CN102481132B

CN102481132B - 双向移动组件

Info

Publication number: CN102481132B
Application number: CN201080039757.1A
Authority: CN
Inventors: A·M·赖肯; M·A·M·库佩恩
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2030-09-01
Also published as: RU2570944C2; JP5820376B2; JP2013503778A; CN102481132A; EP2475304B1; WO2011030255A1; US9751360B2; EP2475304A1; BR112012004938A8; US20120155616A1; RU2012113556A; BR112012004938A2

Abstract

本发明涉及电机辅助的移动以及包括至少一个双向轮的移动式X射线系统。在特别的受限空间内以高精度定位沉重物体是一项棘手且繁重的任务。因此提出包括至少一个双向轮的电机辅助的移动组件以及X射线系统。根据本发明，提供包括至少一个双向轮(18)的电机辅助的移动组件(19)以及与至少一个双向轮(18)关联的电机装置。电机辅助的移动组件(19)适于在表面上移动，其中所述至少一个双向轮(18)适于沿着至少一个第一方向(20)以及沿着至少一个第二方向(22)滚动，所述第一方向(20)与第二方向(22)不平行。电机辅助的移动组件(19)适于探测所述电机辅助的移动组件(19)相对于所述表面的所需移动的指示(16)，且所述电机装置适于根据所述指示(16)辅助电机辅助的移动组件(19)相对于所述表面移动。

Description

双向移动组件

技术领域

本发明大体涉及移动组件的双向移动，特别地涉及医学应用中移动组件的双向移动。更具体地，本发明涉及包括双向轮的电机辅助的移动组件以及包括双向轮的X射线系统。

具体地，本发明涉及X射线系统相对于待检查对象的移动和定位。

技术背景

X射线系统特别地用于诊断用途，例如获得待检查对象的X射线图像。

为获得X射线图像，X射线系统通常包括X射线发生装置和X射线探测器。X射线发生装置和X射线探测器布置在待检查对象的相对两侧，并且可操作地相互连接以获得X射线图像。由X射线发生装置朝向X射线探测器发出X辐射。位于X射线探测器与X射线发生装置之间的待检查对象因而由X辐射穿过。X射线探测器的探测器元件依据空间衰减的X辐射获得信息，所述信息随后用于产生所述对象的X射线图像。

通常，X射线发生装置与X射线探测器均是具有相当大重量的较重刚性构造元件。于是，为在如手术室地板等表面上移动X射线系统，须对X射线系统施加较大力，用以所需安置和定位。

特别地，可能要求相对于待检查对象精确定位，并且由此要求在精密公差内定位。

发明内容

于是需使装置特别是X射线系统相对于例如待检查对象的辅助但受控的移动和定位，使得所要求力减小并增加操作和定位精度。

以下提供根据独立权利要求的电机辅助的移动组件、X射线系统、电机辅助移动的方法以及电机辅助的移动组件的使用。

根据本发明一个示例性实施例，提供一种电机辅助的移动组件，包括：至少一个双向轮；以及与所述至少一个双向轮关联的电机装置；其中，所述电机辅助的移动组件适于在表面上移动。所述至少一个双向轮适于沿着至少第一方向及沿着至少第二方向滚动，所述第一方向与所述第二方向不平行。所述电机辅助的移动组件适于探测所述电机辅助的移动组件相对于所述表面的所需移动的指示。所述电机装置适于根据所述指示辅助所述电机辅助的移动组件相对于所述表面的移动。。

根据本发明另一示例性实施例，提供一种X射线系统，包括：X射线发生装置；X射线探测器；以及至少一个双向轮。所述至少一个双向轮适于在表面上移动所述X射线系统，以及适于沿着至少第一方向以及沿着至少第二方向滚动，所述第一方向与所述第二方向不平行。所述X射线发生装置与所述X射线探测器可操作地连接，以获得待检查对象的X射线图像。

根据本发明另一示例性实施例，提供一种电机辅助的移动方法，包括如下步骤：对电机辅助的移动组件施加外力，作为所述电机辅助的移动组件相对于表面的所需移动的手动指示；探测电机组件或电机元件中的外力；以及辅助所述所需移动。

