1.3 Современные установки для подводного вытяжения позвоночника
Конструкция установки позволяет легко регулировать время нагрузки, её амплитуду, скорость изменения при помощи одного шагового двигателя. На передней панели прибора для управления установкой расположены соответствующие органы управления, которые позволяют выставить время, в течение которого будет происходить изменение нагрузки; время, в течение которого нагрузка остаётся постоянно; амплитуду нагрузки.
Установка (Рисунок.1.6) содержит фиксаторы 1 и пояс 2 пациента, трос 3 с направляющими роликами 4 и блок управления, в который введены присоединенный к тросу 3 датчик усилия 5, программный задатчик 6 с постоянным запоминающим устройством 13, табло и клавиатурой для задания параметров процедуры медсестрой, регулятор нагрузки (выполненный на базе микропроцессора) и пневматический сервомотор с золотником. Датчик усилия и программный задатчик 6 подключены к регулятору 7, выход регулятора связан с золотником сервомотора 8, а к штоку поршня сервомотора присоединен конец троса 3.
Установка имеет микропроцессорное устройство управления величинами нагрузки и временными параметрами, система имеет датчик усилия натяжения при помощи которого в системе осуществляется обратная связь. Устройство усложнено применением пневмопривода.
Установка работает следующим образом: Пациент помещается на основание 31 в ванне 30. На теле пациента закрепляются фиксатор 1 и пояс 2. Медсестра-оператор устанавливает режимы работы установки: Амплитуду нагрузки, скорость изменения нагрузки, время процедуры при помощи клавиш 22, 23, 24, 25. После нажатия кнопки «Пуск» (22) Начинается цикл процедуры. Все параметры процедуры, как при их установке, так и во время процедуры, отображаются на семисегментных индикаторах, причём время до конца процедуры и текущая величина нагрузки отображаются отдельно от установленных оператором величин. Микропроцессорное устройство управляет реле 29 золотника пневмопривода и открывает его в случае, когда необходимо снять нагрузку. Подача нагрузки осуществляется через управляемый устройством управления 7 поршневой цилиндр 9, посредством перемещения штока и подачи тем самым сжатого воздуха в одну из частей рабочего цилиндра 8.
Рисунок 1.6 - Установка для подводного вытяжения позвоночника
Устройство (рисунок 1.7) предназначено для обеспечения равномерного дифференцированного приложения растягивающей силы к позвоночнику при упрощении отпуска процедур и может быть использовано в физиотерапии для профилактики и лечения заболеваний позвоночника при подводном вытяжении. На раме установлен узел фиксации плечевого пояса в виде двух подмышечников на горизонтальных направляющих. Головодержатель размещен на вертикальных направляющих, закрепленных на раме, оснащен противовесом и состоит из двух частей - затылочной и подбородочной. Секторы взаимодействуют с регулировочным винтом, установленным на основание. Подбородочная часть размещена на двух горизонтальных направляющих, закрепленных на затылочной части. Концы опоры подбородка дугообразной формы шарнирно закреплены на подбородочной части, а середина взаимодействует с регулировочным винтом. Механизм нагружения закреплен на раме и выполнен в виде самостопорящейся лебедки с динамометром. Трособлочная система состоит их двух тросов, связанных уравновешивающим блоком, причем один из них прикреплен к самостопорящейся лебедке, а другой проходит через кронштейны с роликами, установленные на раме, и обеими прикреплен к тазовому поясу. Подковообразная накладка затылочной части, накладки опоры подбородка и подмышечников выполнены из эластичного материала, стойкого к воздействию воды и дезинфицирующих растворов, причем опорная поверхность подмышечников выполнена в виде дуги окружности, обращенной вогнутой частью вниз, при этом по середине направляющих узла фиксации плечевого пояса закреплен гидромассажер, выполненный в виде центральной трубы с отходящими от нее в противоположные стороны попарно слепыми патрубками, расположенными перпендикулярно центральной трубе и лежащими с ней в одной плоскости, а тазовый пояс оснащен поплавками. Раздельная фиксация при вытяжении как шейного, так и нижнегрудного и поясничного отделов позвоночника обеспечивает приложение к ним растягивающей силы оптимальной величины.
Рисунок 1.7 - Установка для вертикального подводного вытяжения позвоночника.
