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신영규(Young Kyu Shin),한남규(Nam Gyu Han),탁태오(Tae Oh Tak) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.3
본 논문은 복잡한 제어장치 없이 비교적 간단한 마찰식 메카니즘을 이용하여 약물 주입량을 정확하게 제어할 수 있는 공압식 약물주입기 구동장치의 해석과 설계를 다룬다. 다물체 해석 기법을 적용하여 약물주입기의 모델을 구성하였고, 이에 대한 동역학 해석을 통해서 구동 메카니즘의 형상, 스프링강성, 마찰특성 등과 관련된 여러 가지 설계인자들이 약물주입성능에 미치는 영향을 분석하여 이를 시제품 설계에 반영하였다. 약물주입기가 100만회 사용에 대한 내구성을 평가하기 위한 내구시험을 실시하였고, 100만회 구동 후 약물주입기의 변위와 초기상태의 변위를 비교하여 제안한 메카니즘이 충분한 내구성을 가지고 있음을 확인하였다. This research deals with the analysis and design of a driving mechanism for an automatic pneumatic drug injector, which can precisely control the injection volume using a relatively simple friction-driven mechanism, without any complicated control system. Through a dynamic analysis, the effects of the design parameters of the driving mechanism associated with the geometry, spring stiffness, and fiction are analyzed, and the results are reflected in a proto-type drug injector design, which is under development for mass production. A test is performed to assess the durability of the mechanism for up to one million operations, and comparison of its displacement after one million operations, verifies the mechanism’s durability.
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텔레스코픽 실린더 구조를 갖는 소형 약물 주입 모듈 개발
전금상(G. S. Jeon) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
자동 약물 주입기 또는 주사기는 전기나 공압 등 동력을 이용하여 자동으로 약물을 피부에 주입하는 의료기기이다. 이러한 약물 주입기 또는 주사기는 사용 목적이나 시술 부위에 따라 다양한 형태가 있으나, 전기를 동력으로 사용하는 주사기는 일정한 압력으로 정밀한 약물 주입이 가능한 리니어 모터가 주로 사용되고 있다. 이러한 리니어 모터를 동력으로 사용하는 약물 주입기는 주사기의 변위를 조절하기 위한 스트록 거리에 따른 리니어 모터 구조로 인하여 소형화에 제약이 있다. 본 논문에서는 반려동물의 자가 접종을 위하여 정밀한 약물 주입이 가능한 텔레스코픽 실린더 구조를 갖는 소형 약물 주입 모듈을 제안하고 메커니즘에 대한 성능을 확인하고자 동역학 해석 기법을 이용하여 특성을 분석하고자 한다. 약물 주입 모듈은 주사기의 변위 조절을 위한 스트록 거리를 확보하면서 리니어 모터 길이를 줄이기 위하여 3 단 텔레스코핑 실린더 구조를 설계하였다. 제안한 리니어 모터의 길이는 동일한 스트록 거리를 갖는 기존 리니어 모터 약 40%로 길이를 줄였다. 약물을 주입하기 위한 리니터 모터 실린더의 내부 저항은 주사기의 이동거리에 비례하여 증가한다. 약물 주입 모듈 내부에 높은 저항력이 발생할 때 설계된 메커니즘으로 약물을 주입할 수 있는지 동역학 모델링을 통하여 성능을 검증하였다. 본 연구에서는 정밀한 약물 주입이 가능한 텔레스코픽 실린더 구조를 갖는 소형 약물 주입 모듈을 설계하고 성능을 검증하였다. 기존 자동 주사기에 사용되는 리니어 모터를 대체하여 제안한 약물 주입 모듈은 소형 자동 주사기에 활용될 것으로 기대된다.
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