專利名稱：用來控制提供給步進電機的電流的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用來控制為驅(qū)動步進電機提供的電流的一種系統(tǒng)和方法。更具體 地說，本發(fā)明涉及為驅(qū)動在諸如注射泵之類的醫(yī)療輸送器械內(nèi)使用的步進電機而提供可變 電流的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
步進電機是以增量、或步幅運動的一種類型的電動機，而不像常規(guī)電動機那樣平 穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。典型地，增量的大小按度測量，并且可依據(jù)用途而變。例如，增量能是0.9或1.8 度，因而400或200個增量代表完整一圈。況且，電機的速度由在每個增量運動之間的時間 延遲確定。在典型的步進電機內(nèi)部，線圈組產(chǎn)生與永久磁體的場相互作用的磁場。線圈按特 定順序接通和斷開，以使電機軸轉(zhuǎn)過希望角度。典型電機可在任意方向上(順時針或逆時 針)操作。當步進電機的線圈接收電流時，電機軸旋轉(zhuǎn)到一定位置，并且然后停留在那里， 除非或直到不同的線圈被激勵。不像常規(guī)電動機，一旦軸已經(jīng)借助于施加的電流靜止，步進 電機就抵抗施加到軸上的外部轉(zhuǎn)矩。這種抵抗力典型地叫做保持轉(zhuǎn)矩。保持轉(zhuǎn)矩隨位置不是恒定的，而是隨軸從一個全步幅位置到下一個而變化。這種 變化由止動轉(zhuǎn)矩引起，該止動轉(zhuǎn)矩添加到當電機軸運動時電感應(yīng)的轉(zhuǎn)矩上和從其上減去。 止動轉(zhuǎn)矩可由重復電機的每個完整步幅的正弦波轉(zhuǎn)矩近似。生成電流的量值確定從電機可 得到的轉(zhuǎn)矩。步進電機的特征也在于負載轉(zhuǎn)矩。為了避免步幅損失，足夠的電流必須施加，以克 服負載轉(zhuǎn)矩。然而，當電機使用在注射泵內(nèi)時，負載轉(zhuǎn)矩相對于泵送循環(huán)可顯著地變化。步 幅損失可能導致電機停滯。為了從電機停滯恢復，電機可能需要以比停滯發(fā)生的速度低的 速度重新啟動，并且然后加速到原始速度。這種重新啟動過程要求較大電流以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。這 種較高轉(zhuǎn)矩浪費能量。如將由本領(lǐng)域的技術(shù)人員認識到的那樣，步進電機的全-步幅分辨率可以通過把 電流以這樣的比例施加到電機線圈上而增加，從而電機定位在全-步幅止動位置之間的某 一點處。因而，在二相步進電機中，激勵兩個線圈將導致電機定位在相鄰全-步幅之間的半 途。這稱作半步進。全步幅通過把是要求位置的正弦的電流施加到一相上、并且把是要求 位置的余弦的電流施加到另一相上可以進一步細分。這稱作微步進。電機轉(zhuǎn)矩是施加到每 相上的電流的向量和的函數(shù)，而與驅(qū)動的類型無關(guān)。如以前指示的那樣，步進電機的一種用途是控制諸如容積或蠕動泵之類的注射 泵。注射泵用來自動地把液體藥物(medicants)供給到病人。液體藥物從藥物源供給，并且經(jīng)導管或其它注射器械輸送到病人。用于靜脈流體的普通類型容積泵產(chǎn)生蠕動流量，如由通過參考包括在這里的美國 專利No. 5，842，841公開的那樣。在這種類型的泵內(nèi)，從在滴注支架上的袋或瓶引導到靜脈 針的塑料管(即，“輸液裝置”或“滴注裝置”)穿過特定門，在該特定門中，它在一排“指狀 物”之間被封閉，該“指狀物”由凸輪機構(gòu)運動以向前擠壓封閉點。然而，管以相同方式重復地變形，由此相對于經(jīng)過的時間損壞管的彈性恢復性能， 從而管保持壓縮形態(tài)。管的彈性恢復性能的這種損壞導致泵的容積輸出相對于時間顯著地 變化。當今，有使用電池電源操作注射泵和其它醫(yī)療器械的愿望。因而，動力的利用是相 對于延長時間段操作電池供電醫(yī)療器械的重要特征。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種用來基于預(yù)定轉(zhuǎn)矩要求控制到注射泵步進電機的輸入電流的系統(tǒng) 和方法。