CN116533260B - 一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，首先对电源变换器模块进行抗干扰设计，电源变换器模块包括微控制器芯片、软启动电路、保护电路、电流负反馈闭环控制电路、高频变压器、第一滤波整流电路、第二滤波整流电路、全桥双端驱动电路、软启动电路；其次对连接电源变换器模块的双向屏蔽电缆、对脑电采集头戴连接线、麻醉深度采集模块进行结构改进，增强屏蔽干扰性能；设计高分子环保电磁屏蔽涂料，将所述涂料涂刷在静脉麻醉机器人系统的外表面上。通过本方法的应用，以解决麻醉机器人易收到周边环境、设备及敌方电磁干扰设备、武器所产生的电磁干扰问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，属于机器人电磁屏蔽技术领域。
背景技术
麻醉机器人通过采集伤员微伏级脑电信号来辅助麻醉医生进行外科手术麻醉给药的全过程，具备自动给药、远程监控等功能，由计算机、麻醉深度采集模块、电源变换器、微量注射泵、触控显示器、脑电采集头戴等组件构成，通过头戴采集伤员的脑电信号后进行放大，将信号传输至计算机，经过计算后将麻醉给药方案输送到微量注射泵进行麻醉给药，同时将伤员的镇静、镇痛指数传输到显示器。麻醉医生可通过显示器的软件界面查看伤员病理指标、麻醉给药方案、麻醉给药过程并进行相关的操作，从而大大降低了麻醉医生的工作强度，使麻醉医生能够在确保麻醉效果的条件下同时兼顾多台外科手术，为伤员的及时救治提供了必要条件与支持。
麻醉机器人应用于舰船内，其周边雷达、声呐、发电机等电磁设备较多，供电环境复杂多变、尖峰电源高频谐波干扰严重，且操作空间狭小、电磁干扰强烈，战时更有很大概率会受到敌方瞬时或长期的电磁干扰武器的攻击。一旦设备电源部分受到干扰，轻则会产生设备频闪、重则会造成设备关机，将会严重影响设备的可靠性及稳定性，更会对正在进行外科手术的伤员的生命安全造成极大的威胁。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，以解决麻醉机器人易收到周边环境、设备及敌方电磁干扰设备、武器所产生的电磁干扰问题。
本发明的技术解决方案是：
一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，包括：
(1)对电源变换器模块进行结构设计以实现抗干扰，电源变换器模块包括微控制器芯片、软启动电路、保护电路、电流负反馈闭环控制电路、高频变压器、第一滤波整流电路、第二滤波整流电路、全桥双端驱动电路、软启动电路；
交流电经软启动电路、保护电路后进入第一滤波整流电路，输出的直流电加到全桥双端驱动电路上，驱动高频变压器输出高频交流电，经第二滤波整流电路后输出静脉麻醉机器人系统工作要求的直流电压；电流负反馈闭环控制电路采集第二滤波整流电路输出的直流电信息并反馈至微控制器芯片，所述芯片控制全桥双端驱动电路的通断以驱动高频变压器，修正输出直流电的误差和波动；
(2)对连接电源变换器模块的双向屏蔽电缆、脑电采集头戴连接线、麻醉深度采集模块进行结构改进，增强屏蔽干扰性能；
(3)设计高分子环保电磁屏蔽涂料，将所述涂料涂刷在静脉麻醉机器人系统的外表面上。
优选的，保护电路包括并联的防雷击模块、过压保护模块、尖峰吸收模块；
防雷击模块包括气隙放电管，吸收静电和雷击带来的瞬间高压冲击；输入的交流电电压低于气隙放电管的击穿电压；
过压保护模块包括保险丝、压敏电阻，当输入电压超过压敏电阻的保护阈值时，压敏电阻的电阻值减小，瞬间大电流通过压敏电阻，导致烧断保险丝，保护后续电路；