2. Разработка структурной схемы программируемого таймера для установки подводного вытяжения позвоночника
Система построена на базе однокристальной микроЭВМ МК51. В состав устройства входят датчики, электродвигатели, клапана. Предполагается применение трёх видов датчиков:
- Датчик температуры – предназначен для измерения температуры воды в бассейне для последующего автоматического поддержания её на заданном уровне.
- Датчик усилия – предназначен для измерения усилия растяжения, прикладываемого к пациенту.
- Датчик уровня – предназначен для измерения уровня воды в бассейне
Устройство содержит следующие узлы:
Коммутатор – предназначен для последовательного, разделённого во времени опроса каждого из датчиков и позволяет упростить схему, ограничившись применением одного АЦП.
АЦП – аналагово-цифровой преобразователь, предназначен для преобразования сигнала датчика, в данный промежуток времени подключённого к АЦП через Коммутатор, в цифровой код.
ЖК Модуль – Устройство на жидких кристаллах, отображающее информацию о режимах процедуры.
Дешифратор – предназначен для коммутации устройств, управляемых системой.
К1, К2, К3 – гидроклапаны с электроприводом для регулирования и подачи горячей, холодной воды и слива её из бассейна.
УС – устройство сопряжения, преобразующее цифровой сигнал с контроллера в необходимые управляющие сигналы.
Шаговый двигатель – двигатель, привод которого регулирует нагрузку.
Регуляция усилия растяжения, прилагаемого к пациенту осуществляется с помощью шагового двигателя. Включение подачи горячей и холодной воды, а также, слив воды осуществляется гидроклапанами открывание и закрывание которого осуществляется электрическим приводом. В качестве устройства отображения предполагается использование готового ЖК-модуля со встроенным контроллером. Устройство работает следующим образом: при включении установки устройство, снимает показания датчика уровня и если бассейн пуст, то открывает гидроклапаны подачи холодной и горячей воды. Когда уровень воды достигнет датчика температуры, устройство контролирует температуру воды и регулирует её подачу таким образом, чтобы температура сохранялась постоянной заданной заранее (обычно 37°С). При достижении воды уровня наполнения, наполнение прекращается и система переходит в режим поддержания температуры и объёма воды. После закрепления поясов больного оператор выставляет время и режим работы устройства (скорость изменения нагрузки, диапазон нагрузок и т.д.). По окончании процедуры, нагрузка снимается с пациента. Для интерфейса с оператором используется простейшая клавиатура и ЖК-модуль. Удобство интерфейса будет определятся в значительной степени программным обеспечением. Для возможности быстрого изменения конструкции с целью добавления дополнительных датчиков а также средств регулировки воздействия, датчики и потребители подключены при помощи коммутирующих схем на базе дешифраторов.
3.1 Разработка схемы электрической принципиальной программируемого таймера в составе устройства управления тракционной установкой
Подбор электронных компонентов схемы производится, на основе разработанной структурной схемы устройства. Программируемый таймер является неотъемлемой составной частью устройства управления установкой подводного вытяжения позвоночника. В данной главе основное внимание сконцентрировано на разработке цифровой части электрической схемы устройства. Основу устройства управления составляет однокристальная микроЭВМ КР1816ВЕ751, имеющая в своём составе репрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).
ОМЭВМ, назначение выводов которой представлено на рисунке 3.1 состоит из следующих основных функциональных узлов: блока управления, арифметико-логического устройства, блока таймеров/счетчиков, блока последовательного интерфейса и прерываний, .программного счетчика, памяти данных и памяти программ. Двусторонний обмен информацией между функциональными блоками осуществляется с помощью внутренней 8-разрядной магистрали данных. Разряды порта 3 микроконтроллера имеют двойную функцию, в зависимости от установленных режимов работы. Порт 3 может функционировать как обыкновенный параллельный 8-разрядный интерфейс, либо позволяет организовывать последовательный канал обмена данными и систему прерываний от внешних устройств, причём существует возможность задавать режим работы каждого разряда порта 3 в отдельности.
В устройстве управления использована возможность организации обработки прерывания от внешнего устройства для отсчёта секундных интервалов времени, что позволило сэкономить программную память и сосредоточить внимание программы на обработку показаний датчиков и работу с ЖК модулем. Для отсчёта секундных интервалов используется микросхема-таймер КР1008ВИ1 (рисунок 3.2), позволяющая задавать RC-цепочкой временные параметры генерируемого сигнала. Несмотря на отсутствие в схеме таймера кварцевого резонатора, RC-цепочка даёт стабильные колебания с достаточной для отсчёта времени процедуры точностью.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
