WO2016000649A1

WO2016000649A1 - 一种医疗器械床用电路控制系统

Info

Publication number: WO2016000649A1
Application number: PCT/CN2015/083246
Authority: WO
Inventors: 孙晓胜; 羌新明; 陆永新
Original assignee: 南通医疗器械有限公司
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2016-01-07
Also published as: CN104049553A

Abstract

一种医疗器械床用电路控制系统，包括微处理芯片（１）。微处理芯片（１）与按键编码电路单元（２）、状态指示单元（３）、角度测量模块（４）、背光灯电路单元（５）、电源处理单元（６）和继电器单元（７）相连。按键编码电路单元（２）连接有按键输入单元（８），电源处理单元（６）连接有２４Ｖ电源输入单元（９），继电器单元（７）连接有换向继电器（１０）和输出编码电路单元（１１），输出编码电路单元（１１）与输出换向电磁阀（１２）、输出电机和电磁阀单元（１３）相连，输出换向电磁阀（１２）与输出油泵单元（１４）相连。该控制系统具有结构简单，抗干扰能力强、性能稳定的优点。

Description

一种医疗器械床用电路控制系统

技术领域

本发明涉及一种医用设备控制系统，特别是一种医疗器械床用电路控制系统。

背景技术

现有的电路控制系统的手操作器连线一般根据按键的多少决定了连线内部导线的数量，而数量的多少根据按键技术决定，正常为独立按键和矩阵键盘模式，当床体控制按键较多时，连接手操作器线较多，此外可以采用其它通讯芯片，减少连线数量，但这会导致电路成本增加，结构复杂，控制电路板的功能由所用驱动部件决定，一般都是固定的，如采用电机的为电机驱动电路、双电磁阀的为双电磁阀驱动电路、单电磁阀和换向阀的配合的，也需要对应的驱动电路，这些功能要更改需要对电路进行调整设计，控制驱动继电器一般采用两只继电器驱动一个单元如电机，得到正反输出电压功能，当回路较多时，继电器较多，水平体位记忆值，一般在工厂通过对主电路板中的拨码或按键开关进行设置，到用户手上无法设置，如果设置场合与使用场合存在误差，也会导致实际使用出现偏差，对于电路控制板质量的好坏一般通过质检员进行反复按键操作排除，目前也有一部分控制板在设计时增加了自带的疲劳试验功能，但此功能的增加，如在客户使用过程中，被意外触发会存在一定的安全风险，为了防止按键被误动作，一般要求高的场合需要带键盘锁，键盘锁常用为开锁和上锁两键模式，占用两只按键，没有一只按键设计合理，电源指示、键盘锁指示、状态指示一般采用2-3只指示灯，没有一只灯显示多功能合理，现在的电路控制系统，一般都采用双操作系统，即除了手持式控制器外，还有一套辅助的床体按键控制系统，一般两套电路不可以互换，且按键位置不同，当手控制器失灵时，按键较多的情况下，不容易快速找到需要的按键。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种结构简单，抗干扰能力强、性能稳定的医疗器械床用电路控制系统。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种医疗器械床用电路控制系统，控制系统包括微处理芯片，微处理芯片与按键编码电路单元、状态指示单元、角度测量模块、背光灯电路单元、电源处理单元和继电器单元相连，按键编码电路单元连接有按键输入单元，电源处理单元连接有24V电源输入单元，继电器单元连接有换向继电器和输出编码电路单元，输出编码电路单元与输出换向电磁阀、输出电机和电磁阀单元相连，输出换向电磁阀连接有输出油泵单元相连。

本发明的进一步改进在于：所述微处理芯片检测来自所述按键编码电路单元的信号，并判断按键输入单元的哪个按键被按下，触发需要的驱动继电器，从而控制输出电机和电磁阀单元工作，当输出电压需要反向时，给出反向信号，控制换向继电器，从而实现输出端得到反向电压，输出编码电路单元使输出端能根据负载的不同任意调整，当按下体位记忆或水平记忆功能被按下时，通过角度测量模块检测床体角度信号，存入内部存储器，当检测到水平复位或体位读取按键按下时，再次测量角度值，与存储的值进行比较，控制床体作相应动作，工厂检验时，当疲劳试验功能键被按下时，床体自动进行疲劳试验，由于微处理芯片在编程时，设定好了疲劳试验次数，疲劳试验结束后，此功能自动失效，用户无法进行疲劳试验；当用户进行腹腔手术，周围环境较暗时，可以按下背光灯按键，微处理发送信号给背光灯电路单元，键盘上的背景灯点亮，为手控制器提供背景照明；键盘锁按键，按下锁定，再次按下解锁，如果解锁后，一段时间未有按键按下，自动上锁。

