CN108135767A - 用于控制手术台的至少一个驱动装置的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制手术台(100)的至少一个驱动装置(20)的设备(10)，包括用于基于至少一个第一输入控制信号(12a)而提供输出控制信号(16)的控制单元(14)。所述设备(10)被构建为：可借助所述输出控制信号(16)控制所述驱动装置(20)，并且可借助第二输入控制信号(12b)直接控制所述驱动装置(20)。所述设备(10)的特征在于：所述控制单元(14)接收所述第二输入控制信号(12b)或基于所述第二输入控制信号(12b)的信号(216)。

Description

用于控制手术台的至少一个驱动装置的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制手术台的至少一个驱动装置的设备和方法。所述设备被构建为可借助操作单元直接控制所述驱动装置。
背景技术
由现有技术已知一种用于手术台的“超驰控制(Override)”(优先)操作单元，其固定地整合在手术台支柱中。超驰控制操作单元通过以下方式提高手术台的可用性：超驰控制操作单元能够实现对手术台的如下调节驱动器的控制，这些调节驱动器在特定情况下无法再被其他操作单元用来操作手术台。举例而言，当手术台的电子控制单元出错，或者当其他操作单元(例如有线操作设备或红外遥控)发生故障或不可用时，就会出现这样的情况。
现有技术中借助超驰控制操作单元对手术台的至少一个致动器或驱动装置进行控制的做法存在以下不足：为了确保手术台的高可用性，以独立于手术台的控制单元的软件的方式对需要被控制的致动器进行控制。其结果是，当借助超驰控制操作单元操作手术台时，借助该软件而实现的操作功能(例如对手术台的借助致动器而可运动的组件所实施的碰撞监测)是不活跃的。
根据现有技术，特别是存在所谓的被动超驰控制。这种被动超驰控制是对需要被控制的致动器(例如手术台的液压泵或液压阀的致动器)进行直接控制，但运行相应的控制软件的微控制器并不处理超驰控制操作单元的输入控制信号。这能实现手术台的高可用性，因为即使出现某些故障情况，也能通过超驰控制操作单元来操作手术台。但无法对手术台的借助致动器而可运动的组件进行碰撞监测。再者，实施被动超驰控制时，超驰控制操作单元与微控制器之间无法通信，导致致动器有可能从超驰控制操作单元和包含微控制器的控制单元得到不同的控制信号。另外，实施被动超驰控制时也无法实现其他功能，例如检验手术台的倾覆稳定性，检测“生命周期(Life-Cycle)”数据(意即，主要是存储关于使用者曾在何时以及以何种频度激活过某一操作功能的信息)，等等。
发明内容
基于已知的现有技术，本发明的目的是提供一种用于控制手术台的至少一个驱动装置的设备，该设备即使在其控制单元发生故障时也能实现所述手术台的高可用性，同时能够对所述驱动装置的直接控制进行检验。
本发明用以达成这一目的的解决方案为一种具有权利要求1的特征的设备以及一种具有权利要求16的特征的方法。有利的进一步方案在从属权利要求中给出。
借助具有权利要求1的特征的设备，即使该设备的控制单元发生故障，也能实现手术台的高可用性，同时能够对驱动装置的直接控制进行检验，因为可以借助第二输入控制信号直接控制驱动装置。此外，控制单元接收第二输入控制信号或基于第二输入控制信号的信号。所述设备优选被构建为使得第二输入控制信号优先于第一输入控制信号。借此可实现优先控制，即：控制单元能够跟着读取(mitlesen)可由超驰控制操作单元提供的第二输入控制信号或基于第二输入控制信号的信号，以便酌情输出警报，特别是碰撞警报。与此同时，实施这种优先控制时可以防止以下情形的发生：在借助超驰控制操作单元实施操作的情况下，控制单元能够介入对驱动装置的直接控制。如此一来，一方面，即使在控制单元发生故障时也能实现手术台的高可用性，另一方面，同时能够对驱动装置的直接控制进行检验。
实施这种优先控制时优选也能实现：借助控制单元进行碰撞监测，以便防止手术台的借助驱动装置而可运动的组件与手术台的另一组件或者与环境(特别是地板)发生碰撞，或者发出相关警报。此外，通过这种优先控制还能使控制单元接收第二输入控制信号，从而实现超驰控制操作单元与控制单元之间的通信。优选地，在借助超驰控制操作单元实施操作的情况下，自动停止借助控制单元的输出控制信号而可对驱动装置实施的控制。
优选地，可借助第二输入控制信号直接控制驱动装置，其实现方式为：所述设备在绕过控制单元的情况下借助第二输入控制信号对驱动装置进行控制。因此，借助第二输入控制信号对驱动装置所实施的直接控制的特征在于：这种直接控制可以不受控制单元影响。举例而言，可以借助超驰控制操作单元对驱动装置进行硬接线控制来实现直接控制，具体来说就是，超驰控制操作单元的操作元件通过线材和可能需要的场效应晶体管(FET)或其他开关与驱动装置硬接线(hard wired)。驱动装置优选包括致动器。该致动器可特别是电动机、阀门或液压泵。此外，驱动装置也可包括一或数个设于该致动器上游的信号处理组件，例如PWM(脉冲宽度调制)模块和/或DC/DC转换器。对驱动装置的直接控制特别是指不会受控制单元的控制软件影响的控制。
