GE 8800 C臂X光機立柱升降控制系統改進

羊富華

?

GE 8800 C臂X光機立柱升降控制系統改進

羊富華①廣州市第一人民醫院醫療設備科 廣東 廣州 510180

羊富華,男,(1978- ),本科學歷，工程師。廣州市第一人民醫院醫療設備科，研究方向：醫療設備的維護和管理。

目前，許多醫療設備在研發、制造技術和生產工藝上被國外醫療設備廠商所壟斷，導致國內用戶在進口設備使用和維護處于被動的狀況，甚至依賴其廠商的技術支持，為此通過進口設備的改進案例，突破廠商技術壟斷，在無需更換核心配件情況下，完全依靠自主能動性巧妙設計，對舊系統不合理的控制部分進行成功地改造，快速、低成本解決設備中出現的問題。

1　立柱升降控制系統原理

GE 8800 C臂X光機的立柱升降部份控制原理如圖1所示。

圖1　立柱升降控制系統原理圖

C臂的升降由驅動電機帶動，工作電壓為DC±24 V，直流電壓為24 V時電機驅動立柱向上升起，為－24 V時電機驅動立柱下降[1]。

按動升降按鈕時，升降信號分兩路傳送到電源和(或)電機繼電器控制板，一路信號指示控制板控制繼電器動作，將AC115 V電壓提供給立柱驅動電源PS3；另一路信號直接傳輸到P3插座，通過J3接頭傳給PS3。PS3電源根據J3傳過來的升降信號將AC115 V電壓轉換為DC±24 V電壓控制電機運動，從而達到控制立柱升降的目的[2]。值得注意的是，設計中并未提供相應的低位限位開關來控制立柱下降到最低位時自動停止，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停止運動，設計中只是在最低撞擊位置加了一個膠圈作為緩沖用。因此使用時間一長，膠圈極易被多次撞擊后老化爛碎，造成傳動蝸桿卡死，無法運動。

在機械結構的設計上，廠商將電機藏于立柱內作為一體，立柱內還需加裝一個壓力高達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，正常情況下無法拆卸分解。因為立柱是整個C臂設計的構造核心，必須先將增強管、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才能將立柱從底座上分離出來[4]。而要將電機及氣壓彈簧、傳動部件從立柱內部分離出來難上加難。因此廠商干脆將立柱及內部的電機驅動傳動部件作為一個備件，直接更換，費用十分昂貴，一般國內也無備件。

2　立柱升降控制系統改進設計

為解決以上難題，可以對該工作電路進行改進，加裝一個低位限制反饋回路，一旦立柱下降到一定低位時，就直接切斷立柱下降控制信號，這樣電機就無工作電壓，立柱也就自動停止下降，而向上運動則不受影響[5]。此外，考慮到立柱內部封裝原因，裝在立柱內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。其設計原理如圖2所示。

圖2　立柱升降控制系統改進設計原理圖

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

當立柱下降至低位限制位時，磁鋼的磁場使干簧管的觸點吸合，直流固態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M不運動，而在高于低位限制位時，干簧管常開，固態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，電機可以向下運動。

3　小結

本設計科學地綜合運用電磁學、自動控制原理、電路電子學及機械原理等學科知識，通過極小的改進，解決了較大的問題，可供同行參考[7]。

參考文獻

[1]王英.淺談醫用電氣設備的檢修方法[J].醫療衛生裝備, 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光機故障排除[J].中國醫學裝備,2012,9(2):86-87.

[5]胡壽松.自動控制原理[M].4版.北京:科學出版社, 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.進口醫療設備維修技術探討[J].中國醫學裝備,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

[文獻標識碼]B

作者簡介