Staiger的微流體電磁閥在假肢中的應用

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的病變，導致下肢知覺喪失，無法感知由不合適假體造成的損傷，最終可能導致進一步的截肢。開發一種阻尼假肢，旨在減少腳踝到膝關節間截肢患者的皮膚潰瘍和疼痛。本文將探討Staiger的Spider電磁閥在這一創新技術中的應用。

閥門用于調節假體的阻尼能力，并根據特定需求和使用場景（如站立、行走或爬樓梯）進行適配。閥門必須能夠承受高達200 bar的靜態壓力。

Staiger的Spider電磁閥以其緊湊的設計、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計特別適合集成到假肢中，不會增加額外的負擔。

該閥門是液壓阻尼假體的核心組件：它根據需要打開和關閉，從而調節阻尼/彈簧速率。這種直接與患者腿部交互的人機界面（MMI）單元，要求結構設計緊湊且系統具有長壽命。我們通過一種扁平銜鐵閥門（P15 2-way Spider）成功實現了這一高要求目標（包括高達200 bar靜態壓力的調節）。

P15 Spider HiProp 閥門 

• 型號：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

• 介質質量：≤ 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 Kv：最高 0.3 立方米/小時

• 環境溫度范圍：5 °C 至 50 °C

• 介質溫度范圍：5 °C 至 50 °C

• 存儲溫度范圍：-40 °C 至 80 °C

• 內部泄漏 @ 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

• 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（無流量時）：約 45 K/W

• 工作周期（無流量時）：100% @ I < 120 mA

• 電流滯后：< 10% 最大電流

   

使用Spider電磁閥的優勢包括:

• 精確控制：確保每個致動器都能提供所需的壓力，提高假肢的舒適性和功能性。

• 緊湊設計：輕量化和小型化的設計使得整個系統更加便攜，適合日常使用。

• 高可靠性：Spider電磁閥的耐用性和穩定性保證了假肢的長期可靠運行。

   

未來，科研團隊計劃將壓力傳感器直接集成到假肢襯墊中，可能會使用含有壓力傳感材料的新型柔軟針織織物。這將進一步提高假肢的智能化水平，使其能夠實時監測和調整壓力，為患者提供更加個性化和舒適的穿戴體驗。

結論

Staiger的Spider電磁閥假肢中的應用，展示了其在精密流體控制領域的強大能力。通過集成這一高效、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量。隨著技術的進一步發展，Spider電磁閥有望在更多醫療和康復設備中發揮關鍵作用。