CN104113043B - 一种医用电子直线加速器防碰撞保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种医用电子直线加速器防碰撞保护装置，包括：限位开关设置在预定水平位置，预定水平位置为旋转机架位于预定的角度范围内时升降地板需要下降到位的位置；限位开关判断升降地板是否触动到限位开关；信号调理电路将限位开关对应的第一数字信号发送给逻辑判断电路；倾角传感器设置在旋转机架上，检测旋转机架的角度；角度判断电路判断角度位于预定的角度范围内时，发送控制信号给逻辑判断电路；逻辑判断电路对第一数字信号和控制信号进行逻辑计算；控制电路判断计算结果符合碰撞条件时，控制旋转机架停止旋转；旋转机架由驱动电机驱动旋转。该装置所有器件是纯硬件来实现，控制简单，不需要通信线路，因此，抗干扰能力强，可靠性较高。

Description

一种医用电子直线加速器防碰撞保护装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种医用电子直线加速器防碰撞保护装置。

背景技术

目前，6MV医用电子直线加速器采用驻波加速管，驻波加速管垂直安装，如图1所示，驻波加速管设置于治疗头5上，治疗头5在旋转机架2的带动下可以旋转。可以理解的是，旋转机架2可以围绕旋转轴1在360°范围内转动。

基于医学上的要求，对于旋转轴1与地平面8之间的高度有要求，因此，当旋转机架2旋转到垂直位置时，治疗头5的水平位置需要比地平面8低。

基于这样的需求，在一定的范围内设置了升降地板6，当旋转机架2旋转到预定的角度范围内时，需要升降地板6下降，保证治疗头5能够比地平面8 低，并且还要保证治疗头5不会碰撞到升降地板6。当旋转机架2处于预定的角度范围以外时，升降地板6上升回地平面的高度，这样不会影响医生对患者的治疗摆位。

需要说明的是，所述预定的角度范围是根据实际需要设定的，例如图1 中的预定的角度范围就是碰撞角度范围，以135°～225°为例进行说明，当旋转机架2位于这个135°～225°范围内时，升降地板6需要下降到位。该下降到位指的是升降地板6下降到位的水平位置能够保证旋转机架2不碰到升降地板 6。

但是，在实际使用过程中，如果由于机械、电气或者软件的原因会导致升降地板6没有下降或者下降不到位，这样当旋转机架2位于预定的角度范围内时，旋转机架2的顶部(安装治疗头的一端)会和升降地板6发生碰撞，这样将导致严重的后果，可能会造成价值昂贵的驻波加速管的损坏。

因此，当旋转机架2位于预定的角度范围内时，升降地板6没有下降到位，这时必须可靠地控制旋转机架2停止运动。

现有技术中，防止旋转机架2与升降地板6防撞的方法是，升降地板6 的位置信息和旋转机架2的角度信息均由各自对应的光电编码器采集，采集后的数据经过485总线发送给控制器，控制器对数据进行处理后对升降地板6 的高度和旋转机架2的角度进行比较，进而控制旋转机架2停止运动，避免旋转机架2和升降地板6发生碰撞。

但是，现有技术这种防碰撞方式存在以下缺点：测量升降地板6的位置信息使用拉线式编码器，价格昂贵，一个需要五千元左右；另外，由于拉线式编码器的位置接近驻波加速器的X射线源，长时间X射线照射时，编码器故障率比较高。另外，由于拉线式编码器的位置信息通过485通讯的方式传输给控制器，控制器是软件和硬件的结合来读取升降地板的位置信息，这样通信线路复杂、传输干扰大，容易造成误判断或误操作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种医用电子直线加速器防碰撞保护装置，成本低，可靠性高，能够准确防止旋转机架和升降地板发生碰撞。

