[發(fā)明專利]一種醫(yī)用步進(jìn)電機(jī)行程控制裝置的槽型光電開關(guān)結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN107689757A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁鐵鷹;王直;陸斌;滕凱;孫標(biāo);許根源;李藍(lán)燕;張瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇博權(quán)醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: H02P8/14
• 分類號: H02P8/14;H02K11/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及醫(yī)用運(yùn)動控制領(lǐng)域，尤其是一種醫(yī)用步進(jìn)電機(jī)的控制。

技術(shù)背景：

在醫(yī)學(xué)科研及醫(yī)療檢驗(yàn)方面自動化程度和精確度要求越來越高。如檢測樣品的自動進(jìn)樣、定量攝取都需要嚴(yán)格的長度行程控制要求。如何快速可靠且低成本的實(shí)現(xiàn)高精度的行程控制重要的使用價(jià)值。由于醫(yī)用檢測儀器的自動化的大趨勢，而由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的角度和行程控制成為最基本的組成模塊。現(xiàn)有涉及醫(yī)用自動化的行程控制器件多為國外進(jìn)口，價(jià)格高昂控制復(fù)雜，對于自動化醫(yī)用檢測儀器的研發(fā)，維修來講是一筆不小的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的成本高昂控制復(fù)雜的特點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種醫(yī)用步進(jìn)電機(jī)行程控制裝置的槽型光電開關(guān)結(jié)構(gòu)。

一種醫(yī)用步進(jìn)電機(jī)行程控制裝置的槽型光電開關(guān)結(jié)構(gòu)，包括步進(jìn)電機(jī)和行程控制板，步進(jìn)電機(jī)上設(shè)置有絲桿，絲桿上連接有滑塊連桿裝置，滑塊連桿裝置上設(shè)置有擋片，行程控制板上設(shè)置有四個(gè)槽型光電開關(guān)，其中上限位設(shè)置兩個(gè)，槽型光電開關(guān)一和槽型光電開關(guān)二，下限位設(shè)置兩個(gè)，槽型光電開關(guān)三和槽型光電開關(guān)四，當(dāng)滑塊連桿裝置上的擋片運(yùn)動至槽型光電開關(guān)上的槽之間時(shí)，槽型光電開關(guān)產(chǎn)生一個(gè)電平觸發(fā)信號。

本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)加減速行程控制裝置在行程控制板上設(shè)置四個(gè)槽型光電可用于行程控制，作為限位的冗余保護(hù)裝置，控制方法簡單有效。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明控制板和電機(jī)裝置示意圖。

圖3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊示意圖。

圖4為本發(fā)明零位、限位、加減速控制流程圖。

具體實(shí)施方式：

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一種醫(yī)用步進(jìn)電機(jī)行程控制裝置的槽型光電開關(guān)結(jié)構(gòu)，包括步進(jìn)電機(jī)6和行程控制板10，步進(jìn)電機(jī)6上設(shè)置有絲桿8，絲桿8上連接有滑塊連桿裝置5，滑塊連桿裝置用于帶動其他設(shè)備，如進(jìn)樣針、定量注射器等；滑塊連桿裝置5上設(shè)置有擋片7，行程控制板10上設(shè)置有四個(gè)槽型光電開關(guān)，其中上限位設(shè)置兩個(gè)，槽型光電開關(guān)一1和槽型光電開關(guān)二2，下限位設(shè)置兩個(gè)，槽型光電開關(guān)三3和槽型光電開關(guān)四4，當(dāng)滑塊連桿裝置上的擋片7運(yùn)動至槽型光電開關(guān)上的槽之間時(shí)，槽型光電開關(guān)產(chǎn)生一個(gè)電平觸發(fā)信號，步進(jìn)電機(jī)6連接主控制器模塊、電源模塊和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊，控制步進(jìn)電機(jī)包括以下步驟：

步驟1：裝置上電啟動后，主控器模塊先自檢，根據(jù)各個(gè)槽型光電開關(guān)的狀態(tài)判斷當(dāng)前電機(jī)位置狀態(tài)；

步驟2：如果上限位的槽型光電開關(guān)一1處于觸發(fā)狀態(tài)，則主控制器判斷當(dāng)前位置為正常初始狀態(tài)；

步驟3：如果上限位的槽型光電開關(guān)一1未處于觸發(fā)狀態(tài)，主控制器判斷電機(jī)處于非零位狀態(tài)，主控制器控制電機(jī)運(yùn)行至初始狀態(tài)；

步驟4：主控制器發(fā)出電機(jī)運(yùn)行指令，電機(jī)低速啟動，當(dāng)擋片7運(yùn)行至槽型光電開關(guān)二2上的槽之間，槽型光電開關(guān)二2產(chǎn)生觸發(fā)信號時(shí)，電機(jī)加速至勻速運(yùn)行，當(dāng)擋片7運(yùn)行至槽型光電開關(guān)三3上的槽之間，槽型光電開關(guān)三3產(chǎn)生觸發(fā)信號時(shí)，則電機(jī)減速運(yùn)行，當(dāng)擋片7運(yùn)行至槽型光電開關(guān)四4上的槽之間，槽型光電開關(guān)四4產(chǎn)生觸發(fā)信號時(shí)，則電機(jī)停止運(yùn)行。

槽型光電開關(guān)共四個(gè)，其中上限位兩個(gè)，下限位兩個(gè)，槽型光電開關(guān)由紅外線發(fā)射管和紅外線接收管組合而成，其作用實(shí)在滑塊裝置上的擋片運(yùn)動至槽型光電開關(guān)上的槽之間時(shí)，槽型光電開關(guān)產(chǎn)生一個(gè)電平觸發(fā)信號，該信號與槽型光電開關(guān)原始狀態(tài)之間的信號相反，主控制器接收到該信號時(shí)判斷當(dāng)前的位置或運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而做出相應(yīng)的控制命令，所述的四個(gè)槽型光電開關(guān)作用兩個(gè)：一、有上下各兩組開關(guān)作為上下限位，當(dāng)其中某一個(gè)上限位或者下限位的光電開關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，另外一個(gè)起到冗余保護(hù)的作用；第二、作為步進(jìn)電機(jī)加速或減速的觸發(fā)信號，步進(jìn)電機(jī)一般需要一定的低頻率啟動，在固定行程上運(yùn)動時(shí)，加減速需要進(jìn)行測算，軟件實(shí)現(xiàn)過程復(fù)雜，本裝置的四個(gè)槽型光電開關(guān)中的光電開關(guān)一1和光電開關(guān)四4可作為上下限位開關(guān)，光電開關(guān)二2和光電開關(guān)三3可作為加減速觸發(fā)信號，當(dāng)對應(yīng)的光電觸發(fā)時(shí)，主控制器根據(jù)運(yùn)行的方向和狀態(tài)做出相應(yīng)的加速或減速命令。

主控制模塊采用ARM微控制芯片，ARM微控制芯片具有RS232串口或SPI或IIC或CAN或RJ45或USB通信接口，可方便接入到其他自動控制裝置或自動化檢測儀器中，以此實(shí)現(xiàn)一種簡單有效的醫(yī)用行程控制。電源模塊包括給主控制器模塊供電部分以及給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊供電部分。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊可驅(qū)動兩相四線的步進(jìn)電機(jī)，最大驅(qū)動電流達(dá)到3A以上，可根據(jù)控制器輸出的脈沖以及細(xì)分控制腳控制電機(jī)轉(zhuǎn)動速度，根據(jù)方向控制腳控制電機(jī)轉(zhuǎn)動方向，根據(jù)使能控制腳控制電機(jī)的通斷啟停。