一种电磁弹道式冲击波发生器的控制方法技术

本发明专利技术提供了一种电磁弹道式冲击波发生器的控制方法，包括以下步骤：通过传感器检测前一次子弹体与治疗头碰撞时的撞击强度或加速度；采用PWM的控制方式使第二电磁线圈通电工作，并根据检测到的撞击强度或加速度，按照插值的方式在预设的最低值和最高值之间调节第二电磁线圈的PWM占空比，驱动子弹体回复至并保持在初始端位置处；在达到预设治疗间隔时，第二电磁线圈断电，第一电磁线圈通电工作，驱动子弹体向碰撞端移动并撞击治疗头；重复上述步骤，直至治疗结束。本发明专利技术的回缩阶段采用PWM的控制方式，提高了能量的有效率，并解决了打击不连贯的问题,而发射阶段根据传感器获得的强度数据动态调节第一电磁线圈的通电时间，保证了打击能量的一致性。保证了打击能量的一致性。保证了打击能量的一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁弹道式冲击波发生器的控制方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，具体涉及一种电磁弹道式冲击波发生器的控制方法。

技术介绍

[0002]冲击波治疗技术作为冲击波碎石技术的引申用法，近年来已经越来越普遍。当前冲击波治疗仪主要分为聚焦型和发散型，聚焦型冲击波能量强，传播深度大，但是存在设备昂贵，体积巨大等缺点。另一类是发散式冲击波，如CN 105769260A，CN102202734B，CN107811832等，此类冲击波产品相比聚焦型冲击波成本低，价格便宜，因此在实际使用中应用更为广泛；而发散式冲击波也分为气压弹道式和电磁弹道式两类，其主要机理均是高速运动的子弹体碰撞治疗头产生冲击波，差异在于驱动子弹体的动力不同，气压弹道式采用压缩空气驱动，电磁弹道式采用通电线圈驱动，传统的电磁弹道式冲击波如CN103920238A和CN208974537U等，此类产品目前普遍采用单脉冲驱动形式,在冲击前通过对反向线圈持续通电吸引子弹体回弹，在一定时间后断开反向线圈，对正向线圈通电发射子弹体。
[0003]上述现有的电磁弹道式冲击波的单脉冲驱动在实际使用过程中的存在以下问题：
[0004]1、效率低下
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以典型的10Hz 90mJ的能量为例，传统控制方式下典型输入功率为大约110W，实际驱动子弹体的效率约0.8％；
[0005]2、打击连贯性不好
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传统方案中由于线圈驱动采用连续的固定回缩脉宽设置，因为输入功率高导致线圈升温迅速，而线圈内阻会随着工作时间变长逐渐增加，导致流经线圈的通电电流大幅降低，力度减弱，力度的减弱也会带来子弹体的回缩时间变长，在采用固定治疗参数设置的情况下，由于回缩时间的变化会导致时序匹配产生差异，造成打击不连贯；
[0006]3、打击能量一致性差
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由于传统的电磁弹道式冲击波普遍采用开环控制方法，无法测量每次正向线圈的实际输出能量，也无法根据正向线圈的内阻变化实时调整正向线圈的脉宽，造成输出能量随着线圈的发热而逐渐降低，致使子弹体与治疗头之间的撞击强度也会随输出能量的降低而降低。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对上述现有的技术缺陷，提供一种电磁弹道式冲击波发生器的控制方法，回缩阶段采用PWM的控制方式，提高了能量的有效率，并解决了打击不连贯的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电磁弹道式冲击波发生器的控制方法，所述电磁弹道式冲击波发生器内设有驱动子弹体从初始端向碰撞端撞击的第一电磁线圈以及驱动子弹体回复至初始端位置处的第二电磁线圈，所述碰撞端为子弹体与治疗头碰撞的接触端，所述电磁弹道式冲击波发生器内还设有用于检测子弹体与治疗头碰撞时撞击强度或加速度的传感器；所述控制方法包括以下步骤：
[0009]S1、通过传感器检测前一次子弹体与治疗头碰撞时的撞击强度或加速度；
[0010]S2、采用PWM的控制方式使第二电磁线圈通电工作，并根据检测到的撞击强度或加速度，按照插值的方式在预设的最低值和最高值之间调节第二电磁线圈的PWM占空比，驱动子弹体回复至并保持在初始端位置处；
[0011]S3、在达到预设治疗间隔时，第二电磁线圈断电，第一电磁线圈通电工作，驱动子弹体向碰撞端移动并撞击治疗头；
[0012]S4、重复步骤S1
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S3，直至治疗结束。
[0013]进一步的，步骤S1之前还包括以下步骤：
[0014]S0、先使子弹体回复至初始端位置处，而后按照初始时预设的能量和通电工作时长使第一电磁线圈通电工作，驱动子弹体向碰撞端移动并撞击治疗头。
[0015]进一步的，步骤S2中，所述PWM占空比的最低值为5％，所述PWM占空比的最高值为15％。