本发明实施例提供一种医用电子直线加速器防碰撞保护装置，包括：限位开关、信号调理电路、倾角传感器、角度判断电路、逻辑判断电路和控制电路；

所述限位开关设置在预定水平位置，所述预定水平位置为旋转机架位于预定的角度范围内时升降地板需要下降到位的位置；

所述限位开关，用于判断所述升降地板是否触动到限位开关；

所述信号调理电路，用于将所述限位开关对应的第一数字信号发送给逻辑判断电路；

所述倾角传感器设置在所述旋转机架上，用于检测旋转机架的角度，将检测的旋转机架的角度发送给所述角度判断电路；

所述角度判断电路，用于判断所述角度位于所述预定的角度范围内时，发送控制信号给所述逻辑判断电路；

所述逻辑判断电路，用于对所述第一数字信号和所述控制信号进行逻辑计算，将计算结果输出给控制电路；

所述控制电路，用于判断所述计算结果符合碰撞条件时，控制所述旋转机架停止旋转；所述旋转机架由驱动电机驱动旋转。

优选地，所述限位开关包括静触点、常闭触点和常开触点；

所述静触点连接第一电源；

所述限位开关不动作时，所述常闭触点连接所述静触点，所述常闭触点作为限位开关的信号输出端；

所述限位开关动作时，所述常开触点连接所述静触点；

所述信号调理电路包括光耦；

所述常闭触点通过第一电阻连接所述光耦的发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极连接所述第一电源对应的地；

所述光耦的第一输出端输出所述第一数字信号，所述光耦的第一输出端通过第二电阻连接第二电源，所述光耦的第二输出端连接所述第二电源对应的地。

优选地，所述倾角传感器包括两个单轴倾角传感器，分别为第一单轴倾角传感器和第二单轴倾角传感器；

所述第一单轴倾角传感器水平设置；

所述第二单轴倾角传感器垂直设置；

所述第一单轴倾角传感器和第二单轴倾角传感器联合实现旋转机架360°度范围内的角度检测。

优选地，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；

所述角度判断电路，用于判断所述角度大于所述预定的角度范围内的最小值时，输出所述第一控制信号给所述控制电路；用于判断所述角度小于所述预定的角度范围内的最大值时，输出所述第二控制信号给所述控制电路；

所述角度判断电路输出第一控制信号时，所述控制电路控制所述旋转机架逆时针旋转；

所述角度判断电路输出第二控制信号时，所述控制电路控制所述旋转机架顺时针旋转。

优选地，所述角度判断电路包括：第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一或非门、第二或非门和非门；

所述第一比较器的第一输入端连接第一倾角传感器的信号输出端，所述第一比较器的第二输入端连接第一参考电压；

所述第二比较器的第一输入端连接第二倾角传感器的信号输出端，所述第二比较器的第二输入端连接第二参考电压；

所述第三比较器的第一输入端连接第二倾角传感器的信号输出端，所述第三比较器的第二输入端连接第三参考电压；

所述第一比较器的输出端连接所述第一或非门的第一输入端；所述第二比较器的输出端连接所述第一或非门的第二输入端；

所述第一比较器的输出端连接所述第二或非门的第一输入端，所述第三比较器的输出端连接所述非门的输入端，所述非门的输出端连接所述第二或非门的第二输入端；

所述第一或非门输出所述第一控制信号；

所述第二或非门输出所述第二控制信号。

优选地，所述角度判断电路还包括：第一光耦继电器和第二光耦继电器；

所述第一或非门的输出端连接所述第一光耦继电器的发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地，所述第一光耦继电器的第一输出端接电源，所述第一光耦继电器的第二输出端为所述第一控制信号对应的输出端；

所述第二或非门的输出端连接所述第二光耦继电器的发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地，所述第二光耦继电器的第一输出端接电源，所述第二光耦继电器的第二输出端为所述第二控制信号对应的输出端。