本发明的进一步改进在于：24V电源输入单元为整套电路的电源输入端，通过电源处理单元，对电源进行了整流、滤波、过流保护、过压保护、降压、抗干扰处理，为各部件提供稳定的电源；按键输入单元为用户按键输入部分，当用户按下需要的按键后经过按键编码电路，转换成微处理芯片能识别的信号，微处理收到信号后，会发出对应的指令，在用户按下了背光灯按键，则输出控制信号给背光灯电路单元，以点亮背光灯，状态指示单元表达了当前系统所处的工作状态，状态灯闪烁，代表键盘处于锁定状态，此时用户按下除键盘锁外的其它按键不起作用，当按下键盘锁按键，状态灯切换为常亮状态，此时，用户如按下体位记忆，微处理芯片会调用角度测量模块里面的数据，记录至内部存储器，当用户按下相应的动作指令后，微处理根据输入的指令发出控制信号给继电器单元，换向继电器实现了输出电源的正反，输出编码电路可以对不同的负载进行编码，以驱动不同的负载，如电机、电磁阀、换向阀、油泵。

本发明与现有技术相比具有以下优点：结构简单、成本低、安装调试以及用户使用方便、功能强大、抗干扰能力强、性能稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为24V电源输入和电源处理单元的电路图；

图3为微处理和角度测量模块接口电路图；

图4为按键输入单元和按键编码电路的电路图；

图5为背光灯和状态指示单元的电路图；

图6为换向继电器和继电器单元的电路图；

图7为输出编码电路和输出电机与电磁阀单元电路图；

图8为输出换向电磁阀和油泵电机单元的电路图；

图中标号：1-微处理芯片、2-按键编码电路单元、3-状态指示单元、4-角度测量模块、5-背光灯电路单元、6-电源处理单元、7-继电器单元、8-按键输入单元、9-24V电源输入单元、10-换向继电器、11-输出编码电路单元、12-输出换向电磁阀、13-电磁阀单元、14-输出油泵单元。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1-图8示出了本发明一种医疗器械床用电路控制系统的具体实施方式，所述控制系统包括微处理芯片1，微处理芯片1与按键编码电路单元2、状态指示单元3、角度测量模块4、背光灯电路单元5、电源处理单元6和继电器单元7相连，按键编码电路单元2连接有按键输入单元8，电源处理单元6连接有24V电源输入单元9，继电器单元7连接有换向继电器10和输出编码电路单元11，输出编码电路单元11与输出换向电磁阀12、输出电机和电磁阀单元13相连，输出换向电磁阀12连接有输出油泵单元14相连。

本发明所述的微处理芯片1检测来自按键编码电路单元2的信号，并判断按键输入单元8的哪个按键被按下，触发需要的驱动继电器，从而控制输出电机和电磁阀单元13工作，当输出电压需要反向时，给出反向信号，控制换向继电器10，从而实现输出端得到反向电压，输出编码电路单元11使输出端能根据负载的不同任意调整，当按下体位记忆或水平记忆功能被按下时，通过角度测量模块4检测床体角度信号，存入内部存储器，当检测到水平复位或体位读取按键按下时，再次测量角度值，与存储的值进行比较，控制床体作相应动作，工厂检验时，当疲劳试验功能键被按下时，床体自动进行疲劳试验，由于微处理芯片在编程时，设定好了疲劳试验次数，疲劳试验结束后，此功能自动失效，用户无法进行疲劳试验；当用户进行腹腔手术，周围环境较暗时，可以按下背光灯按键，微处理发送信号给背光灯电路单元6，键盘上的背景灯点亮，为手控制器提供背景照明；键盘锁按键，按下锁定，再次按下解锁，如果解锁后，一段时间未有按键按下，自动上锁，24V电源输入单元为整套电路的电源输入端，通过电源处理单元，对电源进行了整流、滤波、过流保护、过压保护、降压、抗干扰处理，为各部件提供稳定的电源；按键输入单元为用户按键输入部分，当用户按下需要的按键后经过按键编码电路，转换成微处理芯片能识别的信号，微处理收到信号后，会发出对应的指令，在用户按下了背光灯按键，则输出控制信号给背光灯电路单元，以点亮背光灯，状态指示单元表达了当前系统所处的工作状态，状态灯闪烁，代表键盘处于锁定状态，此时用户按下除键盘锁外的其它按键不起作用，当按下键盘锁按键，状态灯切换为常亮状态，此时，用户如按下体位记忆，微处理芯片会调用角度测量模块里面的数据，记录至内部存储器，当用户按下相应的动作指令后，微处理根据输入的指令发出控制信号给继电器单元，换向继电器实现了输出电源的正反，输出编码电路可以对不同的负载进行编码，以驱动不同的负载，如电机、电磁阀、换向阀、油泵。