[0016]进一步的，步骤S2中，在2g到12g范围内对应调节PWM占空比；当检测到撞击时子弹体的加速度≤2g时，采用15％的占空比；当检测到撞击时子弹体的加速度在7g时，采用10％的占空比；当检测到撞击时子弹体的加速度≥12g时，采用5％的占空比。
[0017]进一步的，步骤S3中，在前一次或前面连续几次碰撞时的撞击强度或加速度低于预设值的误差允许范围时，第一电磁线圈下一次的通电工作时长在其前一次通电工作时长的基础上进行增加，以使撞击强度或加速度处于预设值的误差允许范围内。
[0018]进一步的，在步骤S4的重复过程中，当检测到前一次调整后的撞击强度或加速度超出预设值的误差允许范围，逐渐减小第一电磁线圈下一次的通电工作时长。
[0019]进一步的，撞击强度或加速度的误差允许范围为预设值的上下5％。
[0020]进一步的，初始时设定第一电磁线圈的通电工作时长为8ms，输出能量为120mJ，子弹体碰撞时的加速度为6g；当检测到前一次或前面连续几次碰撞的加速度小于5.7g时，则按每次0.5ms的变化频率增加下一次第一电磁线圈的通电工作时长。
[0021]进一步的，每次增加第一电磁线圈的通电工作时长后，检测该次碰撞时的撞击强度或加速度；当检测到该次的加速度处于预设值的误差允许范围内时，则后续第一电磁线圈的通电工作时长按上一次的通电工作时长设定；当检测到该次的加速度大于6.3g时，则按每次0.1
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0.25ms的变化频率减少下一次第一电磁线圈的通电工作时长，直至检测到的加速度≥5.7g且≤6.3g时，后续第一电磁线圈的通电工作时长按上一次的通电工作时长设定；最后在改变了输出强度或检测的加速度超出误差允许范围时再继续按上述方式进行调整。
[0022]进一步的，所述传感器为碰撞传感器或加速度传感器。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术中的子弹体在回缩阶段(即子弹体回复至初始端的阶段)，第二电磁线圈的通电时间采用PWM的控制方式，在高频通电条件下由于线圈感抗作用导致通电电流值明显小于持续通电状态，有效降低了工作电流，由于发热功率与电流平方成正比，则第二电磁线圈的发热功率相对于原来可大大的降低，同时在同样的输出功率条件下，输入功率可大大的减小，降低了能量的损耗率和提高了能量的有效率，并根据前一次撞击的加速度来调整PWM占空比，可在使用较小的能量前提下保证了子弹体的回弹速度；且采用新的PWM控制方法后，由于每次打击后子弹体都会被吸回至初始端位置处固定，这样在每次冲击开始时子
弹体的位置都是一致的，保证了时序的起始点一致，消除了时序混乱造成打击不连贯的问题。
[0025]本专利技术中还通过根据检测到的加速度来确定是否调节第一电磁线圈下一次的通断工作时长，以保证撞击强度(即子弹体的加速度)在预设值附近保持动态平衡，即加速度的数值始终保持在预设值的误差允许范围以内。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁弹道式冲击波发生器的控制方法，所述电磁弹道式冲击波发生器内设有驱动子弹体从初始端向碰撞端撞击的第一电磁线圈以及驱动子弹体回复至初始端位置处的第二电磁线圈，所述碰撞端为子弹体与治疗头碰撞的接触端，所述电磁弹道式冲击波发生器内还设有用于检测子弹体与治疗头碰撞时撞击强度或加速度的传感器；其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：S1、通过传感器检测前一次子弹体与治疗头碰撞时的撞击强度或加速度；S2、采用PWM的控制方式使第二电磁线圈通电工作，并根据检测到的撞击强度或加速度，按照插值的方式在预设的最低值和最高值之间调节第二电磁线圈的PWM占空比，驱动子弹体回复至并保持在初始端位置处；S3、在达到预设治疗间隔时，第二电磁线圈断电，第一电磁线圈通电工作，驱动子弹体向碰撞端移动并撞击治疗头；S4、重复步骤S1
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S3，直至治疗结束。2.根据权利要求1所述的电磁弹道式冲击波发生器的控制方法，其特征在于：步骤S1之前还包括以下步骤：S0、先使子弹体回复至初始端位置处，而后按照初始时预设的能量和通电工作时长使第一电磁线圈通电工作，驱动子弹体向碰撞端移动并撞击治疗头。3.根据权利要求1所述的电磁弹道式冲击波发生器的控制方法，其特征在于：步骤S2中，所述PWM占空比的最低值为5％，所述PWM占空比的最高值为15％。4.根据权利要求3所述的电磁弹道式冲击波发生器的控制方法，其特征在于：步骤S2中，在2g到12g范围内对应调节PWM占空比；当检测到撞击时子弹体的加速度≤2g时，采用15％的占空比；当检测到撞击时子弹体的加速度在7g时，采用10％的占空比；当检测到撞击时子弹体的加速度≥12g时，采用5％的占空比。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的电磁弹道式冲击波发生器的控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金兴，赵春雷，
申请(专利权)人：深圳市理康医疗器械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：