Kirurgiska robotar, motordrivna proteser och exoskelett använder alla motorer för att utöka och förbättra mänskliga förmågor, samtidigt som de främjar sjukvårdsindustrin. Dessa avancerade medicinska produkter har blivit verklighet delvis tack vare den avancerade teknik som används för att tillhandahålla medicinska motorer och elektroniska enheter.
Nedan är de fem huvudtyperna av medicinska motorer och drivenheter som förbättrar människors liv och hälsa.
Växelmotorer hjälper människor i rullstol att njuta av friheten och "gå" på vägen normalt. Ta den unika terrängrullstolen, som använder flera spår istället för hjul, alla drivna av växelmotorer. Den kan passera genom åkrar, skogar och även små bäckar. Detta öppnar upp för en rad terrängmobilitetslösningar.
RAD36 rätvinklig växelmotor driver bandstolen. Den tillåter en bandrullstol att uppnå 350 lb belastningar, hastigheter upp till 5 mph och korsa sluttningar, hålor, grusvägar och andra speciella vägförhållanden.
Medicinska motorer är viktiga för de pumpar som används i många moderna medicinska apparater, ger kylkapacitet och exakt mätning av vätskor, gaser och läkemedel.
CT-skanner: Datortomografiska skannrar ger snabb, högupplöst skanning och tredimensionell avbildning av insidan av människokroppen. Många CT-skannrar kräver användning av centrifugalpumpar för att cirkulera kylvätska för att upprätthålla temperaturen på skannerns röntgensystem. Vanligtvis driver en borstlös likströmsmotor med en integrerad drivning pumpen tillförlitligt.
Dialys: Ett hemodialyssystem kräver en pålitlig peristaltisk pump för att exakt flytta patientens blod och dialysat genom maskinens dialysator. I dessa livgivande maskiner fungerar borstlösa motorer med hög precision tillförlitligt och tyst.
CPAP: CPCP-maskiner har löst problemet med sömnapné hos miljontals människor med försvagande sjukdomar. Moderna CPAP:er är mycket kompakta och mycket tysta, och vissa CPAP:er är batteridrivna. I hjärtat av CPAP finns en mycket dynamisk fläkt, vanligtvis driven av en borstlös likströmsmotor.
Det som brukar kallas operationsrobot borde egentligen kallas operationsrobot. Eftersom kirurger på distans vägleder sådana robotar att utföra operation. Detta tillvägagångssätt minskar trauman och gör patienten mer bekväm.
Operationshastigheten för kirurgiska robotar ökar med 25 procent varje år. Fakta har också visat att kirurgiska robotar kan hjälpa till att minska riskerna och komplikationerna i samband med öppen kirurgi, vilket gör att fler patienter kan njuta av fördelarna med minimalt invasiv kirurgi. Kirurgiska robotar kan använda mindre kirurgiska instrument och göra mindre snitt än kirurger.
Dessa exakta kirurgiska system främjar ramlösa vridmomentmotorer med olika diametrar, såväl som anpassning av kirurgiska robotrörelselösningar. För att leverera högre prestanda där det behövs som mest, möjliggör kirurgiska robottekniker effektivare, mer långvariga operationer och svalare utrustning genom flexibilitet, innovativa mekaniska konstruktioner.
Konstgjorda lemmar används i olika situationer såsom olyckor, sjukdomar, fosterskador, krigssår, etc. Idag har bioniska lemmar i den mänskliga muskel-, skelett- och nervsystemet utvecklats som är allt mer naturliga att använda, styrda av modaliteter för motorisk kontroll .
Rörelsekontrollingenjörer har arbetat med utvecklare av sådana fantastiska proteser, som Power-Knee och fullfjädrade proteser som använder en motor,
Den kirurgiska handmotorn är en högeffektsanordning, men den måste vara liten, lätt och effektiv - något som är svårt att uppnå i de flesta motorkonstruktioner. Små slitslösa och slitsade borstlösa motorer kan driva dessa robotar. Dessa motorer uppfyller och överträffar ofta industriella kirurgiska krav, och levererar precision och effektivitet vid hastigheter upp till 100,000rpm eller mer
servomotor
Ordet "servo" kommer från det grekiska ordet för "slav". "Servomotor" kan förstås som en motor som absolut lyder styrsignalens kommando: innan styrsignalen skickas är rotorn stillastående; när styrsignalen sänds roterar rotorn omedelbart; när styrsignalen försvinner kan rotorn stanna omedelbart.
Servomotorer är mikromotorer som används som ställdon i automatiska styranordningar, och deras funktion är att omvandla elektriska signaler till vinkelförskjutning eller vinkelhastighet för en roterande axel. Servomotorer, även kända som exekutiva motorer, används som verkställande element i automatiska styrsystem för att omvandla mottagna elektriska signaler till vinkelförskjutning eller vinkelhastighetsutgång på motoraxeln.
Klassificering av servomotorer
Servomotorer är indelade i två kategorier: AC servo och DC servo.
Den grundläggande strukturen för en AC-servomotor liknar den för en AC-induktionsmotor (asynkronmotor). Det finns två magnetiseringslindningar Wf och styrlindningar WcoWf med en fasutrymmesförskjutning på 90 grader på statorn, som är anslutna till en konstant växelspänning, och växelspänningen eller fasändringen som appliceras på Wc används för att styra motorns funktion . AC-servomotorer har egenskaperna för stabil drift, god styrbarhet, snabb respons, hög känslighet och strikta icke-linjäritetsindikatorer för mekaniska egenskaper och justeringsegenskaper (krävs mindre än 10 procent till 15 procent respektive mindre än 15 procent till 25 procent ). ).
