Микро центрифугийн нээлттэй эх үүсвэр бүхий биоанагаахын төхөөрөмж: 11 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Энэхүү төсөл нь олон нийтийн дэмжлэг, цаашид судалгаа, зааварчилгаа авах замаар шинэчлэгдэх болно

Энэхүү төслийн зорилго нь алслагдсан, дэд бүтэц багатай бүс нутагт байгаа өвчнийг оношлоход туслах зорилгоор тээвэрлэхэд хялбар, хямд эх үүсвэрээс бүтээгдсэн нээлттэй эх үүсвэртэй, модульчлагдсан лабораторийн тоног төхөөрөмжийг бий болгох явдал юм

Энэ нь эмнэлгийн хэрэгсэлд зориулагдсан модульчлагдсан платформыг бий болгох зорилготой нээлттэй эх сурвалжтай төсөл бөгөөд хямд үнээр хялбархан өөрчилж, өргөтгөх боломжтой болно

Эхний загвар нь модульчлагдсан батерей, DC моторын багц, микро центрифугийн зориулалттай болно

Энэ нь алслагдсан болон хөдөө орон нутгийн эрүүл мэндийн ажилтнуудын хувийн хэрэгцээнд нийцүүлэн дэмжлэг үзүүлэх, өөрчлөх, цаашдын загвар гаргахад туслах онлайн нээлттэй эх сурвалжаас тусламж хүсэх болно

АНХААРУУЛГА: Төсөл нь дизайн, функциональ байдлын туршилтыг үргэлжлүүлэн хийж байгаа бөгөөд оношлогоо, клиник хэрэглээнд тохиромжгүй байна. Электроник болон моторыг угсарч, уншигчдын эрсдэлд оруулах ёстой

Алхам 1: Асуудал ба дизайны мэдэгдэл

Асуудлын мэдэгдэл:

Өвчнийг оношлох, эмчлэхэд туслах лаборатори, клиникийн багаж хэрэгслийн хүртээмжгүй байдал нь алслагдсан болон дэд бүтэц багатай бүс нутагт олон хүн нас барахаас урьдчилан сэргийлэхэд хүргэдэг. Тодруулбал, үндсэн найдвартай центрифуг ашиглах боломж хомс байгаа нь эрүүл мэндийн ажилчдыг ДОХ, хумхаа зэрэг цусаар дамжих эмгэг төрүүлэгчидтэй тэмцэх чухал хэрэгсэл болоход хүргэж байна.

Дизайн мэдэгдэл: Бичил центрифуг, модульчлагдсан батерей ба DC моторын багцыг бүтээх, цусаар дамжих эмгэг (эмгэг төрүүлэгч ба шимэгч) -ээс үүдэлтэй өвчнийг оношлох, эмчлэхэд туслах. Нэмэлт үйлдвэрлэлийн техникийг ашиглах боломжтой бол энэхүү загвар нь зөөвөрлөлтийг сайжруулах, амь аврах технологийн эдийн засгийн саадыг бууруулах зорилготой юм.

Алхам 2: Дизайн үндэслэл:

Энэхүү загвар нь ширээний FDM 3D хэвлэх, лазер хайчлах, хобби зэрэглэлийн электроник хэрэгслийг ашиглан хөдөө орон нутагт ашиглахад тохиромжтой микро центрифуг үйлдвэрлэх зорилготой юм. Ингэхдээ энэхүү төхөөрөмж нь янз бүрийн эх сурвалжтай олон төрлийн эрүүл мэндийн мэргэжилтнүүдэд хүртээмжтэй болно гэж найдаж байна.

Центрифугийн роторыг зохион бүтээхдээ (туршилтын хоолойг барьдаг дизайны хэсэг):

Дээжийг тусгаарлахад шаардагдах G хүч нь хүссэн дээжийн төрлөөс хамаардаг бөгөөд цусыг түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хуваах дундаж хүч нь 1 000-2 000 гр хооронд хэлбэлздэг (thermofisher.com)

RPM-ээс RFC (G хүч) -ийг тооцоолохдоо RCF = (rpm) 2 × 1.118 × 10-5 × r ашиглан тооцоолж болно, энд 'r' нь роторын радиус (bcf.technion.ac.il)

Алхам 3: Дизайн анхаарах зүйлс

Нэмэлт үйлдвэрлэлд анхаарах зүйлс:

• Давхаргын наалдамхай чанар муу байж болзошгүй тул суналтын бат бэх чанар муудаж, эд анги эвдэрч болзошгүй

• Шаардлагатай шинж чанарууд нь материалаас хамаарч өөр өөр байх болно. Зарим нь бага жин, өртөгөөр сайн хажуугийн суналт, шахалтын бат бэхийг санал болгодог

• Хүссэн материалын шинж чанарыг олж авахын тулд G-кодыг хэрчих явцад зөв тохиргоог хийх ёстой

• Энэхүү техникийг ашиглан үйлдвэрлэсэн эд ангиудын эдэлгээ нь CNC тээрэмдэх металл гэх мэт илүү үнэтэй техник, материалыг ашигладагтай харьцуулахад харьцангуй бага байдаг.