DC24V电源由P1端输入，电源处理单元6包含了过流、过压保护、电源通电指示、抗干扰、稳压、滤波等功能，保证了整套电路电源的稳定供给，其中:F1为油泵保险，当油泵出现过载、短路时，可以起到保护作用，F2为输出电机或电磁阀保险，当电磁阀或电机出现短路或过载时起保护作用，F3为控制保护，当控制部分出现过载或短路时，起保护作用；TVS1、TVS2、TVS3为过压保护瞬态抑制二极管，当某部分出现过压或瞬间干扰时，可以起保护作用；R1、DS1为电源指示，当接通电源时，灯亮，断电灯灭；C5、C16、C17、C13、C14、C15、L1、T1、D6、D7为抗干扰电路，可以有效抑制高频或低频信号干扰；D5、R2为降压电路，可以降低稳压芯片输入端电压，减少稳压芯片负担，U1、U2、C20、C22为稳压滤波电路，为电路提供12V和5V的电源，12V为继电器用，5V为CPU供电用，R3、R4为分压电路，用以给CPU提供模数转换参考电压；S1-S21为按键输入部分，按键编码电路单元11由与之相连的二极管组成；P1-4为角度测量模块接口，此接口的供电进过R7串联，可以起到短路保护作用，此电源仅在需要测量角度时，由CPU判断提供，R6、DS11为状态指示灯，当此灯常亮时代表键盘锁处于解锁状态，此时按下按键实现相应的功能，如果按下了体位记忆或水平位记忆按键，此灯闪烁两次然后常亮或熄灭代表记忆完成，如果按下读取或水平复位按键，此灯会快速闪烁，代表床体正在实现预置体位读取或水平复位，设备通电初期键盘自动为解锁状态，如果按下键盘锁键或在20S内无任何键按下，自动上锁，此时状态灯闪烁，代表键盘锁处于锁定状态，按下按键无反应，此时可以按下通过键盘锁键解锁；R10、U5、R8、R9、R12、DS10、DS13-20组成背光灯电路，当背光按键被按下时，光耦U5导通此时高亮的发光二极管背光灯会点亮，再次按下背光灯，则熄灭；继电器单元包含了继电器驱动、工作状态指示，其中U4为为继电器的驱动芯片，C33为去干扰，RP1、DS2-9为工作状态指示，当相应的功能被触发时，对应的指示灯会亮起，K1-7继电器为输出提供通路，换向继电器为K8，其目的是控制输出电压的正反向，C29、R5为换向继电器提供触点保护，输出编码电路为D1-4、D8-11、D18-21、D48-65，可以根据这些二极管的有无编制对应的输出，如输出对应的部分为电机可以不用接二极管、此时按下按键输出提供电机电源，输出换向电磁阀和输出油泵电机单元不通电，如果接通所在单元的二极管，则启用换向电磁阀单元，P8、P10可以连接换向电磁阀、输出油泵单元由D48、D56-58、K9、DS12、R11构成，其中DS12、R11为状态指示，当油泵接通时灯亮，断电熄灭，输出部分的电容C1-4、C9-12、C23-26、C30-31、C34-35为中和电容，因负载为感性负载，并联此电容后，可以消除继电器触点起弧现象。电路自带了可设置的水平体位记忆，整套控制系统在工厂安装完成后，自带了疲劳试验功能，操作方法是：在键盘锁的情况下，同时按下上升、左倾和后倾功能即开始进行疲劳试验，此时床体会自动进行各种功能试验，达到需要的次数后，背光灯亮起，提示疲劳试验结束，因此功能在程序里进行了限制，在出厂后此功能自动消失；用户在键盘锁的情况下，同时按下复位和键盘锁键，即实现水平体位记忆功能；用户按下正V或反V按键，根据程序设定床体会自动整合背板和前后倾动作，实现对应的功能；按键输入和按键编码电路组成了电路的操作系统，为人机交互界面，当采用双操作系统时，P7接口经过一分二转接线，连接两套相同的电路，一只作为手操作板，另一只作为床体操作板，两只仅是一个横放，一个竖放区别，按键位置相同，当手操作系统失灵时，用户可以快速定位到需要的床体操作按键。

