CN105079955B - 自动热熔式双绞线刺激电极制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动热熔式双绞线刺激电极制备装置，包括垂直固定在底板上的第一、第二直线导轨副和微控制器，以及双绞线刺激电极装配装置；第一直线导轨副的滑块上水平固定有电极丝支撑杆，底板上设置有绞合装置；绞合装置包括垂直向上设置的步进电机，步进电机动力轴端设置有由磁性材料制成的联轴器，联轴器上端面开设有水平卡槽，水平卡槽内活动设置有铁棒，铁棒中部与鳄鱼夹的底部相固连；第二直线导轨副的滑块上水平固定有热风枪，热风枪的出风口轴线正对所述步进电机动力轴的向上延伸轴线位置。本发明优点在于简化了双绞线刺激电极的制作过程，自动化程度高，减少人为的参与，提高双绞线刺激电极制作的成品率和工作效率。

Description

自动热熔式双绞线刺激电极制备装置

技术领域

本发明涉及动物行为的神经生理学及动物机器人实验技术领域，尤其是涉及自动热熔式双绞线刺激电极制备装置。

背景技术

动物运动行为电刺激诱导是根据动物运动行为的神经生物学原理，选取能够导致发生人们预期运动行为的相关脑区或神经位点，利用适宜的人工电信号以适宜的方式微刺激所选脑区或神经位点，从而诱发动物产生相应的运动行为。而双绞线刺激电极是连接特定神经系统与外界电子电路的接口，起着利用电信号激励或抑制神经活动以实现功能性电刺激的重要作用。

双绞线刺激电极由工作电极和反电极组成，工作电极与反电极一起组成电荷传导的通路。在刺激电极的制作过程中，工作电极丝和反电极丝首先进行绞合，然后通过加热熔化工作电极和反电极表面绝缘层，使工作电极丝和反电极丝粘接定型。无论是绞合过程还是热熔过程，都需要精确操作，比如工作电极丝和反电极丝松紧度、绞合圈数、热熔程度等。然而由于刺激电极的易耗性和昂贵的机器制作成本，目前则主要依靠人工手动方式进行，新手极难掌握。尤其是热熔过程中热风枪的移动速度和风口与电极丝的相对距离很难操控，并且手动的方式难以达到匀速、稳定，往往导致工作电极丝和反电极丝因受热不均而短路或粘接不牢，成品率低。此外，制作好的双绞线刺激电极在与电极底座组装焊接过程中，由于电极丝十分柔软、脆弱，也造成操作起来十分的困难，不仅要使电极丝与电极底座焊接牢固，避免虚焊，还要使电极丝与电极底座保持稳定的相对位置，便于植入时神经核团的准确定位。目前尚未见此类可以自动热熔的双绞线刺激电极制备装置。

发明内容

本发明目的在于提供一种自动热熔式双绞线刺激电极制备装置，以提高双绞线刺激电极制作的易操作性和成品率。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明所述的自动热熔式双绞线刺激电极制备装置，包括垂直固定在底板上的第一直线导轨副、第二直线导轨副和微控制器，以及双绞线刺激电极装配装置；所述第一直线导轨副的滑块上水平固定有电极丝支撑杆，所述电极丝支撑杆的前端开设有上开口挂槽，位于所述上开口挂槽正下方的底板上设置有绞合装置；所述绞合装置包括垂直向上设置的步进电机，所述步进电机的动力轴端设置有由磁性材料制成的联轴器，所述联轴器的上端面开设有水平卡槽，所述水平卡槽内活动设置有铁棒，所述铁棒的中部与鳄鱼夹的底部相固连；所述第二直线导轨副的滑块上水平固定有热风枪，所述热风枪出风口的轴线与所述步进电机动力轴向上延伸的轴线相交；所述微控制器的输出控制端分别与第一直线导轨副的电机驱动器、第二直线导轨副的电机驱动器、步进电机的电机驱动器和热风枪控制器的输入端电气连接。

