Robot bedah, prosthetics bertenaga, dan exoskeleton semuanya menggunakan motor untuk memperluas dan meningkatkan kemampuan manusia, sambil juga memajukan industri perawatan kesehatan. Produk medis canggih ini telah menjadi kenyataan sebagian berkat teknologi canggih yang digunakan untuk menyediakan motor medis dan penggerak elektronik.
Di bawah ini adalah lima jenis utama motor dan penggerak medis yang meningkatkan kehidupan dan kesehatan masyarakat.
Motor yang diarahkan membantu orang di kursi roda menikmati kebebasan dan "berjalan" di jalan secara normal. Ambil kursi roda segala medan yang unik, yang menggunakan banyak trek alih-alih roda, semua digerakkan oleh motor bergigi. Itu bisa melewati ladang, hutan, dan bahkan sungai kecil. Ini membuka berbagai solusi mobilitas off-road.
Motor roda gigi sudut kanan RAD36 menggerakkan kursi lintasan. Hal ini memungkinkan kursi roda crawler untuk mencapai beban 350 lb, kecepatan hingga 5 mph, dan melintasi lereng, lubang, jalan kerikil dan kondisi jalan khusus lainnya.
Motor medis penting untuk pompa yang digunakan di banyak perangkat medis modern, menyediakan kapasitas pendinginan dan mengukur cairan, gas, dan obat-obatan secara akurat.
CT Scanner: Pemindai tomografi terkomputasi menyediakan pemindaian resolusi tinggi yang cepat dan pencitraan tiga dimensi bagian dalam tubuh manusia. Banyak pemindai CT memerlukan penggunaan pompa sentrifugal untuk mengalirkan cairan pendingin guna menjaga suhu sistem sinar-X pemindai. Biasanya, motor DC tanpa sikat dengan penggerak terintegrasi menggerakkan pompa dengan andal.
Dialisis: Sistem hemodialisis memerlukan pompa peristaltik yang andal untuk memindahkan darah pasien dan dialisat secara akurat melalui mesin dialyzer. Dalam mesin yang memberi kehidupan ini, motor brushless presisi tinggi beroperasi dengan andal dan senyap.
CPAP: Mesin CPCP telah memecahkan masalah sleep apnea pada jutaan orang dengan penyakit yang melemahkan. CPAP modern sangat kompak dan sangat sunyi, dan beberapa CPAP bertenaga baterai. Di jantung CPAP adalah blower yang sangat dinamis, biasanya ditenagai oleh motor DC brushless.
Apa yang biasanya disebut robot bedah sebenarnya harus disebut robot bedah dengan bantuan pembedahan. Karena ahli bedah memandu robot tersebut dari jarak jauh untuk melakukan operasi. Pendekatan ini mengurangi trauma dan membuat pasien lebih nyaman.
Kecepatan operasi robot bedah meningkat 25 persen setiap tahun. Fakta juga telah membuktikan bahwa robot bedah dapat membantu mengurangi risiko dan komplikasi yang terkait dengan operasi terbuka, memungkinkan lebih banyak pasien untuk menikmati manfaat dari operasi invasif minimal. Robot bedah dapat menggunakan instrumen bedah yang lebih kecil dan membuat sayatan yang lebih kecil daripada ahli bedah.
Sistem bedah presisi ini memajukan motor torsi tanpa bingkai dengan berbagai diameter, serta penyesuaian solusi gerakan robotik bedah. Untuk memberikan kinerja yang lebih tinggi di tempat yang paling dibutuhkan, insinyur robotika bedah memungkinkan operasi yang lebih efisien dan tahan lama serta peralatan yang lebih dingin melalui fleksibilitas, desain mekanis yang inovatif.
Anggota badan buatan digunakan dalam berbagai situasi seperti kecelakaan, penyakit, cacat lahir, luka perang, dll. Saat ini, anggota tubuh bionik dari otot manusia, kerangka dan sistem saraf telah dikembangkan yang semakin alami untuk digunakan, diatur oleh modalitas kontrol motorik .