优选地，所述逻辑判断电路，用于在所述第一数字信号为有效状态时，并且所述第一控制信号为有效状态时，输出计算结果为逆时针控制信号给所述控制电路；

所述逻辑判断电路，还用于在所述第一数字信号为有效状态时，并且所述第二控制信号为有效状态时，输出计算结果为顺时针控制信号给所述控制电路。

优选地，所述逻辑判断电路包括：第一反相器、第一与门和第二与门；

所述第一反相器的输入端连接所述第一数字信号；

所述第一与门的第一输入端连接所述第一反相器的输出端，所述第一与门的第二输入端连接所述第一控制信号；

所述第二与门的第一输入端连接所述第一反相器的输出端，所述第二与门的第二输入端连接所述第二控制信号；

所述第一与门的输出端输出所述顺时针控制信号；

所述第二与门的输出端输出所述逆时针控制信号。

优选地，所述控制电路包括：第一开关、第二开关、第一二极管和第二二极管；

所述第一开关的控制端连接所述逆时针控制信号；

所述第二开关的控制端连接所述顺时针控制信号；

所述第一二极管的阳极连接所述第一开关的第一端，所述第一二极管的阴极连接所述第一开关的第二端；

所述第一开关的第一端连接驱动电机的速度控制信号，所述速度控制信号由上位机输出；

所述第一开关的第二端连接所述第二开关的第一端；

所述第二二极管的阴极连接所述第二开关管的第一端，所述第二二极管的阳极连接所述第二开关的第二端；

所述第二开关的第二端连接所述驱动电机。

优选地，还包括电压转换电路；

所述速度控制信号为电流信号；

所述电压转换电路包括放大器，第一电阻和第二电阻；

所述放大器的负输入端连接所述第二开关的第二端；

所述放大器的正输入端接地；

所述放大器的输出端连接所述驱动电机；

所述第一电阻的一端连接所述放大器的负输入端，所述第一电阻的另一端连接所述放大器的输出端；

所述第二电阻的一端连接所述放大器的输出端，所述第二电阻的另一端接地。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本实施例提供的防撞保护装置，采用限位开关检测升降地板的高度，采用倾角传感器测量旋转机架的角度，由于限位开关和倾角传感器均比现有技术中的编码器便宜，因此，该装置比现有技术中的成本要低很多。另外，由于限位开关是机械触点形式，因此，可靠性比较高。并且，该装置所有器件是纯硬件来实现，控制简单，不需要通信线路，因此，抗干扰能力强，可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的医用电子直线加速器的装置示意图；

图2是本发明提供的医用电子直线加速器防撞的装置示意图；

图3是本发明提供的医用电子直线加速器防碰撞保护装置实施例一示意图；

图4是本发明提供的限位开关和信号调理电路示意图；

图5是本发明提供的角度判断电路示意图；

图6是本发明提供的逻辑判断电路的示意图；

图7是本发明提供的控制电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

实施例一：

参见图2，该图为本发明提供的医用电子直线加速器防撞装置示意图。

本发明实施例中提供的防撞装置中设置了倾角传感器3和限位开关7；

需要说明的是，所述倾角传感器3设置在所述旋转机架上，用于检测旋转机架2的角度。

所述限位开关7设置在预定水平位置，所述预定水平位置为旋转机架2位于预定的角度范围内时升降地板6需要下降到位的位置；即旋转机架2旋转到预定的角度范围内时，升降地板6下降到位时，旋转机架2将不会与升降地板 6发生碰撞。

参见图3，该图为本发明提供的医用电子直线加速器防碰撞保护装置实施例一示意图。

本实施例提供的医用电子直线加速器防碰撞保护装置，包括：限位开关7、信号调理电路100、倾角传感器3、角度判断电路200、逻辑判断电路300和控制电路400。

所述限位开关7设置在预定水平位置，所述预定水平位置为旋转机架2 位于预定的角度范围内时升降地板6需要下降到位的位置。

所述限位开关7，用于判断所述升降地板6是否触动到限位开关7。

可以理解的是，限位开关7与现有技术中的拉线编码器相比成本低很多。由于拉线编码器内部集成了EEPROM等半导体芯片，因此，拉线编码器长时间受X射线辐射容易损坏。而本实施例使用的限位开关7仅是机械的触点，内部没有半导体器件，因此不容易损坏，可靠性高，并且成本很低。

升降地板6不触动限位开关7时，限位开关7为一个状态；当升降地板6 触动到限位开关7时，限位开关7为另一个状态。即限位开关7被升降地板6 触动时对应的第一数字信号是一个电平状态，限位开关7不被升降地板6触动时对应的第一数字信号是另一个电平状态。通过判断第一数字信号的电平状态便可以判断升降地板6是否触动到限位开关7。