所述双绞线刺激电极装配装置包括电极丝固定平台和电极底座固定平台，所述电极丝固定平台和电极底座固定平台构成一体结构的矩形阶梯台，电极丝固定平台的台面低于电极底座固定平台的台面；电极丝固定平台的台面中部沿纵向开设有半圆形直槽，所述半圆形直槽延伸至与电极底座固定平台衔接处；电极底座固定平台的台面中部开设有与电极底座相适应的方槽，所述方槽延伸至与电极丝固定平台衔接处，方槽靠近电极丝固定平台衔接处的槽底垂直向下开设有通孔。

开设在所述电极丝支撑杆前端的上开口挂槽为V形结构。

本发明优点在于简化了双绞线刺激电极的制作过程，自动化程度高，减少人为的参与，提高双绞线刺激电极制作的成品率和工作效率。具体体现为：

1、在电极丝绞合过程，利用丝杠滑台手动调节电极丝支撑杆的高度，使得电极丝固定的松紧度可以精确调节，而且电极丝的绞合采用电动方式，操作方便；

2、在电极丝热熔过程中，利用步进电机驱动直线导轨滑台带动热风枪自动上、下运行，确保了加热的均匀性和风口与电极丝相对距离的稳定性，实现了电极丝热熔程度的精确控制，而且关键参数一旦设定，可以重复、无限次运行，有效提高了成品率；

3、在双绞线刺激电极装配过程，专门设计了双绞线刺激电极装配装置，不仅便于双绞线电极丝与电极底座的焊接组装，同时确保了电极丝正对电极底座的中心。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明所述第一直线导轨副的结构示意图。

图3是本发明所述绞合装置的结构示意图。

图4是本发明所述第二直线导轨副的结构示意图。

图5是本发明所述双绞线刺激电极装配装置的结构示意图。

图6是图5的A-A向剖视结构示意图。

图7.1是本发明制作过程将电极丝两端对齐对折后的示意图。

图7.2是本发明制作的双绞线电极丝示意图。

图7.3是图7.2的B-B向断面结构示意图。

图7.4是本发明制作的双绞线刺激电极的成品参考图。

图8是本发明的电气控制原理框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的自动热熔式双绞线刺激电极制备装置，包括垂直固定在底板1上的第一直线导轨副2、第二直线导轨副3和微控制器4，以及双绞线刺激电极装配装置；如图1、2所示，第一直线导轨副2的滑块5上水平固定有电极丝支撑杆6，电极丝支撑杆6的前端开设有V形结构的上开口挂槽7，位于上开口挂槽7正下方的底板1上设置有绞合装置8。如图3所示，绞合装置8包括垂直向上设置的步进电机9，步进电机9的动力轴端设置有由磁性材料制成的联轴器10，联轴器10的上端面开设有水平卡槽11，水平卡槽11内活动设置有铁棒12，铁棒12的中部与鳄鱼夹13的夹柄底部相固连，鳄鱼夹13的夹口用于加持电极丝14。如图1、4所示，第二直线导轨副3的滑块15上水平固定有热风枪16热风枪16的出风口轴线17正对步进电机9动力轴的向上延伸轴线18位置；如图1、8所示，微控制器4的输出控制端分别与第一直线导轨副2的电机驱动器19、第二直线导轨副3的电机驱动器20、步进电机9的电机驱动器21和热风枪控制器22的输入端电气连接。如图5、6所示，双绞线刺激电极装配装置包括电极丝固定平台23和电极底座固定平台24，电极丝固定平台23和电极底座固定平台24构成一体结构的矩形阶梯台，电极丝固定平台23的台面低于电极底座固定平台24的台面；电极丝固定平台23的台面中部沿纵向开设有直径为0.3mm的半圆形直槽25，半圆形直槽25延伸至与电极底座固定平台24衔接处；电极底座固定平台24的台面中部开设有与电极底座28相适应的方槽26，方槽延伸至与电极丝固定平台23衔接处，方槽26靠近与电极丝固定平台23衔接处的槽底垂直向下开设有通孔27；半圆形直槽25中心线与方槽26中心线位于同一条直线上，以确保电极丝14正对电极底座28的中心。

