查体人员10例，作为正常对照组。

1.2 纳入标准

患者正在或者近期肺部接受过一定放射量的放疗；有发热、咳嗽、咳痰、胸痛及呼吸困难等临床表现；胸片、胸部CT示显示肺内的病变范围与放射野一致；排除局部感染和复发；血常规：白细胞可正常或偏高。

1.3 疗效标准

治愈：症状、体征完全消失，X线恢复正常。好转：症状、体征基本消失，X线病变基本吸收遗留少许纤维条索影。未愈：症状、体征无好转，肺部阴影无吸收或出现广泛纤维化改变，甚至出现呼吸衰竭死亡。

1.4 治疗方法

正常对照组不予以任何特殊处理。西药组进行对症处理，并予以抗生素及地塞米松。治疗组在对照组基础上加用中药汤剂，一日一剂，组方为：百合、生地、熟地、当归、阿胶、生地黄、川贝母、知母、橘络、麦冬、丹参、制大黄、瓜蒌、桃仁、僵蚕、赤芍各10 g，生甘草6 g，根据病情适当加减。分别于治疗前及治疗2周后，取静脉血3 ml，采用酶联免疫技术测定血浆中IL1α，IL6，TNFα水平。

1.5 统计学方法

应用SPSS 13.0软件进行统计学处理，采用卡方检验或单因素方差分析，以P

2 结果

2.1 疗效的比较

中西医联合治疗组有效率为93.9%，西药组有效率为73.3%，二者比较差异有统计学意义(P

2.2 血浆IL1α，IL6，TNFα水平的变化

RP患者血浆IL1α，IL6，TNFα水平均较正常组显著升高(P

表1

两组疗效比较(例，%)

组别例数治愈好转未愈有效率

西药组30913873.3

联合治疗组331417293.9

注：与西药组比较，P

表2

血浆IL1α，IL6，TNFα水平的比较(x±s,pg/ml)

组别例数

IL1αIL6

TNFα

治疗前治疗后治疗前治疗后治疗前治疗后

对照组1069.3±8.365.1±6.221.6±4.126.4±3.555.3±4.949.0±5.2

西药组30232.6±15.8159.4±18.1#101.2±8.566.8±7.6#198.6±16.2137.3±18.5#

联合组33253.5±10.4108.8±16.7#115.3±7.140.9±5.7#209.3±15.586.1±11.6#

注：与对照组比较，P

3 讨论

RP是胸部肿瘤放射治疗中常见的并发症，发病率高，病情严重1,2］。RP治疗目前以抗生素加激素为主，但有众多患者治疗效果不理想。本研究在抗生素、激素治疗的基础上，加用中药汤剂，结果显示治疗2周后，有效率显著高于西药组。

IL1α，IL6，TNFα是重要的免疫调节因子，属于炎性细胞因子3,4］。其在炎症的病理过程中发挥重要的作用，可通过影响其他炎症因子的合成，改变血管内皮细胞的通透性，增加血管渗出，刺激中性粒细胞等炎性细胞的趋化反应，加重炎症反应。其次，还可通过其免疫调节作用，影响机体的免疫功能，从而影响放射性肺炎的病理过程。此外，尚可上调机体TGFβ1的含量，促进肺组织纤维化的发生。国内外大量报道显示，RP患者体内IL1α，IL6，TNFα水平显著升高5］。

本研究结果显示，RP患者血浆IL1α，IL6，TNFα水平较正常组显著增高，与Arpin D等报道一致。经药物治疗后，西药组及联合组患者病情均不同程度的好转，且其血浆IL1α，IL6，TNFα水平均显著低于治疗前，说明该细胞因子的水平与疾病发展及转归具有相关性。且结果还显示，治疗后联合组该细胞因子的水平显著低于西药组，结合其疗效的差异，说明该中药方剂可通过调节患者体内IL1α，IL6，TNFα的水平而发挥治疗作用。

参 考 文 献

［1］ 程刚.肺癌放射治疗并发急性放射性肺炎32例临床分析. 中国实用医药, 2010,5(29): 9495.

［2］ 卢惠珍, 李而周, 吴小梅.肺癌放疗后放射性肺炎的观察与护理. 中国实用医药, 2009,4(17): 183184.

［3］ Ogawa T, Shimizu S, Tojima. Heparin inhibits mucus hypersecretion in airway epithelial cells. Am J Rhinol Allergy,2011, 25(2): 6974.

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关键词：经编；汽车座椅面料；工艺设计；产品开发

中图分类号：TS186.5 文献标志码：A

Design and Development of Warp-knitted Jacquard Car Seat Fabrics

Abstract： This paper first introduces the application and performance requirements of car seat fabric， and then it summarizes the principle of designing warp-knitted car seat fabric from the aspects of equipment， raw materials， unit pattern and structure， which highlights enhancing the level of car seat while reducing costs， and which is illustrated with samples in ripple pattern.

Key words： warp knitting； car seat fabric； technological design； product development

汽车座椅面料是汽车内饰的主体，以及人们打开车门时的主要视觉点。随着人们环保意识的增强，如今汽车座椅纺织面料在市场中所占据的比例越来越大。其中，经编材质面料往往是汽车座椅面料制造商的首要选择，其产品生产效率高且能提高汽车档次。经过磨毛的经编提花汽车座椅面料，表面具有一层短而密的绒毛，具有仿麂皮绒的效果，尤受人们喜爱。

1 汽车座椅面料

1.1 应用现状

汽车座椅面料是汽车内饰重要组成部分，其用量占比大。一般来说，四座椅的汽车需要消耗3.5 ～ 5 m2的座椅面料。汽车座椅面料是一种特殊的产业用纺织品，它是由表层织物、聚氨酯泡沫及底衬织物或聚酯薄膜复合加工而成的复合材料。

