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多功能智能化牵引床系统设计

作　者: 茹意
导　师: 任立勇；王素立
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 多功能牵引床分布式控制单片机嵌入式处理器 Delphi
分类号: TH789
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

医学上针对腰椎间盘突出症等腰脊椎病,通常采取物理牵引的保守治疗方法。本文阐述了多功能快慢牵引床系统的组成与主要功能。在硬件设计中完成一个基于多单片机实现的用于颈、脊、腰椎牵引治疗的智能理疗系统。采用了闭环控制方式,在单片机的控制下接收键盘输入和拉力传感器输入,驱动电机带动牵引机构实现牵引活动,同时将输入参数和运行状态输出显示。本牵引床系统是以两段式床体为治疗平台,采用ARM等嵌入式处理器并结合计算机对床体各自由度运动实现分布式控制,并由直流电机实施外力快、慢速牵引及床体的任意角度的快慢速旋转,并重点阐述了运用Delphi6.0完成上位机软件应用程序的开发。从而实现腰脊椎病的物理治疗,最终实现对颈、脊和腰椎疾病的治疗。硬件部分分为三大部分:电源部分、牵引功能部分和附加功能部分。牵引功能部分由信号采集与处理模块、数据采集检测模块、驱动模块、键盘输入模块、数码管显示模块和床体6部分组成;附加功能部分由键盘输入模块、AT89C52单片机控制模块、驱动模块和床体组成。电源部分为其它两部分提供电源。牵引功能和附加功能分别由单片机控制完成。软件部分采用集散控制系统模型来进行设计,设计采纳了DICOM(医学数字成像和通信标准)协议。采用功能强大的DELPHI6.0 Windows应用程序开发工具开发,运用Object Pascal语言编写程序代码,使得软件对床体的控制更加灵活、可靠和高效,界面简洁友好,操作方便、可靠性高。在开发过程中采用了一些新的技术,最主要的是控件技术,特别是在串行通信中采用了控件技术,大大提高了串行通信的可靠性,保障了系统的可靠性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 背景  9-10
  1.2 市场预测及推广前景  10-11
  1.3 课题的意义  11
  1.4 多功能智能化牵引床的基本概念  11-12
  1.5 本文的研究内容  12-13
  1.6 本文的组织结构  13-15
第二章多功能智能化牵引床系统总体设计方案  15-22
  2.1 多功能智能化牵引床的功能结构  15-17
  2.2 多功能智能化牵引床的系统设计  17-21
    2.2.1 系统功能与总体设计  17
    2.2.2 床体设计的信息化技术应用  17-18
    2.2.3 床体多维运动系统的开发  18-19
    2.2.4 先进控制技术应用研究  19-20
    2.2.5 集散控制体系的设计  20
    2.2.6 功能完善的软件开发  20-21
  2.3 多功能智能化牵引床的设计要达到的总体目标  21-22
第三章牵引部分的系统设计  22-43
  3.1 牵引部分设计功能与结构  22-23
    3.1.1 牵引部分设计系统的功能  22
    3.1.2 牵引部分系统整体结构  22-23
  3.2 牵引部分的系统设计  23-43
    3.2.1 电源部分  23-25
    3.2.2 信号采集与处理模块  25-31
      3.2.2.1 拉力传感器  26-27
      3.2.2.2 仪表放大器AD620  27-28
      3.2.2.3 TLC1549  28-31
      3.2.2.4 模块的整体设计与实现  31
    3.2.3 信息数据采集检测模块  31-37
      3.2.3.1 AT89C52 介绍  32-34
      3.2.3.2 AT89C52 串行通讯的工作原理  34-35
      3.2.3.3 X25045 简介  35-37
    3.2.4 模块原理图  37-38
    3.2.5 软件设计  38
    3.2.6 驱动模块  38-42
      3.2.6.1 光耦简介  39
      3.2.6.2 ULN2803 简介  39-40
      3.2.6.3 模块原理图  40-42
    3.2.7 系统整体实现  42-43
第四章控制系统的电路设计和实现  43-55
  4.1 控制系统硬件系统工作原理  43-44
  4.2 控制系统硬件的设计  44-50
    4.2.1 单片机的选择  44-45
    4.2.2 电机与电机驱动器的选择  45-46
    4.2.3 位移检测电路的设计  46-47
    4.2.4 电机驱动电路设计  47-48
    4.2.5 串行通信接口电路的设计  48-49
    4.2.6 复位电路的设计  49-50
  4.3 控制系统硬件电路的实现  50-55
    4.3.1 基于AT89C52 的牵引控制  50-51
    4.3.2 基于AT89C52+的开关量检测与控制  51-52
    4.3.3 基于ARM 处理器S3C44BOX 的旋转运动控制  52-53
    4.3.4 集散控制体系的设计  53-55
第五章牵引床的软件系统  55-68
  5.1 软件系统可行性分析  55
  5.2 软件需求分析  55-56
  5.3 系统设计的内容  56-62
    5.3.1 通讯协议  56-57
    5.3.2 基于Spcomm 控件的串口通信实现  57
    5.3.3 软件结构功能总体框图  57-60
    5.3.4 开发平台设计  60-61
    5.3.5 性能设计  61-62
  5.4 程序实现  62-65
    5.4.1 牵引控制模块实现  63-64
    5.4.2 串行口接收数据实现  64-65
  5.5 系统界面介绍  65-67
  5.6 测试和运行  67-68
第六章总结  68-71
致谢  71-72
参考文献  72-74
附录A  74-77

多功能智能化牵引床系统设计

内容摘要

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