专利名称：医用电动钻控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种仪器控制器，特别涉及一种医疗上使用的电动钻控制
器°
背景技术：
医用电动钻广泛应用于骨科医疗手术中，在电动钻的使用过程中，电机 损坏是医用电动钻的主要故障，电机保护技术是医用电动钻的核心技术之
医用电动钻的电机损坏原因主要由3个原因造成的，1)长时间堵转， 出现大电流而烧毁电机；2)长时间过载造成电机过热而烧毁电机；3)正转 与反转的连续切换容易出现大电流而烧毁电机。
发明内容
本发明是针对现有医用电动钻控制电机保护不完善的问题，提出了一种 医用电动钻控制器，具有堵转、过载、正反转产生大电流等电机保护，利用 微处理器和相关电路实现软硬件智能控制的医用电动钻控制器。
本发明的技术方案为 一种医用电动钻控制器，包括电机驱动控制电 路，其特征在于还包括微处理器、输入信号电路、显示电路、电机保护电路 和电源电路，输入信号电路包括手控开关、脚控开关、键盘、电机电流检测 电路和电机电压检测，输入信号电路的信号输入到微处理器中，微处理器根 据输入信号将信息处理后输出到显示电路显示电机状态，同时输出信号通过 光电隔离隔离后到电机驱动控制与保护电路对电机进行控制和保护，显示电
路包括正反转指示灯、负载指示灯、液晶显示器，微处理器输出信号通过开 关电源电压调节电路到开关电源，开关电源给电机驱动控制与保护电路提供 电源。
所述电机保护电路中采用了康铜丝与数个运算放大器构成了电机电流检
测电路，所检测到的模拟信号送到所述微处理器的AD通道中，微处理器定 时检测电机电流，监控保护电机。
所述电机驱动控制和保护电路中包括起隔离抗干扰的光电隔离电路，二 重保护的M0SFET栅极稳压管和自恢复保险丝Fl 。所述M0SFET栅极稳压管 的散热器旁装一温度传感器，检测驱动电路M0SFET的散热器温度输入微控 制器，监控电机过载。
本发明的有益效果在于本发明医用电动钻控制器是基于微处理器的， 配合相关的功能电路，具备转速设置、电机状态监控，负载显示，过载保 护，宽范围无级调速等多种功能，达到了医用电动钻控制的智能化，实时监 控电机运行状况，有效防止电机过载、堵转等不正常工作。
图1是本发明医用电动钻控制器的控制原理框图2是本发明医用电动钻控制器中光电隔离与电机驱动保护电路原理图。
具体实施例方式
如图1所示电动钻控制器的控制原理框图，控制器包括微处理器1、输 入信号电路、显示电路、电机驱动控制与保护电路3和电源电路，输入信号 电路包括手控开关10、脚控开关9、键盘8、电机电流检测电路7和电机电 压检测6，输入信号电路的信号输入到微处理器1中，微处理器1根据输入
信号将信息处理后输出到显示电路显示电机的状态，同时输出信号通过光电
隔离2隔离后到电机驱动控制与保护电路3对电机进行控制和保护，显示电 路包括正反转指示灯11、负载指示灯12、液晶显示器13，微处理器1输出 信号通过开关电源电压调节电路4到开关电源5，开关电源5给电机驱动控 制与保护电路3提供电源。
键盘8设定电动钻的转速和正反转设置，并在LCD液晶显示电路13上 显示电钻的转速，操作直观。
脚控开关9和手控开关10均可启停电动钻，可实现手动控制和脚动控 制的自由切换，操作方便。
电机电流检测电路7可检测电机负载大小，当出现轻微过载时报警提 示，严重过载时启动保护电路3，可靠性高。
电机电压检测电路6通过微处理器1配合开关电源电压调整电路4根据 智能调节算法，输出到电机驱动电路控制电钻的转速，实现无级调速控制。
光电隔离电路2与电机驱动控制与保护电路3，在微处理器1程序的控 制下，驱动和保护电机。