座椅的表层织物是座椅质量和装饰的亮点所在，材质选择通常有纺织面料、天然皮革和人造皮革。其中皮质座椅面料提高了汽车的档次，往往是人们选购汽车时的首选，但如今大部分中低档皮质座椅面料多是人造革，不够绿色环保。纺织面料不仅可以达到对环境友好的要求，还易于加工，织物种类选择范围广；另外，经过拉毛、刷毛工序形成的绒类织物，更是给人以高档奢华的感受。在国外，多数的豪车座椅使用外观华丽、手感柔软、色彩丰富的绒类织物。据统计，目前95%以上的汽车座椅表层织物采用的都是纺织面料。

1.2 性能要求

汽车座椅面料除了色泽应与车体外观相协调，花型图案要美观外，还需具备某些特殊的使用要求。如与人体触感良好、手感柔软、不粗糙；有良好的透气性和吸湿性，能及时散发人体的热量，使人乘坐舒适；有一定的弹性、强度和延展性，无坐痕；同时还应有良好的耐磨、防滑、防污、阻燃、抗静电、耐光和抗紫外线、抗雾化等性能，以增加其耐久性。

2 经编提花汽车座椅面料的设计

2.1 设备选用与原料选择

2.1.1 设备选用

汽车用经编织物的生产设备主要是单针床特里科型经编机和双针床拉舍尔经编机。前者主要生产磨绒的汽车座椅面料；后者主要生产割绒织物和间隔织物，可以编织双幅宽的织物，并可切割成所需的宽度。对于汽车座椅面料，更多地采用单针床特里科经编机，且为使面料美观不单调，常利用其中 1 ～ 2 把梳栉进行提花，另外的梳栉做地组织，而机号通常使用E28。

2.1.2 原料选择

经编织物的原料以涤纶长丝、涤纶低弹丝和锦纶丝为主。根据汽车用纺织品应用部位的不同，需选择不同的纤维材料。表 1 为 5 种常见车用纤维的性能比较。

作为汽车座椅表面的包覆材料，汽车座椅需要承受多次接触产生的摩擦和阳光的直接照射，耐久性的高低决定了汽车座椅面料的使用寿命。早期汽车座椅面料以锦纶为原料，但由于其抗光照性能差而被涤纶所取代。涤纶不仅具有卓越的抗紫外线性能和良好的耐磨性，且价格相对便宜。

除了原料种类外，还应注意原料的规格和结构。在纱线规格方面，由于汽车座椅面料需具有一定的厚度，因此使用的纱线不宜过细，通常使用75 ～ 150 D的纱线，从而保证一定的厚度。在纱线结构方面，一般都选择复丝，若生产经编绒类织物，则更应选择复丝，使面料经过拉毛刷毛工序后具有丰满的绒面效果。同时，还应注意纱线的截面特征，如圆形截面的长丝亮度高，三角形截面的长丝有闪光效应。

2.2 单元纹样设计原则

如今汽车购买者的年龄日趋年轻化，意味着汽车座椅更应满足年轻、时尚、有活力的设计要求。经编提花汽车座椅面料的纹样设计不仅要与汽车内装饰的总体风格相适应，符合汽车设计师和汽车厂的要求，还要满足人们日益改变的审美观和日新月异的美流。

由于汽车座椅面积大，其面料可采用的花型各式各样、种类繁多，可根据座椅形状进行纹样设计。可采用菱形、方格、圆形等几何图案和花朵、植物、器物等自由图案，将这些单元纹样进行规则或不规则循环排列。亦可采用流线型及条纹等图案，进行排列。几何图案给人正式、传统的感觉；自由图案突破了几何图案给人的沉闷感，能创造出温馨舒适的环境；流线型图案给人以流动、顺畅、放松的感觉；条纹图案则较榇统。常规花型仅用于中央座椅，后座的花型通常是循环较小的几何图形，自然的外观，方格和波点设计，厚实的触感，以及带有三维效果的花型。

单元纹样的设计还应与汽车主题相适应。若为女士汽车，则其纹样要可爱温馨，又不失大气；若为商务型汽车，图案的设计要豪华、庄重、典雅；若为运动型汽车，图案的设计要活力、炫酷、有动感。

简言之，纹样的设计不仅要与汽车整体结构相结合，与汽车内饰风格相适宜，还应与汽车主题相配合。

2.3 组织结构的选择

组织结构直接影响织物的风格。对于单针床特里科经编机编织的汽车座椅面料，地组织通常选用密实组织（平纹）。即编织地组织的 2 把梳栉中，后梳编织经平组织。若生产磨毛织物，前梳编织针背横移 3 针以上的经斜组织，且前梳针背延展线不宜过长，否则对织物的稳定性有较大的影响；若生产平面织物，前梳无需编织经斜组织。同时，生产中要注意 2 把梳栉的垫纱方向，若生产经编磨毛织物，一般采用前后梳同向垫纱，使得线圈产生一定的歪斜，有利于后续磨毛处理的起绒效果；若生产平面提花织物，通常采用前后梳反向垫纱。

提花组织通常由前面 1 ～ 2 把梳栉成圈编织而形成。当设计好花型或已选择了合适的花型后，花型通过梳栉横移来实现，利用延展线在工艺反面显示的关系，形成一定的花型图案。

3 设计举例

3.1 设备与原料

3.1.1 生产设备

机器型号：HKS 4 P-EL型高速经编机；梳栉数：4把；机号：E28；门幅：170英寸；编织速度：970 r/ min。

3.1.2 原料

A：110 dtex/36 f（100 D/36 f）DTY炻诘偷丝；B：83 dtex/48 f（75 D/36 f）FDY半消光涤纶长丝。

3.2 工艺设计

在设计举例中，提花组织采用具有现代感和立体感的波浪外观图案（图 1）进行设计，一个完整的花型循环如图 2 所示。图 3 为 2 个花高、2 个花宽循环的织物仿真图。以上花型均在WKCAD中进行设计。

3.2.1 组织与穿经

GB1：1-0/4-5/3-2/6-7/5-4/8-9/7-6/10-11/9-8/（12-13/10-9）×7/12-13/9-8/10-11/7-6/8-9/5-4/6-7/3-2/4-5/（1-0/3-4）×7//；10A，10*。GB2：（1-1/1-0/0-0/0-1）×12/1-0/0-1//；5*，2B，8*，2B，3*。GB3：2-3/1-0//，20B。GB4：1-0/1-2//，20B。

