Welche Aspekte spiegeln sich im Design eines kernlosen Motors für elektronische Prothesen wider?

Das Design vonKernlose Motorenin elektronischen Prothesen spiegelt sich in vielen Aspekten wider, darunter Energiesystem, Steuerungssystem, Strukturdesign, Energieversorgung und Sicherheitsdesign. Im Folgenden werde ich diese Aspekte im Detail vorstellen, um das Design von kernlosen Motoren in elektronischen Prothesen besser zu verstehen.

1. Antriebssystem: Bei der Konstruktion des kernlosen Motors müssen die Leistungsanforderungen berücksichtigt werden, um die normale Bewegung der Prothese sicherzustellen. Gleichstrommotoren bzwSchrittmotorenwerden normalerweise verwendet, und diese Motoren müssen über eine hohe Geschwindigkeit und ein hohes Drehmoment verfügen, um den Bewegungsanforderungen von Prothesengliedern in verschiedenen Situationen gerecht zu werden. Parameter wie Motorleistung, Wirkungsgrad, Reaktionsgeschwindigkeit und Belastbarkeit müssen bei der Konstruktion berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass der Motor eine ausreichende Leistung erbringen kann.

2. Steuerungssystem: Der kernlose Motor muss mit dem Steuerungssystem der Prothese übereinstimmen, um eine präzise Bewegungssteuerung zu erreichen. Das Steuerungssystem verwendet normalerweise einen Mikroprozessor oder ein eingebettetes System, um über Sensoren Informationen über die Prothese und die äußere Umgebung zu erhalten, und steuert dann den Motor präzise, ​​um verschiedene Aktionsmodi und Kraftanpassungen zu erreichen. Bei der Konstruktion müssen Steueralgorithmen, Sensorauswahl, Datenerfassung und -verarbeitung berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass der Motor eine präzise Bewegungssteuerung erreichen kann.

3. Strukturdesign: Der kernlose Motor muss zur Struktur der Prothese passen, um deren Stabilität und Komfort zu gewährleisten. Um das Gewicht von Prothesen zu reduzieren und gleichzeitig eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit zu gewährleisten, werden in der Regel Leichtbaumaterialien wie Kohlefaserverbundwerkstoffe eingesetzt. Bei der Konstruktion müssen die Einbauposition, die Verbindungsmethode, die Übertragungsstruktur sowie das wasser- und staubdichte Design des Motors berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass der Motor eng mit der Prothesenstruktur zusammenarbeiten und gleichzeitig Komfort und Stabilität gewährleisten kann.

4. Energieversorgung: Der kernlose Motor benötigt eine stabile Energieversorgung, um den kontinuierlichen Betrieb der Prothese zu gewährleisten. Als Energieversorgung kommen meist Lithiumbatterien oder Akkus zum Einsatz. Diese Batterien müssen eine hohe Energiedichte und eine stabile Ausgangsspannung aufweisen, um die Arbeitsanforderungen des Motors zu erfüllen. Bei der Konstruktion müssen Batteriekapazität, Lade- und Entlademanagement, Batterielebensdauer und Ladezeit berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass der Motor eine stabile Energieversorgung erhalten kann.

5. Sicherheitsdesign: Kernlose Motoren müssen über ein gutes Sicherheitsdesign verfügen, um Instabilität oder Schäden an der Prothese aufgrund von Motorausfällen oder Unfällen zu vermeiden. In der Regel werden mehrere Sicherheitsschutzmaßnahmen ergriffen, wie z. B. Überlastschutz, Überhitzungsschutz und Kurzschlussschutz, um sicherzustellen, dass der Motor unter verschiedenen Umständen sicher und zuverlässig arbeiten kann. Bei der Konstruktion müssen die Auswahl der Sicherheitsschutzvorrichtungen, Auslösebedingungen, Reaktionsgeschwindigkeit und Zuverlässigkeit berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass der Motor unter allen Umständen einen sicheren Betrieb aufrechterhalten kann.