CN113241976A - 一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统，具体涉及电机监控系统领域，包括两个部分：电机控制部分和电机反馈部分；电机控制部分包括微处理器、与微处理器连接的第一反相器、与第一反相器连接的第二反相器、与第二反相器连接的电机驱动器，电机驱动器用于控制两相直流电机的转动，与两相直流电机连接；电机反馈部分包括微处理器、与微处理器连接的第一反相器、与第一反相器连接的第二反相器、与第二反相器连接的电机信号采集装置。本发明在进行采集电机信号时，经过两次反相，信号变得规整，使信号脉冲波形无毛刺，再进入微控制器，使得对电机的控制精准有效，并能监控电机的运行大大提高系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电机监控系统领域，更具体地说，本发明涉及一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统。
背景技术
在医疗领域，注射泵/输液泵都使用了电机，为保证患者安全，为治疗创造了良好的条件。在注射泵/输液泵使用中，注射量，注射速度的控制，都需要对电机信号精准的采集，对电机进行监控和控制。
高性能伺服电动机、控制器、以及高速的传感器都是现代高精度的伺服系统不可缺少的组成部分,特别是高精度﹑高速的传感器是伺服系统的关键技术。在高性能的电机调速系统中，控制电机的信号和转速反馈量的测量精度直接影响着电机调速控制系统的性能。从电机控制和反馈采集数字信号难免受到系统中其他因素的影响产生波形畸变,因此要设计适当的电路使信号脉冲波形无毛刺,从而提高转速测量精度。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统，通过对采集的信号进行两次反相，信号变得规整，无毛刺无失真，进入微控制器，使得对两相直流电机的控制精准有效，并能监控电机的运行，大大提高系统的稳定性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统，注射泵和输液泵使用两相直流电机，控制两相直流电机是一个完整过程，包括两个部分：电机控制部分和电机反馈部分；
电机控制部分包括微处理器、与微处理器连接的第一反相器、与第一反相器连接的第二反相器、与第二反相器连接的电机驱动器，电机驱动器用于控制两相直流电机的转动，与两相直流电机连接；
电机反馈部分包括微处理器、与微处理器连接的第一反相器、与第一反相器连接的第二反相器、与第二反相器连接的电机信号采集装置，电机信号采集装置用于采集两相直流电机的工作信号，与两相直流电机连接；
其中，电机控制部分和电机反馈部分的微处理器、第一反相器和第二反相器使用同一组设备；
微控制器向电机驱动器发送配置两相直流电机初始化配置信号，用于配置电机驱动器和两相直流电机参数。
在一个优选地实施方式中，在电机控制部分运行时，微控制器输出控制信号step和控制信号dir，经第一反相器反相规整为电机step微步一次反相控制信号和电机dir方向一次反相控制信号。
在一个优选地实施方式中，经第一反相器反相输出的电机step微步一次反相控制信号和电机dir方向一次反相控制信号经第二反相器反相规整，输出step微步二次反相控制信号和电机dir方向二次反相控制信号。
在一个优选地实施方式中，step微步二次反相控制信号和电机dir方向二次反相控制信号输入至电机驱动器，电机驱动器直接控制两相直流电机运转，其中，Step信号是控制两相直流电机的速度信号。Dir信号是控制两相直流电机转速的信号。
在一个优选地实施方式中，在电机反馈部分运行时，电机信号采集装置采集两相直流电机信息，并输出电机反馈信号1和电机反馈信号2，经第二反相器反相规整为电机一次反相反馈信号1和电机一次反相反馈信号2。
在一个优选地实施方式中，电机一次反相反馈信号1和电机一次反相反馈信号2再通过第一反相器反相规整，输出电机二次反相反馈信号1和电机二次反相反馈信号2，输入至微控制器中。
本发明的技术效果和优点：
本发明提供的监控系统，在进行采集电机信号时，经过两次反相，信号变得规整，使信号脉冲波形无毛刺，无失真，再进入微控制器，使得对电机的控制精准有效，并能监控电机的运行，提高转速测量精度，大大提高系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明的系统框架结构示意图。
图2为未经过本发明系统处理的信号图。
图3为经过本发明系统处理过的信号图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统，注射泵和输液泵使用两相直流电机，控制两相直流电机是一个完整过程，包括两个部分：电机控制部分和电机反馈部分；
