一种自动颈椎牵引椅的电-液伺服控制系统技术方案

一种自动颈椎牵引椅的电-液伺服控制系统，包括用于电信号处理的PID控制器，PID控制器的输入端连接有用于检测牵引力的压力传感器和用于设定牵引力最大值的键盘输入模块；所述的PID控制器的输出端连接有用于执行控制指令的电-液伺服阀，所述的电-液伺服阀设置在液压缸上。采用PID控制器和液压动力机构组成闭环负反馈控制系统，对牵引力进行伺服控制，可以通过设定牵引力的最大值来控制液压动力机构自动执行，提高了自动颈椎牵引椅自动控制性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及自动颈椎牵引椅伺服控制
，具体是一种自动颈椎牵引椅的电-液伺服控制系统。
技术介绍
颈椎作为人体的主要支柱之一，有着丰富的血管、神经丛，保障人体基本生命活动信息的上传下达和营养输送。在现实生活中，颈椎病发病率很高，尤其是教师、电脑工作族等长时间伏案工作人群的职业病。据统计全国约有5000万到15000万人患有此病，发病率约为3.8%-17.6%，目前医学上治疗颈椎病的方法很多，大体上可分为为手术疗法和非手术疗法。颈椎牵引为颈椎病非手术疗法中一项重要的、常用的有效疗法。目前社会上出现了许多不同种类的颈椎牵引器械，颈椎牵引椅就是其中一种，颈椎牵引椅通过对颈椎施加外力进行牵引，可疏通经络，恢复颈椎正常生理曲线和脊柱力学平衡，长期坚持使用对颈椎病有治本之功效。但是，目前市场的颈椎牵引椅多以人工施加牵引力为主，需他人辅助才能实现牵引疗法的全过程，而且无法精确稳定地各基本参数为最佳值，治疗效果不理想。而颈椎牵引的全程自动化是解决上述问题的有效方法，其中控制系统是整个自动颈椎牵引椅的核心，其作用相当于给颈椎牵引椅安装了一个大脑，用大脑自动控制颈椎牵引椅的动作及保证牵引各基本要素的最佳值。因而，控制系统性能的优劣决定了自动颈椎牵引椅的整体性能优劣。电-液伺服控制系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的闭环负反馈控制系统，是在液压传动和自动控制技术基础上发展起来的一门较新的科学技术。随着电-液伺服阀、伺服泵、伺服马达等元件性能的改善，电-液伺服系统的整体性能得到了进一步提升。目前，电-液伺服控制已在自动化领域中占有很重要的位置。基于此，申请人从颈椎病牵引的实施过程入手，设计自动颈椎牵引椅的核心控制单元:电-液伺服控制系统。
技术实现思路
本技术公开了一种自动颈椎牵引椅的电-液伺服控制系统，采用PID控制器和液压动力机构组成闭环负反馈控制系统，实现了对牵引力的伺服控制。本技术采用的技术方案:一种自动颈椎牵引椅的电-液伺服控制系统，包括用于电信号处理的PID控制器，PID控制器的输入端连接有用于检测牵引力的压力传感器和用于设定牵引力最大值的键盘输入模块；所述的PID控制器的输出端连接有用于执行控制指令的电-液伺服阀，所述的电-液伺服阀设置在液压缸上。本技术的有益效果:采用PID控制器和液压动力机构组成闭环负反馈控制系统，对牵引力进行伺服控制，可以通过设定牵引力的最大值来控制液压动力机构自动执行，提尚了自动颈椎牵引椅自动控制性能。【附图说明】图1是本技术的原理框图；图2是本技术的结构示意图。【具体实施方式】以下是本技术的【具体实施方式】，现结合附图作进一步说明。如图1、图2所示，一种自动颈椎牵引椅的电-液伺服控制系统，包括用于电信号处理的PID控制器，PID控制器的输入端连接有用于检测牵引力的压力传感器I和用于设定牵引力最大值的键盘输入模块2;所述的PID控制器的输出端连接有用于执行控制指令的电-液伺服阀3，所述的电-液伺服阀设置在液压缸6上。其中，压力传感器I采用WNK微型压式传感器，所述的PID控制器的输出端通过伺服放大器4连接电-液伺服阀3 ;所述的键盘输入模块2和压力传感器I通过一减法器5连接PID控制器的输入端。