优选地，所述设备在控制单元发生故障时将借助输出控制信号对驱动装置所实施的控制中止。借此可防止：可由标准操作单元提供的第一输入控制信号在控制单元发生故障时被传送至驱动装置。优选地，所述设备在控制单元发生故障时不中止借助第二输入控制信号而可对驱动装置所实施的直接控制。借此可确保：可由超驰控制操作单元提供的第二输入控制信号即使在控制单元发生故障时也能触发对驱动装置的期望控制。由此实现：当控制单元发生故障时，只有借助第二输入控制信号对驱动装置所实施的直接控制能够继续进行，而借助控制单元的输出控制信号对驱动装置所实施的、有可能存在瑕疵的控制则被阻止。其效果主要是，优先控制得以可靠运作。
优选地，控制单元被建构为：基于第一输入控制信号以及基于第二输入控制信号分别进行碰撞监测，以便防止手术台的借助驱动装置而可运动的组件与手术台的另一组件或者与环境发生碰撞，或者发出相关警报。借此可在实施优先控制时进行基于第一和第二输入控制信号的碰撞监测，借助该碰撞监测可以触发所述设备的安全功能。
优选地，控制单元被构建为：实施碰撞监测时，当在控制驱动装置的过程中，手术台的借助驱动装置而可运动的组件到手术台的另一组件或者到环境的最小距离被达到或者小于该最小距离时，产生至少一个第一报警信号。当碰撞监测的结果满足所存储的预设判断标准时，借此可触发所述设备的安全功能。具体而言，该判断标准对应于第一报警信号的产生条件。
优选地，控制单元被构建为：实施碰撞监测时，检验手术台的借助驱动装置而可运动的组件在控制驱动装置的过程中相对于手术台的另一组件的位置所发生的位置变化是允许的还是不允许的，并且根据这一检验的结果产生至少一个第一报警信号。如此一来，特别是可以在手术台的可相对运动的组件即将或马上就要相撞时，或者可以在手术台的可动组件即将或马上就要与环境相撞时，特别是在达到或小于最小距离时，产生至少一个第一报警信号。
第一报警信号优选为光学或声学报警信号。借此可在手术台的可动组件即将或马上就要发生碰撞时，输出光学或声学报警信号以提醒使用者。
优选地，控制单元被构建为：实施碰撞监测时，当在控制驱动装置的过程中，手术台的借助驱动装置而可运动的组件到手术台的另一组件或者到环境的最小距离被达到或者小于该最小距离时，产生用于安全释放单元的锁定信号。其中，特别是借助第二输入控制信号对驱动装置所实施的直接控制能够继续进行。当碰撞监测的结果满足所存储的预设判断标准时，借此能够以产生锁定信号的方式触发所述设备的安全功能。其中，借助第二输入控制信号对驱动装置所实施的直接控制即使在产生锁定信号的情况下也不中止。
优选地，控制单元被构建为：实施碰撞监测时接收至少一个传感器信号，其中该传感器信号总是提供手术台的借助驱动装置而可运动的组件的位置和/或位置变化。如此一来，可以借助接收到传感器信号来实施碰撞监测，这些传感器信号是此前由对应于手术台的可动组件的各种传感器检测到的。
优选地，安全释放单元包括第一锁定单元，该第一锁定单元用于根据控制单元所产生的锁定信号锁定输出控制信号。因此，锁定信号可被用来阻止借助输出控制信号对驱动装置所实施的控制。
优选地，第一锁定单元被构建为：在第一切换状态下将输出控制信号传送至驱动装置，并且在第二切换状态下中止输出控制信号的传送。借此可确保：当第一锁定单元接收到锁定信号时，借助输出控制信号对驱动装置所实施的控制被阻止。
优选地，安全释放单元包括用于锁定第二输入控制信号的第二锁定单元。第二锁定单元被构建为：在第一切换状态下将第二输入控制信号传送至驱动装置，并且在第二切换状态下中止第二输入控制信号的传送。此外，第二锁定单元在所述设备启动后转换至第一切换状态，并且即使在控制单元发生故障时也保持这个第一切换状态。这一点特别是可以通过自保持功能而实现，即：第二锁定单元始终保持其第一切换状态。由此实现：无论控制单元的故障还是锁定信号的产生，都不会中止借助第二输入控制信号对驱动装置所实施的直接控制。
优选地，第一输入控制信号可以通过可与所述设备耦合的第一操作单元被提供给所述设备。此外，第二输入控制信号可以通过可与所述设备耦合的第二操作单元被提供给所述设备。这样就可以设置第一操作单元(特别是标准操作单元)和第二操作单元(特别是超驰控制操作单元)，借助这些操作单元可以将第一和第二输入控制信号互不影响地提供给所述设备。第一操作单元优选可通过无线接口如IR(红外)接口与所述设备耦合。此外，第二操作单元可与所述设备硬接线。
所述设备例如包括开关元件，其被构建为根据第二输入控制信号中止控制单元的用于控制驱动装置(特别是致动器)的输出控制信号的传送。
所述设备例如包括安全释放单元，其被构建为根据第二输入控制信号或者根据控制单元的使能信号将驱动装置(特别是PWM(脉冲宽度调制)模块和/或DC/DC转换器)与供电单元(PSU)连接起来。
控制单元或亦称“主微控制器”的控制单元模块优选接收第二输入控制信号或基于第二输入控制信号的信号。然而，借助超驰控制操作单元实施操作时，控制单元不再能影响借助控制单元的输出控制信号而可对致动器实施的控制。第二输入控制信号优选触发安全释放单元的激活，并且例如通过输出级来激活包含致动器的驱动装置。