3.2.2 上机工艺

将在WKCAD中设计的工艺导出机器文件（*.wkc），将导出的机器文件导入HKS 4 P-EL型电子横移高速经编机上进行生产。上机工艺如表 2 所示。

4 结语

汽车座椅作为汽车内饰的主体，很大程度影响消费者对汽车评价的感官。经编材质面料用作汽车座椅面料具有质地轻薄、尺寸稳定性好、强度高、耐磨、弹性良好等特点。利用电子横移进行提花和不同的穿经方式可使经编座椅面料花型更加丰富、外观更加华丽。随着产品开发水平的不断提高，经编汽车座椅面料的品种将愈加丰富、档次日益提高，其应用必将越来越广泛。

参考文献

[1] 邹关华.国产化纺织面料在汽车座椅中的应用[J].产业用纺织品，2008，26（8）：29-32.

[2] 李艳梅，仇晓坤.汽车座椅用绒面织物的设计与开发[J].上海纺织科技，2004，32（5）：48-49.

[3] 金梁英，崔运花，都胜.汽车座椅面料的复合工艺及其影响因素[J].纺织学报，2013，34（1）：151-156.

[4] 李才云.汽车座椅用柔性材料的性能[D].上海：东华大学，2010.

篇7

【关键词】服装废弃面料；技法；变形设计；创意设计

随着人们生活水平的不断提升，废弃服装面料也急剧增加，废弃物所产生的社会影响也越发广泛，因此受到越来越多的重视。然而，我国尚未建立废弃服装分类处理制度，现阶段对废弃服装的处理不仅造成较大浪费，而且也对环境造成了一定的影响，不利于能源节省和环境保护。因此，研究一种绿色环保的废弃服装循环利用途径已成为目前社会关注的热点。而二次设计，亦称艺术再造，是创意性思维的表达方式之一，将其应用于废弃服装面料设计中，可以有效发挥服装废弃面料未尽的使用价值，实现废弃服装的循环利用，不仅解决了废弃服装的处理问题，节约了自然资源，也为设计师提供了一种新的设计思路。

1分析二次设计中通用的技法

主要有四种不同的类型，分别是变形性、整合性、破坏性以及附加装饰性，下出具体阐述。

1.1分析变形性设计的情况

在二次设计中，变形性设计主要指的是材质通过一些物理外力（如挤压、拉伸等）而使得原来面料表面的肌理发生改变，然后其外观呈现出新的形态，例如出现皱褶、抽缩以及堆积。

1.2分析整合性设计的情况

指的是结合不同的材质、色彩面料而实施拼凑以及整合的设计，这主要是有效突破我国设计中传统审美的范畴，进而使得色彩可以变得更加丰富，而形态也变得更加立体。

1.3分析附加装饰性的设计

这种设计主要是对面料的表面添加材料（不同或者是相同的），进而使得附加物可以有效改变之前外观形态，并且也可以有效增加附加装饰的效果。这种设计手法可以呈现出变化多端的视觉效果，进而对人们的视觉带来一定的冲击力。

1.4分析破坏性设计的情况

指的是破坏一些成品或者是半成品的面料，进而使得原有的结构特征发生变化，例如通过漂染、撕扯、镂空、磨刮、剪切、水洗做旧以及抽丝等方式进行加工，从而使得面料在色、形以及肌理方面呈现出看似不规律以及不完整的情况，然而又呈现出新意的效果。

2分析废弃面料的二次创意设计

废弃面料不同新面料，它们在外观、性能以及质感方面都表现出较大的差异性，例如多次穿着、摩擦以及洗涤之后，面料中物理以及化学性能的指标均已经发生较大的变化，有的出现褪色的情况，有的出现结构疏松的情况，有的出现强力降低的情况等，所以对这些废弃的面料进行二次设计，应根据废弃面料特性而采用相应表现手法完成艺术的再设计。

2.1采用良好的设计手法

对废弃面料实施二次设计过程中所采用的手法较多，例如坠珠、刺绣、绗缝、抽纱以及砂洗等，然而这些不同的手法在新面料中都已经使用过，而废弃面料的特性已经发生改变，此时实施二次设计过程中就需要掌握废弃面料的特征，然而采用良好的设计手法增强作品的艺术性。

2.2掌握形式美的法则

服装中的废弃面料实施二次设计，就需要充分遵循形式美，例如对比和调和、对称和非对称以及节奏、韵律等，然后结合废弃面料特性而设计出和谐之美的作品。

2.3转变设计思路

二次设计需要运用一些发散性思维、逆向思维以及抽象思维思考，根据不同种类的服装面料而实施发散性的思考，进而使得面料可以从色彩、肌理针以及结构方面而展示出美感，同时还可以结合设计者的特性而充分改造面料外观。

2.4注重美和用统一

二次设计在实际工作中运用十分广泛，如可以用在服饰品、壁画、家居装饰品以及生活用品等，所以在设计中就需要对作品的用途进行思考，然后才能够通过色彩、面积、形状以及肌理方面进行搭配。

3分析废弃面料的二次创意

3.1采用不同风格的面料进行设计

对于服装中的废弃面料呈现出不同的风格以及质感，例如柔软型、厚重型、挺爽型以及透明型等，所以在实施二次设计中就需要充分考虑这些因素，例如对于厚重型的面料而言，其自身的结构具有紧密以及厚实牢固的特点，此时在设计方面就可以采用变形设计以及破坏性的设计方式，进而可以有效增加面料的层次感以及趣味性；然而柔软型以及薄型的面料则可以采用装饰性以及变形性的设计，进而增强空间立体感。当采用破坏性的手法改造废旧的牛仔面料时，可以打造渔网造型的设计，这就使得原来的风格（粗犷风格）变得更有趣味性。