尖峰吸收模块包括双向瞬态抑制器，吸收交流电中的尖峰脉冲，降低对后续电路的干扰。
优选的，软启动电路接在交流电输入端零线上，包括并联的热敏电阻NTC和继电器，防止上电瞬间大电流的冲击；上电后电路正常工作时，继电器在微控制器芯片的控制下吸合，使电流跨过NTC而通过继电器触点，形成闭环，消除NTC电阻带来的功率损耗。
优选的，第一滤波整流电路包括串联的π形滤波电路、全桥整流电路和滤波电容；π形滤波电路包括依次串联的第一安规电容、共模电感、第二安规电容，第一安规电容初步吸收高频成分，共模电感阻碍高频成分的通过，第二安规电容吸收剩余的高频成分。
优选的，第二滤波整流电路包括串联的COMS同步整流电路、π形滤波器；
COMS同步整流电路位于高频变压器次级线圈输出侧，包括2个COMS功率元件、同步控制电路；同步控制电路控制COMS功率元件自动导通或截止，使COMS功率元件随着高频变压器的周期同步导通或截止；
π形滤波器包括2个电解电容、2个CBB电容和1个电抗器，一个电解电容并联一个CBB电容后与电抗器的一端连接，电抗器的另一端连接另一对并联的电解电容与CBB电容。
优选的，电流负反馈闭环控制电路包括采样电阻与电流采样电路，采样电阻实时检测电源变换器的输出电流，电流采样电路将采样电阻两端的电压信号进行放大并发送至微控制器，微控制器根据电流大小自动调整全桥双端驱动电路的脉冲宽度，以自动调整高频变压器初级线圈输入的能量。
优选的，对连接电源变换器模块的双向屏蔽电缆进行结构改进，包括：
电源变换器双向屏蔽电缆最小弯曲半径为电缆直径的5倍；
在电源变换器双向屏蔽电缆外侧缠绕金属铜网，金属铜网与机器人系统保护接地相连，金属铜网选用软态黄铜，表面光滑、无裂纹起皮及氧化皮、氧化色，网丝直径为0.018mm±0.002mm，网孔尺寸为0.020mm、网孔算术平均尺寸偏差±9％；
在金属铜网外侧包裹石英管，在石英管外侧包裹铅材质保护壳。
优选的，对脑电采集头戴连接线、麻醉深度采集模块进行结构改进，包括：
在脑电采集头戴连接线外侧缠绕金属铜网，金属铜网与机器人系统保护接地相连；在金属钢网外侧包裹超薄型全方位导电海绵，所述海绵厚度为0.8mm±0.09mm，表面电阻小于0.9Ω；
在麻醉深度采集模块外表面包裹铅材质保护壳。
优选的，以含量55％的纯净水、含量10％的水溶性树脂、含量20％的氧化石墨烯粉末、含量5％的聚醋酸乙烯溶液、含量4％的氯化铋、含量3％的硝酸镨、含量2％的氯化钇、含量0.5％的羧甲基纤维素、含量0.5％的金属铜粉颗粒为原料，将满足上述含量要求的纯净水、水溶性树脂、氧化石墨烯粉末、聚醋酸乙烯溶液、氯化铋、硝酸镨、氯化钇、羧甲基纤维素混合后在1.4至1.6个标准大气压下加热至80℃至90℃，保持9至12分钟，在上述过程中持续搅拌动作；再加入满足含量要求的金属铜粉颗粒，再次加热至80℃至90℃并持续搅拌4至6分钟，冷却后制成高分子环保电磁屏蔽涂料。
优选的，将所述涂料涂刷在电源输入端插头外层、双向屏蔽电缆外表面、电源变换器外表面、电源输出与麻醉深度采集模块连接接头外表面、麻醉深度采集模块外表面、麻醉深度采集模块与脑电采集头戴连接接头外表面；涂刷方法为：用毛刷在需要涂刷的表层完整涂刷3次，每次间隔至少8分钟。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明通过对电源变换器进行抗冲击、抗静电、尖脉冲吸收和加强滤波以及多重自动保护设计，将网电的AC220V电源变换为低纹波的DC12V电源，提供给全套系统里的其它设备的同时，有效阻挡了AC220V电源中的各种杂波和脉冲，所以大大提高了全套系统的抗干扰能力。
