[摘 要]眼睛視力存在問題的人們在生活中有著許多的困難，當一個人在視力方面存在問題的時候，他或者她又得了糖尿病，那么對于這樣的人群而言，存在著一種極大的風(fēng)險。而這種風(fēng)險就是注射胰島素。由于目前市面上的胰島素注射器都是為視力不存在問題的人設(shè)計的，缺乏為視力不好的人群設(shè)計的一款胰島素注射器。因此，我們考慮設(shè)計一款注射器，為視力不好的人們帶來生活的便利與安全。
　　[關(guān)鍵詞]盲人 胰島素 創(chuàng)新
　　中圖分類號：S855 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）24-0210-01
　　我國目前注射器上的注射針所采用的材質(zhì)是不銹鋼，不銹鋼材質(zhì)的注射針容易導(dǎo)致傳染病的傳播。為了杜免傳染病的傳播，同時為了視力不好的人更好的生活，我們設(shè)計了盲人胰島素無針注射器，這款注射器利用強大的壓力給予的動力形成一股速度非�？斓囊毫鲗⑺�需要注射的藥物注射到使用者的皮膚下面，從而有效的避免了皮膚因破損而導(dǎo)致的感染。
　　1 研究重點
　　如圖1所示，這是我們精心繪制的盲人胰島素無針注射器的使用原理圖，從圖上我們可以清晰的看到，這款產(chǎn)品主要有六大部件構(gòu)成，即①扳機②安疏瓶③安全環(huán)④芯桿⑤擋板⑥彈簧。
　　2 研究內(nèi)容
　　我們的這款設(shè)備有兩個系統(tǒng)，他們分別是①壓縮系統(tǒng)②注射系統(tǒng)。注射系統(tǒng)是與藥液發(fā)生直接接觸的地方。
　　2.1 壓縮系統(tǒng)的主要內(nèi)容
　　2.1.1 壓縮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及對于材料的使用，需要確保該系統(tǒng)可以重復(fù)使用6000次以上，5000次是它的最小值。
　　2.1.2 壓縮過程應(yīng)當確保每一次都在1毫秒內(nèi)。
　　2.1.3 每次壓縮過程的動力來源是使用者手工給力。
　　2.2 技術(shù)關(guān)鍵
　　2.2.1 注射系統(tǒng)噴射口的設(shè)計與加工精度的控制
　　考慮到注射系統(tǒng)使用的一次性以及各種生物、化學(xué)、物理等性能需要適合人體，因此，注射系統(tǒng)部件材料的選用應(yīng)當考慮醫(yī)用高分子類材料。為了確保噴射的霧狀效果，部件的精度偏差不能超過0.05mm，而且我們還需要對孔的形態(tài)進行特別的設(shè)計，同時，這個偏差還滿足了模具制作的特別要求。
　　2.2.2 壓縮系統(tǒng)的設(shè)計與加工
　　壓縮系統(tǒng)的使用次數(shù)要確保超過并大于5000次，而且壓縮的完成時間，每次都要低于1毫秒。關(guān)于該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是系統(tǒng)內(nèi)壓縮部件的結(jié)構(gòu)形式和部件材料的使用與加工，同時這個也屬于該項目的關(guān)鍵技術(shù)。
　　2.3 技術(shù)路線和可行性分析
　　2.3.1 注射器輸藥孔設(shè)計和加工以及作為動力源的彈簧的選定
　　這屬于注射器機身設(shè)計最為重要的一個技術(shù)。我們先分析了流速、壓力以及孔徑，然后再把分析所得的數(shù)據(jù)計算一遍。最終，我們了解到若要實現(xiàn)注射液體高速流動進入到使用者的體內(nèi)，我們需要確保該設(shè)備滿足液流能夠穿透的深度在3.2-9.1mm，使得液流在皮膚下面呈現(xiàn)形式為圓錐形，確保該圓錐形的直徑在5-18mm，注射的時間不超過0.25秒。事實上，在一些盲人胰島素無針注射器的案例中，無論是使用二氧化碳還是彈簧作為注射動力的提供源，我們都應(yīng)當確保在注射的時候壓力的平穩(wěn)性，注射的量控制在1毫升內(nèi)。因此，芯桿的實際行程，并非整個安瓶瓶的長度，而是安眈靠近噴射小孔端的→部分。通過分析計算，對施加于芯桿的壓力進行設(shè)計。
