集成伺服電機(jī)

在開發(fā)階段，實踐證明集成伺服電機(jī)本身是最重要的積極結(jié)果之一。伺服電機(jī)的尺寸使其可以很容易就安裝在被液壓部件占用的場地上。電機(jī)的轉(zhuǎn)矩等級可以讓其很好地適應(yīng)鋸木廠應(yīng)用中運送板材所需要的大功率和低轉(zhuǎn)速。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度配置文件也讓替換原有的一種機(jī)械設(shè)計中的齒輪箱成為可能，其結(jié)果是減少部件的成本。運動控制部件的精度讓WaneShear將其傳送帶的誤差從1/8英寸降低到1/250英寸，這使得鋸木公司可以在不犧牲切割精度的情況下縮短傳送皮帶的長度。

今天，伺服系統(tǒng)和CNC、PLC、變頻器等其它自動化產(chǎn)品一樣，已經(jīng)成熟應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。伺服驅(qū)動器是集強(qiáng)電和弱電，數(shù)字和模擬信號于一體的電能變換裝置，不可避免的存在電磁干擾問題。尤其2015年YY0505-2012標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制執(zhí)行，更促進(jìn)了醫(yī)療器械行業(yè)對電磁兼容問題的重視。

針對伺服系統(tǒng)的電磁兼容性問題本文以某公司設(shè)計的一款以伺服系統(tǒng)為主的醫(yī)療機(jī)器人的EMC干擾類型、風(fēng)險評估以及抵制方法等幾個方面進(jìn)行闡述。

三、醫(yī)療機(jī)器人干擾類型及風(fēng)險

1.來自空間的輻射干擾

來自空間的輻射干擾分布極為復(fù)雜，通常都是電磁感應(yīng)的形式在空間傳播的。這類干擾像空氣一樣也無處不在，如打手機(jī)時，電視機(jī)的圖像會產(chǎn)生雪花點。飛機(jī)飛行中禁止使用手機(jī)等也是基于避免輻射干擾的考慮。

那么，對于醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)YY0505里這類干擾主要是以輻射抗擾度為主，風(fēng)險在于輻射干擾存在時可能會引起PC工作的不正常，例如，PC機(jī)損壞，液晶顯示器顯示異常，機(jī)械手臂的動作不受控等。機(jī)械手臂作為醫(yī)療機(jī)器人的主要功能不能有任何異常，尤其不受控的動作是絕對不允許的。

2.來自系統(tǒng)內(nèi)部配線間的輻射干擾

這類干擾的途徑多為自控系統(tǒng)中的變頻器和伺服驅(qū)動器產(chǎn)生的噪音，經(jīng)由電源電纜、信號電纜或者錯誤的接地電纜等，輻射到系統(tǒng)中的其它電纜，從而影響到機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運行。

根據(jù)框圖，我們可以分析到低壓直流配線與AC220V配線間的輻射干擾，主板接口線、絕對位置編碼器線、CAN通信線、直流電源線、電機(jī)線、編碼線等線間相互干擾等。都可能會干擾PC和機(jī)械手臂的正常工作。

3.來自系統(tǒng)外部的傳導(dǎo)干擾

● 所使用的電網(wǎng)中可能會由于主要的電力系統(tǒng)開關(guān)瞬態(tài)及雷電瞬態(tài)產(chǎn)生的浪涌干擾；浪涌的能力相對較大，極有可能把沒有防護(hù)的機(jī)器人的電源部分打壞。

● 由導(dǎo)體中的工頻電流產(chǎn)生的，或由附近的其他裝置（如變壓器的漏磁通）所產(chǎn)生的工頻磁場干擾。一般會影響機(jī)器人的傳感器采集傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，影響機(jī)器人的正常工作。

● 由電網(wǎng)（主要是短路）或負(fù)荷突然出現(xiàn)大的變化引起的。在某些情況下會出現(xiàn)兩次或多次連續(xù)的暫降或中斷，會引起機(jī)器人內(nèi)部某些電路復(fù)位不成功、數(shù)據(jù)保存出錯。由來自射頻發(fā)射機(jī)的電磁場，該電磁場可能作用于連接安裝設(shè)備的整個電纜上。通過線纜傳導(dǎo)的方式可能會影響機(jī)器人的正常工作。

● 當(dāng)人體攜帶的靜電靠近或接觸機(jī)器人時對機(jī)器人的放電，也可能會影響機(jī)器人的正常工作，元器件打壞等等。





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