X光機上的電動助力器及其控制方法
【專利摘要】本發明揭示了一種X光機上的電動助力器及其控制方法，其中電動助力器包括驅動裝置、測力裝置和處理裝置；所述測力裝置包括安裝板和力采集器；所述安裝板上安裝所述X光機的運動部件，還安裝所述力采集器；所述處理裝置接收力采集器采集的力，并根據該力產生對應的控制信號發送至所述驅動裝置；所述驅動裝置根據接收的控制信號驅動所述安裝板運動。本發明的X光機上的電動助力器及其控制方法，通過測力裝置采集到操作者輸出的力，通過處理裝置根據采集的力輸出對應的控制信號控制驅動裝置驅動安裝有運動部件的安裝板運動，可以輕便快捷控制X光機的運動部件，提升病人流通率，降低操作者的體力輸出，減輕操作者的工作壓力。
【專利說明】
X光機上的電動助力器及其控制方法
技術領域
[0001]本發明涉及到X光機領域，特別是涉及到一種X光機上的電動助力器及其控制方法。
【背景技術】
[0002]X光機體位調節是醫學診斷用X光機操作工作流的重要環節之一。X光機操作者需要調整X光機的運動部件以適應患者身高、檢測部位，以期獲得最佳的X射線攝影效果。方便快捷地調整X光機的運動部件對長期處于高負荷工作狀態的X光機操作者異常重要。通常，X光機操作者需要純人力推拉或者通過電動裝置緩慢移動笨重的X光機運動部件，增加操作者工作的體力輸出。
【發明內容】
[0003]本發明的主要目的為提供一種減輕操作者工作體力輸出的X光機上的電動助力器及其控制方法。
[0004]為了實現上述發明目的，本發明首先提出一種X光機上的電動助力器，包括驅動裝置、測力裝置和處理裝置；
[0005]所述測力裝置包括安裝板和力采集器;所述安裝板的一面用于安裝所述X光機的運動部件，另一面上還安裝所述力采集器；
[0006]所述處理裝置接收力采集器采集的力，并根據該力產生對應的控制信號發送至所述驅動裝置；
[0007]所述驅動裝置根據接收的控制信號驅動所述安裝板運動。
[0008]進一步地，所述力采集器包括推拉力傳感器、傳動活動板、承力板和承力柱;所述安裝板上設置有安裝塊；
[0009]所述傳動活動板層疊設置于安裝板，傳動活動板遠離安裝板的一面固定安裝所述承力柱;所述推拉力傳感器上設置有對應承力柱的安裝孔；
[0010]所述推拉力傳感器通過安裝孔套接于所述承力柱，且與所述安裝板有間隙地安裝于安裝塊上;所述承力板與所述承力柱固定連接。
[0011]進一步地，所述推拉力傳感器包括采集X軸方向拉/壓力的第一推拉力傳感器，以及采集垂直于X軸方向的Y軸方向拉/壓力的第二推拉力傳感器。
[0012]進一步地，所述第一推拉力傳感器上的安裝孔為第一腰型孔，當對應的承力柱受至IJY軸方向的力時，對應的承力柱沿第一腰型孔滑動而未對第一推拉力傳感器做功；
[0013]所述第二推拉力傳感器的安裝孔為第一腰型孔，當對應的承力柱受到X軸方向的力時，對應的承力柱沿第二腰型孔滑動而未對第二推拉力傳感器做功。
[0014]進一步地，所述第一推拉力傳感器包括一個，第二推拉力傳感器包括兩個；
[0015]兩個所述第二推拉力傳感器對稱設置第一推拉力傳感器的兩側。
[0016]進一步地，所述X光機上的電動助力器還包括信號放大電路和模數轉換電路；
[0017]每個所述推拉力傳感器對應連接一個信號放大電路；
[0018]所述模數轉換電路接收信號放大電路的模擬信號，并將模擬信號轉換成數字信號發送給處理裝置。
[0019]進一步地，所述驅動裝置包括驅動電機，該驅動電機為伺服電機。
[0020]本發明還提供一種X光機上的電動助力器的控制方法，所述X光機上的電動助力器如上述任一項的電動助力器，其控制方法包括:
