CN107411763B - 确定一对象的位置的驱动系统、检查床和医疗器械 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种确定一对象的位置的驱动系统、检查床和医疗器械。根据本发明的第一方面，提供一种确定一对象的位置的驱动系统，包括：一电机；一电机控制器；一增量编码器；一绝对位置传感器。本发明的驱动系统、检查床和医疗器械通过增量编码器和绝对位置传感器的配合，能在移动较短的行程之后确定对象的位置，并且避免了由大电容、强力的锁止机构和脱开机构引起的成本。

Description

确定一对象的位置的驱动系统、检查床和医疗器械
技术领域
本发明涉及驱动系统。
背景技术
在诸如计算机断层扫描设备的医疗器械中，检查床通常需要相对成像系统移动，而医疗器械需要知道床板的位置。
高端的医疗器械通常采用高精度的绝对编码器。一些低端医疗器械采用增量编码器，控制单元须保存断电之前检查床的最后位置，驱动系统在失电之后锁死。控制单元需要频繁检查编码器测量的零位置和光栅指示的零位置之间的一致性。若发现不一致，就需要重新寻找零位置。在最坏情况下，检查床需要在找零过程中移动整个行程。使用这种方法的检查床需要为控制单元配备大电容，并要配备强力的锁止机构。此外，由于IEC60601-1要求在失电以后床板必须能自由移动，因此需要有将床板与驱动系统脱开的机构。
也有一些低端设备的检查床提供恒定的零位置，但绝对定位的精度超过2mm。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种确定一对象的位置的驱动系统、检查床和医疗器械。
根据本发明的第一方面，提供一种确定一对象的位置的驱动系统，包括：一电机，其用于驱动所述对象；一逻辑控制单元；一电机控制器，其接收所述逻辑控制单元的命令并据此控制所述电机的运动；一增量编码器，向所述电机控制器发送一增量信号，在所述增量编码器旋转一周时，所述增量编码器向所述逻辑控制单元发送一标记信号，两个相邻标记信号之间所述对象的行程记为index_len；一绝对位置传感器，其测量所述对象的绝对位置Measured_pos1并具有一线性误差lin_err，且2*lin_err≤index_len，所述绝对位置传感器向所述逻辑控制单元发送所述对象的绝对位置Measured_pos1；所述逻辑控制单元向所述电机控制器发送命令，以使所述对象向前，直至所述逻辑控制单元接收到下一个标记信号；在Measured_pos1-lin_err>(n-1)*index_len且Measured_pos1+lin_err<n*index_len，或Measured_pos1≤n*index_len≤Measured_pos1+lin_err且所述对象的行程distance<2*lin_err时，所述驱动系统确定所述对象的位置是n*index_len；在Measured_pos1≤n*index_len≤Measured_pos1+lin_err且所述对象的行程distance≥2*lin_err时，所述驱动系统确定所述对象的位置是(n+1)*index_len；其中n为大于0的正数。
在一实施例中，所述逻辑控制单元和电机控制器通过控制器局域网络连接。
在一实施例中，所述绝对位置传感器为一低精度传感器。
根据本发明的第二方面，提供一种检查床，包括：一床板；一如上文所述的驱动系统，所述对象即所述床板。
根据本发明的第三方面，提供一种医疗器械，包括一如上文所述的检查床。
本发明的驱动系统、检查床和医疗器械通过增量编码器和绝对位置传感器的配合，能在移动较短的行程之后确定对象的位置，并且避免了由大电容、强力的锁止机构和脱开机构引起的成本。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为根据本发明的一实施例的确定一对象的位置的驱动系统的结构框图。
图2为图1的驱动系统的增量编码器和绝对位置传感器的在情形1下的输出关系图。
图3为图1的驱动系统的增量编码器和绝对位置传感器的在情形2下的输出关系图。
在上述附图中，所采用的附图标记如下：
100 驱动系统 106 电机
102 逻辑控制单元 108 增量编码器
104 电机控制器 110 绝对位置传感器
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
图1为根据本发明的一实施例的确定一对象的位置的驱动系统100的结构框图，在本实施例中该对象例如是检查床的床板。驱动系统100包括一逻辑控制单元102、一电机控制器104、一电机106、一增量编码器108和一绝对位置传感器110。为降低成本，绝对位置传感器110可以是一低精度传感器。电机106其用于驱动床板。电机控制器104接收逻辑控制单元102的命令并据此控制电机106的运动。增量编码器108向电机控制器104发送一增量信号。在增量编码器108旋转一周时，增量编码器108向逻辑控制单元102发送一标记信号，两个相邻标记信号之间床板的行程记为index_len。绝对位置传感器110测量床板的绝对位置Measured_pos1并具有一线性误差lin_err，且2*lin_err≤index_len，绝对位置传感器110向逻辑控制单元102发送床板的绝对位置Measured_pos1。图2和3分别为图1的驱动系统100的增量编码器108和绝对位置传感器110的在情形1和情形2下的输出关系图。其中：直线A为绝对位置传感器110的输出，即绝对位置传感器110测量到的床板的绝对位置，其两侧的虚线表示绝对位置传感器110的线性度误差范围，脉冲信号B为增量编码器108的输出。
