操作定位輔助系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種操作定位輔助系統(tǒng)，包括：PLC、兩組步進(jìn)電機(jī)和與步進(jìn)電機(jī)對(duì)應(yīng)的絲桿、與所述絲桿相對(duì)固定的醫(yī)用承載設(shè)備、傳感器，所述PLC與兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)和傳感器相連，用于控制醫(yī)用承載設(shè)備移動(dòng)；所述兩組步進(jìn)電機(jī)和絲桿利用PLC的控制信號(hào)分別控制醫(yī)用承載設(shè)備水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)；所述傳感器用于檢測(cè)醫(yī)用承載設(shè)備的位置，將相應(yīng)位置信息傳送到PLC，并利用PLC調(diào)整醫(yī)用承載設(shè)備的位置。通過(guò)PLC控制水平方向和垂直方向的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能夠精確控制醫(yī)用承載設(shè)備的移動(dòng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】操作定位輔助系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種醫(yī)用承載設(shè)備的操作定位輔助系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前醫(yī)院、醫(yī)藥公司或醫(yī)藥倉(cāng)庫(kù)中，在用于存儲(chǔ)藥品和/或醫(yī)用耗材的醫(yī)用存儲(chǔ)柜中，通常使用水平傳送裝置拿取存儲(chǔ)柜中的物品。但是，為了提高存儲(chǔ)柜中的存儲(chǔ)量，需要一種能水平和垂直傳送的操作定位輔助系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型解決的問(wèn)題是提供一種操作定位輔助系統(tǒng)，可以提高醫(yī)用承載設(shè)備移動(dòng)的精確控制能力。
[0004]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種操作定位輔助系統(tǒng)，包括:PLC、兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)、與兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)絲桿、與所述絲桿相對(duì)固定的醫(yī)用承載設(shè)備、傳感器，所述PLC與兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)和傳感器相連，用于控制醫(yī)用承載設(shè)備移動(dòng)；所述兩組步進(jìn)電機(jī)和絲桿利用PLC的控制信號(hào)分別控制醫(yī)用承載設(shè)備水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)；所述傳感器用于檢測(cè)醫(yī)用承載設(shè)備的位置，將相應(yīng)位置信息傳送到PLC，并利用PLC調(diào)整醫(yī)用承載設(shè)備的位置。
[0005]可選的，在醫(yī)用承載設(shè)備水平移動(dòng)的方向上，設(shè)置有退到位、緩沖位、進(jìn)到位、后限位、前限位五個(gè)傳感器。 [0006]可選的，在醫(yī)用承載設(shè)備垂直移動(dòng)的方向上，設(shè)置有最上位、中間位、最下位、上限位、下限位五個(gè)傳感器。
[0007]可選的，所述傳感器為光電傳感器。
[0008]可選的，所述步進(jìn)電機(jī)為三相混合式步進(jìn)電機(jī)。
[0009]可選的，所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序而改變。
[0010]可選的，還包括環(huán)行分配器，通過(guò)PLC輸出的方向控制信號(hào)改變環(huán)行分配器的輸出順序，利用環(huán)行分配器的輸出順序改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序。
[0011]可選的，通過(guò)改變PLC輸出脈沖的順序來(lái)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序。
[0012]可選的，所述步進(jìn)電機(jī)設(shè)有16檔等角度恒力矩細(xì)分，最高分辨率60000步/轉(zhuǎn)。
[0013]可選的，所述絲桿的螺距為3mm。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]通過(guò)利用PLC和步進(jìn)電機(jī)，可以精確地控制醫(yī)用承載設(shè)備的移動(dòng)，且利用所述傳感器調(diào)整醫(yī)用承載設(shè)備的位置，從而使得醫(yī)用承載設(shè)備的移動(dòng)容易精確控制。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的操作定位輔助系統(tǒng)的電學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的操作定位輔助系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]由于現(xiàn)有的醫(yī)用承載設(shè)備的傳送裝置都是水平移動(dòng)的，為此本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種操作定位輔助系統(tǒng)，包括:PLC、兩組步進(jìn)電機(jī)和與步進(jìn)電機(jī)對(duì)應(yīng)的絲桿、與所述絲桿相對(duì)固定的醫(yī)用承載設(shè)備、傳感器，所述PLC與兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)和傳感器相連，用于控制醫(yī)用承載設(shè)備移動(dòng)；所述兩組步進(jìn)電機(jī)和絲桿利用PLC的控制信號(hào)分別控制醫(yī)用承載設(shè)備水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)；所述傳感器用于檢測(cè)醫(yī)用承載設(shè)備的位置，將相應(yīng)位置信息傳送到PLC,并利用PLC調(diào)整醫(yī)用承載設(shè)備的位置。