电机控制部分包括微处理器、与微处理器连接的第一反相器、与第一反相器连接的第二反相器、与第二反相器连接的电机驱动器，电机驱动器用于控制两相直流电机的转动，与两相直流电机连接；
电机反馈部分包括微处理器、与微处理器连接的第一反相器、与第一反相器连接的第二反相器、与第二反相器连接的电机信号采集装置，电机信号采集装置用于采集两相直流电机的工作信号，与两相直流电机连接；
其中，电机控制部分和电机反馈部分的微处理器、第一反相器和第二反相器使用同一组设备；
微控制器向电机驱动器发送配置两相直流电机初始化配置信号，用于配置电机驱动器和两相直流电机参数。
在电机控制部分运行时，微控制器输出控制信号step和控制信号dir，经第一反相器反相规整为电机step微步一次反相控制信号和电机dir方向一次反相控制信号，经第一反相器反相输出的电机step微步一次反相控制信号和电机dir方向一次反相控制信号经第二反相器反相规整，输出step微步二次反相控制信号和电机dir方向二次反相控制信号，step微步二次反相控制信号和电机dir方向二次反相控制信号输入至电机驱动器，电机驱动器直接控制两相直流电机运转，其中，Step信号是控制两相直流电机的速度信号。Dir信号是控制两相直流电机转速的信号。
在电机反馈部分运行时，电机信号采集装置采集两相直流电机信息，并输出电机反馈信号1和电机反馈信号2，经第二反相器反相规整为电机一次反相反馈信号1和电机一次反相反馈信号2，电机一次反相反馈信号1和电机一次反相反馈信号2再通过第一反相器反相规整，输出电机二次反相反馈信号1和电机二次反相反馈信号2，输入至微控制器中。
如图2和图3所示，电机信号采集装置采集的电机反馈信号1和电机反馈信号2存在不规整，失真，存在高频杂波，毛刺，如果信号不经处理直接接入微控制器，将会导致微控制器误判，从而直接影响着电机调速控制系统的性能，采集的电机反馈信号1和电机反馈信号2，经过两次反相，信号变得规整，无毛刺无失真，进入微控制器，使得对两相直流电机的控制精准有效，并能监控电机的运行，大大提高系统的稳定性。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统，其特征在于，注射泵和输液泵使用两相直流电机，控制两相直流电机是一个完整过程，包括两个部分：电机控制部分和电机反馈部分；
电机控制部分包括微处理器、与微处理器连接的第一反相器、与第一反相器连接的第二反相器、与第二反相器连接的电机驱动器，电机驱动器用于控制两相直流电机的转动，与两相直流电机连接；
电机反馈部分包括微处理器、与微处理器连接的第一反相器、与第一反相器连接的第二反相器、与第二反相器连接的电机信号采集装置，电机信号采集装置用于采集两相直流电机的工作信号，与两相直流电机连接；
其中，电机控制部分和电机反馈部分的微处理器、第一反相器和第二反相器使用同一组设备；
微控制器向电机驱动器发送配置两相直流电机初始化配置信号，用于配置电机驱动器和两相直流电机参数。
2.根据权利要求1所述的一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统，其特征在于：在电机控制部分运行时，微控制器输出控制信号step和控制信号dir，经第一反相器反相规整为电机step微步一次反相控制信号和电机dir方向一次反相控制信号。
3.根据权利要求2所述的一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统，其特征在于：经第一反相器反相输出的电机step微步一次反相控制信号和电机dir方向一次反相控制信号经第二反相器反相规整，输出step微步二次反相控制信号和电机dir方向二次反相控制信号。
4.根据权利要求3所述的一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统，其特征在于：step微步二次反相控制信号和电机dir方向二次反相控制信号输入至电机驱动器，电机驱动器直接控制两相直流电机运转，其中，Step信号是控制两相直流电机的速度信号。Dir信号是控制两相直流电机转速的信号。
5.根据权利要求1所述的一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统，其特征在于：在电机反馈部分运行时，电机信号采集装置采集两相直流电机信息，并输出电机反馈信号1和电机反馈信号2，经第二反相器反相规整为电机一次反相反馈信号1和电机一次反相反馈信号2。
6.根据权利要求5所述的一种用于注射泵、输液泵的高精度电机监控系统，其特征在于：电机一次反相反馈信号1和电机一次反相反馈信号2再通过第一反相器反相规整，输出电机二次反相反馈信号1和电机二次反相反馈信号2，输入至微控制器中。
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