Insinyur kontrol gerak telah bekerja dengan pengembang prostetik yang luar biasa, seperti Power-Knee dan prosthetics berfitur lengkap yang menggunakan mesin,
Motor tangan bedah adalah perangkat berdaya tinggi, tetapi harus kecil, ringan, dan efisien - sesuatu yang sulit dicapai di sebagian besar desain mesin. Motor brushless slotless dan slotted kecil dapat memberi daya pada robot ini. Motor ini memenuhi dan sering kali melampaui persyaratan bedah industri, memberikan presisi dan efisiensi pada kecepatan hingga 100,000RPM atau lebih
motor servo
Kata "servo" berasal dari kata Yunani untuk "budak". "Motor servo" dapat dipahami sebagai motor yang sepenuhnya mematuhi perintah sinyal kontrol: sebelum sinyal kontrol dikirim, rotor dalam keadaan diam; ketika sinyal kontrol dikirim, rotor segera berputar; ketika sinyal kontrol menghilang, rotor dapat segera berhenti.
Motor servo adalah motor mikro yang digunakan sebagai aktuator dalam perangkat kontrol otomatis, dan fungsinya untuk mengubah sinyal listrik menjadi perpindahan sudut atau kecepatan sudut dari poros yang berputar. Motor servo, juga dikenal sebagai motor eksekutif, digunakan sebagai elemen eksekutif dalam sistem kontrol otomatis untuk mengubah sinyal listrik yang diterima menjadi perpindahan sudut atau keluaran kecepatan sudut pada poros motor.
Klasifikasi Motor Servo
Motor servo dibagi menjadi dua kategori: servo AC dan servo DC.
Struktur dasar motor servo AC mirip dengan motor induksi AC (motor asinkron). Ada dua gulungan eksitasi Wf dan belitan kontrol WcoWf dengan perpindahan ruang fase 90 derajat pada stator, yang terhubung ke tegangan AC konstan, dan tegangan AC atau perubahan fase diterapkan ke Wc digunakan untuk mengontrol operasi motor . Motor servo AC memiliki karakteristik operasi yang stabil, kemampuan kontrol yang baik, respons cepat, sensitivitas tinggi, dan indikator non-linier yang ketat dari karakteristik mekanis dan karakteristik penyesuaian (diperlukan masing-masing kurang dari 10 persen hingga 15 persen dan kurang dari 15 persen hingga 25 persen . ).
Keuntungan dan kerugian dari motor servo DC
Keuntungan: Kontrol kecepatan yang akurat, karakteristik kecepatan torsi yang sangat keras, prinsip kontrol yang sederhana, mudah digunakan dan murah.
Kekurangan: pergantian sikat, batas kecepatan, hambatan tambahan, pembentukan partikel aus (tidak cocok untuk lingkungan bebas debu dan eksplosif).
Struktur dasar motor servo DC mirip dengan motor DC umum. Kecepatan motor n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, di mana E adalah gaya gerak balik jangkar, K konstan, j adalah fluks magnet per kutub, Ua, Ia adalah tegangan jangkar dan arus jangkar, Ra adalah hambatan jangkar, mengubah Ua atau mengubah dapat mengontrol kecepatan motor servo DC, tetapi metode pengendalian tegangan jangkar umumnya digunakan. Pada motor servo DC magnet permanen, belitan eksitasi digantikan oleh magnet permanen, dan fluks magnet konstan. . Motor servo DC memiliki karakteristik penyesuaian linier yang baik dan respons waktu yang cepat.
Keuntungan dan kerugian dari motor servo AC
Keuntungan: karakteristik kontrol kecepatan yang baik, kontrol halus di seluruh rentang kecepatan, hampir tidak ada osilasi, efisiensi tinggi lebih dari 90 persen, lebih sedikit panas yang dihasilkan, kontrol kecepatan tinggi, kontrol posisi presisi tinggi (tergantung pada akurasi encoder), operasi terukur area Ini dapat mencapai torsi konstan, inersia rendah, kebisingan rendah, tidak ada keausan sikat, dan bebas perawatan (cocok untuk lingkungan bebas debu dan eksplosif).
