一种微量注射控制系统及方法
【专利摘要】本发明提供的一种微量注射控制系统及方法包括容纳注射液体的注射针筒、微型电机、编码器和DSP芯片，所述微型电机与注射针筒连接，所述编码器与微型电机转动轴连接，并向DSP芯片输出正交编码信号，所述DSP芯片根据编码器回馈的信号控制微型电机的启动，停止和和行程，同时消除信号干扰和抖动、保证微型电机推动距离大于等于0.0462um，注射量大于等于0.0092ul，能够在足够的时间内，响应实时的信号，成本低廉，耗电低。
【专利说明】一种微量注射控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种注射器，尤其是涉及一种在医学科研和临床应用中使用的一种微量注射控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]微量注射控制作为在生物医学的科研和临床实践中已被广泛的应用，现有技术的微量注射控制技术一般采用步进式电机或霍尔式电机与注射器连接，通过控制电机实现对于注射量和抽取量的控制。但是在临床药物注射如胰岛素注射、心血管药物注射等实践当中，对注射量的精度有着极高的要求，为解决精度上的要求，现有技术在控制电机的基础上通过增加或专有芯片的控制，但极高精度的注射量需要到达微米级别的控制精度要求，而且电机在运行过程中会遇到振动等情况，对于电机控制信号的传输和反馈也会遇到噪声干扰等波动，现有技术对电机的控制在注射精度、安全性、可靠性和稳定性仍存在着不足。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提供了一种马达最小推荐距离达到0.0462微米、注射精度达到0.0092111的微量注射控制系统及方法。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
[0005]一种微量注射控制系统，包括容纳注射液体的注射针筒、微型电机、编码器和03？芯片，所述微型电机与注射针筒连接，所述编码器与微型电机转动轴连接，并向03？芯片输出正交编码信号，所述03？芯片根据编码器回馈的信号控制微型电机的启动，停止和和行程。
[0006]进一步的，还包括信号调制电路，所述信号调制电路与编码器连接，所述信号调制电路包括比较器、电阻I？和电容I所述编码器输出正交编码信号包括八相信号、8相信号和索引信号，所述八相信号连接比较器输入端正极、所述8相信号连接比较器输入端负极，所述比较器输出端和索引信号与03？芯片连接，所述电阻I？和电容串联之后与比较器输入端正极和负极并联。
[0007]进一步的，所述编码器和信号调制电路均为2个。
[0008]进一步的，还包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器安装于注射针筒之上并与03？芯片连接。
[0009]进一步的，还包括电源管理单元、监控警报单元和输出输出单元、所述电源管理单元、监控警报单元和输出输出单元均与03？芯片连接。
[0010]本发明还提供一种微量注射控制方法，包括如下步骤:
[0011]08？芯片控制微型电机启动，微型电机推动注射针筒进行注射；
[0012]编码器输出正交编码信号，08？芯片根据正交编码信号控制微型电机推动距离和注射针筒的注射量；
[0013]08？芯片首先处理正交编码信号中的干扰；
[0014]当微型电机启动速度过快，08？芯片降低马达速度，保证微型电机的推动距离；
[0015]当微型电机启动速度过慢，03？芯片消除正交编码信号的抖动，补偿马达的有效动作。
[0016]进一步的，所述微型电机推动距离大于等于0.046211%所述注射量大于等于0.0092111。
[0017]进一步的，所述正交编码信号包括八相信号、8相信号和索引信号，当八相信号超前于8相信号，则电机被判断为正向旋转，当8相信号超前于八相信号，则电机被判断为反向旋转，所述索引信号为电机旋转一圈产生的索引脉冲信号，用以作为基准来确定电机的绝对位置。
[0018]进一步的，还包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器安装于注射针筒之上并与03？芯片连接，向压力传感器和温度传感器传送压力数据和温度数据。
[0019]进一步的，还包括电源管理单元、监控警报单元和输出输出单元、所述电源管理单元、监控警报单元和输出输出单元均与03？芯片连接。
[0020]本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0021]本发明提供的一种微量注射控制系统及方法包括容纳注射液体的注射针筒、微型电机、编码器和03？芯片，所述微型电机与注射针筒连接，所述编码器与微型电机转动轴连接，并向03？芯片输出正交编码信号，所述03？芯片根据编码器回馈的信号控制微型电机的启动，停止和和行程，同时消除信号干扰和抖动、保证微型电机推动距离大于等于0.046211111，注射量大于等于0.0092111，能够在足够的时间内，响应实时的信号，成本低廉，耗电低。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本发明的系统结构图。
[0024]图2为本发明信号调制电路的电路图
【具体实施方式】
[0025]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作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。
[0026]图1为本发明的系统结构图。
[0027]参见图1所示，为本发明提供的一种微量注射控制系统，包括容纳注射液体的注射针筒1、微型电机2、编码器3、03？芯片4、信号调制电路11、压力传感器7、温度传感器8、电源管理单元5、监控警报单元9和输出输出单元10。
[0028]微型电机2与注射针筒1连接，控制注射针筒2的注射。编码器3与微型电机2转动轴连接，并向03？芯片4输出正交编码信号，03？芯片4根据编码器3回馈的信号控制微型电机2的启动，停止和和行程。
