طراحیموتورهای بدون هستهدر پروتزهای الکترونیکی، این موضوع در جنبه‌های مختلفی از جمله سیستم قدرت، سیستم کنترل، طراحی سازه، منبع انرژی و طراحی ایمنی منعکس شده است. در ادامه، این جنبه‌ها را به تفصیل معرفی خواهم کرد تا طراحی موتورهای بدون هسته در پروتزهای الکترونیکی را بهتر درک کنم.
۱. سیستم قدرت: طراحی موتور بدون هسته باید الزامات خروجی قدرت را در نظر بگیرد تا حرکت طبیعی پروتز تضمین شود. موتورهای DC یاموتورهای پله‌ایمعمولاً استفاده می‌شوند و این موتورها برای برآورده کردن نیازهای حرکتی اندام‌های مصنوعی در موقعیت‌های مختلف، نیاز به سرعت و گشتاور بالایی دارند. پارامترهایی مانند توان موتور، راندمان، سرعت پاسخ و ظرفیت بار باید در طول طراحی در نظر گرفته شوند تا اطمینان حاصل شود که موتور می‌تواند توان خروجی کافی را فراهم کند.
۲. سیستم کنترل: موتور بدون هسته برای دستیابی به کنترل حرکت دقیق، باید با سیستم کنترل پروتز مطابقت داشته باشد. سیستم کنترل معمولاً از یک ریزپردازنده یا سیستم تعبیه‌شده برای به دست آوردن اطلاعات در مورد اندام مصنوعی و محیط خارجی از طریق حسگرها استفاده می‌کند و سپس موتور را به طور دقیق کنترل می‌کند تا حالت‌های مختلف عمل و تنظیمات قدرت را انجام دهد. الگوریتم‌های کنترل، انتخاب حسگر، جمع‌آوری و پردازش داده‌ها باید در طول طراحی در نظر گرفته شوند تا اطمینان حاصل شود که موتور می‌تواند به کنترل حرکت دقیق دست یابد.
۳. طراحی سازه: موتور بدون هسته باید با ساختار پروتز مطابقت داشته باشد تا پایداری و راحتی آن تضمین شود. معمولاً از مواد سبک مانند مواد کامپوزیت فیبر کربن برای کاهش وزن پروتزها و در عین حال تضمین استحکام و سختی کافی استفاده می‌شود. هنگام طراحی، موقعیت نصب، روش اتصال، ساختار انتقال و طراحی ضد آب و گرد و غبار موتور باید در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که موتور می‌تواند با ساختار پروتز همکاری نزدیکی داشته باشد و در عین حال راحتی و پایداری را تضمین کند.
۴. تامین انرژی: موتور بدون هسته برای اطمینان از عملکرد مداوم پروتز به یک منبع انرژی پایدار نیاز دارد. معمولاً از باتری‌های لیتیومی یا باتری‌های قابل شارژ به عنوان منبع انرژی استفاده می‌شود. این باتری‌ها باید چگالی انرژی بالا و ولتاژ خروجی پایدار داشته باشند تا نیازهای کاری موتور را برآورده کنند. ظرفیت باتری، مدیریت شارژ و دشارژ، عمر باتری و زمان شارژ باید در طول طراحی در نظر گرفته شوند تا اطمینان حاصل شود که موتور می‌تواند منبع انرژی پایداری را به دست آورد.
۵. طراحی ایمنی: موتورهای بدون هسته برای جلوگیری از ناپایداری یا آسیب به پروتز به دلیل خرابی موتور یا تصادفات، نیاز به طراحی ایمنی خوبی دارند. معمولاً اقدامات حفاظتی ایمنی متعددی مانند حفاظت از اضافه بار، حفاظت از گرمای بیش از حد و حفاظت از اتصال کوتاه اتخاذ می‌شود تا اطمینان حاصل شود که موتور می‌تواند تحت شرایط مختلف با خیال راحت و قابل اعتماد کار کند. هنگام طراحی، لازم است انتخاب دستگاه‌های حفاظت ایمنی، شرایط تحریک، سرعت پاسخ و قابلیت اطمینان در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که موتور می‌تواند تحت هر شرایطی عملکرد ایمن خود را حفظ کند.
به طور خلاصه، طراحیِموتورهای بدون هستهدر پروتزهای الکترونیکی، این موضوع در جنبه‌های بسیاری مانند سیستم قدرت، سیستم کنترل، طراحی سازه، تامین انرژی و طراحی ایمنی منعکس شده است. طراحی این جنبه‌ها نیاز به در نظر گرفتن جامع دانش از زمینه‌های مختلف مانند فناوری الکترونیک، مهندسی مکانیک، علم مواد و مهندسی زیست پزشکی دارد تا اطمینان حاصل شود که پروتزهای الکترونیکی می‌توانند عملکرد و راحتی خوبی داشته باشند و توانبخشی و کمک به زندگی بهتری را برای افراد معلول فراهم کنند.
نویسنده: شارون
زمان ارسال: سپتامبر-05-2024