【資料下載】野戰(zhàn)救護(hù)車手術(shù)臺(tái)穩(wěn)定液壓系統(tǒng)及其自動(dòng)控制

1、62液壓與氣動(dòng)2006年第11期野戰(zhàn)救護(hù)車手術(shù)臺(tái)穩(wěn)定液壓系統(tǒng)及其自動(dòng)控制王鳳才1，王尚清2TheStableHydraulicSystemandItsAuto—controlofFieldAmbulanceOperatingTableWANGFeng—cail，WANGShang—qin92(1江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系，江蘇江陰214405；2江陰中基復(fù)合材料有限公司，江蘇江陰214405)摘要：為了滿足野戰(zhàn)救護(hù)車在行駛過(guò)程中實(shí)施手術(shù)急救

2、等特殊要求，設(shè)計(jì)了手術(shù)臺(tái)穩(wěn)定系統(tǒng)。文章介紹手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)、采用液壓穩(wěn)定系統(tǒng)與單片機(jī)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)控制手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)的縱向垂直振動(dòng)和橫向垂直振動(dòng)，達(dá)到雙向穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：穩(wěn)定；液壓；振動(dòng)；單片機(jī)；控制；閉鎖中圖分類號(hào)：THl37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1000—4858(2006)11—0062—030引言普通救護(hù)車行駛時(shí)，車內(nèi)救護(hù)手術(shù)臺(tái)(設(shè)備)會(huì)隨車運(yùn)動(dòng)，避免不了前后顛簸，左右搖擺(見(jiàn)圖la)，既增加傷者的病痛，更無(wú)法在救護(hù)車內(nèi)完成

3、手術(shù)，爭(zhēng)分奪秒地?fù)尵然颊呱榱烁鼭M足救護(hù)需要，特別是戰(zhàn)爭(zhēng)中救護(hù)的需要，設(shè)計(jì)了GGM1型野戰(zhàn)救護(hù)車，車內(nèi)手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)采用液壓穩(wěn)定器和單片機(jī)自動(dòng)控制，用以控制手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)的縱向振動(dòng)和橫向振動(dòng)，達(dá)到該系統(tǒng)雙向穩(wěn)定，始終保持水平的目的(見(jiàn)圖1b)，實(shí)現(xiàn)救護(hù)車行進(jìn)時(shí)可以進(jìn)行手術(shù)的特殊要求。，；!劈強(qiáng)，。，，。露吣，廓：≥，瓢。，：，：：鱖峨，：墨圖1普通救護(hù)車與野戰(zhàn)救護(hù)車手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)對(duì)比1救護(hù)車手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成野戰(zhàn)救護(hù)車由大客車改造而成[1|。車

4、體內(nèi)設(shè)計(jì)了手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)，藥品貯藏箱，手術(shù)器械柜，輸氧裝置，供電系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)。手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。它主要由手術(shù)臺(tái)1，雙向穩(wěn)定底座2，縱、橫向穩(wěn)定液壓缸3、5，黏彈性阻尼器6，穩(wěn)定器4等組成，其中手術(shù)臺(tái)1與雙向穩(wěn)定底座2固聯(lián)，雙向穩(wěn)定底座通過(guò)縱向穩(wěn)定液壓缸3、橫向穩(wěn)定液壓缸5和黏彈性阻尼器6聯(lián)結(jié)于車底板7上?？v向穩(wěn)定液壓缸3調(diào)節(jié)控制雙向穩(wěn)定底座(連帶手術(shù)臺(tái))的1手術(shù)臺(tái)2雙向穩(wěn)定底座3縱向穩(wěn)定液壓缸4穩(wěn)定器5橫向穩(wěn)定液壓缸6黏彈性阻尼器7救護(hù)車

5、底版圖2手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖收稿日期：2006—07—20作者簡(jiǎn)介：王風(fēng)才(1948一)，男，江蘇江陰人，副教授，主要從事力學(xué)應(yīng)用方面的科研和教學(xué)工作。1H卜—_卜——喇—音卜‘—州卜—摶一——隆——H—彈—剞—H——剞—__—：———睜——剞—專_‘——剞—H卜—：一__——制—音卜一——音卜—?！蕖鬫—d口7=2(B／2(R2一r2)de一(三砂芒S麗B1d￡))設(shè)葉片數(shù)為Z，將上式對(duì)西從0到2H內(nèi)積分得排量Q：Q=2ⅡB(R