[0019]通過(guò)PLC控制水平方向和垂直方向的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制醫(yī)用承載設(shè)備的移動(dòng)，且利用所述傳感器檢測(cè)醫(yī)用承載設(shè)備的位置，并將相應(yīng)位置信息傳送到PLC，利用PLC調(diào)整醫(yī)用承載設(shè)備的位置。由于利用PLC和步進(jìn)電機(jī)，可以精確地控制醫(yī)用承載設(shè)備的移動(dòng)，且利用所述傳感器調(diào)整醫(yī)用承載設(shè)備的位置，從而使得醫(yī)用承載設(shè)備的移動(dòng)容易精確控制。
[0020]下面結(jié)合附圖，通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0021]請(qǐng)參考圖1，為本實(shí)用新型實(shí)施例的操作定位輔助系統(tǒng)的電學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖，包括:PLC (Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)100,與所述PLC相連的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)200和與所述PLC相連的傳感器300。
[0022]所述PLC100為日本三菱公司的FX2N32MR系列PLC。
[0023]所述PLC100與兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)200相連接，通過(guò)向所述步進(jìn)電機(jī)發(fā)送脈沖電壓，使得所述步進(jìn)電機(jī)200驅(qū)動(dòng)醫(yī)用承載設(shè)備移動(dòng)，同時(shí)所述PLC100與傳感器300相連接，傳感器300檢測(cè)醫(yī)用承載設(shè)備的位置，并將相應(yīng)位置信息傳送到PLC，利用PLC控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)從而精確控制醫(yī)用承載設(shè)備的位置。
[0024]在其他實(shí)施例中，所述PLC還可以用于控制步進(jìn)電機(jī)的開(kāi)關(guān)、傳感器的開(kāi)關(guān)和PECVD設(shè)備的反應(yīng)爐爐門(mén)的開(kāi)關(guān)。
[0025]在其他實(shí)施例中，所述PLC還可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與步進(jìn)電機(jī)相連接，利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0026]所述醫(yī)用承載設(shè)備用于裝載藥品和/或醫(yī)用耗材。由于將醫(yī)用承載設(shè)備推進(jìn)到存儲(chǔ)柜中包括以下步驟:首先，啟動(dòng)前進(jìn)程序，在水平方向的電機(jī)開(kāi)始工作，醫(yī)用承載設(shè)備水平移動(dòng)；然后，在離存儲(chǔ)柜最里面20-30公分處進(jìn)行減速停止，觸發(fā)垂直方向的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)程序，使醫(yī)用承載設(shè)備開(kāi)始下降，當(dāng)醫(yī)用承載設(shè)備和存儲(chǔ)柜的相接觸的時(shí)候停止運(yùn)轉(zhuǎn)；再次，水平方向的電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，推進(jìn)醫(yī)用承載設(shè)備，使其醫(yī)用承載設(shè)備中裝載的藥品和/或醫(yī)用耗材安置在存儲(chǔ)柜中，然后停止；而后，醫(yī)用承載設(shè)備繼續(xù)下降，使醫(yī)用承載設(shè)備脫離裝載的藥品和/或醫(yī)用耗材，再開(kāi)始后退，直到醫(yī)用承載設(shè)備退到后限位。
[0027]為此，所述操作定位輔助系統(tǒng)至少需要兩組用于驅(qū)動(dòng)醫(yī)用承載設(shè)備移動(dòng)的電機(jī)及對(duì)應(yīng)的絲桿。在本實(shí)施例中，所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)200，所述步進(jìn)電機(jī)200包括用于將醫(yī)用承載設(shè)備水平移動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)和用于將醫(yī)用承載設(shè)備垂直移動(dòng)的第二步進(jìn)電機(jī)。所述第一步進(jìn)電機(jī)對(duì)應(yīng)具有第一絲桿，所述第二步進(jìn)電機(jī)對(duì)應(yīng)具有第二絲桿，所述醫(yī)用承載設(shè)備相對(duì)固定在第一絲桿和第二絲桿上，利用所述第一步進(jìn)電機(jī)和第一絲桿將醫(yī)用承載設(shè)備水平移動(dòng)，利用所述第二步進(jìn)電機(jī)和第二絲桿將醫(yī)用承載設(shè)備垂直移動(dòng)。
