Els robots quirúrgics, les pròtesis alimentades i els exoesquelets utilitzen motors per ampliar i millorar les capacitats humanes, alhora que avancen en la indústria sanitària. Aquests productes mèdics avançats s'han convertit en una realitat gràcies, en part, a les avançades tecnologies utilitzades per proporcionar motors mèdics i accionaments electrònics.
A continuació es mostren els cinc tipus principals de motors i impulsos mèdics que milloren la vida i la salut de les persones.
Els motors orientats ajuden les persones en cadira de rodes a gaudir de llibertat i "caminar" per la carretera amb normalitat. Agafeu la cadira de rodes tot terreny única, que utilitza diverses pistes en lloc de rodes, totes accionades per motors engranatges. Pot passar per camps, boscos i fins i tot petits rierols. Això obre un ventall de solucions de mobilitat off-road.
El motor engranat en angle recte RAD36 acciona la cadira de pista. Permet que una cadira de rodes rastrejadora aconsegueixi càrregues de 350 lliures, velocitats de fins a 5 mph i travessi pendents, buits, carreteres de grava i altres condicions especials de la carretera.
Els motors mèdics són importants per a les bombes utilitzades en molts dispositius mèdics moderns, proporcionant capacitat de refrigeració i mesurant amb precisió fluids, gasos i productes farmacèutics.
Escàner de TC: Els escàners de tomografia computada proporcionen un escaneig ràpid i d'alta resolució i imatges tridimensionals de l'interior del cos humà. Molts escàners de TC requereixen l'ús de bombes centrífugues per fer circular refrigerant per mantenir la temperatura del sistema de raigs X de l'escàner. Normalment, un motor de corrent continu sense escombretes amb una unitat integrada alimenta la bomba de manera fiable.
Diàlisi: Un sistema d'hemodiàlisi requereix una bomba peristàltica fiable per moure amb precisió la sang del pacient i diàlisi a través del dialitzador de la màquina. En aquestes màquines que donen vida, els motors sense escombretes d'alta precisió funcionen de manera fiable i silenciosa.
CPAP: Les màquines CPCP han resolt el problema de l'apnea del son en milions de persones amb malalties debilitants. Els CPAPs moderns són molt compactes i molt silenciosos, i alguns CPAPs funcionen amb bateria. Al cor de la CPAP hi ha un bufador altament dinàmic, generalment alimentat per un motor de corrent continu sense escombretes.
El que normalment s'anomena robot quirúrgic s'hauria d'anomenar en realitat un robot de cirurgia assistida quirúrgicament. Perquè els cirurgians guien remotament aquests robots per realitzar la cirurgia. Aquest enfocament redueix els traumatismes i fa que el pacient estigui més còmode.
La velocitat de funcionament dels robots quirúrgics augmenta un 25% cada any. Els fets també han demostrat que els robots quirúrgics poden ajudar a reduir els riscos i complicacions associades a la cirurgia oberta, permetent que més pacients gaudeixin dels beneficis de la cirurgia mínimament invasiva. Els robots quirúrgics poden utilitzar instruments quirúrgics més petits i fer incisions més petites que els cirurgians.
Aquests sistemes quirúrgics precisos avancen motors de parell sense marc de diversos diàmetres, així com la personalització de solucions de moviment robòtic quirúrgic. Per oferir un rendiment més alt allà on més es necessita, els enginyers de robòtica quirúrgica permeten cirurgies més eficients i duradores i equips més freds mitjançant dissenys mecànics innovadors i flexibles.
Les extremitats artificials s'utilitzen en diverses situacions com accidents, malalties, defectes de naixement, ferides de guerra, etc. Avui dia, s'han desenvolupat extremitats biòniques del múscul humà, sistemes esquelètics i nerviosos que són cada vegada més naturals d'utilitzar, regides per modalitats de control motor.
Els enginyers de control de moviment han estat treballant amb desenvolupadors de pròtesis tan sorprenents, com el Power-Knee i pròtesis amb totes les funcions que utilitzen un motor,
El motor de mà quirúrgic és un dispositiu d'alta potència, però ha de ser petit, lleuger i eficient, cosa que és difícil d'aconseguir en la majoria de dissenys de motors. Els petits motors sense ranura i sense ranures poden alimentar aquests robots. Aquests motors compleixen i sovint superen els requisits quirúrgics industrials, oferint precisió i eficiència a velocitats de fins a 100,000RPM o més
servomotor
La paraula "servo" prové de la paraula grega per a "esclau". El "servomotor" es pot entendre com un motor que obeeix absolutament el comandament del senyal de control: abans d'enviar el senyal de control, el rotor està estacionari; quan s'envia el senyal de control, el rotor gira immediatament; quan el senyal de control desapareix, el rotor es pot aturar immediatament.
Els servomotors són micromotors utilitzats com a actuadors en dispositius de control automàtic, i la seva funció és convertir senyals elèctrics en desplaçament angular o velocitat angular d'un eix giratori. Els servomotors, també coneguts com a motors executius, s'utilitzen com a elements executius en sistemes de control automàtic per convertir els senyals elèctrics rebuts en desplaçament angular o sortida de velocitat angular a l'eix del motor.
Classificació de Servo Motors
Els servomotors es divideixen en dues categories: servo AC i servo DC.