所述信号调理电路100，用于将所述限位开关7对应的第一数字信号发送给逻辑判断电路300。

需要说明的是，所述第一数字信号为高电平或低电平，例如，当升降地板 6触动限位开关7时，限位开关动作，对应的信号调理电路100输出高电平。当升降地板6不触动限位开关7时，对应的信号调理电路100输出低电平。

所述倾角传感器3设置在所述旋转机架2上，用于检测旋转机架2的角度，将检测的旋转机架2的角度发送给所述角度判断电路200。

需要说明的是，倾角传感器3可以检测旋转机架2的角度。

所述角度判断电路200，用于判断所述角度位于所述预定的角度范围内时，发送控制信号给所述逻辑判断电路300。

所述逻辑判断电路300，用于对所述第一数字信号和所述控制信号进行逻辑计算，将计算结果输出给控制电路400。

需要说明的是，所述第一数字信号相当于一个使能信号，只有第一数字信号为有效状态时，所述控制信号才会被进行逻辑判断。

所述控制电路400，用于判断所述计算结果符合碰撞条件时，控制所述旋转机架2停止旋转；所述旋转机架2由驱动电机用于驱动旋转。

例如，当判断旋转机架2大于135°时，控制旋转机架2停止旋转。当判断旋转机架2小于225°时，控制旋转机架2停止旋转。

本实施例提供的防撞保护装置，采用限位开关检测升降地板的高度，采用倾角传感器测量旋转机架的角度，由于限位开关和倾角传感器均比现有技术中的编码器便宜，因此，该装置比现有技术中的成本要低很多。另外，由于限位开关是机械触点形式，因此，可靠性比较高。并且，该装置所有器件是纯硬件来实现，控制简单，不需要通信线路，因此，抗干扰能力强，可靠性较高。

实施例二：

下面结合具体电路图来详细介绍各个部门的组成以及工作原理。

参见图4，该图为本发明提供的限位开关和信号调理电路示意图。

所述限位开关K1包括静触点COM、常闭触点NO1和常开触点NO2；

所述静触点COM连接第一电源；需要说明的是，该第一电源可以为+24V。

所述限位开关K1不动作时，所述常闭触点NO1连接所述静触点COM，所述常闭触点NO1作为限位开关的信号输出端；

所述限位开关K1动作时，所述常开触点NO2连接所述静触点COM；

所述信号调理电路包括光耦U1B；

所述常闭触点NO1连接所述光耦U1B的发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极连接所述第一电源对应的地，即图中的DCCOM，DCCOM是+24V 电源对应的地；

所述光耦U1B的第一输出端输出所述第一数字信号A，同时所述光耦U1B 的第一输出端通过第二电阻连接第二电源。第二电源可以为+5V。所述光耦 U1B的第二输出端连接所述第二电源对应的地，即图中的LGND，LGND是 +5V电源对应的地。

需要说明的是，所述光耦U1B的作用是将电信号转成光信号，再转成电信号，实现电气隔离的同时也实现了信号电平转换。

从图中可以看出，光耦U1B输入端的地DCCOM和输出端的地LGND不是同一个地，是不共地的，这样可以实现信号的隔离。光耦U1B输出的信号为+5V或0V的逻辑电平信号。

图4的工作原理是，当限位开关K1不动作时，A为低电平；当限位开关 K1动作时，A为高电平。

可以理解的是，当升降地板没有故障时，旋转机架旋转到预定的角度范围时，升降地板和旋转机架不会碰撞。只有当升降地板故障时，即旋转机架旋转到预定的角度范围内时，升降地板没有下降，升降地板不会触动限位开关，此时限位开关不动作，即A一直为低电平。

实施例三：

参见图5，该图为本发明提供的角度判断电路示意图。

本发明提供的实施例中采用两个单轴倾角传感器实现360°范围内旋转机架的角度检测。

由于一个单轴倾角传感器可以测量180°范围内的角度。

例如，单轴倾角传感器可以采用SCA60C，该倾角传感器的供电电压为 +5V，测量范围为±90°，对应的模拟电压输出范围0.5V～4.5V，即输出电压与测量的角度是成线性比例关系的。

