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来源:医疗设备商情 发布时间:2022-06-09 812
医疗与医药医疗设备合约制造服务医疗电子组件制造设备材料包装及消毒其他测试、计量、检验和校准设备及用品研发与设计服务 应用及案例
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主动型假肢装置中的直流电机技术为截肢者提供更出色的机动性、安全性和舒适性

历史上,假肢一直是固定的附属物,为佩戴者提供有限的运动或不能运动。尽管现在的假肢是由高科技材料制成,但这些被动型假肢就像它们的木制前辈一样,仍然不能让用户以正常的步态行走。然而,新型微处理器控制的踝关节和膝关节假肢利用微型直流电机技术,让用户以一种与自然运动非常相似的方式行走。


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稳定、高效的运动


肌腱和肌肉是人体的天然阻尼系统。它们在人类迈出的每一步中调整肢体运动以进行适当的运动。身体会根据人的体重、平衡和运动类型(例如跑步或攀爬)快速自动地移动。被动型假肢系统无法重现同样的步骤,因此截肢者在行走时会很快感到疲倦,并且难以维持正常的日常生活。


主动型假肢系统提供了更好的选择。配备了智能微处理器的主动型假肢能提供增强的稳定性性能和态势感知。这种智能的膝盖或脚踝假肢使步行者能够稳定高效地在不同和困难的地形中行走。有源系统还可以采用感应充电技术,无需电源线,能可靠运行长达5,000小时或两年。

复杂的设计


除了微处理器之外,主动型假肢通常还包含机械和电气组件——特别是电机、阻尼系统和电池,它们与肢体接口相结合,以实现更自然的步态。


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微处理器从高分辨率的角度和压力传感器接收有关运动的实时数据。通过利用这些信息,它采用液压阻尼机构及其高性能微型直流电机,以机械方式实时调整阻尼弹簧力。主动型膝关节和踝关节假肢设计还需要一个微型运动系统,该系统可提供:
◆ 体积小、重量轻;
◆ 低惯性,快速响应;
◆ 反馈传感器;
◆ 低噪音运行;
◆ 抗冲击、抗振动。
尽管它们很复杂,但是这些主动型假肢也必须很经济,才能让尽可能多的截肢者使用它们。为了满足所有这些需求,主动型假肢装置通常包含一个运动系统,其中包括直流电机、齿轮箱和编码器。

小尺寸、高性能


尽管铁芯有刷直流电机可能是该应用的经济选择,但采用贵金属换向的无芯有刷直流技术可以在更小、更轻的单位中提供相同的性能。优势包括:
◆ 体积更小,重量更轻。无芯有刷直流电机的尺寸比铁芯电机小30%;
◆ 平稳旋转。没有铁芯电机典型的齿槽效应,无芯有刷直流电机运行平稳安静,控制能力更强;
◆ 易于集成。无芯有刷直流电机可以与齿轮箱和编码器结合使用,从而形成更小的组件以轻松安装到所需的空间中;
◆ 更高的系统效率。凭借低电流消耗和无铁损,无芯有刷直流电机在电池充电后可持续使用一整天;
◆ 坚固的结构。主动型假肢可以承受日常使用中的冲击和振动。


主动型假肢系统的设计人员可以利用由Portescap的13N无芯有刷直流电机及其R13齿轮箱和磁编码器组成的组件来利用这些优势。13N电机提供高达3.3mNm的连续扭矩,变速箱提供高达0.5Nm的峰值扭矩输出。带行星齿轮箱的无芯电机凭借其直径为13毫米的微型尺寸和75%的高效率提供了卓越的功率密度,从而能延长电池的充电时间以实现更长的运行时间。


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它同时也很耐用。13N微型直流电机采用机加工金属管体、强大的换向系统以延长使用寿命,以及比塑料选项更耐用的全金属齿轮箱。与光学版本相比,集成的磁性编码器对恶劣条件的抵抗力更强。此外,该组件可以在-15°C至85°C的温度范围内工作,并能承受日常使用中发生的冲击和振动。高性能轴承和低速平稳运行显著降低了噪音。


在为假肢应用选择电机、齿轮箱和编码器组合时,请与微型电机制造商密切合作。他们不仅可以建议最适合您的扭矩要求的电机,还可以根据您的需要定制电机,包括定制引线、输出轴直径和长度、轴附件、改进的线圈和特殊外壳。
www.portescap.com


应对截肢者的行动挑战


Portescap电机和运动产品结合了小尺寸、低噪音和重量、高功率密度、效率、可靠性和成本,使假肢制造商能够开发创新的由微处理器支持的膝关节和踝关节假肢。基于无芯有刷直流电机技术的运动装置将其优势与主动型假肢简单安全的感应充电和坚固结构相结合,缓解了截肢者在使用传统假肢时面临的许多挑战,并有助于提高生活质量。


来源:PORTESCAP


来源:荣格-《医疗设备商情》


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