羊富華

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GE 8800 C臂X光機(jī)立柱升降控制系統(tǒng)改進(jìn)

羊富華①廣州市第一人民醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備科 廣東 廣州 510180

羊富華,男,(1978- ),本科學(xué)歷，工程師。廣州市第一人民醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備科，研究方向：醫(yī)療設(shè)備的維護(hù)和管理。

目前，許多醫(yī)療設(shè)備在研發(fā)、制造技術(shù)和生產(chǎn)工藝上被國外醫(yī)療設(shè)備廠商所壟斷，導(dǎo)致國內(nèi)用戶在進(jìn)口設(shè)備使用和維護(hù)處于被動的狀況，甚至依賴其廠商的技術(shù)支持，為此通過進(jìn)口設(shè)備的改進(jìn)案例，突破廠商技術(shù)壟斷，在無需更換核心配件情況下，完全依靠自主能動性巧妙設(shè)計(jì)，對舊系統(tǒng)不合理的控制部分進(jìn)行成功地改造，快速、低成本解決設(shè)備中出現(xiàn)的問題。

1　立柱升降控制系統(tǒng)原理

GE 8800 C臂X光機(jī)的立柱升降部份控制原理如圖1所示。

圖1　立柱升降控制系統(tǒng)原理圖

C臂的升降由驅(qū)動電機(jī)帶動，工作電壓為DC±24 V，直流電壓為24 V時(shí)電機(jī)驅(qū)動立柱向上升起，為－24 V時(shí)電機(jī)驅(qū)動立柱下降[1]。

按動升降按鈕時(shí)，升降信號分兩路傳送到電源和(或)電機(jī)繼電器控制板，一路信號指示控制板控制繼電器動作，將AC115 V電壓提供給立柱驅(qū)動電源PS3；另一路信號直接傳輸?shù)絇3插座，通過J3接頭傳給PS3。PS3電源根據(jù)J3傳過來的升降信號將AC115 V電壓轉(zhuǎn)換為DC±24 V電壓控制電機(jī)運(yùn)動，從而達(dá)到控制立柱升降的目的[2]。值得注意的是，設(shè)計(jì)中并未提供相應(yīng)的低位限位開關(guān)來控制立柱下降到最低位時(shí)自動停止，而是依賴于立柱自身撞擊到最低位后的電流反饋來使電機(jī)停止運(yùn)動，設(shè)計(jì)中只是在最低撞擊位置加了一個(gè)膠圈作為緩沖用。因此使用時(shí)間一長，膠圈極易被多次撞擊后老化爛碎，造成傳動蝸桿卡死，無法運(yùn)動。

在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，廠商將電機(jī)藏于立柱內(nèi)作為一體，立柱內(nèi)還需加裝一個(gè)壓力高達(dá)300斤以上的氣壓彈簧作為輔助動力裝置[3]。這些裝置密封一體藏于立柱內(nèi)，正常情況下無法拆卸分解。因?yàn)榱⒅钦麄€(gè)C臂設(shè)計(jì)的構(gòu)造核心，必須先將增強(qiáng)管、球管、C臂架及C臂固定架，立柱周邊的所有電路板均拆卸，僅剩下立柱和底座的近乎裸機(jī)才能將立柱從底座上分離出來[4]。而要將電機(jī)及氣壓彈簧、傳動部件從立柱內(nèi)部分離出來難上加難。因此廠商干脆將立柱及內(nèi)部的電機(jī)驅(qū)動傳動部件作為一個(gè)備件，直接更換，費(fèi)用十分昂貴，一般國內(nèi)也無備件。

2　立柱升降控制系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)

為解決以上難題，可以對該工作電路進(jìn)行改進(jìn)，加裝一個(gè)低位限制反饋回路，一旦立柱下降到一定低位時(shí)，就直接切斷立柱下降控制信號，這樣電機(jī)就無工作電壓，立柱也就自動停止下降，而向上運(yùn)動則不受影響[5]。此外，考慮到立柱內(nèi)部封裝原因，裝在立柱內(nèi)部的低位限制反饋回路，最好是不會損壞，否則拆卸一次工作量很大。其設(shè)計(jì)原理如圖2所示。

圖2　立柱升降控制系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)原理圖

選擇磁干簧管作為低位限制信號采集開關(guān)K，選擇小型直流固態(tài)繼電器作為反饋回路控制開關(guān)。干簧管是一種磁敏的特殊開關(guān)，其2個(gè)觸點(diǎn)由特殊材料制成，密封在真空玻璃管里，只要用磁鐵接近，其2個(gè)觸點(diǎn)會吸合在一起，接通回路。因此，將一塊永磁磁鋼A安裝在立柱內(nèi)部的低位，略高于原廠設(shè)計(jì)的最低位，由于永磁磁鋼正常情況下幾乎不會損壞，因此維護(hù)上不需考慮立柱C的拆卸問題，這也是選擇磁干簧管開關(guān)的主要原因。然后將干簧管安裝在與磁鋼同一位置的立柱外側(cè)，并從干簧管兩極引出信號線，作為直流固態(tài)繼電器SSR的控制信號源。從A4控制板上取DC+5 V電壓作為直流固態(tài)繼電器的工作電壓，將直流固態(tài)繼電器的輸出串聯(lián)至A4控制板的輸出接頭J3上的4腳藍(lán)色下降控制信號線上，如圖3所示[6]。

圖3　低位限制反饋回路圖

當(dāng)立柱下降至低位限制位時(shí)，磁鋼的磁場使干簧管的觸點(diǎn)吸合，直流固態(tài)繼電器的控制信號回路閉合，繼電器斷開，低位限制反饋回路切斷J3上的下降控制信號，PS3電源無－24 V輸出，電機(jī)M不運(yùn)動，而在高于低位限制位時(shí)，干簧管常開，固態(tài)繼電器控制信號回路常開，繼電器閉合，低位限制反饋回路允許下降控制信號傳送至PS3電源，PS3電源輸出DC-24 V電壓給電機(jī)，電機(jī)可以向下運(yùn)動。

3　小結(jié)

本設(shè)計(jì)科學(xué)地綜合運(yùn)用電磁學(xué)、自動控制原理、電路電子學(xué)及機(jī)械原理等學(xué)科知識，通過極小的改進(jìn)，解決了較大的問題，可供同行參考[7]。

參考文獻(xiàn)

[1]王英.淺談醫(yī)用電氣設(shè)備的檢修方法[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備, 2007,28(9):89.

[2]白小壽,趙新民.GE OEC9800 C型臂工作原理及故障分析[J].醫(yī)療裝備,2007,20(2):17.

[3]左健民.液壓與氣壓傳動[M].4版.北京:高等教育出版社,2007.

[4]劉少波.GE OE8800 C型臂X光機(jī)故障排除[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2012,9(2):86-87.

[5]胡壽松.自動控制原理[M].4版.北京:科學(xué)出版社, 2007.

[6]鄭培源.電子電路及電子器件[M].北京:高等教育出版社,2000.

[7]龔世雄,封波,寧友茹,等.進(jìn)口醫(yī)療設(shè)備維修技術(shù)探討[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2011,8(1):54-55.

收稿日期：2015-01-07

DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.01.040

[文章編號]1672-8270(2016)01-0129-02

[中圖分類號]R197.39

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

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