Kirurški roboti, protetika z električnim pogonom in eksoskeleti uporabljajo motorje za razširitev in izboljšanje človeških zmogljivosti, hkrati pa napredujejo v zdravstveni industriji. Ti napredni medicinski izdelki so postali resničnost deloma zahvaljujoč naprednim tehnologijam, ki se uporabljajo za zagotavljanje medicinskih motorjev in elektronskih pogonov.
Spodaj je pet glavnih vrst medicinskih motorjev in pogonov, ki izboljšujejo življenje in zdravje ljudi.
Motorni reduktorji pomagajo ljudem na invalidskih vozičkih, da uživajo svobodo in normalno »hodijo« po cesti. Vzemite edinstven invalidski voziček za vse terene, ki uporablja več gosenic namesto koles, vse pa poganjajo motorji z reduktorji. Lahko gre skozi polja, gozdove in celo majhne potoke. To odpira vrsto rešitev za terensko mobilnost.
Motor z gonilom pod pravim kotom RAD36 poganja tabor. Invalidskemu vozičku z gosenicami omogoča, da doseže obremenitev 350 lb, hitrosti do 5 mph in prečka pobočja, kotanje, makadamske ceste in druge posebne razmere na cestah.
Medicinski motorji so pomembni za črpalke, ki se uporabljajo v številnih sodobnih medicinskih napravah, saj zagotavljajo hladilno zmogljivost in natančno odmerjajo tekočine, pline in farmacevtske izdelke.
CT skener: računalniški tomografi omogočajo hitro skeniranje z visoko ločljivostjo in tridimenzionalno slikanje notranjosti človeškega telesa. Mnogi skenerji CT zahtevajo uporabo centrifugalnih črpalk za kroženje hladilne tekočine za vzdrževanje temperature rentgenskega sistema skenerja. Običajno brezkrtačni enosmerni motor z integriranim pogonom zanesljivo napaja črpalko.
Dializa: Hemodializni sistem zahteva zanesljivo peristaltično črpalko za natančno premikanje bolnikove krvi in dializata skozi aparatov dializator. V teh življenjskih strojih visoko natančni brezkrtačni motorji delujejo zanesljivo in tiho.
CPAP: Naprave CPCP so rešile problem apneje v spanju pri milijonih ljudi z izčrpavajočimi boleznimi. Sodobni CPAP-ji so zelo kompaktni in zelo tihi, nekateri CPAP-ji pa delujejo na baterije. Srce CPAP je zelo dinamično puhalo, ki ga običajno poganja brezkrtačni enosmerni motor.
To, kar se običajno imenuje kirurški robot, bi se moralo pravzaprav imenovati kirurški robot za kirurško pomoč. Ker kirurgi na daljavo vodijo takšne robote za izvedbo operacije. Ta pristop zmanjša travmo in olajša pacientu udobje.
Hitrost delovanja kirurških robotov se vsako leto poveča za 25 odstotkov. Dejstva so tudi dokazala, da lahko kirurški roboti pomagajo zmanjšati tveganja in zaplete, povezane z odprto operacijo, kar več pacientom omogoča, da izkoristijo prednosti minimalno invazivne kirurgije. Kirurški roboti lahko uporabljajo manjše kirurške instrumente in naredijo manjše zareze kot kirurgi.
Ti natančni kirurški sistemi izboljšujejo navorne motorje brez okvirja različnih premerov, kot tudi prilagajanje kirurških robotskih rešitev gibanja. Da bi zagotovili višjo zmogljivost tam, kjer je najbolj potrebna, inženirji kirurške robotike omogočajo učinkovitejše, dolgotrajnejše operacije in hladnejšo opremo s prilagodljivostjo in inovativnimi mehanskimi oblikami.
Umetni udi se uporabljajo v različnih situacijah, kot so nesreče, bolezni, prirojene okvare, vojne rane itd. Danes so bili razviti bionični udi človeških mišic, skeleta in živčnega sistema, ki so vse bolj naravni za uporabo in jih urejajo modalitete motoričnega nadzora. .