需要说明的是，单轴倾角传感器输出的电压对应的是角度，电压的数值不同，则对应的角度不同。

所述倾角传感器包括两个单轴倾角传感器，分别为第一单轴倾角传感器 N1和第二单轴倾角传感器N5；

所述第一单轴倾角传感器N1水平设置；

所述第二单轴倾角传感器N5垂直设置；

所述第一单轴倾角传感器N1和第二单轴倾角传感器N5联合实现旋转机架360°度范围内的角度检测。

需要说明的是，利用两个单轴倾角传感器相互垂直设置实现360°范围内的角度检测。由于单轴倾角传感器的价格比较低，因此，这样使整个装置的成本更低。

本实施例中，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；

所述角度判断电路，用于判断所述角度大于所述预定的角度范围内的最小值时，输出所述第一控制信号给所述控制电路；用于判断所述角度小于所述预定的角度范围内的最大值时，输出所述第二控制信号给所述控制电路；

需要说明的是，所述预定的角度范围以135°～225°为例进行说明，则所述预定的角度范围内的最小值指的是135°，所述预定的角度范围内的最大值指的是 225°。

所述角度判断电路输出第一控制信号时，所述控制电路控制所述旋转机架逆时针旋转；

所述角度判断电路输出第二控制信号时，所述控制电路控制所述旋转机架顺时针旋转。

参见图5，本实施例提供的角度判断电路包括：第一比较器N2A、第二比较器N2B、第三比较器N2C、第一或非门D6B、第二或非门D6C和非门；

需要说明的是，所述非门在本实施例中是由一个或非门来实现，即图中的第三或非门D6A，将第三或非门D6A的两个输入端连接在一起完成非门的功能。

本实施例中之所以用第三或非门D6A实现非门的逻辑，是因为一个或非门芯片中有多个或非门，为了节省硬件成本，直接用集成的或非门中剩余的或非门来实现非门的功能。

所述第一比较器N2A的第一输入端连接第一倾角传感器N1的信号输出端，所述第一比较器N2A的第二输入端连接第一参考电压REF2.5V；

所述第二比较器N2B的第一输入端连接第二倾角传感器N5的信号输出端，所述第二比较器N2B的第二输入端连接第二参考电压SET1；需要说明的是SET1对应的预定的角度范围的最小值，例如，对于135°～225°来说，SET1 对应的角度是对应135°；

所述第三比较器N2C的第一输入端连接第二倾角传感器N5的信号输出端，所述第三比较器N2C的第二输入端连接第三参考电压SET2；需要说明的是SET1对应的预定的角度范围的最小值，例如，对于135°～225°来说，SET2 对应的角度是对应225°；

需要说明的是，第一参考电压、第二参考电压和第三参考电压的数值均是不相同的。当角度为135°～180°时，ALARM1输出高电平进行报警，其他角度输出低电平；当角度为181°～225°时，ALARM2输出高电平进行报警，其他角度输出低电平；

所述第一比较器N2A的输出端连接所述第一或非门D6B的第一输入端；所述第二比较器N2B的输出端连接所述第一或非门D6B的第二输入端；

所述第一比较器N2A的输出端连接所述第二或非门D6C的第一输入端，所述第三比较器N2C的输出端连接所述非门的输入端，所述非门的输出端连接所述第二或非门D6C的第二输入端；

所述第一或非门D6B输出所述第一控制信号；

所述第二或非门D6C输出所述第二控制信号。

本实施例中，角度判断电路还包括：第一光耦继电器和第二光耦继电器；

需要说明的是，第一光耦继电器和第二光耦继电器集成在一个芯片内，如图5所示的D7。

所述第一或非门D6B的输出端连接所述第一光耦继电器的发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地，所述第一光耦继电器的第一输出端接电源(+5V)，所述第一光耦继电器的第二输出端为所述第一控制信号ALARM1对应的输出端；

所述第二或非门的输出端连接所述第二光耦继电器的发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地，所述第二光耦继电器的第一输出端接电源 (+5V)，所述第二光耦继电器的第二输出端为所述第二控制信号ALARM2对应的输出端。