(2)本发明通过对麻醉深度采集模块、脑电采集头戴、连接电缆的结构设计，使全套系统在高分子环保电磁屏蔽涂料的“屏蔽”作用下，避免了空间电磁波的辐射带来的干扰。
(3)本发明设计的高分子环保电磁屏蔽涂料具有阻挡空间电磁波的特性，与市面上现有的电磁屏蔽涂料相比，更能有效阻挡电磁波辐射。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例电源变换器结构框图；
图2为本发明实施例电源变换器电路图；
图3为本发明实施例电源输入端插头外层示意图；
图4为本发明实施例电源变换器双向屏蔽电缆外侧抗干扰示意图；
图5为本发明实施例电源变换器抗干扰示意图；
图6为本发明实施例麻醉深度采集模块抗干扰示意图；
图7为本发明实施例脑电采集头戴连接线抗干扰示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
麻醉机器人通过采集伤员微伏级脑电信号来辅助麻醉医生进行外科手术麻醉给药的全过程，具备自动给药、远程监控等功能。麻醉机器人包括计算机、麻醉深度采集模块、电源变换器、微量注射泵、触控显示器、脑电采集头戴，通过脑电采集头戴采集伤员的脑电信号后进行放大，将信号传输至计算机，经过计算后将麻醉给药方案输送到微量注射泵进行麻醉给药，同时将伤员的镇静、镇痛指数传输到显示器。电源变换器用于为全套系统里的其它设备提供合适电压和足够功率。
为了有效防止战时电磁干扰对机器人性能的影响，本发明提出了一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，对现有麻醉机器人进行抗干扰设计，通过屏蔽电磁干扰，净化电压、电流环境，尽可能降低乃至抵消周围环境及自身电磁辐射对设备造成的影响，以确保麻醉机器人能够正常运行，为急需在舰船上进行外科手术的伤员提供麻醉给药支持。
该方法包括：
(1)对电源变换器进行抗干扰设计
现有电源变换器通过AC220V交流电源输入，经过保险丝，经安规电容吸收高频成分，再经过全桥整流电路变换成单一方向脉动直流电，再由滤波电容滤除掉脉动成分，输出310V直流电加到半桥双端驱动电路上，以驱动高频变压器的初级线圈，高频变压器的次级线圈输出的高频交流电经肖特基整流管进行整流，变成12V单向脉动直流电，再经电容滤波，输出DC12V直流电压，为负载提供充足的电能。MCU微控制器芯片在程序的控制下输出两组PWM信号，经栅极隔离驱动电路驱动半桥双端驱动电路中的两个COMS功率管，使其高速交替导通与截止，以使高频变压器初级线圈产生高频交流电流。AC/DC电源隔离模块输出的两组直流电源，为栅极隔离驱动电路提供两组独立的电压，以保证两个COMS管的不同源极电位需求。DC12V输出端的直流电压，经电压采样反馈电路反馈至MCU微控制器芯片，以自动修正输出电压的误差和波动。当系统过载或设备短路时，串联在AC220V电源输入端的保险丝可以自动断电，有效确保设备安全。
为了实现更高标准的抗干扰、防辐射等相关要求，在现有电源变换器基础上进行了功能增加、改进，改进后的电源变换器电路图如图1、图2所示，为全套系统里的其它设备提供合适电压和足够功率的同时，还有效阻挡了AC220V电源里的各种杂波和脉冲，并提供了过压、过流等多重保护，实现了对大电流冲击、静电、雷击、高电压脉冲、高速尖脉冲、高频杂波、电磁干扰的屏蔽、过滤。
