提供了新的电动手术床控制器。控制器基于基于Cortex-M3内核的ARM微控制器。泵电机由PWM控制，以改变液压缸的速度。MOSFET驱动电磁阀控制气缸的运动。
斜传感器检测电动手术床的姿势。系统使用前端和后端程序结构，恒温阀芯模块化编程，高代码重用性和易于修改的特性。践表明，控制器已执行了电动手术床的基本操作。泵电机在启动时运行良好，系统的整体性能良好，可以满足实际的运行要求。
为基本的医疗器械之一，手术床在医疗器械产品中占有非常重要的地位。术床的基本功能是调节手术位置，暴露手术视野，使手术顺利进行。动手术床由电动液压动力提供动力，并通过油泵电机提供液压动力，可以实现连续调速；由于电磁阀的反转，可以在各个位置更换手术床；在安装了倾斜传感器之后，将有一个按钮执行调整化合物的各种姿势的转换。需要符合人体工程学的设计，可以有效，可靠地减轻医务人员的工作强度。
观美观，表面光洁度高，耐腐蚀，喷涂后的机械强度高。板由高强度电木制成，耐脏污，耐酸碱，耐火且经久耐用，并具有良好的X射线穿透性；导电床垫可防止褥疮和静电。便，安全，功能全面，控制精度高，使用寿命长。年来，计算机控制的智能手术床已经大大增加，它由计算机控制的系统控制，并且所有位置都有一个按键。通常配备有各种零件以扩展设备的功能，并且适用于各种服务，例如外科手术，妇科，泌尿科，眼科，整形外科，肛门直肠和耳鼻喉科。1是电动手术床的基本外观和结构图，主要由桌子，主体，电子控制装置和附件组成。面由头板，背板，腰板和腿板组成，包括头板表面，背板表面，座板，左腿板表面，右腿板表面和腰板表面。种组合设计不仅可以实现升降手术床，左右前后倾斜以及头部，背部，腰部和腿部表面的独立操作，但也可以通过简单地更换工作台并执行上升，降低和向前倾斜来执行各种手术姿势调整。三种常规动作，例如向后倾斜，向左倾斜，向右倾斜，面板向上，面板向下，腿面板向上，面板可以确定双腿向下，平移，自我行走，正负姿势变化以及三种复合姿势。中，床表面整个抬升，向前和向后倾斜，面板左右两侧的倾斜和抬升只有八个运动必须通过电气控制，其他动作，如抬起和移动支脚板，仅靠机械结构完成。动手术台以ARM微控制器为核心，包括油泵电机驱动电路，倾斜检测电路，便携式通讯电路，电磁阀控制电路图2是电动手术台控制器的整体结构的示意图。磁阀控制电路采用MOSFET IRFZ44电路模型，在此不再赘述。控制器必须执行三个主要任务：（1）油泵电机的变速控制。功能要求微控制器具有硬件PWM发生器，该发生器可以自动产生PWM波，而无需涉及CPU，以减少CPU的工作量； （2）检测倾斜传感器。斜传感器输出是模拟的，因此需要具有一定精度和转换速度的AD模块。（3）与便携式设备的通信。控制器必须通过串行端口与有线听筒通信，并根据键盘快捷键进行操作。
据上述要求，选择了由意法半导体生产的基于Cortex-M3内核的STM32F103R8 32位ARM微控制器。的工作电压为2〜3.6V，内部资源丰富，价格便宜且质量优良，可以完全满足上述要求[2]。个位置上油缸上的压力是不同的；同时，为了提高患者的稳定和舒适感，必须优化油泵电机的速度并随时间变化。图3所示，油泵电机由两个半桥先导IR2104控制的H桥电源电路驱动，也就是说，该电机由4个IRF1010N功率MOSFET电路（VDSS = 55 V，RDS（激活）= 11 m，ID = 85A）双向速度控制电路[3]。
PWM2处于低电平时，Q3被禁用，Q4被激活，PWM1发送一个调速信号，电动机正转；当PWM1处于低电平时，Q1被禁用，Q2被激活，并且速度控制信号和电动机之间的PWM1反转。动手术床作为医疗设备的特殊性要求在手术过程中弄清其空间姿势。
