Тензометрические датчики от «Кели ПК» для передовой лаборатории: выводим испытания протезов на новый уровень

Содержание:

Ежегодно около 1,5 миллионов россиян получают технические средства реабилитации в связи с различными заболеваниями или травмами. Из них более 200 тысяч нуждаются в протезах конечностей. Эти люди хотят не просто восстановить утраченную мобильность. Они стремятся к полноценной жизни — с активностью, свободой передвижения, различными увлечениями. 

Протезы играют ключевую роль в их адаптации. Дают возможность не только уверенно чувствовать себя в повседневных делах, но и заниматься самыми разными видами спорта, путешествовать, осваивать новые профессии. Передовые технологии — от искусственного интеллекта до нейросервисов — выводят функциональность протезов на новый уровень. Но не менее важна и их надежность. 

При опытной носке невозможно моделировать повышенные или даже экстремальные нагрузки. Чтобы протезы были действительно безопасны не только в привычных, но и в нестандартных ситуациях, необходимы специализированные лаборатории. 

Испытания протезов: новые перспективы

В «Кели ПромКомплект» обратился производитель испытательных стендов для протезно-ортопедических изделий. Он планировал запустить принципиально новую лабораторию с высокоточным оборудованием. В ее условиях возможно быстро получить объективные данные о работе механических и бионических протезов. 

Стенды по его проекту моделируют нагрузку при обычной ходьбе и при сложных движениях, как например в спорте или при других активностях. В такой ситуации важно замерять не только базовые параметры, но и проводить испытания на скручивание и растяжение. В частности? контролировать угол наклона — определять, как он влияет на боковые нагрузки, грузоподъемность, максимальную нагрузку в тот или иной момент в конкретной части протеза и т.д.  

Именно для этого клиенту требовалось высокоточное оборудование, которое позволяет фиксировать мельчайшие изменения нагрузки и динамику работы протезов — тензометрические датчики на растяжение и скручивание.

Но возникла проблема — в связи с уходом с российского рынка европейских производителей, найти нужные датчики оказалось не так просто. Среди российских производителей такого оборудования клиент не нашел компанию, которая «закрывала» бы его запрос под ключ и максимально оперативно.

Компания «Кели ПК» — официальный представитель одного их мировых лидеров в сфере высокоточной тензометрии — китайского холдинга Keli Sensing Technology Co., Ltd.  Мы обладаем не только большим складским запасом как популярных, так и не самых востребованных датчиков, но и разрабатываем их под конкретные нужды. В случае с этим проектом мы использовали и уже готовые датчики, и проектировали их с нуля.

Требования к датчикам, поиск и разработка

При составлении матрицы оборудования под каждый проект наши инженеры предварительно изучают нормативную документацию и требования.

В данном случае они учитывали:

• ГОСТ Р ИСО 10328-2021 «Протезы. Испытания конструкции протезов нижних конечностей. Требования и методы испытаний».
• ГОСТ Р 52114-2021 «Узлы механические протезов верхних конечностей. Технические требования и методы испытаний». 

Проект испытательного комплекса предусматривал разные диапазоны статических и динамических нагрузок, а также особые требования к каждому виду испытаний. Все они приведены в таблице.

Стенд (вид испытаний)		Диапазон нагрузок	Особые требования	Точность поддержания нагрузки
Статические линейные		3 000 - 8 000 Н	- Ход исполнительного механизма – 150 мм  - Скорость достижения заданной нагрузки – регулируемая 100…250 Н/сек.  - Время удержания макс. нагрузки – 60 сек.	±1% от установленного значения
Циклические линейные		Синусоидальные колебания в диапазоне: 50-970 Н… 50-3 800 Н	- Частота колебаний – регулируемая 0,1-5 Гц  - Точность частоты колебаний – ±1% от установленной частоты  - Количество циклов в испытании – 3*106	±1% от установленного значения
Статические на кручение		3…50 Н*м	- Время удержания макс. нагрузки – 60 сек.  - Скорость достижения заданной нагрузки – не более 4 Н*м/сек	±1% от установленного значения
Циклические на кручение		Синусоидальные колебания в диапазоне:  3…31 Н*м	- Направление приложения крутящего момента – по и против часовой стрелки  - Частота колебаний – регулируемая 0,1-5 Гц  - Точность частоты колебаний – ±1% от установленной частоты.  - Количество циклов в испытании – 1*105	±1% от установленного значения
Голеностоп (линейное перемещение)	Статические	500…5700 Н	- Ход исполнительного механизма – 150 мм.  - Скорость достижения заданной нагрузки – регулируемая 100…250 Н/сек  - Время удержания макс. нагрузки – 30 сек.	±1% от установленного значения
	Циклические	Колебания в диапазоне: 50-1 000 Н… 50-3 200 Н	- Частота колебаний – регулируемая 0,5-5 Гц  - Точность частоты колебаний – ±1% от установленной частоты  - Количество циклов в испытании – 2*106  - Реализовать возможность задания формы колебаний по рисунку	±1% от установленного значения
Верхние конечности (линейное перемещение)	Статические	10…5 000 Н	Обеспечить скорость достижения заданной нагрузки 1…10 Н/сек	±1% от установленного значения
	Циклические	10…510 Н	- Синусоидальная форма колебаний с регулируемой частотой 0,1…0,5 Гц  - Точность частоты колебаний: ±1% от установленной частоты	±1% от установленного значения