举例而言，特别是当借助超驰控制操作单元实施操作时，控制单元无法阻止碰撞。在此情况下，控制单元仅能产生报警信号以向使用者发出碰撞警报。
此外，借助本发明的设备也能实现其他功能，例如发出倾覆危险警报或者检测“生命周期”数据等等。其中，特别是当手术台的倾覆稳定性较低时，可以发出倾覆危险警报。
此外，本发明提出一种控制手术台的至少一个驱动装置的方法。该方法包括：借助控制单元基于至少一个第一输入控制信号而提供输出控制信号，借助输出控制信号控制驱动装置，以及借助第二输入控制信号直接控制驱动装置。所述方法的特征在于：控制单元接收第二输入控制信号或基于第二输入控制信号的信号。
附图说明
下文中的说明是借助实施例并参考附图对本发明所做的详细阐述，从中可获得本发明进一步的特征与优点。
其中：
图1为用于控制手术台的至少一个驱动装置的设备的框图，该设备具有根据实施例的控制单元；
图2为根据图1的设备的框图，该设备具有根据实施例的安全释放单元；
图3为根据图1的设备的框图，该设备具有根据实施例的第一操作单元和第二操作单元；
图4为根据实施例的手术台的示意图，该手术台具有根据图1的设备；
图5为根据图3的第二操作单元的示意图，该第二操作单元具有数个例示性的操作面板和操作元件；
图6为根据实施例的手术台的透视示意图，该手术台具有根据图3的第二操作单元以及手术台的数个借助致动器而可运动的组件；
图7为用于控制手术台的至少一个致动器的设备的框图，该设备具有根据另一实施例的控制单元；及
图8为用于控制手术台的至少一个致动器的设备的框图，该设备具有根据另一实施例的控制单元。
具体实施方式
接下来将参照附图对本发明进行详细说明，在此之前需要指出的是，在下文所描述的实施例中，相同元件或功能相同的元件在各图中均以相同的附图标记标示。因此，针对附图标记相同的元件所做的说明可以互换且/或在不同实施例中可互用。
图1示出用于控制手术台的至少一个驱动装置20的设备10的框图，该设备具有根据实施例的控制单元14。如图1所示，设备10接收第一输入控制信号12a和第二输入控制信号12b，并且将这些输入控制信号传送至控制单元14。控制单元14用于基于第一输入控制信号12a而提供输出控制信号16。此外，控制单元14可用于产生报警信号18a。其中，控制单元14特别是接收第二输入控制信号12b。借助报警信号18a可以在手术台的可动组件即将或马上就要发生碰撞时，向使用者发出警报。
作为替代或补充，借助控制单元14也可以实现设备10其他的向使用者发出警报的功能。设备10的这些其他功能例如包括：在手术台的倾覆稳定性较低时发出倾覆危险警报，或者与检测到的“生命周期”数据有关的提醒，例如关于使用者曾在何时以及以何种频度激活过某一操作功能的存储信息。换言之，基于收集到的生命周期数据来提醒使用者，是可行的应用。但是，存储生命周期数据的目的优选不是提醒使用者，而只是为了“服务”或者说告知(意即，只是为使用者提供信息)。
在图1所示的实施例中，借助输出控制信号16对驱动装置20进行控制。此外，借助第二输入控制信号12b对驱动装置20进行直接控制。其中，借助第二输入控制信号12b对驱动装置20所实施的直接控制优先于借助输出控制信号16对驱动装置20所实施的控制。借此可实现对手术台的驱动装置20的优先控制，该优先控制在控制单元失效时也还起作用。
图2示出根据图1的设备10的框图，该设备具有根据实施例的安全释放单元24。在图2所示的实施例中，设备10包括控制单元14和安全释放单元24。控制单元14用于基于第一输入控制信号12a而提供输出控制信号16。此外，控制单元14可用来产生用于安全释放单元24的锁定信号22。如图2所示，安全释放单元24包括第一锁定单元26a和第二锁定单元26b。第一锁定单元26a用于根据控制单元14所产生的锁定信号22锁定输出控制信号16。此外，第二锁定单元26b用于锁定第二输入控制信号12b。如图2中示意性所示，第一和第二锁定单元26a、26b分别具有第一切换状态(I)和第二切换状态(II)，可以在这两个切换状态之间转换。
优选在第一锁定单元26a的第一切换状态I下将输出控制信号16传送至驱动装置20。此外，在第一锁定单元26a的第二切换状态II下中止向驱动装置20传送输出控制信号16。其中，当第一锁定单元26a接收到控制单元14所产生的锁定信号22时，第一锁定单元26a从第一切换状态I切换至第二切换状态II。
在第二锁定单元26b的第一切换状态I下将第二输入控制信号12b传送至驱动装置20。此外，在第二锁定单元26b的第二切换状态II下中止第二输入控制信号12b的传送。第二锁定单元26b优选在设备10启动后转换至第一切换状态I，并且即使在控制单元14发生故障时也保持这个第一切换状态I。这一点特别是可以通过第二锁定单元26b的自保持功能而实现。
图1和图2中示意性示出的报警信号18a以及用于安全释放单元24的锁定信号22的产生特别是可以在使用控制单元14对手术台的借助驱动装置20而可运动的组件实施碰撞监测时进行。其中，控制单元14在第一和第二输入控制信号12a、12b基础上实施碰撞监测。
