CN104678807A - 一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路 - Google Patents

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Abstract

一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路，包括用于提供直流电源的整流电路、用于测量牵引力的压力传感器电路、用于比较牵引力与设定值大小的压力比较电路、用于控制牵引时间的定时器电路和用于驱动电机的电机驱动电路。通过电路控制液压缸牵引杆按照预先设定的动作进行工作，颈椎病患者无需他人帮助也能够使用颈椎牵引椅。同时，控制电路采用压力传感器测量牵引力，采用行程开关控制牵引杆复位，使控制更加可靠，并且牵引力和牵引时间都可以通过控制电路自由设定，能够满足不同程度颈椎病患者的需求。

Description

一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路
技术领域
本发明涉及自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制技术，具体是一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路。
背景技术
颈椎作为人体的主要支柱之一，有着丰富的血管、神经丛，保障人体基本生命活动信息的上传下达和营养输送。在现实生活中，颈椎病发病率很高，尤其是教师、电脑工作族等长时间伏案工作人群的职业病。据统计全国约有5000万到15000万人患有此病，发病率约为3.8%-17.6%，目前医学上治疗颈椎病的方法很多，大体上可分为为手术疗法和非手术疗法。颈椎牵引为颈椎病非手术疗法中一项重要的、常用的有效疗法。颈椎牵引椅作为一种颈椎牵引器械，通过对颈椎施加外力进行牵引，可疏通经络，恢复颈椎正常生理曲线和脊柱力学平衡，长期坚持使用对颈椎病有治本之功效。但是，目前市场的同类产品均以人工施加牵引力为主，其主要工作形式为：患者端坐于颈椎牵引椅上，头部由上方悬挂的牵引带包裹牢靠，在家人的帮助下通过转动手轮，使牵引绳拉动牵引带向上运动达到对患者颈椎施加牵引力的目的。这种方式无法精确稳定地各基本参数为最佳值，治疗效果不理想。而颈椎牵引的全程自动化是解决上述问题的有效方法，基于此，本发明通过设计液压缸牵引杆控制电路，控制电动机的起动和停止，进而控制液压泵的起动和停止，使液压缸牵引杆按照自动颈椎牵引椅预先设定的动作进行工作。通过控制液压缸牵引杆的动作过程和保持原位的停留时间，来完成对颈椎牵引疗法的动作过程、牵引力和牵引时间的控制。
发明内容
本发明提供一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路，目的在于使液压缸牵引杆按照自动颈椎牵引椅预先设定的动作进行工作，从而减轻患者及其家人的操作负担。
本发明采用的技术方案：一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路，包括用于提供直流电源的整流电路、用于测量牵引力的压力传感器电路、用于比较牵引力与设定值大小的压力比较电路、用于控制牵引时间的定时器电路和用于驱动电机的电机驱动电路。
本发明的有益效果：通过电路控制液压缸牵引杆按照预先设定的动作进行工作，颈椎病患者无需他人帮助也能够使用颈椎牵引椅。同时，控制电路采用压力传感器测量牵引力，采用行程开关控制牵引杆复位，使控制更加可靠，并且牵引力和牵引时间都可以通过控制电路自由设定，能够满足不同程度颈椎病患者的需求。
附图说明
图1是本发明的电路图。
具体实施方式
为了进一步对本发明进行说明，现结合附图提供一个具体实施例。
如图1所示，一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路，包括整流电路、压力传感器电路、压力比较电路、定时器电路和电机驱动电路。
其中，所述的整流电路包括变压器T，滤波电容器C1、C2，整流桥堆UR和稳压器7812；变压器的输入端接交流电的两端，输出端接整流桥堆UR的输入端，整流桥堆UR的输出端连接稳压器7812的1脚，稳压器7812的1脚通过电容Cl接地，2脚接地，3脚通过电容C2接地；交流电压经变压器T变压和整流桥堆UR整流后，由稳压器7812稳压后得到12V的直流电压供后续电路使用。
所述的压力传感器电路包括电阻应变片R1，R2，R3，R4、电阻R5，R6，Rf1、运算放大器IC1和12V电源；电阻应变片R1和R2串联、R3和R4串联后分别与12V电源并联，电阻应变片R1和R2的连接点通过电阻R5与运算放大器IC1的3脚连接，电阻应变片R3和R4的连接点通过电阻R6与运算放大器IC1的2脚连接，电阻Rf1接在运算放大器IC1的2脚和6脚之间。
