操作定位辅助系统的制作方法
【专利摘要】一种操作定位辅助系统，包括：PLC、两组步进电机和与步进电机对应的丝杆、与所述丝杆相对固定的医用承载设备、传感器，所述PLC与两个步进电机和传感器相连，用于控制医用承载设备移动；所述两组步进电机和丝杆利用PLC的控制信号分别控制医用承载设备水平移动和垂直移动；所述传感器用于检测医用承载设备的位置，将相应位置信息传送到PLC，并利用PLC调整医用承载设备的位置。通过PLC控制水平方向和垂直方向的两个步进电机的转动，从而能够精确控制医用承载设备的移动。
【专利说明】操作定位辅助系统【技术领域】
[0001]本实用新型涉及医用设备领域，尤其涉及一种医用承载设备的操作定位辅助系统。
【背景技术】
[0002]目前医院、医药公司或医药仓库中，在用于存储药品和/或医用耗材的医用存储柜中，通常使用水平传送装置拿取存储柜中的物品。但是，为了提高存储柜中的存储量，需要一种能水平和垂直传送的操作定位辅助系统。
实用新型内容
[0003]本实用新型解决的问题是提供一种操作定位辅助系统，可以提高医用承载设备移动的精确控制能力。
[0004]为解决上述问题，本实用新型提供一种操作定位辅助系统，包括:PLC、两个步进电机、与两个步进电机对应的两个丝杆、与所述丝杆相对固定的医用承载设备、传感器，所述PLC与两个步进电机和传感器相连，用于控制医用承载设备移动；所述两组步进电机和丝杆利用PLC的控制信号分别控制医用承载设备水平移动和垂直移动；所述传感器用于检测医用承载设备的位置，将相应位置信息传送到PLC，并利用PLC调整医用承载设备的位置。
[0005]可选的，在医用承载设备水平移动的方向上，设置有退到位、缓冲位、进到位、后限位、前限位五个传感器。 [0006]可选的，在医用承载设备垂直移动的方向上，设置有最上位、中间位、最下位、上限位、下限位五个传感器。
[0007]可选的，所述传感器为光电传感器。
[0008]可选的，所述步进电机为三相混合式步进电机。
[0009]可选的，所述步进电机的转向通过改变步进电机各绕组的通电顺序而改变。
[0010]可选的，还包括环行分配器，通过PLC输出的方向控制信号改变环行分配器的输出顺序，利用环行分配器的输出顺序改变步进电机各绕组的通电顺序。
[0011]可选的，通过改变PLC输出脉冲的顺序来改变步进电机各绕组的通电顺序。
[0012]可选的，所述步进电机设有16档等角度恒力矩细分，最高分辨率60000步/转。
[0013]可选的，所述丝杆的螺距为3mm。
[0014]与现有技术相比，本技术方案具有以下优点:
[0015]通过利用PLC和步进电机，可以精确地控制医用承载设备的移动，且利用所述传感器调整医用承载设备的位置，从而使得医用承载设备的移动容易精确控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例的操作定位辅助系统的电学结构示意图；
[0017]图2是本实用新型实施例的操作定位辅助系统的步进电机的结构示意图。【具体实施方式】
[0018]由于现有的医用承载设备的传送装置都是水平移动的，为此本实用新型实施例提供了一种操作定位辅助系统，包括:PLC、两组步进电机和与步进电机对应的丝杆、与所述丝杆相对固定的医用承载设备、传感器，所述PLC与两个步进电机和传感器相连，用于控制医用承载设备移动；所述两组步进电机和丝杆利用PLC的控制信号分别控制医用承载设备水平移动和垂直移动；所述传感器用于检测医用承载设备的位置，将相应位置信息传送到PLC,并利用PLC调整医用承载设备的位置。
[0019]通过PLC控制水平方向和垂直方向的两个步进电机的转动，从而控制医用承载设备的移动，且利用所述传感器检测医用承载设备的位置，并将相应位置信息传送到PLC，利用PLC调整医用承载设备的位置。由于利用PLC和步进电机，可以精确地控制医用承载设备的移动，且利用所述传感器调整医用承载设备的位置，从而使得医用承载设备的移动容易精确控制。
[0020]下面结合附图，通过具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0021]请参考图1，为本实用新型实施例的操作定位辅助系统的电学结构示意图，包括:PLC (Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)100,与所述PLC相连的两个步进电机200和与所述PLC相连的传感器300。