图3示出根据图1的设备10的框图，该设备具有第一操作单元62a至62e和第二操作单元62f。在图3所示的实施例中，设备10包括控制单元14和安全释放单元24。图3所示的控制单元14特别是包括控制单元模块202和监测单元40。监测单元40用于测定控制单元14的故障。此外，监测单元40可提供用于安全释放单元24的锁定信号22。如图3所示，控制单元模块202和监测单元40通过多条通信路径42a至42c相互耦合。第一通信路径42a包括总线接口44(CAN)。第二通信路径42b包括非易失性存储器46(NVRAM)。第三通信路径42c包括“生命征象”模块48(“Sign of Life”)。总线接口44、非易失性存储器46和生命征象模块48用于传输和存储可以在控制单元模块202与监测单元40之间交换的信号信息。这些信号信息优选包括关于控制单元14的故障的信息。
在图3所示的实施例中，监测单元40接收第一输入控制信号12a。此外，监测单元40根据通过通信路径42a至42c中的一条通信路径所接收到的关于控制单元14的故障的信息来对安全释放单元24进行控制。监测单元40优选按以下方式对安全释放单元24进行控制：当控制单元14发生故障时，借助输出控制信号16对电动机21a和阀门21b所实施的控制被中止，借助第二输入控制信号12b对电动机21a和阀门21b所实施的直接控制不被中止。其中，信号路径17a、17b分别用于将输出控制信号16和第二输入控制信号12b传送至电动机21a或阀门21b。此外，信号路径17a、17b通过设备10的相应的输出节点58a、58b。在图3所示的实施例中，驱动装置包括数个致动器21，特别是电动机21a和阀门21b。电动机21a例如驱动液压泵。
在图3的实施例中，设备10与第一操作单元62a至62e和第二操作单元62f耦合。第一操作单元62a至62e用于为设备10提供第一输入控制信号12a。此外，第二操作单元62f用于为设备10提供第二输入控制信号12b。第一操作单元62a至62e例如包括有线手动操作单元62a、红外遥控操作单元62b、传感器控制操作单元62c、脚踏开关操作单元62d或中央控制操作单元62e。其中，第一操作单元62a至62e通过无线或有线的第一接口56a与设备10耦合。有线手动操作单元62a优选与设备10硬接线，而红外遥控操作单元62b、传感器控制操作单元62c、脚踏开关操作单元62d和中央控制操作单元62e则通过红外接口与设备10耦合。第二操作单元62f特别是超驰控制操作单元。第二操作单元62f优选与设备10硬接线。如图3所示，设备10通过输入节点56b从第二操作单元62f接收第二输入控制信号12b。
第二输入控制信号12b被控制单元模块202接收(信号路径1)。此外，第二输入控制信号12b被安全释放单元24接收(信号路径2)。信号路径1用于借助控制单元14来跟着读取第二操作单元62f所提供的第二输入控制信号12b，以便特别是输出碰撞警报。此外，信号路径2用于借助第二操作单元62f来对安全释放单元24进行直接控制以及对致动器21、特别是对电动机21a和阀门21b进行直接控制。在此，对致动器21的直接控制特别是指绕过控制单元14(意即，绕过控制单元模块202和监测单元40)对致动器21所实施的直接控制。
各种第一操作单元62a至62e特别是组成第一操作单元组63。根据图3的实施例，控制单元模块202通过控制单元模块202与第一操作单元组63之间优选为双向的通信连接3来接收第一输入控制信号12a。双向通信连接3用于在使用控制单元模块202的情况下对致动器21进行控制。
在图3所示的实施例中，控制单元模块202用于实施建立在第一和第二输入控制信号12a、12b基础上的碰撞监测以及用于输出相应的碰撞警报。如图3所示，控制单元模块202通过设备的输入节点56c接收传感器28所检测到的传感器信号30。传感器信号30优选提供手术台的借助电动机21a而可运动的组件的位置和/或位置变化。控制单元模块202特别是对以下情况进行检验：手术台的这个可动组件被传感器28检测到的相对于手术台的另一组件的位置的位置变化是允许的还是不允许的。当电动机21a受到控制，使得手术台的借助电动机21a而可运动的组件到手术台的另一组件或者到环境的最小距离被达到或者小于该最小距离时，手术台的该可动组件的被检测到的位置变化优选是不允许的。如果被检测到的位置变化是不允许的，则控制单元模块202优选产生第一光学报警信号18a和第二声学报警信号18b。如图3所示，第一光学报警信号18a可通过设备10的输出节点58c被传送至LED(发光二极管)显示器32。此外，第二声学报警信号18b可被传送至设备10所包含的报警器34。LED显示器32和声学报警器34用于在手术台的借助电动机21a而可运动的组件即将或马上就要发生碰撞时，向使用者发出警报。
根据图3，控制单元模块202优选借助通过设备10的输入节点56d的信号路径38与供电单元36(PSU)耦合。供电单元36用于为控制单元模块202供电。
此外，根据图3，总线接口44(CAN)可借助通过设备10的总线节点60的信号路径52与服务模块装置50耦合。服务模块装置50用于根据用户输入来配置总线接口44。