3.2分析不同色彩的面料设计情况

对于废旧面料而言，经过了长期的使用以及磨损，而且其色彩也呈现出一定的特点，例如亮度低、纯度低以及色相不匀，因此，实施二次设计中就需要对这些材料进行巧妙地改造。一般情况下会结合破坏性以及整合设计的方式进行设计。例如对于轻薄纱质的面料以及废旧的毛呢面料，则可以采用整合的方式而使得面料可以增强层次感以及浮雕的效果，进而可以使得作品中展示出生动形象的效果，这既可以更好地掩盖毛呢的色彩陈旧缺点，又有效突出面料的空间感以及肌理感。

3.3分析不同面料的结构情况

这主要是针对不同的面料情况进行分析，有的是梭织的面料，有的是针织面料，因此，对于不同的面料结构需要采取不同的设计方式。如梭织面料，其结构较为稳定、平整，而且悬垂效果良好；然而针织面料则由于织物线圈的结构而使得单位长度中的储纱量多，有良好弹性。因此，在二次设计中就需要结合其结构的情况而实施破坏性的设计，例如灼烧、剪切、抽纱、磨刮以及撕扯等，同时还可以在面料中增加艺术美感的设计，例如刺绣、手绘以及钉珠等。因此，在设计过程中就可以结合其结构紧密情况而实施抽纱设计，把绿色的麻面料以及黑色的麻面料而结合在一起，使其颜色方面可以呈现出对比性，同时还可以在合适位置而镶嵌白色线迹。这一设计灵感主要是从万圣节的南瓜雕刻中而找到的，从而增加了设计的趣味性。对于平纹府绸面料而言，其可以通过剪切的方式而使得面料呈现出良好的舒展以及通透效果，然后再结合面料堆积情况而采用手针缝合的方式进行固定，进而使得不同形态的面料可以有效改变整体沉闷感。但是对于废旧棉质的面料结构而言，由于其结构具有稳定性，而且易上色特点，此时可以在采用传统的手绘方法而增添设计中的效果。例如将丙烯颜料绘在具体的图案中，同时还需要掌握好色彩比例以及明暗对比，进而能够展示出面料个性化。在针织面料方面则可以采用卷边性的方式而完成镂空处理，例如对针织面料进行剪出破洞，从而呈现出卷曲、镂空的效果，此外，还可以在麻面料垫的帮助下而对破洞掏出，有效突出面料风格以及造型新颖。

3.4分析不同面料强度的设计情况

对于不同的废弃服装面料进行二次设计，可以通过改变服装的格局，例如整体和整体之间的布局，整体和局部之间的布局等，这可以使得废服装中的废弃面料可以在二次设计中呈现出另一种视觉之美。但是，在设计中需要考虑面料强度，如结构的紧密程度、面料的使用较短以及强力织物的大小，所以在设计过程中就需要掌握结构的疏松、时间的长短等方式而实施改造。但是对废旧面料中的雪纺材质设计，而可以通过灼烧的方式而增加其优雅色彩。因为雪纺遇到火之后就会出现皱缩的情况，所以其皱缩肌理能够呈现出另一种美感。除此之外，在变形设计发方面，可以通过废旧的针织面料而实施褶皱堆积，这可以使得面料呈现出另一种效果，如层层堆叠以及虚实相间，进而有效地消除旧面料的弱点。对于浅色面料而设计，则可以和深色面料进行搭配，例如通过拼接的方式能够有效增强艺术设计感，进而提升整体面料的视角效果。

3.5分析不同材质的面料设计情况

对于废弃面料而言，在设计方面可以对其整体风格实施一定的处理，例如拼接、折叠、绗缝、粘贴以及组合等，进而可以塑造出更加丰富的形态以及视角效果。

4结语

结合上文分析可知，服装中的废弃面料经过二次的创意设计之后，可以有效对一些废弃的面料进行改造，并保障其在符合条件的情况下有效地实现资源节约的目标，同时也能够将废物进行循环利用。然而采用这种方式所设计出的服装具有独特的视角效果，而且还增强了美学效果。因此，当前的服装设计过程中可以结合这些废料情况而进行综合改造，进而可以展示出服装的价值，并且也充分利用服装的废弃面料展示出其所具有的艺术价值。

参考文献

[1]陈建辉,李沛.服装面料的二次创意设计[J].东华大学学报(社会科学),2009,9(1):76-80.

[2]王祎.服装废弃面料的二次设计与运用研究[J].大众文艺,2011,16:92.

篇8

关键词 电子骨架;热膨胀;补偿设计

中图分类号TE15 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)26-0138-02

The Calculation of Material Thermal Expansion for Conventional Logging Instrument and Its Compensation Design

Abstract In this paper, a typical logging tool introduces electronic skeleton mechanical structure, and electronic materials used in mechanical structures framework for the calculation of thermal expansion, thermal expansion device illustrated may impact on the instrument. In conventional instruments the design stage the necessary compensation for the design, making the electronic equipment from being underground skeleton mechanical structure to maintain the normal temperature of the work of other conventional electronic instruments designed to provide a useful frame of reference.

Keywords E-skeleton;Thermal expansion;Compensation Design

世界上许多地方如墨西哥湾、北海、中国等较容易勘探的油气井越来越少,测井仪器越来越多的工作在超高温(温度高于218℃),高压(压力高于103MPa),强震动和泥浆的环境之中。井内压力可达140 MPa温度可达200℃。如此恶劣的环境对测井仪器是一个巨大的挑战。尤其是200℃的高温对仪器影响很大。仪器内部的电子器件多由于保温瓶的保护而工作相对比较正常,所以没有保温瓶保护的机械结构受高温影响就会比较大。如果在仪器设计阶段忽略这些影响会造成仪器的损坏影响工作效率造成不小的经济损失。

根据常规测井仪器的机械结构和笔者的观察,材料热膨胀主要会造成仪器骨架保温瓶的损坏,由于保温瓶的损坏进而造成电子元器件受到高温侵袭而影响测井效果。

1 测井仪器常用材料及其线膨胀率

通常所说膨胀系数是指线膨胀系数,其意义是温度升高1℃时单位长度上所增加的长度,单位为厘米/厘米・度。

假设物体原来的长度为L0,温度升高后长度的增加量为L,实验指出它们之间存在如下关系:

