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用無刷直流電機控制系統 在電動手術床產品中的應用

文章出處:手術無影燈人氣:發表時間:2020-3-24 21:31:19
無刷直流電機控制系統 在電動手術床產品中的應用為醫療器械的電動床,已被廣泛地應用于醫院、電動手術床療養院、養老院等許多領域。當前市場上多數電動床的運動機構所采用的是有刷直流電機或異步電機。有刷直流電機存在可靠性、換向火花、機械噪聲、粉塵等問題;異步電機需要220V的交流電源直接驅動,而醫療設備需要36V以下安全電壓,使用無刷直流電機能從根本上解決系統以上問題,噪音小、無粉塵、可靠性高。
    無刷直流電機控制系統 在電動手術床產品中的應用 提高同類產品的性價比。針對醫療電動床的應用需求,提出了一種雙自由度的無刷直流電機控制系統。該控制系統由一片8051單片機作為核心控制單元、兩個MC33035專用控制芯片組成兩個驅動器,兩個驅動器分別驅動兩個電機,帶動電動床的兩個可調部位作上下升降運動,進而滿足人體舒適姿態要求。該方案系統成本低、性能好,具有較好的應用前景。本文從控制系統結構、驅動電路設計和軟件實現三個方面闡述電床用雙自由度無刷直流電機控制系統。
    1 系統設計
    1.1 控制系統結構
    為了使醫療電動床能夠進行兩自由度的運動,同時簡化控制系統結構,本系統采用如圖1的控制結構。該控制電路由單片機控制單元和驅動電路組成。該系統控制單元由一片8051單片機組成。它同時控制兩個驅動器和兩個電機工作。實現的主要功能為電動床位置記憶,并同時控制電機開/停機和正/反轉。單片機同時輸入兩個電機的霍爾信號,可判斷出電機當前的運行位置,進而可實現電動床位置信息存儲。驅動電路由兩套完全相同的驅動器組成,兩個驅動器分別驅動兩個相同的電機。該雙自由度控制系統可實現人體舒適功能,兩個連續并獨立的可調區段,適應人體的頸,背和大小腿。雙自由度電動床運動機構示意圖如圖2所示。這兩個可調區段分別為人體背部部位和腿的彎曲部位,兩個控制器控制兩個電機分別驅動這兩個部位作上下升降運動,以調節到滿足人體舒適要求的最佳位置。

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