Kekurangan: Kontrol lebih rumit, parameter drive perlu disesuaikan di tempat untuk menentukan parameter PID, dan lebih banyak koneksi diperlukan.
Motor servo DC dibagi menjadi motor brushed dan brushless.
Motor yang disikat memiliki biaya rendah, struktur sederhana, torsi awal besar, rentang pengaturan kecepatan lebar, kontrol mudah, dan membutuhkan perawatan, tetapi mudah dirawat (penggantian sikat karbon), menghasilkan interferensi elektromagnetik, memiliki persyaratan untuk lingkungan penggunaan, dan biasanya digunakan untuk acara industri dan sipil umum yang sensitif terhadap biaya.
Motor brushless berukuran kecil, ringan, output besar dan respons cepat, kecepatan tinggi, inersia kecil, torsi stabil dan putaran halus, kontrol kompleks, cerdas, fleksibel dalam pergantian elektronik, dapat diubah oleh gelombang persegi atau gelombang sinus, motor bebas perawatan, efisiensi tinggi dan hemat energi, radiasi elektromagnetik kecil, kenaikan suhu rendah dan umur panjang, cocok untuk berbagai lingkungan.
Motor servo AC juga merupakan motor brushless, yang dibagi menjadi motor sinkron dan asinkron. Saat ini, motor sinkron umumnya digunakan dalam kontrol gerak. Rentang daya besar, daya bisa besar, inersia besar, kecepatan maksimum rendah, dan kecepatan meningkat dengan daya. Turun dengan kecepatan seragam, cocok untuk acara lari berkecepatan rendah dan stabil
Rotor di dalam motor servo adalah magnet permanen. Pengemudi mengontrol listrik tiga fase U/V/W untuk membentuk medan elektromagnetik. Rotor berputar di bawah aksi medan magnet ini. Pada saat yang sama, encoder yang disertakan dengan motor mengirimkan sinyal umpan balik ke pengemudi. Nilai dibandingkan untuk menyesuaikan sudut rotasi rotor. Keakuratan motor servo ditentukan oleh akurasi (jumlah baris) encoder.
Q
Apa perbedaan kinerja antara motor servo AC dan motor servo DC tanpa sikat?
A
Kinerja motor servo AC lebih baik, karena servo AC dikendalikan oleh gelombang sinus, dan riak torsi kecil; sedangkan servo DC brushless dikendalikan oleh gelombang trapesium. Tetapi kontrol servo DC brushless relatif sederhana dan murah.
Pesatnya perkembangan teknologi penggerak servo AC magnet permanen membuat sistem servo DC menghadapi krisis tereliminasi[/p][p=30,2,kiri]Sejak tahun 1980-an, dengan pengembangan sirkuit terpadu, elektronika daya teknologi dan penggerak kecepatan variabel AC Dengan perkembangan teknologi, teknologi penggerak servo AC magnet permanen telah mencapai perkembangan yang luar biasa, dan produsen listrik terkenal di berbagai negara telah berturut-turut meluncurkan seri baru motor servo AC dan penggerak servo. Sistem servo AC telah menjadi arah pengembangan utama dari sistem servo kinerja tinggi kontemporer, yang membuat sistem servo DC menghadapi krisis untuk dihilangkan.
Dibandingkan dengan motor servo DC, motor servo AC magnet permanen memiliki keunggulan utama sebagai berikut:
(1) Tanpa sikat dan komutator, operasi lebih andal dan bebas perawatan.
(2) Pemanasan belitan stator sangat berkurang.
(3) Inersia kecil, dan sistem memiliki respons cepat yang baik.
Kondisi kerja berkecepatan tinggi dan torsi tinggi baik.
Ukuran kecil dan ringan dengan kekuatan yang sama.
