Cada día, los actuadores lineales en dispositivos médicos tienen un impacto global al salvar vidas, avanzando de la mano de nuestras tecnologías en constante mejora. Además de la versatilidad de los actuadores lineales, disponibles en distintos tamaños y con diversas fuerzas nominales, nuestros avances tecnológicos también han permitido lograr una precisión y repetibilidad fiables mediante actuadores servo de micro precisión. En este artículo, abordaremos los casos de uso más populares de microactuadores de alta precisión en dispositivos médicos y las especificaciones importantes a considerar.
Especificaciones importantes de los microactuadores
Actuador servo de micro precisión PA-12
Antes de elegir actuadores lineales para aplicaciones médicas, es importante asegurarse de que sus especificaciones sean suficientes para cumplir todos sus requisitos. Las principales especificaciones que se evalúan para los microactuadores son:
- Ciclo de vida
- Dimensiones físicas
- Ciclo de trabajo
- Velocidad de desplazamiento
- Fuerza nominal
- Comunicación
Ciclo de vida
Todos los componentes utilizados en dispositivos médicos requieren altos niveles de fiabilidad de los que los pacientes puedan depender durante el tratamiento. Nuestros PA-12-R y actuadores servo de micro precisión PA-12-T están autolubricados internamente para toda la vida útil de la unidad y no requieren mantenimiento cuando se usan dentro de sus especificaciones. En general, los actuadores del mismo modelo con una carrera más corta y una fuerza nominal menor tendrán un ciclo de vida más largo si se emplean dentro de sus límites. Elegir el PA-12-R suele ser lo mejor para aplicaciones que requieren una vida útil más prolongada; sin embargo, nuestro PA-12-T tiene una vida útil suficiente para aplicaciones de menor uso y prototipado. El PA-12-T también ofrece una precisión y exactitud similares, siendo más asequible que el PA-12-R.
| Modelo | Ciclo de vida |
|---|---|
|
1 300 000 |
|
|
94 000 |
|
|
200 000 |
|
|
100 000 |
Dimensiones físicas
La medida de agujero a agujero (H2H) del actuador en posición retraída es la primera cota crucial para determinar sus requisitos físicos. Esta medida es la distancia desde el centro del orificio de montaje trasero hasta el centro del orificio de montaje delantero. Es esencial asegurarse de que esta dimensión coincida con la distancia entre el centro del orificio de montaje trasero y el centro del orificio de montaje delantero de su aplicación.
Longitud H2H retraída
Ciclo de trabajo
Un ciclo de trabajo se refiere a la relación entre el tiempo de encendido y el tiempo de apagado, normalmente expresada como un porcentaje. Por ejemplo, si su actuador se extiende y retrae durante 15 segundos y luego permanece 45 segundos en reposo antes de repetir el proceso, el ciclo de trabajo se expresaría como 25%. El porcentaje mostrado corresponde siempre al tiempo “encendido” del actuador.
Velocidad de desplazamiento
En algunos casos de uso, puede ser necesario que su actuador cumpla con un determinado rango de velocidades. Para determinar la velocidad requerida, la longitud de carrera debe dividirse por el tiempo deseado. Por ejemplo, una carrera de 2 pulgadas que necesite completarse en un máximo de 1 segundo implica una velocidad mínima requerida de al menos 2 pulgadas/segundo. Una vez confirmada la velocidad mínima, el siguiente paso es seleccionar actuadores lineales cuya velocidad de desplazamiento sea mayor o igual al requisito.
Fuerza nominal
Antes de adquirir microactuadores, recomendamos calcular la fuerza necesaria para su aplicación. Esto se debe a que seleccionar la fuerza adecuada es crucial para garantizar un funcionamiento suave y una larga vida útil. La fuerza dinámica nominal de un actuador es la carga que puede empujar y tirar cuando la carga se aplica directamente sobre el vástago. La fuerza dinámica debe elegirse como un valor superior o, al menos, igual a lo requerido. La fuerza estática nominal de un actuador es la carga que el vástago puede mantener inmóvil cuando se corta la alimentación eléctrica. En circunstancias en las que los actuadores ya no están ciclando, contar con una fuerza estática suficiente garantizará un funcionamiento seguro.
Comunicación
Para lograr su rendimiento, estabilidad y una precisión posicional de hasta 100um, nuestros actuadores PA-12 requieren que los usuarios se comuniquen con su microcontrolador interno mediante el protocolo RS-485 o TTL. En unidades habilitadas para TTL, como la PA-12-T, es posible comunicarse mediante pulsos de servo. Usar un módulo TTL a RS-485 para comunicarse con la PA-12-R es necesario si se utiliza un controlador que no sea directamente compatible con el protocolo de comunicación RS-485.
