在化疗药物配制过程中,需要严格保证操作者安全和药物的精确配制。传统的人工配药精度难以保证且对医护人员的防护不足,因此正在被静脉药物配制中心(Pharmacy Intravenous Admixture Services,PIVAS)所取代,PIVAS统一管理和集中调配静脉用药,能有效减少不安全用药的因素,但是对配药人员的伤害仍然存在。化疗药物配制机器人为化疗药物的配制工作提供了新的途径,配药机器人既可以提高配药的精度和效率,也可以将医护人员从繁重、危险的配药工作中解放出来,降低伤害。化疗药物配制机器人在欧美已开始临床应用,但我国研究较少,本文针对配药机器人的系统功能和配药安全,在如下方面进行了研究:药物注射系统是配药过程的核心环节,为保证配药安全及药物精确配制,对配药机器人的药物注射系统进行可靠性分析。在分析系统故障机理的基础上,针对分析复杂机电系统可靠性时存在的故障机理不确定、部件失效概率和失效状态不确定等问题,基于T-S模糊故障树和贝叶斯网络的可靠性评估方法,评估药物注射系统的可靠性,得出系统的失效概率以及部件的概率重要度系数和后验概率。根据分析结果,找出系统的薄弱环节。针对可靠性要求,对上述薄弱环节进一步深入分析并给出设计指标要求,在此基础上对配药机器人控制系统进行需求分析,制定控制系统总体方案。针对系统不同功能模块的动作类型,提出具体的性能指标,采用分层设计的思想设计控制系统总体方案;对配药流程进行规划,明确各个功能模块的动作顺序,为软件设计提供指导。根据控制系统总体方案,进行软、硬件的详细设计。硬件设计包括控制器系统架构设计、元器件选型、电机驱动电路设计等,软件则被分为应用层、用户驱动层以及底层驱动层等三层。在详细设计软硬件时,重点考虑系统的薄弱环节——芯杆驱动器和芯杆夹爪,硬件方面选用性能可靠的电机驱动器或驱动芯片,软件方面分别对二者的驱动电机——步进电机和直流电机的运动控制算法进行研究,实现了芯杆驱动器的精确定位和夹爪对芯杆的可靠夹持。最后,根据控制系统设计,搭建配药机器人实验平台,进行给药过程精度实验和药物配制实验,验证控制系统的性能。