[0022]所述PLC100为日本三菱公司的FX2N32MR系列PLC。
[0023]所述PLC100与两个步进电机200相连接，通过向所述步进电机发送脉冲电压，使得所述步进电机200驱动医用承载设备移动，同时所述PLC100与传感器300相连接，传感器300检测医用承载设备的位置，并将相应位置信息传送到PLC，利用PLC控制步进电机的转动从而精确控制医用承载设备的位置。
[0024]在其他实施例中，所述PLC还可以用于控制步进电机的开关、传感器的开关和PECVD设备的反应炉炉门的开关。
[0025]在其他实施例中，所述PLC还可以通过步进电机驱动器与步进电机相连接，利用步进电机驱动器对步进电机进行驱动。
[0026]所述医用承载设备用于装载药品和/或医用耗材。由于将医用承载设备推进到存储柜中包括以下步骤:首先，启动前进程序，在水平方向的电机开始工作，医用承载设备水平移动；然后，在离存储柜最里面20-30公分处进行减速停止，触发垂直方向的电机运转程序，使医用承载设备开始下降，当医用承载设备和存储柜的相接触的时候停止运转；再次，水平方向的电机开始运转，推进医用承载设备，使其医用承载设备中装载的药品和/或医用耗材安置在存储柜中，然后停止；而后，医用承载设备继续下降，使医用承载设备脱离装载的药品和/或医用耗材，再开始后退，直到医用承载设备退到后限位。
[0027]为此，所述操作定位辅助系统至少需要两组用于驱动医用承载设备移动的电机及对应的丝杆。在本实施例中，所述电机为步进电机200，所述步进电机200包括用于将医用承载设备水平移动的第一步进电机和用于将医用承载设备垂直移动的第二步进电机。所述第一步进电机对应具有第一丝杆，所述第二步进电机对应具有第二丝杆，所述医用承载设备相对固定在第一丝杆和第二丝杆上，利用所述第一步进电机和第一丝杆将医用承载设备水平移动，利用所述第二步进电机和第二丝杆将医用承载设备垂直移动。
[0028]在本实施例中，所述步进电机为三相混合式步进电机，在其中一个实施例中，所述三相混合式步进电机为型号3S85Q-04097的步进电机。三相混合式步进电机的细分控制从本质上讲是通过对步进电机的定子绕组中电流的控制，使步进电机内部的合成磁场按某种要求变化，从而实现步进电机步距角的细分。最佳的细分方式是恒转矩等步距角的细分。一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量的之间的夹角大小决定了步距角的大小。在电机内产生接近均匀的圆形旋转磁场，各相绕组的合成磁场矢量，即各相绕组电流的合成矢量应在空间作幅值恒定的旋转运动，这就需要在各相绕相中通以正弦电流。在本实施例中，所述步进电机设有16档等角度恒力矩细分，最高分辨率60000步/转。在其他实施例中，所述步进电机也可以设有其他数量的等角度恒力矩细分。
[0029]所述三相混合式步进电机的转子上所用永磁磁铁是具有高磁密特性的稀土永磁材料，所以在转子上产生的感应电流对转子磁场的影响可忽略不计。在结构上，请参考图2，所述转子相当于一种多极对数的交流永磁同步电机。由于输入是三相正弦电流，因此产生的空间磁场呈圆形分布。U、V、W为定子上的3个线圈绕组，3个线圈绕组的轴线成120°。当三相绕组输入相差120°的正弦电流时，由于3个线圈绕组在内部产生圆形旋转磁场，电机的输出转矩为恒值，因此，将交流伺服控制原理应用到三相混合式步进电机驱动系统中，输入220V的交流电压，经整流后变为直流，再经脉宽调制技术变为三路阶梯式正弦波形电流，它们按固定时序分别流过三路绕组，其每个阶梯的一个脉冲对应电机转动一步。通过确定电机每转动一步的角度和三路阶梯式正弦波形的频率，可以精确控制电机的转动，就能精确控制丝杆的转动，从而可以精确控制医用承载设备的移动的位置和移动的速度。
[0030]同时，所述步进电机的转向通过改变步进电机各绕组的通电顺序而改变，从而可以控制医用承载设备的前后的上下移动。在其中一个实施例中，通过改变PLC输出脉冲的顺序来改变步进电机各绕组的通电顺序，例如通过改变PLC输出脉冲的顺序，使得绕组的通电顺序为A-AB-B-BC-C-CA-A…时，步进电机正转；当绕组按A-AC-C-CB-B-BA-A…顺序通电时，步进电机反转。在其他实施例中，还可以在PLC和步进电机之间设置有环行分配器，通过PLC输出的方向控制信号改变环行分配器的输出顺序,利用环行分配器的输出顺序改变步进电机各绕组的通电顺序，从而控制步进电机的正转或反转。