該系統(tǒng)可包括電機控制器、和包含貫穿泵循環(huán)的期望負載轉(zhuǎn)矩值的非易失存儲器。 響應(yīng)期望負載轉(zhuǎn)矩值，電機控制器向步進電機提供用來克服在泵送循環(huán)中的每一點處的負 載轉(zhuǎn)矩的變化電流。為了改變電流也可考慮另外的因素。這些因素包括，但不限于，溫度、 壓力、及過去的操作時間。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點由結(jié)合附圖所進行的如下說明將是顯然的。


圖1是按照本發(fā)明用來控制提供給步進電機的電流的一種系統(tǒng)的、方塊圖形式 的、簡化電氣原理圖；圖2是簡化流程圖，表明按照本發(fā)明用來控制提供給步進電機的電流的一種方 法；圖3是簡化流程圖，表明按照本發(fā)明用來控制提供給步進電機的電流的一種方法 的另一個實施例；圖4是簡化流程圖，表明對于在圖3中描繪的方法的修改；及圖5是簡化流程圖，表明對于在圖3中描繪的方法的又一種修改。
具體實施例方式盡管本發(fā)明可以有多種不同形式的實施例，但在附圖中表示并且在這里詳細描述 本發(fā)明的優(yōu)選實施例，要理解，本公開應(yīng)認為是本發(fā)明原理的舉例說明，并且不打算把本發(fā) 明的寬廣方面限于表明的實施例。轉(zhuǎn)到圖1，描繪按照本發(fā)明用來控制提供給步進電機的電流的一種系統(tǒng)的、方塊圖 形式的、簡化電氣原理圖。系統(tǒng)10包括步進電機12、電機電流驅(qū)動器14、注射泵控制器16、 存儲器18、溫度傳感器20、背壓傳感器22、電機位置傳感器24、時鐘沈、數(shù)據(jù)輸入觀、及電 源(未表示)。如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員認識到的那樣，在圖1內(nèi)的每個方塊包括用來完成這 里描述的功能或任務(wù)的電路。在實施例中，步進電機12是在注射泵中使用的常規(guī)步進電機。因而，步進電機12可操作地連接到用來機械控制流體到病人(未表示)的輸送的一種或多種機械結(jié)構(gòu)(未表 示)。如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員認識到的那樣，在這樣的注射泵內(nèi)使用的機械結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù) 中是熟知的。因此，這樣的結(jié)構(gòu)這里不進一步討論。用來驅(qū)動步進電機12的電流由常規(guī)設(shè)計的電機電流驅(qū)動器14提供。響應(yīng)由電機 控制器16提供的電機驅(qū)動信號30，電機電流驅(qū)動器14供給用來驅(qū)動步進電機12的電流。電機驅(qū)動信號30能是包含關(guān)于由用來驅(qū)動步進電機12的電機電流驅(qū)動器14供 給的電流的量的信息或數(shù)據(jù)的數(shù)字或模擬信號。例如，電機驅(qū)動信號30能是四位數(shù)字信 號，其中二進制“0”導致電流驅(qū)動器14不把電流提供給步進電機12 ；二進制“1111”(即， 十進制15)導致電流驅(qū)動器把最大電流提供給步進電機；及在“0”與“15”之間的二進制值 導致電流驅(qū)動器提供電流的恒定增量增加或可變增量增加，該電流供給到步進電機12。在 另一個例子中，電機驅(qū)動信號30能是0至5伏特模擬信號，其中約0伏特導致電流驅(qū)動器 14不把電流提供給步進電機12 ；約5伏特的電壓導致電流驅(qū)動器把最大電流提供給步進電 機；及在約0與5伏特之間的電壓導致電流驅(qū)動器14提供電流的對應(yīng)增加或減小，該電流 提供給步進電機12。如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員認識到的那樣，電機電流驅(qū)動器14可操作地連接到常規(guī) 電源(未表示)上，用來把電流供給到步進電機12。依次地，電源可操作地連接到交流電壓 源(例如常規(guī)120VAC的壁插座)、電池等上。