CN115137506B - 一种牙科种植机及其蠕动泵控制方法和控制系统 - Google Patents
一种牙科种植机及其蠕动泵控制方法和控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种牙科种植机及其蠕动泵控制方法和控制系统，实现了在不影响牙齿种植手术成功率的前提下，达到抬起多功能脚踏时一次性种植输水管立刻停止出水的预期效果。该方法包括：从多功能脚踏踩下时开始计时，到多功能脚踏抬起时结束计时；判断多功能脚踏从踩下到抬起的时间是否大于第一设定时间；若多功能脚踏从踩下到抬起的时间大于所述第一设定时间，控制蠕动泵反转，并对蠕动泵反转时间进行计时，当蠕动泵反转时间超过第二设定时间时，控制蠕动泵停转；所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时一次性种植输水管的水流量大小来设定；若多功能脚踏从踩下到抬起的时间小于所述第一设定时间，控制蠕动泵停转。
Description
技术领域
本发明涉及医学设备技术领域，更具体地说，涉及一种牙科种植机及其蠕动泵控制方法和控制系统。
背景技术
牙科种植机是用于口腔治疗的医学设备，适用于全口及局部缺牙患者的牙齿种植手术治疗。其主要特点是：主机采用硬件数字电路技术和无刷电机驱动算法，控制马达转速，并限制马达扭矩输出，实现马达的恒转速控制和恒扭矩输出，采用步进电机驱动蠕动泵实现同步无菌供水，数字显示马达转速和扭矩，马达反转时有提示音等。
牙科种植机在采用马达驱动牙科医生握持的手术器械进行高速度钻牙时，需要运行蠕动泵给一次性种植输水管提供持续的冷却水，一次性种植输水管的末端对准牙齿种植手术区域，以防止钻牙时产生的高热量造成患者牙骨质坏死。
目前，蠕动泵的启停主要是通过牙科种植机的多功能脚踏(多功能脚踏可以解放双手，使牙科医生有更多精力集中于手上的操作)的踩下和抬起来控制；当踩下多功能脚踏时，蠕动泵正常运转；当抬起多功能脚踏时，蠕动泵立刻停转。但由于蠕动泵立刻停转时一次性种植输水管内的空气还没有完全释放，导致一次性种植输水管会继续出水一段时间，没有达到抬起多功能脚踏时一次性种植输水管立刻停止出水的预期效果，严重影响牙科医生种牙体验。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种牙科种植机及其蠕动泵控制方法和控制系统，以实现在不影响牙齿种植手术成功率的前提下，达到抬起多功能脚踏时一次性种植输水管立刻停止出水的预期效果。
一种牙科种植机蠕动泵控制方法，包括：
从多功能脚踏踩下时开始计时，到多功能脚踏抬起时结束计时；
判断多功能脚踏从踩下到抬起的时间是否大于第一设定时间；
若多功能脚踏从踩下到抬起的时间大于第一设定时间，控制蠕动泵反转，并对蠕动泵反转时间进行计时，当蠕动泵反转时间超过第二设定时间时，控制蠕动泵停转；所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时一次性种植输水管的水流量大小来设定；
若多功能脚踏从踩下到抬起的时间小于第一设定时间，控制蠕动泵停转。
可选的，所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时一次性种植输水管的水流量大小来设定，替换为：所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时的转速大小来设定。
可选的，所述第一设定时间和第二设定时间的长短还需要参考一次性种植输水管管壁的厚度来设定。
可选的，蠕动泵的转速由控制单元通过自身第一引脚输出的PWM信号的频率来控制。
可选的，蠕动泵的启停由控制单元通过自身第二引脚输出的高低电平信号来控制。
可选的，蠕动泵的转向由控制单元通过自身第三引脚输出的高低电平信号来控制。
一种牙科种植机蠕动泵控制系统，包括：驱动电路模块和控制单元；
所述控制单元，用于从多功能脚踏踩下时开始计时，到多功能脚踏抬起时结束计时；判断多功能脚踏从踩下到抬起的时间是否大于第一设定时间；若多功能脚踏从踩下到抬起的时间大于第一设定时间，通过所述驱动电路模块控制蠕动泵反转，并对蠕动泵反转时间进行计时，当蠕动泵反转时间超过第二设定时间时，通过所述驱动电路模块控制蠕动泵停转；若多功能脚踏从踩下到抬起的时间小于第一设定时间，通过所述驱动电路模块控制蠕动泵停转；
