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引言

引言生化分析仪是临床诊断中常用的重要仪器之一，随着医学科学的进步，生化分析仪由手工操作进入机械化、自动化阶段。自动生化分析仪具有精度高、重复性好、功能齐全、测试项目多等特点，还有快速、简便、微量等优点，在实验室和临床检验中得到了广泛的应用。目前在国内全自动生化分析仪市场上，虽然国产品牌正迎头赶上，但仍旧是国外产品占主导地位，究其原因主要是国产品牌在可靠性和自动化程度上还有一定差距。直线步进电机是应用于自动生化分析仪加样系统中的有别与传统传动方式的一项专利技术产品，它能够在实现精确加样和自动装载的同时保证系统的高寿命和高可靠性。

直线步进电机在自动生化分析仪上的应用

自动生化分析仪是把临床生化分析的取样、加试剂、去干扰、混合、保温反应、检测、数据处理、结果显示和输出，以及清洗等实验操作步骤实现自动化操作的仪器。

自动生化分析仪的自动加样、取样功能是通过其加样系统来实现的。加样系统中的机械执行机构一般包括：悬臂机构和驱动机构。国内目前的驱动机构一般采用旋转步进电机与传动机构诸如：同步带、齿轮齿条，滚珠丝杆之类；传动机构与悬臂机构相连，从而实现自动加样取样功能。滚珠丝杆缺点是体积大，成本高，对机构调校要求高，而且滚珠丝杆一般螺距较大，造成机构分辨率不高。而其他传动方式的缺点在于精度不高，再就是噪音比较大，最关键的是寿命无法保证，从而影响了产品的整体质量和档次，与国外同类产品的竞争中处于不利地位。图1是传统的传动方式结构。

图1 传统的传动方式结构

而直线步进电机以其高精度，高可靠性弥补以上缺陷的同时实现了自动生化分析仪的精确加样，自动装载。

图2是直线步进电机在生化分析仪加样臂上的典型应用。

图2 直线步进电机结构

由于直线步进在电机内部实现旋转运动到直线运动的转换，使悬臂机构与电机直接连接，在做到机构尽量精巧简洁的同时，无须中间传动环节的机械机构使其能够做到更高精度，更高效率以及更高寿命。

更简洁：直线步进电机的在结构上的特性带来了它在使用上的便利。事实上，直线步进电机之所以在自动生化分析领域有如此成功的应用，原因是其简洁、精确、灵敏高可靠性的特点完美的契合了自动生化分析仪对线性运动控制性能要求。

更高精度：直线步进电机采用acme螺杆传动，螺杆一次碾压成型，传动精度可以做0.0005mm/mm，最高分辨率可达0.0015mm。此外为了达到更高精度，可以配上反向消隙螺母，它能够消除背隙，达到更高的传动精度。

更高效率：与齿轮齿条传动或者同步带传动等自动生化分析仪中常用的传动机构相比，直线步进电机无疑有着更高的传动效率。首先是其acme螺杆与一般的v形螺纹相比，其29°牙形角效率更高，并且由于它专门为传动设计，所以表面光洁度、螺距精度以及公差都不是v形螺纹可以比拟的。

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关键词： 步进电机 生化分析仪 运动伺服