響應(yīng)一個或多個輸入，電機控制器16給電機驅(qū)動器14提供電機驅(qū)動信號30。到電 機控制器16的這些輸入可包括，但不限于，由如下提供的數(shù)據(jù)存儲器18、溫度傳感器20、 背壓傳感器22、電機位置傳感器24、時鐘沈、及輸入28。響應(yīng)輸入，電機控制器16用足夠的電流操作步進電機12，以避免步幅損失，并因 而避免可能的電機停滯。然而，由電機控制器16提供給步進電機12的電流量取決于需要 (即，電流是可變的)，而不是僅僅設(shè)置為恒定的安培值。步進電機12何時和如何操作由典型地人工或由遠程裝置輸入的數(shù)據(jù)輸入觀確 定。因而，數(shù)據(jù)輸入12可包括關(guān)于例如由注射泵給藥的循環(huán)時間和流量的數(shù)據(jù)或信息。一般地說，存儲器18向電機控制器沈提供用來特征化貫穿泵送循環(huán)的負載轉(zhuǎn)矩 的數(shù)據(jù)。具體地說，存儲器18包括與步進電機12基于一個或多個變量或因素應(yīng)該接收的 電流量相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。如下面描述的那樣，這些變量或因素可包括溫度、背壓、電機位置、及 操作持續(xù)時間。因而，電機控制器接收關(guān)于變量的信息或數(shù)據(jù)，電機控制器然后把接收信息 與由存儲器18提供的數(shù)據(jù)相比較，或者處理該接收信息，并且然后產(chǎn)生用來操作步進電機 12的對應(yīng)電機驅(qū)動信號30。在一個實施例中，溫度傳感器20在操作和設(shè)計方面是常規(guī)的。傳感器20向電機 控制器16提供與關(guān)于系統(tǒng)10的環(huán)境溫度有關(guān)的信息或數(shù)據(jù)。如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員認識 到的那樣，當溫度下降時，在用來靜脈施加藥物的IV裝置內(nèi)使用的典型管子對于操縱的注 射泵將變得更困難。因而，當溫度下降時，響應(yīng)由存儲器18和溫度傳感器20提供的數(shù)據(jù)， 電機控制器16增加提供給步進電機12的電流量。同樣，當溫度升高時，電機控制器16減 小提供給步進電機12的電流量。況且，在泵啟動時，電機控制器16提供電流以操作步進電 機12，其中電流量至少部分地取決于由溫度傳感器20接收的信息。背壓傳感器22在操作和設(shè)計方面是常規(guī)的。傳感器22向電機控制器16提供與在靜脈施加藥物時阻止由注射泵產(chǎn)生的向前壓力的背壓(即，遠端壓力)有關(guān)的信息或數(shù) 據(jù)。因而，當背壓增大時，響應(yīng)由存儲器18和背壓傳感器22提供的數(shù)據(jù)，電機控制器16增 加提供給步進電機12的電流量。類似地，當背壓減小時，電機控制器16減小提供給步進電 機12的電流量。況且，在泵啟動時，電機控制器16提供電流以操作步進電機12，其中電流 量至少部分地取決于由背壓傳感器22接收的信息。電機位置傳感器M在操作和設(shè)計方面是常規(guī)的。電機位置傳感器M向電機控制 器16提供與步進電機12的位置有關(guān)的信息或數(shù)據(jù)。這樣，響應(yīng)由存儲器18和位置傳感器 24提供的數(shù)據(jù)，電機控制器16分別基于保持轉(zhuǎn)矩的增加或減小而增加或減小提供給步進 電機12的電流量。而且，在泵啟動時，電機控制器16提供電流以操作步進電機12，其中電 流量至少部分地取決于與電機位置有關(guān)的信息。時鐘沈向電機控制器沈提供用來指示或測量時間的信息或數(shù)據(jù)。如由本領(lǐng)域的 技術(shù)人員認識到的那樣，IV管子的彈性恢復性能隨管子在靜脈藥物輸送期間由注射泵重復 地變形而下降。因而，管子對于相對于時間操縱的注射泵較容易。然而，步進電機的能量效 率典型地隨電機年齡而下降。當安裝在泵內(nèi)的管子老化時，響應(yīng)由存儲器18和時鐘沈提供的數(shù)據(jù)，電機控制器 16減小提供給步進電機12的電流量。