牙科综合治疗机痰盂自动避让装置制作方法

唐勇, 姚卫民, 李永强, 王仓库

2012年9月26日

2011年12月31日

2011年12月31日

咸阳西北医疗器械(集团)有限公司

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治疗机 痰盂 牙科 避让 自动 装置 综合

1.牙科综合治疗机痰盂自动避让装置，其特征在于它包括有椅位感应开关(I)、痰盂避让位感应开关(2)、吐痰位感应开关(3)、连接电路(4)、电源电路(8)、控制电路电源(9)、MCU控制电路(10)、电机控制电路(11)和痰盂电机(12)，并通过线路相电连接，采用限位开关将痰盂是否避让的信号通过线路传送于MCU控制电路(10);其中电源电路(8)电源输入部分使用的外接交流电源AC24V由J2插件引入，整流后输出直流电源37V，负责提供给控制电路电源(9)与电机控制电路(11);连接电路⑷由三组光耦电路组成；椅位感应开关(I)、痰盂避让位感应开关(2)、吐痰位感应开关(3)由JP3插件将痰盂与椅位的位置信号通过连接电路⑷转换为电气信号传输与MCU控制电路(10)的输入端ロ相连接，MCU控制电路(10)根据接收到的信号进行识别与判断，并将识别与判断的结果转换为控制指令输出，进而控制痰盂电机(12)的转动； 电源电路⑶和控制电路电源(9)之间设有电源隔离电路； 连接电路⑷的第一光耦(5)、第二光耦(6)、第三光耦(7)设置在椅位感应开关(I)、痰盂避让位感应开关(2)、吐痰位感应开关(3)与MCU控制电路(10)之间； MCU控制电路(10)采用高性能32位数字信号处理器TMS320F2801，它自带增强型脉冲宽度调制信号PWMl的产生单元EPWM1，PWMl信号通过TMS320F2801的GPIOO管脚耦合到MOSFET管Q4的I脚，MOSFET管Q4的2脚通过光耦U6将该信号提供给MOSFET管Q3的I脚，MOSFET管Q3的2脚提供给痰盂电机(12)驱动电源2.根据权利要求I所述的牙科综合治疗机痰盂自动避让装置，其特征在于牙科椅在上升的时候痰盂是否需要自动避让，是通过椅位感应开关(I)与痰盂避让位感应开关(2)、吐痰位感应开关(3)共同检测决定的3.根据权利要求I所述的牙科综合治疗机痰盂自动避让装置，其特征在于MCU控制电路(10)采用性价比高的TMS320F28X家族的TMS320F2801，计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接ロ集成在这ー块芯片上，形成芯片级的计算机，可很好的满足各种控制算法、信号处理算法等实时运算的需求