[0021]處理裝置接收測力裝置獲取的外部作用于電動助力器上的X軸、Y軸和Z軸方向上的力；
[0022 ]將X軸、Y軸和Z軸方向上的力分別與X軸、Y軸和Z軸方向上指定的閾值進行比較；
[0023]根據比較結果，控制驅動裝置驅動運動部件沿X軸、Y軸和Z軸方向運動的速度和距離。
[0024]進一步地，所述將X軸、Y軸和Z軸方向上的力分別與X軸、Y軸和Z軸方向上指定的閾值進行比較的步驟，包括:
[0025]將X軸、Y軸和Z軸方向上的力分別與X軸、Y軸和Z軸方向上指定的閾值進行相減比較。
[0026]本發明的X光機上的電動助力器及其控制方法，通過測力裝置采集到操作者輸出的力，通過處理裝置根據采集的力輸出對應的控制信號控制驅動裝置驅動安裝有運動部件的安裝板運動，可以輕便快捷控制X光機的運動部件，提升病人流通率，降低操作者的體力輸出，減輕操作者的工作壓力。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明一實施例的X光機上的電動助力器的結構示意框圖；
[0028]圖2為本發明一實施例的測力裝置的結構示意圖；
[0029]圖3為本發明一實施例的X光機上的電動助力器的控制方法的流程示意圖；
[0030]圖4為本發明一具體實施例的X光機上的電動助力器的控制方法的流程圖。
[0031 ]本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0032]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0033]參照圖1和圖2，本發明實施例提供一種X光機上的電動助力器，包括驅動裝置10、測力裝置20和處理裝置30;上述測力裝置20包括安裝板21和力采集器;所述安裝板21的上安裝有安裝所述X光機的運動部件，還安裝所述力采集器，在一具體實施例中，安裝板21的一面安裝運動部件，另一面安裝力采集器;上述處理裝置30接收力采集器采集的力，并根據該力產生對應的控制信號發送至所述驅動裝置10;上述驅動裝置10根據接收的控制信號驅動所述安裝板21運動。
[0034]上述驅動裝置10即為提供助力的裝置，其可以輸出大小變化、方向變化的驅動力，其驅動力一般由驅動電機11、電動推桿或氣缸等設備提供。
[0035]上述測力裝置20即為測量力的裝置，當操作者輸出力作用到力采集器上時，力采集器將該力采集并轉換成電信號，然后輸出。上述力采集器可以采集X軸方向3軸方向、Z軸方向上的力。而安裝板21則為一個承載結構，將力采集器和運動部件安裝在同一安裝板21上，操作者可以提供準確的力控制運動部件，比如，操作者輸出力給力采集器，力采集器將采集的力輸送給處理裝置30，然后控制驅動裝置10，操作者可以根據運動部件的位置實施準確的輸出相應的力給力采集器。
[0036]上述處理裝置30即為一個單片機或控制器設備，其安裝或嵌入軟件程序，對力采集器輸送的信號進行分析，比如，當力采集器輸出的代表X軸方向的力大于閾值時，處理裝置30會根據具體大于閾值的值進行計算，然后發出對應控制驅動裝置10工作的控制信號，一般采集器輸出的代表X軸方向的力大于閾值越大，處理裝置30會控制驅動裝置10驅動運動部件再對應的X軸方向上運動的速度越快，反之則越慢。