本发明工作过程简述如下：

1、如图7.1所示，准备适宜长度电极丝14，将电极丝14两端对齐对折；如图3所示，对折后用鳄鱼夹13夹持，另一端悬挂于电极丝支撑杆6的前端的上开口挂槽7内；

2、将鳄鱼夹13夹柄上的铁棒12放入水平卡槽11内，通过磁力将鳄鱼夹13的夹柄固定，然后通过第一直线导轨副2调整高度使电极丝14处于适宜的拉伸状态；

3、操作微控制器4上的信号输入控制开关模块进行电极丝14的绞合，绞合完成后再按下反向旋转开关，消除正向旋转产生的过多绞合力，然后按下停止开关完成电极丝14绞合过程；

4、操作微控制器4上的信号输入控制开关模块使热风枪16开始工作，同时第二直线导轨副3工作，带动热风枪16进行上下往复运动，往复运动设定的次数使电极丝14绝缘层表层熔融后，第二直线导轨副3和热风枪16停止工作，冷却后取下电极丝14，用万用表测试合格后，截成适宜小段等待与电极底座28焊接组装。至此，双绞线电极丝29制作完成，如图7.2、图7.3所示。

5、将制备好的双绞线电极丝29固定在电极丝固定平台23的半圆形直槽25内，同时将电极底座28固定在电极底座固定平台24的方槽26内，用电烙铁将双绞线电极丝29焊接在电极底座28上；

6、焊接完成后，用快固型AB灌封胶将双绞线电极丝29焊接和电极底座28进行固定，待灌封胶完全固化后，将双绞线刺激电极取出备测；

7、将双绞线刺激电极放入生理盐水中，用万用表一端放入生理盐水中，另一端连接在电极底座28上，检测是否存在虚焊情况，如果测试通过，则双绞线刺激电极制作完成，如图7.4所示。

Claims (3)

1.一种自动热熔式双绞线刺激电极制备装置，其特征在于：包括垂直固定在底板上的第一直线导轨副、第二直线导轨副和微控制器，以及双绞线刺激电极装配装置；所述第一直线导轨副的滑块上水平固定有电极丝支撑杆，所述电极丝支撑杆的前端开设有上开口挂槽，位于所述上开口挂槽正下方的底板上设置有绞合装置；所述绞合装置包括垂直向上设置的步进电机，所述步进电机的动力轴端设置有由磁性材料制成的联轴器，所述联轴器的上端面开设有水平卡槽，所述水平卡槽内活动设置有铁棒，所述铁棒的中部与鳄鱼夹的底部相固连；所述第二直线导轨副的滑块上水平固定有热风枪，所述热风枪出风口的轴线与所述步进电机动力轴向上延伸的轴线相交；所述微控制器的输出控制端分别与第一直线导轨副的电机驱动器、第二直线导轨副的电机驱动器、步进电机的电机驱动器和热风枪控制器的输入端电气连接。

2.根据权利要求1所述的自动热熔式双绞线刺激电极制备装置，其特征在于：所述双绞线刺激电极装配装置包括电极丝固定平台和电极底座固定平台，所述电极丝固定平台和电极底座固定平台构成一体结构的矩形阶梯台，电极丝固定平台的台面低于电极底座固定平台的台面；电极丝固定平台的台面中部沿纵向开设有半圆形直槽，所述半圆形直槽延伸至与电极底座固定平台衔接处；电极底座固定平台的台面中部开设有与电极底座相适应的方槽，所述方槽延伸至与电极丝固定平台衔接处，方槽靠近电极丝固定平台衔接处的槽底垂直向下开设有通孔。

3.根据权利要求1或2所述的自动热熔式双绞线刺激电极制备装置，其特征在于：开设在所述电极丝支撑杆前端的上开口挂槽为V形结构。