图4示出根据实施例的手术台100的示意图，该手术台具有根据图1的设备10。如图4所示，手术台100包括手术台底座102、手术台支柱104和手术台面106。在图4所示的实施例中，根据图1的设备10整合在手术台100的手术台支柱104中。整合在手术台支柱104中且具有图4中未示出的控制单元14以及声学报警器34的设备10用于对手术台100的液压阀21b和液压泵21c进行控制。如图4中示意性所示，手术台支柱104包括被构建为红外接口的第一输入接口56a，其用于将第一操作单元62a至62d与设备10耦合。其中，第一输入接口56a特别是用于耦合有线手动操作单元62a、红外遥控操作单元62b、传感器控制操作单元62c、脚踏开关操作单元62d和中央控制操作单元62e。此外，手术台支柱104包括第二操作单元62f。第二操作单元62f优选整合在手术台支柱104中。如图4中示意性所示，第二操作单元62f与设备10耦合。此外，第二操作单元62f用于对液压阀21b和液压泵21c进行直接控制。
根据图4，手术台支柱104包括可与设备10耦合的服务模块装置50。服务模块装置50特别是与第一接口64a(例如为WLAN接口)和第二接口64b(例如为以太网接口)耦合。使用者可以借助服务模块装置50对设备10的控制单元14进行相应配置。
根据图4，设备10与整合在手术台底座102中的供电单元36(PSU)连接。供电单元36特别是包括充电单元36a，该充电单元通过变压器36b连接手术台100的中央电源，并且进一步地连接可充电电池36c、36d。根据图4，设备10还可与行走驱动马达68、检测四个支撑滚轮的位置的传感器70以及检测行走驱动滚轮的位置的传感器72耦合，其中行走驱动马达68和传感器70、72分别整合在手术台底座102中。
在图4的实施例中，设备10通过整合在手术台面106中的耦合接口66(特别是接线点66)连接腿板传感器28a、纵向位移传感器28b、“特伦德伦伯格卧位(Trendelenburg)”传感器或倾斜传感器28c和背板传感器28d。此外，耦合接口66用于将位于手术台面106中的阀门与设备10连接起来。此外，手术台支柱104中可设置与设备10耦合的高度传感器28e。借助这些传感器28a至28e可以检测手术台100的组件运动时的各种参数，特别是组件的具体位置和/或位置变化，并且提供给设备10的控制单元14。
图5示出根据图3的第二操作单元62f的示意图，该第二操作单元具有数个例示性的操作面板74至78和操作元件80a至80c、82a至82c以及84a至84f。第二操作单元62f优选包括薄膜键盘。其中，操作元件80a至80c、82a至82c以及84a至84f特别是整合在薄膜键盘中的、用于实现手术台的各种功能的按键元件。举例而言，借助操作元件80a、80b可以激活锁定功能和解锁功能。此外，借助操作元件80c可以接通或关断第二操作单元62f。
借助操作元件82a、82b可以触发手术台面的特伦德伦伯格卧位倾斜运动和可逆的特伦德伦伯格卧位倾斜运动。此外，借助操作元件82c可以使手术台面做升降运动和倾斜运动。
借助操作元件84a、84b可以分别使背板和腿板做上升运动。此外，借助操作元件84c、84d可以分别使背板和腿板做下降运动。再者，借助操作元件84e、84f可以使手术台面在相反的两个方向上进行纵向位移。
图6示出根据实施例的手术台100的透视示意图，该手术台具有根据图3的第二操作单元62f以及手术台100的数个借助致动器21而可运动的组件108a至108c。图6所示的手术台100特别是包括手术台底座102、手术台支柱104和手术台面106。其中，手术台支柱104布置在手术台底座102上。此外，手术台面106布置在手术台支柱104上。如图6中示意性所示，手术台面106特别是包括具有可动组件108a的背板部分、具有可动组件108b的座板部分(Basisplattenabschnitt)以及具有可动组件108c的腿板部分。整合在手术台底座102中且能被传感器70、72检测到的支撑滚轮和行走驱动滚轮在图6中未示出。手术台底座102的支撑滚轮特别是可以缩入，以确保手术台100的稳定以及手术的安全进行。这种状态特别是被称为“锁定”。当手术台底座102的支撑滚轮处于又称“解锁”的状态时，手术台100能够移行。
优选借助由设备10控制的致动器21来使图6所示的可动组件108a至108c做相应的运动。此外，可以借助传感器(例如借助图3所示的传感器28)分别检测手术台100的可动组件108a至108c的位置和/或位置变化，并将其用于碰撞报警。
在图6的实施例中，第二操作单元62f整合在手术台支柱104的上支柱盖板中。此外，第二操作单元62f也可以整合在手术台底座102中。
图7示出用于控制手术台的至少一个致动器21的设备10的框图，该设备具有根据另一实施例的控制单元14。图7的实施例是图1的实施例的替代实施例。在图7所示的实施例中，设备10接收第一输入控制信号12a和第二输入控制信号12b，并且将第一输入控制信号12a传送至控制单元14。控制单元14用于基于第一输入控制信号12a而提供输出控制信号16。此外，设备10将输出控制信号16传送至开关元件203，例如上拉电阻。开关元件203被构建为：在第一切换状态(I)下将输出控制信号16传送至设备10的第一或门204a，并且在第二切换状态(II)下中止向设备10的第一或门204a传送输出控制信号16。开关元件203通常处于第一切换状态(I)。