[0037]本實施例中，上述力采集器包括推拉力傳感器22、傳動活動板23、承力板24和承力柱25;所述安裝板21上設置有安裝塊26;所述傳動活動板23層疊設置于安裝板21，傳動活動板23遠離安裝板21的一面固定安裝所述承力柱25;所述推拉力傳感器22上設置有對應承力柱25的安裝孔220;所述推拉力傳感器22通過安裝孔220套接于所述承力柱25，且與所述安裝板21有間隙地安裝于安裝塊26上;所述承力板24與所述承力柱25固定連接。
[0038]上述力采集器的工作過程為:操作者輸出力作用在承力板24上，承力板24將力傳遞地給承力柱25，承力柱25將力傳遞給對應的推拉力傳感器22，推拉力傳感器22采集操作者輸出的力。上述傳動活動板23的作用是提供承力柱25的固定安裝，以及使各承力柱25之間整體移動。上述承力柱25的兩端一般會設置螺孔，而傳動活動板23和承力板24上設置有對應的通孔，然后通過對應的螺孔將其與承力柱25固定連接。在其它實施例中，上述承力柱25和傳動活動板23也可以是一體成型結構。
[0039]本實施例中，上述推拉力傳感器22包括米集X軸方向拉/壓力的第一推拉力傳感器221，以及采集垂直于X軸方向的Y軸方向拉/壓力的第二推拉力傳感器222。即力采集器設置有專門采集X軸方向上的力的第一推拉力傳感器221和專門采集Y軸方向上的力的第二推拉力傳感器222。第一推拉力傳感器221和第二推拉力傳感器222可以分別采集到X軸和Y軸方向上的力，而運動部件主要在同一平面內運動，所以設置第一推拉力傳感器221和第二推拉力傳感器222即可滿足X光機助力器的基本使用。
[0040]本實施例中，上述第一推拉力傳感器221上的安裝孔220為第一腰型孔，當對應的承力柱25受到Y軸方向的力時，對應的承力柱25沿第一腰型孔滑動而未對第一推拉力傳感器221做功;上述第二推拉力傳感器222的安裝孔220為第一腰型孔，當對應的承力柱25受到X軸方向的力時，對應的承力柱25沿第二腰型孔滑動而未對第二推拉力傳感器222做功。
[0041]上述第一腰型孔和第二腰型孔的設置，使第一推拉力傳感器221只采集X軸方向的力，第二推拉力傳感器222只采集Y軸方向的力，當承力板24帶動各承力柱25沿Y軸方向移動時，對應第一推拉力傳感器221的承力柱25沿第一腰型孔滑動，而不會作用于第一推拉力傳感器221;同理，當承力板24帶動各承力柱25沿X軸方向移動時，對應第二推拉力傳感器222的承力柱25沿第二腰型孔滑動，而不會作用于第二推拉力傳感器222。雖然運動部件一般只在同一平面內運動，但有時也需要在Z軸方向運動，所以此種設計，當第一推拉力傳感器221和第二推拉力傳感器222同時采集到力時，那么說明運動部件需要在Z軸方向運動，然后通過預設的算法綜合第一推拉力傳感器221和第二推拉力傳感器222采集的數據計算出Z軸方向的力，然后通過驅動裝置10驅動運動部件在Z軸方向上運動。
[0042]本實施例中，上述第一推拉力傳感器221包括一個，第二推拉力傳感器222包括兩個;兩個所述第二推拉力傳感器222對稱設置第一推拉力傳感器221的兩側，一般三者之間成等腰三角形設置。上述各傳感器的設置，可以均勻地采集到操作者的輸出力，從而準確的控制驅動裝置10驅動運動部件的移動。
[0043]本實施例中，上述X光機上的電動助力器還包括信號放大電路40和模數轉換電路60;每個所述推拉力傳感器22對應連接一個信號放大電路40;上述模數轉換電路60接收信號放大電路40的模擬信號，并將模擬信號轉換成數字信號發送給處理裝置30。
[0044]上述信號放大電路40將電信號放大，方便分析;上述模數轉換電路60，將各傳感器采集的電流信號或電壓信號等模擬信號轉換成數字信號，使處理裝置30可以直接進行數據處理分析。本實施例中，一般還設置有電流轉換電路50，將放大后的電信號轉換成電流，然后在進行模數轉換。