Fördelar och nackdelar med DC-servomotorer
Fördelar: Noggrann hastighetskontroll, mycket hårda vridmoment-hastighetsegenskaper, enkel regleringsprincip, lätt att använda och billig.
Nackdelar: borstkommutering, hastighetsbegränsning, extra motstånd, generering av slitagepartiklar (ej lämplig för dammfria och explosiva miljöer).
Grundstrukturen för en DC-servomotor liknar den för en allmän DC-motor. Motorhastighet n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, där E är ankarets bakre elektromotoriska kraft, K är konstant, j är magnetiskt flöde per pol, Ua, Ia är armaturspänning och ankarström, Ra är armaturresistans, ändring av Ua eller ändring av φ kan styra hastigheten på DC-servomotorn, men metoden för att styra ankarspänningen används vanligtvis. I den permanentmagnetiska DC-servomotorn ersätts excitationslindningen med en permanentmagnet, och det magnetiska flödet φ är konstant. . DC-servomotorn har bra linjära justeringsegenskaper och snabb tidsrespons.
Fördelar och nackdelar med AC servomotorer
Fördelar: bra hastighetskontrollegenskaper, jämn kontroll i hela hastighetsområdet, nästan ingen svängning, hög verkningsgrad på mer än 90 procent, mindre värmeutveckling, höghastighetskontroll, högprecisionslägeskontroll (beroende på pulsgivarnoggrannhet), nominell drift område Den kan uppnå konstant vridmoment, låg tröghet, lågt ljud, inget borstslitage och underhållsfritt (lämplig för dammfria och explosiva miljöer).
Nackdelar: Styrningen är mer komplicerad, frekvensomriktarparametrarna måste justeras på plats för att bestämma PID-parametrarna, och fler anslutningar krävs.
DC servomotorer är uppdelade i borstade och borstlösa motorer.
Den borstade motorn har låg kostnad, enkel struktur, stort startmoment, brett hastighetsregleringsområde, enkel kontroll och kräver underhåll, men den är lätt att underhålla (byte av kolborstar), genererar elektromagnetiska störningar, har krav på användningsmiljön, och används vanligtvis för kostnadskänsliga allmänna industriella och civila tillfällen.
Den borstlösa motorn är liten i storlek, lätt i vikt, stor effekt och snabb respons, hög hastighet, liten tröghet, stabil i vridmoment och mjuk i rotation, komplex kontroll, intelligent, flexibel i elektronisk kommutering, kan kommuteras av fyrkantvåg eller sinusvåg, underhållsfri motor, hög effektivitet och energibesparing, Liten elektromagnetisk strålning, låg temperaturökning och lång livslängd, lämplig för olika miljöer.
AC-servomotorn är också en borstlös motor, som är uppdelad i synkrona och asynkrona motorer. För närvarande används synkronmotorer i allmänhet vid rörelsestyrning. Effektområdet är stort, effekten kan vara stor, trögheten är stor, maxhastigheten är låg och hastigheten ökar med kraften. Nedförs med jämn hastighet, lämplig för lågfart och stabila löptillfällen
Rotorn inuti servomotorn är en permanentmagnet. Föraren styr U/V/W trefaselektriciteten för att bilda ett elektromagnetiskt fält. Rotorn roterar under inverkan av detta magnetfält. Samtidigt sänder givaren som följer med motorn återkopplingssignalen till föraren. Värden jämförs för att justera rotorns rotationsvinkel. Noggrannheten hos servomotorn bestäms av noggrannheten (antal rader) hos givaren.
Q
Vad är skillnaden i prestanda mellan AC-servomotorer och borstlösa DC-servomotorer?
A
AC-servomotorns prestanda är bättre, eftersom AC-servot styrs av en sinusvåg och vridmomentrippeln är liten; medan den borstlösa DC-servot styrs av en trapetsformad våg. Men borstlös DC-servokontroll är relativt enkel och billig.
Den snabba utvecklingen av permanentmagnet växelströmsservodrivteknik gör att DC-servosystemet står inför krisen att elimineras[/p][p=30,2,left]Sedan 1980-talet, med utvecklingen av integrerade kretsar, kraftelektronik teknik och växelströmsfrekvensomriktare Med utvecklingen av tekniken har den permanentmagnetiska växelströmsservodrivningstekniken uppnått enastående utveckling, och kända elektriska tillverkare i olika länder har successivt lanserat en ny serie växelströmsservomotorer och servomotorer. AC-servosystemet har blivit den huvudsakliga utvecklingsriktningen för det moderna högpresterande servosystemet, vilket gör att DC-servosystemet står inför krisen att bli eliminerad.
Jämfört med DC-servomotorn har permanentmagnet AC-servomotorn följande huvudsakliga fördelar:
(1) Utan borstar och kommutatorer är driften mer pålitlig och underhållsfri.
(2) Uppvärmningen av statorlindningen reduceras avsevärt.
(3) Trögheten är liten och systemet har bra snabb respons.
⑷ Arbetsskick med hög hastighet och högt vridmoment är bra.
⑸ Liten storlek och lätt vikt under samma kraft.
