贝朗注射泵拆解分析报告

贝朗医疗注射泵拆解分析报告文件编码：版本-修订号：A--01

贝朗医疗注射泵拆解分析报告

通过对贝朗Perfusor® Space医疗注射泵的拆解分析和详细测绘，对该注射泵的功能原理及结构特点有了初步了解。现将注射泵的整体结构划分为机壳组件、电池模块、丝杠传动组件、注射器夹持结构、推注座总成、显示与操作单元、主驱动单元等7个组成部分，下面对这7个组成部分的主要功能、性能指标及结构特点等进行详细描述。

1.机壳组件

主要功能：形成注射泵整体外观风格；用于保护和固定内部电子及机械部件，承载泵运行时的内作用力，配置注射泵联机插槽及联机锁扣，固定注射泵电源及通讯接口等。

主要性能指标：外观小巧时尚，外形尺寸249× 68 ×152 mm (W×H×D)；防护等级IP22；外壳采用PBT-PC 材料，耐化学性及尺寸稳定性良好。（PBT-PC是一种塑料合金，它保持了结晶材料PBT的耐化学性、易于成型和热稳定性等特点，有兼备了非结晶材料PC的高韧性和尺寸稳定性。）

主要零件组成：上壳体、下壳体、电池后盖、PCA锁、联机锁扣、机箱地脚、左右铰板、螺钉堵帽等。

主要优点：外观小巧、时尚；卧式结构便于用户操作及观察运行状态；设备联机方便，联机结构紧凑；PCA 偏心锁结构设计简单、操作方便可靠、易于实现。

对于丝杠传动组件的定位和固定，上下壳体不仅提供了用于丝杠传动组件紧固的螺钉安装孔，同时还设置了用于该组件定位的定位孔，以及多处辅助丝杠传动组件定位和固定的定位槽和定位面。这种设计方式既可以减少紧固螺钉的数量，使得拆装非常方便，同时也大大提高了丝杠传动组件定位的可靠性，最重要的是设计者无需在为减速机构支撑这一钣金件的刚度问题担心，为丝杠传动组件的整体设计减小了压力。

涉及的主要工艺：注塑成型工艺、冲压工艺、精铸不锈钢工艺等。实现应无难度。

主要工艺难点：上壳体与透明面罩的连接以及联机锁支撑与联机锁板簧的连接，都是通过零件组装后将塑料定位柱热压变形的方式进行固定。该方式虽然简单可靠，但可操作性较差，如没有专门工装，每个人操作的效果会有很大差异，甚至会造成零件损伤或报废。（如下图所示的6个亮点，为热压变形成球面的定位柱）

2.电池模块

主要功能：供电功能。

主要性能指标： 11—16V直流电压输出。持续供电时间：16.8小时@ 1毫升/小时、16小时@ 5毫升/小时、14小时@ 20毫升/小时。充电时间：Approx. 3 hours for 80 % ；6 hours for 100 % 。（数据来源于贝朗产品性能参数表）

主要零件组成：电池上壳、电池下壳、电池安装锁、镍氢电池4组、电池充电电路等。

主要优点：电池外壳防护严密；上下壳导向槽及电池安装锁结构使电池模块安装简易，定位准确；下壳上粘贴的拖拽条便于用户对电池的拆卸、拖出；电池充电电路板上设有感应电池开盖的霍尔传感器，设备上电运行时，当出现电池盖脱离扣合位置的情况，设备会发出报警提示。

贝朗医疗注射泵拆解分析报告文件编码：版本-修订号：A--01 涉及的主要工艺：注塑成型工艺、冲压工艺。

主要工艺难点：电池下壳采用注塑成型工艺，将5个电源触片注塑在壳体内部。难点在于5个电源触片在注塑过程中的定位问题，需要通过与模具制造厂家咨询、沟通。（电池下壳模型图如下）

3.丝杠传动组件

主要功能：提供注射泵工作的原动力，在主驱动板的控制下驱动推注座推动及打开，从而完成注射器的推注或装卡。

主要性能指标：

性能指标（数据来源于贝朗产品性能参数表）

贝朗技术指标值功能性能分析指标值满行程长度120 mm ≥100mm

机械精度±0.5% ≤±2%

注射速度0.01-1800 ml/h 0.01ml/h—1200ml/h 报警压力范围10—120KPa 9级可调

尺寸参数（数据来源于贝朗注射泵测绘）

减速机构传动比5:1

减速齿轮模数m=0.6

两级减速齿轮的齿数及材质电机齿轮：齿数为11，材料为锡青铜。中间齿轮：齿数为36，材料为尼龙

丝杠齿轮：齿数为55，材料为聚甲醛

丝杠公称直径M6

丝杠螺距P=1mm

丝杠有效螺纹长度140mm

设计计算

电机的极限转速max 222.5r/min 待定电机的极限转速min （因暂无2ml规格注射器，所以暂未计算）待定最大推力87N 待定丝杠传动的机械效率60%（根据国外配件的工艺水平）待定电机最大输出扭矩0.023N.m 待定

贝朗医疗注射泵拆解分析报告文件编码：版本-修订号：A--01 计算方法：

电机极限速度计算：根据参数性能表可知注射泵最快注射速度为 1800ml/h=30ml/min

考虑到此时选用的注射器规格应为 60ml

实测60ml注射器满行程长度 89mm

（粗测内径为30mm，由此换算满行程长度为84.5mm，考虑到内径测试结果不一定很准确

因此以满行程89mm为准）

根据注射泵的最快注射速度30ml/min，可推算出丝杠的行程速度为：

30ml÷60ml×89mm÷1min=44.5mm/min 44.5mm/min

贝朗丝杠公称直径为M6螺距为 1mm

传动系统的减速比为 5：1

此时电机的转速为：44.5mm/min÷1mm×5=222.5r/min 222.5r/min（max）

最大推力计算：计算状态为使用60ml注射器时，输出压力为0.12MPa的情况下。

由上可知60ml注射器内径为30mm，骑截面积为 706.86mm2

此时注射液体对注射器活塞的反作用力为：0.12MPa×706.86mm2=84.8N 84.8N

实测注射器空载时活塞摩擦力约为 2N

由此可知此时丝杠提供的线性最大推力应为：84.8+2≈87N 87N

电机最大输出扭矩计算：根据公式T=（F×P）÷（2×3.14）÷60%

F为丝杠线性推力，P为丝杠螺距

由此计算出电机最大输出扭矩为T=（87N×1mm）÷（2×3.14）÷60% 0.023N.m

主要零件组成：1 导杆，2 丝杠齿轮，3 紧固螺钉，4 中间齿轮，5 电机齿轮，6 步进电机，7 码盘，8 减速机构支撑，9 丝杠，10 丝杠螺母，11 驱动滑块。

主要优点：减速机构支撑采用钣金冲压与注塑成型相结合的工艺方式，以钣金材料为支撑骨架，以注塑材料为丝杠、导杆等需要精确定位的零件的配合支撑，使得整个减速的结构形式得以简化，大大减少了零件数量，并且避免了精密加工的难度和组装难度，是整个贝朗注射泵产品机械设计框架中最大的亮点。

丝杠采用一端固定另一端悬浮的设计模式，避免了丝杠组装因同轴度偏差而造成传动效率的损伤，同时也不会对丝杠传动精度造成影响。

导套及丝杠齿轮的定位方式也比较精巧。