CN100455262C - 可用电动机调节的x射线仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种X射线仪，其具有一个借助于驱动装置(6，7)在具有两个自由度(α、φ)的运动空间内通过伺服支持运动的C形弓架(1)，其中，在所述运动空间内的一定位点(RP)处所述C形弓架的伺服支持(S)偏离周围运动空间内的伺服支持(S)。

Description

可用电动机调节的X射线仪
技术领域
本发明涉及一种带有一个具有两个自由度的可伺服支持调节的C形弓架的X射线仪。
背景技术
一种此类X射线仪例如已由DE 42 37 013 A1公开。
由DE 197 01346 A1已知一种具有C形弓架的医疗装置，其中，所述C形弓架可调节地安装在仪器车的支架上。该仪器车可在轨道上行驶，在轨道中或轨道上安装一些所谓的制动器。
由DE 101 11 800 A1已知一种可在轮子上移动的医疗仪器。该仪器装有机电的制动器，该制动器集成在一电直接传动装置的电机内。
尤其用于医学用途的X射线仪的C形弓架典型地具有很大的围绕运动轴不对称分配的重量。为了简化该C形弓架的可调节性，可以设置一些平衡配重或电机支持、亦即伺服支持(Servounterstützung)。在由DE 42 37 013A1已知的X射线仪中对操作力进行采集，用以从中导出该X射线仪的加速度。由此操作者应该获得能够以很小的质量或惯性矩移动X射线仪的印象。然而伺服支持的调节方法通常难以精确定位。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种带有一个具有两个自由度的可伺服支持调节的C形弓架的X射线仪，它可以实现舒适而省时地定位C形弓架。
上述技术问题通过一种X射线仪得以解决，该X射线仪具有一个借助驱动装置在具有两个自由度的运动空间内通过伺服支持运动的C形弓架，按照本发明，在运动空间内的一定位点处C形弓架的伺服支持偏离周围运动空间内的伺服支持，以及所述驱动装置至少在包括该定位点的定位区域的部分区域内在所述C形弓架上施加一将该C形弓架朝所述定位点的方向牵引的力。
所述X射线仪具有一驱动装置，C形弓架可借助该驱动装置在具有两个自由度的运动空间内通过伺服支持运动。在该运动空间内至少存在一个定位点，在该定位点处C形弓架的伺服支持偏离周围运动空间内的伺服支持。定位点优选可在C形弓架的整个运动空间内自由地选择和取消。由于定位点根据控制技术实现，所以该定位点也被称为电卡锁位置或“挠性槽(Softnotch)”。例如这样确定定位点，即，将C形弓架移动到一特定位置并例如通过在操作单元上按压按键而将该位置定义为定位点。另外例如还可以通过控制单元输入定位点的坐标。C形弓架的在定位点处和紧邻该定位点周围的伺服支持优选与该C形弓架在其它处的伺服支持相比减小。由此使使用者在C形弓架接近定位点时得到该C形弓架在那里被制动的印象。由此与通过与位置无关的伺服支持实现的电动机调节C形弓架相比可更容易地找到作为该C形弓架的定义位置的定位点。除了减小伺服支持外，在定位点优选设置一作用于C形弓架上的制动力，该制动力产生卡锁效应。
定位点被定位区域包围，在该定位区域内通过驱动装置在接近定位点的C形弓架上施加一将该C形弓架朝该定位点的方向牵引的力。C形弓架由此借助于驱动装置几乎被锁定在该定位点上。因此不必由使用者对该C形弓架在定位点上进行精确校正。
出于安全方面的原因，X射线仪优选具有一防意外事故开关，对其的操作是调整C形弓架的先决条件。这也适用于当C形弓架在定位区域内朝定位点方向靠近时的情况。由此排除了C形弓架完全独立的移动。使用者借助于防意外事故控制开关在C形弓架的各运动状态中保持对该C形弓架的控制，也就是说，该C形弓架在任何情况下都由使用者控制。
C形弓架在定位点区域内的伺服驱动和制动可通过一优选具有可调参数的定位特性曲线描述。与为了存储定位点的坐标一样，为了存储这些参数设有一数据存储器，该数据存储器例如集成在X射线仪的控制单元内。定位特性曲线的可调参数尤其是指一个用以使C形弓架固定在定位点上的保持力以及一个用以使C形弓架向该定位点的方向拉近的最大牵引力。
优选根据C形弓架的移动速度来激活定位点。当该移动速度超过一可调整的阈值时，就不再激活该定位点，因为在此情况下认为使用者是无意将C形弓架定位在定位点的。另一个可调参数优选为一引入角，在该引入角内C形弓架从一个运动轨迹出发被朝向定位点的方向牵引，C形弓架在该轨迹上受使用者控制。
本发明的优点尤其在于，不限定在C形弓架的运动空间内的定位点数量。定位点的任意一部分都可以随时由使用者激活或去激活。
附图说明
下面借助附图详细说明本发明的实施方式，附图中：
图1以简略示意图示出一带有一个具有两个自由度的可伺服支持调节的C形弓架的X射线仪；
图2为图1所示X射线仪的定位特性曲线；
图3以曲线图简略示出图1所示的X射线仪的C形弓架的移动路径。
在所有附图中相应的构件和参数均以相同的附图标记标注。
具体实施方式
在图1中简略示出的X射线仪包括一C形弓架1，在该C形弓架1的一侧安装一X射线源2以及在另一侧安装一摄像系统3。通过方位角α和轨道角
Figure C20041007588100051
的可调节性形成该C形弓架的两个自由度。一旋转点用D表示，一轴线用A表示。力接收器5接收操作者的操作力Fh并将与该操作力对应的电信号通过导线8传导至调节单元6。该力接收器5有利地设计为分别采集力Fh的多个方向分量。因此一个唯一的力接收器5就足以用于既可以沿方位角α的方向、也可以沿轨道角的方向调整C形弓架。该C形弓架1沿轨道或方位角方向的移动以操作一个防意外事故开关11为前提，该防意外事故开关11以未详细示出的方式同样与所述调节单元6连接。该调节单元6另外包括一个数据存储器4以及一个明文显示器、发光显示器或发声显示器形式的显示单元10。
调节单元6与一由该调节单元控制的电动机7一起构成驱动装置。有关X射线仪1，2，3的加速度a、电动机7的电枢电流Ia、X射线仪1，2，3的移动速度v以及电动机7的转速n的信号通过比较器9传送给调节单元6。下面借助于图2和3详细阐述驱动装置7的定位功能(Rastfunction)。
在图2所示的简略曲线图中示出借助于用于调节C形弓架1的电动机7产生的伺服支持S与轨道角
Figure C20041007588100053
的关系。同样这种关系也可能涉及到方位角α或C形弓架随着变化的角度α、的任意移动行程。在以恒定的角速度调整C形弓架1时作用在该C形弓架1上一作用力FR，该作用力FR可由操作者解释为摩擦力。该作用力FR这样设置，使得C形弓架1与其大的重量相比可以相对轻便地被调节。
给出对C形弓架1的作用力的与C形弓架1的其它相同形式的伺服支持S的偏差在定位点RP和包含该定位点RP的定位区域RB内给出。只要图2所示的定位曲线RK在正象限区域内延伸，就有一个操作者要克服的制动力作用在该C形弓架1上。而相反当定位曲线RK在负象限区域内延伸时，向定位点RP靠近的C形弓架1通过一产生的力被拉近定位点RP。因此，对机械式卡锁定位中的典型特性将利用控制技术借助于调节单元6来模拟。因此定位点RP也被称为电卡锁位置或“挠性槽(Softnotch)”。为了使C形弓架1从定位点RP继续运动，首先要克服一力阈值FS，该力阈值与一最大的事先将C形弓架1拉近到定位点RP上的牵引力一样是可调的。通过显示单元10显示C形弓架1定位在存储在数据存储器4中的定位点RP上。例如这样定义一新的定位点RP，即，通过使C形弓架1移动到相应位置并启动存储功能，通过该存储功能将轨道角
Figure C20041007588100062
及方位角α的相应值存储起来。优选地还可以设定一定位函数，在该函数中只有其中一个角
Figure C20041007588100063
或α具有确定的值。由此可以确定C形弓架1的定位线(Rastlinie)。以类似的方式可以确定空间中每条任意的定位线，亦即轨道角和方位角α都不是恒定的定位线。
图3举例示出了C形弓架1在具有两个自由度的、通过方位角α和轨道角
Figure C20041007588100065
表示的运动空间内的移动行程。C形弓架1从起始点AP出发首先以恒定的移动速度v沿运动轨迹B导引移动。C形弓架1被引导过运动空间内的定位点RP。只要移动速度v未超过可调的速度阈值，就在定位区域RB内进行(相当于图2所示的)主动将该C形弓架1在定位点RP拉紧。在此，C形弓架1从转折点LP起偏离其原始运动轨迹B。运动轨迹B在转折点LP处的切线与通过转折点LP和定位点RP的直线之间的夹角被称为引入角β。在定位区域RB内对C形弓架1的调整不必以图示的线性方式进行。引入角β是可调的。当引入角β较小时C形弓架1可以以较小的加速度特别平缓地驶向定位点RP，而当引入角β较大时则形成对驱动装置6，7特别明显的影响并因此可方便地找到定位点RP。为了获得更简便的可分辨性按照需要通过不同的上面借助于图2和3阐述的参数实现在C形弓架1运动空间内的不同定位点RP。各定位点RP是可任意激活、去激活或可移动的。