根据本发明另一示例性实施例，根据本发明的电机辅助的移动组件用于X射线系统、移动式X射线系统和C弧型系统中的至少一个。

例如在进行外科手术时，可采用移动式X射线系统，例如C弧型X射线系统。可能要求如X射线技师等操作者为例如医师在术前、术中和术后获得相关图像。手术室中的空间要求或空间限制(特别是在术中)可能要求在无需获得图像期间将X射线系统定位为远离手术台。因此，当需要获得X射线图像时，移动式X射线系统可能需要从手术区移进移出，用于获得X射线图像以及随后X射线系统的储存。由于移动式X射线系统，特别是由于X射线发生装置和X射线探测器的重量相当大，其本身构成沉重部件，因此重新定位X射线系统将是较为烦重的任务。

因此，电机辅助但手动控制X射线系统以便在表面上移动是有利的。

操作者可开始所需移动，例如将移动式X射线系统朝手术台移动。所述X射线系统或至少其一部分可探测起始移动或至少所需移动的指示，例如为移动式X射线系统提供的力，以便确定所需移动，所需移动为例如所需移动方向的空间矢量。

所述移动式X射线系统，特别是适于分别检查所需移动及其移动矢量的控制元件，可与适当安装的电机元件接合，所述电机元件可增加叠加力或附加力。至少一个电机元件的相应支承力可减小希望移动移动式X射线系统的操作者感知的摩擦和/或质量感。换言之，操作者可向X射线系统提供手动指示，例如沿着所需方向移动或推动X射线系统。所述移动式X射线系统可探测所需方向并可与至少一个电机元件接合，以支持沿着所需方向的移动。

当例如通过推动X射线系统使用特别是所需移动的手动指示时，可无需传感器、开关等用以操纵或控制X射线系统及其移动方向。于是可不必要求单独的专用“能够移动”致动器、开关或按钮。但是，相应的致动器、开关或按钮对全自动移动模式将是有利的。例如可采用操纵杆用以指示方向，由此指示X射线系统在所述表面上所需移动的矢量。

还可实现其它功能，如可编程停止，用以引导至优选或预设位置，例如将X射线系统移至限定和/或以前所采用位置。而且可设想具有不同的单个电机辅助水平的单个使用者情况。

特别地，电机元件可例如通过使用直接驱动电机元件实施为具有直接驱动特性。直接驱动电机元件可视为不需要或不采用具有传动比的单独变速器的电机元件。

特别地，使用直接驱动电机元件可允许不同的操作模式，例如驱动操作模式、离合器操作模式或惯性运动操作模式和制动操作模式。

驱动操作模式可允许手动控制电机辅助移动。

可采用如按钮、开关、操作杆或甚至语音控制等用户界面元件实施其它驱动模式，例如自动驱动模式或电动驱动模式。其它操作模式可为离合器操作模式或惯性运动操作模式。相应的模式可通过切断供给电机元件的电源而实现。此处，可获得大体自由运转的电机元件，所述电机元件可视为基本自由运转而不要求对X射线系统的非电机辅助的手动移动额外施加力。

此外，还可采用制动操作模式，在该模式下，X射线系统可在预定位置停止，且甚至可由电机元件保持在所述位置，以抵消可能由例如人无意中碰到X射线系统而无意地施加到X射线系统的力。

电机元件可为有刷或无刷类型。特别地，无刷电机元件可在高转矩和低速(包括零速)下提供良好控制性能。因此，可采用低传动比的传动系统或直接驱动元件，这可导致力的高效传递。

此外，通过采用直接驱动原理，例如直接驱动电机元件，电机元件电流将为在例如因对X射线系统施加转矩或力造成的限定负载下对应转矩的优选测量或指示。运动控制元件可设为转矩或电流模式，在该模式下可由合成电机电流或差分电机电流确定施加到电机元件的转矩或力，这可为电机辅助功能的基础。换言之，电机可确定操作者推动或拉动X射线系统的方向，在此情况下例如通过对电机元件通电而启动电机元件，以使X射线系统在所需方向上移动，从而辅助在该所需方向的移动。