　　2.3.2 加工方法
　　為了確保射流作業(yè)的有效性、能源的不浪費以及降低材料損耗，我們認為一款為使用者帶來便利的噴嘴應(yīng)當符合兩個條件：①為了噴嘴不發(fā)生堵塞，我們在設(shè)計噴嘴時，應(yīng)當確保噴嘴的壓頭損失不應(yīng)太大，噴嘴噴出的流束所承受的卷吸作用不大，還有使得射流處于穩(wěn)定的狀態(tài)。②通過噴嘴噴射出來的流束，可以把壓力很好地轉(zhuǎn)換成對射流表面噴射的力量。
　　針型噴嘴的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：
　　（1）噴孔直徑
　　堵塞所造成的危險會降低，噴孔的直徑短，對水的消耗減少，會提高堵塞造成的風(fēng)險。將上面所說的兩個方面結(jié)合起來，我們在設(shè)計噴孔直徑的時候，應(yīng)當把對水的消耗放在首位，而且還要選擇其中最小的一個數(shù)值。然而會導(dǎo)致噴嘴堵塞，因此，我們需要考慮使用先過濾后進水的方式或者提高噴嘴的自我清洗等方法來把堵塞造成的風(fēng)險降到最低。
　�。�2）噴孔的長徑比
　　噴孔的長度與直徑的比值會對噴嘴的流量系數(shù)以及流動所受的阻力產(chǎn)生影響。比值的數(shù)值將會影響噴孔的類型，即噴孔是屬于細長孔還是薄壁孔。噴孔的類型不同也會使得噴孔的水流呈現(xiàn)不一樣的流動狀態(tài)。依據(jù)流體力學(xué)的相關(guān)原理可知，細長孔的流量系數(shù)非常高，從而導(dǎo)致壓力的能量非常稿，該能量為噴射速度能轉(zhuǎn)換效率。
　�。�3）噴嘴的出口擴散角與人口角
　　噴嘴流動阻力的大小受噴嘴的人口角制約，同時也是其制約的首要因素。倘若出口擴散角不大，那么在噴射的途中必將會產(chǎn)生液體附著在噴射壁上，并且會擾亂射流，降低了射流對作業(yè)面影響。
　　3.項目創(chuàng)新之處
　　我們把注射的那一部分設(shè)計成沒有針頭施加壓力噴射液體的方式，極大程度的降低了傳統(tǒng)針刺所帶給盲人的苦痛。
　　我們把吸藥的那一部分設(shè)計為滑動吸藥，改掉了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)吸藥方式，同時我們刪除了轉(zhuǎn)輪鎖的步驟，改成了按下按鈕為滑動吸藥以及吸氣，松開按鈕就變成了鎖扭的狀態(tài)。
　　我們將劑量調(diào)節(jié)方式設(shè)計成了左右雙向調(diào)節(jié)輪，同時把劑量窗口設(shè)計成了開放觸摸形式，即上面設(shè)有盲文，為盲人帶來了極大的便利。
　　4.結(jié)論
　　這是一款專門為盲人設(shè)計的一款無針胰島素注射器。人類體內(nèi)血糖的降低，胰島素起著不可替代的作用。人類體內(nèi)胰島素的含量過多時，將會導(dǎo)致血糖的含量嚴重減少，從而引起病人出現(xiàn)肌肉震顫等不好的癥狀，嚴重時，甚至?xí)��?dǎo)致病人驚厥，此時，病人沒有得到搶救，就會去世�？上攵�知，若一個盲人患了糖尿病，如果無法控制胰島素的注射量，對他們而言是多大的傷害。因此，我們?yōu)榱嗣と�，把過去的胰島素注射器找出來，進行再設(shè)計。本流程的每一個方面都設(shè)計的非常到位，我們確保該設(shè)計定會給盲人朋友帶來極大的便利。
　　參考文獻
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　　作者簡介
　　李霞，女，籍貫：河北省清河縣人，當前職稱：副教授，學(xué)歷：研究生，研究方向：產(chǎn)品設(shè)計。
　　注釋：2017年遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃資助項目，項目編號：20171 0149000213。

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