在現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)中，醫(yī)用呼吸機(jī)作為人工替代自主通氣功能的有效手段，廣泛應(yīng)用于各種原因的呼吸衰竭、大手術(shù)中的麻醉呼吸管理、呼吸支持治療和緊急復(fù)蘇等，占有十分重要的地位在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
醫(yī)用呼吸機(jī)是預(yù)防和治療呼吸衰竭、減少并發(fā)癥、挽救和延長(zhǎng)患者生命的重要醫(yī)療設(shè)備。呼吸機(jī)通常執(zhí)行四項(xiàng)基本功能，即充氣、由吸入轉(zhuǎn)為呼出、排出肺泡空氣和由呼出轉(zhuǎn)為吸入等。因此，有：
(1)可以提供氣體輸送的動(dòng)力，而不是人類呼吸肌肉的工作；
（2）它產(chǎn)生固定的呼吸節(jié)律，包括呼吸頻率和攝入/攝入比，它取代了呼吸中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)呼吸節(jié)律的功能；
（3）可以提供適當(dāng)?shù)某睔馊莘e（VT）或分鐘通氣（MV）以滿足呼吸代謝的需要；
（4）氣體的供應(yīng)趨于加溫和加濕，而不是人的鼻功能，可供應(yīng)高于大氣中所含氧氣量的氧氣，以提高吸入氧氣的濃度，優(yōu)化氧合；
醫(yī)用呼吸機(jī)屬于知識(shí)密集型高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。通風(fēng)機(jī)中使用的大多數(shù)部件都是工業(yè)上常用的標(biāo)準(zhǔn)部件。通風(fēng)控制精度和人機(jī)同步取決于廠家自身的軟硬件技術(shù)實(shí)力。這也是中國(guó)制造業(yè)相對(duì)薄弱的一環(huán)。雖然國(guó)外廠商已經(jīng)掌握了大量的核心技術(shù)專利，但經(jīng)過(guò)多年的探索和發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)在智能化設(shè)計(jì)、通風(fēng)、降噪等核心技術(shù)的研發(fā)水平有了很大的提高，高端醫(yī)用呼吸機(jī)的自主創(chuàng)新能力得到了提高也取得了重大進(jìn)展。
呼吸機(jī)技術(shù)由硬件和軟件組成，核心硬件包括電路、濾波器和閥壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、病人等，其中的關(guān)鍵部件包括流量傳感器、芯片、
音圈電機(jī)、渦輪風(fēng)扇：因?yàn)榫€性音圈電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)快、運(yùn)行穩(wěn)定、噪音低、高可靠性特點(diǎn)，是利用主動(dòng)驅(qū)動(dòng)呼吸機(jī)氣缸閥實(shí)現(xiàn)高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)呼吸機(jī)的基本功能；
目前國(guó)內(nèi)呼吸機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，其關(guān)鍵部件音圈電機(jī)一直依賴進(jìn)口，主要如美國(guó)，英國(guó)等，受疫情影響，音圈電機(jī)供貨無(wú)法滿足市場(chǎng)需求，這方面也導(dǎo)致呼吸機(jī)無(wú)法快速大量生產(chǎn)供應(yīng)，無(wú)法盡快挽救重病病人生命；
國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口勢(shì)在必行，定制生產(chǎn)呼吸機(jī)
直線音圈電機(jī)已經(jīng)不是單純生產(chǎn)硬件簡(jiǎn)單的事情，這需要從整個(gè)系統(tǒng)要求出發(fā)去生產(chǎn)定制；
開(kāi)發(fā)一款合適的醫(yī)用精密直線音圈電機(jī)，從系統(tǒng)要求來(lái)看，需要重點(diǎn)考慮如下需求：音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)，動(dòng)力性能，音圈電機(jī)響應(yīng)時(shí)間，摩擦力，遲滯力，噪音，可靠性，音圈電機(jī)原材料，音圈電機(jī)生產(chǎn)工藝；
根據(jù)系統(tǒng)要求，我們定制生產(chǎn)精密軸式滾珠軸承動(dòng)圈圓柱音圈電機(jī)；
因?yàn)椋?/div>
1， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小;
2， 動(dòng)子質(zhì)量輕，高速，高加速，高響應(yīng) ;
3， 高頻率，高頻響應(yīng)性快；
4， 零磁滯，零磁槽效應(yīng)，低阻尼。
根據(jù)呼吸機(jī)系統(tǒng)要求，通過(guò)仿真模擬，音圈電機(jī)最大推力5N~6N左右，有效工作行程7mm；采用獨(dú)特的音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電機(jī)推力曲線呈現(xiàn)線性結(jié)構(gòu)。