通过例如从转矩模式到速度或位置模式的大体即时切换，即“动态切换”，可实施停止、优选定位和制动等其它功能。在速度或位置模式下，优选地可确定X射线系统的绝对位置或相对于将在上面移动的表面的至少相对位置。

电机辅助功能的另一问题在安全方面。通常，当采用在靠近如患者等待检查对象处的电机元件时，相应电动系统可在“无人值守控制”下进行控制。此处，通过采用在失效或操作失误的情况下可被松开的专用按钮或开关，停止所述电机元件，从而可大体立即停止移动。

由于本发明一方面可视为推出专用致动元件，例如用于控制和/或启动电机驱动移动的开关或按钮，须执行其它安全措施。相应地，辅助移动的例如转矩和/或移动速度可限定为要求来自操作者的力或所需移动的指示大体恒定的级别。在此情况下，如果不再有恒定的力或指示，移动可能立即停止。相应安全特征可满足“单一故障安全要求”，即意指任一单独元件失效或不能提供所需恒定力或指示可导致大体立即停止电机辅助移动而进入/进至安全状态，随后防止自动运转直至各问题得到纠正。

本发明另一方面可视为双向轮的实施。通过将双向轮与移动式X射线系统一起使用，可将双向轮与电机元件和/或适用控制系统组合，所述移动式X射线系统可以任一方向移动或绕任一点转动。

所需移动可由手动指示或由控制元件和用户界面操纵。关于手动指示，X射线系统也可适于启动电机元件使得在操作者移动或定位X射线系统时可辅助操作者。

与X射线系统中通常采用的脚轮不同，在实际移动发生或甚至可能发生之前，双向轮特别地无需朝移动方向转向。当开始所需移动时，双向轮可大体即刻开始沿着任一方向滚动。双向轮则可导致用于启动并维持移动的更小的力，由此能够使X射线系统相对于对象可精细调整，无需采用小幅摇摆移动或小幅纵向移动(也可能组合)，以使X射线系统精确定位。

在采用脚轮的X射线系统中，附加小幅移动轴可设计成提供X射线系统安置的精细调整。这些小幅附加移动轴是指用于摇摆移动、小幅角度移动的轴，以及用于小幅纵向移动(即X射线系统在表面上的移动平面内的小幅水平移动)的轴。

采用双向轮可使得不必采用这种小幅移动轴。双向轮可视为包括两个移动方向的轮，所述两个方向彼此不同。在每一移动方向，所述轮可适于大体无滑动地滚动。

双向轮通常并非转向以便在两不同方向的每一方向均可移动或滚动。于是，双向轮可允许二维移动，而无需操纵装置或操纵机构。特别地，双向轮可包括至少第一滚动元件和至少第二滚动元件，所述元件彼此不同，且两种滚动元件均适于在特定方向滚动，这两个方向彼此不相同。

尽管两轴彼此定向可为任意的，所述两方向，即移动方向，大体相互垂直的情况是特别有利的。至少两个滚动元件，即第一滚动元件和第二滚动元件均可与适用的驱动电机元件组合，以使得第一滚动元件和第二滚动元件分别沿着第一方向和第二方向能够支持、辅助或甚至自动移动或滚动。

通过将第一滚动元件和第二滚动元件的移动组合，可获得二维平面内任意移动。可由矢量相加确定合成移动方向。与至少一个第一滚动元件和至少一个第二滚动元件关联的电机元件可适于辅助操作者，以便在操作者用手或手动指示将X射线系统例如相对于患者定位时对驱动元件提供力，使得可简便准确地进行可能较重的X射线系统的移动和定位。

在电动模式下，通过例如采用用于操纵X射线系统的操纵杆，可由控制元件根据所需移动方向致动电机元件。

于是，可减小X射线系统精准定位所需的力。可通过采用电机辅助模式准确并便利地进行手动定位，而采用双向轮可消除附加小幅移动轴的纵向和摇摆移动。

以下描述特别地涉及电机辅助的移动组件的本发明的其它示例性实施例。但是，应理解这些说明也适于X射线系统、电机辅助移动的方法以及电机辅助的移动组件的使用。

已明确指出，可设想要求权利中，特别是涉及装置型权利要求、方法权利要求以及用途权利要求的实施例中单个或多个特征的任意更改和互换属本专利申请的范围和公开内容之内。

根据本发明另一示例性实施例，所述至少一个双向轮可包括至少一个第一滚动元件和/或至少一个第二滚动元件，其中所述至少一个第一滚动元件适于沿着第一方向滚动和/或其中所述至少一个第二滚动元件适于沿着第二方向滚动。