Inženirji za nadzor gibanja sodelujejo z razvijalci tako neverjetnih protetik, kot je Power-Knee in protetike s popolnimi funkcijami, ki uporabljajo motor,
Kirurški ročni motor je naprava z veliko močjo, vendar mora biti majhna, lahka in učinkovita – nekaj, kar je težko doseči pri večini modelov motorjev. Te robote lahko poganjajo majhni motorji brez rež in krtačk z režami. Ti motorji izpolnjujejo in pogosto presegajo industrijske kirurške zahteve ter zagotavljajo natančnost in učinkovitost pri hitrostih do 100000RPM ali več
servo motor
Beseda "servo" izhaja iz grške besede za "suženj". "Servo motor" lahko razumemo kot motor, ki absolutno uboga ukaz krmilnega signala: preden je krmilni signal poslan, rotor miruje; ko je krmilni signal poslan, se rotor takoj zavrti; ko krmilni signal izgine, se lahko rotor takoj ustavi.
Servo motorji so mikro motorji, ki se uporabljajo kot aktuatorji v avtomatskih krmilnih napravah, njihova funkcija pa je pretvarjanje električnih signalov v kotni pomik ali kotno hitrost vrteče se gredi. Servo motorji, znani tudi kot izvršni motorji, se uporabljajo kot izvršni elementi v avtomatskih krmilnih sistemih za pretvorbo prejetih električnih signalov v kotni premik ali izhodno kotno hitrost na gredi motorja.
Razvrstitev servo motorjev
Servo motorji so razdeljeni v dve kategoriji: AC servo in DC servo.
Osnovna struktura AC servo motorja je podobna strukturi AC indukcijskega motorja (asinhroni motor). Na statorju sta dva vzbujalna navitja Wf in krmilna navitja WcoWf s faznim premikom 90 stopinj, ki sta povezana s konstantno izmenično napetostjo, izmenična napetost ali fazna sprememba, ki se uporablja za Wc, pa se uporablja za krmiljenje delovanja motorja. . AC servo motorji imajo značilnosti stabilnega delovanja, dobrega krmiljenja, hitrega odziva, visoke občutljivosti in strogih indikatorjev nelinearnosti mehanskih karakteristik in prilagoditvenih karakteristik (potrebno je manj kot 10 odstotkov do 15 odstotkov oziroma manj kot 15 odstotkov do 25 odstotkov). ).
Prednosti in slabosti enosmernih servo motorjev
Prednosti: Natančna regulacija hitrosti, zelo trde karakteristike navora in hitrosti, preprost princip krmiljenja, enostaven za uporabo in poceni.
Slabosti: komutacija krtač, omejitev hitrosti, dodatni upor, nastajanje obrabnih delcev (ni primerno za brezprašna in eksplozivna okolja).
Osnovna struktura enosmernega servo motorja je podobna strukturi običajnega enosmernega motorja. Hitrost motorja n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, kjer je E povratna elektromotorna sila armature, K konstanta, j magnetni pretok na pol, Ua, Ia napetost armature in armaturni tok, Ra je armaturni upor, spreminjanje Ua ali spreminjanje φ lahko nadzira hitrost enosmernega servo motorja, vendar se na splošno uporablja metoda krmiljenja armaturne napetosti. V enosmernem servo motorju s trajnim magnetom je vzbujevalno navitje nadomeščeno s trajnim magnetom, magnetni pretok φ pa je konstanten. . DC servo motor ima dobre lastnosti linearne prilagoditve in hiter časovni odziv.
Prednosti in slabosti AC servo motorjev
Prednosti: dobre lastnosti krmiljenja hitrosti, gladko krmiljenje v celotnem območju hitrosti, skoraj brez nihanja, visok izkoristek več kot 90 odstotkov, manj toplote, krmiljenje visoke hitrosti, visoko natančno krmiljenje položaja (odvisno od točnosti dajalnika), nazivno delovanje območje Doseže lahko konstanten navor, nizko vztrajnost, malo hrupa, brez obrabe krtač in brez vzdrževanja (primerno za brezprašna in eksplozivna okolja).