需要说明的是，光耦继电器的作用是为了实现电气隔离和信号电平转换。

图5所示的角度判断电路的工作原理是：

本实施例中实现的原理是，第一比较器的作用是判断旋转机架的角度是 0°～180°还是181°～360°。而第二比较器的作用是判断角度是否大于135°，第三比较器的作用是判断角度是否小于225°。

当旋转机架的角度大于135°且小于180°时，光耦继电器D7的5，6脚导通，角度判断电路输出+5V第一控制信号，即ALARM1为高电平；

当旋转架角度大于180°且小于225°时，光耦继电器D7的7，8脚导通，角度判断电路输出+5V第二控制信号，即ALARM2为高电平。

实施例四：

参见图6，该图为本发明提供的逻辑判断电路的示意图。

本发明实施例中所述逻辑判断电路，用于在所述第一数字信号为有效状态时，并且所述第一控制信号为有效状态时，输出计算结果为逆时针控制信号给所述控制电路；

所述逻辑判断电路，还用于在所述第一数字信号为有效状态时，并且所述第二控制信号为有效状态时，输出计算结果为顺时针控制信号给所述控制电路。

可以理解的是，为了实现逻辑判断电路的功能可以使用很多硬件逻辑电路来实现，例如可以使用CPLD来实现。

下面介绍一种具体的逻辑判断电路。

如图6所示，该逻辑判断电路包括：第一反相器U2A、第一与门U1A和第二与门U1B；

所述第一反相器U2A的输入端连接所述第一数字信号A；

所述第一与门U1A的第一输入端连接所述第一反相器U2A的输出端，所述第一与门U1A的第二输入端连接所述第一控制信号ALARM1；

所述第二与门U1B的第一输入端连接所述第一反相器U2A的输出端，所述第二与门U1B的第二输入端连接所述第二控制信号ALARM2；

所述第一与门U1A的输出端输出所述逆时针控制信号G_LIMIT-；

所述第二与门U1B的输出端输出所述顺时针控制信号G_LIMIT+。

可以看出进入逻辑判断电路的信号包括三个：第一数字信号、第一控制信号和第二控制信号。

当满足升降地板和旋转机架碰撞条件时，逻辑判断电路输出旋转机架的运动禁止信号。

由于角度判断电路输出的控制信号有2个，因此逻辑判断电路可以根据不同的控制信号，只是禁止有碰撞趋势的旋转方向的运动，此时仍然可以控制旋转机架向相反的方向运动(即远离碰撞的方向)。

实施例五：

下面介绍具体控制旋转机架向相反方向运动的控制电路。

参见图7，该图为本发明提供的控制电路示意图。

本实施例提供的控制电路包括：第一开关S1、第二开关S2、第一二极管 D1和第二二极管D2；

所述第一开关S1的控制端连接所述逆时针控制信号G_LIMIT-；

所述第二开关S2的控制端连接所述顺时针控制信号G_LIMIT+；

所述第一二极管D1的阳极连接所述第一开关S1的第一端，所述第一二极管D1的阴极连接所述第一开关S1的第二端；

所述第一开关S1的第一端连接驱动电机的速度控制信号G_CONT1，所述速度控制信号G_CONT1由上位机输出；

需要说明的是，G_CONT1由上位机输出的，本实施例中的控制电路并不能控制G_CONT1的输出，因为G_CONT1这个信号是由上位机控制的，控制电路仅是对G_CONT1进行干预，控制驱动旋转机架转动的驱动电机不按照 G_CONT1进行工作，即不听从G_CONT1的指挥。

所述第一开关S1的第二端连接所述第二开关S2的第一端；

所述第二二极管D2的阴极连接所述第二开关管S2的第一端，所述第二二极管D2的阳极连接所述第二开关S2的第二端；

所述第二开关S2的第二端连接所述驱动电机。

可以理解的是第二开关S2的第二端输出的是对驱动电机的控制信号。

本实施例中利用两个模拟开关和两个二极管的组合，实现了逻辑判断电路输出的两个方向的逻辑信号G_LIMIT+、G_LIMIT-对旋转机架的驱动电机的电流信号的顺时针和逆时针的旋转停止控制。

