網絡整理 發表於 2020-04-14 15:09:50
醫療設備製造商越來越多地選用超聲波電機和致動器代替傳統的電磁電機，因為超聲波電機在醫療設備設計中具有先天性優勢。
壓電設備目前正被用於一系列醫療應用，包括：超聲波發射器、人工受精、醫用納米微量注射泵、微監測，手術設備、兼容磁共振的機器人、微劑量配藥、細胞病理學中的細胞滲透和細胞成像等。壓電設備還可用於醫療材料處理，如拾取和放置系統，藥物輸送裝置，三維掃描，眼科、皮膚科、美容手術所用雷射束的控制。
通過採用超聲波電機，可以將醫療設備做到更小、更精確、更輕和更易於控制。其應用優勢體現在：
1、小型化
超聲波電機適於小型化。相比電磁電機，超聲波電機可以很輕鬆地做到更小和更緊湊，並且相對它們尺寸來講它們輸出的力量更大。電磁電機的效率會隨著尺寸的縮小而降低，因為有更多的電能轉化成了熱量。與此相反，超聲波電機的效率接近恆定。在體積和重量相同的情況下，超聲波電機的儲能密度是電磁電機的10倍。由於超聲波電機每電機單位尺寸能提供更高的力量，它們使醫療設備能在縮減尺寸的同時保持或提高性能。
2、定位精確度
超聲波電機直接傳動的原理省去了傳統電磁電機中需要用到的輔助傳送件（或齒輪組）。這樣就避免了會限制精確跟蹤的常見的齒間間隙（backlash）影響，齒間間隙會導致電磁伺服電機的定位精度大幅降低。傳統電機需要用到機械耦合元器件以將旋轉運動轉換為直線運動，而超聲波電機則不再需要用到機械耦合元器件。超聲波電機在的穩定狀態自動鎖定功能摒棄了電磁電機固有的抖動。超聲波電機可以設計用於實現納米級的定位精度，即便在掉電的情況下也能做到正常的精度。
3、加速快
壓電器件可以在幾微秒內做出反應。可實現大於（響應時間為0.01毫秒）的加速度。不產生磁場。超聲波電機適用於醫療和生物技術應用，因為它們不會產生電磁幹擾，也不會受到電磁幹擾的影響。這一特性使得超聲波電機不需要磁場屏蔽，對用於強磁場環境（如，用於MRI設備）的電機而言，這一點尤為重要。其中小型超聲波電機被用於MRI監測顯微手術，大型超聲波電機被用於旋轉病人和設備。傳統電子電機所產生的磁場和其所使用的金屬部件使之無法被用於在核磁共振設備內部工作的需要電機驅動的醫療設備。
4、不用維修或潤滑、可殺菌
由於壓電運動取決於晶體效應，並且沒有用到像齒輪或軸承這樣的轉動部件，因此超聲波電機不用維修也不需要任何潤滑。其零部件可在高溫下消毒，這對醫療應用而言是一個明顯的優勢。降低功耗。靜態操作，即便是長期處在重荷狀態，也幾乎不耗電。此外，由於超聲波電機的效率不會因其被小型化而降低，所以它們在功率範圍極低的情況下仍然保持高效，這使得超聲波電機對採用電池供電的可攜式和可穿戴式醫療設備而言十分有吸引力。
5、不會發熱
在靜止時，超聲波電機不會產生熱量。超聲波電機不存在伺服抖動及由此產生的熱量。
6、可在真空環境下工作
超聲波電機原則上適用於真空環境（已成功應用於航天設備），醫療行業的許多應用都有此要求。
7、在製冷溫度仍能工作
即便在接近0°的溫度下，超聲波電機仍能繼續運轉，這使得它們適用於極其寒冷的環境，如醫療實驗室儲藏設備和低溫研究。
1、汽車後視鏡
汽車的左右後視鏡用於觀察左右兩側的路況，在駐車和倒車時，駕駛員為了觀察不同區域的路況，必須在兩個方向上調節汽車左右後視鏡，半自動和全自動後視鏡系統應運而生。
較為直接的方法是用電機驅動後視鏡繞兩個坐標軸轉動。傳統電磁電機需要齒輪機構大比例減速，調節較慢，體積也較大。
超聲電機體積小，重量輕，低速大扭矩的特點，美國和日本某些型號的轎車上採用超聲電機來驅動後視鏡。超聲電機的輸出軸無需齒輪箱過度，可以直接與後視鏡的鏡框相連，超聲電機本體與車身的支撐固連。輕巧的體積和重量，使得超聲電機與後視鏡融為一體，美觀而實用，方便，快捷地實現後視鏡的調節。
2、汽車座椅頭靠
超聲電機在汽車上的另一應用，它用於調整座椅上部的頭靠角度。靠頭部分可以根據乘客的需要變換角度，使人感覺更舒適保護頸椎。
作為驅動座椅頭靠的電機，要求體積小，靜音運行不能佔用較大空間，還有一定的低速扭矩和自鎖扭矩，以便調節。傳統電機不是體積較大，就是低速時扭矩不夠需要齒輪來提升扭矩，這樣會增加調節系統的體積，而超聲電機恰好符合這些應用條件。
3、汽車方向盤
為了適應不同身材和高矮人士的需要，汽車方向盤的位置應是可調的。傳統的方向盤調節裝置噪音比較大。在運行噪聲方面，超聲電機比傳統的直流電機要小，而輸出扭矩可以做到相同。因此，汽車生產廠家完全可以用超聲電機取代直流電機。
另外汽車上的門窗、雨刮器和剎車傳動裝置等都有超聲電機的身影出現。
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