Staiger的微流體電磁閥在假肢中的應(yīng)用

全球每30秒就有一人因糖尿病而截肢，這些患者通常伴有神經(jīng)的病變，導(dǎo)致下肢知覺喪失，無(wú)法感知由不合適假體造成的損傷，最終可能導(dǎo)致進(jìn)一步的截肢。開發(fā)一種阻尼假肢，旨在減少腳踝到膝關(guān)節(jié)間截肢患者的皮膚潰瘍和疼痛。本文將探討Staiger的Spider電磁閥在這一創(chuàng)新技術(shù)中的應(yīng)用。

閥門用于調(diào)節(jié)假體的阻尼能力，并根據(jù)特定需求和使用場(chǎng)景（如站立、行走或爬樓梯）進(jìn)行適配。閥門必須能夠承受高達(dá)200 bar的靜態(tài)壓力。

Staiger的Spider電磁閥以其緊湊的設(shè)計(jì)、高可靠性和精確的控制能力而聞名。這些特性使其成為假肢理想的流體控制解決方案。Spider電磁閥的小型化和輕量化設(shè)計(jì)特別適合集成到假肢中，不會(huì)增加額外的負(fù)擔(dān)。

該閥門是液壓阻尼假體的核心組件：它根據(jù)需要打開和關(guān)閉，從而調(diào)節(jié)阻尼/彈簧速率。這種直接與患者腿部交互的人機(jī)界面（MMI）單元，要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊且系統(tǒng)具有長(zhǎng)壽命。我們通過(guò)一種扁平銜鐵閥門（P15 2-way Spider）成功實(shí)現(xiàn)了這一高要求目標(biāo)（包括高達(dá)200 bar靜態(tài)壓力的調(diào)節(jié)）。

P15 Spider HiProp 閥門 

• 型號(hào)：VP 204-570 V 15 SAL 80 24/00 - 604-000-786-B

• 功能：2/2 通比例常閉閥

• 連接：插裝式

• 介質(zhì)質(zhì)量：≤ 10 μm

• 孔徑：6.0 毫米

• 最大流量（空氣 | @ 2 bar(g) | @ 20 °C）：210 L/min ± 10L/min

• 流量系數(shù) Kv：最高 0.3 立方米/小時(shí)

• 環(huán)境溫度范圍：5 °C 至 50 °C

• 介質(zhì)溫度范圍：5 °C 至 50 °C

• 存儲(chǔ)溫度范圍：-40 °C 至 80 °C

• 內(nèi)部泄漏 @ pmax：< 5 毫升/分鐘

• 外部泄漏 @ pmax：< 2 毫升/分鐘

• 重量：約 25 克

• 安裝方向：任意方向

   

電氣參數(shù)

• 電氣連接：飛線，70 – 80 毫米

• 電流范圍：0 至 225 mA

• 推薦開路電壓：24 V

• 額定線圈電阻 @ 20 °C：60.5 Ω

• 額定功耗 @ 20 °C：最大 3 W

• 熱阻（無(wú)流量時(shí)）：約 45 K/W

• 工作周期（無(wú)流量時(shí)）：100% @ I < 120 mA

• 電流滯后：< 10% 最大電流

   

使用Spider電磁閥的優(yōu)勢(shì)包括:

• 精確控制：確保每個(gè)致動(dòng)器都能提供所需的壓力，提高假肢的舒適性和功能性。

• 緊湊設(shè)計(jì)：輕量化和小型化的設(shè)計(jì)使得整個(gè)系統(tǒng)更加便攜，適合日常使用。

• 高可靠性：Spider電磁閥的耐用性和穩(wěn)定性保證了假肢的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。

   

未來(lái)，科研團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將壓力傳感器直接集成到假肢襯墊中，可能會(huì)使用含有壓力傳感材料的新型柔軟針織織物。這將進(jìn)一步提高假肢的智能化水平，使其能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整壓力，為患者提供更加個(gè)性化和舒適的穿戴體驗(yàn)。

結(jié)論

Staiger的Spider電磁閥假肢中的應(yīng)用，展示了其在精密流體控制領(lǐng)域的強(qiáng)大能力。通過(guò)集成這一高效、可靠的電磁閥，新型假肢不僅能夠有效管理殘肢的壓力和體積變化，還能顯著提升患者的生活質(zhì)量。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，Spider電磁閥有望在更多醫(yī)療和康復(fù)設(shè)備中發(fā)揮關(guān)鍵作用。