手柄、操控桿裝置及成像設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種手柄及操控桿裝置，其中，包括：一外殼；一壓電構件，其沿著外殼的長度方向設置于所述外殼的內側；一內桿，其沿著外殼的長度方向設置于所述壓電構件的內側，所述壓電構件的一個面與所述外殼對置，所述壓電構件的與所述一個面相反的另一個面與所述內桿對置，當作用力施加于所述壓電構件時，所述壓電構件的一個面與所述另一個面之間產生電勢差。根據本實用新型的手柄及操控桿裝置，能夠以簡單地構造來更靈敏地進行操控桿的操控，同時能夠有效地避免誤操作。
【專利說明】手柄、操控桿裝置及成像設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種手柄、操控桿裝置及成像設備，特別是一種用于X光機、計算機X射線斷層掃描(CT)設備、磁共振成像(MRI)設備等醫療系統的操控桿裝置及成像設備。
【背景技術】
[0002]當前，醫療系統越來越廣泛地得到應用。對于醫療系統來說，由于需要保證在運動部件運動時病人和操作者的安全，因此需要提高運動部件的運動控制的安全性。對于運動部件的控制，通常包括如下三個環節:通過控制臺的人機界面輸入運動控制信號而獲取運動控制信號，最常用的有按鍵和操控桿兩種方式；通過開關信號或通訊總線的方式將運動控制信號從控制臺傳輸到運動控制器；由運動控制器的控制電機根據運動控制信號來控制運動部件執行相關運動。
[0003]由于運動控制信號的傳輸往往要經過很長的電纜和很復雜的電氣環境，極其容易受到電器環境干擾。在受到干擾的情況下，就有可能引起運動部件的誤動作，造成安全隱患。因此，通常在運動信號傳輸的過程中，提供一個抗干擾能力強的安全電路來控制運動控制器的使能信號，就能保證在運動控制信號的傳輸過程中，即使受到干擾，也不會產生誤動作。
[0004]為了解決上述問題，例如，目前，采用了一種電容式操控桿。醫療系統的遠程控制臺具備一個具有DMG功能的控制桿。在該操控桿中設有感應電極，當操作者的手與操控桿接觸時，感應電極與操作者的手之間形成電容器，當電容器的電容量增大到預設的閾值以上時，可以控制操控桿接通安全電路電流，使操控桿開始工作。而當其他物品如手機、書等碰觸到操控桿時，無法與感應電極之間構成電容，所以不會使操控桿工作，避免了無操作情況的出現。
實用新型內容
[0005]有鑒于此，本實用新型提出了一種能夠提高反應靈敏度且防止誤操作的手柄及操作桿裝置。
[0006]本實用新型的一個方面提供一種手柄，其中，包括:一外殼；一壓電構件，其沿著外殼的長度方向設置于所述外殼的內側；一內桿，其沿著外殼的長度方向設置于所述壓電構件的內側，所述壓電構件的一個面與所述外殼對置，所述壓電構件的與所述一個面相反的另一個面與所述內桿對置，當作用力施加于所述壓電構件時，所述壓電構件的一個面與所述另一個面之間產生電勢差。
[0007]此外，在上述手柄中，優選沿著所述內桿的周向設置有多個所述壓電構件，且各個所述壓電構件之間設置有絕緣部件。
[0008]此外，在上述手柄中，優選所述絕緣部件以放射狀設置于所述內桿與所述外殼之間。
[0009]本實用新型的另一個方面提供一種操控桿裝置，其中，包括:上述手柄；一驅動電路，其根據對所述手柄的操作而產生驅動信號；一控制電路，其用于控制是否輸出所述驅動信號；一安全電路，其產生一標識信號用于使所述控制電路能夠輸出所述驅動信號，所述手柄的壓電構件與所述安全電路電連接，當作用力施加于所述壓電構件時，利用所述壓電構件的一個面與所述另一個面之間產生的電勢差使所述安全電路產生所述標識信號。
[0010]此外，本實用新型的操控桿裝置中，優選沿著所述內桿的周向設置有多個所述壓電構件，且各個所述壓電構件之間設置有絕緣部件。
[0011]此外，本實用新型的操控桿裝置中，優選各個所述壓電構件與所述安全電路分別電連接，當兩個以上的壓電構件分別產生電勢差時，使所述安全電路產生所述標識信號。
[0012]此外，本實用新型的操控桿裝置中，優選各個所述壓電構件通過一比較器與所述安全電路分別電連接。
