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立三直線絲桿步進(jìn)電機(jī)在生化分析儀上的應(yīng)用

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日期：2023-06-20

摘要：醫(yī)療設(shè)備的使用非常廣泛，跟誰小編了解一下，直線絲桿步進(jìn)電機(jī)在生化分析儀上是怎么樣的一個(gè)使用背景呢？生化分析儀是醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行臨床診斷和生命科學(xué)、生化研究等研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行科研所必需儀器之一，主要用于測(cè)定人體液中各種常規(guī)生化指標(biāo)。隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，醫(yī)療器械的發(fā)展也越來越高科技化。生化分析儀也由手工操作進(jìn)入全自動(dòng)化階段。全自動(dòng)生化分析儀具有精確加樣和自動(dòng)裝載的功能，具有精度高、重復(fù)性好、功能齊全、測(cè)試項(xiàng)目多等特點(diǎn)，其快速、簡便、微量等特點(diǎn)尤為突出。在藥劑加注上，有別于傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，直線步進(jìn)電機(jī)在全自動(dòng)生化儀上應(yīng)用得越來越廣泛。
一、應(yīng)用背景
生化分析儀是醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行臨床診斷和生命科學(xué)、生化研究等研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行科研所必需儀器之一，主要用于測(cè)定人體液中各種常規(guī)生化指標(biāo)。隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，醫(yī)療器械的發(fā)展也越來越高科技化。生化分析儀也由手工操作進(jìn)入全自動(dòng)化階段。
全自動(dòng)生化分析儀具有精確加樣和自動(dòng)裝載的功能，具有精度高、重復(fù)性好、功能齊全、測(cè)試項(xiàng)目多等特點(diǎn)，其快速、簡便、微量等特點(diǎn)尤為突出。在藥劑加注上，有別于傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，直線步進(jìn)電機(jī)在全自動(dòng)生化儀上應(yīng)用得越來越廣泛。
在全自動(dòng)生化儀中，取樣功能是通過其加樣系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，加樣系統(tǒng)的精度在很大程度上決定了整個(gè)儀器的精度。加樣系統(tǒng)一般由“懸臂機(jī)構(gòu)+驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)”組成，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與懸臂機(jī)構(gòu)相連，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加樣取樣功能。傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般采用“旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)+傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”組成。
傳統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般包括同步帶、齒輪齒條，滾珠絲桿。同步帶、齒輪齒條精度不高，噪音比較大，最關(guān)鍵的是壽命無法保證；滾珠絲桿精度較高、壽命較長，但其體積大，成本高，對(duì)機(jī)構(gòu)調(diào)校水平要求高。
直線絲杠步進(jìn)在電機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，使懸臂機(jī)構(gòu)與電機(jī)直接連接，使得機(jī)構(gòu)盡量精巧。同時(shí)，無須中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)使其能夠做到更高精度，更高效率以及更高壽命。
二、生化分析儀加樣系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)及工藝
全自動(dòng)生化分析儀的加樣系統(tǒng)的主要由以下的三大部分組成的，如下所示：
第一部分、樣品轉(zhuǎn)盤:可放置小型樣品杯或試管。
第二部分、試劑室（倉）:不同的全自動(dòng)生化分析儀試劑室可容納的試劑盒數(shù)量不同，一般可容納20多種試劑。有的試劑室?guī)в欣洳匮b置，帶有條形碼識(shí)別裝置的試劑室試劑可以任意放置試劑盒位置。
第三部分、取樣裝置:有的全自動(dòng)生化分析儀取樣本和取試劑公用同一采樣針，由內(nèi)部的分流閥控制取樣本和取試劑；有的全自動(dòng)生化分析儀有兩套取樣裝置，分別取樣本和取試劑。采樣針前端有液面?zhèn)鞲衅鞣乐箍瘴虿蓸俞樛獗谝后w掛淋，采樣臂中有預(yù)溫裝置。
三、立三直線絲杠步進(jìn)系統(tǒng)
立三的混合式直線絲桿步進(jìn)電機(jī)采用高效率傳動(dòng)螺紋設(shè)計(jì)和獨(dú)有的軸承技術(shù)，電機(jī)在傳動(dòng)效率、可靠性、承載力和壽命上優(yōu)于市場上的同類產(chǎn)品，比常用的金屬螺母結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更是優(yōu)勢(shì)明顯，壽命上至少提高10倍以上。適合空間有限，對(duì)電機(jī)性能和可靠性要求較高，定位精密，運(yùn)動(dòng)快速和長壽命的場合。
立三目前上市的產(chǎn)品有：20mm系列、28mm系列、35mm系列、42mm系列、57mm系列、86mm系列兩相混合式直線步進(jìn)電機(jī)。產(chǎn)品涵蓋28種不同的步長，從0.00006英寸（0.001524mm）到0.005英寸（0.127mm）微步，可提供均勻精細(xì)的分辨率。每種機(jī)座號(hào)有三種結(jié)構(gòu)可選：貫通軸式、外部驅(qū)動(dòng)式、固定軸式。
高精度，定位精度可達(dá)0.1μm
直線絲桿步進(jìn)電機(jī)因傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單減少了插補(bǔ)滯后的問題，定位精度、重復(fù)精度、絕對(duì)精度，通都會(huì)較“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī) & 滾珠絲杠”高，且容易實(shí)現(xiàn)。直線絲桿步進(jìn)電機(jī)定位精度可達(dá)0.1μm,“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī) 滾珠絲桿”最高達(dá)到2~5μm。
高速度，最高可達(dá)300m/min
從速度上和加速度的對(duì)比上，直線絲桿步進(jìn)電機(jī)具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，直線絲桿步進(jìn)電機(jī)速度可達(dá)300m/min，加速度10g；滾珠絲杠速度為120m/min，加速度為1.5g。而且直線絲桿步進(jìn)電機(jī)在成功解決發(fā)熱問題后速度還會(huì)進(jìn)一步提高，而“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī) & 滾珠絲杠”在速度上卻受到限制很難再提高較多。
高壽命，維護(hù)簡單
直線絲桿步進(jìn)電機(jī)因運(yùn)動(dòng)部件和固定部件間有安裝間隙，無接觸，不會(huì)因動(dòng)子的高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)而磨損，長間使用對(duì)運(yùn)動(dòng)定位精度無變化，適合高精度的場合。滾珠絲杠則無法在高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)中保證精度，因高速摩擦，會(huì)造成絲杠螺母的磨損，影響運(yùn)動(dòng)的精度要求，對(duì)高精度的需求場合無法滿足。
四、現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果
某型號(hào)生化分析儀的基本參數(shù)如下：
恒速400 T/H（單/雙試劑），最大640 T/H(選配ISE)
可同時(shí)檢測(cè)77個(gè)比色項(xiàng)目，3個(gè)電解質(zhì)項(xiàng)目(選配ISE)
90個(gè)日常可用樣本位和80個(gè)冷藏試劑位，自動(dòng)條碼掃描
全息凹面平像場光柵后分光，集束式光路，反應(yīng)全過程監(jiān)測(cè)
反應(yīng)杯采用“固體直熱”溫控技術(shù)，自動(dòng)8階溫水清洗
自動(dòng)等量、增量、減量及前稀釋樣本重測(cè)和酶線性拓展功能
五、結(jié)語
立三直線絲杠步進(jìn)電機(jī)在生化分析儀的取樣系統(tǒng)上的應(yīng)用，使其結(jié)構(gòu)簡單、有效，提升了國產(chǎn)生化分析儀整體質(zhì)量和檔次，與國內(nèi)外同類產(chǎn)品的競爭中處于有利地位。

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