L'estructura bàsica d'un servomotor de CA és similar a la d'un motor d'inducció de CA (motor asíncron). Hi ha dos bobinats d'excitació Wf i bobinats de control WcoWf amb un desplaçament espacial de fase de 90 ° a l'estator, que estan connectats a un voltatge de CA constant, i el voltatge de CA o canvi de fase aplicat a Wc s'utilitza per controlar el funcionament del motor. Els servomotors de CA tenen les característiques d'un funcionament estable, una bona controlabilitat, una resposta ràpida, una alta sensibilitat i indicadors estrictes de no linealitat de característiques mecàniques i característiques d'ajust (requereixen menys del 10% al 15% i menys del 15% al 25%, respectivament).
Avantatges i desavantatges dels servomotors de corrent continu
Avantatges: Control de velocitat precís, característiques de velocitat de parell molt dures, principi de control senzill, fàcil d'utilitzar i barat.
Desavantatges: commutació del raspall, límit de velocitat, resistència addicional, generació de partícules de desgast (no adequades per a entorns lliures de pols i explosius).
L'estructura bàsica d'un servomotor de corrent continu és similar a la d'un motor general de corrent continu. Velocitat del motor n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, on E és força electromotriu posterior, K és constant, j és flux magnètic per pol, Ua, Ia són tensió d'armadura i corrent d'armadura, Ra és resistència a l'armadura, canviant Ua o canviant φ pot controlar la velocitat del servomotor DC, però generalment s'utilitza el mètode de control de la tensió de l'armadura. En el servomotor DC de l'imant permanent, el bobinatge d'excitació és substituït per un imant permanent, i el flux magnètic φ és constant. . El servomotor DC té bones característiques d'ajust lineal i una resposta ràpida en el temps.
Avantatges i desavantatges dels servomotors de CA
Avantatges: bones característiques de control de velocitat, control suau en tot el rang de velocitats, gairebé sense oscil·lació, alta eficiència superior al 90%, menor generació de calor, control d'alta velocitat, control de posició d'alta precisió (depenent de la precisió del codificador), àrea de funcionament nominal Pot aconseguir un parell constant, baixa inèrcia, baix soroll, sense desgast de raspall i sense manteniment (adequat per a entorns sense pols i explosius).
Desavantatges: El control és més complicat, cal ajustar els paràmetres de la unitat in situ per determinar els paràmetres PID i calen més connexions.
Els servomotors de corrent continu es divideixen en motors raspallats i sense escombretes.
El motor raspallat té un baix cost, estructura senzilla, gran parell inicial, ampli rang de regulació de velocitat, fàcil control i requereix manteniment, però és fàcil de mantenir (substitució de raspalls de carboni), genera interferències electromagnètiques, té requisits per a l'entorn d'ús i s'utilitza generalment per a ocasions industrials i civils sensibles al cost.
El motor sense escombretes és de mida petita, lleuger en pes, gran en sortida i ràpid en resposta, alta velocitat, petit en inèrcia, estable en parell i suau en rotació, complex en control, intel·ligent, flexible en commutació electrònica, es pot commutar per ona quadrada o ona sinusoïdal, sense manteniment del motor, alta eficiència i estalvi d'energia, petita radiació electromagnètica, pujada de baixa temperatura i llarga vida útil, adequat per a diversos ambients.
El servomotor de CA també és un motor sense escombretes, que es divideix en motors síncrons i asíncrons. En l'actualitat, els motors síncrons s'utilitzen generalment en el control de moviment. El rang de potència és gran, la potència pot ser gran, la inèrcia és gran, la velocitat màxima és baixa i la velocitat augmenta amb la potència. Descendir a una velocitat uniforme, adequat per a ocasions de carrera de baixa velocitat i estables
El rotor dins del servomotor és un imant permanent. El conductor controla l'electricitat trifàsica U/V/W per formar un camp electromagnètic. El rotor gira sota l'acció d'aquest camp magnètic. Al mateix temps, el codificador que ve amb el motor transmet el senyal de retroalimentació al conductor. Es comparen els valors per ajustar l'angle de rotació del rotor. La precisió del servomotor està determinada per la precisió (nombre de línies) del codificador.
Q
Quina diferència de rendiment hi ha entre els servomotors de CA i els servomotors de corrent continu sense escombretes?
Un
El rendiment del servomotor de CA és millor, ja que el servo de CA està controlat per una ona sinusoïdal i l'ondulació del parell és petita; mentre que el servo DC sense escombretes està controlat per una ona trapezoïdal. Però el servocontrol DC sense escombretes és relativament senzill i barat.
El ràpid desenvolupament de la tecnologia de servomotor d'imant permanent de CA fa que el sistema de servo de CORRENT continu s'enfronti a la crisi de ser eliminat[/p][p=30,2,left]Des de la dècada de 1980, amb el desenvolupament de circuits integrats, tecnologia d'electrònica de potència i unitats de velocitat variable ca Amb el desenvolupament de la tecnologia, la tecnologia de servomotor d'imant permanent ha aconseguit un desenvolupament excepcional, i famosos fabricants elèctrics de diversos països han llançat successivament noves sèries de servomotors de CA i servomotors. El sistema de servos de CA s'ha convertit en la principal direcció de desenvolupament del sistema servo contemporani d'altes prestacions, que fa que el sistema de servo DC s'enfronti a la crisi de ser eliminat.
En comparació amb el servomotor de corrent continu, el servomotor de CA d'imant permanent té els següents avantatges principals:
(1) Sense raspalls i commutadors, el funcionament és més fiable i sense manteniment.
(2) L'escalfament del bobinatge de l'estator es redueix considerablement.
(3) La inèrcia és petita i el sistema té una bona resposta ràpida.
(4) Les condicions de treball d'alta velocitat i d'alt parell són bones.
(5) Mida petita i pes lleuger sota la mateixa potència.