Slabosti: Krmiljenje je bolj zapleteno, parametre pogona je treba prilagoditi na kraju samem, da se določijo parametri PID, in potrebnih je več povezav.
DC servo motorje delimo na krtačne in brezkrtačne motorje.
Brušeni motor ima nizko ceno, preprosto strukturo, velik začetni navor, široko območje regulacije hitrosti, enostavno krmiljenje in zahteva vzdrževanje, vendar je enostaven za vzdrževanje (zamenjava ogljikovih ščetk), ustvarja elektromagnetne motnje, ima zahteve glede okolja uporabe, in se običajno uporablja za stroškovno občutljive splošne industrijske in civilne priložnosti.
Brezkrtačni motor je majhen, lahek, velik izhod in hiter odziv, visoka hitrost, majhna vztrajnost, stabilen navor in gladko vrtenje, zapleten nadzor, inteligenten, prilagodljiv pri elektronski komutaciji, lahko se komutira kvadratni val ali sinusni val, motor brez vzdrževanja, visoka učinkovitost in varčevanje z energijo, majhno elektromagnetno sevanje, nizek dvig temperature in dolga življenjska doba, primeren za različna okolja.
AC servo motor je tudi brezkrtačni motor, ki se deli na sinhrone in asinhrone motorje. Trenutno se sinhroni motorji na splošno uporabljajo za krmiljenje gibanja. Razpon moči je velik, moč je lahko velika, vztrajnost je velika, največja hitrost je nizka, hitrost pa narašča z močjo. Spuščanje z enakomerno hitrostjo, primerno za nizke hitrosti in stabilen tek
Rotor znotraj servo motorja je trajni magnet. Voznik krmili U/V/W trifazno elektriko, da tvori elektromagnetno polje. Rotor se vrti pod vplivom tega magnetnega polja. Istočasno kodirnik, ki je priložen motorju, posreduje povratni signal vozniku. Vrednosti se primerjajo za nastavitev kota vrtenja rotorja. Natančnost servo motorja je določena z natančnostjo (številom vrstic) kodirnika.
Q
Kakšna je razlika v zmogljivosti med AC servo motorji in brezkrtačnimi servo motorji DC?
A
Zmogljivost AC servo motorja je boljša, ker je AC servo krmiljen s sinusnim valom, valovanje navora pa je majhno; medtem ko je brezkrtačni DC servo krmiljen s trapeznim valom. Toda brezkrtačni enosmerni servo nadzor je relativno preprost in poceni.
Zaradi hitrega razvoja tehnologije AC servo pogonov s trajnimi magneti se enosmerni servo sistem sooča s krizo odprave[/p][p=30,2,left]Od osemdesetih let prejšnjega stoletja z razvojem integriranih vezij, močnostne elektronike tehnologija in AC pogoni s spremenljivo hitrostjo Z razvojem tehnologije je tehnologija AC servo pogonov s trajnimi magneti dosegla izjemen razvoj in znani proizvajalci električne opreme v različnih državah so zaporedno lansirali nove serije AC servo motorjev in servo pogonov. AC servo sistem je postal glavna razvojna usmeritev sodobnega visoko zmogljivega servo sistema, zaradi česar se DC servo sistem sooča s krizo odprave.
V primerjavi s servo motorjem DC ima servo motor AC s trajnim magnetom naslednje glavne prednosti:
(1) Brez ščetk in komutatorjev je delovanje zanesljivejše in ne zahteva vzdrževanja.
(2) Ogrevanje statorskega navitja se močno zmanjša.
(3) Vztrajnost je majhna in sistem ima dober hiter odziv.
⑷ Delovni pogoji pri visoki hitrosti in visokem navoru so dobri.
⑸ Majhna velikost in majhna teža pri enaki moči.