Кроме этого, новые испытательные стенды подлежат обязательной сертификации.
Благодаря тому, что все модели датчиков Keli Sensing Technology производятся в соответствии с российскими ГОСТ, с получением описания типа или сертификата на продукцию сложностей не возникает. Если клиент не готов тратить время на эти процедуры, мы пройдем их самостоятельно и подготовим всю разрешающую документацию под ключ.

Итак, нам требовались датчики на растяжение и на скручивание. 

Подбор датчика на растяжение

Традиционно, испытание на растяжение — одно из самых часто проводимых в сфере механических испытаний материалов. Среди широкого модельного ряда датчиков Keli Sensing Technology мы достаточно быстро нашли тот, который подходил по форм-факторам.

Один из ключевых критериев его подбора — минимальная деформация. И для того, чтобы наглядно продемонстрировать клиенту, что выбранный S-образный датчик выдержит большие нагрузки, мы провели компьютерное моделирование.


 

  3d-модель показала, что деформация датчика под воздействием нагрузки в 750 кг составила всего 0,176 мм. Это удовлетворяло требованиям проекта, и мы перешли на следующий этап. 

Разработка датчика на скручивание

Решить вопрос с датчиками момента кручения оказалось сложнее. Почему? Потому что они не настолько востребованы, ведь сфера их применения сама по себе ограничена. Кроме этого, по техническому заданию они должны были обладать уникальными линейными характеристиками и низким гистерезисом — минимальным отставанием реакции на изменяющиеся условия, воздействующие на рабочее тело. 

Подобрать готовую модель, соответствующую всем требованиям, не удалось, поэтому мы приступи к разработке. Уровень компетенций инженеров «Кели ПромКомплект» позволяет успешно решать такие нестандартные задачи. Тем более, что нам, как официальным представителям Keli Sensing Technology Co., Ltd., предоставлен доступ ко всей базе проектов для заказчиков холдинга со всего мира. 

Опираясь на аналогичные разработки, с помощью специализированного программного обеспечения мы смоделировали нагрузки и определили оптимальную конструкцию датчика. Затем разработали чертежи, составили спецификации с техническими характеристиками и передали модель на производство.

 
Датчик на скручивание, разработанный «Кели ПК» для испытательной лаборатории

Таким образом мы под ключ «закрыли» запрос клиента на оснащение испытательной лаборатории необходимым оборудованием. Сделали это оперативно и с гарантией. В перспективе это позволит повысить скорость и качество проведения испытаний. Будет способствовать более безопасному и эффективному функционированию протезов в реальных условиях.

Тензометрические системы «Кели ПК» в других сферах

Комплексный подход к работе над проектами — от разработки технического решения, до его реализации и техподдержки — вот, что позволяет компании «Кели ПромКомплект» показывать высокий уровень сервиса. 

Специалисты разрабатывают уникальные высокоточные датчики, аналогов которых нет на российском рынке, например, системы для взвешивания железнодорожных вагонов или обеспечения безопасной швартовки нефтяных танкеров. Кроме этого, мы подбираем точные аналоги для замены тензодатчиков в любом импортном оборудовании.

Если сроки проекта вынуждают действовать быстро, организуем оперативную доставку продукции, в том числе авиационным транспортом.

Востребованность тензометрических разработок постоянно растет, особенно в свете государственного курса на цифровизацию промышленности, производства. Если ваш бизнес работает в любой сфере, связанной с измерением веса и контролем приложенной силы, инженеры «Кели ПК» предложат оптимальное решение для точного учета и мониторинга. 

Необходимо подобрать или разработать высокоточный датчик для весовых или силоизмерительных систем? Звоните по телефону 8 (800) 555-83-18 или оставляйте заявку на нашем сайте. Консультант перезвонит в течение суток, уточнит все подробности, и наши инженеры приступят к решению ваших задач.