一种基于ARM架构的液压泵控制装置和医用水刀的制作方法

流体压力执行机构;一般液压技术和气动零部件的制造及其应用技术一种基于arm架构的液压泵控制装置和医用水刀技术领域1.本实用新型涉及水刀技术领域，尤其涉及一种基于arm架构的液压泵控制装置和医用水刀。背景技术：2.水刀，即以水为刀，本名高压水射流切割技术，以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐，后经技术不断改进，极大的提高了水刀的切割速度和切割厚度，现在水刀已经广泛应用于医疗、陶瓷、玻璃、金属、复合材料等众多行业中。医用水刀科技是利用高压水射流技术对无菌生理盐水进行加压，然后通过水刀刀头上细小的喷嘴喷出，从而切割人体组织。3.现有技术采用plc+交流伺服控制电路，emc电磁兼容难以达到医疗标准，干扰较大。若要满足emc电磁兼容标准，需要增加各类隔离变压器、输入滤波器、输出滤波器、输入电抗器、输出电抗器、磁环等电气元件，导致装置复杂度高，驱动控制逻辑复杂，还会增加产品成本以及emc整改难度。技术实现要素：4.本实用新型实施例的目的是提供一种基于arm架构的液压泵控制装置和医用水刀，结构简单，控制逻辑简单，emc电磁兼容能够达到医疗标准，且控制精度较高。5.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种基于arm架构的液压泵控制装置，包括：直流开关电源、arm控制驱动板、直流伺服电机、传动系统、液压泵和泵体感应开关；其中，6.所述直流开关电源与所述arm控制驱动板的输入端连接，用于为所述arm控制驱动板提供电能；7.所述arm控制驱动板的输出端与所述直流伺服电机的输入端连接，所述直流伺服电机的输出端与所述传动系统的输入端连接，所述传动系统的输出端与所述液压泵的压力控制端连接，所述液压泵的启动控制端与所述泵体感应开关连接，所述泵体感应开关与所述arm控制驱动板的输入端连接。8.作为上述方案的改进，所述arm控制驱动板包括中央处理器、驱动控制模块、电源管理模块以及外设接口；其中，所述中央处理器分别与所述驱动控制模块、所述电源管理模块以及所述外设接口连接；所述驱动控制模块与所述直流伺服电机的输入端连接。9.作为上述方案的改进，所述外设接口包括以太网接口、usb接口、液位检测接口、脚踏开关接口、风扇接口、lcd控制面板接口、触摸显示接口中的至少一个。10.作为上述方案的改进，所述液压泵控制装置还包括lcd触摸屏，所述lcd触摸屏与所述arm控制驱动板连接。11.作为上述方案的改进，所述液压泵控制装置还包括lcd控制面板，所述lcd控制面板分别与所述arm控制驱动板、所述lcd触摸屏连接，且所述lcd控制面板包括led背光和控制按键。12.作为上述方案的改进，所述液压泵控制装置还包括脚踏开关，所述脚踏开关与所述arm控制驱动板连接。13.作为上述方案的改进，所述液压泵控制装置还包括电源开关，所述电源开关与所述直流开关电源连接。14.作为上述方案的改进，所述泵体感应开关为光电开关、红外线感应开关、微波感应开关或超声波感应开关中的任意一种。15.作为上述方案的改进，所述直流开关电源的功率为1000w。16.本实用新型实施例还提供了一种医用水刀，包括上述任一项实施例中所述的基于arm架构的液压泵控制装置。17.相对于现有技术，本实用新型实施例提供的一种基于arm架构的液压泵控制装置和医用水刀的有益效果在于：电气元件较少，结构简单，能够降低产品成本，提升装配效率。采用arm控制驱动板对直流伺服电机进行控制，控制逻辑简单，提高了产品的模块集成度和控制精度。采用医疗直流开关电源和直流伺服系统，由于直流开关电源的电磁干扰小，直流系统的谐波小、电磁干扰小，因此，emc电磁兼容性能更优，符合医疗emc标准。附图说明18.图1是本实用新型提供的一种基于arm架构的液压泵控制装置的一个优选实施例的结构示意图；19.图2是本实用新型提供的一种基于arm架构的液压泵控制装置的另一个优选实施例的结构示意图；20.图3是本实用新型提供的一种医用水刀的一个优选实施例的结构示意图；21.其中，附图标记如下：22.1、直流开关电源；2、arm控制驱动板；3、直流伺服电机；4、传动系统；5、液压泵；6、泵体感应开关；7、lcd触摸屏；8、lcd控制面板；9、脚踏开关；10、电源开关。具体实施方式23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。24.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。25.