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VCM磁铁之心冠病救命仪器“呼吸机”

据迈瑞医疗高管消息,迈瑞的医疗产品中,疫情需要的产品增量很大,许多产品的需求量翻了数倍,如呼吸机国内的需求量达到了6倍。


音圈电机呼吸机作为一种能代替、控制或改变人的生理呼吸,增加肺通气量,改善呼吸功能,减轻呼吸消耗,节约心脏储备能力的装置,被广泛运用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持诊疗和急救复苏中,在现代医学领域内占有十分重要的位置。


音圈电机和钕铁硼磁钢


音圈电机是特种直线电机,是一种将电能直接转化为直线或圆弧运动机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置。音圈电机具有体积小、重量轻、高加速度和速度、推力均匀、响应快、精度高、结构非常简单、调速范围宽等优点。

  

1876年,扬声器由Alexander Graham Bell从手中诞生,它主要由线圈和永磁体两部分组成。音圈电机的工作原理和扬声器相似。(也是VCM得名原因)。随着人们对直线电机的重视和研究,音圈电机也真正得以开发应用。1971至今,音圈电机被推广进入独立应用阶段,制成了非常具有实用价值的装置和产品。尤其在欧美和日本获得了较大的发展,创造了很高的经济价值。比如:美BEI chnologies INC.生产的直线式音圈电机的LA系列的产品有十几种,其行程从0.5mm-50mm,推力从0.34N-300N。品种繁多,可以应用各种场合,尤其适合于空间狭小的情况;日本环球存储科技公司和IBM各自在七十年代和八十年代把音圈电机运用到硬盘的驱动器中。可见VCM已经达到很高的设计水平,并且应用的范围非常广泛。

  

我国对音圈电机也进行了大量研究,但仍处于初级阶段。研究主要集中在电机本体设计、永磁体材料的研制和电机力矩常数的测试这几个方面。VCM电机相关控制系统的设计只是停留在试验阶段。由于稀土材料在我国非常丰富,近几年对永磁材料的研制有了很大的进步。尤其是“磁王”钕铁硼取得了非常好的的成绩,使得音圈电机的研究发展更近一步。

  

音圈电机应用领域是相当广泛的,总结以下几个方面。电子电路表面组装技术及半导体封装领域。音圈电机用在位移/力共同控制的场合,很好提高了精度和效率。振动控制及实验。可用于冲击和振动实验,是进行疲劳试验和测试机械结构的动力特征非常重要的设备;光学和电子系统。其广泛用于测量领域、微电子及光学的跟踪、扫描、瞄准和定位,可以对镜片等设备的运动进行精密控制。比如照相机焦距的自动调整,望远镜的光盘的寻轨控制和反射镜摆控制等;阀门上的使用。主要利用音圈电机直线运动非常准确的特性,可以达到对这些设备控制和准确定位的目的,从而实现相应的功能,比如控制汽油的气门、呼吸控制阀以及液压系统中需要准确控制的阀门等,机械加工,普通的机床一般只能加工圆截面的回转体,而采用大推力的音圈电机驱动刀具径向做高频运动就可以对不规则的难以加工的非圆截面零件实现加工。


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