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为医疗设备定制驱动解决方案

医疗设备对其中使用的驱动技术提出了很高的要求。由于这些原因,结合各种不同的模块来创建定制的驱动器解决方案是一种有用的方法。


医疗技术是一个广阔的领域,它的许多应用需要驱动系统,包括带有可调节头枕的牙科椅(图1),诊断设备和CT扫描仪(图2),x光和物理治疗设备,手术室照明系统,以及手术台上的自动定位装置,楼梯升降机等。这种应用通常需要相对低功率的紧凑型驱动器,必须非常可靠地工作,并具有较高的定位精度。

耐久性,安静的操作,大范围的速度和精确的速度控制是需要满足的附加要求。对于这种情况,建议用户使用驱动器专家ebm-papst提供的可配置ECI-42驱动器。驱动模块系统使客户能够通过组合各种经过测试和验证的模块(如制动器、编码器等)来组装定制的变体(图3)。

42毫米电机,变速器,刹车和编码器

图1:医疗设备通常需要紧凑和相对低功率的驱动器,例如牙科椅的各种调整。

大量的应用专业知识涉及到紧凑的发展,电子换向,无刷内转子电机。这使得它们非常适合在医疗设备中使用,而且它们的用户从单一来源的完整驱动器解决方案中受益。高功率密度使驱动器非常紧凑,这在设计设备时很有帮助,因为它通常使更紧凑的尺寸。

在所有配置的核心是一个无刷,电子换向内转子电机直径42毫米和定子长度20或40毫米。它的输出水平约为45或90瓦,额定扭矩为110或220毫微米,额定转速为4000转/分。效率等级高达80%。电机采用24和48 VDC安全特低电压的标准设计。集成了用于转子位置检测的霍尔传感器,电机由外部闭环控制器驱动。集成电子模块的功能,如速度或位置控制与可选的总线接口已经在开发中。

变速箱和刹车模块的各种要求

图2:CT扫描仪需要可靠和安静的驱动器,以减少噪音排放。

各种传动模块可减少内部转子驱动器的高速,并带来驱动器扭矩到适当的应用水平。例如,除了具有各种减速比的行星齿轮和正齿轮外,还可以提供基于创新皇冠齿轮技术的节省空间的EtaCrown皇冠齿轮头。NoiselessPlus 42行星齿轮头保证了超安静的操作,随着Optimax 42变速器(图4),现在有一个非常坚固,过载的一或两级行星齿轮头,IP50甚至IP54的保护度,也适用于小型42毫米驱动器。

如果所涉及的应用程序需要保持或安全刹车以快速紧急停止,或者,例如,在电源供应故障的情况下,安全维持升降设备的位置,可以在驱动单元中添加永磁或弹簧操作刹车模块,为患者排除风险。通过这种方式,x射线也可以在更长的时间内精确而安全地保持位置。

用高分辨率编码器测量位置

编码器模块可以集成在驱动单元中,用于精确的位置测量。其磁增量编码器的分辨率为12位,根据选择的传输解决方案增加,因此在输出轴上可以实现高达0.08度的精度。可选的低分辨率也可以。

图3:ECI-42驱动模块系统使客户能够通过组合各种经过测试和验证的模块,将定制的变体组合在一起。

在下一阶段的开发中,将会有一个绝对的多转模块(单转分辨率高达17位,多转分辨率高达32位)。旋转计数器不需要电池,而是使用一种基于韦根效应的能量收集系统,因此存储旋转信息所需的能量是由旋转磁场产生的。这使得备用电池、传输和相关的维护工作变得不必要。

实际的连接器

图4:随着Optimax 42,现在有一个非常坚固,过载的一或两级行星齿轮头与IP50甚至IP54的保护度,也适用于小型42毫米驱动器。

定制的42毫米驱动器放在一起使用ebm-papst的模块化系统驱动器满足IP50或IP54的保护程度的要求,并提供各种电气连接选项。其中包括行业标准连接器,其中径向角度插头与卡口连接器可以自动旋转和接合。轴向塞可用于空间关键应用;另一种预先组装的电缆连接也是可能的。

工业级驱动器是理想的几乎所有医疗设备应用需要节能小型驱动器。由于定义了首选类型,选定的驱动器配置可以在48小时内交付,这意味着,例如,采样可以非常快速地完成。这些驱动器可以通过在线门户网站idt-config.ebmpapst.com进行配置和订购。

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