倪玉吉 王明娣 陈添禹 张 晓 倪 超 刘金聪

苏州大学机电工程学院，苏州，215131

0 引言

为解决有针注射方式引起的针刺疼痛、感染等问题，科学家提出“无针注射”的概念，即通过一定的动力系统将药液以高压、高速、超细方式射出，投送到组织中去[1]。

国外对无针注射系统的研究起步较早， NAKAYAMA等[2]采用运动边界法模拟了气动式无针注射系统安瓿中液体射流通过喷孔的运动，利用LES/VOF技术对流体动力学进行了模拟，SCHRAMM-BAXTER等[3]通过仿人皮肤注射实验，研究了穿刺深度及扩散宽度与实验材料弹性模量之间的关系。国内近期也开展了相应的研究，赵丽娜[4]对高压无针注射系统进行了结构细化和关键参数的理论计算，通过小孔喷射模型和液体撞击模型发现，随着注射动力的增大，注射深度增大。冯利军[5]以音圈电机为动力源，进行电磁力驱动无针注射系统设计，建立了注射过程的数学模型，分析了系统相关参数对射流滞止压力的影响。

现有无针注射系统存在驱动力小、体积大、注射效率低、结构复杂等缺点，笔者在前人研究的基础上，设计的一种磁阻式电磁蓄能无针注射系统包括电磁驱动装置和安瓿两个主体部分、控制电路等次级部分，缩小了无针注射系统的体积，扩大了驱动力的可调范围。

1 电磁驱动模型建立与设计仿真

1.1 驱动原理

如图1所示，磁阻式电磁无针注射系统由电路控制部分和电磁动力部分组成[6]。驱动过程如图2所示，通电线圈产生磁场，铁心被磁化。……