例如，当旋转机架达到预定的角度范围内时(假设升降地板故障，没有下降到位)G_LIMIT+信号起作用，控制相应的模拟开关打开，这时模拟信号 G_CONT1为负时才能通过，G_CONT1为正时不能通过，从而实现了旋转机架不可以继续顺时针旋转，如果G_CONT1为负时即改变了旋转方向则可以逆时针旋转。

另外，本实施例中，还包括电压转换电路；因为G_CONT1为电流信号，需要将该信号转换为电压信号。

所述速度控制信号G_CONT1为电流信号；

所述电压转换电路包括放大器N1B、第三电阻R3和第四电阻R4；

所述放大器N1B的负输入端连接所述第二开关的第二端；

所述放大器N1B的正输入端接地；

所述放大器N1B的输出端连接所述驱动电机；

所述第三电阻R3的一端连接所述放大器的负输入端，所述第三电阻R3 的另一端连接所述放大器N1B的输出端；

所述第四电阻R4的一端连接所述放大器N1B的输出端，所述第四电阻 R4的另一端接地。

综上所述，本发明以上实施例提供的防撞装置，完全由硬件电路来实现，由于硬件电路不需要通信线缆进行信号的传输，因此可靠性比较高，并且，本发明中利用限位开关和倾角传感器，成本也很低。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种医用电子直线加速器防碰撞保护装置，其特征在于，包括：限位开关、信号调理电路、倾角传感器、角度判断电路、逻辑判断电路和控制电路；

所述限位开关设置在预定水平位置，所述预定水平位置为旋转机架位于预定的角度范围内时升降地板需要下降到位的位置；

所述限位开关，用于判断所述升降地板是否触动到限位开关；

所述信号调理电路，用于将所述限位开关对应的第一数字信号发送给逻辑判断电路；

所述倾角传感器设置在所述旋转机架上，用于检测旋转机架的角度，将检测的旋转机架的角度发送给所述角度判断电路；

所述角度判断电路，用于判断所述角度位于所述预定的角度范围内时，发送控制信号给所述逻辑判断电路；

所述逻辑判断电路，用于对所述第一数字信号和所述控制信号进行逻辑计算，将计算结果输出给控制电路；

所述控制电路，用于判断所述计算结果符合碰撞条件时，控制所述旋转机架停止旋转；所述旋转机架由驱动电机驱动旋转。

2.根据权利要求1所述的医用电子直线加速器防碰撞保护装置，其特征在于，所述限位开关包括静触点、常闭触点和常开触点；

所述静触点连接第一电源；

所述限位开关不动作时，所述常闭触点连接所述静触点，所述常闭触点作为限位开关的信号输出端；

所述限位开关动作时，所述常开触点连接所述静触点；

所述信号调理电路包括光耦；

所述常闭触点通过第一电阻连接所述光耦的发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极连接所述第一电源对应的地；

所述光耦的第一输出端输出所述第一数字信号，所述光耦的第一输出端通过第二电阻连接第二电源，所述光耦的第二输出端连接所述第二电源对应的地。

3.根据权利要求2所述的医用电子直线加速器防碰撞保护装置，其特征在于，所述倾角传感器包括两个单轴倾角传感器，分别为第一单轴倾角传感器和第二单轴倾角传感器；

所述第一单轴倾角传感器水平设置；

所述第二单轴倾角传感器垂直设置；

所述第一单轴倾角传感器和第二单轴倾角传感器联合实现旋转机架360°度范围内的角度检测。

4.根据权利要求3所述的医用电子直线加速器防碰撞保护装置，其特征在于，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；

所述角度判断电路，用于判断所述角度大于所述预定的角度范围内的最小值且小于预设角度时，输出所述第一控制信号给所述控制电路；用于判断所述角度小于所述预定的角度范围内的最大值且大于所述预设角度时，输出所述第二控制信号给所述控制电路；所述预设角度大于所述预定的角度范围内的最小值且小于所述预定的角度范围内的最大值；