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本实用新型所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。26.请参阅图1，图1是本实用新型提供的一种基于arm架构的液压泵控制装置的一个优选实施例的结构示意图。所述基于arm架构的液压泵控制装置，包括：直流开关电源1、arm控制驱动板2、直流伺服电机3、传动系统4、液压泵5和泵体感应开关6；其中，27.所述直流开关电源1与所述arm控制驱动板2的输入端连接，用于为所述arm控制驱动板2提供电能；28.所述arm控制驱动板2的输出端与所述直流伺服电机3的输入端连接，所述直流伺服电机3的输出端与所述传动系统4的输入端连接，所述传动系统4的输出端与所述液压泵5的压力控制端连接，所述液压泵5的启动控制端与所述泵体感应开关6连接，所述泵体感应开关6与所述arm控制驱动板2的输入端连接。29.具体的，直流开关电源1与arm控制驱动板2的输入端连接，用于为arm控制驱动板2提供电能。泵体感应开关6与arm控制驱动板2的输入端连接，泵体感应开关6的作用是根据液压泵5旋钮旋转位置的变化，使感应开关的光源被遮挡或不遮挡，以输出电信号给arm控制驱动板2。例如，采用光电开关感应泵体处于锁紧或解锁，当插入泵体锁紧时，光电开关光源会受到遮蔽，或当拔下泵体解锁时，光电开关光源不会被遮蔽，光电开关则输出电信号给arm控制驱动板。arm控制驱动板2根据该电信号的状态判断液压泵处于锁紧或解锁，生成相应的控制指令，例如：启动、停止、加档或减档等控制指令，并将该控制指令发送给直流伺服电机3，控制直流伺服电机3驱动，直流伺服电机3与减速箱机械结构构成传动系统4，传动系统4驱动液压泵5精确稳定运行，从而带动液压泵对无菌生理盐水进行加压，在水刀刀头上细小的喷嘴处产生高压水射流喷出，实现切割动物组织的清创功能。30.需要说明的是，本实施例中的arm控制驱动板是控制装置的核心，实现整个控制装置的逻辑控制，同时实现对直流伺服电机的驱动控制。本实施例中的arm控制驱动板优选为st公司的arm cortex-m4的32位mcu，型号为stm32f407vet6，直流伺服电机的驱动芯片优选为fairchild公司的motion spm series的fsbs15ch60。31.本实施例提供的基于arm架构的液压泵控制装置，电气元件较少，结构简单，能够降低产品成本，提升装配效率。采用arm控制驱动板对直流伺服电机进行控制，控制逻辑简单，提高了产品的模块集成度和控制精度。采用医疗直流开关电源和直流伺服系统，由于直流开关电源的电磁干扰小，直流系统的谐波小、电磁干扰小，因此，emc电磁兼容性能更优，符合医疗emc标准。32.在另一个优选实施例中，所述arm控制驱动板2包括中央处理器、驱动控制模块、电源管理模块以及外设接口；其中，所述中央处理器分别与所述驱动控制模块、所述电源管理模块以及所述外设接口连接；所述驱动控制模块与所述直流伺服电机3的输入端连接。33.具体的，arm控制驱动板2包括中央处理器、驱动控制模块、电源管理模块以及外设接口。其中，中央处理器分别与驱动控制模块、电源管理模块以及外设接口连接。驱动控制模块与直流伺服电机3的输入端连接，arm控制驱动板的嵌入式程序发出逻辑控制命令，并将该控制指令发送给驱动控制模块，驱动控制模块按照控制指令改变频率(转速)、电流(转矩)来控制直流伺服电机的运转(电机按控制指令启动、停止、加档和减档等，arm控制驱动板的嵌入式程序的逻辑控制算法能够保证电机运转的精确性)，直流伺服电机与减速箱机械结构构成传动系统，传动系统驱动液压泵精确稳定运行。34.需要说明的是，arm控制驱动板还可以包括以太网模块、sd、ram、flash、蜂鸣器、eeprom、jtag调试接口和uart。35.作为优选方案，所述外设接口包括以太网接口、usb接口、液位检测接口、脚踏开关接口、风扇接口、lcd控制面板接口、触摸显示接口中的至少一个。36.具体的，外设接口包括以太网接口、usb接口、液位检测接口、脚踏开关接口、风扇接口、lcd控制面板接口、触摸显示接口中的至少一个，上述接口分别用来连接相应的外接电气元件。例如，以太网接口用来连接internet以太网，传输装置运行信息。usb接口用来连接扩展外设，如ifi模块、物联网卡模块等。37.请参阅图2，图2是本实用新型提供的一种基于arm架构的液压泵控制装置的另一个优选实施例的结构示意图。38.作为优选方案，所述液压泵控制装置还包括lcd触摸屏7，所述lcd触摸屏7与所述arm控制驱动板2连接。39.