所述的压力比较电路包括比较放大器IC3、电阻R7，R8，R9、电位器RP1、三极管VT1，二极管D1和直流继电器KA1；比较放大器IC3的3脚经过电阻R7连接稳压器7812的3脚，经过电位器RP1接地；比较放大器IC3的2脚经过电阻R9接地，经过电阻R8与IC1的6脚连接；三极管VT1的b极与稳压器7812的3脚连接，c极与二极管D1的正极和直流继电器K A1连接，e极与比较放大电路IC3的6脚连接，二极管D1的正极接三极管VT1的c极，负极与稳压器7812的3脚连接，直流继电器KA1接在二极管D1的正极和负极之间。
所述的定时器电路包括555定时器IC4、电阻R10，R11、电位器RP2、电容器C3，C4、三极管VT2，二极管D2和直流继电器KA2； 555定时器IC4的1脚接地，2脚与比较放大电路IC3的6脚连接，3脚与三极管VT2的b极连接，4脚和8脚相连接与稳压器7812的3脚连接，5脚与电容C4相连并接地，6脚和7脚相连接后通过电容C3接地；电阻R10与电位器RP2串联后接在555定时器IC4的6脚和7脚，在555定时器IC4的1脚和3脚之间串联发光二极管D3和电阻R11，作工作指示用；电容C3接在555定时器IC4的6脚与地之间，电容C4接在555定时器IC4的5脚与地之间，三极管VT2的b极与稳压器7812的3脚连接，c极与二极管D2的正极和直流继电器K A2连接，e极与555定时器IC4的3脚连接，二极管D2的正极接三极管VT2的c极，负极与稳压器7812的3脚连接，直流继电器KA2接在二极管D2的正极和负极之间。
所述的电机驱动电路包括电源开关SA，熔断器FU，交流接触器KM1、KM2，行程开关SQ1，启动按钮SB1、复位按钮SB2、急停按钮SB3和单相交流电动机M；电源开关SA和熔断器FU串联后接在220V交流电和交流接触器KM1主常开触点，交流接触器KM2主常开触点的1端接交流接触器KM1主常开触点的2端，交流接触器KM2主常开触点的2端接交流接触器KM1主常开触点的1端，启动按钮SB1、直流继电器KA1的常闭触点、交流接触器KM2辅助常闭触点和交流接触器KM1线圈串联后接在交流电源的2端和急停按钮SB3之间，交流接触器KM1辅助常开触点并接在启动按钮SB1两端，直流继电器KA2常开触点、行程开关SQ1的常闭触点、交流接触器KM1辅助常闭触点和交流接触器KM2线圈串联后接在交流电源的2端和急停按钮SB3之间，交流接触器KM2辅助常开触点和复位按钮并接在直流继电器KA2常开触点两端，急停按钮SB3接在交流电源的1端和交流接触器KM1、KM2线圈之间，单相交流电动机M分别接交流电源的1、2端。
使用时，按下启动按钮SB1后，KM1线圈得电，电动机主电路KM1主触点闭合，电动机正转。同时，KM1常开触点闭合自锁，维持KM1线圈得电状态，液压牵引杆上升。
随着液压牵引杆上升，牵引力F也随之增大，压力传感器的输出电压从0逐渐增加，当输出电压增至设定值时，比较放大电路IC3的6脚输出低电平，三极管VT1导通，直流继电器KA1得电，其常闭触点断开，KM1线圈断电，电动机M停止转动，液压泵停止向液压系统供油，O型电液伺服阀的阀芯处于中位，液压缸牵引杆保持原位，持续牵引颈椎状态。其中牵引力设定值可以根据需要通过RP1调节。
555定时器IC4和电位器RP2、电阻R10、电容器C3组成一个单稳态延时电路，当牵引力F上升到设定值时，比较放大电路IC3的6脚输出低电平，555定时器IC4的2脚为低电平，555定时器开始计时，3脚输出高电平，电容器C3在瞬间放完电后，通过可调电位器RP2、电阻R10充电，当充电电压>2/3Vcc，555定时器复位，牵引时间结束。电容器C3通过可调电位器RP2、电阻R10充电，设定牵引时间td=1.1(RP2+R10)*C3，调节RP2就可以调节每次牵引的时间。
牵引结束后，555定时器3脚输出低电平，三极管VT2导通，继电器KA2吸合，交流接触器KM2线圈得电，电动机M反转，液压缸牵引杆下降。当牵引杆下降碰到行程开关SQ1时，即到初始位置，其常闭触点断开，交流接触器KM2线圈失电，电动机M停止转动，液压泵停止向液压系统供油，等待下次开机。
SB3为急停按钮，自动颈椎牵引椅无论处于哪个工作阶段，用户都可随时按下该按钮，停止自动颈椎牵引椅的所有动作。如果在自动颈椎牵引椅的工作过程中用户使用了急停按钮，则会出现下次使用时牵引杆不在初始位置，无法正常使用的情况，为避免此类现象，在电路中设置了复位按钮SB2，用户只需按下此按钮，即可将牵引杆下降至初始状态。
KM1常闭触点和KM2常闭触点为互锁触点，保证KM1线圈和KM2线圈不能同时得电，确保自动颈椎牵引椅正常工作。

