[发明专利]用于动物实验腹侧脊髓损伤撞击器的电气控制系统

权利要求书

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块与线性隔离电路之间的输入输出阻抗，并将下位机模块输出的电压信号传送到线性隔离电路；所述线形隔离电路用于将所述电压跟随器的输出信号进行线性隔离，并输出控制电压信号；所述电压电流源电路将该控制电压信号作为控制信号，以输出用于驱动电磁铁运动的电流信号。

5.根据权利要求4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：所述电压跟随器包括第一高精密双运算放大器中的第一运放；所述线形隔离电路包括所述第一高精密双运算放大器的第二运放、线形光耦芯片和第二高精密双运算放大器的第一运放；所述电压电流源电路包括所述第二高精密双运算放大器的第二运放、功率MOSFET管以及大功率精密电阻。