光电隔离2与电机驱动保护电路3原理图如图2所示，Ql、 Q2、 Q3、 Q4 信号来于微处理器1，在微处理器1程序的控制下，驱动和保护电机。多重 保护与监测电路，实现可靠的控制，光电隔离U3、 U4的上拉与下拉， M0SFET栅极稳压管Ql-Q4的保护，自恢复保险丝Fl的应用。
在驱动电路中采用了康铜丝，即图2中的Rx与运算放大器等构成了电 机电流检测电路，所检测到的模拟信号送到微处理器1的AD通道中，微处 理器1通过程序设计采用类似"打嗝"技术，即采用定时器定时检测电机电
流。当堵转时，电机电流超过设定电流上限一段时间后，微处理器1通过控
制电机驱动与保护电路3切断电机电流，进入暂停等待，等待一定时间后再 次启动电机，如此循环，可解决堵转问题。
短时间过载是允许的，但长时间的过载同样会使电机发热而烧毁电机。 由于一般电机中无温度传感器，温度检测不方便，但电机温度与驱动电路 M0SFET的散热器温度存在对应关系。即过载时，电机温度升高，M0SFET的 散热器温度也会升高，在M0SFET的散热器旁装一温度传感器，通过检测驱 动电路M0SFET的散热器温度就可检测出电机的温度。当该温度超过一定限 度时，先发过载警告，提醒用户应减小负载，如果用户不理会警告，负载不 减小，则一段时间后控制器自动停止电机，解决过载问题。
当电机正反转切换时，容易出现大电流而烧毁电机。本发明中采用软件 控制延时技术，即当电机在正反转切换时，插入一定的时间延时，当电机完 全停止后再换向，可避免换向出现大电流而烧毁电机。
权利要求
1、一种医用电动钻控制器，包括电机驱动控制电路，其特征在于还包括微处理器、输入信号电路、显示电路、电机保护电路和电源电路，输入信号电路包括手控开关、脚控开关、键盘、电机电流检测电路和电机电压检测，输入信号电路的信号输入到微处理器中，微处理器根据输入信号将信息处理后输出到显示电路显示电机状态，同时输出信号通过光电隔离后到电机驱动控制与保护电路对电机进行控制和保护，显示电路包括正反转指示灯、负载指示灯、液晶显示器，微处理器输出信号通过开关电源电压调节电路到开关电源，开关电源给电机驱动控制与保护电路提供电源。
2、根据权利要求1所述医用电动钻控制器，其特征在于，所述电机保护电 路中采用了康铜丝与数个运算放大器构成了电机电流检测电路，所检测到的 模拟信号送到所述微处理器的AD通道中，微处理器定时检测电机电流，监 控保护电机。
3 、根据权利要求1所述医用电动钻控制器，其特征在于，所述电机驱动控 制和保护电路中包括起隔离抗干扰的光电隔离电路，二重保护的M0SFET栅 极稳压管和自恢复保险丝F1 。
4 、根据权利要求2所述医用电动钻控制器，其特征在于，所述M0SFET栅 极稳压管的散热器旁装一温度传感器，检测驱动电路M0SFET的散热器温度 输入微控制器，监控电机过载。
全文摘要
本发明涉及一种医用电动钻控制器，手控开关、脚控开关、键盘、电机电流检测电路和电机电压检测的信号输入到微处理器中，微处理器根据输入信号将信息处理后输出到显示电路显示电机状态，同时输出信号通过光电隔离隔离后到电机驱动控制与保护电路对电机进行控制和保护，微处理器输出信号通过开关电源电压调节电路到开关电源，开关电源给电机驱动控制与保护电路提供电源。达到了医用电动钻控制的智能化，实时监控电机运行状况，有效防止电机过载、堵转等不正常工作。
文档编号A61B17/16GK101375807SQ20081020098
公开日2009年3月4日 申请日期2008年10月10日 优先权日2008年10月10日
发明者左小五 申请人:上海理工大学