腰椎牽引整復(fù)按摩機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、醫(yī)療器械行業(yè)是一個(gè)多學(xué)科交叉、知識(shí)密集、資金密集的高科技產(chǎn)業(yè)。由于這幾年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)療器械對(duì)于數(shù)字化、開(kāi)放式、分布式體系的要求也越來(lái)越迫切。牽引整復(fù)按摩機(jī)是針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外腰椎間盤(pán)突出癥的治療現(xiàn)狀而研制的，它是一款集牽引與整復(fù)功能于一體的數(shù)字化醫(yī)療器械。 腰椎牽引整復(fù)按摩機(jī)由兩部分組成，即牽引床與整復(fù)按摩機(jī)械手，它們分別要完成的控制運(yùn)動(dòng)有：牽引床的平移運(yùn)動(dòng)和牽引運(yùn)動(dòng)；按摩機(jī)械手的垂直升降運(yùn)動(dòng)、橫向移動(dòng)、前后擺動(dòng)、左

2、右擺動(dòng)、預(yù)壓運(yùn)動(dòng)、整復(fù)按摩運(yùn)動(dòng)，所有的機(jī)械運(yùn)動(dòng)均由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。本課題采用Pro/ENGINEER對(duì)牽引床與按摩機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維造型及其動(dòng)態(tài)模擬仿真，并完成樣機(jī)試制。 牽引整復(fù)按摩機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是本課題的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。鑒于該系統(tǒng)應(yīng)具備良好的人機(jī)界面、患者資料數(shù)據(jù)庫(kù)、理論牽引力與按摩力的計(jì)算功能模塊、手動(dòng)控制功能模塊及自動(dòng)控制功能模塊等要求，控制系統(tǒng)引進(jìn)了CAN總線技術(shù)，使控制系統(tǒng)分為上位機(jī)控制和下位機(jī)控制，文中詳細(xì)介紹了C

3、AN總線技術(shù)的基本原理和技術(shù)規(guī)范。在本系統(tǒng)中，上位機(jī)主要負(fù)責(zé)人機(jī)界面、儲(chǔ)存資料、力的計(jì)算、運(yùn)動(dòng)控制等功能，是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，下位機(jī)主要是對(duì)操作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制，即對(duì)電機(jī)的控制，它分擔(dān)了上位機(jī)的運(yùn)算壓力，也解決了控制系統(tǒng)中風(fēng)險(xiǎn)集中的難題。 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)亦分為上位機(jī)與下位機(jī)設(shè)計(jì)。上位機(jī)控制系統(tǒng)的軟件采用VisualC++6.0語(yǔ)言在WindowsXP環(huán)境下設(shè)計(jì)和編制基于PC機(jī)的開(kāi)放式控制系統(tǒng)，系統(tǒng)還嵌入了由MicrosoftO

4、ffice公司的Access數(shù)據(jù)庫(kù)軟件開(kāi)發(fā)的患者資料數(shù)據(jù)庫(kù)，采用ODBC方式進(jìn)行訪問(wèn)。下位機(jī)是以微控制器：P80C51為核心的CAN總線節(jié)點(diǎn)控制通用模塊，采用KeilC51高級(jí)語(yǔ)言編制了完整的CAN總線應(yīng)用層協(xié)議和節(jié)點(diǎn)控制程序。 由于本課題所設(shè)計(jì)的牽引整復(fù)按摩機(jī)直接作用于人體，本著“以人為本”的原則，設(shè)計(jì)不僅在機(jī)械結(jié)構(gòu)上增加限位開(kāi)關(guān)，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)考慮實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)模塊、急停按鈕的設(shè)計(jì)等一系列保護(hù)措施，還在傳感檢測(cè)環(huán)節(jié)上選用了