通过采用具有适于在不同而方向滚动的单独滚动元件的双向轮，于是易于实现双向移动，由此导致例如地板表面等给定平面内任意二维移动。

根据本发明另一示例性实施例，电机装置可包括与至少一个双向轮(特别是至少一个第一滚动元件)关联的至少一个第一电机元件，其中至少一个第一滚动元件可适于沿着第一方向移动电机辅助的移动组件/第一滚动元件。

通过采用电机元件，可易于获得沿着第一方向的辅助或自动移动。

根据本发明另一示例性实施例，电机装置还可包括与至少一个双向轮(特别是至少一个第二滚动元件)关联的至少一个第二电机元件，其中所述至少一个第二电机元件可适于沿着第二方向移动电机辅助的移动组件。

由于沿着第二方向的相应辅助或电动移动，电机辅助的移动组件可以减小的操作力和提高的定位精度在二维平面内移动。

根据本发明另一示例性实施例，电机装置、第一电机元件和/或第二电机元件可适于探测所需移动的指示、作用在电机装置、第一电机元件和/或第二电机元件的力和/或转矩。

相应指示、力或转矩可视为指示所需移动方向。于是一方面，电机装置、第一电机元件和/或第二电机元件能够确定所需移动方向，而另一方面能够直接支持或辅助所需移动。

根据本发明另一示例性实施例，所述指示可为手动指示。

这可特别地为施加在电机辅助的移动组件上的力，无需专用按钮或开关或其它控制元件。

根据本发明另一示例性实施例，电机辅助的移动组件可包括驱动模式、离合器模式、惯性运动模式、制动模式、电机辅助模式、位置模式和电动模式所组成群组中的至少一个模式。

相应模式或操作模式可使电机辅助的移动组件以及特别是电机元件的性能符合不同操作方案，例如驱动模式(可能与位置模式相关)可使得电机辅助的移动组件高精度地辅助定位，而制动模式(当已获得所需位置时启动)可使得电机辅助的移动组件精确地保持在所需位置。

根据本发明另一示例性实施例，电机辅助的移动组件可适于自动地重新定位。

自动地重新定位可使得电机辅助的移动组件至少部分地自动重新定位在例如由控制元件或控制系统在前述设定或已知位置，并考虑如在室内X射线系统相对表面的相对移动或甚至绝对定位。

根据本发明另一示例性实施例，电机装置可适于通过至少部分地减少所感知的电机辅助的移动组件的移动阻力和/或移动动力来辅助电机辅助的移动组件的移动。

于是，当辅助所需移动时，由于电机元件沿着所需移动方向被驱动，操作者在试图将电机辅助的移动组件移动或移位时，可感知移动阻力或移动动力降低。

根据本发明另一示例性实施例，可提供运动控制元件以控制电机辅助的移动组件相对于所述表面的移动。

相应运动控制元件可适于提供指示或接收所需移动的指示，可将其转换为所需移动的电气表示或矢量，或控制第一电机元件和/或第二电机元件中的至少一个以提供辅助移动或甚至自动移动。

根据本发明另一示例性实施例，电机装置可为直接驱动电机装置。

直接驱动电机装置特别地可提供足够反馈以确定所需移动方向。

以下描述特别涉及X射线系统的本发明其它示例性实施例。但是，应理解这些说明也适于电机辅助的移动组件、电机辅助移动的方法以及电机辅助的移动组件的使用。

根据本发明另一示例性实施例，X射线系统还可包括根据本发明的电机辅助的移动组件，其特征在于，所述至少一个双向轮是移动组件的至少一个双向轮。

换言之，包括电机辅助的移动组件的X射线系统总体仍可仅包括一个双向轮。为X射线系统提供电机辅助的移动组件可使得易于简便地相对于患者(例如手术方案)移动并定位X射线系统。

