[发明专利]一种超声刀谐振频率跟踪自动复位方法及其设备

说明书

本发明公开了一种超声刀谐振频率跟踪自动复位方法及其设备，具体步骤为：通过扫频获取超声刀振动系统的起始谐振频率；实时监控超声刀振动系统的工作谐振频率；若超声刀振动系统的工作谐振频率超出超声刀驱动系统跟随频率的最大值，提示操作者超声刀的刀头阻尼过大，重新赋予超声刀驱动系统起始谐振频率或超声刀振动系统起始谐振频率的附近频率；减小刀头阻尼，使工作谐振频率重新回到超声刀驱动系统的频宽范围内；调整超声刀振动系统的电压和电流，使得超声刀驱动系统的跟随频率与超声刀振动系统的工作谐振频率重新保持一致。并公开了一种超声刀设备，主要用于防止超声刀设备的谐振频率过大造成超声刀设备反复停止工作，保证超声刀的工作效率。

技术领域

本发明涉及一种频率跟踪自动复位方法及其设备，具体涉及一种超声刀谐振频率跟踪自动复位方法及其设备。

背景技术

使用超声刀设备时，使用者施加的力度都不一样，且存在较大的不一致性且不可控。当使用者对超声刀的钳口施加的垂直压力或对骨性刀头施加的纵向压力过大，导致刀头振动阻尼过大，当超出超声刀带载能力时，输出效果变差。传统带有频率跟踪的超声刀在使用过程中，如果刀头振动阻尼过大，容易导致谐振频率迅速上升，一旦谐振频率超出超声振动系统能够跟踪的频宽范围后，机器会报警并停止工作，需要重新进行扫频和锁定频率，这一过程如果反复，就会造成切入困难，或者切入效率低下。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种超声刀谐振频率跟踪自动复位方法及其设备，避免由于操作者的瞬时或持续对钳口施加的垂直压力或对骨性刀头施加的纵向压力过大，从而使刀头振动阻尼过大，造成频率超过跟踪范围，导致停机的问题，解决了传统超声刀工作时频率丢失，反复停止工作的缺点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超声刀谐振频率跟踪自动复位方法，具体步骤为：

获取超声刀振动系统的起始谐振频率；

实时监控超声刀振动系统的工作谐振频率，并判断超声刀振动系统的工作谐振频率与超声刀驱动系统的跟随频率是否一致；

若超声刀振动系统的工作谐振频率超出超声刀驱动系统跟随频率的最大值，提示操作者超声刀的刀头阻尼过大，重新赋予超声刀驱动系统超声刀振动系统的起始谐振频率；

减小刀头阻尼，超声刀振动系统的工作谐振频率回到超声刀驱动系统的频宽范围；

调整超声刀振动系统的电流和电压的相位，使得超声刀驱动系统的跟随频率与超声刀振动系统的工作谐振频率重新保持一致。

进一步地，所述实时监控超声刀振动系统的工作谐振频率，并判断超声刀振动系统的工作谐振频率与超声刀驱动系统的跟随频率是否一致，具体为：超声刀工作时，超声刀驱动系统的跟随频率一直与超声刀振动系统的工作谐振频率保持一致，使得超声刀的工作效率达到最大。

进一步地，所述重新赋予超声刀驱动系统超声刀振动系统的起始谐振频率具体为：当超声刀振动系统的工作谐振频率超出超声刀驱动系统跟随频率的最大值时，重新赋予超声刀驱动系统超声刀振动系统的起始谐振频率，即超声刀驱动系统按照超声刀振动系统的起始谐振频率或超声刀振动系统起始谐振频率的附近频率输出。

一种超声刀设备，使用上述频率自动复位方法，包括微控制器、数字信号处理器、触摸屏和无源电压型逆变电路，所述微控制器分别与所述数字信号处理器和所述触摸屏实现串口通讯，所述数字信号处理器通过逆变电路与超声刀振动系统连接，所述超声刀振动系统与超声刀电流传感器、超声刀电压传感器和电流电压相位差传感器连接，用于监控超声刀振动系统的电流、电源及其相位差。

进一步地，所述逆变电路为无源电压型逆变电路。

进一步地，所述微控制器为STM32型单片机。

进一步地，所述数字信号处理器为DSP处理器。