Cerrahi robotlar, motorlu protezler ve dış iskeletlerin hepsi, sağlık endüstrisini ilerletirken, insan yeteneklerini genişletmek ve geliştirmek için motorlar kullanıyor. Bu gelişmiş tıbbi ürünler, kısmen tıbbi motorlar ve elektronik sürücüler sağlamak için kullanılan ileri teknolojiler sayesinde bir gerçeklik haline gelmiştir.
Aşağıda, insanların yaşamlarını ve sağlıklarını iyileştiren beş ana tıbbi motor ve sürücü türü bulunmaktadır.
Motorlu redüktörler, tekerlekli sandalyedeki insanların özgürlüğün tadını çıkarmasına ve normal şekilde yolda "yürümesine" yardımcı olur. Tekerlekler yerine birden fazla palet kullanan ve hepsi dişli motorlarla tahrik edilen benzersiz arazi tekerlekli sandalyesini ele alalım. Tarlalardan, ormanlardan ve hatta küçük akarsulardan geçebilir. Bu, bir dizi off-road mobilite çözümünü ortaya çıkarır.
RAD36 dik açılı redüktörlü motor, palet sandalyesini tahrik eder. Paletli tekerlekli sandalyenin 350 lb yüke, 5 mil / saate kadar hızlara ulaşmasına ve eğimleri, oyukları, çakıl yolları ve diğer özel yol koşullarını geçmesine olanak tanır.
Tıbbi motorlar, birçok modern tıbbi cihazda kullanılan pompalar için önemlidir, soğutma kapasitesi sağlar ve sıvıları, gazları ve ilaçları doğru bir şekilde ölçer.
BT Tarayıcı: Bilgisayarlı tomografi tarayıcıları, insan vücudunun içinin hızlı, yüksek çözünürlüklü tarama ve üç boyutlu görüntülenmesini sağlar. Birçok BT tarayıcısı, tarayıcının X-ışını sisteminin sıcaklığını korumak için soğutma sıvısını dolaştırmak için santrifüj pompaların kullanılmasını gerektirir. Tipik olarak, entegre tahrikli fırçasız bir DC motor, pompaya güvenilir bir şekilde güç sağlar.
Diyaliz: Bir hemodiyaliz sistemi, hastanın kanını ve diyalizatını makinenin diyalizöründen doğru bir şekilde hareket ettirmek için güvenilir bir peristaltik pompa gerektirir. Bu hayat veren makinelerde, yüksek hassasiyetli fırçasız motorlar güvenilir ve sessiz bir şekilde çalışır.
CPAP: CPCP makineleri, zayıflatıcı hastalıkları olan milyonlarca insanda uyku apnesi sorununu çözmüştür. Modern CPAP'ler çok kompakt ve çok sessizdir ve bazı CPAP'ler pille çalışır. CPAP'nin kalbinde, genellikle fırçasız bir DC motorla çalışan oldukça dinamik bir üfleyici bulunur.
Genellikle cerrahi robot olarak adlandırılan şey aslında cerrahi yardımlı cerrahi robot olarak adlandırılmalıdır. Çünkü cerrahlar ameliyat yapmak için bu tür robotları uzaktan yönlendiriyorlar. Bu yaklaşım travmayı azaltır ve hastayı daha rahat ettirir.
Cerrahi robotların çalışma hızı her yıl %25 oranında artmaktadır. Gerçekler ayrıca, cerrahi robotların açık cerrahi ile ilişkili riskleri ve komplikasyonları azaltmaya yardımcı olabileceğini ve daha fazla hastanın minimal invaziv cerrahinin faydalarından yararlanmasını sağladığını kanıtlamıştır. Cerrahi robotlar daha küçük cerrahi aletler kullanabilir ve cerrahlardan daha küçük kesikler yapabilir.
Bu hassas cerrahi sistemler, çeşitli çaplardaki çerçevesiz tork motorlarını ve cerrahi robotik hareket çözümlerinin özelleştirilmesini sağlar. En çok ihtiyaç duyulan yerde daha yüksek performans sunmak için, cerrahi robotik mühendisleri esneklik, yenilikçi mekanik tasarımlar sayesinde daha verimli, daha uzun ömürlü ameliyatlar ve daha serin ekipmanlar sağlar.