然而，當步進電機老化時，電機控制器16增大提供給 步進電機12的電流量。盡管時鐘在圖1中表示成與電機控制器16相分離的方塊，但時鐘可集成在電機控 制器中。例如，電機控制器能是具有內(nèi)部時鐘的中央處理單元或微控制器。況且，優(yōu)選的是， 存儲器18是非易失的，并且能與電機控制器分離，如在圖1中表示的那樣，或者集成在電機 控制器中。在實施例中，提供給步進電機的電流可按如下公式表達提供給步進電機的總電流=基于進入的數(shù)據(jù)輸入觀的初始操作電流+基于來自 溫度傳感器20的數(shù)據(jù)的電流的增量增加或減小+基于來自背壓傳感器22的數(shù)據(jù)的電流的 增量增加或減小+基于來自運動位置傳感器24的數(shù)據(jù)的電流的增量增加或減小+基于由 電機12已經(jīng)操縱管子的過去時間的電流的增量增加或減小+基于電機12已經(jīng)操作的過去 時間的電流的增量增加或減小。然而，如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員認識到的那樣，在以上公式中的以上因素的任一個
可修改和/或省去。圖2是簡化流程圖，表明按照本發(fā)明的一種方法。如圖2中所示，該方法在步驟 100處開始，并且繼續(xù)到步驟110，在該步驟中確定在泵循環(huán)中的位置。在一個典型實施例 中，在泵序列中的位置是相對于泵循環(huán)開始的臨時坐標。在另一個典型實施例中，在泵循環(huán) 中的位置是相對于用于單次使用(single session)的IV裝置的使用開始的臨時坐標。在 另一個典型實施例中，在泵循環(huán)中的位置是相對于器械使用開始的臨時坐標。其次，在步驟120處，確定與在泵序列中的位置相對應(yīng)的電流值。在一個實施例 中，電流值存儲在數(shù)據(jù)庫中，該數(shù)據(jù)庫使在泵序列中的位置與對應(yīng)電流值相關(guān)。如以前指示 的那樣，數(shù)據(jù)庫可存儲在提供在醫(yī)療泵內(nèi)的存儲器中。其次，在步驟130處，按在步驟120處確定的值把電流施加到步進電機上。最后， 在步驟140處，方法結(jié)束。
圖3是簡化流程圖，表明按照本發(fā)明一種方法的另一個實施例。如圖3中所示，該 方法在步驟200處開始，并且繼續(xù)到步驟210，在該步驟中確定流量。確定的流量是液體通 過由步進電機驅(qū)動的泵的瞬時流動的度量。在一個典型實施例中，確定的流量存儲在計算 機寄存器或存儲器中以便以后使用。在另一個典型實施例中，確定的流量存儲在數(shù)據(jù)庫中 以便以后使用。其次，在步驟220處，類似于圖2的步驟110，確定在泵循環(huán)中的位置。其次，在步 驟230處，基于兩個參數(shù)確定電流值。第一個參數(shù)是在步驟MO中所確定的在泵循環(huán)中的 位置。第二個參數(shù)是在步驟210中確定的流量。在一個典型實施例中，在泵循環(huán)中的位置 從存儲在計算機或系統(tǒng)存儲器中的數(shù)據(jù)庫表檢索。其次，在步驟240處，確定或近似IV裝置的溫度。然后，在決定步驟250處，進行 在步驟230中確定的電流值是否根據(jù)在步驟MO中確定的溫度而修改的確定。在一個實 施例中，基于使在實際溫度讀數(shù)下的電流值與在標準溫度讀數(shù)下的電流值相關(guān)的算法的結(jié) 果，進行這種確定。在另一個實施例中，基于在使溫度與電流值相關(guān)的一個或多個數(shù)據(jù)庫表 中存儲的值，進行這種確定。如果基于在步驟MO中的確定溫度改變電流值，那么在步驟沈0中確定電流值的 變化，并且然后處理繼續(xù)到步驟270。然而，如果不基于在步驟MO中的確定溫度改變電流 值，那么處理直接繼續(xù)到步驟270。在步驟270處，確定遠端壓力。在一個實施例中，遠端壓力是阻止由泵產(chǎn)生的向前 壓力的背壓。處理然后繼續(xù)到步驟觀0，其中進行是否根據(jù)在步驟270中確定的遠端壓力進 一步修改電流值的確定。在一個實施例中，基于使在遠端壓力讀數(shù)下的電流值與在標準遠 端壓力讀數(shù)下的電流值相關(guān)的算法的結(jié)果，進行這種確定。