[0045]本實施例中，上述驅動裝置10包括驅動電機11，該驅動電機11為伺服電機。驅動裝置10—般包括多個驅動電機11，每一個驅動電機11對應設置一個機械臂12，不同的驅動電機11驅動對應的機械臂12沿指定的方向移動，然后將運動部件移動到指定的位置。驅動電機11為伺服電機，控制準確，反應靈敏。
[0046]在一具體實施例中，操作者輸出力作用在力采集器的承力板24上，承力板24將力傳遞地給承力柱25，承力柱25降低傳遞給對應的推拉力傳感器22，推拉力傳感器22采集操作者輸出的力;其中，當輸出力為X軸方向的力時，對應第二推拉力傳感器222的承力柱25沿第二腰型孔滑動，當輸出力為Y軸方向的力時，對應第一推拉力傳感器221的承力柱25沿第一腰型孔滑動，當輸出力為Z軸方向時，承力板24和傳動活動板23會作用于第一推拉力傳感器221和第二推拉力傳感器222，并通過處理裝置30進行數據處理得出Z軸方向的力。處理裝置30根據各方向的力與預設的閾值進行比較，根據比較值控制驅動裝置10驅動安裝板21帶動運動部件運動。
[0047]本實施例的X光機上的電動助力器，通過測力裝置20采集到操作者輸出的力，通過處理裝置30根據采集的力輸出對應的控制信號控制驅動裝置10驅動安裝有運動部件的安裝板21運動，可以輕便快捷控制X光機的運動部件，提升病人流通率，降低操作者的體力輸出，減輕操作者的工作壓力。
[0048]參照圖3，本發明實施例還提供一種上述X光機上的電動助力器的控制方法，其控制方法包括步驟:
[0049]S1、處理裝置30接收測力裝置20獲取的外部作用于電動助力器上的X軸、Y軸和Z軸方向上的力；
[0050]S2、將X軸、Y軸和Z軸方向上的力分別與X軸、Y軸和Z軸方向上指定的閾值進行比較；
[0051]S3、根據比較結果，控制驅動裝置10驅動運動部件沿X軸、Y軸和Z軸方向運動的速度和距離。
[0052]如上述步驟SI所述，上述處理裝置30即為一個單片機或控制器設備，其安裝或嵌入軟件程序，對力采集器輸送的信號進行分析;上述測力裝置20即為測量力的裝置，當操作者輸出力作用到力采集器上時，力采集器將該力采集并轉換成電信號，然后輸出。
[0053]如上述步驟S2所述，上述閾值即為各方向上的基準值，測力裝置20采集的力值均要與對應的基準值進行比較，以便于處置裝置生成對應的控制信號。本實施例中，將X軸、Y軸和Z軸方向上的力分別與X軸、Y軸和Z軸方向上指定的閾值進行相減比較，比較方法簡單，效果好。
[0054]如上述步驟S3所述，上述比較結果會形成一個參數值，然后被帶入到預設的函數中，計算出對應的值并生成控制信號控制驅動裝置10，驅動裝置10帶動運動部件運動。
[0055]參照圖4，在一具體實施例中，X光機處于就緒狀態后，處理裝置30通過測力裝置20采集到操作者的輸出力，然后判定是否滿足X軸、Y軸、Z軸方向推拉力本地數據的采集條件，即采集到的各方向的力是否大于預設的閾值，如果不滿足繼續等待，如果滿足則采集靜止狀態下X軸、Y軸、Z軸方向推拉力本底數據A，同時進入X軸、Y軸、Z軸方向推拉力新數據B進入到采集準備就緒狀態。當操作者準備就緒時，采集X軸、Y軸、Z軸方向推拉力新數據B。對推拉力新數據B、本底推拉力A進行減法操作，獲得X軸、Y軸、Z軸方向推拉力變化量F ο根據X軸、Y軸、Z軸方向各自推拉力變化量，結合各方向負載慣量，計算出各方向驅動電機11的目標轉速和方向，并控制驅動電機11按照此目標運行，從而使得運動部件沿著操作者施加推拉力的方向進行加/減速運動，達到目標速度后，則再次返回就緒狀態。