Yapay uzuvlar kazalar, hastalıklar, doğum kusurları, savaş yaraları gibi çeşitli durumlarda kullanılır. Bugün, insan kası, iskelet ve sinir sistemlerinin biyonik uzuvları, motor kontrol modaliteleri tarafından yönetilen, kullanımı giderek daha doğal hale gelen geliştirilmiştir.
Hareket kontrol mühendisleri, Power-Knee ve motor kullanan tam özellikli protezler gibi şaşırtıcı protezlerin geliştiricileri ile birlikte çalışıyorlar.
Cerrahi el motoru yüksek güçlü bir cihazdır, ancak küçük, hafif ve verimli olması gerekir - çoğu motor tasarımında elde edilmesi zor bir şeydir. Küçük yuvasız ve oluklu fırçasız motorlar bu robotlara güç sağlayabilir. Bu motorlar, endüstriyel cerrahi gereksinimleri karşılar ve genellikle aşarak 100.000 RPM veya daha fazla hıza kadar hassasiyet ve verimlilik sağlar.
servo motor
"Servo" kelimesi Yunanca "köle" kelimesinden gelir. "Servo motor", kontrol sinyalinin komutuna kesinlikle uyan bir motor olarak anlaşılabilir: kontrol sinyali gönderilmeden önce, rotor sabittir; kontrol sinyali gönderildiğinde, rotor hemen döner; Kontrol sinyali kaybolduğunda, rotor hemen durabilir.
Servo motorlar, otomatik kontrol cihazlarında aktüatör olarak kullanılan mikro motorlardır ve işlevleri, elektrik sinyallerini dönen bir şaftın açısal yer değiştirmesine veya açısal hızına dönüştürmektir. Yönetici motorlar olarak da bilinen servo motorlar, alınan elektrik sinyallerini motor mili üzerindeki açısal yer değiştirmeye veya açısal hız çıkışına dönüştürmek için otomatik kontrol sistemlerinde yürütücü elemanlar olarak kullanılır.
Servo Motorların Sınıflandırılması
Servo motorlar iki kategoriye ayrılır: AC servo ve DC servo.
Bir AC servo motorun temel yapısı, bir AC asenkron motorunkine (asenkron motor) benzer. Sabit bir AC voltajına bağlı olan stator üzerinde 90 ° 'lik bir faz alanı deplasmanına sahip iki uyarma sargısı Wf ve kontrol sargısı WcoWf vardır ve Wc'ye uygulanan AC voltajı veya faz değişimi, motorun çalışmasını kontrol etmek için kullanılır. AC servo motorlar kararlı çalışma, iyi kontrol edilebilirlik, hızlı tepki, yüksek hassasiyet ve mekanik özelliklerin ve ayar karakteristiklerinin katı doğrusal olmayan göstergeleri özelliklerine sahiptir (sırasıyla% 10 ila% 15'ten az ve% 15 ila% 25'ten az gereklidir).
DC servo motorların avantajları ve dezavantajları
Avantajları: Doğru hız kontrolü, çok sert tork hızı özellikleri, basit kontrol prensibi, kullanımı kolay ve ucuz.
Dezavantajları: fırça komütasyonu, hız sınırı, ek direnç, aşınma parçacıklarının oluşumu (tozsuz ve patlayıcı ortamlar için uygun değildir).
Bir DC servo motorun temel yapısı, genel bir DC motorunkine benzer. Motor hızı n = E / K1j = (Ua-IaRa) / K1j, burada E armatür geri elektromotor kuvvetidir, K sabittir, j kutup başına manyetik akıdır, Ua, Ia armatür voltajı ve armatür akımıdır, Ra Armatür direncidir, Ua'yı değiştirmek veya φ değiştirmek DC servo motorun hızını kontrol edebilir, ancak armatür voltajını kontrol etme yöntemi genellikle kullanılır. Sabit mıknatıslı DC servo motorda, uyarma sargısı kalıcı bir mıknatısla değiştirilir ve manyetik akı φ sabittir. . DC servo motor iyi doğrusal ayar özelliklerine ve hızlı zaman tepkisine sahiptir.
AC servo motorların avantajları ve dezavantajları
Avantajları: iyi hız kontrol özellikleri, tüm hız aralığında pürüzsüz kontrol, neredeyse hiç salınım, % 90'dan fazla yüksek verimlilik,% 90'dan fazla yüksek verimlilik, daha az ısı üretimi, yüksek hızlı kontrol, yüksek hassasiyetli konum kontrolü (kodlayıcı doğruluğuna bağlı olarak), nominal çalışma alanı Sabit tork, düşük atalet, düşük gürültü, fırça aşınması yok ve bakım gerektirmeyen (tozsuz ve patlayıcı ortamlar için uygundur).