具体的，液压泵控制装置还包括lcd触摸屏，该lcd触摸屏与arm控制驱动板连接。arm控制驱动板的嵌入式程序按照从lcd触摸屏获取的启动、停止、加档和减档等触摸操作信号发出逻辑控制命令，控制驱动直流伺服电机运转(电机按控制指令启动、停止、加档和减档等，arm控制驱动板的嵌入式程序的逻辑控制算法保证电机运转的精确性)，直流伺服电机与减速箱机械结构构成传动系统，传动系统驱动液压泵精确稳定运行。40.作为优选方案，所述液压泵控制装置还包括lcd控制面板8，所述lcd控制面板8分别与所述arm控制驱动板2、所述lcd触摸屏7连接，且所述lcd控制面板8包括led背光和控制按键。41.具体的，液压泵控制装置还包括lcd控制面板，该lcd控制面板分别与arm控制驱动板、lcd触摸屏连接，且该lcd控制面板包括led背光和控制按键。lcd控制面板用来显示运行状态、档位变化状态、异常信息等。42.作为优选方案，所述液压泵控制装置还包括脚踏开关9，且所述脚踏开关9与所述arm控制驱动板2连接。43.具体的，液压泵控制装置还包括脚踏开关，该脚踏开关与arm控制驱动板连接。脚踏开关是一种通过脚踩或踏来控制电路通断的开关，使用在双手不能触及的情况中以代替双手达到操作的目的，本实用新型实施例中脚踏开关含有3组开关量，分别是加档、减档、运行启动/停止。当arm控制驱动板接收到脚踏开关不同的开关量输入时，arm控制驱动板都将它们转换为相关控制指令反馈给驱动控制模块，驱动控制模块驱动直流伺服电机，从而实现加档、减档、运行启动/停止操作。44.作为优选方案，所述液压泵控制装置还包括电源开关10，所述电源开关10与所述直流开关电源1连接。45.具体的，液压泵控制装置还包括电源开关，电源开关与直流开关电源连接。该电源开关是用来接通或者开断控制电路的按钮开关，控制机械与电气设备的运行。该电源开关采用自复位常开按钮，其工作原理是按下按钮，触点动作(常开触点闭合)，电路接通；松开按钮，在反力弹簧的作用下，触点复位，电路断开。在本实用新型实施例中，该电源开关主要作用是控制装置开机和关机。46.需要说明的是，直流开关电源主要由主电路、控制电路、检测电路和辅助电源四大部分构成。直流开关电源的工作原理不同于线性电源，线性电源是让功率晶体管工作于线性模式下，而直流开关电源是让功率晶体管工作于导通和关断两种工作状态下，换言之是通过“斩波”，即把输入直流电压的幅值斩成与输入电压幅值相等的脉冲电压来实现的。开关电源的这种工作原理使得加于功率晶体管上的伏安乘积很小(导通状态下，电压低，电流大；关断状态下，电压高，电流小)，即功率晶体管上产生的损耗很小，能够输出内阻很小而恒定的直流电压，保证本控制电路系统的稳定性。47.作为优选方案，所述泵体感应开关6为光电开关、红外线感应开关、微波感应开关或超声波感应开关中的任意一种。48.具体的，泵体感应开关为光电开关、红外线感应开关、微波感应开关或超声波感应开关中的任意一种。例如，采用光电开关感应泵体处于锁紧或解锁，当插入泵体锁紧时，光电开关光源会受到遮蔽，或当拔下泵体解锁时，光电开关光源不会被遮蔽，光电开关则输出电信号给arm控制驱动板。arm控制驱动板根据该电信号的状态判断液压泵处于锁紧或解锁，生成相应的控制指令，例如：启动、停止、加档或减档等控制指令，并将该控制指令发送给直流伺服电机3，控制直流伺服电机驱动，直流伺服电机与减速箱机械结构构成传动系统，传动系统驱动液压泵精确稳定运行。49.作为优选方案，所述直流开关电源1的功率为1000w。50.具体的，本实施例中的直流开关电源优选为ac：200v，dc：48v，功率：1000w。51.本实用新型还提供一种医用水刀，请参阅图3，图3是本实用新型提供的一种医用水刀的一个优选实施例的结构示意图。所述医用水刀，包括上述任一项实施例中所述的基于arm架构的液压泵控制装置。52.具体的基于arm架构的液压泵控制装置的工作过程请参考上述实施例所述的基于arm架构的液压泵控制装置的工作过程，在此不再赘述。53.本实用新型实施例提供了一种基于arm架构的液压泵控制装置和医用水刀，电气元件较少，结构简单，能够降低产品成本，提升装配效率。采用arm控制驱动板对直流伺服电机进行控制，控制逻辑简单，提高了产品的模块集成度和控制精度。采用医疗直流开关电源和直流伺服系统，由于直流开关电源的电磁干扰小，直流系统的谐波小、电磁干扰小，因此，emc电磁兼容性能更优，符合医疗emc标准。54.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。









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