所述角度判断电路输出第一控制信号时，所述控制电路控制所述旋转机架逆时针旋转；

所述角度判断电路输出第二控制信号时，所述控制电路控制所述旋转机架顺时针旋转。

5.根据权利要求4所述的医用电子直线加速器防碰撞保护装置，其特征在于，所述角度判断电路包括：第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一或非门、第二或非门和非门；

所述第一比较器的第一输入端连接第一单轴倾角传感器的信号输出端，所述第一比较器的第二输入端连接第一参考电压；

所述第二比较器的第一输入端连接第二单轴倾角传感器的信号输出端，所述第二比较器的第二输入端连接第二参考电压；

所述第三比较器的第一输入端连接第二单轴倾角传感器的信号输出端，所述第三比较器的第二输入端连接第三参考电压；

所述第一比较器的输出端连接所述第一或非门的第一输入端；所述第二比较器的输出端连接所述第一或非门的第二输入端；

所述第一比较器的输出端连接所述第二或非门的第一输入端，所述第三比较器的输出端连接所述非门的输入端，所述非门的输出端连接所述第二或非门的第二输入端；

所述第一或非门输出所述第一控制信号；

所述第二或非门输出所述第二控制信号。

6.根据权利要求5所述的医用电子直线加速器防碰撞保护装置，其特征在于，所述角度判断电路还包括：第一光耦继电器和第二光耦继电器；

所述第一或非门的输出端连接所述第一光耦继电器的发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地，所述第一光耦继电器的第一输出端接电源，所述第一光耦继电器的第二输出端为所述第一控制信号对应的输出端；

所述第二或非门的输出端连接所述第二光耦继电器的发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地，所述第二光耦继电器的第一输出端接电源，所述第二光耦继电器的第二输出端为所述第二控制信号对应的输出端。

7.根据权利要求5或6所述的医用电子直线加速器防碰撞保护装置，其特征在于，所述逻辑判断电路，用于在所述第一数字信号为有效状态时，并且所述第一控制信号为有效状态时，输出计算结果为逆时针控制信号给所述控制电路；

所述逻辑判断电路，还用于在所述第一数字信号为有效状态时，并且所述第二控制信号为有效状态时，输出计算结果为顺时针控制信号给所述控制电路。

8.根据权利要求7所述的医用电子直线加速器防碰撞保护装置，其特征在于，所述逻辑判断电路包括：第一反相器、第一与门和第二与门；

所述第一反相器的输入端连接所述第一数字信号；

所述第一与门的第一输入端连接所述第一反相器的输出端，所述第一与门的第二输入端连接所述第一控制信号；

所述第二与门的第一输入端连接所述第一反相器的输出端，所述第二与门的第二输入端连接所述第二控制信号；

所述第一与门的输出端输出所述逆时针控制信号；

所述第二与门的输出端输出所述顺时针控制信号。

9.根据权利要求8所述的医用电子直线加速器防碰撞保护装置，其特征在于，所述控制电路包括：第一开关、第二开关、第一二极管和第二二极管；

所述第一开关的控制端连接所述逆时针控制信号；

所述第二开关的控制端连接所述顺时针控制信号；

所述第一二极管的阳极连接所述第一开关的第一端，所述第一二极管的阴极连接所述第一开关的第二端；

所述第一开关的第一端连接驱动电机的速度控制信号，所述速度控制信号由上位机输出；

所述第一开关的第二端连接所述第二开关的第一端；

所述第二二极管的阴极连接所述第二开关管的第一端，所述第二二极管的阳极连接所述第二开关的第二端；

所述第二开关的第二端连接所述驱动电机。

10.根据权利要求9所述的医用电子直线加速器防碰撞保护装置，其特征在于，还包括电压转换电路；

所述速度控制信号为电流信号；

所述电压转换电路包括放大器，第三电阻和第四电阻；

所述放大器的负输入端连接所述第二开关的第二端；

所述放大器的正输入端接地；

所述放大器的输出端连接所述驱动电机；

所述第三电阻的一端连接所述放大器的负输入端，所述第三电阻的另一端连接所述放大器的输出端；

所述第四电阻的一端连接所述放大器的输出端，所述第四电阻的另一端接地。