在另一個實施例中，基于在使遠 端壓力與電流值相關(guān)的一個或多個數(shù)據(jù)庫表中存儲的值，進行這種確定。如果基于在步驟270中的確定壓力改變電流值，那么處理在步驟290處繼續(xù)。在 步驟四0中，電流值設(shè)置到與包括遠端壓力的所有確定值相稱的電流值。處理然后在步驟 300處繼續(xù)。然而，如果不基于在步驟270中的確定溫度改變電流值，那么處理直接繼續(xù)到 步驟300。在步驟300處，在步驟230、260或290的一個或多個處確定的值下的電流值施加 到步進電機上。最后，在步驟310處，方法結(jié)束。圖4是簡化流程圖，表明對于在圖3中描繪的方法的修改。在圖4內(nèi)，參照容積注 射泵電機使用的過去時間，進一步確定在圖3的方法中確定的電流值。明確地說，如以前敘述的那樣，圖3的方法包括步驟，其中在步驟210處，確定流 量；在步驟220處，確定在泵送循環(huán)中電機的位置；在步驟240處，確定或近似IV裝置的溫 度；及在步驟270處，確定遠端壓力。其次，在步驟240處，確定在泵循環(huán)中的位置。其次， 在步驟250處，基于在步驟MO中確定的在泵循環(huán)中的位置、以及在步驟210中確定的流 量，確定電流值。其次，進行決定，其中在步驟230處，基于流量和步進電機的位置確定電流值；在 步驟250處，進行是否基于溫度信息修改電流值的確定；及在步驟280處，進行是否基于壓 力信息修改電流值的確定。在圖4中，提供另外步驟320，其中確定容積注射泵電機使用的過去時間。在一個 實施例中，查詢基于微處理器的時鐘以確定過去時間。操作繼續(xù)到?jīng)Q定步驟330處，在該步驟中，進行是否修改電流值以考慮由時間相關(guān)因素造成的任何轉(zhuǎn)矩變化的確定。如果在步 驟330中做出應(yīng)該修改電流的確定，那么處理繼續(xù)到步驟340處。因而，在步驟340處，把 電流值設(shè)置到與包括過去時間的所有確定值相稱的電流值。在一個實施例中，通過把時間 依賴算法應(yīng)用于與所有其它確定值相稱的預(yù)定電流值，確定與過去時間相稱的電流值的確 定。在另一個實施例中，通過查詢包含使電流值與過去時間相關(guān)的表的數(shù)據(jù)庫，確定與過去 時間相稱的電流值的確定。處理然后繼續(xù)到步驟300處。如果在步驟330處進行不應(yīng)該修改電流的確定，那么處理繼續(xù)到步驟300處。在 步驟300處，把在由圖3和4的方法確定的電流值下的電流施加到步進電機。最后，在步驟 310處，方法結(jié)束。圖5是簡化流程圖，表明對于在圖3中表明的方法的又一種修改。在圖5內(nèi)，參照 容積注射泵電機的年齡進一步確定在圖3的方法中確定的電流值。明確地說，在圖5內(nèi)，提供另外的步驟350，其中確定容積注射泵電機的年齡。在一 個實施例中，容積注射泵電機的年齡是每次容積注射泵電機使用的過去時間之和。在另一 個實施例中，容積注射泵電機的年齡是從預(yù)定合格事件起的過去時間。在一個實施例中，預(yù) 定合格事件是指示容積注射泵第一次使用的日期和時間標記。在另一個實施例中，預(yù)定合 格事件是指示基于工廠事件的日期和時間，例如，容積注射泵的建造日期和時間或用于容 積注射泵的質(zhì)量保持過程結(jié)束的日期和時間，的日期和時間標記。在一個實施例中，容積注射泵電機的年齡存儲在數(shù)據(jù)庫中。在一個實施例中，年齡 與用于特定容積注射泵電機的標識符相關(guān)。其次，在決定步驟360處，進行是否修改電流值以考慮由諸如摩擦、公差等的增加 或減小之類的年齡相關(guān)因素造成的任何轉(zhuǎn)矩變化的確定。這些年齡因素，如果希望，則可適 合電機的獨特制造商。況且，以上討論的任何電流修改值可包括諸如制造商和電機規(guī)格的 電機獨特特性的考慮。如果在步驟360中進行應(yīng)該修改電流的確定，那么處理繼續(xù)到步驟370處。因而， 在步驟370處，把電流值設(shè)置到與包括容積注射泵年齡的所有確定值相稱的值。在一個實 施例中，通過把年份依賴算法應(yīng)用于與所有其它確定值相稱的電流值，確定與過去時間相 稱的電流值的確定。在另一個實施例中，通過查詢包含使電流值與容積注射泵年齡相關(guān)的 表的數(shù)據(jù)庫，確定與容積注射泵年齡相稱的電流值的確定。