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用无刷直流电机控制系统 在电动手术床产品中的应用

文章出处:手术无影灯人气:发表时间:2020-3-24 21:31:19
无刷直流电机控制系统 在电动手术床产品中的应用为医疗器械的电动床,已被广泛地应用于医院、电动手术床疗养院、养老院等许多领域。当前市场上多数电动床的运动机构所采用的是有刷直流电机或异步电机。有刷直流电机存在可靠性、换向火花、机械噪声、粉尘等问题;异步电机需要220V的交流电源直接驱动,而医疗设备需要36V以下安全电压,使用无刷直流电机能从根本上解决系统以上问题,噪音小、无粉尘、可靠性高。
    无刷直流电机控制系统 在电动手术床产品中的应用 提高同类产品的性价比。针对医疗电动床的应用需求,提出了一种双自由度的无刷直流电机控制系统。该控制系统由一片8051单片机作为核心控制单元、两个MC33035专用控制芯片组成两个驱动器,两个驱动器分别驱动两个电机,带动电动床的两个可调部位作上下升降运动,进而满足人体舒适姿态要求。该方案系统成本低、性能好,具有较好的应用前景。本文从控制系统结构、驱动电路设计和软件实现三个方面阐述电床用双自由度无刷直流电机控制系统。
    1 系统设计
    1.1 控制系统结构
    为了使医疗电动床能够进行两自由度的运动,同时简化控制系统结构,本系统采用如图1的控制结构。该控制电路由单片机控制单元和驱动电路组成。该系统控制单元由一片8051单片机组成。它同时控制两个驱动器和两个电机工作。实现的主要功能为电动床位置记忆,并同时控制电机开/停机和正/反转。单片机同时输入两个电机的霍尔信号,可判断出电机当前的运行位置,进而可实现电动床位置信息存储。驱动电路由两套完全相同的驱动器组成,两个驱动器分别驱动两个相同的电机。该双自由度控制系统可实现人体舒适功能,两个连续并独立的可调区段,适应人体的颈,背和大小腿。双自由度电动床运动机构示意图如图2所示。这两个可调区段分别为人体背部部位和腿的弯曲部位,两个控制器控制两个电机分别驱动这两个部位作上下升降运动,以调节到满足人体舒适要求的最佳位置。

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