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低成本COVID19呼吸机即将开始生产

发布时间:2022年04月29日    点击:[0]人次

低成本COVID-19呼吸机即将开始生产

明尼苏达大学的一个团队和设计机械呼吸机组件的合作公司取得了非凡的成就:自设计工作首次开始仅三个星期,用于呼吸机的机械致动器的预生产单元就已经发货全面的生产才刚刚开始。

名为Coventor的设备基于手动操作的袋阀面罩(称为BVM或Ambo袋)设计,但使用电动机/执行器自动挤压袋。它并非旨在取代ICU呼吸机,而是在需要标准呼吸机但不再可用的情况下,为医疗机构提供挽救生命的选择中国机械网okmao.com。起始价格约为1,500美元,预计批量生产时可能会降至1000美元以下。

在FDA授予紧急使用授权(EUA)之前,已经有2,000台的订单,在几周内就可以制造和运输数千台呼吸机。使用现成的零件意味着可以迅速采购数十万个组件,这意味着更大的批量。

甚至如何迅速采取行动,也需要彻底颠覆许多相关工程师的传统思维方式。

Teknic的高级销售工程师Jon Klipfel说:“从构思到准备获得FDA批准的典型产品,我们与医疗设备公司进行了大量合作,”该公司开发了电机设计。“在这种情况下,我们需要快速迭代概念-原型测试并验证过程,以期在大约两周内实现大批量,快速部署。”

速度并不是唯一令人痛苦的要求。Teknic设计了许多医疗应用中使用的高精度伺服电机系统,需要尽可能地减少电子设备和软件,以最大程度地减少设计的复杂性。

“高精度运动控制是我们的长处,而这个项目的最大不同之处在于其无懈可击的简单性,” Klipfel强调说。“我们希望这是开源的,所以这不是我们要使用复杂的运动控制算法的设计。”

电子分销商Digi-Key与大学合作制定了通风机和源部件的计划,最初推荐以其高质量产品而闻名的Teknic从事电动机/执行器的设计工作,这是设计的主要组成部分。Klipfel说:“我们与团队见面,然后从那里起飞。” “我们当时把所有不是100%必需的东西都放在一边,专注于电动机/执行器设计。”

最终设计将需要是连接到某些机械装置的简单电动机,以及控制电动机总线电源的电源。

他解释说:“我们知道这种设计必须依靠易于使用的24电源,并且我们使用了简单的编码器旋钮作为提高速度的方法,该速度与呼吸速率成正比。” “这是万不得已的事情,但我们知道您可以批量购买大量零件。”

为了获得他们的努力反馈,Teknic团队转向了社交媒体,在YouTube上发布了视频,并使用Reddit征求了评论。

“就整个社交媒体而言,这确实是我们的首次尝试,” Klipfel说。我们的想法是让人们对我们正在从事的设计有所了解,并希望激发出一些想法,而我们肯定实现了。”

创建了最初的视频和帖子后,Klipfel说,信息和征求意见开始在网上各处弹出。“有一些非常有用的反馈,特别是在早期设计中,有几个正齿轮(以适应设计周围使用备用电动机),而工程师正在考虑将其用作直接驱动器。”

毫不奇怪,在一个工程师社区中,一些评论集中在涉及高级,精美功能的方法上。Klipfel说:“人们在质疑我们为什么不尝试或不尝试这种方法,并且肯定有一些真正的创意。” “但归根结底,我们的重要目标之一是能够极快地扩展规模,其中一些建议与该目标背道而驰。”

借助超压缩的时间表,Teknic工程师在24小时内创建了带有电动机的旋转齿轮的实体模型,不到一天后,他们便进行了3D打印。“对于第一个原型,我们没有工作台,我们必须使用可用的工具,” Klipfel说。“因此,我们的一位工程师刚刚抓住了一些备用的四乘四夹板和胶合板;就是那个工程水平。”

迄今为止,电动机/执行器的测试进展顺利,并且已经出货了数量有限的预生产单元。全面生产才刚刚开始。一旦单元通过了最低限度的测试,明尼苏达大学将发布最终设计文件。

一旦FDA批准了合适的EUA,Teknic及其合作伙伴将能够快速建立数千个单位。在建造这些早期单元时,工程师将修改设计,以使用简单的直流齿轮电动机和控件(由Teknic设计,但不出售),可以迅速从成千上万个来源中获取。

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