主要设计包括：
1)AC220V电源输入端零线上连接软启动电路，该电路包括并联的热敏电阻NTC与继电器，有效限制上电瞬间的冲击电流，防止上电大电流冲击的问题。由于NTC在常温下具有一定的电阻值，上电瞬间的大电流受到NTC的限制，通电后NTC的温度会升高、电阻值则会大幅度减小，降低了上电后的功率损耗；上电后电路正常工作，继电器KP1在MCU微控制器芯片的控制下会吸合，使电流跨过NTC而直接通过继电器KP1触点，形成闭环，完全消除了NTC电阻带来的功率损耗。
2)设置保护模块，包括防雷击模块、过压保护模块、尖峰吸收模块。
防雷击模块由气隙放电管组成，可有效吸收静电和雷击带来的瞬间高压冲击。由于正常的输入电压低于气隙放电管的击穿电压，故气隙放电管不影响AC220V交流电的正常传输；当遇到雷击或静电积累，导致电压升高，气隙放电管的两个电极之间的空气被瞬间电离击穿而导通，从而将电荷释放、吸收高压冲击。
过压保护模块由压敏电阻组成，可有效防止因输入电压过高而导致对后续电路的冲击。当输入电压超过压敏电阻的保护阈值时，压敏电阻的电阻值急剧减小、近似直通，将有瞬间大电流通过压敏电阻，导致烧断保险丝F1，起到后续电路的保护作用。
尖峰吸收模块由双向瞬态抑制器组成，可吸收220V电源中的尖峰脉冲，以降低对后续电路的干扰。当220V电源中有尖峰脉冲时，电压的瞬时值超过瞬态抑制器的击穿电压，瞬态抑制器将瞬时导通，尖峰能量被瞬态抑制器吸收，从而降低了对后续电路的干扰。
3)在尖峰吸收模块的输出侧连接π形滤波电路
π形滤波电路包括安规电容CX1、CX2和共模电感LM1，可更好的吸收、滤除电源中的高频成分，有效降低对后续电路的干扰。π形滤波电路输入侧的安规电容的容抗会随着电压频率的升高而降低，初步吸收高频成分；后面串联的共模电感的感抗会随着电压频率的升高而增大，继而阻碍了高频成分的通过；输出侧的安规电容将剩余的高频成分有效吸收，从而有效滤除高频成分、降低了对后续电路的干扰。
4)将现有的半桥双端驱动电路优化为全桥双端驱动电路
位于全桥整流电路和滤波电容输出侧的全桥双端驱动电路，其驱动电流比半桥双端驱动电路提高1倍，使整体电路输出功率增强、电源变换器的负荷能力有效提高，同时有效降低自身发热量，进一步提高了转换效率。高频变压器初级线圈的两端均由2个IGBT功率元件驱动，较半桥双端驱动电路依靠电容分压的工作原理相比，能够有效提高其充放电流的驱动能力，使高频变压器两端电压变化动态范围均能达到电源的最大值，从而有效提高了对高频变压器的驱动能力；在整体工作过程中，4个IGBT功率元件分担了原本由2个IGBT功率原件所承担的功率损耗，从而使发热量有效降低，有效提高转换效率。
5)将肖特基整流管电流优化为COMS同步整流电路
位于高频变压器次级线圈输出侧的COMS同步整流电路，由2个COMS功率元件及其相关同步控制电路组成，能够有效提高整流效率。原肖特基整流管电路的正向压降较大，导致自身的功率消耗较大，并导致其发热量较大；COMS同步整流电路充分利用COMS功率元件Q3、Q4的饱和压降极低的特点，使其自身功率消耗得以有效降低，并进一步降低了发热量，从而提高了整流效率；但是COMS功率元件不会自动导通或截止，需要同步控制电路，使其随着高频变压器的周期同步导通或截止。
6)在COMS同步整流电路的输出端连接π形滤波器