系统使用VTI的高精度倾斜传感器SCA60C，该传感器可检测电动手术床的腰板的前后仰角，腰椎左右摆动角以及背板的倾斜角度。SCA60C实际上是一个加速度计，由硅微传感器和信号处理芯片组成，它测量测量方向上的地球重力分量，然后将其转换为倾斜角。面箭头是加速度的正方向。沿箭头指示的方向加速时，输出值增加。测量范围为1g（±90度），单极性5V电源，比例电压输出0.5-4.5V。持设备是重要的人机对话界面，包括功能按钮界面，状态显示界面，电池电量显示界面。面板的设计原理简洁美观，且成本低廉。板上共有18个功能键，其中包括13个操作键和3个用于定义复合姿势的功能键，1个前后位置开关和1个解锁键，在操作过程中无按键锁定15秒钟后，功能键无效，按解锁键恢复。有9个LED亮起和熄灭，包括1个电源指示灯。1个按钮响应指示，按下一个键打开，释放一个键关闭； 1个前后位置开关指示灯； 1个锁定指示器，已锁定，未锁定；电池电量显示器5连续显示，用于实时显示电池电量，提醒用户电量过低时及时充电。
动手术台程序基于集成操作系统的编写方法，使用前/后程序结构和模块化编程，这使得代码具有高度可重用性且易于修改。STM32F103R8之间的中断资源非常丰富。
阱用于执行任务。了开机初始化操作外，后台程序通常不执行任何任务，而是充分利用处理器资源。4显示了主程序结构的框图。据电动手术台的功能要求，控制器软件分为四个主要模块：电机控制模块，电磁阀控制模块，倾斜检测模块和便携式通讯模块。电机的速度由PWM波控制，脉冲宽度调制模式由TIMx_ARR寄存器的频率确定，而TIMx_CCRx寄存器确定占空比信号。
TIMx_CCMRx寄存器的OCxM位中写入“ 110”（PWM 1模式）或“ 111”（PWM 2模式）可以独立定义每个OCx输出通道以生成PWM [4]。磁阀控制应基于手持设备上的按键控制或倾斜传感器的反馈。个过程可以用图5表示。可以大致分为三个状态，即：自由状态，准备状态和工作状态。
由状态：当不需要打开电磁阀时，电磁阀处于自由状态，此时，必须在该状态下不断检查控制状态，有一个电磁阀要打开；如果检查是否有电磁阀打开，则状态命令将变为准备状态；如果检查到不应该打开电磁阀，它将继续保持在自由状态。备：打开电磁阀需要油泵电机的配合。打开电磁阀之前，必须启动油泵电机。能在打开油泵马达后给其加油，以便在电磁阀打开后气缸可以正常工作。此过程中，必须等待设定的时间并完成所需的准备工作，然后才能在设定的时间内打开电磁阀。定的时间过后，进入工作状态。作状态：在工作状态下，控制电磁阀开始工作。此状态下，还需要不断检查订单状态是否已更改。果检测到不需要打开电磁阀，则它将进入自由状态。先，将倾斜传感器所在的尺寸板定义为XY平面，将原点定义在尺寸板的几何中心，并将两个倾斜传感器沿正方向放置分别从X轴和Y轴开始。模拟输出转换为角度；当倾斜传感器SCA60C处于水平位置（0 g）时，其输出电压发生偏移（通常为2.5 V），灵敏度为设备的灵敏度（通常为2 V / g） 。了获得最佳精度，应使用实际输出值代替正常值[5]。
试过程开始后，首先确定采样时间是否已过。果采样时间已过，它将检测电池电压并一次倾斜传感器数据，然后执行软件过滤。STM32F103R8使用Modbus通信协议通过串行端口（USART）与手持计算机进行通信。USART在硬件层，负责发送和接收串行数据。MODBUS在应用程序层，并通过硬件层获取控制命令。
Modbus不需要使用链接到USART的功能，通过硬件层提供的接口功能发送和接收串行端口数据就足够了。Modbus是一种更为通用的串行通信协议，具有通信格式紧凑和使用方便的优点。图6所示，Modbus处理功能具有四个不同的状态：FREE状态，BUSY状态，ANSWER状态和ERROR状态。Modbus通信从“空闲”状态开始，并不断检查串行队列中是否有足够的数据。果是这种情况，则意味着已到达Modbus消息。Modbus处理功能立即进入BUSY状态，并确定消息是否以BUSY结尾。着科学技术的进步，电子技术的发展以及设计制造水平的提高，手术床基本采用了电动液压驱动方式。术变得越来越自动化和智能化，这使手术室的医务人员复杂化。操作中释放。文介绍的电动手术床已成功应用于实际产品中。践证明，它可以完美地执行所有基本操作。来，该控制器的功能将在系统安全性，稳定的性能和智能性等方面得到进一步改善和完善，以便为医疗行业提供更好的产品。
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