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

1、醫(yī)療器械行業(yè)是一個多學(xué)科交叉、知識密集、資金密集的高科技產(chǎn)業(yè)。由于這幾年隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)療器械對于數(shù)字化、開放式、分布式體系的要求也越來越迫切。牽引整復(fù)按摩機(jī)是針對目前國內(nèi)外腰椎間盤突出癥的治療現(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動有：牽引床的平移運動和牽引運動；按摩機(jī)械手的垂直升降運動、橫向移動、前后擺動、左

2、右擺動、預(yù)壓運動、整復(fù)按摩運動，所有的機(jī)械運動均由電機(jī)驅(qū)動。本課題采用Pro/ENGINEER對牽引床與按摩機(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)計是本課題的重點研究內(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、理論牽引力與按摩力的計算功能模塊、手動控制功能模塊及自動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、儲存資料、力的計算、運動控制等功能，是整個控制系統(tǒng)的核心，下位機(jī)主要是對操作現(xiàn)場進(jìn)行控制，即對電機(jī)的控制，它分擔(dān)了上位機(jī)的運算壓力，也解決了控制系統(tǒng)中風(fēng)險集中的難題。 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計亦分為上位機(jī)與下位機(jī)設(shè)計。上位機(jī)控制系統(tǒng)的軟件采用VisualC++6.0語言在WindowsXP環(huán)境下設(shè)計和編制基于PC機(jī)的開放式控制系統(tǒng)，系統(tǒng)還嵌入了由MicrosoftO

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