В бионические протезы все чаще помещают линейные двигатели, которые преобразуют энергию в движение по прямой, например, чтобы человек мог поднять или открыть что-то. Конструкция таких устройств сложна, однако ученые ПНИПУ сначала разработали собственный линейный двигатель для протезов, а затем улучшили его конструкцию так, чтобы упростить производство и повысить характеристики готовых изделий. Результаты работы описаны в статье, опубликованной в журнале «Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления».
Бионический протез с помощью чувствительных датчиков считывает электрический потенциал сохранившихся мышечных тканей руки, а затем передает сигналы в микропроцессор. Он за доли секунды обрабатывает их и направляет команду в двигатели, которые они приводят в движение части протеза. Обычно в таких конструкциях используются обычные двигатели вращения и передаточный механизм, чтобы преобразовать движение в линейное, т.е. по прямой. Но когда требуется несколько степеней свободы, например, запястье человека наклоняется в двух направлениях и вращается, приходится встраивать три отдельных двигателя, что делает протез сложным, тяжелым и шумным.
Ранее ученые ПНИПУ предложили заменять классические двигатели вращения на сферические и линейные, которые не имеют этих недостатков. Следующий этап — оптимизация конструкции для увеличения одной из главных характеристик протезов (тягового усилия или веса, который они способны выдержать).
Классические электродвигатели состоят из неподвижного статора и вращающегося ротора, за счет взаимодействия которых образуется магнитное поле, приводящее в движение протез. Авторы новой работы предложили новую конструкцию пазов статора линейного двигателя для бионических протезов и выяснили, что увеличение напряжения питания увеличит диапазон развиваемого усилия. Применение полученных результатов позволит сделать бионический протез более точным и удобным в использовании, а также упростит его производство.