Dezavantajları: Kontrol daha karmaşıktır, PID parametrelerini belirlemek için sürücü parametrelerinin yerinde ayarlanması gerekir ve daha fazla bağlantı gerekir.
DC servo motorlar fırçalanmış ve fırçasız motorlara ayrılır.
Fırçalanmış motor düşük maliyetli, basit yapıya, geniş başlangıç torkuna, geniş hız düzenleme aralığına, kolay kontrole sahiptir ve bakım gerektirir, ancak bakımı kolaydır (karbon fırçaların değiştirilmesi), elektromanyetik parazit oluşturur, kullanım ortamı için gereksinimleri vardır ve genellikle maliyete duyarlı genel endüstriyel ve sivil durumlar için kullanılır.
Fırçasız motor boyut olarak küçük, hafif, çıkışta büyük ve tepkide hızlı, yüksek hızda, atalette küçük, torkta kararlı ve dönüşte pürüzsüz, kontrolde karmaşık, akıllı, elektronik komütasyonda esnek, kare dalga veya sinüs dalgası ile komüte edilebilir, motor bakımı gerektirmez, yüksek verimlilik ve enerji tasarrufu , Küçük elektromanyetik radyasyon, Düşük sıcaklık artışı ve uzun ömürlü, çeşitli ortamlar için uygundur.
AC servo motor aynı zamanda senkron ve asenkron motorlara ayrılan fırçasız bir motordur. Şu anda, senkron motorlar genellikle hareket kontrolünde kullanılmaktadır. Güç aralığı geniştir, güç büyük olabilir, atalet büyüktür, maksimum hız düşüktür ve hız güçle birlikte artar. Tek tip bir hızda iniş, düşük hızlı ve istikrarlı çalışma durumları için uygundur
Servo motorun içindeki rotor sabit bir mıknatıstır. Sürücü, elektromanyetik bir alan oluşturmak için U / V / W üç fazlı elektriği kontrol eder. Rotor bu manyetik alanın etkisi altında döner. Aynı zamanda, motorla birlikte gelen kodlayıcı, geri bildirim sinyalini sürücüye iletir. Değerler, rotorun dönüş açısını ayarlamak için karşılaştırılır. Servo motorun doğruluğu, kodlayıcının doğruluğu (satır sayısı) ile belirlenir.
Q
AC servo motorlar ve fırçasız DC servo motorlar arasındaki performans farkı nedir?
A
AC servo motorun performansı daha iyidir, çünkü AC servo bir sinüs dalgası tarafından kontrol edilir ve tork dalgalanması küçüktür; fırçasız DC servo ise yamuk bir dalga tarafından kontrol edilir. Ancak fırçasız DC servo kontrolü nispeten basit ve ucuzdur.
Sabit mıknatıslı AC servo sürücü teknolojisinin hızlı gelişimi, DC servo sistemini ortadan kaldırılma kriziyle karşı karşıya bırakmaktadır[/p][p=30,2,left]1980'lerden bu yana, entegre devrelerin, güç elektroniği teknolojisinin ve AC değişken hızlı sürücülerin gelişmesiyle birlikte, sabit mıknatıslı AC servo sürücü teknolojisi olağanüstü bir gelişme kaydetmiştir, ve çeşitli ülkelerdeki ünlü elektrik üreticileri, art arda yeni AC servo motor ve servo sürücü serilerini piyasaya sürdü. AC servo sistemi, DC servo sistemini ortadan kaldırılma kriziyle karşı karşıya bırakan çağdaş yüksek performanslı servo sisteminin ana gelişim yönü haline gelmiştir.
DC servo motor ile karşılaştırıldığında, sabit mıknatıslı AC servo motor aşağıdaki ana avantajlara sahiptir:
(1) Fırçalar ve komütatörler olmadan, operasyon daha güvenilir ve bakım gerektirmez.
(2) Stator sargısının ısınması büyük ölçüde azalır.
(3) Atalet küçüktür ve sistem iyi bir hızlı tepkiye sahiptir.
(4) Yüksek hızlı ve yüksek torklu çalışma koşulu iyidir.
(5) Aynı güç altında küçük boyutlu ve hafif.
