Публикации и аналитика

Линейные двигатели применяются в робототехнике, компрессорах, гидравлических системах, нефтедобыче и других отраслях. Они отличаются энергоэффективностью и высокой точностью. Все чаще линейные двигатели помещают в бионические протезы, они преобразуют энергию в движение по прямой, например, чтобы человек мог поднять вещь или открыть шкаф. Однако конструкция таких устройств сложна и требует серьезного подхода при создании. Ранее ученые ПНИПУ разработали собственный линейный двигатель для протезов, а теперь нашли способ улучшить его конструкцию, чтобы упростить производство и повысить характеристики готовых изделий. Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления», № 3 за 2024 год. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Бионический протез с помощью чувствительных датчиков считывает электрический потенциал сохранившихся мышечных тканей руки, затем передает сигналы в микропроцессор. Это мощное устройство за доли секунды обрабатывает их и направляет нужную команду в двигатели, именно они приводят в движение части протеза. Сейчас используют обычные двигатели вращения и передаточный механизм, чтобы преобразовать движение в линейное, то есть по прямой. А в случаях, когда требуется несколько степеней свободы, например, запястье человека наклоняется в двух направлениях и вращается, приходится встраивать три отдельных двигателя. Это усложняет конструкцию протеза, делает его тяжелым и шумным. Ранее ученые ПНИПУ уже предложили заменять классические двигатели вращения на сферические и линейные, которые перекрывают эти недостатки. Следующий этап  — оптимизировать конструкцию так, чтобы увеличить одну из основных характеристик протезов  — тяговое усилие или по-другому вес, который способен выдержать протез. Классические электродвигатели состоят из двух основных частей  — статора и ротора. Первый  — неподвижная часть, с внутренней стороны которой сделаны пазы, куда укладывается обмотка, питаемая током. Ротор отличается тем, что вращается. За счет их взаимодействия образуется магнитное поле, которое приводит в движение протез. Сначала политехники усовершенствовали конструкцию пазов статора. Это позволило устранить проблемы в укладке обмотки, которые возникали при сборке. Новый паз состоит из двух частей, которые зажимают обмотку между собой и упрощают модульную сборку двигателя.  — Поcле изменения конструкции расчеты показали, что среднее тяговое усилие двигателя составило 10,3 Н, а размах колебания этого показателя  — 21,05 Н. Последнее считается большим показателем, из-за него сложно определить, когда нужно начать тормозить или наоборот разгонять вторичный элемент, который является аналогом ротора в линейном двигателе. Применимо к протезам это выглядит, как лаг в системе управления. Будет сложно привести пальцы в желаемое положение, они будут перемещаться то слишком далеко, то недостаточно,  — поясняет ведущий инженер кафедры электротехники и электромеханики ПНИПУ Александр Плюснин. С помощью моделирования удалось выяснить, что сталь магнитопровода недоиспользуется, поскольку индукция (возбуждение электрического тока) в среднем составляет примерно 1,15 Тл, при значении насыщения стали в 1,8 Тл. Возникает вопрос, что лучше сделать с будущим протезом: уменьшить количество стали и сделать его легче или увеличить напряжение питания и повысить его мощность. Ученые ПНИПУ рассмотрели оба варианта.  — В первом случае мы уменьшили толщину паза для обмотки в статоре, благодаря этому количество витков увеличилось с 63 до 75. В результате такой оптимизации колебание тягового усилия упало почти до 50% от изначального. А вот само тяговое усилие при этом уменьшись с 10,3 Н до 10,03 Н, но это считается допустимой потерей,  — рассказывает Александр Плюснин. В качестве второго варианта совершенствования двигателя политехники оставили части статора неизменными, но увеличили питающее напряжение c 3,7 В до 7,4 В. Так тяговое усилие увеличилось до 22,2 Н.  — В данном случае увеличением колебаний тягового усилия можно пренебречь, так как двигатель способен работать и на более низком напряжении за счет системы управления. Мы выяснили, что увеличение напряжения питания позволит увеличить диапазон развиваемого усилия. При этом уменьшение магнитопровода лишь незначительно снизит вес. Второй вариант оптимизации конструкции подходит лучше,  — объясняет старший преподаватель кафедры электротехники и электромеханики ПНИПУ Денис Опарин. Ученые ПНИПУ предложили новую конструкцию пазов статора линейного двигателя для бионических протезов и выяснили, что увеличение напряжения питания увеличит диапазон развиваемого усилия. Применение на практике результатов исследования сделают бионический протез его более точным и удобным в использовании, а также упростят его производство с технологической точки зрения. Источник: ПНИПУ

