Każdego dnia siłowniki liniowe w urządzeniach medycznych wywierają globalny wpływ, ratując życie i rozwijając się wraz z postępem technologii. Poza wszechstronnością siłowników liniowych, dostępnych w wielu różnych rozmiarach i zakresach siły, nasze postępy technologiczne umożliwiły także niezawodną dokładność i powtarzalność dzięki mikroprecyzyjnym siłownikom serwo. W tym artykule omówimy najpopularniejsze zastosowania wysoko precyzyjnych mikro siłowników w urządzeniach medycznych oraz kluczowe specyfikacje, na które warto zwrócić uwagę.
Ważne specyfikacje mikro siłowników
Mikroprecyzyjny siłownik serwo PA-12
Zanim wybierzesz siłowniki liniowe do zastosowań medycznych, ważne jest upewnienie się, że ich specyfikacje są wystarczające, aby spełnić wszystkie wymagania. Główne specyfikacje rozpatrywane w przypadku mikro siłowników to:
- Cykl życia
- Wymiary fizyczne
- Cykl pracy
- Prędkość przesuwu
- Siła
- Komunikacja
Cykl życia
Wszystkie komponenty używane w urządzeniach medycznych muszą charakteryzować się wysoką niezawodnością, na którą pacjenci mogą liczyć podczas leczenia. Nasze PA-12-R i mikroprecyzyjne siłowniki serwo PA-12-T są wewnętrznie samosmarujące przez cały okres eksploatacji i nie wymagają konserwacji, jeśli są używane w ramach swoich parametrów. Zasadniczo te same modele siłowników z krótszym skokiem i niższym parametrem siły będą miały dłuższy cykl życia, o ile pracują w ramach swoich specyfikacji. Wybór PA-12-R jest zazwyczaj najlepszy do zastosowań wymagających dłuższej żywotności; jednak nasz PA-12-T ma wystarczającą trwałość do zastosowań o mniejszym obciążeniu użytkowaniem oraz do prototypowania. PA-12-T oferuje też podobną dokładność i precyzję, będąc jednocześnie bardziej przystępnym cenowo niż PA-12-R.
| Model | Cykl życia |
|---|---|
|
1 300 000 |
|
|
94 000 |
|
|
200 000 |
|
|
100 000 |
Wymiary fizyczne
Wymiar siłownika od otworu do otworu (H2H) w pozycji wsuniętej to pierwszy kluczowy parametr przy określaniu wymagań fizycznych. Jest to odległość od środka tylnego otworu montażowego do środka przedniego otworu montażowego. Należy koniecznie upewnić się, że ten wymiar pokrywa się z odległością od środka tylnego do środka przedniego otworu montażowego w Twojej aplikacji.
Długość H2H (wsunięta)
Cykl pracy
Cykl pracy to stosunek czasu włączenia do czasu wyłączenia, zwykle wyrażony w procentach. Na przykład, jeśli Twój siłownik wysuwa się i chowa przez 15 sekund, a następnie spędza kolejne 45 sekund w spoczynku, zanim proces się powtórzy, cykl pracy wyniesie 25%. Wyrażony procent zawsze odnosi się do czasu „włączenia” siłownika.
Prędkość przesuwu
W niektórych zastosowaniach wymagany może być określony zakres prędkości siłownika. Aby określić wymaganą prędkość, długość skoku należy podzielić przez pożądany czas. Na przykład długość skoku 2 cale, którą trzeba pokonać maksymalnie w 1 sekundę, oznacza wymaganą prędkość co najmniej 2 cale/sek. Po potwierdzeniu minimalnej prędkości kolejnym krokiem jest wybór siłowników liniowych o prędkości przesuwu równej lub większej od wymaganej.
Parametry siły
Przed zakupem mikro siłowników zalecamy obliczenie wymaganej siły dla Twojej aplikacji. Dzieje się tak, ponieważ wybór odpowiedniej siły jest kluczowy dla zapewnienia płynnej pracy i długiej żywotności. Dynamiczna siła siłownika określa, jakie Obciążenie siłownik może pchać i ciągnąć, gdy obciążenie jest przyłożone bezpośrednio do tłoczyska. Siłę dynamiczną należy dobrać jako wyższą lub co najmniej równą wymaganej. Statyczna siła siłownika określa, jakie Obciążenie tłoczysko może utrzymać w bezruchu po odłączeniu zasilania. W sytuacji, gdy siłowniki przestają pracować cyklicznie, odpowiednio dobrana siła statyczna zapewni bezpieczne działanie.
Komunikacja
Aby osiągnąć swoją wydajność, stabilność i dokładność pozycjonowania do 100um, nasze siłowniki PA-12 wymagają komunikacji z wewnętrznym mikrokontrolerem poprzez protokół RS-485 lub TTL. W jednostkach z obsługą TTL, takich jak PA-12-T, możliwa jest komunikacja za pomocą impulsów serwo. Jeśli używasz sterownika, który nie ma bezpośredniej zgodności z protokołem RS-485, do komunikacji z PA-12-R wymagany jest moduł TTL–RS-485.
