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步进电机在医疗器械中的应用 | 立成机电专业研发生产步进电机驱动器控制器

时间:2023-04-30   访问量:1069

随着科技的发展,医疗器械也日新月异,越来越多的高精度、高效率的设备被应用于医疗领域。步进电机作为一种精准高效、控制方便的驱动器件,在许多医疗器械中得到了广泛的应用。

一、步进电机在医疗器械中的应用

步进电机通常被用来控制医疗器械的各种运动部件,如自动输液泵、手术钻头、CT扫描器等。通过控制步进角度和速度,可以实现精确的位置控制和运动轨迹规划,保证设备的精确操作。

以CT扫描器为例,其内部包含一个旋转的X射线源和一个旋转的探测器组成。在工作时,探测器会围绕患者旋转一圈,通过接收X射线图像来生成体内结构的三维图像。该过程需要严格的转速控制和定位控制,否则会影响扫描图像的质量。

立成步进电机立成步进电机驱动器控制器


二、举个例子具体选型过程

下面以CT扫描器中的转盘驱动系统为例,介绍步进电机的选型过程。

1. 确定转盘质量和惯性矩

首先需要确定扫描器的转盘质量和惯性矩,以便后续计算所需的转矩和速度。

假设转盘质量为10kg,惯性矩为0.02kg·m²。


2. 计算所需的转矩和速度

根据转盘的转动惯量和所需的加速度、角速度等条件,可以计算出所需的转矩和速度。

假设需要实现的加速度为100rad/s²,角速度为50rad/s,则所需的最大转矩为:

Tmax = Iα = 0.02 × 100 = 2N·m

同时,为了保证转盘的转动稳定性,需要选择适当的减速比例。假设减速比为10:1,则步进电机所需的最大转矩为:

Tmotor = Tmax/10 = 0.2N·m


3. 选择合适的步进电机

根据所需的转矩和转速,可以选择合适的步进电机。一般来说,步进电机的额定转矩应该大于所需的最大转矩,且转速应该符合设备要求。

在这里,我们选择一款额定转矩为1.5N·m,最大转速为3000rpm的步进电机作为驱动器。


4. 控制系统设计

最后,需要设计一个合适的控制系统来控制步进电机的运动。这包括驱动电路、运动控制算法等方面的设计。

在CT扫描器中,我们采用基于DSP的步进电机控制器,通过PID算法实现精准的位置和速度控制。

总之,步进电机在医疗器械中的应用具有广泛的前景和发展空间,可以通过合适的选型和控制系统设计来实现高精度、高效率的设备控制。

IC2.jpg                                           立成机电步进电机一体机底座图

                                                                                    (立成机电闭环步进一体机图)                                                                                                (立成机电闭环步进一体机底部图)

针对高端医疗、远程医疗设备,立成机电公司开发出了集成式一体步进电机,高度集成了电机 驱动器、闭环编码器、电机机体为一体,功能与性能与我司自主开发的分体式步进电机和驱动器并无二致,优质的表现深得各行业认可。欢迎大家来电来人咨询


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