情形1是指Measured_pos1-lin_err>(n-1)*index_len且Measured_pos1+lin_err<n*index_len。Measured_pos1是当前绝对位置传感器110测量到的床板的绝对位置。图2中垂直虚线的横坐标自左到右依次是(n-1)*index_len、Actual_position-lin_err、Actual_position、Actual_position+lin_err和n*index_len，其中Actual_position是床板的实际位置。在此情形下，逻辑控制单元102向电机控制器104发送命令，以使床板向前，直至逻辑控制单元102接收到下一个标记信号。显然，逻辑控制单元102接收到下一个标记信号时，绝对位置传感器110测量到的床板的绝对位置是Measured_pos2，床板位于n*index_len，因此驱动系统100确定床板的位置是n*index_len。
情形2是指Measured_pos1≤n*index_len≤Measured_pos1+lin_err。Measured_pos1是当前绝对位置传感器110测量到的床板的绝对位置。图3中垂直虚线的横坐标自左到右依次是(n-1)*index_len、Actual_position-lin_err、Actual_position、Actual_position+lin_err和(n+1)*index_len。在此情形下，逻辑控制单元102向电机控制器104发送命令，以使床板向前，直至逻辑控制单元102接收到下一个标记信号。若检查床原来的实际位置在Actual_position-lin_err和n*index_len之间，则检查床的行程distance<2*lin_err，逻辑控制单元102接收到下一个标记信号时，绝对位置传感器110测量到的床板的绝对位置是Measured_pos2，床板位于n*index_len，因此驱动系统100确定床板的位置是n*index_len。若检查床原来的实际位置在n*index_len和Actual_position+lin_err之间，则检查床的行程distance≥2*lin_err，逻辑控制单元102接收到下一个标记信号时，绝对位置传感器110测量到的床板的绝对位置是Measured_pos2，床板位于(n+1)*index_len，因此驱动系统100确定床板的位置是(n+1)*index_len。在本申请中n为大于0的正数。
逻辑控制单元102和电机控制器104可通过控制器局域网络(CAN)连接。
根据本发明的第二方面，提供一种检查床，包括一床板和上文所述的驱动系统100。
根据本发明的第三方面，提供一种医疗器械，包括一如上文所述的检查床。
本发明的驱动系统、检查床和医疗器械通过增量编码器和绝对位置传感器的配合，能在移动较短的行程之后确定对象的位置，并且避免了由大电容、强力的锁止机构和脱开机构引起的成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种确定一对象的位置的驱动系统，包括：
一电机(106)，其用于驱动所述对象；
一逻辑控制单元(102)；
一电机控制器(104)，其接收所述逻辑控制单元(102)的命令并据此控制所述电机(106)的运动；
一增量编码器(108)，向所述电机控制器(104)发送一增量信号，在所述增量编码器(108)旋转一周时，所述增量编码器(108)向所述逻辑控制单元(102)发送一标记信号，两个相邻标记信号之间所述对象的行程记为index_len；
一绝对位置传感器(110)，其测量所述对象的绝对位置Measured_pos1并具有一线性误差lin_err，且2*lin_err≤index_len，所述绝对位置传感器(110)向所述逻辑控制单元(102)发送所述对象的绝对位置Measured_pos1；
所述逻辑控制单元(102)向所述电机控制器(104)发送命令，以使所述对象向前，直至所述逻辑控制单元(102)接收到下一个标记信号；
在Measured_pos1-lin_err>(n-1)*index_len且Measured_pos1+lin_err<n*index_len，或Measured_pos1≤n*index_len≤Measured_pos1+lin_err且所述对象的行程distance<2*lin_err时，所述驱动系统确定所述对象的位置是n*index_len；
在Measured_pos1≤n*index_len≤Measured_pos1+lin_err且所述对象的行程distance≥2*lin_err时，所述驱动系统确定所述对象的位置是(n+1)*index_len；
其中n为大于0的正数。
2.如权利要求1所述的驱动系统，其特征是，所述逻辑控制单元(102)和电机控制器(104)通过控制器局域网络连接。
3.如权利要求1所述的驱动系统，其特征是，所述绝对位置传感器(110)为一低精度传感器。
4.一种检查床，包括：
一床板；
一如权利要求1至3中任一项所述的驱动系统，所述对象即所述床板。
5.一种医疗器械，包括一如权利要求4所述的检查床。
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