通过参考下述实施例，本发明这些以及其它方面将是明显且明晰的。

以下参考附图描述本发明示例性实施例。

附图中描述为示意性的。在不同附图中，相似或相同元件具有相似或相同参考序号。

所述附图未按比例绘制，但可定性比例描绘。

附图说明

附图中：

图1显示了移动X射线系统的示例性实施例；

图2a至图2c显示了根据本发明的双向轮的示例性实施例；

图3显示了根据本发明双向轮的示例性实施例的详细示意图；

图4a至图4d显示了包括根据本发明的双向轮的电机辅助的移动组件的不同移动方案；

图5显示了用于根据本发明的电机辅助的移动组件的运动控制系统的示例性实施例的示意图；以及

图6显示了根据本发明的电机辅助的定位方法的示例性实施例。

具体实施方式

现参见图1，显示了移动X射线系统的示例性实施例。

在图1中，示例性描述为C弧型系统的X射线系统2包括例如X射线管等的X射线发生装置4、以及X射线探测器6。对象10示意性示于X辐射7的路径中，所述X辐射从X射线发生器4朝向X射线探测器6发出，并透过对象10。包括轮9的轮装置8位于X射线系统2的本体处，用于在例如手术室地板等表面上移动X射线系统。

操作者12通过使用手柄15推动X射线系统2而沿着所需移动方向14移动X射线系统2。

于是，操作者12将所需移动指示16施加到X射线系统2，用于沿着所需移动方向14移动X射线系统2。

现参见图2a至图2c，描述根据本发明双向轮的示例性实施例。

图2a、图2b特别地显示了双向轮18的单个实施例，而图2c显示了电机辅助的移动组件19的示例性实施例，此处所述组件示例性地包括三个双向轮18。

在图2a中，双向轮18包括用于沿着第一方向20转动双向轮18的轴28，大体在双向轮18圆周上滚动。双向轮18外周可视为第一滚动元件24。于是，无论是否有专用第一滚动元件24，双向轮18可沿着第一方向20滚动，还包括用于沿着第二方向22滚动的附加第二滚动元件26。

第二滚动元件26包括两排独立滚子，两排滚子相互偏置以通过另一排中的滚动元件26有效弥合一排中两相邻滚动元件26之间的间隙。于是没有双向轮18沿着第二方向22不可移动的死区出现。再者，双向轮18相对于轴28的外周或所有第二滚动元件26一起可视为第一滚动元件24。

现参见图2b，显示了双向轮18的另一实施例。在图2b中，单个第二滚动元件26与图2a实施例相比大体更大，而基本原理不变。

每排独个第二滚动元件26包括三个滚动元件26。而且，两排滚动元件26相互移位或偏置，以弥合相邻第二滚动元件26之间间隙，从而始终提供双向轮18沿着第二方向22滚动的能力。

参见图2c，显示了电机辅助的移动组件19，其示例性地包括三个双向轮18。使用至少三个双向轮18可使在一表面上稳固地定位并移动电机辅助的移动组件19。

但是，可设想为任意数量双向轮，如一、二、四、五、六、七、八个或甚至更多双向轮18，可能附加至少一个或两个支承轮。电机辅助的移动组件19的每个双向轮18a，b，c适于绕其独自轴28转动，以便沿着其各自第一方向20a，b，c移动相应双向轮18a，b，c。

在双向轮18a，b，c相对于转轴28的外周布置多个第二滚动元件26。第二滚动元件26可使电机辅助的移动组件19沿着方向22移动，所述方向22是每个双向轮18的不同方向，所述第二方向22在图2c示例性实施例中与轴28平行。

现参见图3，描绘根据本发明双向轮的示例性实施例的详细示意图。

第一电机元件40位于双向轮18的转动轴28处，以沿着第一方向20移动双向轮18，大体在其外周上滚动双向轮18。所述外周和第二滚动元件26可视为分别构成第一滚动元件24。

在双向轮18相对于轴28的外周上布置多个第二滚动元件26。在图3中，仅显示了一排第二滚动元件26，由于第二滚动元件26的紧密间隔和可能的较小尺寸，第二滚动元件26可能定位成使得沿着第二方向22的移动可能在双向轮相对于外周/轴28的每一可设想角位置。

