1. 研究目的与意义
随着社会经济的迅速发展，人们对于食品安全越来越重视。作为大家经常食用的肉类品，其安全性更应该得以保证。
目前，检验人员根据相关的肉品卫生标准对在肉和肉制品生产加工、贮藏、运输及销售中可能出现的有问题的肉进行检验，以此来保证食肉安全。肉类检测可分为感官检测和实验室检测。
实验室检测包括:① 微生物检验② 理化学检验。微生物检验是对引起肉腐败的微生物进行检验，常用的检验方法有检验片检验、检验皿检验、酶联免疫法检验等。理化学检验主要是是利用物理、化学及仪器分析方法对肉品中的药物残留进行检验，主要的检测方法是酶联免疫方法。
2. 课题关键问题和重难点
对于肉类检测仪的移液器模块，其关键问题主要包括：
1.单通道移液器定量吸取、挤出试剂的自动控制功能，并能精确控制吸取及挤出液体的容量。
2.移液器在每个动作周期中，需要更换吸头，因此针头要可以自动填装和脱卸。
3. 国内外研究现状（文献综述）
目前市场上较为成熟的检测仪器有酶免分析仪、全自动生化分析仪、尿液检测仪等。国内外学者对于此类仪器的研究重点主要在微量移液机构的设计和液面检测方法的研究[1-4]。这两个方面也是此类仪器的设计重点。为此，本人通过查阅资料详细的了解了这两个方面的研究进展，并结合本课题得出了相应的结论。
1、微量移液技术
微量移液技术是微量移液机构实现精确加样的前提。微量移液技术是一个涉及范围较宽的领域，其研究的内容主要包括微量泵的选择、液路的搭建、移液精度的检测、取样针堵塞的检测以及液面的探测技术等。其中微量泵的选择起着至关重要的作用，它直接影响着移液精度。常用的微量泵有注射泵、比例泵等。
4. 研究方案
整个移液器的设计是基于已有的运动平台部分的，运动平台采用成熟产品，双x-y-z六轴运动平台，以此实现加液臂在xyz三个方向的控制。移液器本身主要完成以下四项工作：
（1）实现四通道加液臂的抽取和挤出试剂；
（2）实现针头自动填装和脱卸；
（3）实现液面检测功能；
（4）实现自动调整四条通道的间距。
整个移液器的工作流程可以用图3表示:
图3 移液器工作流程图
考虑到移液器所要完成的动作流程和文献综述中提到的市场上移液器设计的重点项目，本方案主要涉及了了加液臂系统设计、针头自动填装脱卸设计和液面检测设计。下面分别从这三方面加以叙述。
1、加液臂系统设计
加液臂的设计重点是完成吸取和挤出试剂的动作并保证达到相关的精度要求。由文献综述的内容可以知道，其关键在于微量泵的选择和设计。经过认真比较，拟采用注射泵作为加液臂的主体。具体实现方案是四个通道分别由步进电机带动丝杆进行旋转，同时丝杆上的螺母带动管中的活塞运动，从而实现液体的吸取与挤出。其精度主要由活塞处的管半径r、步进电机的步距角ɑ、丝杆的螺纹导程L所影响。管半径r越小、步距角ɑ越小、导程L越小，那么精度就越高。
丝杆螺母部分考虑到滑动螺旋的摩擦阻力大、磨损快、有侧向间隙、定位精度差等缺点，所以决定采用滚动螺旋的方式，减小摩擦阻力。这样也给步进电机的选型带来方便。
2、针头的自动填装和脱卸设计
将针头座的外壁设计成圆锥形的套柄，以便与针头的连接孔相契合。这样只要控制移液臂的下降，就能使得针头较为紧密的套在针头座上。当移液臂上升时，针头便离开针头盒了。
对于针头的自动脱卸功能，拟采用图4所示的机构。工作平台上的两个扣板只能在其长度方向上运动，并且在收缩时会受到弹簧力的作用。当套着针管的移液臂下降时，扣板在针头外壁推力的作用下发生收缩，向两边运动。当针头完全下降到扣板以下时，此时若移液臂上升，那么扣板前端就会给针头上表面一个向下的力，将其扣下来。上述过程便实现了针头的自动脱卸。
初始位置 移液臂下降 移液臂上升
图4 针头自动脱卸机构
3、液面检测设计
综合文献综述的内容，拟选用气压法来实现液面的检测。具体实现方法是用一个三通管来分别连接加液臂，采样针头和压力传感器，压力传感器的另一端接大气。这样就使得压力传感器的两端分别接大气和移液针的内腔，当移液针的内腔压强发生变化即针头接触到液面时，压力传感器便会发出信号给处理电路。经过相应的分析后，从而控制步进电机的动作，开始吸取或挤出液体。如图5所示：
图5 气压法液面检测
5. 工作计划
毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。
第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。
第2周 查阅文献资料，实现原理方案论证与细化，撰写开题报告。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