L/ L0= α1 t

必须指出,由于膨胀系数实际上并不是一个恒定的值,而是随温度变化的,所以上述膨胀系数都是具有在一定温度范围t内的平均值的概念,因此使用时要注意它适用的温度范围。

由于井下环境十分严酷除有高温高压影响外,井内还存在各种酸碱钻井液,硫化氢,氯气等腐蚀性介质。测井仪器的材料选择往往需要考虑以上不利因素的综合影响。各个企业通过考虑自身的加工条件,材料采购难易程度,材料成本等往往选择诸如马氏体沉淀硬化型不锈钢(17-4PH),钛合金(TC4,TC6,TC11),马氏体不锈钢(2Cr13),硬铝(LY12),超硬铝(LC4-CS),普通不锈钢(1Cr18Ni9Ti)等,他们的线膨胀系数如表1。

2 常规测井仪器电子骨架机械结构及其热膨胀计算

2.1 常规测井仪器电子骨架介绍

现以常见的微球聚焦型测井仪为例进行常规仪器外壳内部机械结构的分析。该仪器的外壳内部电子骨架机械结构在常规测井仪器中应用非常普遍,在常规仪器中具有典型性。微球聚焦测井仪从机械结构来讲可以中接头为分界点将仪器分成两部分(如图1)。

中接头的左边为电子骨架机械总成,中接头的右边为微球推靠器总成。推靠器总成由于所有的零部件都是暴漏在严酷的井下环境中,所以对其材料强度,硬度,耐腐蚀性等有基本一致的要求,所选择材料基本为钛合金,17-4PH等导致其线膨胀系数基本一致所以温度对推靠器总成的影响较小。现在主要分析温度对外壳内部的电子骨架的影响。

电子骨架总成由电子线路和推靠器的传动系统组成。由于工作环境和工作要求的不同使得其材料各不相同所以高温环境主要在此处对仪器产生不利影响。

微球聚焦测井仪的电子骨架和推靠传动系统结构顺序如图2。

此部分结构的长度和材料如表2所示。

2.2 仪器各部分热膨胀计算

仪器各零部件的线膨胀量按下式计算:

L=α(t2-t1)L

式中:L为零部件线膨胀(收缩)量,单位为mm;

α为材料平均线膨胀系数(1/℃);

t2为零件工作时的温度,单位为℃;

t1为零件安装时的温度,单位为℃;

L为零件计算长度。单位为mm。

对于该仪器计算如下:

L1(外壳伸长量)=2498×(200-20)×11.1×10-6= 4.991(mm)

L7(中接头伸长量)=80×(200-20)×9.2×10-6= 0.13248(mm)

L6(电机托架伸长量)=425×(200-20)×23.4×10-6= 1.79(mm)

L5(28芯插座伸长量)=25×(200-20)×22.5×10-6= 0.10125(mm)

L4(外骨架伸长量)=587×(200-20)×24.1×10-6= 2.5464(mm)

L3(保温瓶伸长量)=1319×(200-20)×17×10-6= 4.03614(mm)

L2(上接头伸长量)=58×(200-20) ×9.2×10-6= 0.096(mm)

根据该仪器的结构仪器在井下工作时各部分长度之间应该保持如下关系:

0mm

计算结果若小于0说明仪器在高温的影响下外壳内部的总长度会超过外壳的总长度,由于材料膨胀伸长力基本是不可抗拒的,零件膨胀产生的力会在外壳内部加以释放,电子骨架保温瓶是最薄弱的部分,所以仪器伸长产生的力会造成仪器保温瓶的损坏。

计算结果若大于17mm外壳内部骨架和仪器上接头定位弹簧就会产生间隙,这样就会造成仪器骨架在外壳内部不能固定,使骨架上部的公插头和中接头处的母插头出现松动从而使得仪器在井下时信号会出现时断时续的现象影响测井效果。

在本例中计算结果如下:0

此结果说明本仪器的补偿长度(L0)设计满足井下高温要求。

3 结论

虽然现在测井技术发展日新月异,但是常规的测井仪器在国内的测井领域还将会保持较高的使用比例,这些常规仪器的电子骨架结构基本一致。以上结构的热膨胀计算具有很好的典型性。这就给测井仪器机械设计人员提供了很好的参考依据,在仪器设计阶段就将井下高温可能造成的负面影响和仪器的功能需求相结合,合理选择材料的力学性能和物理性能,从而提高仪器测井效率并且避免不必要的经济损失。

参考文献

[1]叶见曙,袁国干.结构设计原理[M].北京人民交通出版 社,1999.

篇9

【关键词】医疗仪器设备维修 综合技能实训室 仪器操作技能模拟实训室

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2012）02－0027－02

【Abstract】Research and Practice of Comprehensive Skills of Medical Equipment Maintenance. Full use of the comprehensive skills room, and instrument operation room. To adopt basic training and short－term training. To need the maintenance training of medical equipment to the students. The student have is imported sophisticated medical equipment maintenance technique. Particularly in the medical equipment maintenance is process of practice. The five categories with further training such as the Circuit, the Fluid way, the Light way, Mechanical drive and Computer control. To improve the students practical skills of comprehensive maintenance.