[0056]本實施例的X光機上的電動助力器的控制方法，通過測力裝置20采集到操作者輸出的力，通過處理裝置30根據采集的力輸出對應的控制信號控制驅動裝置10驅動安裝有運動部件的安裝板21運動，可以輕便快捷控制X光機的運動部件，提升病人流通率，降低操作者的體力輸出，減輕操作者的工作壓力。
[0057]以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種X光機上的電動助力器，其特征在于，包括驅動裝置、測力裝置和處理裝置； 所述測力裝置包括安裝板和力采集器;所述安裝板上安裝所述X光機的運動部件，還安裝所述力采集器； 所述處理裝置接收力采集器采集的力，并根據該力產生對應的控制信號發送至所述驅動裝置； 所述驅動裝置根據接收的控制信號驅動所述安裝板運動。2.根據權利要求1所述的X光機上的電動助力器，其特征在于，所述力采集器包括推拉力傳感器、傳動活動板、承力板和承力柱;所述安裝板上設置有安裝塊； 所述傳動活動板層疊設置于安裝板，傳動活動板遠離安裝板的一面固定安裝所述承力柱;所述推拉力傳感器上設置有對應承力柱的安裝孔； 所述推拉力傳感器通過安裝孔套接于所述承力柱，且與所述安裝板有間隙地安裝于安裝塊上;所述承力板與所述承力柱固定連接。3.根據權利要求2所述的X光機上的電動助力器，其特征在于，所述推拉力傳感器包括采集X軸方向拉/壓力的第一推拉力傳感器，以及采集垂直于X軸方向的Y軸方向拉/壓力的第二推拉力傳感器。4.根據權利要求3所述的X光機上的電動助力器，其特征在于，所述第一推拉力傳感器上的安裝孔為第一腰型孔，當對應的承力柱受到Y軸方向的力時，對應的承力柱沿第一腰型孔滑動而未對第一推拉力傳感器做功； 所述第二推拉力傳感器的安裝孔為第一腰型孔，當對應的承力柱受到X軸方向的力時，對應的承力柱沿第二腰型孔滑動而未對第二推拉力傳感器做功。5.根據權利要求3或4所述的X光機上的電動助力器，其特征在于，所述第一推拉力傳感器包括一個，第二推拉力傳感器包括兩個； 兩個所述第二推拉力傳感器對稱設置第一推拉力傳感器的兩側。6.根據權利要求5所述的X光機上的電動助力器，其特征在于，還包括信號放大電路和模數轉換電路； 每個所述推拉力傳感器對應連接一個信號放大電路； 所述模數轉換電路接收信號放大電路的模擬信號，并將模擬信號轉換成數字信號發送給處理裝置。7.根據權利要求1所述的X光機上的電動助力器，其特征在于，所述驅動裝置包括驅動電機，該驅動電機為伺服電機。8.—種X光機上的電動助力器的控制方法，其特征在于，所述X光機上的電動助力器如上述權利要求1-7中任一項所述的電動助力器，其控制方法包括: 處理裝置接收測力裝置獲取的外部作用于電動助力器上的X軸、Y軸和Z軸方向上的力； 將X軸、Y軸和Z軸方向上的力分別與X軸、Y軸和Z軸方向上指定的閾值進行比較； 根據比較結果，控制驅動裝置驅動運動部件沿X軸、Y軸和Z軸方向運動的速度和距離。9.根據權利要求8所述的X光機上的電動助力器的控制方法，其特征在于，所述將X軸、Y軸和Z軸方向上的力分別與X軸、Y軸和Z軸方向上指定的閾值進行比較的步驟，包括: 將X軸、Y軸和Z軸方向上的力分別與X軸、Y軸和Z軸方向上指定的閾值進行相減比較。
【文檔編號】A61B6/00GK105832361SQ201610396788
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】楊科靈, 林建強
【申請人】深圳柏斯生物科技有限公司