其中，所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时一次性种植输水管的水流量大小来设定。
可选的，在上述牙科种植机蠕动泵控制系统中，所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时一次性种植输水管的水流量大小来设定，替换为：所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时的转速大小来设定。
可选的，在上述牙科种植机蠕动泵控制系统中，所述第一设定时间和第二设定时间的长短还需要参考一次性种植输水管管壁的厚度来设定。
一种牙科种植机，包括：多功能脚踏、马达、手术器械、蠕动泵，以及如上述任一种牙科种植机蠕动泵控制系统。
从上述的技术方案可以看出，本发明在多功能脚踏从踩下到抬起的时间较长，蠕动泵给一次性种植输水管持续提供的冷却水已经或者即将从一次性种植输水管流出的情况下，在抬起多功能脚踏时让蠕动泵先反转运行一段时间再停转，利用蠕动泵反转回吸锁水；而在多功能脚踏从踩下到抬起的时间较短，蠕动泵给一次性种植输水管持续提供的冷却水远远来不及从一次性种植输水管流出的情况下，如果在抬起多功能脚踏时让蠕动泵立刻反转，会把患者口腔内的血渍等液体回吸到一次性种植输水管中，污染冷却用的水源，直接影响种牙手术成功率，所以此情况下在抬起多功能脚踏时让蠕动泵立刻停转，这样就实现了在不影响牙齿种植手术成功率的前提下，达到抬起多功能脚踏时一次性种植输水管立刻停止出水的预期效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种牙科种植机蠕动泵控制方法流程图；
图2为冷却水已经从一次性种植输水管流出的示意图；
图3为冷却水即将从一次性种植输水管流出的示意图；
图4为冷却水远远来不及从一次性种植输水管流出的示意图；
图5为本发明实施例公开的一种牙科种植机蠕动泵控制系统结构示意图；
图6为本发明实施例公开的一种牙科种植机蠕动泵结构示意图。
具体实施方式
为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结如下：
DSP：Digital Signal Processing，数字信号处理；
GPIO：General Purpose Input Output通用输入输出端口。
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。
本发明实施例公开了一种牙科种植机蠕动泵控制方法，利用蠕动泵智能反转锁水原理，来实现在不影响牙齿种植手术成功率的前提下，达到抬起多功能脚踏时一次性种植输水管立刻停止出水的预期效果。该控制方法并不改变现有技术中“当踩下多功能脚踏时，蠕动泵正常运转，给一次性种植输水管提供持续的冷却水”的出水控制逻辑，而仅是对现有技术中“当抬起多功能脚踏时，蠕动泵立刻停转”的止水控制逻辑进行了改进，参见图1，该控制方法具体包括：
步骤S01：从多功能脚踏踩下时开始计时，到多功能脚踏抬起时结束计时。
步骤S02：判断多功能脚踏从踩下到抬起的时间是否大于第一设定时间；
若是，说明多功能脚踏从踩下到抬起的时间(即蠕动泵本次正常运转时间)较长，冷却水已经或者即将从一次性种植输水管流出(例如图2和图3所示，图2为冷却水已经从一次性种植输水管流出的示意图，图2为冷却水即将从一次性种植输水管流出的示意图)，此时进入步骤S03；
若否，说明多功能脚踏本次踩下的时间(即蠕动泵本次正常运转时间)较短，冷却水远远来不及从一次性种植输水管流出(例如图4所示)，此时进入步骤S05。
步骤S03：控制蠕动泵反转，并对蠕动泵反转时间进行计时；之后进入步骤S04。
具体的，当正在正常运转的运行蠕动泵给一次性种植输水管持续提供的冷却水已经或者即将从一次性种植输水管流出时，如果抬起多功能脚踏让蠕动泵立刻停转，此时由于一次性种植输水管内空气还没有完全释放，导致一次性种植输水管会继续出水一段时间，没有达到抬起多功能脚踏时一次性种植输水管立刻停止出水的预期效果，严重影响牙科医生种牙体验。而本发明实施例为避免于此，在多功能脚踏从踩下到抬起的时间大于第一设定时间的情况下，在抬起多功能脚踏时让蠕动泵先反转运行一段时间然后再停转，利用蠕动泵反转回吸锁水，这样就达到了抬起多功能脚踏时一次性种植输水管立刻停止出水的预期效果。