此外，设备10将第二输入控制信号12b传送至第一或门204a和开关元件203。开关元件203被构建为根据第二输入控制信号12b而从第一切换状态(I)切换至第二切换状态(II)。在此情况下，控制单元14与第一或门204a之间的连接路径205被中断，也就是说，控制单元14被断开。
此外，第一或门204a被构建为基于第二输入控制信号12b和输出控制信号16而产生逻辑或信号206。设备10将逻辑或信号206传送至另一开关元件208。开关元件208被构建为：在第一切换状态(I)下将致动器21通过信号路径212与供电单元210(PSU)耦合，并且在第二切换状态(II)下中断供电单元210与致动器21之间的信号路径212。开关元件208通常处于第二切换状态(II)。此外，开关元件208被构建为根据逻辑或信号206而从第二切换状态(II)切换至第一切换状态(I)，从而将致动器21与供电单元210耦合。也就是说，为致动器21供电，从而将其激活。
在图7所示的实施例中，设备10将逻辑或信号206通过第一或门204a与控制单元14之间的反馈路径207传送至信号调理器214。信号调理器214被构建为基于逻辑或信号206而产生修改信号(modifiziertes Signal)216。信号调理器214优选以某种方式对逻辑或信号206进行处理，使得修改信号216可被控制单元14读取。
如果通过可与设备10耦合的第一操作单元62a至62e来为设备10提供第一输入控制信号12a，就不中断控制单元14与第一或门204a之间的连接路径205，以便基于输出控制信号16而产生逻辑或信号206，从而将致动器21通过未中断的信号路径212与供电单元210耦合。在此情况下，借此实现借助输出控制信号16而可对致动器21实施的控制。此外，设备10在此情况下不接收第二输入控制信号12b。
如果通过可与设备10耦合的第二操作单元62f来为设备10提供第二输入控制信号12b，就中断控制单元14与第一或门204a之间的连接路径205，以便仅基于第二输入控制信号12b而产生逻辑或信号206，从而将致动器21通过未中断的信号路径212与供电单元210耦合。在此情况下，借此实现借助第二输入控制信号12b而可对致动器21实施的控制。此外，在此情况下，即使设备10接收第一输入控制信号12a，借助输出控制信号16而可对致动器21实施的控制也会被阻止。
在图7所示的实施例中，当设备10接收第一输入控制信号12a或第二输入控制信号12b时，控制单元14能够跟着读取通过第一或门204a与控制单元14之间的反馈路径207接收到的修改信号216。
图8示出用于控制手术台的至少一个致动器21的设备10的框图，该设备具有根据另一实施例的控制单元14。图8的实施例实质上与图7的实施例相符。在图8所示的实施例中，控制单元14包括通过通信路径42a相互耦合的控制单元模块202和监测单元40。如图8所示，设备10接收第一输入控制信号12a和第二输入控制信号12b，并且将第一输入控制信号12a传送至控制单元模块202。控制单元模块202用于基于第一输入控制信号12a而提供输出控制信号16。此外，控制单元模块202能够跟着读取通过第一或门204a与控制单元模块202之间的反馈路径207接收到的修改信号216。监测单元40被构建为根据关于控制单元模块202的故障的信息来产生使能信号222。优选地，当控制单元模块202无故障时，监测单元40产生使能信号222，而当控制单元模块202发生故障时，监测单元40不产生使能信号222。
在图8的实施例中，设备10进一步包括第二或门204b。第二或门204b被构建为基于第二输入控制信号12b和使能信号222而产生另一逻辑或信号224。设备10将逻辑或信号224传送至设备10的安全释放单元218。安全释放单元218被构建为：在第一切换状态(I)下将驱动单元的PWM模块和/或DC/DC转换器220通过连接路径216连接供电单元(PSU)210，并且在第二切换状态(II)下不将PWM模块和/或DC/DC转换器220通过连接路径216连接供电单元210。安全释放单元218通常处于第二切换状态(II)。此外，安全释放单元218被构建为根据逻辑或信号224而从第二切换状态(II)切换至第一切换状态(I)。如果安全释放单元218处于第一切换状态(I)，就通过连接路径216为PWM模块和/或DC/DC转换器220供电。在此情况下，PWM模块和/或DC/DC转换器220基于逻辑或信号206而产生适于用来控制致动器21的信号213。
如果通过可与设备10耦合的第二操作单元62f来为设备10提供第二输入控制信号12b，就借助逻辑或信号224使安全释放单元218进入第一切换状态(I)，以便PWM模块和/或DC/DC转换器220通过不中断的连接路径216与供电单元210耦合，从而借助逻辑或信号206对致动器21进行控制。具体而言，设备10是否接收第一输入控制信号12a，对此无影响。