• Термопластик нь харьцангуй бага шилжилтийн температуртай тул ажлын бага температурыг хадгалах ёстой (<ойролцоогоор 80-90 хэм) • Нээлттэй эх 3d хэвлэсэн загвар нь хэрэглэгчид өөрсдийн хэрэгцээ, хязгаарлалтад нийцүүлэн дизайныг өөрчлөх боломжийг олгоно.

Нэмэлт дизайны хязгаарлалтууд:

• Зарим газар хангалттай эрчим хүчээр хангагдаагүй байж магадгүй, зөөврийн нарны гэрэл, батерей гэх мэтээр тэжээгддэг байж магадгүй.

• Чичиргээ болон тэнцвэрт байдал нь асуудал үүсгэж болзошгүй

• 15 мин ба түүнээс дээш хугацаанд өндөр эргэлтийн хурдыг гаргах чадвартай байх ёстой бөгөөд зарим хэсэгт механик ачаалал ихтэй байдаг.

• Хэрэглэгчид тоног төхөөрөмж ашиглах туршлагагүй байж магадгүй тул техникийн саадыг багасгахад дэмжлэг шаардлагатай болно

Алхам 4: Эхний/үндсэн модулийн дизайн

Дээрх загвар нь дотоод электрон эд ангиудыг хангалттай зайгаар хангахын тулд орон зайг хамгийн сайн ашигладаг бөгөөд олон төрлийн центрифугийн ротор ба хоолойн хэмжээг тохируулах хангалттай том радиусыг баталгаажуулдаг. Үйлдвэрлэлийн явцад туслах материалын хэрэгцээг арилгаж, нэмэлт болон хасах үйлдвэрлэлд хялбар хэвлэх, засварлах, үйлдвэрлэх боломжийг олгох үүднээс энэхүү "хамтдаа нийлүүлэх" загварыг сонгосон болно. Нэмж дурдахад, жижиг хэсгүүдийг хэвлэх нь хэвлэлийн алдаа/алдааны нөлөөллийг бууруулж, илүү олон төрлийн хэвлэх хэмжээг ашиглах боломжийг олгоно.

Модульчлагдсан дизайны давуу талыг ашигласнаар олон төрлийн төвөөс зугтах аягыг төхөөрөмжид хавсаргаж болно. Нэмэлт бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх замаар эдгээр эд ангиудыг хурдан өөрчлөх, үйлдвэрлэх нь үйлдвэрлэсэн G-хүчний өөрчлөлт, дээжийн хэмжээ/төрлийг боловсруулах боломжийг олгодог. Энэ нь уламжлалт машинтай харьцуулахад давуу талыг бий болгож, эцсийн хэрэглэгчийн хэрэгцээнд нийцүүлэн машин зохион бүтээх шинэлэг арга барилыг санал болгодог.

Алхам 5: эд ангиудын жагсаалт

3d Хэвлэсэн хэсгүүд: Файлуудыг Github болон олон зүйлд байршуулж, аль болох хурдан шинэчлэх болно.

• 1 х булны шураг
• 1 х роторын самар
• 1 х тагны самар
• 1 х Үндсэн таг
• 4 х роторын бие
• 1 x Тогтмол өнцгийн ротор
• 4 x Дээд/доод балласт
• 2 x Хажуугийн тогтворжуулагч

Электроникс: (Бүтээгдэхүүнтэй удахгүй холбоос хийх болно)

Arduino Nano (8-10 доллар)

Холбогч утас (<$ 0.2)

Цахим хурд хянагч (8-10 доллар)

Brushless DC мотор 12V (15-25 доллар)

Потенциометр ($ 0.1)

Li-po цэнэглэдэг батерей (15-25 доллар)

Алхам 6: эд ангиудыг хэвлэх:

Бүх хэсгүүдийг github дээрээс авах боломжтой: Энд бас өөр өөр зүйлээс авах боломжтой.

3d хэвлэсэн эд анги: 1 x булны шураг

1 х роторын самар

1 х тагны самар

1 x Үндсэн таг

4 х роторын бие

1 x Тогтмол өнцгийн ротор

4 x Дээд/доод балласт

2 x Хажуугийн тогтворжуулагч

Cura -ийн ерөнхий ноорог тохиргоо эсвэл сонгосон зүсэгч програм хангамжийн ижил төстэй хэсгүүд нь биеийн болон тогтворжуулагчийн бүх хэсгийг хэвлэх сайн удирдамж юм.

Алхам 7: Ассемблей: Эхний алхам

• Дараах хэсгүүдийг угсралтын ажилд бэлтгэсэн байдлаар үзүүлэв.

