一種基于AT89C51的腰椎牽引儀的設(shè)計(jì)

2．2．1牽引力采集檢測原理

　　牽引力采集檢測以拉式負(fù)荷傳感器為檢測傳感器，通過放大、AID轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換送單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)得到牽引力值。牽引器將傳感器上所受到的拉力轉(zhuǎn)換為與之成正比的電壓值，傳感器的應(yīng)變電阻元件如圖2所示．4片應(yīng)變片初始阻值大小相等，采用差動布片和全橋接線。因?yàn)閭鞲衅髟谑艿搅Φ淖饔脮r，應(yīng)變電阻Rl和R2阻值的變化方向一樣，R3和R4阻值的變化方向一樣．通過采用差動布片和全橋接線?？梢跃_地輸出傳感器所受力轉(zhuǎn)換的電壓值。傳感器的差壓輸出經(jīng)過放大器OP07和TL062放大后，將輸出送入AID轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采樣和處理。OP07是低漂移差動放大器。我們用其作為第一級放大?？梢跃_地對來自傳感器小至10μV的輸入進(jìn)行放大，并很好的抑制共模信號的干擾；第二級放大我們采用雙通道運(yùn)算放大器TL062，利用第一通道構(gòu)成電壓跟隨器在此電路中起降低噪聲及緩沖的作用．所以O(shè)P07輸出的信號經(jīng)過此電路等比例地平穩(wěn)地進(jìn)入第二通道。利用第二通道對OP07的輸出進(jìn)行放大，并將第二通道的正端輸入按圖3接法．通過調(diào)節(jié)RW可以調(diào)節(jié)TL062的正端輸入，來設(shè)置輸出零點(diǎn)，使模擬部分的輸出信號在A/D轉(zhuǎn)換器的線性工作區(qū)范圍內(nèi)。

圖2傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

圖3牽引力采集檢測電路

2．2．2牽引力控制原理

牽引力控制采用的控制機(jī)構(gòu)由電機(jī)、牽引輪、棘輪繼電器等組成，是一個小型的電力拖動系統(tǒng)，圖4所示為電力拖動部分的機(jī)構(gòu)圖。我們采用電機(jī)通過傳動方式拖動滾輪(稱為牽引輪)轉(zhuǎn)動，滾輪轉(zhuǎn)動帶動纏繞在其上的牽引帶從而產(chǎn)生牽引力．以達(dá)到對牽引對象牽引的目的。圖中．棘輪和牽引輪直接與電機(jī)主軸相連，通常。以電機(jī)作為動力進(jìn)行拖動的電力拖動系統(tǒng)中．電機(jī)是通過某種自動控制方式來進(jìn)行控制的，本裝置中，我們同樣采用單片機(jī)、繼電器控制方式實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的控制。為使?fàn)恳Ρ３郑刂葡到y(tǒng)采用棘輪繼電器來實(shí)現(xiàn)，即關(guān)斷棘輪繼電器．使得棘輪不能轉(zhuǎn)動，這時電機(jī)輸出的拉力處于保持狀態(tài)。當(dāng)輸入設(shè)定的間歇牽引時間到時，接通棘輪繼電器，放松棘輪，棘輪自由轉(zhuǎn)動，牽引電機(jī)處于放松．牽引力處于撤消狀態(tài)。當(dāng)輸入設(shè)定的間歇放松時間達(dá)到時．接通棘輪繼電器、啟動電機(jī)進(jìn)入牽引運(yùn)行狀態(tài)。電機(jī)、繼電器的控制電路如圖5所示，電機(jī)啟?？刂菩盘杹碜訮1．3引腳，繼電器通斷控制信號來自PI．6引腳。

圖4電力拖動部分機(jī)構(gòu)圖

3 軟件設(shè)計(jì)

　　本軟件設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)控制程序由主程序、中斷服務(wù)程序和其它子程序組成。在設(shè)計(jì)中采用模塊化程序設(shè)計(jì)技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)的功能，把整個程序按照各模塊完成的功能分為：主程序、中斷服務(wù)子程序、電機(jī)牽引運(yùn)行子程序、功能設(shè)定子程序、顯示子程序、數(shù)據(jù)處理子模塊和牽引時問分析子程序等。系統(tǒng)的程序流程如圖6所示．以中斷的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。

圖5電機(jī)、繼電器驅(qū)動電路