步骤S04：判断蠕动泵反转时间是否超过第二设定时间，若是，进入步骤S05，若否，返回步骤S04。
具体的，在牙科种植机工作过程中蠕动泵正常运转的转速v影响一次性种植输水管的水流量，蠕动泵正常运转的转速v越高，一次性种植输水管的水流量越大；蠕动泵正常运转的转速v越低，一次性种植输水管的水流量越小。抬起多功能脚踏后蠕动泵从转速为v的正转切换为反转并逐渐降至零转速，蠕动泵反转运行的时长需要根据蠕动泵正常运转时一次性种植输水管的水流量大小(或者蠕动泵正常运转的转速v)自动调节，水流量越大，抬起多功能脚踏后蠕动泵需要反转运行的时间越长；水流量越小，抬起多功能脚踏后蠕动泵需要反转运行的时间越短。
步骤S05：控制蠕动泵停转，结束本轮蠕动泵控制。
具体的，当多功能脚踏从踩下到抬起的时间较短，冷却水远来不及从一次性种植输水管流出时，如果抬起多功能脚踏让蠕动泵立刻反转，会把患者口腔内的血渍等液体回吸到一次性种植输水管中，污染冷却用的水源，直接影响种牙手术成功率。而本发明实施例为避免于此，在多功能脚踏从踩下到抬起的时间不大于第一设定时间的情况下，在抬起多功能脚踏时让蠕动泵立刻停转，不需要进行蠕动泵反转运行。
综上所述，本发明实施例在多功能脚踏从踩下到抬起的时间较长，蠕动泵给一次性种植输水管持续提供的冷却水已经或者即将从一次性种植输水管流出的情况下，在抬起多功能脚踏时让蠕动泵先反转运行一段时间再停转，利用蠕动泵反转回吸锁水；而在多功能脚踏从踩下到抬起的时间较短，蠕动泵给一次性种植输水管持续提供的冷却水远远来不及从一次性种植输水管流出的情况下，如果在抬起多功能脚踏时让蠕动泵立刻反转，会把患者口腔内的血渍等液体回吸到一次性种植输水管中，污染冷却用的水源，直接影响种牙手术成功率，所以此情况下在抬起多功能脚踏时让蠕动泵立刻停转，这样就实现了在不影响牙齿种植手术成功率的前提下，达到抬起多功能脚踏时一次性种植输水管立刻停止出水的预期效果。可见，蠕动泵反转回吸锁水启用与否需要根据多功能脚踏从踩下到抬起的时间长短进行智能选择，本发明实施例将其称为牙科种植机蠕动泵智能反转回吸锁水功能。
可选的，考虑到不同厂家一次性种植输水管管壁的厚度不同，所以第一设定时间和第二设定时间的长短还需要参考一次性种植输水管管壁的厚度来设定。
在使用时，牙科医生通过操作牙科种植机的触控面板和多功能脚踏，预设或调节与牙齿种植手术操作步骤相对应的功能。
可选的，在上述公开的任一实施例中，蠕动泵的转速由控制单元通过第一引脚输出的PWM信号的频率来控制。
具体的，控制单元例如DSP微控制器通过第一引脚输出不同频率的PWM信号来实现蠕动泵转速的控制；PWM频率越高，蠕动泵转速越高；PWM频率越低，蠕动泵转速越低。
可选的，在上述公开的任一实施例中，蠕动泵的启停由控制单元通过第二引脚输出的高低电平信号来控制。
具体的，控制单元例如DSP微控制器通过硬件GPIO引脚输出高低电平信号，高电平使能蠕动泵运转，低电平不使能蠕动泵运转，从而实现蠕动泵启停控制。
可选的，在上述公开的任一实施例中，蠕动泵的转向由控制单元通过第三引脚输出的高低电平信号来控制。
具体的，控制单元例如DSP微控制器通过又一硬件GPIO引脚输出高低电平信号，高电平蠕动泵正向运转，低电平时蠕动泵反向运转，从而实现蠕动泵正反转方向控制。
与上述方法实施例相对应的，本发明实施例还公开了一种牙科种植机的蠕动泵控制系统，如图5所示，包括：驱动电路模块100和控制单元200；
所述控制单元400，用于从多功能脚踏踩下时开始计时，到多功能脚踏抬起时结束计时；判断多功能脚踏从踩下到抬起的时间是否大于第一设定时间；若多功能脚踏从踩下到抬起的时间大于第一设定时间，通过驱动电路模块200控制蠕动泵反转，并对蠕动泵反转时间进行计时，当蠕动泵反转时间超过第二设定时间时，通过驱动电路模块200控制蠕动泵停转；若多功能脚踏从踩下到抬起的时间小于第一设定时间，通过驱动电路模块200控制蠕动泵停转；
其中，在上述公开的牙科种植机的蠕动泵控制系统中，所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时一次性种植输水管的水流量大小来设定。
