[发明专利]一种上钉刀具驱动系统、方法和上钉刀具动力装置

说明书

本发明涉及一种上钉刀具驱动系统、方法和上钉刀具动力装置。一种上钉刀具驱动系统，包括控制器、PWM驱动器、场效开关、接近传感器、无刷电机、放大器、转速传感器和电源；所述无刷电机用于驱动上钉刀具转动；所述电源通过所述场效开关向所述无刷电机供电，还用于对所述控制器供电；所述场效开关分别与所述PWM驱动器、所述放大器连接；所述接近传感器、所述PWM驱动器、所述放大器分别与所述控制器连接；所述控制器通过所述接近传感器识别所述上钉刀具的刀具类型。通过接近传感器检测上钉刀具的刀具类型，控制器根据不同的刀具类型，控制PWM驱动器控制无刷电机输出对应的转速和扭力，实现一个装置匹配多种刀具，可以适用不同的螺钉。

技术领域

本发明涉及上钉刀具动力领域，尤其涉及一种上钉刀具驱动系统、方法和上钉刀具动力装置。

背景技术

在外科手术中，有时需要对骨骼上钉。由于螺钉类型不一样，所以有多种刀具匹配螺钉。不同大小的螺钉在攻入骨骼的过程中所受阻力差异很大。针对不同的螺钉，如果扭力过小，螺钉松动不能达到紧固目的；如果扭力过大，容易造成滑丝，导致螺钉或上钉位置的骨骼损坏，延误手术。上钉时电机的转速应可控，提高上钉速度，同时避免过快导致的上钉效果不理想。螺钉紧固到位后，应有扭力过载保护，防止转动过度导致骨骼和螺钉损坏，不同类型螺钉的过载力大小不相同。现有的技术中，通过开关直接控制电机电源的接通。开关闭合时，电机转动。当电池电量最高时，输出电流最大，扭力最高；电池电量降低后，输出电流变小，扭力降低。

目前的上钉动力装置由电池供电，只匹配一种刀具，适用一种螺钉，当需要用其它规格螺钉时，需要手动上钉。而且当电池电量减少时，扭力减小，造成螺钉不紧固。

现有技术不能根据不同的螺钉提供不同的扭力，不能控制扭力输出。由于没有对电机的电流进行控制，所以不能调节电机的扭力，也没有可调的过载保护。当电池充满电时，电机在额定电压工作，扭力基本恒定，适应需要对应扭力的螺钉上钉，但电量降低时扭力逐渐变小，不能克服骨骼的阻力，导致螺钉不能紧固。速度不可调节，不能根据上钉过程的阻力情况调节转速。

申请号为CN201610119585.8的专利文献公开了一种电钻，其包括电钻本体以及设置于电钻本体的电动机、与电动机连接的电流传感器、与电流传感器连接的微控制器以及与微控制器连接的数据传输装置。电流传感器用于检测电动机的驱动电路的实时电流值，微控制器用于从电流传感器采集实时电流值，并将实时电流值与电动机的驱动电路的预设的最少工作电流值以及过载保护电流值分别进行比较，以得到电钻的工作状态参数，并对工作状态参数进行存储，数据传输装置用于从微控制器读取工作状态参数并输出。但是依然没有解决上述问题。

因而现有的骨骼上钉领域存在不足，还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种上钉刀具驱动系统、方法和上钉刀具动力装置，用以解决背景技术中提到的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种上钉刀具驱动系统，包括控制器、PWM驱动器、场效开关、接近传感器、无刷电机、放大器、转速传感器和电源；所述无刷电机用于驱动上钉刀具转动；

所述电源通过所述场效开关向所述无刷电机供电，还用于对所述控制器供电；所述场效开关分别与所述PWM驱动器、所述放大器连接；所述接近传感器、所述PWM驱动器、所述放大器分别与所述控制器连接；所述控制器通过所述接近传感器识别所述上钉刀具的刀具类型。

优选的所述的上钉刀具驱动系统，所述场效开关包括多个场效应管和多个电流检测电阻，按照三相供电电路布设；每个所述场效应管的栅极均与所述PWM驱动器连接；所述放大器与每相供电电路连接。

优选的所述的上钉刀具驱动系统，所述控制器为单片机。

优选的所述的上钉刀具驱动系统，所述放大器与单片机的ADC通道连接。