【Key words】Medical equipment maintenance Comprehensive skills room Instrument operation room

目前，省市各大医院已引进了大量的进口医疗仪器设备。培养医疗仪器设备的维修技术人才，成为沈阳药科大学高职学院医疗器械系的使命，我院医用电子仪器和医疗器械两个专业是为医疗设备公司、医疗器械生产厂家、医院等单位，培养维修工程师、销售工程师、生产及技术管理人员。为了进一步提高高职教育的教学质量，推进人才培养模式改革，为国家医疗器械行业培养“实用技能型”人才，我们对《医用电子仪器维修技术》专业课进行了教学改革，同时进行了《医疗仪器设备维修综合技能实训的研究与实践》的教改课题的研究。《医用电子仪器维修技术》是医用电子仪器专业的一门综合的、重要的专业课，该课程包括理论教学、实验教学和维修实训三个环节，通过本课程的学习，学生掌握了医用电子仪器维修技术的基本理论，提高了学生医疗仪器设备维修的实际动手能力，特别是通过医疗仪器设备维修实训，以及医疗仪器设备维修综合技能实训的研究与实践，进一步提高了学生对进口医疗仪器设备维修的综合技能水平。

我院《医用电子仪器维修技术》课程，在维修实训教学环节中，按照以下两种方式进行。首先，通过院内专业实训室对学生进行医疗仪器设备维修的“基本功”训练，从而使学生掌握了国内外电子元器件的测量技术、检修各种医疗仪器设备的维修方法和检修步骤、焊接工艺及安装调试技术、电脑的硬件和软件安装及计算机网络技术，提高了进口医疗仪器设备维修手册和操作手册的阅读能力。其次，通过院内专业实训室和校外实训基地，对医疗仪器设备维修的综合技能进行综合训练，学生对医疗仪器设备的综合故障现象的故障分析、故障排除，提高了学生的实际动手能力，提高了学生在医疗仪器设备维修实践过程中的综合技能。

维修实训是提高学生医疗仪器设备维修技能非常重要的环节，维修实训模式采用“基本功训练、短期培训”的方式，提高了学生对“电路、液路、光路、机械传动、电脑控制”五大类故障分析处理的综合技能，使学生掌握了大型进口医疗仪器设备的维修技术。因此，《医用电子仪器维修技术》课程被评为“辽宁省级精品课”，使我们在维修实训环节上了一个新台阶，在培养医疗器械行业“实用技能型”人才方面走出了自己的特色。

一、课程改革的内容

根据我院目前《医用电子仪器维修技术》课程维修实训的现状，我们加强了医疗仪器设备维修综合技能实训的研究与实践，建立“综合技能实训室”和“仪器操作技能模拟实训室”。具体内容如下：①建立“综合技能实训室”，制定维修实训课程的内容，以及综合技能实训的方式和方法；②开发“仪器操作技能模拟应用系统”，建立“仪器操作技能模拟实训室”；③开发多功能的实训教学多媒体课件，更新医疗仪器设备维修实训教材；④建立综合技能实训考核方法及考核标准；⑤采用“工学结合”人才培养模式，建立稳固的校外维修实训基地。

二、课程改革实现的目标

《医用电子仪器维修技术》课程改革的目标是，建立“综合技能实训室”和“仪器操作技能模拟实训室”，采用“基本功训练，短期培训”的维修实训模式，对学生进行医疗仪器设备维修综合技能的训练，为学生掌握医疗仪器设备维修实用技术，培养医疗器械“实用技能型”人才，找到行之有效的方法，为今后学生走向工作岗位，打下了坚实地基础。

三、课程改革实施方案、实施方法、具体实施阶段

1．实施方案

根据我院目前《医用电子仪器维修技术》课程维修实训的现状，加强了对医疗仪器设备维修综合技能实训的研究与实践，研究思路是按照医疗器械行业“实用技能型”人才面向的岗位群来进行研究，岗位群包括：医疗设备公司、医疗器械生产厂、医院设备科或器械科、生物医学工程室，建立医疗仪器设备维修综合技能实训教学体系，校内实训建立“综合技能实训室”和“仪器操作技能模拟实训室”，校外实训与省市医院及医疗器械公司建立校外实训基地，建立综合技能实训考核方法及考核标准。从而，建立医疗仪器设备维修综合技能实训人才的培养模式。

2．实施方法

（1）进行医疗仪器设备的市场调研，建立“综合技能实训室”和“仪器操作技能模拟实训室”，制定维修实训课程的内容及实施步骤，制定综合技能实训的方式和方法。

（2）更新医疗仪器设备维修实训教材，开发多功能的实训教学多媒体课件。

（3）建立稳固的校外维修实训基地，建立和制定综合技能实训考核方法及考核标准。

3．具体实施阶段

第一阶段：进行医疗仪器设备的市场调研。

根据《医用电子仪器维修技术》课程维修实训的需要，深入到省内各大医院设备科、电诊科、彩超室、放射科、检验科、放免中心等科室，以及医疗器械公司，对医院的各个科室的医疗仪器设备进行调研，掌握医院各个科室对医疗仪器设备的管理及机型，写出调研分析报告。

第二阶段：选择综合技能维修实训机型，组建“综合技能实训室”。

通过对医疗仪器设备市场的调研和考察，了解具有综合故障现象的医疗仪器设备的机型，在同一台仪器上同时存在“电路、液路、光路、机械传动、电脑控制”这五大类故障现象，确定维修实训的机型，规划设计“综合技能实训室”，实训室场地、工作环境、实训台等设计，以满足学生对医疗仪器设备“电路、液路、光路、机械传动、电脑控制”五大类故障综合维修实践技能的训练。

第三阶段：制定维修实训课程的内容及实施步骤。

（1）充分利用“综合技能实训室”，进行医疗仪器设备维修综合技能的训练。充分利用“综合技能实训室”选定的医疗仪器设备机型，进一步加强“电路、液路、光路、机械传动、电脑控制”五大类故障现象的故障分析，对以上五大类故障进行综合技能训练；加强对各种医疗仪器设备的组成及各部分的作用的训练；提高学生对整机总体方框图、整机电原理方框图、各部分电路作用及信号流程、液路图、光路图、装配图的读图能力。加强学生维修各种仪器设备的维修模式的训练。

（2）充分利用“综合技能实训室”，采用“基本功训练、短期培训”模式，进行进口医疗仪器设备维修的综合训练。充分利用“综合技能实训室”，采用“基本功训练、短期培训”的模式，以进口大型医疗仪器设备为目标，以典型故障现象为载体，对学生进行医疗仪器设备维修的综合技能实训，使学生们掌握进口医疗仪器设备的维修技术，特别是在医疗仪器设备维修实践过程中，对“电路、液路、光路、机械传动、电脑控制”五大类故障得到进一步的训练，从而提高学生们的综合维修实践技能。

