当前课程知识点：系统化产品设计与开发 > 第八讲 概念选择 > 第1节 注射器概念案例(1) > 第1节 注射器概念案例(1)
同学们好
下面我们进入第八讲
产品概念的选择
在我们前边已经创成了很多好的产品概念之后
怎么样从这些产品概念里边
选出最佳的方案出来
进行进一步的开发
这是我们在这一讲里边要面临的问题
在这一讲里头
我们将用这种可重用的注射器作为一个典型案例
来看看这个概念选择的过程
大家知道
糖尿病的病人是需要自己给自己打针
在饭前注射胰岛素
当然这种注射器是可以多次使用的
我们一起装好的药瓶会用好多次的
病人在注射之前
可以旋转注射器前面这个旋钮
来设定一次注射的剂量
是几个单位的胰岛素
大家看到有一个小箭头指向一个窗口
窗口里边有0 1 2 3的这个数字
这样的话我们就可以来设定剂量了
这种产品有两个典型的特征
一个是需要进行精确的剂量控制
再就是它不是专业人士用的
是病人自己给自己打针用的
现在这种可重用注射器的开发团队
就面临着两个核心的问题
一个是成本的问题
上一款产品是用不锈钢材料来制造的
成本就比较高
现在怎么把它降下来
再有就是这个药剂量的计量精度
我们希望提高
也就是说病人希望严格控制用药量的准确性
针对我们已经创成的很多产品概念
在选择的时候
我们按照这样几条标准来执行
一个是操作的难易度
就是某一个动作是不是操作起来很难
再就是使用步骤的难易度
是不是需要很多操作步骤
然后是计量设定的可读性
我把它设成几个单位了
你得让病人知道
再就是计量的精度
这是个很关键的指标
还有耐用度
这个产品病人买回家之后
是可以用三年还是五年
再就是制造的难易度
这个将直接决定了制造的成本
再有就是便携性
要方便病人带着这个注射器外出的时候使用
接下来我们来看一下
开发团队已经创成好的一系列的产品的新概念
现在这些新概念正在等待我们的选择
第一个概念
他们给起了个名字叫液压缸
我们看看这个概念的草图
这个注射器看起来还是比较像一个针管
在前边有一个药瓶连着针头
我们最后是要把这个药瓶里的药水
给它通过针头注射出去
我们看药瓶后边有一个推杆
再到最后边有一个人操作的柱塞
柱塞在外筒里边向前滑动
就推动一个芯轴再去推动推杆了
但是在这儿并不是直接推动的推杆
芯轴是插到液体密封腔里头
然后液体把推杆再给推出去
为什么我们要采用这样液压缸的结构呢
是因为胰岛素的小药瓶里边
每瓶一般有3毫升的药剂
1毫升含有100单位的胰岛素
比如每毫升对应往前推10毫米1厘米的话
一般的病人在开始用药的时候
建议饭前注射6个单位的胰岛素
这样就是0.06毫升的药剂
药瓶里边的小的橡胶活塞就要往前推0.6毫米
大家知道我们人手操作
是很难达到零点几毫米这样的高精度的
所以我们采取了液压缸的这样一个比例缩小的机构
大家注意到在上面这幅示意图里面
我们可以看到
芯轴跟推杆的截面积之比是1/10
当我们用一个力来推这个芯轴的时候
芯轴向前运动进入了液压缸
来压迫这个液体
大家知道液体的体积本身是总量不变的
那么液体就会把这个大面积的这个推杆
往前推一点点
如果说芯轴移动的距离是10毫米的话
那么推杆这个大面积的物体
往前推出去只有1毫米的距离
这样就把一个比较粗的运动
转换成了一个很精细的运动
当然推力也放大了10倍
这是一种运动比例缩小的机构
我们看到在推杆的上方有一个模式开关
这个开关就是起这样一个作用
它如果是向左滑动的话
也就说我们进入了设定剂量的模式
人手就把这个柱塞往后拉一段
拉的这个距离就是我们要设定的剂量
当然这是被放大了10倍的一个距离
如果把模式开关向右滑移的话
就进入了注射的模式
这个时候我们把柱塞往前慢慢的推
这个柱塞就推动芯轴
芯轴通过液压推动了推杆
最后推的是药瓶里边那个小橡胶活塞
就把药水给推出去了
就实现了这个注射的过程
把胰岛素就注射到人体内去了
第二种产品概念
给它起了个外号叫橡胶闸
待会我们看为什么叫橡胶闸
它的结构也是一个管状的结构
前面是针头 药瓶
药瓶上面还有个观察窗
它在推杆上面加了一个指针
这样的话我们就知道
现在把药量推了多少出去了
这个概念的关键在于有一个橡胶材质的离合器
它的原理是
把芯轴两面给它削扁
变成一根削扁了的轴
然后呢用一个橡胶的推力套环来夹住芯轴
转到不同的角度的时候
它是夹紧的或者松开的状况
这样起到离合的作用
后面就是我们人手推的这个柱塞
操作的时候是这样
首先我们会把柱塞旋转90度
让前面那个橡胶离合器
那个橡胶闸处于松开的状况
然后向后拉这个柱塞
这样的话拉多少就是我要注射多少剂量
然后再把柱塞转回去90度
让橡胶离合器合上了
然后向前推把药液给注射出去
这个概念跟前面那个概念相比的话
略有点不足的就是
它没有一个这个推进动作的比例缩小的机构
对剂量设定的动作精度要求会高一些
人做起来不太容易
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