如果监测单元40产生使能信号222，也就是如果控制单元模块202无故障，就可借助逻辑或信号224使安全释放单元218再度进入第一切换状态(I)，以便PWM模块和/或DC/DC转换器220通过不中断的连接路径216与供电单元210耦合，从而借助逻辑或信号206对致动器21进行控制。借此，特别是可以短暂使得借助第一输入控制信号12a而可对致动器21实施的控制成为可能。
借助本发明可以实现手术台100的高可用性，因为即使控制单元14或控制单元模块202发生故障，也能通过超驰控制操作单元62f来实施对手术台100的操作。其中，特别是可以向使用者发出警报或者为使用者提供信息，例如借助碰撞监测或超驰控制功能的诊断。此外，本发明还具有超驰控制操作单元62f与控制单元14之间能够通信的优点。这一点例如是用来激活设备10的附加功能，例如发出倾覆危险警报或者检测“生命周期”数据。
就根据图6的液压控制式手术台100而言，具体可以通过操纵两个操作元件来操作第二操作单元62f，这两个操作元件优选是用于接通液压泵21c的操作元件80c，以及用于激活操作功能(例如开启和关闭液压阀21b)的操作元件80a、80b、82a至82c以及84a至84f中的一个。
根据实施例，对手术台100的控制是通过以监测单元40为基础的、作为安全措施的“主/从”体系结构而实现。其中，安全释放单元24特别是包括第一锁定单元26a，监测单元40借助该第一锁定单元能够在控制单元14发生故障时触发紧急断路。
优选在控制单元14发生故障或者在手动操作单元、特别是有线手动操作单元62a发生故障时使用第二操作单元62f。此外，也可以在无线手动操作单元、特别是红外遥控操作单元62b发生故障时使用第二操作单元62f。
与现有技术相比，本发明主要具有以下优点。控制单元14能够跟着读取第二操作单元62f的第二输入控制信号12b，从而能特别是实施碰撞监测。然而，当借助控制单元14识别到手术台100的可动组件的碰撞时，并不中止借助第二输入控制信号12b对驱动单元20或致动器21所实施的直接控制，而是控制单元14优选仅产生用于向使用者发出碰撞警报的报警信号18a，特别是光学或声学报警信号。由此实现：当控制单元14发生故障时，与借助控制单元14的输出控制信号16对致动器21所实施的控制不同，借助第二输入控制信号12b对致动器21所实施的直接控制能够继续进行。
本发明特别是能实现对致动器21的直接控制，并且控制单元14的微控制器不能中止对致动器21的这种直接控制。当控制单元14的微控制器失效或发生故障时，特别地也是如此。其前提优选是：安全释放单元24的第二锁定单元26b在设备10启动时的某个时候已转换至第一切换状态。
本发明也实现了借助控制单元14来跟着读取第二操作单元62f的第二输入控制信号12b，特别是在控制单元14活跃的情况下。根据实施例，借此可以实施碰撞监测，并且在手术台100的可动组件即将或马上就要发生碰撞时，向使用者发出碰撞警报。
附图标记说明
1、2、17a、17b、38、52 信号路径
3 通信连接
10 设备
12a、12b 输入控制信号
14 控制单元
16 输出控制信号
18a、18b 报警信号
20 驱动装置
21 致动器
21a 电动机
21b 阀门
21c 液压泵
22 锁定信号
24、218 安全释放单元
26a、26b 锁定单元
28、28a至28e 传感器
30 传感器信号
32 LED显示器
34 声学报警器
36、210 供电单元
36a至36d 供电单元的组件
40 监测单元
42a至42c 通信路径
44 总线接口
46 非易失性存储器
48 生命征象模块
50 服务模块装置
56a、64a、64b 接口
56b至56d 输入节点
58a至58c 输出节点
60 总线节点
62a至62e 第一操作单元
62f 第二操作单元
63 第一操作单元组
66 接线点
68 行走驱动马达
70 用于支撑滚轮的传感器
72 用于行走驱动滚轮的传感器
74至78 操作面板
80a至80c、82a至82c、84a至84f 操作元件
100 手术台
102至106、108a至108c 手术台的组件
202 控制单元模块
203、208 开关元件
204a、204b 或门
205、212、216 连接路径
206、224 逻辑或信号
207 反馈路径
214 信号调理器
216 修改信号
220 PWM模块或DC/DC转换器
222 使能信号

Claims (16)

1.一种用于控制手术台(100)的至少一个驱动装置(20)的设备(10)，具有用于基于至少一个第一输入控制信号(12a)而提供输出控制信号(16)的控制单元(14)，其中，所述设备(10)被构建为：能借助所述输出控制信号(16)控制所述驱动装置(20)，并且能借助第二输入控制信号(12b)直接控制所述驱动装置(20)，其特征在于，所述控制单元(14)接收所述第二输入控制信号(12b)或基于所述第二输入控制信号(12b)的信号(216)。