π形滤波器，由2个电解电容、2个CBB电容和1个电抗器组成，能够更有效的滤除整流输出的脉动成分。原滤波电路只有1个电解电容，其纹波系数较大，且会随着输出电流的增大而变得更加恶劣；而π形滤波器通过输入侧的1个电解电容初步滤除脉动成分后，后面的电抗器有效阻碍了剩余脉动成分的通过，电抗器输出侧的1个电解电容再次对剩余脉动成分进行滤除，相比单个电解电容滤除效果更好；由于电解电容有寄生电感，难以滤除高频杂波，所以每个电解电容都并联了1个CBB电容，从而有效滤除其中的高频杂波。
7)增设负载检测电路和自动断电控制电路
π行滤波器输出侧串联第二继电器，以及位于MCU微控制器芯片与输出端之间的负载检测电路和自动断电控制电路，能够在输出端负载短路或其它恶劣情况出现时自动切断输出电路，从而确保后续用电部分和电源变换器自身的安全可靠。自动保护电路包括第三继电器、三极管，在因设备故障等导致电源变换器负载过重或短路的情况下会自动切断输出电路，确保设备安全。当负载检测电路检测到输出电压陡然下降时，表明负载电路有短路风险，则会立即将此信号传输给MCU微控制器芯片，MCU微控制器芯片通过自动断电电路控制第二继电器切断输出电路，形成闭环，从而确保所有设备的安全。
8)负反馈闭环控制电路
串联于电源变换器DC12V输出端地线上的采样电阻和电流采样电路，共同组成电流负反馈闭环控制电路，如有过载则自动调整全桥双端驱动电路的工作状态，以防止因负载电流过大引起的过载现象，确保电源变换器不会发生过载、过热现象。
由电阻R5、R85、R89构成的输出电流采样电路、由运算放大器U2A及其周围的元件构成电流信号放大器，将输出的电流信号提供给微控制器，形成闭环，输出电流在电阻R5、R85、R89上形成较小压降，即为电流信号，运算放大器U2A将此信号放大，提供给MCU微控制器，微控制器内部程序可自动判断输出电流的误差，根据输出电流的变化情况自动调整场效应管Q1、Q2的工作状态，以调整全桥双端驱动电路的脉冲宽度，调整高频变压器初级线圈输入的能量，从而自动调整输出电压，以实现电流负反馈的作用。
由电阻R37、R63、电容C93构成输出电压采样电路，将输出的电压信号提供给MCU微控制器，形成闭环，MCU微控制器内部程序可自动判断输出电压的误差，根据输出电压的变化自动调整场效应管Q1、Q2的脉冲宽度，从而自动修正输出电压，达到精确稳定输出电压的作用。
9)MCU微控制器控制电路
由运算放大器U2B、施密特触发器U1 D及其周围的元件构成的过载保护电路，为MCU微控制器提供过载中断信号，形成闭环，运算放大器U2A输出的电压值与运算放大器U2B的设定值进行比较，其输出电压通过施密特触发器U1 D为微控制器MCU提供中断信号，MCU微控制器内部程序将此信号视为过载或短路信号，使场效应管Q1、Q2截止，电源变换器停止工作，弥补保险丝保护动作慢的缺陷，实现设备过载情况下的快速响应。
由施密特触发器U1 E、U1 F及其周围的元件构成的短路保护电路，在输出端瞬间短路时为MCU微控制器提供中断信号，形成闭环，因短路输出电压突然降为0V，施密特触发器U1 E、U1 F输出电平突然下降，MCU微控制器内部程序将此信号视为短路信号，将场效应管Q1、Q2瞬间截止，使电源变换器停止工作，以实现当电源变换器输出端瞬间短路时进行快速保护。
由MCU介于微控制器与场效应管Q1、Q2之间的光隔离继电器OP1、OP2及其周围的元件构成的隔离驱动电路，光隔离继电器OP1、OP2的输入端与输出端是绝缘的，MCU微控制器属于弱电部分，场效应管Q1、Q2工作在强电部分，光隔离继电器OP1、OP2以光的形式将微控制器MCU的控制信号传递给场效应管Q1、Q2，光隔离继电器OP1、OP2的输出阻抗很低，克服了场效应管Q1、Q2输入电容大带来的时间延迟，提高了场效应管Q1、Q2的导通及截止速度，用于驱动场效应管Q1、Q2，实现弱电部分与强电部分的有效隔离，由于场效应管Q1、Q2的源极电位不同，要求栅极的驱动电平也不同，又由于光隔离继电器OP1、OP2由两个独立的电源供电，故同时起到电位自动举升作用。