Заместители Министра обороны Российской Федерации Павел Фрадков и Анна Цивилева прибыли в войска Южного военного округа с рабочей поездкой. В ходе рабочей поездки они проверили ход строительства новых фондов пятого филиала 412 военного госпиталя Минобороны России.  Руководитель проекта от Военно-строительной компании Евгений Ребров доложил, что на данный момент продолжаются отделочные работы, также производится монтаж внутренних коммуникаций водо- и энергоснабжения, водоотведения, отопления, вентиляции и связи. В ходе осмотра будущих лечебных корпусов корпусов, Анна Цивилева поставила задачу предусмотреть дополнительный коечный фонд для прохождения реабилитации и протезирования. Строительство нового госпиталя будет полностью завершено к февралю 2025 года. «В ноябре у нас сдача административно-поликлинического корпуса. В дальнейшем они берут еще 4 месяца, чтобы полностью объект был сдан. Они ставят дату в феврале 2025 года, когда мы сможем действительно уже запустить этот госпиталь. Военнослужащие приедут сюда и будут получать квалифицированную медицинскую помощь в надлежащих условиях», - сказала Цивилева. Замглавы российского военного ведомства Павел Фрадков отметил, что развертывание военно-медицинских объектов по всей стране находится на особом контроле руководства Минобороны России. «Я думаю, надо начать с главного. Сейчас объекты медицинской инфраструктуры для Министерства обороны крайне важны в силу складывающихся обстоятельств и в силу момента времени. Руководством страны принято решение о развертывании достаточно большого количества военно-медицинских объектов в разных городах нашей страны, эти работы ведутся, они контролируются, находятся на особом контроле руководства Министерства обороны», - сказал Павел Фрадков. Будущее медицинское учреждение возводится на берегу Каспийского моря. При возведении госпиталя применены не только самые современные технологии строительства, но и медицины. Учреждение будет сдано «под ключ» с полным оснащением и передовым лечебно-диагностическим оборудованием для оказания высококвалифицированной помощи военнослужащим и членам их семей. В госпитальный комплекс в Махачкале будут включены административно-поликлинический корпус, лечебно-диагностический блок, корпус на 120 коек и инфекционное отделение на 30 мест. Также Анна Цивилева заявила, что уже начат набор медицинского персонала для госпиталя. До полноценного открытия объекта врачи усилят окружные военно-врачебные комиссии. «Меня заверили, что военно-врачебные комиссии сейчас будут работать намного оперативнее, ресурс есть, поскольку сейчас донабирают врачей, которые в дальнейшем пойдут уже трудиться в госпитале в Махачкале. Еще раз подчеркну: министр нам поставил задачу выяснить, где сейчас слабые места, где есть недоработка, не с целью какой-то кары, а с целью, наоборот, помощи и поддержки», - отметила заместитель министра. Источник: Департамент информации и массовых коммуникаций Министерства обороны Российской Федерации

Отечественный производитель комплектующих для протезов нижних и верхних конечностей компания МЕТИЗ представила современные разработки на выставке «Военно-полевая хирургия и реабилитация», которая состоялась 30-31 мая на площадке московского Экспоцентра.  Пневматические и гидравлические коленные модули, углепластиковые стопы, многосхватная бионическая кисть. На выставку в Экспоцентр компания МЕТИЗ привезла свою флагманскую продукцию. Все представленные изделия помогают людям, лишившимся конечностей, вести полноценный образ жизни.  Например, гидравлический коленный модуль МЕТИЗ 6Н30В не боится ни пресной, ни соленой, ни хлорированной воды, позволяет перемещаться по наклонной местности, легко подниматься и спускаться по лестницам, а также развивать скорость до 6 км/час. Функциональное и надежное российское изделие уже оценили в 40 странах мира почти на всех континентах планеты.   — Это очень востребованное изделие. Всего за год наш влагостойкий гидравлический коленный модуль завоевал интерес пациентов в России, а также и по всему миру. Например, эту модель закупает для своих солдат армия Египта. Также мы поставляем этот коленный модуль в такие технологически развитые страны как Япония и Южная Корея, - рассказал директор по развитию компании МЕТИЗ Сергей Барбаш.     На выставке присутствовал реабилитолог компании МЕТИЗ Егор Навроцкий. Бывший военный ещё в начале нулевых получил минно-взрывную травму, перенес ампутацию, восстановился и вернулся в строй. Сегодня Егор Михайлович сам помогает восстанавливаться пациентам после ампутаций. Среди его подопечных много бойцов СВО.   - Нет ничего невозможного в этой жизни. Есть только твёрдая вера в свои силы, ясная цель и жесткая дисциплина, - уверен Навроцкий. Если вам интересна тема протезирования и реабилитации приглашаем вас присоединиться к Телеграм-каналу МЕТИЗ https://t.me/metiz_impex. СПРАВКА О КОМПАНИИ Группа компаний МЕТИЗ, основанная в 1999 году, является ведущим российским предприятием, которое осуществляет полный цикл протезирования конечностей: от разработки и производства собственных модулей до изготовления протезов под индивидуальные параметры пациента с последующей реабилитационной программой. В 2024 году МЕТИЗ отмечает 25-летие.  Компания МЕТИЗ производит модули для протезов всех категорий для пациентов с разным весом и разным уровнем физической активности: - углепластиковые стопы (в том числе водостойкие); - коленные модули: полицентрические, пневматические, гидравлические (в том числе водостойкие);  - многофункциональные бионические протезы кистей; - адаптеры: регулируемые; нержавеющие из стали, титана, алюминия; надколенные поворотные.   Производственные мощности МЕТИЗ укомплектованы оборудованием для обеспечения полного цикла производства полуфабрикатов для протезов конечностей. Ежегодный объем выпускаемой продукции насчитывает свыше 100 000 изделий. На предприятии введена многоуровневая система контроля качества по стандартам ISO. Есть собственное конструкторское бюро и запатентованные разработки. Производство полностью российское – локализация 90%. В 2023 году за разработку и выпуск в серийное производство влагостойкого гидравлического коленного модуля 6Н30В компания была объявлена победителем Национальной промышленной премии «Индустрия». Награду собственнику компании Яне Ермалюк вручил Денис Мантуров. Больше фото/видео-материалов по ссылке https://disk.yandex.ru/d/3v2YAiHANKi6Gw Контакты для связи Телефон: +7 495 215 53 82 Эл.почта: office@metiz-ltd.ru  Адрес: ул. Колпакова, 24А, г. Мытищи Московская область, 141008 Сайт: www.metiz-ltd.ru