6、R—rr)一2(R—r)SB1Z／cos口)3結(jié)論通過(guò)以上推導(dǎo)可以得出以下結(jié)論：雙作用子母葉片泵的排量相對(duì)一般雙作用葉片泵來(lái)講要大一個(gè)增量，其值為：△Q=2(R刊(衛(wèi)‰囂型)口萬(wàn)方數(shù)據(jù)閥的流量大小決定著高壓腔液體排放速度，作制動(dòng)手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。因此，安全閥4和5也可叫制動(dòng)閥。當(dāng)手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)需要手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液壓系統(tǒng)不應(yīng)妨礙手動(dòng)操作，這時(shí)應(yīng)將手動(dòng)換向閥6推入，液壓腔浮動(dòng)。3單片機(jī)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)1)單片機(jī)的選用與接口電路手術(shù)臺(tái)穩(wěn)定控制伺服系統(tǒng)引入

7、單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字控制，如圖6所示，使之具有可靈活調(diào)節(jié)參數(shù)，能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)以及提高處理額外事件的能力舊J。系統(tǒng)要求20Ins采樣周期，精度05％。經(jīng)分析可選用51系列單片機(jī)89C51，通過(guò)擴(kuò)展ROM、RAM、8255，并選用12位A／D、D／A轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的系統(tǒng)在時(shí)間和精度上能滿足要求。本系統(tǒng)在硬件上擴(kuò)展了一片8255作為控制方式的輸入接口，見(jiàn)圖7。為了隨時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)部件的故障，單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展了6路中斷源，可同時(shí)接受6種不同的中斷。在中斷

8、服務(wù)程序中采用查詢的方法，首先響應(yīng)級(jí)別最高的中斷。系統(tǒng)采用多路開(kāi)關(guān)，允許多路模擬輸入。為了避免現(xiàn)場(chǎng)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的干擾，單片機(jī)系統(tǒng)采用光耦技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行隔離【9J。圖6單片機(jī)穩(wěn)定控制系統(tǒng)89C51_三模擬信號(hào)輸入圖7單片機(jī)穩(wěn)定控制系統(tǒng)框圖2)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，對(duì)于20ms的采樣間隔用時(shí)鐘中斷來(lái)完成。系統(tǒng)每過(guò)20ms發(fā)一次中斷，從而進(jìn)入中斷服務(wù)子程序，中斷服務(wù)子程序中系統(tǒng)完成判斷工作方式、采點(diǎn)、處理、輸出等操作，如圖8

9、，其中系統(tǒng)初始化包括8255的設(shè)置，中斷屏蔽和優(yōu)先級(jí)的設(shè)置、時(shí)鐘的設(shè)置110j(控制算法及程序略)。4結(jié)論上述設(shè)計(jì)中采用穩(wěn)定器液壓系統(tǒng)和單片機(jī)自動(dòng)控制，控制了手術(shù)臺(tái)系統(tǒng)的縱向振動(dòng)和橫向振動(dòng)，使該系圖8系統(tǒng)軟件總框圖統(tǒng)在車輛行走過(guò)程中始終穩(wěn)定保持水平。控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，保證了足夠的控制精度；采用了兩級(jí)機(jī)液伺服系統(tǒng)，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)的效果；設(shè)置了液壓缸閉鎖與浮動(dòng)控制，既可限定液壓缸位置，又能方便地轉(zhuǎn)換為手動(dòng)傳動(dòng)；單片機(jī)選用51系列89C51

10、，在硬件接口上擴(kuò)展了ROM、RAM和一片8255作為控制方式的輸入接口，保證了系統(tǒng)對(duì)時(shí)間和精度上的要求。實(shí)踐證明，上述的設(shè)計(jì)是可行的。參考文獻(xiàn)：[1]余志生汽車?yán)碚揫M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981[2]姚伯威，呂強(qiáng)機(jī)電一體化原理及應(yīng)用(第2版)[M]北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005[3](美)Devdasshetty，RichardAkolleMechatronicssystemDesignEM]張樹(shù)生譯北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005

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