[0028]在本實(shí)施例中，所述步進(jìn)電機(jī)為三相混合式步進(jìn)電機(jī)，在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述三相混合式步進(jìn)電機(jī)為型號(hào)3S85Q-04097的步進(jìn)電機(jī)。三相混合式步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制從本質(zhì)上講是通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的定子繞組中電流的控制，使步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的合成磁場(chǎng)按某種要求變化，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)步距角的細(xì)分。最佳的細(xì)分方式是恒轉(zhuǎn)矩等步距角的細(xì)分。一般情況下，合成磁場(chǎng)矢量的幅值決定了電機(jī)旋轉(zhuǎn)力矩的大小，相鄰兩合成磁場(chǎng)矢量的之間的夾角大小決定了步距角的大小。在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生接近均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，各相繞組的合成磁場(chǎng)矢量，即各相繞組電流的合成矢量應(yīng)在空間作幅值恒定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這就需要在各相繞相中通以正弦電流。在本實(shí)施例中，所述步進(jìn)電機(jī)設(shè)有16檔等角度恒力矩細(xì)分，最高分辨率60000步/轉(zhuǎn)。在其他實(shí)施例中，所述步進(jìn)電機(jī)也可以設(shè)有其他數(shù)量的等角度恒力矩細(xì)分。
[0029]所述三相混合式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上所用永磁磁鐵是具有高磁密特性的稀土永磁材料，所以在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的感應(yīng)電流對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的影響可忽略不計(jì)。在結(jié)構(gòu)上，請(qǐng)參考圖2，所述轉(zhuǎn)子相當(dāng)于一種多極對(duì)數(shù)的交流永磁同步電機(jī)。由于輸入是三相正弦電流，因此產(chǎn)生的空間磁場(chǎng)呈圓形分布。U、V、W為定子上的3個(gè)線(xiàn)圈繞組，3個(gè)線(xiàn)圈繞組的軸線(xiàn)成120°。當(dāng)三相繞組輸入相差120°的正弦電流時(shí)，由于3個(gè)線(xiàn)圈繞組在內(nèi)部產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為恒值，因此，將交流伺服控制原理應(yīng)用到三相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，輸入220V的交流電壓，經(jīng)整流后變?yōu)橹绷鳎俳?jīng)脈寬調(diào)制技術(shù)變?yōu)槿冯A梯式正弦波形電流，它們按固定時(shí)序分別流過(guò)三路繞組，其每個(gè)階梯的一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步。通過(guò)確定電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一步的角度和三路階梯式正弦波形的頻率，可以精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，就能精確控制絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以精確控制醫(yī)用承載設(shè)備的移動(dòng)的位置和移動(dòng)的速度。
[0030]同時(shí)，所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序而改變，從而可以控制醫(yī)用承載設(shè)備的前后的上下移動(dòng)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)改變PLC輸出脈沖的順序來(lái)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序，例如通過(guò)改變PLC輸出脈沖的順序，使得繞組的通電順序?yàn)锳-AB-B-BC-C-CA-A…時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)繞組按A-AC-C-CB-B-BA-A…順序通電時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。在其他實(shí)施例中，還可以在PLC和步進(jìn)電機(jī)之間設(shè)置有環(huán)行分配器，通過(guò)PLC輸出的方向控制信號(hào)改變環(huán)行分配器的輸出順序,利用環(huán)行分配器的輸出順序改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序，從而控制步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
[0031]在本實(shí)施例中，所述絲桿的螺距為3mm。在其他實(shí)施例中，所述絲桿的螺距也可以為其他值，所述絲桿的螺距越小，越能精確控制醫(yī)用承載設(shè)備的移動(dòng)，所述絲桿的螺距越大，移動(dòng)速度越快。
[0032]所述醫(yī)用承載設(shè)備控制系統(tǒng)還包括傳感器300，所述傳感器300包括位于醫(yī)用承載設(shè)備水平移動(dòng)方向上的傳感器和位于醫(yī)用承載設(shè)備垂直移動(dòng)方向上的傳感器。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器300為光電傳感器。
[0033]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在醫(yī) 用承載設(shè)備水平移動(dòng)的方向上，設(shè)置有退到位、緩沖位、進(jìn)到位、后限位、前限位五個(gè)傳感器。所述退到位傳感器用于檢測(cè)醫(yī)用承載設(shè)備是否完全退出存儲(chǔ)柜。當(dāng)醫(yī)用承載設(shè)備到達(dá)緩沖位時(shí)，醫(yī)用承載設(shè)備需要停下便于藥品和/或醫(yī)用耗材與存儲(chǔ)柜內(nèi)部的固定裝置相對(duì)應(yīng)，因此所述緩沖位傳感器用于檢測(cè)醫(yī)用承載設(shè)備是否在對(duì)應(yīng)的位置。所述進(jìn)到位傳感器用于檢測(cè)醫(yī)用承載設(shè)備是否充分進(jìn)入存儲(chǔ)柜。所述后限位傳感器、前限位傳感器位于水平方向移動(dòng)的前后兩個(gè)極限位置，當(dāng)所述后限位傳感器、前限位傳感器檢測(cè)到醫(yī)用承載設(shè)備的出現(xiàn)，無(wú)論是否檢測(cè)到其他信號(hào)都將第一步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)行，避免醫(yī)用承載設(shè)備與存儲(chǔ)柜發(fā)生碰撞。
