Ogni giorno, gli attuatori lineari nei dispositivi medici hanno un impatto globale salvando vite, continuando a progredire insieme al miglioramento delle nostre tecnologie. Oltre alla versatilità degli attuatori lineari, disponibili in molte dimensioni e valutazioni di forza diverse, i nostri progressi tecnologici hanno anche consentito un’accuratezza e una ripetibilità affidabili grazie ai micro attuatori servo di precisione. In questo articolo tratteremo i casi d’uso più diffusi dei micro attuatori ad alta precisione nei dispositivi medici e le specifiche importanti da considerare.
Specifiche importanti dei micro attuatori
Attuatore servo a micro precisione PA-12
Prima di scegliere gli attuatori lineari per applicazioni mediche, è importante assicurarsi che le loro specifiche siano sufficienti a soddisfare tutte le vostre esigenze. Le principali specifiche considerate per i micro attuatori sono:
- Ciclo di vita
- Dimensioni fisiche
- Ciclo di lavoro
- Velocità di spostamento
- Valutazione della forza
- Comunicazione
Ciclo di vita
Tutti i componenti utilizzati per dispositivi medici richiedono elevati livelli di affidabilità, su cui i pazienti possano contare durante il trattamento. I nostri PA-12-R e PA-12-T Micro Precision Servo Actuators sono autolubrificati internamente per tutta la vita dell’unità e non richiedono manutenzione se utilizzati entro le loro specifiche. In generale, gli attuatori dello stesso modello con una lunghezza della corsa più breve e una valutazione della forza inferiore avranno un ciclo di vita più lungo se utilizzati entro le loro specifiche. La scelta del PA-12-R è in genere la migliore per applicazioni che richiedono una durata operativa più lunga; tuttavia, il nostro PA-12-T ha una vita utile sufficiente per applicazioni a basso utilizzo e per la prototipazione. Il PA-12-T offre inoltre un’accuratezza e una precisione simili, risultando più conveniente del PA-12-R.
| Modello | Ciclo di vita |
|---|---|
|
1 300 000 |
|
|
94 000 |
|
|
200 000 |
|
|
100 000 |
Dimensioni fisiche
La distanza foro-foro in retrazione (H2H) di un attuatore è la prima misura cruciale quando si determinano i requisiti fisici. Questa misura è la distanza dal centro del foro di montaggio posteriore al centro del foro di montaggio anteriore. È essenziale assicurarsi che questa dimensione sia allineata con la distanza dal centro del foro di montaggio posteriore al centro del foro di montaggio anteriore della vostra applicazione.
Lunghezza H2H in retrazione
Ciclo di lavoro
Il ciclo di lavoro si riferisce al rapporto tra tempo di accensione e tempo di spegnimento, in genere espresso in percentuale. Ad esempio, se il vostro attuatore si estende e si ritrae per 15 secondi e poi resta fermo per altri 45 secondi prima che il processo si ripeta, il ciclo di lavoro sarà del 25%. La percentuale visualizzata rappresenta sempre il tempo di “accensione” dell’attuatore.
Velocità di spostamento
Per alcuni casi d’uso, potrebbe essere richiesto un certo intervallo di velocità per il vostro attuatore. Per determinare la velocità richiesta, la lunghezza della corsa deve essere divisa per il tempo desiderato. Ad esempio, una lunghezza della corsa di 2 pollici che deve compiere lo spostamento in massimo 1 secondo implica una velocità richiesta di almeno 2 pollici/secondo. Una volta confermata la velocità minima, il passo successivo è selezionare attuatori lineari che abbiano una velocità di spostamento pari o superiore al requisito.
Valutazione della forza
Prima di acquistare micro attuatori, raccomandiamo di calcolare la forza richiesta dalla vostra applicazione. Questo perché selezionare la giusta forza è cruciale per garantire un funzionamento fluido e una lunga durata. La valutazione di forza dinamica di un attuatore indica quanto carico l’attuatore può spingere e tirare quando il carico è applicato direttamente all’albero. La forza dinamica andrebbe scelta come superiore o almeno pari a quella richiesta. La valutazione di forza statica di un attuatore indica quanto carico l’albero può mantenere fermo quando l’alimentazione elettrica è disattivata. Nel caso in cui gli attuatori non ciclassero più, avere una sufficiente valutazione di forza statica garantirà un funzionamento sicuro.
Comunicazione
Per ottenere prestazioni, stabilità e accuratezza di posizionamento fino a 100um, i nostri attuatori PA-12 richiedono che gli utenti si interfaccino con il loro microcontrollore interno tramite protocollo RS-485 o TTL. Per le unità abilitate TTL come il PA-12-T, è possibile comunicare tramite impulsi servo. È necessario utilizzare un modulo da TTL a RS-485 per comunicare con il PA-12-R se si usa un controller che non è direttamente compatibile con il protocollo di comunicazione RS-485.
