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老趙說制造發布時間：11-1209:25優質原創作者醫療診斷是日常生活的一部分，無論是去看醫生做常規的身體和血液檢查，還是去急診室。醫生依靠醫學分析儀的結果來告知我們身體的變化或是服用藥物。分析的準確性和速度對這些機器至關重要，而這取決于機器中的運動控制。醫療診斷機采集樣本并對各種項目或特定項目進行分析，試管必須移動到位，以便抽取樣品將針頭放入試管中抽出樣品，然后將試劑添加到樣品中。樣品從制備到最終分析，所有功能中都會使用運動控制，而運動控制最終由微電機來實現。醫學分析儀的主要運動功能樣品存放在試管中，放置在托盤中，托盤最多可容納96根試管，最多可容納1024個試管，托盤被裝入樣品制備階段，每根試管的內容物被裝入計算機或由試管上的條形碼標簽識別。傳送帶或線性階段將移液管移到待采集樣品的位置。由于試管的直徑很小，所以移動的精度對快速取樣至關重要。樣品通過機器處理得越快，結果就可以越快地提供給醫生。一旦移液管就位以供抽取樣品，移液管就會向下移動到試管中以抽取樣品，在許多機器中，多個吸液管同時工作。移液管所需的運動是線性的，向下推動移液管，然后將其拉回到起始位置。需要適當的時間，因為吸液管必須達到樣品中的適當深度才能提取所需的量，再加上等待樣品提取完成時間。提取樣本后，下一步是分析，分析樣本包括通過泵送或移液操作引入試劑，所用泵的范圍從蠕動到注射器，取決于樣品的要求。一旦分析完成，樣品和任何額外的廢物必須從系統中清除，同樣，這是通過泵送或移液操作實現的。運動軸的技術規范我們現在將查看每個功能的技術規范，不同類型的泵在醫療分析儀中使用，泵由其流量和容積容量定義，并根據每個功能的需要進行選擇電機，通常是有刷直流、無刷直流或步進電機，提供操作泵的機械動力。電機選擇基于以下幾個標準：技術規范-轉速、效率、噪音，扭矩，成本，泵的互換電機技術，以定制泵到特定軸的要求。長壽命與無刷技術和步進電機完美結合，由于在醫療分析儀中可以使用多個泵，因此可以在整個機器中看到三種電機技術應用在泵上。吸管運動，或Z軸，必須是快速和準確的，在樣品上穿孔或夾針尖也需要很大的力。由于多個移液管可以組合在一起同時采集樣品，因此空間對該軸非常有利。由于樣本的體積對分析至關重要，因此通過編碼器確認運動精度。使用皮帶系統、齒輪齒條或絲杠完成運動，電機的速度是很重要的，所以采用高速電機，如磁碟步進電機或無刷無槽直流電機。如果吸管驅動器的空間有限，目標是優化執行器的性能，在這種情況下，將設計電機繞組用于高速運轉，即使需要變速箱也能最大限度地提高功率。電機可以傳遞的最大持續轉矩與所選擇的技術有關，但也取決于其大小。因此，要使電機的封裝尺寸最小，最好使用速度而不是扭矩來產生機械功率。典型特征：位移大約0.2 mm，上下移動時間為1秒，質量（通過設計平衡重量以消除重力影響）為0.2 kg，針落下時的保持力為5N，持續1秒，滑輪半徑為4 mm，這種應用要求在失速時保持15X4-3nm的峰值扭矩，并且能夠提供加速和減速的扭矩（摩擦力低）。如果我們考慮保持與加速力矩相等位置的力矩，則加速度為50米秒^ 2，如果平均速度為0.2ms，則加速度時間為4ms，因此可以考慮梯形運動輪廓。醫療分析儀趨勢醫學分析儀的目標是在不影響分析質量的情況下，減少完成分析所需的時間，其目的是通過同時處理更多的樣本來提高吞吐量或每小時分析的樣本數，分析器的運動分量對這種能力有直接的影響。對于移液管運動，趨勢是更多的移液管同時移動。上下移動移液管的要求相同，因此必須使用較小直徑的電機來完成移動，因此，電機速度和精度都會提高。由于今天有了新的磁鐵技術，電機的輸出可以通過大幅度減小直徑來保持，釹磁鐵可以達到50mgoe的功率，遠遠超過以前可用的能量含量。使用16毫米無刷電機的電流應用現在可以由8毫米直徑的電機驅動。此外，圓盤磁鐵技術具有低慣性的優勢，可以讓電機快速停止，避免因響應而產生的問題，采用這種方式，可以用磁碟步進電機實現直接驅動。新的編碼器技術，如磁阻編碼器，在一個小封裝中提供高分辨率，在一個直徑為8毫米的封裝中，最多可以實現512條線，保證了閉環的位置反饋的準確性。另一個趨勢是更快的移動和更高的精度，使用步進電機驅動的閉環模式，對于高扭矩需要高達2000-3000轉分的應用，閉環步進電機是一種經濟有效的解決方案。例如，現有使用開環步進器的設計可以通過增加編碼器來提高性能30%。在運動后保持一個位置時，通過閉合回路或返回步進模式來保持該位置，步進模式在位置上有很大的優勢-它提供了高剛度，這是直接驅動電機很難通過閉環條件下實現。上圖顯示了使用步進器可以獲得的靜態扭矩，例如，保持扭矩為1Ns和200步轉的步進電機 （意味著每轉周期為50步的扭矩常數）將在零扭矩附近呈現剛度，保持扭矩X每轉周期數=50N.mrad。在無刷直流閉環系統中，要獲得相同的剛度，需要較高的增益，這會使設計變得不穩定。結論醫學分析儀的發展趨勢是小型化、快速化、高精度，電機技術幫助機器朝著這個方向發展，新的磁鐵使馬達設計變得更小更強，電子元件技術的進步在減小封裝尺寸的同時提高了分辨率。新材料，微控制器允許像伺服電機一樣驅動步進電機，允許在其速度范圍內增加扭矩，沒有通用的馬達技術，這幾種電機技術，每個都有各自的優點，使機器設計能夠更小、更快。相關搜索伺服電機工作原理電機分類步進電機型號電機和馬達的區別馬達220v小電機圖片

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