但是，与图2a或2b相似，可设想另一排第二滚动元件26。

每一第二滚动元件26可移动，使得沿着第二方向22的移动可以进行。例如由于至少部分地沿着第二方向22推动双向轮18，所述移动(由此是第二滚动元件26的滚动以提供沿着第二方向22的移动)是被动移动；或可通过采用第二电机元件42，所述移动是主动移动，所述第二电机元件42与至少一小组第二滚动元件26相连，以致动第二滚动元件26沿着第二方向22移动。

因此，尽管双向轮18通过在双向轮18的外周滚动而沿着第一方向20移动，采用第二滚动元件26沿着方向22的位移可导致矢量相加移动36，所述矢量相加移动由沿着第一方向20的移动和沿着第二方向22的移动组成，于是导致矢量相加移动36。

现参见图4a至图4d，描绘包括根据本发明的双向轮的电机辅助的移动组件的不同移动方案。

在图4a中，包括三个双向轮18a，b，c的电机辅助的移动组件19将沿着所需移动方向14移动。显示了相对于双向轮18a将矢量相加以获得合成移动30/36的原理。通过使用第一滚动元件24a，双向轮18a沿着第一方向20移动，这导致第一滚动元件24a的移动32a。

由于两个双向轮18a，b相对于第一方向20a，b没有平行排列，双向轮18b相对于其第一方向20b示例性地进行相似移动。双向轮18a，b仅沿着方向20a，b的合成移动将导致双向轮18a，b的某种向外滑动。所述向外滑动可视为由双向轮18a，b特别是第二滚动元件26a，b沿着第二方向22a，b的移动补偿。

于是，可获得双向轮18的合成矢量相加移动36，所述移动与所需移动方向14平行，于是导致电机辅助的移动组件19的移动30。

在图4a中，由于所需移动方向14在此情况下垂直于第一方向20，仅要求第三双向轮18c沿着第二方向22c移动。

参见图4b，显示了电机辅助的移动组件大体在绕转向点38的位置转向。所需移动14于是为圆形移动，这导致电机辅助的移动组件19绕转向点38的转向。大体仅沿着第一方向20a，b，c移动双向轮18a，b，c以便转向可获得该移动30。

参见图4c，可获得双向轮18a大体沿着第一方向20a的线型斜向移动。相应地，双向轮18b，c的矢量相加移动36b，c须使得可获得沿着所需移动方向14的合成移动30。而且，对于双向轮18b，c，须采用沿着第一方向20b，c和第二方向22b，c的移动所组成的合成矢量相加移动36，以获得合成移动30。

参见图4d，将实现绕转向点38的转向。由于图4d中转向点38并非处于电机辅助的移动组件19中心，大体所有三个双向轮18a，b，c须采用沿着第一方向20a，b，c以及第二方向22a，b，c的移动，以获得合成移动30作为所需移动14。

现参见图5，显示了根据本发明的电机辅助的移动组件的运动控制元件的示例性实施例的示意图。

电机装置40/42可为例如无刷直流、矢量控制电机装置40/42，以致动C弧型X射线系统2，特别是如双向轮18等的轮9。无刷直流(BLAC)电机可特别地采用电子正弦矢量控制的换相系统。相应类型电机可提供连续四象限转矩和从零开始的速度范围。

电机装置40/42经由放大器Kt接收驱动能量，并由绝对位置反馈编码器提供关于其位置的反馈，以便换相和伺服控制。在图5中可设定两个基本模式，描述为模式A即PID或位置模式，以及模式B即转矩/电流模式。伺服控制器提供如无刷AC换相控制、转矩/电流控制环、位置(PID)控制环以及“动态”控制环切换机构等功能。

放大器可提供电子换相和电流环。由于电机转矩可能与电流成比例(Kt)，可实现转矩控制。PID控制可反作用于位置误差以使其最小。为实现此目标，PID控制器可从误差信号输出比例、积分与微分值。“动态”模式切换可确保在转换过程中不可感知。这可通过平滑增大或减小三个PID参数而实现。