處理然后繼續(xù)到步驟300處。如果在步驟360處進行不應(yīng)該修改電流的確定，那么處理繼續(xù)到步驟300。在步驟 300處，把在由圖3的方法確定的電流值下的電流施加到步進電機。最后，在步驟310處，方 法結(jié)束ο在又一個實施例中，參照由在注射泵內(nèi)把電力供給到泵的電池提供的電壓，進一 步確定在圖3的方法中確定的電流值。在一個實施例中，當電池的電壓電位落到公稱水平 以下時，修改提供給電機的電流量，具體地說是增大。況且，當電池的電壓電位升高到公稱 水平以上時，修改提供給電機的電流量，具體地說是減小。盡管已經(jīng)表明和描述了特定實施例，但可想到多種修改而不顯著脫離本發(fā)明的精 神，并且本發(fā)明的范圍僅由附屬權(quán)利要求書的范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種用來驅(qū)動注射泵電機的方法，包括步驟 確定在泵循環(huán)中的位置；確定流量；和至少部分地響應(yīng)于作為分離的因素的所述在泵循環(huán)中的位置和所述流量，確定用來驅(qū) 動注射泵步進電機的電流值；其中，利用對于多個電機位置或流量的對應(yīng)電流值的數(shù)據(jù)庫，以及還利用具有基于環(huán) 境溫度、由所述注射泵抽吸的流體的背壓、所述電機的年齡、以及用于所述注射泵中的管子 的年齡中的至少之一的對應(yīng)電流值的多個表，來確定所述電流值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在泵循環(huán)中的位置和電流值在數(shù)據(jù)庫中彼此相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在泵循環(huán)中的位置、流量及電流值存儲在數(shù)據(jù)庫 中，以及其中，在泵循環(huán)中的位置和流量與對應(yīng)電流值相關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括響應(yīng)于溫度傳感器的輸入來修改電流值的步馬聚ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括響應(yīng)于壓力傳感器的輸入來修改電流值的步馬聚ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括響應(yīng)過去時間值修改電流值的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括響應(yīng)注射泵電機年齡修改電流值的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括半步進注射泵電機的步驟。
9.一種控制注射泵的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電機控制器，具有響應(yīng)于多個輸入的輸出，該電機控制器被構(gòu)造為輸出電信號以及調(diào) 整該電信號；電流驅(qū)動器，具有響應(yīng)于電機控制器電信號的電流輸出； 步進電機，響應(yīng)于電流；以及至少一個傳感器，具有至電機控制器的輸出，其中，電機控制器被構(gòu)造為相對于泵循環(huán) 或者相對于泵的流量來確定電機的位置，以及其中，在電機控制器可訪問的數(shù)據(jù)庫中存儲 對于多個電機位置或者流量的對應(yīng)電流值，以及其中，數(shù)據(jù)庫包括基于環(huán)境溫度、由所述注 射泵抽吸的流體的背壓、所述電機的年齡、以及用于所述注射泵中的管子的年齡中的至少 之一的對應(yīng)電流值的表或數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，注射泵還包括用于使所述注射泵工作的電池。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器包括溫度傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器包括壓力傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，傳感器的輸出響應(yīng)步進電機的位置變化。