[發明專利]醫用電動鉆控制器

無效

• 申請號: 200810200986.1
• 申請日: 2008-10-10
• 公開（公告）號: CN101375807A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 左小五
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: A61B17/16
• 分類號: A61B17/16
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種儀器控制器，特別涉及一種醫療上使用的電動鉆控制器。

背景技術

醫用電動鉆廣泛應用于骨科醫療手術中，在電動鉆的使用過程中，電機損壞是醫用電動鉆的主要故障，電機保護技術是醫用電動鉆的核心技術之一。

醫用電動鉆的電機損壞原因主要由3個原因造成的，1)長時間堵轉，出現大電流而燒毀電機；2)長時間過載造成電機過熱而燒毀電機；3)正轉與反轉的連續切換容易出現大電流而燒毀電機。

發明內容

本發明是針對現有醫用電動鉆控制電機保護不完善的問題，提出了一種醫用電動鉆控制器，具有堵轉、過載、正反轉產生大電流等電機保護，利用微處理器和相關電路實現軟硬件智能控制的醫用電動鉆控制器。

本發明的技術方案為：一種醫用電動鉆控制器，其特征在于，包括微處理器、輸入信號電路、顯示電路、電機驅動控制與保護電路和電源電路，輸入信號電路包括手控開關、腳控開關、鍵盤、電機電流檢測電路和電機電壓檢測，輸入信號電路的信號輸入到微處理器中，微處理器根據輸入信號將信息處理后輸出到顯示電路顯示電機狀態，同時輸出信號通過光電隔離隔離后到電機驅動控制與保護電路對電機進行控制和保護，顯示電路包括正反轉指示燈、負載指示燈、液晶顯示器，微處理器輸出信號通過開關電源電壓調節電路到開關電源，開關電源給電機驅動控制與保護電路提供電源。

所述電機電流檢測電路由康銅絲與數個運算放大器構成由電機電流檢測電路所檢測到的模擬信號送到所述微處理器的AD通道中，微處理器定時檢測電機電流，監控保護電機。

所述電機驅動控制和保護電路中包括起隔離抗干擾的光電隔離電路，二重保護的MOSFET柵極穩壓管和自恢復保險絲F1。所述MOSFET柵極穩壓管的散熱器旁裝一溫度傳感器，檢測MOSFET柵極穩壓管的散熱器溫度輸入微控制器，監控電機過載。

本發明的有益效果在于：本發明醫用電動鉆控制器是基于微處理器的，配合相關的功能電路，具備轉速設置、電機狀態監控，負載顯示，過載保護，寬范圍無級調速等多種功能，達到了醫用電動鉆控制的智能化，實時監控電機運行狀況，有效防止電機過載、堵轉等不正常工作。

附圖說明

圖1是本發明醫用電動鉆控制器的控制原理框圖；

圖2是本發明醫用電動鉆控制器中光電隔離與電機驅動控制與保護電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示電動鉆控制器的控制原理框圖，控制器包括微處理器1、輸入信號電路、顯示電路、電機驅動控制與保護電路3和電源電路，輸入信號電路包括手控開關10、腳控開關9、鍵盤8、電機電流檢測電路7和電機電壓檢測電路6，輸入信號電路的信號輸入到微處理器1中，微處理器1根據輸入信號將信息處理后輸出到顯示電路顯示電機的狀態，同時輸出信號通過光電隔離電路2隔離后到電機驅動控制與保護電路3對電機進行控制和保護，顯示電路包括正反轉指示燈11、負載指示燈12、液晶顯示器13，微處理器1輸出信號通過開關電源電壓調節電路4到開關電源5，開關電源5給電機驅動控制與保護電路3提供電源。

鍵盤8設定電動鉆的轉速和正反轉設置，并在LCD液晶顯示電路13上顯示電鉆的轉速，操作直觀。

腳控開關9和手控開關10均可啟停電動鉆，可實現手動控制和腳動控制的自由切換，操作方便。

電機電流檢測電路7可檢測電機負載大小，當出現輕微過載時報警提示，嚴重過載時啟動保護電路3，可靠性高。

電機電壓檢測電路6通過微處理器1配合開關電源電壓調整電路4根據智能調節算法，輸出到電機驅動控制與保護電路控制電鉆的轉速，實現無級調速控制。

光電隔離電路2與電機驅動控制與保護電路3，在微處理器1程序的控制下，驅動和保護電機。

光電隔離電路2與電機驅動控制與保護電路3原理圖如圖2所示，Q1、Q2、Q3、Q4信號來于微處理器1，在微處理器1程序的控制下，驅動和保護電機。多重保護與監測電路，實現可靠的控制，光電隔離U3、U4的上拉與下拉，MOSFET柵極穩壓管Q1-Q4的保護，自恢復保險絲F1的應用。

在電機驅動控制與保護電路中采用了康銅絲，即圖2中的Rx與運算放大器等構成了電機電流檢測電路，由電機電流檢測電路所檢測到的模擬信號送到微處理器1的AD通道中，微處理器1通過程序設計采用類似“打嗝”技術，即采用定時器定時檢測電機電流。當堵轉時，電機電流超過設定電流上限一段時間后，微處理器1通過控制電機驅動控制與保護電路3切斷電機電流，進入暫停等待，等待一定時間后再次啟動電機，如此循環，可解決堵轉問題。