本实用新型涉及ー种牙科综合治疗机痰盂的控制装置，尤其涉及一种牙科综合治疗机痰盂自动避让装置，使牙科椅在上升过程中，防止牙科椅与痰盂干涉，对牙科椅位置检测以及痰盂自动避让进行控制的ー种装置，属于医疗器械中电子产品制造技术领域ニ背景技术目前国内外生产的牙科椅综合治疗机对牙科椅上升时痰盂是否避让都是通过操作者目测进行手动控制，存在一定的安全隐患，而且操作不方便，不利于医护人员实施三实用新型内容本实用新型的目的是为了解决现行牙科综合治疗机在牙科椅上升时，痰盂无保护措施等问题，其方法是当牙科椅上升到一定的位置后，痰盂自动旋转到安全位置从而为防 止牙科椅撞到痰盂提供一种新的技术方案为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是ー种牙科综合治疗机痰盂自动避让装置，它包括有椅位感应开关、痰盂避让位感应开关、吐痰位感应开关、连接电路、电源电路、控制电路电源、MCU控制电路、电机控制电路和痰盂电机，并通过线路相电连接，采用限位开关将痰盂是否避让的信号通过线路传送于MCU控制电路；其中电源电路电源输入部分使用的外接交流电源AC24V由J2插件引入，整流后输出直流电源37V，负责提供给控制电路电源与电机控制电路；连接电路由三组光耦电路组成；椅位感应开关、痰盂避让位感应开关、吐痰位感应开关由JP3插件将痰盂与椅位的位置信号通过连接电路转换为电气信号传输与MCU控制电路的输入端ロ相连接，MCU控制电路根据接收到的信号进行识别与判断，并将识别与判断的结果转换为控制指令输出，进而控制痰盂电机的转动；电源电路和控制电路电源之间设有电源隔离电路；连接电路的第一光耦、第二光耦、第三光耦设置在椅位感应开关、痰盂避让位感应开关、吐痰位感应开关与MCU控制电路之间；MCU控制电路采用高性能32位数字信号处理器TMS320F2801，它自带增强型脉冲宽度调制信号PWMl的产生单元EPWM1，PWMl信号通过TMS320F2801的GPIOO管脚耦合到MOSFET管Q4的I脚，MOSFET管Q4的2脚通过光耦U6将该信号提供给MOSFET管Q3的I脚，MOSFET管Q3的2脚提供给痰盂电机驱动电源牙科椅在上升的时候痰盂是否需要自动避让，是通过椅位感应开关与痰盂避让位感应开关、吐痰位感应开关共同检测决定的MCU控制电路采用性价比高的TMS320F28X家族的TMS320F2801，计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接ロ集成在这ー块芯片上，形成芯片级的计算机，可很好的满足各种控制算法、信号处理算法等实时运算的需求本实用新型与现有技术相比所具有的优点是电路结构简单，制造成本低廉，可为牙科综合治疗机提供ー种安全、实用、操作简单、自动化高的痰盂避让装置四附图I是本实用新型牙科综合治疗机痰盂自动避让装置的电路原理框图；附图2是本实用新型附图I中电源电路⑶的电原理图；附图3是本实用新型附图I中控制电路电源(9)的电原理图；附图4是本实用新型附图I中电机控制电路(11)的电原理图；附图5是本实用新型附图I中连接电路⑷的电原理图；附图6是本实用新型附图I中MCU控制电路(10)的电原理图五具体实施方式以下结合附图对本实用新型作进ー步详细说明ー种牙科综合治疗机痰盂自动避让装置，它由椅位感应开关I、痰盂避让位感应开关2、吐痰位感应开关3、连接电路4、电源电路8、控制电路电源9、MCU控制电路10、电机控制电路11、痰盂电机12组成椅位感应开关I、痰盂避让位感应开关2、吐痰位感应开关3采用这三个限位开关断闭状态的组合判断痰盂与牙科椅的相对位置，其中椅位感应开关I安装在牙科椅下罩壳立柱上，痰盂避让位感应开关2与吐痰位感应开关3安装在治疗机箱体的痰盂座里电源电路8由J2插件引入交流电源24V，整流后输出直流电源37V，分别提供给控制电路电源9与电机控制电路11连接电路4由第一光耦5、第二光耦6、第三光耦7组成选用三个东芝TLP521光耦，它具有体积小、寿命长、无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点MCU控制电路10 运用集成度高的数字信号处理器TMS320F2801PZA-60，它以PWM方式缓速启动痰盂电机12，不仅可以避免突然高速运转，以延长使用寿命，保护电机，而且可以使能源用在适当的地方，避免白白浪费电力，減少不必要的能源损耗附图2、附图3、附图4、附图5、附图6为本实用新型牙科综合治疗机痰盂自动避让装置上的组成部分，该控制装置各部分功能如下电源电路8 如附图2所示，J2插件接入AC24V电源，经C59、电源滤波器L8、C60、C62、整流桥堆BRIDGE2、C67组成的整流滤波电路后，转换为直流电源+37V，提供给控制电路电源9与电机控制电路11控制电路电源9 如附图3所示，+37V电源经U5开关降压稳压器LM2576HVS-ADJ、R46、R51、D6、L6、C57、C58组成的转换电路转换为VDD33电源，可供MCU控制电路10工作磁珠L2、L3滤除电路中可能出现的尖峰脉冲信号连接电路4 如附图5所示，主要包括U7、U8、U9三个光耦TLP521，椅位感应开关I、痰盂避让位感应开关2、吐痰位感应开关3由插件JP3将信号传输于第一光耦5、第二光耦6、第三光耦7的YWG-O、TBG-O、TWG-O，经光耦控制后通过4脚传输于MCU控制电路10的GPI019、GPI020、GPI021 管脚MCU控制电路10 如附图6所示，控制信号PWMl通过MCU的GPIOO管脚耦合到MOSFET管Q4的I脚，MOSFET管Q4的2脚通过光耦U6将该信号提供给MOSFET管Q3的I脚，MOSFET管Q3的2脚提供给痰盂电机12，控制痰盂转动电机控制电路11 如附图4所示，痰盂电机12的反馈信号EMF、M_V0L等经由运算放大器MCP6004T-I/ST、电容、电阻组成的四组运放电路处理之后，通过MCU的ADCINA0、ADCINAU ADCINA2.ADCINA3 四支管脚输入MCU控制电路10采用德州仪器所生产的TMS320F2801数字信号处理器，它是TMS320F28X系列中的ー种，不仅运行速度高，还自带增强型捕获单元(ECAP)、增强型PWM的产生单元EPWM、12位16通道快速ADC单元以及其他的一些通讯模块如SCI、SPI、CAN等牙科椅在上升过程中，痰盂的位置有三种情况，第一种情况当痰盂处于吐痰位时，此时痰盂底部与牙科椅扶手处于相对垂直的位置，吐痰位感应开关3闭合，痰盂避让位感应开关2断开；第二种情况当痰盂处于痰盂避让位时，此时痰盂底部与牙科椅扶手处于相对平行的位置，吐痰位感应开关3断开，痰盂避让位感应开关2闭合；第三种情况当痰 盂处于吐痰位与痰盂避让位之间任一位置时，此时吐痰位感应开关3断开，痰盂避让位感应开关2断开当牙科椅上升至相对于痰盂底部IOOcm吋，椅位感应开关I闭合；此时若痰盂位置处于第一种与第三种情况时，这三个感应开关的开闭信号分别通过插件JP3经第一光耦5、第二光耦6、第三光耦7传输至MCU控制电路10，经过TMS320F2801芯片处理器控制后产生PWMl，PWMl信号通过TMS320F2801芯片的GPIOO管脚耦合到MOSFET管Q4的I脚，MOSFET管Q4的2脚通过光耦U6的第6管脚将该信号提供给MOSFET管Q3的I脚，MOSFET管Q3的2脚提供给痰盂电机12，这时痰盂电机12带动痰盂进行转动，直至转动到痰盂位置处于第二种情况时，痰盂避让位感应开关2闭合，痰盂停止转动，达到痰盂自动避让的目的

本实用新型涉及一种牙科综合治疗机痰盂自动避让装置，属于电子产品制造技术领域。其主要技术特点是由椅位感应开关、痰盂避让位感应开关、吐痰位感应开关、连接电路、电源电路、控制电路电源、MCU控制电路、电机控制电路和痰盂电机组成，且相互之间通过线路电连接，可对牙科椅位置进行检测以及控制痰盂自动避让。本实用新型电路结构简单，制造成本低廉，自动化程度高，可为牙科综合治疗机痰盂与牙科椅上升时发生相互干涉提供一种安全可靠、实用的避让装置。