控制原理如图5框图所示，其提供了电机控制器所有功能概览。所述功能位于伺服控制器和控制元件中。放大器提供换相和控制环。电流设定值由PID控制器和前馈偏移量产生。电机位置反馈可由高分辨率绝对编码器提供。

在提供前馈控制系统的情况下，设定电流可由前馈算法确定，尤其取决于位置、速度和加速度设定值以及质量、阻尼、摩擦以及不平衡参数。在此情况下，设定电流可特别地等于偏置电流。PID控制器可校正前馈模型的偏差。

在PID模式或位置或速度控制模式下，“作用/设定输入开关”元件的开关以及伺服控制器中“开关PID”设定为“模式A”。前馈算法可根据例如物理移动模型计算或确定预计电机电流。所述模型可包含摩擦、阻尼、质量和不平衡等参数，并且可参考相应物理公式。如果模型匹配，尤其是大体完全匹配所建模的真实系统，可无需PID控制器对电流设定值与放大器的作用。在理论情况下，X射线系统2移动可遵循所要求或所需轨迹，而无需PID控制器支持。也可使用相应模型作为参考以辅助设定辅助模式。

在辅助模式过程中，切断PID控制，移动设定值由来自差分滤波器的实际设定值替代，这与PID模式中相应数值由设定值生成器提供不同。在辅助模式下，前馈机制可保持为激活，但其量值可减小至所需辅助水平。在辅助模式下不平衡前馈可被完全添加。可通过例如提供反作用力而采用阻尼作用以避免手动速度过快，这可导致电机的机械输出或辅助移动大体减小或甚至抵消或甚至使其相反，在此情况下Pd可甚至低于零。

通过感知参数或因子P_m、P_d与P_f，可调整所要求或所需辅助。在辅助模式下，这些参数可在0与小于1之间，而在PID模式下所述参数可等于1。这些因子的允许范围在0与1之间，但均包括边界。

通过在差分滤波器中进行实际位置反馈差分和滤波获得实际速度和加速度。当运动控制器检查到位移时，可特别地启动移动。

也可实现优选定位。通过使用辅助模式，可实现在预编程位置停止。使用者提供所需移动方向手动指示，编程位置可位于所需移动方向。在接近该位置处，控制可自动地改由PID位置控制器以迫使平滑准确地停止在预编程位置。用户模式控制器提供从电流环到PID环的平滑控制模式切换。在移动停止后，辅助模式再次可用。

此外可实现制动模式，所述模式与之前描述相似，大体相当于在优选位置停止。保持/制动功能也可通过将位置保持在PID模式实现，而电机仅在离开制动位置时启动。

现参见图6，描述根据本发明的电机辅助定位方法的示例性实施例。

提供一种电机辅助移动的方法46，包括：对电机辅助的移动组件施加外力、作为电机辅助的移动组件相对于一表面的所需移动的手动指示的步骤48，探测电机组件或电机元件中的外力的步骤50，以及辅助所需移动的步骤52。