考慮運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向摩擦力及遲滯力的影響，以及可靠性，采取定制獨(dú)特的設(shè)計(jì)直線滾珠軸承系統(tǒng)并經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化測(cè)試評(píng)估，使呼吸機(jī)輸出氣壓均衡，平穩(wěn)。
呼吸機(jī)音圈電機(jī)基于磁學(xué)原理，電子學(xué)原理，機(jī)械系統(tǒng)原理進(jìn)行定制生產(chǎn)的；音圈電機(jī)的工作原理是依據(jù)安培力原理, 即通電導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中, 就會(huì)產(chǎn)生力F , 力的大小取決于磁場(chǎng)強(qiáng)弱B , 電流I , 以及磁場(chǎng)和電流的方向(見(jiàn)圖1). 如果共有長(zhǎng)度為L(zhǎng) 的N 根導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中, 則作用在導(dǎo)線上的力可表示為F = kB L IN , (1)式中 k 為常數(shù)；
音圈電機(jī)是單相兩極裝置. 給線圈施加電壓則在線圈里產(chǎn)生電流, 進(jìn)而在線圈上產(chǎn)生與電流成比例的力, 使線圈在氣隙內(nèi)沿軸向運(yùn)動(dòng). 通過(guò)線圈的電流方向決定其運(yùn)動(dòng)方向. 當(dāng)線圈在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí), 會(huì)在線圈內(nèi)產(chǎn)生與線圈運(yùn)動(dòng)速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、和導(dǎo)線長(zhǎng)度成比例的電壓(即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)). 驅(qū)動(dòng)音圈電機(jī)的電源得提供足夠的電流滿足輸出力的需要, 且要克服線圈在峰值運(yùn)動(dòng)速度下產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), 以及通過(guò)線圈的漏感壓降；
音圈電機(jī)由磁體和線圈組成的零部件,線圈與磁體之間的小氣隙通常是(0. 5～ 5) mm , 根據(jù)需要此氣隙可以增大, 只是需要確定引導(dǎo)系統(tǒng)允許的運(yùn)動(dòng)范圍, 同時(shí)避免線圈與磁體間摩擦或碰撞，基于上述原理生產(chǎn)定制音圈電機(jī)；
音圈電機(jī)直線滾珠軸承是直線傳動(dòng)軸配合使用。作無(wú)限直線運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，負(fù)荷滾珠和傳動(dòng)軸因?yàn)槭屈c(diǎn)接觸，容許載荷較小，但直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦阻力最小，精度高，運(yùn)動(dòng)快捷。其工作原理：由于直線軸承構(gòu)造中實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)與軸的接觸，鋼珠與直線光軸的接觸運(yùn)行，形成其低摩擦，低阻力高精度的運(yùn)行效果，亦可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，因此直線軸承廣泛用于電子設(shè)備，拉力試驗(yàn)機(jī)等精密設(shè)備，以及多軸機(jī)床、沖床、工具磨床、自動(dòng)氣割機(jī)、打印機(jī)、卡片分選機(jī)、食品包裝機(jī)等工業(yè)機(jī)械的滑動(dòng)部件。
滾珠軸承的發(fā)展以減少摩擦以及所需動(dòng)力為基礎(chǔ)。由于點(diǎn)接觸技術(shù)的接觸面相交以前得以減少，因此導(dǎo)向軸或輪軸的低摩擦導(dǎo)向得以實(shí)現(xiàn)。摩擦力減少后，發(fā)熱量也得以減少。所有滾珠軸承的一個(gè)基本組件就是所謂的滾動(dòng)體。滾動(dòng)體通常是由若干的鋼制鋼球組成。就直線滾珠軸承來(lái)說(shuō)，滾動(dòng)體在軸承圈內(nèi)沿軸向軌道運(yùn)動(dòng)。在直線方向上，負(fù)載總是通過(guò)內(nèi)部滾珠軸承圈傳遞，不過(guò)外部滾珠軸承圈上的負(fù)載會(huì)因抵消運(yùn)動(dòng)力而減少。按照常規(guī)來(lái)說(shuō)，使用滾珠越多，承載力則越大；鋼球越小，接觸面越小，摩擦阻力就越??；
軸和軸承套經(jīng)過(guò)嚴(yán)格挑選的材料, 經(jīng)過(guò)特殊熱處理和研磨拋光，并且, 還對(duì)滾動(dòng)面進(jìn)行了超精加工。在球保持器中鋼球排列緊密, 并且使鋼球軌道相互之間不重疊。這使能夠長(zhǎng)時(shí)間使用而不會(huì)磨損, 實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的耐久性。由于小鋼球與滾動(dòng)面為點(diǎn)接觸,因此滾動(dòng)損耗微乎其微,可實(shí)現(xiàn)極低摩擦的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度20mm/s時(shí)，軸承摩擦阻力大慨在35mn以內(nèi)；
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