其工作过程为:使用按键输入模块2设定牵引力最大值Fmax=196N，当自动颈椎牵引椅初始开机工作时，电液伺服阀3向左侧打开，液压缸活塞杆上升，液压活塞杆所受的牵引力F由压力传感器I检测并转换为输出电压Uf，这一电压与最大牵引力时所对应的电压恒定值Ui经减法器运算后得到两者电压的差值U，再经过伺服放大器放大后，以电流I的形式输入给电液伺服阀线圈。当牵引力F〈Fmax=196N时，Λ U=Ui_Uf>0，1>0，电液伺服阀阀芯向左运动，位移量随电流I的大小相应变化，液压动力元件持续向液压缸供油，液压油推动活塞做功，使牵引杆上升，牵引颈椎，液压活塞杆不断上升，直到压力传感器检测到压力F=Fmax0此时，Δ U=U1-Uf=O, 1=0，电液伺服阀阀芯处于中位，电动机停转，液压动力元件停止向液压缸供油，保持牵引力F=Fmax。液压活塞杆稳定在某一高度，保持最大牵引力的牵引状态，达到持续牵引颈椎的目的；牵引结束后，断开压力传感器输出电压，Uf=O, AU=U1-Uf达到最大值，I达到最大值，电液伺服阀阀芯向右运动。此时，电动机重新转动，液压动力元件开始向液压缸供油，液压缸活塞杆快速下降；下降至自动颈椎牵引椅的限位开关时，电动机停转，液压动力元件停止向液压缸供油，I=O，自动颈椎牵弓I椅完成所有牵引动作后停机等待下次开机。【主权项】1.一种自动颈椎牵引椅的电-液伺服控制系统，其特征在于:包括用于电信号处理的PID控制器，PID控制器的输入端连接有用于检测牵引力的压力传感器(I)和用于设定牵引力最大值的键盘输入模块(2);所述的PID控制器的输出端连接有用于执行控制指令的电-液伺服阀(3 )，所述的电-液伺服阀设置在液压缸(6 )上。2.根据权利要求1所述的一种自动颈椎牵引椅的电-液伺服控制系统，其特征在于:所述的压力传感器采用WNK微型压式传感器。3.根据权利要求1所述的一种自动颈椎牵引椅的电-液伺服控制系统，其特征在于:所述的PID控制器的输出端通过伺服放大器(4)连接电-液伺服阀(3)。4.根据权利要求1所述的一种自动颈椎牵引椅的电-液伺服控制系统，其特征在于所述的键盘输入模块(2)和压力传感器(I)通过一减法器(5)连接PID控制器的输入端。【专利摘要】一种自动颈椎牵引椅的电-液伺服控制系统，包括用于电信号处理的PID控制器，PID控制器的输入端连接有用于检测牵引力的压力传感器和用于设定牵引力最大值的键盘输入模块；所述的PID控制器的输出端连接有用于执行控制指令的电-液伺服阀，所述的电-液伺服阀设置在液压缸上。采用PID控制器和液压动力机构组成闭环负反馈控制系统，对牵引力进行伺服控制，可以通过设定牵引力的最大值来控制液压动力机构自动执行，提高了自动颈椎牵引椅自动控制性能。【IPC分类】A61F5-042【公开号】CN204468369【申请号】CN201520081775【专利技术人】周天沛 【申请人】徐州工业职业技术学院【公开日】2015年7月15日【申请日】2015年2月5日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动颈椎牵引椅的电‑液伺服控制系统，其特征在于：包括用于电信号处理的PID控制器，PID控制器的输入端连接有用于检测牵引力的压力传感器（1）和用于设定牵引力最大值的键盘输入模块（2）；所述的PID控制器的输出端连接有用于执行控制指令的电‑液伺服阀（3），所述的电‑液伺服阀设置在液压缸（6）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周天沛，
申请(专利权)人：徐州工业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32