用于动物实验腹侧脊髓损伤撞击器的电气控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于动物实验腹侧脊髓损伤撞击装置的电气控制系统，该系统包括上位机模块、下位机模块、三个直流电机驱动模块、电磁铁驱动模块、传感器信号调理模块、按键模块、限位开关模块：上位机模块提供友好的图形化用户界面，用于控制参数的设置、限位开关状态的指示以及传感器数据的显示和存储。下位机模块控制管理执行层的所有模块，接收上位机发送的控制参数，并向上位机发送限位开关状态和传感器数据；直流电机驱动模块根据所述下位机模块的指示驱动所述直流电机的操作；电磁铁驱动模块根据所述下位机模块的指示驱动所述电磁铁的运动；传感器信号调理模块对所述位移传感器和压力传感器所测量的位移和撞击力度数据进行调理；所述按键模块用于处理按键输入信号，所述限位开关模块用于处理限位开关输入信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医学动物实验装置，特别涉及动物实验腹侧脊髓损伤撞击器的电气控制系统。
技术介绍
传统的动物脊髓损伤撞击实验通常采用重物坠落(Weight Dropping, WD)法撞击脊髓背侧，具体方法是对麻醉的实验动物进行椎板后路切除，暴露但不破坏硬脊膜，然后将一个已知质量的重物块从一定的高度处以自由落体的方式坠落，撞击在动物脊柱背侧裸露的硬脊膜上，造成背侧脊髓一定程度的损伤。由于重物下落有加速度，但不撕破硬脊膜，不切割脊髓，因而属于动态负荷挫伤型。损伤模型用重物质量、坠落高度和脊髓挫伤面积来表征。上述实验方法造成的损伤部位是脊髓背侧，然而日常生活中由于车祸等事故原因造成的脊髓损伤患者多数是腹侧受损，重物坠落方法对这类情况不能进行很好的模拟。为了弥补此不足，本专利技术中设计的实验装置能够撞击脊髓腹侧，造成腹侧脊髓一定程度的损伤，损伤模型通过撞击力度、撞击位移、撞击持续时间和脊髓挫伤面积来表征，并以一次撞击过程中各时刻的位置偏移和撞击力度的曲线关系作辅助说明。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供动物脊髓腹侧损伤医学实验装置的控制器，使该装置能够通过按键操作，以设定的速度在水平面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于动物实验腹侧脊髓损伤撞击装置的电气控制系统，所述撞击装置包括位置调整装置和操作头；所述位置调整装置包括直流电机、分别沿X、Y、Z三个轴向的三条直线滑动导轨；所述直流电机用于驱动实验操作平台沿X、Y两个轴向的直线滑动导轨上的移动，以及驱动操作头沿Z轴的直线滑动导轨移动；操作头包括撞击装置、电磁铁、位移传感器和压力传感器，所述撞击装置在所述直流电机的驱动下沿着Z轴向的直线滑动导轨进行移动，以将撞击装置固定在动物脊髓实验段，并在固定好动物脊髓实验段后在所述电磁铁的带动下撞击所述动物腹侧脊髓；所述位移传感器和压力传感器，用于测量撞击过程中产生的位移及撞击力度；其特征在于：该电气控制系统包括：上...

【技术特征摘要】
1.一种用于动物实验腹侧脊髓损伤撞击装置的电气控制系统，所述撞击装置包括位置调整装置和操作头；所述位置调整装置包括直流电机、分别沿X、Y、Z三个轴向的三条直线滑动导轨；所述直流电机用于驱动实验操作平台沿X、Y两个轴向的直线滑动导轨上的移动，以及驱动操作头沿Z轴的直线滑动导轨移动；操作头包括撞击装置、电磁铁、位移传感器和压力传感器，所述撞击装置在所述直流电机的驱动下沿着Z轴向的直线滑动导轨进行移动，以将撞击装置固定在动物脊髓实验段，并在固定好动物脊髓实验段后在所述电磁铁的带动下撞击所述动物腹侧脊髓；所述位移传感器和压力传感器，用于测量撞击过程中产生的位移及撞击力度；其特征在于:该电气控制系统包括: 上位机模块:其与下位机模块相连，用于控制参数的设置，并将所设置的控制参数传送给下位机模块；其还用于接收下位机模块传送的位移传感数据和压力传感数据，并显示所接收的数据； 下位机模块:其与直流电机驱动模块、电磁铁驱动模块、传感器信号调理模块相连，用于根据所述上位机模块传送的所述控制参数指示所述直流电机驱动模块，以驱动所述直流电机的操作；还用于根据所述上位机模块传送的所述控制参数指示所述电磁铁驱动模块，以驱动所述电磁铁的运动；还用于接收所述传感器信号调理模块发送的所述位移传感数据和所述压力传感数据，并将其传送给所述上位机模块； 直流电机驱动模块:其用于根据所述下位机模块的指示驱动所述直流电机的操作； 电磁铁驱动模块:其用于根据所述下位机模块的指示驱动所述电磁铁的运动； 传感器信号调理模块:其用于对所述位移传感器和压力传感器所测量的位移和撞击力度数据进行调理后输出所述压力 传感数据和所述位移传感数据并传送给所述下位机模块。2.根据权利要求1所述的用于动物实验腹侧脊髓损伤撞击装置的电气控制系统，其特征在于:所述对控制参数的设置包括对所述直流电机速度、电磁铁电流大小和通电时间进行参数设置，以控制直流电机的运动速度、电磁铁的撞击力度和撞击持续时间。3.根据权利要求1所述的用于动物实验腹侧脊髓损伤撞击装置的电气控制系统，其特征在于:所述直流电机驱动模块包括普通光耦芯片、双通道高速光耦芯片和直流电机驱动芯片；其中所述普通光耦芯片具有用于接收下位机模块传送的刹车信号BRAKE_ARM的接口，该普通光耦芯片用于将所述刹车信号BRAKE_ARM进行隔离并输出光耦隔离后的刹车信号BRAKE ;所述双通道高速光耦芯片用于接收所述下位机模块传输的方向信号DIR_ARM和调速信号PWM_ARM，所述方向信号DIR_ARM和调速信号PWM_ARM经所述双通道高速光耦芯片进行隔离后输出隔离后的方向信号DIR和速度信号PWM ;所述速度信号PWM、方向信号DIR和刹车信号BRAKE经所述直流电机驱动芯片处理后输出驱动信号以驱动所述直流电机。4.根据权利要求1所述的用于动物实验腹侧脊髓损伤撞击装置的电气控制系统，其特征在于:所述电磁铁驱动模块包括电压跟随器、线性隔离电路和电压控制电流源电路，其中所述电压跟随器用于匹配下位机模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏峰，侯增广，胡进，谭民，洪毅，姜树东，陈翼雄，张峰，王卫群，张军卫，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
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