[0031]在本实施例中，所述丝杆的螺距为3mm。在其他实施例中，所述丝杆的螺距也可以为其他值，所述丝杆的螺距越小，越能精确控制医用承载设备的移动，所述丝杆的螺距越大，移动速度越快。
[0032]所述医用承载设备控制系统还包括传感器300，所述传感器300包括位于医用承载设备水平移动方向上的传感器和位于医用承载设备垂直移动方向上的传感器。在其中一个实施例中，所述传感器300为光电传感器。
[0033]在其中一个实施例中，在医 用承载设备水平移动的方向上，设置有退到位、缓冲位、进到位、后限位、前限位五个传感器。所述退到位传感器用于检测医用承载设备是否完全退出存储柜。当医用承载设备到达缓冲位时，医用承载设备需要停下便于药品和/或医用耗材与存储柜内部的固定装置相对应，因此所述缓冲位传感器用于检测医用承载设备是否在对应的位置。所述进到位传感器用于检测医用承载设备是否充分进入存储柜。所述后限位传感器、前限位传感器位于水平方向移动的前后两个极限位置，当所述后限位传感器、前限位传感器检测到医用承载设备的出现，无论是否检测到其他信号都将第一步进电机停止运行，避免医用承载设备与存储柜发生碰撞。
[0034]在医用承载设备垂直移动的方向上，设置有最上位、中间位、最下位、上限位、下限位五个传感器。所述最上位传感器位于存储柜中心轴对应的位置，用于检测医用承载设备进入的高度，所述中间位传感器位于药品和/或医用耗材与存储柜的固定装置相对应的位置，所述最下位传感器用于医用承载设备正常运行的最低位置。所述上限位传感器、下限位传感器位于垂直方向移动的上下两个极限位置，当所述上限位传感器、下限位传感器检测到医用承载设备的出现，无论是否检测到其他信号都将第二步进电机停止运行，避免医用承载设备与存储柜发生碰撞。
[0035]当所述传感器检测到医用承载设备不在对应的位置上时，将位置信息发送回PLC，利用PLC控制步进电机转动，从而可以精确控制医用承载设备的上下或前后移动。
[0036]需说明的是，本实用新型的上述各个模块均为实体部件；当然，其中的个别模块功能可通过软件实现，但这不属于本实用新型的范畴，其具体实现方案也与本实用新型无关。
[0037]本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种操作定位辅助系统，其特征在于，包括:PLC、两组步进电机和与步 进电机对应的丝杆、与所述丝杆相对固定的医用承载设备、传感器， 所述PLC与两个步进电机和传感器相连，用于控制医用承载设备移动； 所述两组步进电机和丝杆利用PLC的控制信号分别控制医用承载设备水平移动和垂直移动； 所述传感器用于检测医用承载设备的位置，将相应位置信息传送到PLC，并利用PLC调整医用承载设备的位置。
2.如权利要求1所述的操作定位辅助系统，其特征在于，在医用承载设备水平移动的方向上，设置有退到位、缓冲位、进到位、后限位、前限位五个传感器。
3.如权利要求1所述的操作定位辅助系统，其特征在于，在医用承载设备垂直移动的方向上，设置有最上位、中间位、最下位、上限位、下限位五个传感器。
4.如权利要求1所述的操作定位辅助系统，其特征在于，所述传感器为光电传感器。
5.如权利要求1所述的操作定位辅助系统，其特征在于，所述步进电机为三相混合式步进电机。
6.如权利要求5所述的操作定位辅助系统，其特征在于，所述步进电机的转向通过改变步进电机各绕组的通电顺序而改变。
7.如权利要求6所述的操作定位辅助系统，其特征在于，还包括环行分配器，通过PLC输出的方向控制信号改变环行分配器的输出顺序，利用环行分配器的输出顺序改变步进电机各绕组的通电顺序。
8.如权利要求6所述的操作定位辅助系统，其特征在于，通过改变PLC输出脉冲的顺序来改变步进电机各绕组的通电顺序。
9.如权利要求5所述的操作定位辅助系统，其特征在于，所述步进电机设有16档等角度恒力矩细分，最高分辨率60000步/转。
10.如权利要求1所述的操作定位辅助系统，其特征在于，所述丝杆的螺距为3mm。
【文档编号】G05B19/05GK203689084SQ201320862910
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】张华芳 申请人:绍兴文理学院