量身定制的义肢组件驱动装置解决方案

配备正确的电机后，无需绑带和皮带，通过一台微型隔膜真空泵便可以将假腿固定在适当位置，如此可以使用户的生活更简单、面临的压力更小。

Dynaflo, Inc.是Dynaflo品牌的OEM隔膜真空泵和压缩机产品设计和制造商，主要业务是制造定制解决方案，以满足高度个性化的应用需求。面对每一项挑战，这家公司都会详细分析诸如尺寸、产量、功耗、材料需求等一系列因素；换句话说，为了开发能为客户带来最大益处的解决方案，他们会研究各种相关的重要因素。

在开发这项全新的义肢连接应用（主要是固定腿部义肢）时，他们首先查看了自己现有的真空泵平台是否适用。在很多情况下，他们只需要对先前的设计进行细微调整，便能解决当前的问题。但对于这一次的应用，公司推出一种创新的设计：2000系列真空泵，这款产品的设计已达到目前同类尺寸隔膜泵的最高真空水平（见图1）。

一般来说，Dynaflo的产品设计能最大限度地提高效率，与其他竞争对手相比，甚至可将功耗降低高达60%。他们可以通过多种特有方法来实现这一点，其中之一便是采用低磨损部件，例如高品质轴承、特殊配方和加工材料，以及标准和半定制无刷DC电机，上述所有方法都能保证在较长的使用寿命期间提供极高的性能。

这家公司设计的泵是无油式的，因此设备运行时没有污染风险。泵本身的设计也非常独特，体现公司与众不同的设计理念：也就是说隔膜呈弯曲状态，而不是伸展状态。这种方法可以最大程度地降低移动隔膜所需的力量，同时也最大程度地提高隔膜效率，并减少操作所需的功率。上述各种优点结合在一起，让这套系统成为义肢连接应用的理想解决方案。

图2：Dynaflo泵利用的是可在负载下启动的真空来固定义肢，而不是使用皮带和绑带

市场上虽然已经出现一些使用锁定销、义肢套或义肢垫连接的义肢，但大多数义肢还是采用传统的绑带和皮带进行固定；这些绑带和皮带不但使用起来非常麻烦，而且随着时间的推移也会降低佩戴的舒适性。不仅如此，绑带和皮带所使用的材料还常常导致腿部连接位置刮擦和擦伤。这种创新的解决方案是一套基于吸附的连接系统。由于Dynaflo并没有一款现有装置可满足应用的需要，因此他们决定从零开始研发一款全新的产品。公司工程设计团队提出的微型隔膜真空泵设计需要达到一些关键技术规格才能正常工作（见图2）。

团队的主要关注点在于如何在使用过程中确保义肢不失去部分真空。这种潜在的危险情况可能导致肢体意外脱落，并可能为患者带来伤害。为了解决这个问题，团队必须确保泵在负载下才会启动。为了做到这一点，泵中使用的电机就必须在需要时提供极高的转矩。此外，这台泵还必须能在几秒钟内达到-27汞柱的真空。除了上述各项要求之外，泵的体积还必须极小，厚度不超过半英寸，这一切都让泵的最终设计参数变得十分具体且难以实现。

正确的电机

Dynaflo工程设计团队选择maxon RE16电机为泵提供动力（见图3）。RE电机是一款精密有刷DC电机，其中包含空心杯绕组、稀有金属换向以及稀土磁铁，从而确保精确控制，并可以使电流消耗与应用的转矩要求成比例。maxon为这款隔膜泵提供的电机解决方案可达到90%以上的效率，并同时保证正常运行所需的精细旋转运动。

电机使用的是石墨碳刷，功率达到2.5 W。RE13电机直径为13mm，额定转矩为1.44 mNm，并且可在高达10,600 rpm的转速下运行。事实上，maxon的RE系列电机也是唯一适合此类敏感且重要的应用场合的电机。Dynaflo能相对轻松地将电机纳入他们的设计之中。不仅如此，RE电机还是一种低噪音的解决方案。

图3：maxon设计和制造的RE16可提供在负载下启动真空泵所需的转矩。

maxon的技术专长以及对设计和制造细节的关注，赋予电机较长的使用寿命，从而能够长时间服务于真空泵应用。这同样也是一个特别有益的特点，因为公司需要的正是这样一种有利于泵长期运营的电机。在真空泵的成本中，电机成本所占的比例极高。出于这个原因，保证公司在翻新真空泵时能再次使用原有电机至关重要。maxon电机的使用寿命很长，这就让Dynaflo真空泵在经历长时间运营后仍能“保持初心”：Dynaflo已升级和翻新数千台真空泵，并为它们配备全新的泵头和阀门，但原有的maxon电机依然可以继续使用。

结论

在义肢连接应用中，真空泵依靠正确的电机保障其可靠运行。如果操作不当，在距离人体如此近的地方生成真空可能造成潜在危险。Dynaflo的工程设计团队谨慎选择和使用正确的部件，生产出一款安全耐用的真空泵，生命周期可长达数年。这就为终端用户提供一款操作简单、易于使用的产品。