Tanto TTL como RS-485 son estándares de comunicaciones serie que pueden controlarse con un Arduino. Proporcionan un marco para desarrollar un conjunto de comandos y respuestas en formato de 8 bits que permite interactuar con el microcontrolador integrado en nuestro PA-12.
Los parámetros de comunicación para la conexión de datos serie tanto en TTL como en RS-485 se muestran a continuación:
| Elemento | ESPEC |
|---|---|
|
Estructura |
UART semidúplex |
|
Velocidad en baudios |
576000 |
|
Tamaño de datos |
8 bits |
|
Paridad |
Sin paridad |
|
Bit de parada |
Un bit |
Casos de uso
Existen muchas formas de integrar actuadores servo de micro precisión en aplicaciones de la industria médica. A modo de ejemplo, los microactuadores de alta precisión se han utilizado para proporcionar movimiento lineal en dispositivos como:
- Equipos odontológicos de precisión
- Inyectores de fluidos
- Posicionamiento de microscopios
- Simuladores de formación sanitaria
- Microdosificadores
- Cirugía asistida por robot
- Prototipos de equipos médicos
- Dispositivos de posicionamiento láser
Inyectores de fluidos
Los inyectores de fluidos son dispositivos que requieren una precisión extremadamente alta para garantizar que el caudal y el volumen de inyección sean constantes y precisos. Nuestra comunicación TTL/PWM ofrece control preciso al permitir que los usuarios ordenen a nuestros actuadores servo de micro precisión las velocidades y posiciones deseadas mientras leen la retroalimentación.
Posicionamiento de microscopios
Los actuadores lineales se han ido integrando gradualmente en los microscopios por su comodidad y para mejorar los resultados de las observaciones. Nuestros actuadores servo de micro precisión cuentan con las especificaciones necesarias para realizar ajustes finos en microscopios de alta resolución. Otra forma de maximizar los resultados en microscopía de alta resolución es integrar actuadores servo de micro precisión para posicionar la muestra que se está examinando.
Microdosificadores
Los microdosificadores se utilizan habitualmente en procesos de control de fluidos, como la fabricación de medicamentos. Las bombas y válvulas de alta precisión suelen emplear microactuadores de alta exactitud para controlar su caudal y el volumen de fluido. La repetibilidad y el tamaño compacto de nuestros microactuadores los hacen encajar a la perfección en los componentes presentes en los microdosificadores. Nuestra comunicación TTL/PWM también permite ordenar y ajustar nuestros actuadores servo de micro precisión si hubiera otras variables a considerar, como la viscosidad, la temperatura u otros aspectos de la dinámica de fluidos.
Cirugía asistida por robot
Algunas cirugías requieren distintos niveles de precisión y exactitud, según la complejidad de la intervención. Los actuadores servo de micro precisión ofrecen control de movimiento preciso y alta fiabilidad para aplicaciones como la cirugía asistida por robot. Esto puede ayudar al cirujano en operaciones que requieren el pulso firme propio de los robots.
Dispositivos de posicionamiento láser
Existen diversos tratamientos con láser que están ganando popularidad por los múltiples beneficios para la salud que pueden ofrecer. Los dispositivos de posicionamiento láser suelen necesitar ajustes con altos niveles de precisión para obtener los mejores resultados posibles y evitar desalineaciones de los haces. La estabilidad y la precisión de nuestros actuadores servo de micro precisión garantizan que los dispositivos láser puedan desplazarse y mantenerse en las posiciones deseadas durante el tratamiento.
En resumen
Los actuadores servo de micro precisión, como los PA-12-T y PA-12-R, tienen numerosos casos de uso en dispositivos médicos, ya que ofrecen precisión y repetibilidad fiables, ya sea para gestionar el flujo de fluidos, accionar robots quirúrgicos o posicionar equipos médicos. Su alto rendimiento, combinado con bajos requisitos de mantenimiento, es una de las razones principales por las que los microactuadores son populares en la industria médica.
Como uno de los principales proveedores de actuadores lineales eléctricos, Progressive Automations ofrece flexibilidad, calidad, soporte y experiencia en campo líderes en la industria para satisfacer todas sus necesidades. Si tiene cualquier otra pregunta sobre lo que podemos ofrecerle, ¡no dude en ponerse en contacto con nosotros! Somos expertos en lo que hacemos y queremos asegurarnos de que encuentre las mejores soluciones para su aplicación.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123