超聲波電機(jī)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用_超聲波電機(jī)在汽車上的應(yīng)用

　　超聲波電機(jī)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

　　醫(yī)療設(shè)備制造商越來越多地選用超聲波電機(jī)和致動(dòng)器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電磁電機(jī)，因?yàn)槌暡姍C(jī)在醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)中具有先天性優(yōu)勢(shì)。

　　壓電設(shè)備目前正被用于一系列醫(yī)療應(yīng)用，包括：超聲波發(fā)射器、人工受精、醫(yī)用納米微量注射泵、微監(jiān)測(cè)，手術(shù)設(shè)備、兼容磁共振的機(jī)器人、微劑量配藥、細(xì)胞病理學(xué)中的細(xì)胞滲透和細(xì)胞成像等。壓電設(shè)備還可用于醫(yī)療材料處理，如拾取和放置系統(tǒng)，藥物輸送裝置，三維掃描，眼科、皮膚科、美容手術(shù)所用激光束的控制。

　　通過采用超聲波電機(jī)，可以將醫(yī)療設(shè)備做到更小、更精確、更輕和更易于控制。其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

　　1、小型化

　　超聲波電機(jī)適于小型化。相比電磁電機(jī)，超聲波電機(jī)可以很輕松地做到更小和更緊湊，并且相對(duì)它們尺寸來講它們輸出的力量更大。電磁電機(jī)的效率會(huì)隨著尺寸的縮小而降低，因?yàn)橛懈嗟碾娔苻D(zhuǎn)化成了熱量。與此相反，超聲波電機(jī)的效率接近恒定。在體積和重量相同的情況下，超聲波電機(jī)的儲(chǔ)能密度是電磁電機(jī)的10倍。由于超聲波電機(jī)每電機(jī)單位尺寸能提供更高的力量，它們使醫(yī)療設(shè)備能在縮減尺寸的同時(shí)保持或提高性能。

　　2、定位精確度

　　超聲波電機(jī)直接傳動(dòng)的原理省去了傳統(tǒng)電磁電機(jī)中需要用到的輔助傳送件（或齒輪組）。這樣就避免了會(huì)限制精確跟蹤的常見的齒間間隙（backlash）影響，齒間間隙會(huì)導(dǎo)致電磁伺服電機(jī)的定位精度大幅降低。傳統(tǒng)電機(jī)需要用到機(jī)械耦合元器件以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，而超聲波電機(jī)則不再需要用到機(jī)械耦合元器件。超聲波電機(jī)在的穩(wěn)定狀態(tài)自動(dòng)鎖定功能摒棄了電磁電機(jī)固有的抖動(dòng)。超聲波電機(jī)可以設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)納米級(jí)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(nèi)做出反應(yīng)?？蓪?shí)現(xiàn)大于（響應(yīng)時(shí)間為0.01毫秒）的加速度。不產(chǎn)生磁場(chǎng)。超聲波電機(jī)適用于醫(yī)療和生物技術(shù)應(yīng)用，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)產(chǎn)生電磁干擾，也不會(huì)受到電磁干擾的影響。這一特性使得超聲波電機(jī)不需要磁場(chǎng)屏蔽，對(duì)用于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境（如，用于MRI設(shè)備）的電機(jī)而言，這一點(diǎn)尤為重要。其中小型超聲波電機(jī)被用于MRI監(jiān)測(cè)顯微手術(shù)，大型超聲波電機(jī)被用于旋轉(zhuǎn)病人和設(shè)備。傳統(tǒng)電子電機(jī)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)和其所使用的金屬部件使之無法被用于在核磁共振設(shè)備內(nèi)部工作的需要電機(jī)驅(qū)動(dòng)的醫(yī)療設(shè)備。