[0013]根據本實用新型的手柄及操控桿裝置，能夠以簡單地構造來更靈敏地進行操控桿的操控，同時能夠有效地避免誤操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面將通過參照附圖詳細描述本實用新型的優選實施例，使本領域的普通技術人員更清楚本實用新型的上述及其它特征和優點，附圖中:
[0015]圖1是本實用新型的一實施例所涉及的操控桿裝置的結構圖。
[0016]圖2是本實用新型的一實施例所涉及的操控桿裝置的手柄的剖面示意圖。
[0017]圖3是本實用新型的一實施例所涉及的壓電構件的示意立體圖。
[0018]圖4是本實用新型的一實施例所涉及的操控桿裝置的控制電路圖。
[0019]圖5是操控桿裝置中各個壓電構件與安全電路連接的電路圖。
[0020]其中，附圖標記如下:
[0021]I操控桿；2防水圈；3手柄；4基座；5外殼；6壓電構件；7絕緣構件；8內桿；9內表面；10外表面；110安全電路；120驅動電路；130控制電路；運動部件140 ；300比較器。
【具體實施方式】
[0022]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，以下舉實施例對本實用新型進一步詳細說明。
[0023]圖1為根據本實用新型一實施例的操控桿裝置的立體圖。如圖1所示，操控桿I包括一個手柄3、一個基座4和一個防水圈2。基座4用來固定該操控桿1，例如，基座4上設置有多個通孔，通過多個螺絲可以將基座4連同整個操控桿I固定在控制臺上。防水圈2設置在基座4和手柄3之間，用于防止水或類似物進入操控桿I的內部從而影響操控桿內部的電氣環境。
[0024]此外，圖2是手柄3的沿與長度方向的軸線垂直的方向上的剖面示意圖，在手柄3的外殼5的內側設置有由壓電材料例如壓電陶瓷等構成的壓電構件6，在壓電構件6的內側進一步設置有內桿8。該內桿8沿著手柄3的長度方向設置，用于支承壓電構件6。該壓電構件6沿著同樣外殼5的長度方向設置，在本實施例中，沿內桿8的周向設置有三個壓電構件6，且各個壓電構件6之間設置有絕緣構件7，以使各個壓電構件6之間電絕緣。此外，壓電構件6在沿與手柄3的長度方向垂直的方向上的剖面呈扇形，扇形的圓心角為90°。并且，該絕緣構件7以后述的內桿8為中心放射狀地設置于內桿8與外殼5之間。通過這樣設置絕緣構件7能夠增強手柄3整體的強度，增加手柄3的耐用性。
[0025]此外，圖3不出了一個壓電構件6的不意立體圖。壓電構件6的外表面10與外殼5對置，內表面9與內桿8對置。壓電構件6以如下方式配置，S卩，當作用力施加于壓電構件6時，由于壓電材料的壓電效應，在其外表面10與內表面9之間產生電勢差。
[0026]下面，介紹應用本實用新型所涉及的操控桿I的電路示意圖。
[0027]圖4例示了本實用新型涉及的操控桿裝置的電路圖。如圖4所示，在本實施例中，以X射線成像裝置為例，將操控桿I應用于控制病床運動。參照圖4，操控桿I包括手柄3、安全電路110、驅動電路120和控制電路130。
[0028]手柄3的壓電部件6與安全電路110電連接。當有作用力施加于壓電構件6時，在壓電構件6的外表面10與內表面9之間產生電勢差，從而輸出一電信號H給安全電路110，安全電路110根據該電信號輸出一有效的標識信號S，例如高電平信號，來表不壓電構件6受到了作用力。通常，高電平信號意味著操作者正在操作該操控桿100，應該接通安全電路，從而輸出上述有效的標識信號S。
[0029]驅動電路120用于根據對手柄3的操作產生使成像裝置的運動部件140產生運動的驅動信號D，例如根據操作者對手柄3的前后操作而產生的使病床前進或后退等驅動信號。
[0030]控制電路130用于根據有效的標識信號S而輸出該驅動信號D。亦即，當安全電路110輸出有效的標識信號S時，控制電路130才會向運動部件140輸出驅動電路120的驅動信號D ;而當安全電路110沒有輸出有效的標識信號S(例如輸出低電平信號，或者沒有輸出信號)時，控制電路130不會輸出驅動電路的驅動信號D。這樣就能夠保證安全電路的有效。
