تحليل براءات الاختراع في Mingxu Machinery: مكون قابل للتعديل ذاتيًا للموثوق الذاتي للأجهزة الطبية (براءات الاختراع رقم: ZL 2023 2 3463961.x)

الخلفية الفنية ونقاط ألم الصناعة

في الأجهزة الطبية الدقيقة (مثل أجهزة الجر العظمية والأسلحة الروبوتية الجراحية الغازية الحد الأدنى) ، يؤثر استقرار التشحيم الديناميكي للمكونات القابلة للتعديل بشكل مباشر على عمر المعدات والسلامة التشغيلية. تقليدي محامل التشحيم الذاتي عمومًا لديك عيوبان رئيسيان:

ل الفشل الهيكلي: إن قوة الترابط البيني بين كتلة التشعبات الذاتي الملبدة بالمسحوق والركيزة غير كافية (عادةً 15 ميجا باسكال) ، مما يجعلها عرضة للتشكيل الدقيق والانفصال تحت الأحمال المتناوبة (مصدر البيانات: J. Triboل. 2023 ، 145 (3) ، 031702).

l تدهور التشحيم: يعتمد تجديد زيوت التشحيم على الصيانة اليدوية ، وبعد 300 ساعة من التشغيل المستمر ، يزداد معامل الاحتكاك بأكثر من 40 ٪ (اختبار ASTM G99 القياسي).

تحليل الابتكار التكنولوجي الأساسي

أولا

1.1 نظام الحد ثلاثي الأبعاد

وحدة قفل الحلقة الخارجية:

• يتم توفير أخدود وضع دائري (101) على الجدار الخارجي لجسم حلقة التعديل (10) ، مع 3 مجموعات من الثقوب المحددة φ2.5 مم (102) (التسامح ± 0.01mm) موزعة بالتساوي داخل الأخدود.

• تتبنى أول كتلة تشتيت ذاتي (20) مادة مركبة من الجرافيت (CU-15 ٪ SN-8 ٪ GR). يتم تشكيل الجزء الحلقي (201) ودبابيس الحد (202) بشكل متكامل من خلال تصنيع التصريف الكهربائي. تتبنى الدبابيس والثقوب المقيدة انتقال H7/G6 لتحقيق القيد الشعاعي (انظر الشكل أدناه).

وحدة تعزيز الحلقة الداخلية:

يتم تضمين كتلة التركيب الذاتي الثاني (30) في أخدود التثبيت (103) ، مع اختراق الدبوس الثاني (301) من خلال الجدار الجانبي لحلقة التعديل لتشكيل تعشيق محوري مع ثقب الحد (102) ، وبناء شبكة قيود ثلاثية الأبعاد (انظر الشكل أدناه).

1.2 تعزيز الخصائص الميكانيكية

• يوضح تحليل العناصر المحدودة أن هذا الهيكل يزيد من قوة القص البينية إلى 38.7 ميجا باسكال (مقارنة بـ 12.4 ميجا باسكال لعمليات الترابط التقليدية).

• اختبار الاهتزاز (معيار ISO 10816-1) يكشف أن أقل من 50 هرتز/5 غرام ، إزاحة كتلة التشحيم أقل من 5 ميكرون (متوسط ​​الصناعة> 50 ميكرون).

الثاني. تصميم نظام التشحيم الذاتي

2.1 بنية توجيه الزيت الصغرى

• يتم تشكيل 12 أخاديد توجيه الزيت الحلزوني (105) بعرض 0.8 مم وعمق 0.5 مم على الجدار الداخلي لحلقة التعديل ، مما يتيح التجديد التلقائي للشفى من خلال الحركة الشعرية.

• ترتبط أخاديد توجيه الزيت بأخاديد التثبيت (103) ، وتشكل شبكة "مسار زيت بانش الزيت الرئيسي" ، مما يزيد من سرعة انتشار مواد التشحيم بمقدار 3.2 مرات (انظر مخطط سحابة محاكاة سرعة التدفق أدناه).

2.2 تحسين المواد التآزرية

• تتبنى كتلة التشحيم الذاتي عملية تلبيد التدرج: الطبقة السطحية هي طبقة جرافيت مسامية (مسامية 25 ٪ ± 2 ٪) ، والطبقة السفلية عبارة عن سبيكة نحاسية كثيفة ، وسعة تخزين الزيت الموازنة والقوة الميكانيكية.

• بعد اختبار الكتلة على الحلقة (تحميل 200n ، السرعة 60 دورة في الدقيقة) ، يستقر معامل الاحتكاك في حدود 0.08-0.12 ، مع معدل تآكل قدره 3.2 × 10⁻⁶ mms/n · m (مقارنة بـ 9.7 × 10⁻⁶ للهياكل التقليدية).

ثالثا. آلية التكيف المريح

3.1 تحديد موقع العتاد

• تم تصميم الجدار الخارجي مع 12 أخاديد تعديل على شكل قوس (104) مع دائرة نصف قطرها الانحناء من R = 1.5 مم ، مقترنة مع كرات فولاذية محملة النابض لتحقيق دقة ± 0.5 درجة.

• تُظهر اختبارات عزم الدوران أن عزم الدوران الذي يغير الترس هو 0.15-0.25N · M (تمشيا مع معيار ISO 10993 للقوات التشغيلية الطبية).

3.2 التصميم القابل للاستبدال

• كتلة التشحيم الذاتي والقاعدة متشابكة ميكانيكيا بدلاً من المستعبدين كيميائيا ، ودعم الاستبدال في الموقع (قوة الإزالة ≤20n ، قوة التثبيت ≥50n).

• تمتد دورة الصيانة إلى 5000 دورة (مقارنة بـ 800 دورة للهياكل التقليدية).

جدول المقارنة للمعلمات الفنية

التحقق من سيناريو التطبيق النموذجي

الحالة 1: مفصل الدوران لجهاز الجر العظمي

• بعد التشغيل المستمر لمدة 2000 ساعة تحت حمولة ديناميكية قدرها 200n ، لم يكن هناك انفصال كتلة التشحيم ، وكان تقلب عزم الدوران أقل من 5 ٪ (كانت الهياكل التقليدية تقلبات> 30 ٪).

• تشير التغذية المرتدة السريرية إلى أن معدل إصلاح المعدات قد انخفض من 1.2 مرة في السنة إلى 0.3 مرة في السنة (مصدر البيانات: تقرير قسم المعدات من مستشفى ثالث في شرق الصين في عام 2023).

الحالة 2: آلية ضبط الزاوية من المنظار

• في بيئة مع رطوبة 90 ٪ من RH ، كان معدل الاحتفاظ بمواد التشحيم> 85 ٪ (التصميمات التقليدية كان <60 ٪).

• تم تحسين الدقة التشغيلية إلى ± 0.3 درجة ، وتلبية معيار EN 60601-2-18 للمعدات الكهربائية الطبية.

من خلال المسارات التقنية الثلاثة لتصميم بنية التشابك الطوبولوجي ، والتحكم في تزييت الميكروفلويديك ، وهندسة المواد التدرج ، أعادت براءة الاختراع لدينا تعريف معايير الموثوقية للمكونات القابلة للتعديل في الأجهزة الطبية. وفقًا للبحث في الجدة (Derwent Innovation) ، فإن هذا الهيكل يقود دوليًا من حيث قدرات مكافحة الانفصال والصيانة الذاتية.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد ، يرجى الاتصال مينغسكو آلات للحصول على تقرير براءات الاختراع الكامل: [email protected]