AC/DC隔离电源模块输出两组独立的18V直流电源，为光隔离继电器OP1、OP2提供双18V电源。温度传感器PTC的电阻值会随温度的升高而增大，实时测量电源变换器的壳内温度，将采集到的温度信号实时传送到MCU微控制器，由微控制器内部程序根据相关数值自动控制场效应管Q1、Q2的工作状态，降低电源变换器的输出功率，以确保壳内温度保持在安全区间的范围之内、提高设备的稳定性。MCU微控制器作为电源变换器的核心控制组件，负责协调、控制电源变换器的全部工作时序。
如图5所示，在电源变换器外侧包裹随形的铅材质保护壳8，铅材质保护壳8选用符合GB/T 496-2005标准，牌号为Pb99.994，定制外观形状。并在最外侧涂刷高分子环保电磁屏蔽涂料3。
(2)对电源变换器双向屏蔽电缆的改进
电源变换器双向屏蔽电缆选用优于GB1297.6-91标准，即导体长期允许工作温度为95℃，额定电压U0/U3.6/6KV，最小弯曲半径为电缆直径的5倍，底线芯必须接地的屏蔽电缆，动力线芯经受12kv、5min工频交流电压试验，过渡电阻屏蔽层或监视层的过渡电阻小于2.8kΩ，且通过GB12666.2DZ-1所规定燃烧试验。
在电源变换器双向屏蔽电缆4外侧缠绕金属铜网，如图4所示，金属铜网5与设备保护接地相连，在金属铜网5外侧包裹石英管6，在石英管6外侧包裹铅材质保护壳7，在最外层涂刷高分子环保电磁屏蔽涂料3。其中：
金属铜网5选用优于GB T 5330-2003标准，即材料为化学成分符合GB/T5231的软态黄铜，要求金属丝表面光滑、无裂纹起皮及氧化皮、氧化色，金属丝直径为0.018mm(极限偏差±0.002mm)、网孔尺寸为0.020mm、网孔算术平均尺寸偏差±9％、大网孔尺寸偏差范围+55％、大网孔允许数量不多于4％、点状缺陷数量不多于10个/10㎡，网面平整、清洁、编织紧密，无机械损伤、锈斑，经丝接头编结良好，采用平纹编织法。
石英管6选用符合GB9657-88，且杂质含量、热稳定性、析晶性能、高温变形性能、外观指标均符合“优等”标准。
铅材质保护壳7选用符合GB/T 496-2005标准，牌号为Pb99.994，定制外观形状。
(3)对脑电采集头戴的改进
在脑电采集头戴连接线11外侧缠绕上述相同的金属铜网5，金属铜网5与设备保护接地相连，在金属钢网5外侧包裹超薄型全方位导电海绵12，在超薄型全方位导电海绵12外侧涂刷高分子环保电磁屏蔽涂料3，如图7所示。超薄型全方位导电海绵选用优于GB/T35674-2017标准，即厚度为0.8mm，表面电阻小于0.9Ω，Z轴电阻小于10Ω/㎡，厚度偏差为±0.09mm，表面平整无开裂、无孔洞、色泽一致。
(4)涂刷高分子环保电磁屏蔽涂料
以纯净水(GB 17323-1998，含量55％)、水溶性树脂(GB/T 24147-2009，含量10％)、氧化石墨烯粉末(石墨烯遵循GB/T 30544.13-2018，含量20％)、聚醋酸乙烯溶液(5％)、氯化铋(4％)、硝酸镨(3％)、氯化钇(2％)、羧甲基纤维素(0.5％)、金属铜粉颗粒(0.5％)为原料，制成高分子环保电磁屏蔽涂料，涂料具备无毒、无嗅、防水、耐腐蚀、耐氧化、耐高低温、不易挥发、高附着力、环保的特性及良好的延展性。