[0034]在醫(yī)用承載設(shè)備垂直移動(dòng)的方向上，設(shè)置有最上位、中間位、最下位、上限位、下限位五個(gè)傳感器。所述最上位傳感器位于存儲(chǔ)柜中心軸對(duì)應(yīng)的位置，用于檢測(cè)醫(yī)用承載設(shè)備進(jìn)入的高度，所述中間位傳感器位于藥品和/或醫(yī)用耗材與存儲(chǔ)柜的固定裝置相對(duì)應(yīng)的位置，所述最下位傳感器用于醫(yī)用承載設(shè)備正常運(yùn)行的最低位置。所述上限位傳感器、下限位傳感器位于垂直方向移動(dòng)的上下兩個(gè)極限位置，當(dāng)所述上限位傳感器、下限位傳感器檢測(cè)到醫(yī)用承載設(shè)備的出現(xiàn)，無(wú)論是否檢測(cè)到其他信號(hào)都將第二步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)行，避免醫(yī)用承載設(shè)備與存儲(chǔ)柜發(fā)生碰撞。
[0035]當(dāng)所述傳感器檢測(cè)到醫(yī)用承載設(shè)備不在對(duì)應(yīng)的位置上時(shí)，將位置信息發(fā)送回PLC，利用PLC控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以精確控制醫(yī)用承載設(shè)備的上下或前后移動(dòng)。
[0036]需說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的上述各個(gè)模塊均為實(shí)體部件；當(dāng)然，其中的個(gè)別模塊功能可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，但這不屬于本實(shí)用新型的范疇，其具體實(shí)現(xiàn)方案也與本實(shí)用新型無(wú)關(guān)。
[0037]本實(shí)用新型雖然已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種操作定位輔助系統(tǒng)，其特征在于，包括:PLC、兩組步進(jìn)電機(jī)和與步 進(jìn)電機(jī)對(duì)應(yīng)的絲桿、與所述絲桿相對(duì)固定的醫(yī)用承載設(shè)備、傳感器， 所述PLC與兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)和傳感器相連，用于控制醫(yī)用承載設(shè)備移動(dòng)； 所述兩組步進(jìn)電機(jī)和絲桿利用PLC的控制信號(hào)分別控制醫(yī)用承載設(shè)備水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)； 所述傳感器用于檢測(cè)醫(yī)用承載設(shè)備的位置，將相應(yīng)位置信息傳送到PLC，并利用PLC調(diào)整醫(yī)用承載設(shè)備的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的操作定位輔助系統(tǒng)，其特征在于，在醫(yī)用承載設(shè)備水平移動(dòng)的方向上，設(shè)置有退到位、緩沖位、進(jìn)到位、后限位、前限位五個(gè)傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的操作定位輔助系統(tǒng)，其特征在于，在醫(yī)用承載設(shè)備垂直移動(dòng)的方向上，設(shè)置有最上位、中間位、最下位、上限位、下限位五個(gè)傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的操作定位輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器為光電傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的操作定位輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)為三相混合式步進(jìn)電機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的操作定位輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序而改變。
7.如權(quán)利要求6所述的操作定位輔助系統(tǒng)，其特征在于，還包括環(huán)行分配器，通過(guò)PLC輸出的方向控制信號(hào)改變環(huán)行分配器的輸出順序，利用環(huán)行分配器的輸出順序改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序。
8.如權(quán)利要求6所述的操作定位輔助系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)改變PLC輸出脈沖的順序來(lái)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序。
9.如權(quán)利要求5所述的操作定位輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)設(shè)有16檔等角度恒力矩細(xì)分，最高分辨率60000步/轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求1所述的操作定位輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述絲桿的螺距為3mm。
【文檔編號(hào)】G05B19/05GK203689084SQ201320862910
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】張華芳 申請(qǐng)人:紹興文理學(xué)院