[0031]為了防止書、筆等其它物品碰觸到操控桿I而導致操控桿I產生意料外的誤動作，在本實施例中，在手柄3內設有三個壓電構件6，使各個壓電構件6與安全電路110分別電連接。
[0032]圖5例示了各個壓電構件6與安全電路110連接的電路圖。如圖5所示，三個壓電構件6 (在圖5中表示為開關S1、S2、S3通過二極管元件V1、V2、V3分別與三個電阻元件R1、R2、R3串聯連接)構成并聯電路，且一端連接于一比較器300的輸入端子IN1，另一端接地。同時，該并聯電路與另一電阻元件R5串聯連接。在比較器300的另一輸入端子IN2上輸入有一比較電壓U+，該比較電壓U+為由預定的電阻元件R8、R9構成的串聯電路中電阻元件R8兩端的電壓。當比較電壓U+大于輸入端子2上的電壓時，比較器300的輸出端子OUT輸出使安全電路110導通的信號H，從而安全電路110輸出標識信號S。
[0033]在本實施例中，當三個壓電構件6都處于開路狀態或僅有一個壓電構件6被碰觸到時，向輸入端子INl輸入的電壓U.大于或等于比較器300的輸入端子IN2的比較電壓U+，此時，比較器300的輸出端子OUT不輸出使安全電路110導通的信號H。當三個壓電構件6中有兩個或兩個以上的壓電構件6分別受力的情況下，向輸入端子INl輸入的電壓U ?變為小于比較器300的輸入端子IN2的比較電壓U+，從而輸出使安全電路110導通的信號H，使安全電路110導通，輸出有效的標識信號S。
[0034]這樣，當操控桿I被不小心碰觸，例如被書、筆、手機等碰觸時，通常情況下僅有一個壓電構件6會受力，在這種誤操作情況下，能夠維持安全電路11的斷開狀態，操作桿I等傳遞的動作控制信號不會傳遞到動作控制器，能夠保證動作構件的安全運動。
[0035]此外，在本實施例中，例示了設置三個壓電構件6，但并不限定于此，也可以僅設置一個壓電構件，或者也可以設置多于三個壓電構件。
[0036]此外，外殼5可以一體成形，也可包括一個空心的圓柱形套管和一個端蓋，并通過螺紋、粘膠等手段固定在一起。
[0037]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種手柄，其中，包括: 一外殼; 一壓電構件，其沿著外殼的長度方向設置于所述外殼的內側； 一內桿，其沿著外殼的長度方向設置于所述壓電構件的內側， 所述壓電構件的一個面與所述外殼對置，所述壓電構件的與所述一個面相反的另一個面與所述內桿對置，當作用力施加于所述壓電構件時，所述壓電構件的一個面與所述另一個面之間產生電勢差。
2.根據權利要求1所述的手柄，其中， 沿著所述內桿的周向設置有多個所述壓電構件，且各個所述壓電構件之間設置有絕緣部件。
3.根據權利要求2所述的手柄，其中， 所述絕緣部件以放射狀設置于所述內桿與所述外殼之間。
4.一種操控桿裝置，其中，包括: 一權利要求1所述的手柄； 一驅動電路，其根據對所述手柄的操作而產生驅動信號； 一控制電路，其用于控制是否輸出所述驅動信號； 一安全電路，其產生一標識信號用于使所述控制電路能夠輸出所述驅動信號， 所述手柄的壓電構件與所述安全電路電連接， 當作用力施加于所述壓電構件時，利用所述壓電構件的一個面與所述另一個面之間產生的電勢差使所述安全電路產生所述標識信號。
5.根據權利要求4所述的操控桿裝置，其中， 沿著所述內桿的周向設置有多個所述壓電構件，且各個所述壓電構件之間設置有絕緣部件。
6.根據權利要求5所述的操控桿裝置，其中， 各個所述壓電構件與所述安全電路分別電連接，當兩個以上的壓電構件分別產生電勢差時，使所述安全電路產生所述標識信號。
7.根據權利要求5所述的操控桿裝置，其中， 各個所述壓電構件通過一比較器與所述安全電路分別電連接。
8.一種成像設備，其中， 包括權利要求4所述的操控桿裝置。
【文檔編號】H03K17/96GK204258769SQ201420706291
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】李磊 申請人:上海西門子醫療器械有限公司