Claims (8)

1.一种X射线仪，其具有一个能够借助驱动装置(6，7)在两个自由度(α、
Figure C2004100758810002C1
)的运动空间内通过伺服支持运动的C形弓架(1)，其特征在于，在所述运动空间内的一定位点(RP)处所述C形弓架(1)的伺服支持(S)偏离周围运动空间内的伺服支持(S)，以及所述驱动装置(6，7)至少在包含所述定位点(RP)的定位区域(RB)的部分区域内在所述C形弓架(1)上施加一将该C形弓架(1)朝定位点(RP)的方向牵引的力。
2.如权利要求1所述的X射线仪，其特征在于，具有一个与所述驱动装置(6，7)共同作用的防意外事故开关(11)。
3.如权利要求1所述的X射线仪，其特征在于，具有一个用于存储所述定位点(RP)的数据存储器(4)。
4.如权利要求3所述的X射线仪，其特征在于，所述数据存储器(4)用于存储可调的定位特性曲线(RK)。
5.如权利要求1至3中任一项所述的X射线仪，其特征在于，调节一力阈值(FS)，该力阈值确定所述C形弓架(1)在定位点(RP)处的保持力。
6.如权利要求1至3中任一项所述的X射线仪，其特征在于，所述定位点(RP)的激活与所述C形弓架(1)的移动速度(v)有关。
7.如权利要求1至3中任一项所述的X射线仪，其特征在于，调节一最大牵引力(FA)，该牵引力(FA)在所述定位区域(RB)内借助所述驱动装置(6，7)施加到所述C形弓架(1)上。
8.如权利要求1至3中任一项所述的X射线仪，其特征在于，调节一引入角(β)，在该引入角(β)内将所述C形弓架(1)从运动轨迹(B)出发借助于所述驱动装置(6，7)朝向定位点(RP)的方向牵引。
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