第四阶段：制定综合技能维修实训的方式和方法。

以典型的医疗仪器设备为例，采用“项目导向教学法”、“教、学、做相结合教学法”和“阶梯式教学法”，以典型故障为载体，进行综合技能实训。维修实训内容分成电路故障、液路故障、光路故障、机械传动故障、电脑控制故障五大模块。

第五阶段：开发“医疗仪器操作技能模拟应用系统”，建立“仪器操作技能模拟实训室”。

由于维修实训所购置的医疗仪器设备的数量是有限的，仪器操作的实训还远远不够，进口医疗仪器设备操作界面都是英文菜单，所以，仪器操作的实训尤为重要。我们必须开发“医疗仪器操作技能模拟应用系统”，建立“仪器操作技能模拟实训室”，才能解决仪器操作技能实训，如：阅读仪器运行记录，读仪器错误代码，进行故障分析，排除故障；建立工作单，输入标准曲线，输入定标液浓度曲线；仪器的保养和调试等操作。

第六阶段：更新医疗仪器设备维修实训教材。

在建立“综合技能实训室”和“仪器操作技能模拟实训室”之后，按照医疗仪器设备维修实训的课程内容，更新医疗仪器设备维修实训教材。

第七阶段：开发多功能的实训教学多媒体课件。

为了解决学生对各类医疗仪器设备的维修，使学生掌握各类医疗仪器设备的维修技术，我们必须开发多功能的实训教学多媒体课件。

第八阶段：采用“工学结合”人才培养模式，建立稳固的校外维修实训基地。

由于校内的实训仪器设备种类和数量非常有限，因此，我们必须深入到省市各大医院的设备科、器械科、电诊室、放射科、检验科等有关科室，与他们建立稳固的实训基地，使学生开阔眼界，提高医疗仪器设备维修的综合技能水平，为今后走上工作岗位打下坚实的基础。

第九阶段：建立综合技能实训考核方法及考核标准。

在建立校内“综合技能实训室”和“仪器操作技能模拟实训室”的同时，建立完善的综合技能实训考核方法及考核标准。

四、课程改革的特色与创新之处

1．课程改革的特色

充分利用“综合技能实训室”和“仪器操作技能模拟实训室”，采用“基本功训练、短期培训”的模式，对学生进行医疗仪器设备的维修实训，使学生掌握进口医疗仪器设备的维修技术，特别是在医疗仪器设备维修实践过程中，对电路、液路、光路、机械传动、电脑控制五大类故障得到了进一步的训练，从而提高了学生们的综合维修实践技能。

2．课程改革的创新之处

开发了医疗仪器操作技能的应用软件，建立了“仪器操作技能模拟实训室”，解决了维修实训医疗仪器设备数量有限的问题，以及医疗仪器设备操作技能训练的问题。

五、课程改革的效果

第一，使学生掌握了各种医疗仪器设备维修的维修方法和检修步骤，提高了学生医疗仪器设备维修的“基本功”。

第二，使学生掌握了各种医疗仪器设备的维修模式，提高了学生的实际动手能力。

第三，使学生掌握了各种医疗仪器设备维修的技巧和思路，提高了分析问题和解决问题的能力。

第四，增强了对大型进口医疗仪器设备维修的自信心，提高了医疗仪器设备维修的综合技能水平。

第五，提高了学生适应工作环境的能力，为今后走向工作岗位，打下了坚实地基础。

第六，为学生掌握医疗仪器设备维修实用技术，培养医疗器械行业“实用技能型”人才，成为一名合格的维修工程师和销售工作人员，找到了行之有效的途径。

参考文献

1 吴建刚.现代医用电子仪器原理与维修［M］.北京：电子工业出版社，2005

2 张玉海.新型医用检验仪器原理与维修［M］.北京：电子工业出版社，2005

3 郭景文.现代仪器分析技术［M］.北京：化学工业出版社，2004

4 韩志钧、孔祥平、姜晓峰.临床化学分析仪导论［M］.沈阳：辽宁科学技术出版社，1999

篇10

关键词：控制器；ASM；MDS；EDA

中图分类号：TP274 文献标识码：B 文章编号：1004-373X(2009)04-059-03

Design of Light Controller in Therapeutic Apparatus for Short-sightedness

with Spectrum Lighting Stimulus

WANG Hongling,ZHANG Yuanmin,SONG Gengyin

(Xuchang University,Xuchang,461000,China)

Abstract：Spectrum lighting stimulating eyes and their points has the effect of curing short sight.The light controller in therapeutic apparatus of short sight is designed according to the theory,according to requirement of the system,ASM figure is drawn and MDS figure is gotten based on the ASM figure.Subsequently counter 74161 is chosen for the main component,after the driving functions and the output functions are derived,the logic diagram is drawn and simulated,the result proves that the design is correct and reasonable.

Keywords：controller;ASM;MDS;EDA

光谱灯光刺激近视治疗仪是根据灯光光谱刺激眼睛及眼睛周围穴位从而达到治疗眼睛近视的目的。

1 技术要求

根据有关资料显示，灯光光谱采用红、绿、蓝三色灯光分别分时刺激眼睛及眼睛周围穴位，一般要求是：红灯采用弱（亮1 s）、中（亮1 s）、强（亮1 s）、停止3 s，循环3 min；红（亮1 s，灭1 s）、红（亮1 s，灭1 s）、蓝（亮1 s，灭1 s）循环1.5 min；红（亮0.3 s）、绿（亮0.3 s）、蓝（亮0.3 s）循环1.5 min。