2.根据权利要求1所述的设备(10)，其特征在于，能借助所述第二输入控制信号(12b)直接控制所述驱动装置(20)，其实现方式为：所述设备(10)在绕过所述控制单元(14)的情况下借助所述第二输入控制信号(12b)对所述驱动装置(20)进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的设备(10)，其特征在于，所述设备(10)在所述控制单元(14)发生故障时将借助所述输出控制信号(16)对所述驱动装置(20)所实施的控制中止。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述设备(10)在所述控制单元(14)发生故障时不中止借助所述第二输入控制信号(12b)对所述驱动装置(20)所实施的直接控制。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述控制单元(14)被建构为：基于所述第一输入控制信号(12a)以及基于所述第二输入控制信号(12b)分别实施所述手术台(100)的借助所述驱动装置(20)而可运动的组件(108a至108c)与所述手术台(100)的另一组件或者与环境的碰撞监测。
6.根据权利要求5所述的设备(10)，其特征在于，所述控制单元(14)被构建为：在实施所述碰撞监测时，当在控制所述驱动装置(20)的过程中达到或者小于所述手术台(100)的借助所述驱动装置(20)而可运动的组件(108a至108c)到所述手术台(100)的另一组件或者到环境的最小距离时，产生至少一个第一报警信号(18a)。
7.根据权利要求5或6所述的设备(10)，其特征在于，所述控制单元(14)被构建为：在实施所述碰撞监测时，检验在控制所述驱动装置(20)的过程中所述手术台(100)的借助所述驱动装置(20)而可运动的组件(108a至108c)相对于所述手术台(100)的另一组件的位置的要产生的位置变化是允许的还是不允许的，并且根据检验的结果产生至少一个第一报警信号(18a)。
8.根据权利要求6或7所述的设备(10)，其特征在于，所述第一报警信号(18a)是光学或声学报警信号。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述控制单元(14)被构建为：在实施所述碰撞监测时，当在控制所述驱动装置(20)的过程中达到或者小于所述手术台(100)的借助所述驱动装置(20)而可运动的组件(108a至108c)到所述手术台(100)的另一组件或者到环境的最小距离时，产生用于安全释放单元(24)的锁定信号(22)，其中，借助所述第二输入控制信号(12b)对所述驱动装置(20)所实施的直接控制能够继续进行。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述控制单元(14)被构建为：在实施所述碰撞监测时接收至少一个传感器信号(30)，其中，所述传感器信号(30)相应提供所述手术台(100)的借助所述驱动装置(20)而可运动的组件(108a至108c)的位置和/或位置变化。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述安全释放单元(24)包括第一锁定单元(26a)，所述第一锁定单元用于根据由所述控制单元(14)产生的锁定信号(22)锁定所述输出控制信号(16)。
12.根据权利要求11所述的设备(10)，其特征在于，所述第一锁定单元(26a)被构建为：在第一切换状态下将所述输出控制信号(16)传送至所述驱动装置(20)，并且在第二切换状态下中止所述输出控制信号(16)的传送。
13.根据权利要求11或12所述的设备(10)，其特征在于，所述安全释放单元(24)包括用于锁定所述第二输入控制信号的第二锁定单元(26b)，所述第二锁定单元(26b)被构建为：在第一切换状态下将所述第二输入控制信号(12b)传送至所述驱动装置(20)，并且在第二切换状态下中止所述第二输入控制信号(12b)的传送，并且所述第二锁定单元(26b)在所述设备启动后转换至所述第一切换状态，并且即使在所述控制单元(14)发生故障时也保持在所述第一切换状态。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述第一输入控制信号(12a)能够通过能与所述设备(10)耦合的第一操作单元(62a至62e)被提供给所述设备(10)，并且所述第二输入控制信号(12b)能够通过能与所述设备(10)耦合的第二操作单元(62f)被提供给所述设备(10)。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述设备(10)被构建为使得所述第二输入控制信号(12b)优先于所述第一输入控制信号(12a)。
16.一种用于控制手术台(100)的至少一个驱动装置(20)的方法，在该方法中，
借助控制单元(14)基于至少一个第一输入控制信号(12a)而提供输出控制信号(16)，
借助所述输出控制信号(16)控制所述驱动装置(20)，并且
借助第二输入控制信号(12b)直接控制所述驱动装置(20)，
其特征在于，所述控制单元(14)接收所述第二输入控制信号(12b)或基于所述第二输入控制信号(12b)的信号(216)。
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