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，電機控制器的輸出響應(yīng)用來給藥的管子的年齡 變化。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，電機控制器的輸出響應(yīng)步進電機的年齡變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，控制器和存儲器在微控制器內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括位置傳感器，其中，傳感器的輸出響應(yīng)于步進 電機的位置的變化。
18.一種控制注射泵的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括注射泵；用于注射泵的電機控制器，該控制器具有響應(yīng)于多個輸入的輸出，該電機控制器被構(gòu) 造為輸出電信號以及調(diào)整該電信號；電流驅(qū)動器，具有響應(yīng)于電機控制器電信號的電流輸出；注射泵內(nèi)的步進電機，該步進電機響應(yīng)于電流；以及至少一個傳感器，具有至電機控制器的輸出，其中，電機控制器被構(gòu)造為相對于泵循環(huán) 或者相對于泵的流量來確定電機的位置，以及其中，在電機控制器可訪問的數(shù)據(jù)庫中存儲 對于多個電機位置或者流量的對應(yīng)電流值，以及其中，數(shù)據(jù)庫包括基于環(huán)境溫度、由所述注 射泵抽吸的流體的背壓、所述電機的年齡、以及用于所述注射泵中的管子的年齡中的至少 之一的對應(yīng)電流值的表或數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器包括溫度傳感器。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器包括壓力傳感器。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，傳感器的輸出響應(yīng)步進電機的位置變化。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，電機控制器的輸出響應(yīng)用來給藥的管子的年 齡變化。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，電機控制器的輸出響應(yīng)步進電機的年齡變化。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，還包括用于使所述注射泵工作的電池。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，還包括位置傳感器，其中，傳感器的輸出響應(yīng)步進電 機的位置變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及用來控制提供給步進電機的電流的系統(tǒng)和方法。具體而言，提供一種用來基于預(yù)定轉(zhuǎn)矩要求控制到注射泵步進電機的輸入電流的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)可包括電機控制器、和包含貫穿泵循環(huán)的期望負載轉(zhuǎn)矩值的非易失存儲器。響應(yīng)期望負載轉(zhuǎn)矩值，電機控制器向步進電機提供用來克服在泵送循環(huán)中的每一點處的負載轉(zhuǎn)矩的變化電流。為了改變電流也可考慮另外的因素。這些因素包括，但不限于，溫度、壓力、及過去的操作時間。
文檔編號G05B19/40GK102136821SQ20111007041
公開日2011年7月27日 申請日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者索恩·達奧, 艾倫·布倫德爾, 蒂姆·艾倫 申請人:巴克斯特國際公司