Claims

一种医疗器械床用电路控制系统，其特征在于：所述控制系统包括微处理芯片(1)，所述微处理芯片(1)与按键编码电路单元(2)、状态指示单元(3)、角度测量模块(4)、背光灯电路单元(5)、电源处理单元(6)和继电器单元(7)相连，所述按键编码电路单元(2)连接有按键输入单元(8)，所述电源处理单元(6)连接有24V电源输入单元(9)，所述继电器单元(7)连接有换向继电器(10)和输出编码电路单元(11)，所述输出编码电路单元(11)与输出换向电磁阀(12)、输出电机和电磁阀单元(13)相连，所述输出换向电磁阀(12)连接有输出油泵单元(14)相连。
根据权利要求1所述一种医疗器械床用电路控制系统，其特征在于：所述微处理芯片(1)检测来自所述按键编码电路单元(2)的信号，并判断所述按键输入单元(8)的哪个按键被按下，触发需要的驱动继电器，从而控制所述输出电机和电磁阀单元(13)工作，当输出电压需要反向时，给出反向信号，控制换向继电器(10)，从而实现输出端得到反向电压，所述输出编码电路单元(11)使输出端能根据负载的不同任意调整，当按下体位记忆或水平记忆功能被按下时，通过所述角度测量模块(4)检测床体角度信号，存入内部存储器，当检测到水平复位或体位读取按键按下时，再次测量角度值，与存储的值进行比较，控制床体作相应动作，工厂检验时，当疲劳试验功能键被按下时，床体自动进行疲劳试验，由于微处理芯片在编程时，设定好了疲劳试验次数，疲劳试验结束后，此功能自动失效，用户无法进行疲劳试验；当用户进行腹腔手术，周围环境较暗时，可以按下背光灯按键，微处理发送信号给背光灯电路单元(5)，键盘上的背景灯点亮，为手控制器提供背景照明；键盘锁按键，按下锁定，再次按下解锁，如果解锁后，一段时间未有按键按下，自动上锁。
根据权利要求1所述一种医疗器械床用电路控制系统，其特征在于：24V电源输入单元为整套电路的电源输入端，通过电源处理单元，对电源进行了整流、滤波、过流保护、过压保护、降压、抗干扰处理，为各部件提供稳定的电源；按键输入单元为用户按键输入部分，当用户按下需要的按键后经过按键编码电路，转换成微处理芯片能识别的信号，微处理收到信号后，会发出对应的指令，如用户按下了背光灯按键，则输出控制信号给背光灯电路单元，以点亮背光灯，状态指示单元表达了当前系统所处的工作状态，状态灯闪烁，代表键盘处于锁定状态，此时用户按下除键盘锁外的其它按键不起作用，当按下键盘锁按键，状态灯切换为常亮状态，此时，用户如按下体位记忆，微处理芯片会调用角度测量模块里面的数据，记录至内部存储器，当用户按下相应的动作指令后，微处理根据输入的指令发出控制信号给继电器单元，换向继电器实现了输出电源的正反，输出编码电路可以对不同的负载进行编码，以驱动不同的负载，如电机、电磁阀、换向阀、油泵。