应注意术语“包括”并不排除其它元件或步骤，且“一个”并不排除多个。与不同实施例相关描述的元件也可组合。

也应注意，权利要求中参考标号不应视为限制权利要求的范围。

参考标号

2 X射线系统

4 X射线发生器

6 X射线探测器

7 X辐射

8 轮装置

9 轮

10 对象

12 操作者

14 所需移动方向

15 手柄

16 所需移动的指示

18a，b，c 双向轮

19 电机辅助的移动组件

20a，b，c 第一方向

22a，b，c 第二方向

24 第一滚动元件

26 第二滚动元件

28 轴

30 电机辅助的移动组件的移动/合成移动

32 第一滚动元件的移动

34 第二滚动元件的移动

36 轮的矢量相加移动

38 转向点

40 第一电机元件

42 第二电机元件

44 运动控制系统

46 电机辅助的移动方法

48 为电机辅助的移动组件施加外力的步骤

50 探测电机组件或电机元件中的外力的步骤

52 辅助所需移动的步骤

Claims

1.一种X射线系统(2)，包括：

X射线发生装置(4)；以及

X射线探测器(6)；

其中，所述X射线发生装置(4)与所述X射线探测器(6)可操作地连接，以获得待检查对象(10)的X射线图像；

所述X射线系统还包括：

电机辅助的移动组件(19)，所述电机辅助的移动组件(19)包括：

至少一个双向轮(18)；以及

与所述至少一个双向轮(18)关联的电机装置；

其中，所述电机辅助的移动组件(19)适于在表面上移动；

其中，所述至少一个双向轮(18)适于在所述表面上移动所述X射线系统(2)；

其中，所述至少一个双向轮(18)适于沿着至少第一方向(20)及沿着至少第二方向(22)滚动，所述第一方向(20)与所述第二方向(22)不平行；

其中，所述电机辅助的移动组件(19)适于探测所述X射线系统(2)相对于所述表面的所需移动的指示(16)；

其中，所述指示(16)是开始所需移动时由操作者手动地提供给所述X射线系统(2)的力；以及

所述电机装置适于根据所述指示辅助所述X射线系统的所需移动。

2.如权利要求1所述X射线系统，其特征在于，所述至少一个双向轮(19)包括

至少一个第一滚动元件(24)；以及

至少一个第二滚动元件(26)；

其中，所述至少一个第一滚动元件(24)适于沿着所述第一方向(20)滚动；且

所述至少一个第二滚动元件(26)适于沿着所述第二方向(22)滚动。

3.如权利要求1或2所述X射线系统，其特征在于，所述电机装置包括：

与所述至少一个双向轮(18)关联的至少一个第一电机元件(40)；

其中，所述至少一个第一电机元件(40)适于沿着所述第一方向(20)移动所述电机辅助的移动组件(19)。

4.如权利要求1或2所述X射线系统，其特征在于，所述电机装置还包括：

与所述至少一个双向轮(18)关联的至少一个第二电机元件(42)；

其中，所述至少一个第二电机元件(42)适于沿着所述第二方向(22)移动所述电机辅助的移动组件(19)。

5.如权利要求1或2所述X射线系统，其特征在于，所述电机装置适于探测所需移动的指示(16)、作用在所述电机装置上的力和/或转矩。

6.如权利要求3所述X射线系统，其特征在于，所述第一电机元件(40)适于探测所需移动的指示(16)、作用在所述第一电机元件(40)上的力和/或转矩。

7.如权利要求4所述X射线系统，其特征在于，所述第二电机元件(42)适于探测所需移动的指示(16)、作用在所述第二电机元件(42)上的力和/或转矩。

8.如权利要求1或2所述X射线系统，其特征在于，所述电机辅助的移动组件(19)包括由驱动模式、离合器模式、惯性运动模式、制动模式、电机辅助模式、位置模式以及电动模式组成的群组中的至少一种模式。

9.如权利要求1或2所述X射线系统，其特征在于，所述电机辅助的移动组件(19)适于自动地重新定位。

10.如权利要求1或2所述X射线系统，其特征在于，所述电机装置适于通过至少部分地减小所述电机辅助的移动组件(19)的所感知的移动阻力和/或移动力来辅助所述电机辅助的移动组件移动。

11.如权利要求1或2所述X射线系统，其特征在于，还包括

用于控制所述电机辅助的移动组件相对于所述表面的移动的运动控制元件。

12.如权利要求1或2所述X射线系统，其特征在于，所述电机装置是直接驱动电机装置。

13.如权利要求1或2所述X射线系统，其特征在于，所述X射线系统是移动式X射线系统和C弧型系统中的一种。

14.如权利要求3所述X射线系统，其特征在于，所述至少一个第一电机元件(40)与所述至少一个第一滚动元件(24)关联。

15.如权利要求4所述X射线系统，其特征在于，所述至少一个第二电机元件(42)与所述至少一个第二滚动元件(26)关联。

16.一种X射线系统的电机辅助的移动方法(46)，包括如下步骤：

步骤(48)：对前述任一权利要求所述X射线系统(2)施加外力，作为所述X射线系统(2)相对于表面的所需移动的手动指示(16)，其中，所述指示被提供给所述X射线系统(2)；

步骤(50)：探测电机组件或电机元件中的外力；以及

步骤(52)：辅助所述所需移动。