制作方法为：将上述除金属铜粉颗粒外的材料混合后在1.4至1.6个标准大气压下加热至80℃至90℃，保持9至12分钟，在此过程中需持续搅拌动作，使用过滤式离心分离机滤除杂质。加入金属铜粉颗粒后再次加热至80℃至90℃并持续搅拌4至6分钟，冷却后得到此涂料。使用方法为用细毛刷在物品表层完整涂刷3次，每次间隔至少8分钟。
在电源变换器双向屏蔽电缆上的铅材质保护壳外侧涂刷高分子环保电磁屏蔽涂料。
在电源输入端插头外层涂刷高分子环保电磁屏蔽涂料，如图3所示，电源输入端子1外缘包上绝缘护套2，线路上涂刷高分子环保电磁屏蔽涂料3。在电源变换器的铅材质保护壳外侧涂刷高分子环保电磁屏蔽涂料；在电源输出与麻醉深度采集模块连接接头外层涂刷高分子环保电磁屏蔽涂料，在麻醉深度采集模块10外侧包裹外观定制的铅材质保护壳9，在铅材质保护壳9外侧涂刷高分子环保电磁屏蔽涂料3，如图6所示；在麻醉深度采集模块与脑电采集头戴连接接头外层涂刷高分子环保电磁屏蔽涂料。
以上所述实施例只是本发明较优选具体实施方式，本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换应包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，其特征在于，包括：
(1)对电源变换器模块进行结构设计以实现抗干扰，电源变换器模块包括微控制器芯片、软启动电路、保护电路、电流负反馈闭环控制电路、高频变压器、第一滤波整流电路、第二滤波整流电路、全桥双端驱动电路；
交流电经软启动电路、保护电路后进入第一滤波整流电路，输出的直流电加到全桥双端驱动电路上，驱动高频变压器输出高频交流电，经第二滤波整流电路后输出静脉麻醉机器人系统工作要求的直流电压；电流负反馈闭环控制电路采集第二滤波整流电路输出的直流电信息并反馈至微控制器芯片，微控制器芯片控制全桥双端驱动电路的通断以驱动高频变压器，修正输出直流电的误差和波动；
(2)对连接电源变换器模块的双向屏蔽电缆、脑电采集头戴连接线、麻醉深度采集模块进行结构改进，增强屏蔽干扰性能；
(3)设计高分子环保电磁屏蔽涂料，将涂料涂刷在静脉麻醉机器人系统的外表面上；
以含量55％的纯净水、含量10％的水溶性树脂、含量20％的氧化石墨烯粉末、含量5％的聚醋酸乙烯溶液、含量4％的氯化铋、含量3％的硝酸镨、含量2％的氯化钇、含量0.5％的羧甲基纤维素、含量0.5％的金属铜粉颗粒为原料，将满足上述含量要求的纯净水、水溶性树脂、氧化石墨烯粉末、聚醋酸乙烯溶液、氯化铋、硝酸镨、氯化钇、羧甲基纤维素混合后在1.4至1.6个标准大气压下加热至80℃至90℃，保持9至12分钟，在上述过程中持续搅拌动作；再加入满足含量要求的金属铜粉颗粒，再次加热至80℃至90℃并持续搅拌4至6分钟，冷却后制成高分子环保电磁屏蔽涂料。
2.根据权利要求1所述的一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，其特征在于，保护电路包括并联的防雷击模块、过压保护模块、尖峰吸收模块；
防雷击模块包括气隙放电管，吸收静电和雷击带来的瞬间高压冲击；输入的交流电电压低于气隙放电管的击穿电压；
过压保护模块包括保险丝、压敏电阻，当输入电压超过压敏电阻的保护阈值时，压敏电阻的电阻值减小，瞬间大电流通过压敏电阻，导致烧断保险丝，保护后续电路；
尖峰吸收模块包括双向瞬态抑制器，吸收交流电中的尖峰脉冲，降低对后续电路的干扰。