Claims (6)

1.一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路，其特征在于：包括整流电路、压力传感器电路、压力比较电路、定时器电路和电机驱动电路。
2.根据权利要求1所述的一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路，其特征在于：所述的整流电路包括变压器T，滤波电容器C1、C2，整流桥堆UR和稳压器7812；变压器的输入端接交流电的两端，输出端接整流桥堆UR的输入端，整流桥堆UR的输出端连接稳压器7812的1脚，稳压器7812的1脚通过电容Cl接地，2脚接地，3脚通过电容C2接地。
3.根据权利要求1所述的一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路，其特征在于：所述的压力传感器电路包括电阻应变片R1，R2，R3，R4、电阻R5，R6，Rf1、运算放大器IC1和12V电源；电阻应变片R1和R2串联、R3和R4串联后分别与12V电源并联，电阻应变片R1和R2的连接点通过电阻R5与运算放大器IC1的3脚连接，电阻应变片R3和R4的连接点通过电阻R6与运算放大器IC1的2脚连接，电阻Rf1接在运算放大器IC1的2脚和6脚之间。
4.根据权利要求1所述的一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路，其特征在于：所述的压力比较电路包括比较放大器IC3、电阻R7，R8，R9、电位器RP1、三极管VT1，二极管D1和直流继电器KA1；比较放大器IC3的3脚经过电阻R7连接稳压器7812的3脚，经过电位器RP1接地；比较放大器IC3的2脚经过电阻R9接地，经过电阻R8与IC1的6脚连接；三极管VT1的b极与稳压器7812的3脚连接，c极与二极管D1的正极和直流继电器K A1连接，e极与比较放大电路IC3的6脚连接，二极管D1的正极接三极管VT1的c极，负极与稳压器7812的3脚连接，直流继电器KA1接在二极管D1的正极和负极之间。
5.根据权利要求1所述的一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路，其特征在于：所述的定时器电路包括555定时器IC4、电阻R10，R11、电位器RP2、电容器C3，C4、三极管VT2，二极管D2和直流继电器KA2； 555定时器IC4的1脚接地，2脚与比较放大电路IC3的6脚连接，3脚与三极管VT2的b极连接，4脚和8脚相连接与稳压器7812的3脚连接，5脚与电容C4相连并接地，6脚和7脚相连接后通过电容C3接地；电阻R10与电位器RP2串联后接在555定时器IC4的6脚和7脚，在555定时器IC4的1脚和3脚之间串联发光二极管D3和电阻R11，电容C3接在555定时器IC4的6脚与地之间，电容C4接在555定时器IC4的5脚与地之间，三极管VT2的b极与稳压器7812的3脚连接，c极与二极管D2的正极和直流继电器K A2连接，e极与555定时器IC4的3脚连接，二极管D2的正极接三极管VT2的c极，负极与稳压器7812的3脚连接，直流继电器KA2接在二极管D2的正极和负极之间。
6.根据权利要求1所述的一种自动颈椎牵引椅的液压缸牵引杆控制电路，其特征在于：所述的电机驱动电路包括电源开关SA，熔断器FU，交流接触器KM1、KM2，行程开关SQ1，启动按钮SB1、复位按钮SB2、急停按钮SB3和单相交流电动机M；电源开关SA和熔断器FU串联后接在220V交流电和交流接触器KM1主常开触点，交流接触器KM2主常开触点的1端接交流接触器KM1主常开触点的2端，交流接触器KM2主常开触点的2端接交流接触器KM1主常开触点的1端，启动按钮SB1、直流继电器KA1的常闭触点、交流接触器KM2辅助常闭触点和交流接触器KM1线圈串联后接在交流电源的2端和急停按钮SB3之间，交流接触器KM1辅助常开触点并接在启动按钮SB1两端，直流继电器KA2常开触点、行程开关SQ1的常闭触点、交流接触器KM1辅助常闭触点和交流接触器KM2线圈串联后接在交流电源的2端和急停按钮SB3之间，交流接触器KM2辅助常开触点和复位按钮并接在直流继电器KA2常开触点两端，急停按钮SB3接在交流电源的1端和交流接触器KM1、KM2线圈之间，单相交流电动机M分别接交流电源的1、2端。
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