Sia TTL che RS-485 rappresentano standard di comunicazione seriale che possono essere controllati con Arduino. Forniscono un quadro per sviluppare un set di comandi e risposte in formato a 8 bit che può essere utilizzato per interfacciarsi con il microcontrollore a bordo dei nostri PA-12.
I parametri di comunicazione per la connessione dati seriale sia per TTL che per RS-485 sono riportati di seguito:
| Voce | SPEC |
|---|---|
|
Struttura |
UART half-duplex |
|
Baud rate |
576000 |
|
Dimensione dati |
8-bit |
|
Parità |
Senza parità |
|
Bit di stop |
Un bit |
Casi d’uso
Ci sono molti modi per integrare micro attuatori servo di precisione nelle applicazioni dell’industria medica. Solo per citare alcuni esempi, micro attuatori ad alta precisione sono stati utilizzati per fornire movimento lineare in dispositivi medici come:
- Strumentazione dentistica di precisione
- Iniettori di fluidi
- Posizionamento del microscopio
- Simulatori per la formazione sanitaria
- Micro dosatori
- Chirurgia robot-assistita
- Prototipi di apparecchiature mediche
- Dispositivi di posizionamento laser
Iniettori di fluidi
Gli iniettori di fluidi sono dispositivi che richiedono un’elevatissima precisione per garantire che la portata e il volume con cui i fluidi vengono iniettati siano costanti e accurati. La nostra comunicazione TTL/PWM offre un controllo preciso, consentendo agli utenti di impostare i micro attuatori servo di precisione alla velocità e alle posizioni desiderate, leggendo al contempo il feedback.
Posizionamento del microscopio
Gli attuatori lineari sono stati gradualmente integrati nei microscopi per comodità e per migliorare i risultati delle analisi. I nostri micro attuatori servo di precisione dispongono delle specifiche necessarie per effettuare regolazioni fini su microscopi ad alta risoluzione. Un altro modo per massimizzare i risultati nella microscopia ad alta risoluzione è integrare micro attuatori servo di precisione per il posizionamento del campione in esame.
Micro dosatori
I micro dosatori sono comunemente impiegati in processi che coinvolgono il controllo dei fluidi, come la produzione di medicinali. Pompe e valvole ad alta precisione utilizzano spesso micro attuatori ad alta accuratezza per controllarne la portata e il volume. La ripetibilità e le dimensioni compatte dei nostri micro attuatori li rendono perfetti per i componenti presenti nei micro dosatori. La nostra comunicazione TTL/PWM consente inoltre agli utenti di comandare e regolare di conseguenza i micro attuatori servo di precisione qualora ci fossero altre variabili da considerare, come viscosità, temperatura e altre dinamiche dei fluidi.
Chirurgia robot-assistita
Alcuni interventi richiedono livelli diversi di precisione e accuratezza a seconda dell’entità dell’operazione. I micro attuatori servo di precisione offrono controllo del movimento accurato e alta affidabilità per applicazioni come la chirurgia robot-assistita. Questo può supportare il chirurgo in operazioni che richiedono la mano ferma tipica dei robot.
Dispositivi di posizionamento laser
Esistono vari trattamenti laser in crescita per i diversi benefici che possono offrire alla salute. I dispositivi di posizionamento laser spesso devono essere regolati con livelli elevati di precisione per ottenere i migliori risultati possibili ed evitare l’allineamento errato dei fasci. La stabilità e l’accuratezza dei nostri micro attuatori servo di precisione garantiscono che i dispositivi laser possano muoversi e mantenere le posizioni desiderate durante il trattamento.
In sintesi
I micro attuatori servo di precisione, come PA-12-T e PA-12-R, offrono un’accuratezza e una ripetibilità affidabili in molti dispositivi medici, che si tratti di gestire il flusso di fluidi, azionare robot chirurgici o posizionare apparecchiature mediche. Le loro elevate prestazioni combinate con basse esigenze di manutenzione sono alcune delle ragioni principali per cui i micro attuatori sono popolari nel settore medico.
Come uno dei principali fornitori di attuatori lineari elettrici, Progressive Automations offre flessibilità leader del settore, qualità, supporto ed esperienza sul campo per soddisfare tutte le vostre esigenze. Se avete altre domande su ciò che possiamo offrire, non esitate a contattarci! Siamo esperti in quello che facciamo e vogliamo assicurarci che troviate le soluzioni migliori per la vostra applicazione.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123