2 控制器ASM流程图

根据上面技术要求可以画出控制器ASM流程图如图1所示。

系统在T0（0000）状态，接到MF命令，S1=1，控制信号CLR=1，时钟信号清零，开始记时，进入T1。

循环一：T1（0001）状态，红灯弱亮；当时间t=1 s时，状态信号S2=1，控制信号CLR1=1，1 s清零，进入T2（0010）状态，红灯中亮；当时间t=1 s时，进入T3（0011）状态，红灯强亮；当时间t=1 s时，进入T4（0100）状态，红灯灭；当时间t=3 s时，状态信号S3=1，控制信号CLR2=1，3 s清零；这时如果时间t＜3 min，进入T1（0001）状态循环；如果t≥3 min，状态信号S4=1，进入T5状态，控制信号CLR=1,时钟信号清零。

循环二：T5（0101）状态，红灯强亮；当时间t=1 s时，状态信号S2=1，控制信号CLR1=1，1 s清零，进入T6（0110）状态，红灯灭；当时间t=1 s时，进入T7（0111）状态，红灯强亮；当时间t=1 s时，进入T8（1000）状态，红灯灭；当时间t=1 s时，进入T9（1001）状态，蓝灯强亮；当时间t=1 s时，进入T10（1010）状态，蓝灯灭1 s；这时如果时间t＜1.5 min，进入T5状态循环；如果t≥1.5min，状态信号S5=1，进入T11状态，控制信号CLR=1,时钟信号清零。

循环三：T11（1011）状态，红灯亮，当时间t=0.3 s时，状态信号S6=1，控制信号CLR3=1，0.3 s清零，进入T12（1100）状态，绿灯亮；当时间t=0.3 s时，进入T13（1101）状态，蓝灯亮0.3 s；这时如果时间t＜1.5 min，进入T11状态循环；如果t≥1.5 min，状态信号S5=1，进入T0状态。

控制器的设计可以使用ASM法，根据ASM图画出状态转换表，写出驱动方程和输出方程，然后采用触发器、数据选择器和译码器进行设计。还可以采用MDS法，因为状态较多，输入变量较多，采用MDS法较为简便。

图1 控制器ASM流程图

3 控制器MDS状态图

根据ASM图画出MDS状态图，如图2所示。

图2 MDS状态图

4 硬件实施

4.1 元器件选取

根据MDS图，选用四位二进制计数器74161为基本元件，74161的逻辑图如图3所示，功能表如图4所示。

图3 74161逻辑图

74161有3种操作：计数、保持和预置，为了电路的组合部分尽量简单，优先考虑计数和保持功能，根据MDS图和74161功能表可画出74161操作表如图5所示。

4.2 求功能控制端和置数端的激励函数

74161功能控制端有：Cr，LD，P，T；置数端有：D，C，B，A。为得到各路的激励函数，分别画出各路激励函数卡诺图如图6所示。

Cr为清零端，因为没有清零操作，所以卡诺图各个格中Cr=1。T和P是计数和保持功能控制端，当P=1，T=1时计数，P和T有一个为零时保持，所以卡诺图各个格中T=1，P在卡诺图各个格中填入对应的条件；如P在T0状态，当S1=1时计数，所以在T0格中填入S1，其他格中分别填入对应的条件。LD是计数、置数功能控制端，LD为零时置数，为1时计数；只有在T4，T10，T13状态时置数，其他状态都是计数，为了简化电路，卡诺图中用LD表示，所以其它表格中都填0，在T4，T10，T13格中分别填入对应的条件。

输入输出

CPCrLDPTDCBAQDQCQBQA

X0XXXXXXX0000

10XXDCBADCBA

X110XXXXX保持

X11X0XXXX保持

1111XXXX计数

图4 74161功能表

置数端：在T4时，当S3=1，S4=0时转入T1，置数为（0001），所以在D，C，B，A格中分别填入0，0，0，1；在T10时，当S2=1，S5=0时转入T5，置数为（0101）；在T13时，当S6=1，S5=1时，转入T0（0000），当S6=1，S5=0时，转入T11，（1011），所以在D，B，A格中分别填入，在C格中填入S5。根据卡诺图可以写出各激励函数：

Cr=1T=1

P=TOS1+T4S3S4+QDQCS6+QDQBQAS6+QDQAS2+QBQAS2+QDQCQBS2

LD=T4S3S4+T10S2S5+T13S6

D=B=T13S5

A=T13S5+T4+T10

输出函数：

CLR=T0S1+T4S3S4+T10S2S5

CLR1=S2

（T1+T2+T3+T5+T6+T7+T8+T9+T10）

CLR2=T4S3

CLR3=S6（T11+T12+T13）

为了简化电路CLR在S4=3 min时和S5=1.5 min时清零和CLR1在S2=1 s时清零电路在时钟电路中画出。

图5 74161操作表

图6 激励函数卡诺图

5 控制器逻辑图

根据MDS图，激励函数和输出函数，可以画出控制器逻辑图见图7；控制器仿真波形图见图8。

图7 控制器逻辑图

图8 控制器仿真波形图

参 考 文 献

［1］宋庚寅.电子技术实验与设计制作\.许昌学院,2002.

［2］中国矿业大学电工电路教学实验中心.EDA可编程逻辑器件及其开发系统设计教程\.中国矿业大学,2003.

［3］胡鑫尧.红外光谱分析方法近几年的应用进展及我国分子光谱发展简况和回顾\.光谱学与光谱分析,2004,11(11):9-11.

［4］秦西云，李军会，杨宇虹，等.国产光栅近红外光谱仪扫描条件对检测结果的影响\.光谱学与光谱分析,2007,27(2):411-414.

［5］谢丽娟,应义斌,于海燕,等.光谱灯光分析技术在电子产品无损检测中的应用研究进展\.光谱学与光谱分析,2007，27(6)：1 131-1 135.

［6］张睿，赵艳华，刘志刚．精通Protel DXP 2004电路设计\.北京:电子工业出版社,2006.

［7］王廷才.电子线路计算机辅助设计Plnel 2004\.北京:高等教育出版社,2006.

作者简介 王红玲 女，1962年出生，副教授。主要从事电工电子方面的教学研究工作。

张元敏 男，1963年出生，副教授。主要从事电工电子方面的教学研究工作。