[0029]如图2所示，信号调制电路11与编码器3连接，信号调制电路11包括比较器八、电阻I？和电容0，所述编码器输出正交编码信号包括八相信号、8相信号和索引信号，所述八相信号连接比较器输入端正极、所述8相信号连接比较器输入端负极，所述比较器输出端和索引信号与03？芯片连接，所述电阻I？和电容串联之后与比较器输入端正极和负极并联。
[0030]进一步的，编码器3和信号调制电路11均为2个，同时输出两路正交编码信号到08？芯片4进行处理。
[0031]进一步的，还包括压力传感器7和温度传感器8，所述压力传感器7和温度传感器8安装于注射针筒1之上并与03？芯片4连接。
[0032]进一步的，还包括电源管理单元5、监控警报单元9和输出输出单元10、所述电源管理单元5、监控警报单元9和输出输出单元10均与03？芯片4连接。
[0033]本发明还提供一种微量注射控制方法，包括如下步骤:
[0034]08？芯片控制微型电机启动，微型电机推动注射针筒进行注射；
[0035]编码器输出正交编码信号，08？芯片根据正交编码信号控制微型电机推动距离和注射针筒的注射量；
[0036]08？芯片首先处理正交编码信号中的干扰；
[0037]当微型电机启动速度过快，08？芯片降低马达速度，保证微型电机的推动距离；
[0038]当微型电机启动速度过慢，03？芯片消除正交编码信号的抖动，补偿马达的有效动作。
[0039]进一步的，所述微型电机推动距离大于等于0.046211%所述注射量大于等于0.0092111。
[0040]进一步的，所述正交编码信号包括八相信号、8相信号和索引信号，当八相信号超前于8相信号，则电机被判断为正向旋转，当8相信号超前于八相信号，则电机被判断为反向旋转，所述索引信号为电机旋转一圈产生的索引脉冲信号，用以作为基准来确定电机的绝对位置。
[0041]进一步的，还包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器安装于注射针筒之上并与03？芯片连接，向压力传感器和温度传感器传送压力数据和温度数据。
[0042]进一步的，还包括电源管理单元、监控警报单元和输出输出单元、所述电源管理单元、监控警报单元和输出输出单元均与03？芯片连接。
[0043]本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0044]本发明提供的一种微量注射控制系统及方法包括容纳注射液体的注射针筒、微型电机、编码器和03？芯片，所述微型电机与注射针筒连接，所述编码器与微型电机转动轴连接，并向03？芯片输出正交编码信号，所述03？芯片根据编码器回馈的信号控制微型电机的启动，停止和和行程，同时消除信号干扰和抖动、保证微型电机推动距离大于等于0.046211111，注射量大于等于0.0092111，能够在足够的时间内，响应实时的信号，成本低廉，耗电低。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。
【权利要求】
1.一种微量注射控制系统，其特征在于，包括容纳注射液体的注射针筒、微型电机、编码器和DSP芯片，所述微型电机与注射针筒连接，所述编码器与微型电机转动轴连接，并向DSP芯片输出正交编码信号，所述DSP芯片根据编码器回馈的信号控制微型电机的启动，停止和彳丁程。
2.如权利要求1所述一种微量注射控制系统，其特征在于，还包括信号调制电路，所述信号调制电路与编码器连接，所述信号调制电路包括比较器、电阻R和电容C，所述编码器输出正交编码信号包括A相信号、B相信号和索引信号，所述A相信号连接比较器输入端正极、所述B相信号连接比较器输入端负极，所述比较器输出端和索引信号与DSP芯片连接，所述电阻R和电容C串联之后与比较器输入端正极和负极并联。
3.如权利要求2所述的一种微量注射控制系统，其特征在于，所述编码器和信号调制电路均为2个。
4.如权利要求1所述的一种微量注射控制系统，其特征在于，还包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器安装于注射针筒之上并与DSP芯片连接。
5.如权利要求4所述的一种微量注射控制系统，其特征在于，还包括电源管理单元、监控警报单元和输出输出单元、所述电源管理单元、监控警报单元和输出输出单元均与DSP芯片连接。
6.一种微量注射控制方法，其特征在于，包括如下步骤: DSP芯片控制微型电机启动，微型电机推动注射针筒进行注射； 编码器输出正交编码信号，DSP芯片根据正交编码信号控制微型电机推动距离和注射针筒的注射量； DSP芯片首先处理正交编码信号中的干扰； 当微型电机启动速度过快，DSP芯片降低马达速度，保证微型电机的推动距离； 当微型电机启动速度过慢，DSP芯片消除正交编码信号的抖动，补偿马达的有效动作。
7.如权利要求6所述的一种微量注射控制方法，其特征在于，所述微型电机推动距离大于等于0.0462um，所述注射量大于等于0.0092ul。
8.如权利要求7所述的一种微量注射控制方法，其特征在于，所述正交编码信号包括A相信号、B相信号和索引信号，当A相信号超前于B相信号，则电机被判断为正向旋转，当B相信号超前于A相信号，则电机被判断为反向旋转，所述索引信号为电机旋转一圈产生的索引脉冲信号，用以作为基准来确定电机的绝对位置。
9.如权利要求8所述的一种微量注射控制方法，其特征在于，还包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器安装于注射针筒之上并与DSP芯片连接，向压力传感器和温度传感器传送压力数据和温度数据。
10.如权利要求9所述的一种微量注射控制方法，其特征在于，还包括电源管理单元、监控警报单元和输出输出单元、所述电源管理单元、监控警报单元和输出输出单元均与DSP芯片连接。
【文档编号】A61M5/20GK104436372SQ201410668534
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】李华, 沈寅秋, 戴龙 申请人:李华