3.根据权利要求1所述的一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，其特征在于，软启动电路接在交流电输入端零线上，包括并联的热敏电阻NTC和继电器，防止上电瞬间大电流的冲击；上电后电路正常工作时，继电器在微控制器芯片的控制下吸合，使电流跨过NTC而通过继电器触点，形成闭环，消除NTC电阻带来的功率损耗。
4.根据权利要求1所述的一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，其特征在于，第一滤波整流电路包括串联的π形滤波电路、全桥整流电路和滤波电容；π形滤波电路包括依次串联的第一安规电容、共模电感、第二安规电容，第一安规电容初步吸收高频成分，共模电感阻碍高频成分的通过，第二安规电容吸收剩余的高频成分。
5.根据权利要求1所述的一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，其特征在于，第二滤波整流电路包括串联的COMS同步整流电路、π形滤波器；
COMS同步整流电路位于高频变压器次级线圈输出侧，包括2个COMS功率元件、同步控制电路；同步控制电路控制COMS功率元件自动导通或截止，使COMS功率元件随着高频变压器的周期同步导通或截止；
π形滤波器包括2个电解电容、2个CBB电容和1个电抗器，一个电解电容并联一个CBB电容后与电抗器的一端连接，电抗器的另一端连接另一对并联的电解电容与CBB电容。
6.根据权利要求1所述的一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，其特征在于，电流负反馈闭环控制电路包括采样电阻与电流采样电路，采样电阻实时检测电源变换器的输出电流，电流采样电路将采样电阻两端的电压信号进行放大并发送至微控制器芯片，微控制器芯片根据电流大小自动调整全桥双端驱动电路的脉冲宽度，以自动调整高频变压器初级线圈输入的能量。
7.根据权利要求1所述的一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，其特征在于，对连接电源变换器模块的双向屏蔽电缆进行结构改进，包括：
电源变换器双向屏蔽电缆最小弯曲半径为电缆直径的5倍；
在电源变换器双向屏蔽电缆外侧缠绕金属铜网，金属铜网与机器人系统保护接地相连，金属铜网选用软态黄铜，表面光滑、无裂纹起皮及氧化皮、氧化色，网丝直径为0.018mm±0.002mm，网孔尺寸为0.020mm、网孔算术平均尺寸偏差±9％；
在金属铜网外侧包裹石英管，在石英管外侧包裹铅材质保护壳。
8.根据权利要求1所述的一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，其特征在于，对脑电采集头戴连接线、麻醉深度采集模块进行结构改进，包括：
在脑电采集头戴连接线外侧缠绕金属铜网，金属铜网与机器人系统保护接地相连；在金属钢网外侧包裹超薄型全方位导电海绵，海绵厚度为0.8mm±0.09mm，表面电阻小于0.9Ω；
在麻醉深度采集模块外表面包裹铅材质保护壳。
9.根据权利要求1所述的一种舰船用静脉麻醉机器人系统抗干扰方法，其特征在于，将高分子环保电磁屏蔽涂料涂刷在电源输入端插头外层、双向屏蔽电缆外表面、电源变换器外表面、电源输出与麻醉深度采集模块连接接头外表面、麻醉深度采集模块外表面、麻醉深度采集模块与脑电采集头戴连接接头外表面；涂刷方法为：用毛刷在需要涂刷的表层完整涂刷3次，每次间隔至少8分钟。
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