现代医学中,注射泵是一种可以精准控制流量和流速的输注仪器,被广泛应用在医疗保健领域中,如EICU病房、儿科、妇科、手术室等。但是FDA于2016年8月25日发布警告表示:“当流率小于每小时5mL时,特别是当流率小于每小时0.5mL时,注射泵可能引起由流量不连续性不足带来的严重临床后果,从而导致治疗延误、过度输注或输注不足。本课题针对FDA向医疗服务提供者发布的警告展开研究,以注射泵为研究对象,利用SOILDWOEKS完成全闭环注射泵实验平台整体机械结构设计。系统设计主要包括减速器设计、注推机构设计和丝杆螺母机构设计,并根据步进电机的全闭环控制理论以及细分控制技术,以STM8S003F3为主控制芯片设计搭建全闭环注射泵实验平台。整个实验平台利用双重闭环:一是以光电编码器信号作为反馈信号的半闭环控制,二是以容栅传感器信号作为反馈信号的全闭环控制。在UCOS-III实时操作系统基础上结合STM32F107芯片设计全闭环注射泵实验平台触屏控制模块,使得操作更加简便。同时利用增量式PID控制算法实现全闭环注射泵实验平台的全闭环调节。为了研究分析造成注射泵注射不连续的因素,对规格为1ml、2ml、5ml的注射器分别进行了开环控制、闭环控制、全闭环控制试验。通过实验数据分析得到影响注射泵注射不连续的因素是步进电机控制精度和机械结构精度。对于步进电机的控制精度这一影响因素,我们通过实验证明在注射泵设计中应选用步距角较小的步进电机;同时为了避免步进电机丢步的问题,应采用编码器反馈即步进电机的半闭环控制。而对于机械结构的精度主要包括加工精度和装配精度。通过试验数据分析可知,机械误差的引入是造成注射泵注射不连续的一个主要因素,采用步进电机全闭环控制,可以有效的减小机械误差对注射连续性的影响。