　　4、不用維修或潤(rùn)滑、可殺菌

　　由于壓電運(yùn)動(dòng)取決于晶體效應(yīng)，并且沒有用到像齒輪或軸承這樣的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，因此超聲波電機(jī)不用維修也不需要任何潤(rùn)滑。其零部件可在高溫下消毒，這對(duì)醫(yī)療應(yīng)用而言是一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。降低功耗。靜態(tài)操作，即便是長(zhǎng)期處在重荷狀態(tài)，也幾乎不耗電。此外，由于超聲波電機(jī)的效率不會(huì)因其被小型化而降低，所以它們?cè)诠β史秶鷺O低的情況下仍然保持高效，這使得超聲波電機(jī)對(duì)采用電池供電的便攜式和可穿戴式醫(yī)療設(shè)備而言十分有吸引力。

　　5、不會(huì)發(fā)熱

　　在靜止時(shí)，超聲波電機(jī)不會(huì)產(chǎn)生熱量。超聲波電機(jī)不存在伺服抖動(dòng)及由此產(chǎn)生的熱量。

　　6、可在真空環(huán)境下工作

　　超聲波電機(jī)原則上適用于真空環(huán)境（已成功應(yīng)用于航天設(shè)備），醫(yī)療行業(yè)的許多應(yīng)用都有此要求。

　　7、在制冷溫度仍能工作

　　即便在接近0°的溫度下，超聲波電機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這使得它們適用于極其寒冷的環(huán)境，如醫(yī)療實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)藏設(shè)備和低溫研究。

　　超聲波電機(jī)在汽車上的應(yīng)用

　　1、汽車后視鏡

　　汽車的左右后視鏡用于觀察左右兩側(cè)的路況，在駐車和倒車時(shí)，駕駛員為了觀察不同區(qū)域的路況，必須在兩個(gè)方向上調(diào)節(jié)汽車左右后視鏡，半自動(dòng)和全自動(dòng)后視鏡系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

　　較為直接的方法是用電機(jī)驅(qū)動(dòng)后視鏡繞兩個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。傳統(tǒng)電磁電機(jī)需要齒輪機(jī)構(gòu)大比例減速，調(diào)節(jié)較慢，體積也較大。

　　超聲電機(jī)體積小，重量輕，低速大扭矩的特點(diǎn)，美國(guó)和日本某些型號(hào)的轎車上采用超聲電機(jī)來驅(qū)動(dòng)后視鏡。超聲電機(jī)的輸出軸無需齒輪箱過度，可以直接與后視鏡的鏡框相連，超聲電機(jī)本體與車身的支撐固連。輕巧的體積和重量，使得超聲電機(jī)與后視鏡融為一體，美觀而實(shí)用，方便，快捷地實(shí)現(xiàn)后視鏡的調(diào)節(jié)。

　　2、汽車座椅頭靠

　　超聲電機(jī)在汽車上的另一應(yīng)用，它用于調(diào)整座椅上部的頭靠角度。靠頭部分可以根據(jù)乘客的需要變換角度，使人感覺更舒適保護(hù)頸椎。

　　作為驅(qū)動(dòng)座椅頭靠的電機(jī)，要求體積小，靜音運(yùn)行不能占用較大空間，還有一定的低速扭矩和自鎖扭矩，以便調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)電機(jī)不是體積較大，就是低速時(shí)扭矩不夠需要齒輪來提升扭矩，這樣會(huì)增加調(diào)節(jié)系統(tǒng)的體積，而超聲電機(jī)恰好符合這些應(yīng)用條件。

　　3、汽車方向盤

　　為了適應(yīng)不同身材和高矮人士的需要，汽車方向盤的位置應(yīng)是可調(diào)的。傳統(tǒng)的方向盤調(diào)節(jié)裝置噪音比較大。在運(yùn)行噪聲方面，超聲電機(jī)比傳統(tǒng)的直流電機(jī)要小，而輸出扭矩可以做到相同。因此，汽車生產(chǎn)廠家完全可以用超聲電機(jī)取代直流電機(jī)。

　　另外汽車上的門窗、雨刮器和剎車傳動(dòng)裝置等都有超聲電機(jī)的身影出現(xiàn)。