  • Центрифугийн суурь
  • Бүрэлдэхүүн хэсгийн бүрхүүл
  • 4 х ротортой биетэй
• Бүх хэсгүүд хоорондоо нягт уялдаатай байх ёстой бөгөөд тэдгээрийг зохих цавуугаар бэхэлсэн байх ёстой

Алхам 8: Угсралт: Цахим эд анги

Дараах электрон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг туршихад бэлтгэ.

• DC мотор ба ECS
• Батерей
• Ардуино Нано
• Талхны самбар
• Потенциометр
• Холбогч утас

Arduino -ийн кодчилол, зааврыг эндээс олж болно:

Https://howtomechatronics.com/author/howtom12_wp/ нийтлэл

Туршилтын мотор нь жигд ажиллаж, потенциометрт хариу үйлдэл үзүүлдэг. Хэрэв тийм бол цахилгаан хэрэгслийг бүрхүүлд суулгаж, мотор жигд, бага чичиргээтэй ажиллаж байгааг шалгаарай.

Яг байршуулсан зургуудыг удахгүй оруулах болно.

Алхам 9: Угсрах: Ротор ба ээрэх боолтыг бэхлэх

Ротор, бул, Ээрэх, ээрэх самар цуглуулах.

Бүх хэсгүүд сайн тохирч байгаа эсэхийг шалгаарай. Хэт нягт байвал зүлгүүр нь тусалж магадгүй юм.

Ротор нь гөлгөр замтай, хэт алгасахгүй, чичиргээгүй эсэхийг шалгаарай. Шаардлагатай бол тогтвортой байдлыг хангахын тулд хавтгай таваг хэвлэх эсвэл нийлэгээс хайчилж авах боломжтой.

Сэлбэгийг зүлгэж, бэхэлгээ хийсний дараа ээрэх боолтыг хөдөлгүүрийн тэнхлэгт холбож, роторыг самараар бэхлээрэй.

Дээжийг буулгах, ачих эсвэл роторын төрлийг өөрчлөхийн тулд роторыг салгаж болно.

Алхам 10: Угсралт: тогтворжуулагч ба таг

Дээд ба хажуугийн тогтворжуулагч савыг цуглуулбал эдгээр нь дэмжих, жинлэх, чичиргээг бууруулах үйлчилгээтэй болно.

Хэсэг нь хоорондоо нүх гаргаж, бөглөхдөө байрандаа байх ёстой. Шаардлагатай бол эд ангиудыг супер цавуу эсвэл ижил төстэй цавуугаар бэхлэх боломжтой.

Роторын дээд тагийг дээд роторын самараар бэхлэх үед найдвартай бэхэлсэн байх ёстой.

Хэсэг нь зураг дээр үзүүлсэн шиг таарч байх ёстой.

Алхам 11: Дүгнэлт

Алслагдсан байршлын эрүүл мэндийн ажилтнууд эмнэлгийн болон оношлогооны чухал хэрэгсэл, эд ангиудыг олж авах, хадгалахтай холбоотой эдийн засаг, логистикийн саад бэрхшээлтэй тулгардаг. Центрифуг, насосны систем гэх мэт үндсэн тоног төхөөрөмжид хүртээмж дутмаг байгаа нь хүлээлтийн хугацаа, буруу оношлоход хүргэдэг.

Энэхүү загвар нь хүссэн үр дүнд хүрч, ширээний үйлдвэрлэлийн техник, үндсэн электрон эд ангиудыг ашиглан нээлттэй эх үүсвэр бүхий эмнэлгийн хэрэгсэл (микро центрифуг) бүтээх боломжтой болохыг харууллаа. Үүнийг худалдаанд байгаа машинуудын үнийн дүнгийн аравны нэгээр үйлдвэрлэх боломжтой бөгөөд эд ангиудыг бусад төхөөрөмжид ашиглахад хялбар засварлах эсвэл задлах нь эдийн засгийн саадыг бууруулдаг. Цахим бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хамгийн түгээмэл цусны дээжийг боловсруулахад шаардагдах хугацаанд найдвартай найдвартай хүчээр хангаж, дэд бүтэц багатай бүс нутагт гар ажиллагаатай буюу гаралтын төхөөрөмжөөс илүү сайн оношлогоо хийдэг. Энэхүү дизайны техник эдийн засгийн үндэслэл нь перисталтик насос, эсвэл энэхүү дизайны нэгэн адил микроцентрифуг гэх мэт төрөл бүрийн тоног төхөөрөмжийг ажиллуулах үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглан эмнэлгийн хэрэгслийн нээлттэй эх үүсвэр бүхий модульчлагдсан платформыг хөгжүүлэх ирээдүйд боломжтой юм. Нээлттэй эх сурвалжтай файлуудын номын сан байгуулагдсанаар эцсийн хэрэглэгчид шаардагдах дизайны талаар мэдлэг багатай, олон төрлийн эд анги үйлдвэрлэхийн тулд ганц FDM принтер ашиглах боломжтой болно. Энэ нь үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тээвэрлэхтэй холбоотой логистикийн асуудлыг арилгах, цаг хугацаа, амь насыг хэмнэх болно.