可选的，在上述公开的任一种牙科种植机的蠕动泵控制系统中，所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时一次性种植输水管的水流量大小来设定，替换为：所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时的转速大小进行设定。
可选的，在上述公开的任一种牙科种植机的蠕动泵控制系统中，牙科种植机的蠕动泵的转速由控制单元通过自身第一引脚输出的PWM信号的频率控制。
可选的，在上述公开的任一种牙科种植机的蠕动泵控制系统中，蠕动泵的启停由控制单元通过自身第二引脚输出的高低电平信号来控制。
可选的，在上述公开的任一种牙科种植机的蠕动泵控制系统中，蠕动泵的转向由控制单元通过自身第三引脚输出的高低电平信号来控制。
此外，本发明实施例还公开了一种牙科种植机，如图6所示，包括：多功能脚踏、马达、手术器械、蠕动泵，以及如上述公开的任一种牙科种植机蠕动泵控制系统。牙科种植机通常采用220V市电直接供电。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的不同对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种牙科种植机蠕动泵控制方法，其特征在于，包括：
从多功能脚踏踩下时开始计时，到多功能脚踏抬起时结束计时；
判断多功能脚踏从踩下到抬起的时间是否大于第一设定时间；
若多功能脚踏从踩下到抬起的时间大于所述第一设定时间，控制蠕动泵反转，并对蠕动泵反转时间进行计时，当蠕动泵反转时间超过第二设定时间时，控制蠕动泵停转；所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时一次性种植输水管的水流量大小来设定；
若多功能脚踏从踩下到抬起的时间小于所述第一设定时间，控制蠕动泵停转；所述第一设定时间和第二设定时间的长短还参考一次性种植输水管管壁的厚度来设定。
2.根据权利要求1所述的牙科种植机蠕动泵控制方法，其特征在于，所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时一次性种植输水管的水流量大小来设定，替换为：所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时的转速大小来设定。
3.根据权利要求1～2中任一项所述的牙科种植机蠕动泵控制方法，其特征在于，蠕动泵的转速由控制单元通过自身第一引脚输出的PWM信号的频率来控制。
4.根据权利要求1～2中任一项所述的牙科种植机蠕动泵控制方法，其特征在于，蠕动泵的启停由控制单元通过自身第二引脚输出的高低电平信号来控制。
5.根据权利要求1～2中任一项所述的牙科种植机蠕动泵控制方法，其特征在于，蠕动泵的转向由控制单元通过自身第三引脚输出的高低电平信号来控制。
6.一种牙科种植机蠕动泵控制系统，其特征在于，包括：驱动电路模块和控制单元；
所述控制单元，用于从多功能脚踏踩下时开始计时，到多功能脚踏抬起时结束计时；判断多功能脚踏从踩下到抬起的时间是否大于第一设定时间；若多功能脚踏从踩下到抬起的时间大于第一设定时间，通过所述驱动电路模块控制蠕动泵反转，并对蠕动泵反转时间进行计时，当蠕动泵反转时间超过第二设定时间时，通过所述驱动电路模块控制蠕动泵停转；若多功能脚踏从踩下到抬起的时间小于第一设定时间，通过所述驱动电路模块控制蠕动泵停转；
其中，所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时一次性种植输水管的水流量大小来设定；所述第一设定时间和第二设定时间的长短还参考一次性种植输水管管壁的厚度来设定。
7.根据权利要求6所述的牙科种植机蠕动泵控制系统，其特征在于，所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时一次性种植输水管的水流量大小来设定，替换为：所述第二设定时间的长短根据蠕动泵正转时的转速大小来设定。
8.一种牙科种植机，其特征在于，包括：多功能脚踏、马达、手术器械、蠕动泵，以及如权利要求6～7中任一项所述的牙科种植机蠕动泵控制系统。
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