Zarówno TTL, jak i RS-485 to standardy komunikacji szeregowej, które można obsługiwać za pomocą Arduino. Zapewniają one ramy do opracowania zestawu poleceń i odpowiedzi w formacie 8-bitowym, który można wykorzystać do interfejsu z wbudowanym mikrokontrolerem w naszych PA-12.
Parametry komunikacji dla połączenia szeregowego zarówno TTL, jak i RS-485 przedstawiono poniżej:
| Element | SPECYFIKACJA |
|---|---|
|
Struktura |
UART półdupleks |
|
Szybkość transmisji |
576000 |
|
Rozmiar danych |
8-bit |
|
Parzystość |
Brak parzystości |
|
Bit stopu |
Jeden bit |
Zastosowania
Istnieje wiele sposobów wdrożenia mikroprecyzyjnych siłowników serwo w aplikacjach branży medycznej. Oto kilka przykładów: wysoko precyzyjne mikro siłowniki wykorzystuje się do ruchu liniowego w urządzeniach takich jak:
- Precyzyjny sprzęt dentystyczny
- Wtryskiwacze płynów
- Pozycjonowanie mikroskopu
- Symulatory edukacji medycznej
- Mikrodozowniki
- Operacje wspomagane robotem
- Prototypy sprzętu medycznego
- Urządzenia do pozycjonowania laserów
Wtryskiwacze płynów
Wtryskiwacze płynów to urządzenia wymagające niezwykle wysokiej precyzji, aby zapewnić stałą i dokładną prędkość oraz objętość podawanego medium. Nasza komunikacja TTL/PWM zapewnia precyzyjne sterowanie, pozwalając użytkownikom zadawać naszym mikroprecyzyjnym siłownikom serwo pożądaną prędkość i pozycje, jednocześnie odczytując Sprzężenie zwrotne.
Pozycjonowanie mikroskopu
Siłowniki liniowe są stopniowo integrowane z mikroskopami ze względu na wygodę i poprawę wyników badań. Nasze mikroprecyzyjne siłowniki serwo mają odpowiednie specyfikacje do wprowadzania drobnych, precyzyjnych regulacji w mikroskopach o wysokiej rozdzielczości. Innym sposobem maksymalizacji wyników w mikroskopii wysokiej rozdzielczości jest integracja mikroprecyzyjnych siłowników serwo do pozycjonowania badanej próbki.
Mikrodozowniki
Mikrodozowniki są powszechnie używane w procesach związanych z kontrolą przepływu płynów, takich jak wytwarzanie leków. Precyzyjne pompy i zawory często korzystają z wysoko precyzyjnych mikro siłowników do sterowania natężeniem przepływu i objętością. Powtarzalność i kompaktowe wymiary naszych mikro siłowników sprawiają, że idealnie pasują do komponentów stosowanych w mikrodozownikach. Nasza komunikacja TTL/PWM pozwala także zadawać i dostosowywać pracę mikroprecyzyjnych siłowników serwo, jeśli trzeba uwzględnić inne zmienne, takie jak lepkość, temperatura czy inne aspekty dynamiki płynów.
Operacje wspomagane robotem
Różne operacje chirurgiczne wymagają odmiennego poziomu precyzji i dokładności, zależnie od skali zabiegu. Mikroprecyzyjne siłowniki serwo zapewniają precyzyjne sterowanie ruchem i wysoką niezawodność w aplikacjach takich jak operacje wspomagane robotem. Może to wspierać chirurga w zabiegach, które wymagają wyjątkowo stabilnych, „pewnych rąk” robotów.
Urządzenia do pozycjonowania laserów
Różnego rodzaju terapie laserowe zyskują na popularności ze względu na korzyści zdrowotne, jakie oferują. Urządzenia do pozycjonowania laserów często muszą być regulowane z bardzo wysoką precyzją, aby zapewnić możliwie najlepsze efekty i uniknąć rozkalibrowania wiązki. Stabilność i dokładność naszych mikroprecyzyjnych siłowników serwo zapewniają, że urządzenia laserowe mogą przemieszczać się i pozostawać w pożądanych pozycjach podczas zabiegu.
Podsumowanie
Mikroprecyzyjne siłowniki serwo takie jak PA-12-T i PA-12-R mają wiele różnych zastosowań w urządzeniach medycznych, oferując niezawodną dokładność i powtarzalność — od kontroli przepływu płynów, przez napęd robotów chirurgicznych, po pozycjonowanie sprzętu medycznego. Wysoka wydajność połączona z niskimi wymaganiami konserwacyjnymi to jedne z kluczowych powodów, dla których mikro siłowniki są tak popularne w branży medycznej.
Jako jeden z czołowych dostawców elektrycznych siłowników liniowych, Progressive Automations oferuje wiodącą w branży elastyczność, jakość, wsparcie i doświadczenie terenowe, aby spełnić wszystkie Twoje potrzeby. Jeśli masz dodatkowe pytania dotyczące naszej oferty, skontaktuj się z nami! Jesteśmy ekspertami w tym, co robimy, i chcemy mieć pewność, że znajdziesz najlepsze rozwiązania dla swojej aplikacji.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123