CN110507339A - 一种用于移动dr的运动控制装置和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于移动DR的运动控制装置，具体涉及医疗器械领域，包括信号处理模块，所述信号处理模块输入端设有检测模块A和检测模块B，所述信号处理模块输出端设有执行模块，信号处理模块是对于检测模块A和检测模块B的反馈信息进行处理，并根据处理的信息向执行模块发出对应的动作指令，检测模块A和检测模块B均包括限位传感器和信号发射‑接收芯片，用于对移动DR的运动状态进行测量、监控和反馈。本发明通过移动DR因其特殊性要求设备能够运动，将X线机与移动DR有效的结合，可将拍摄器械移动至病床旁进行拍摄，无需病患站立配合，可更加便利地辅助医疗人员对患者进行治疗前的扫描片的拍摄，且降低患者痛楚。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于移动DR的运动控制装置和控制方法。
背景技术
移动DR可以在曝光几秒钟后快速获取摄影图像并确认，省去了传统洗片和IP板信息读取等繁杂程序，图像可现场处理、实现网络传输、打印，高效快捷、更加直接。如今数字技术与X线摄影技术的完美结合，实现了数字化X线摄影的广泛应用。床边移动数字化摄影技术应运而生。移动DR开创了床边摄影的数字化新时代，是高频组合式数字化X射线摄影医疗诊断设备。适用于放射科、骨科、病房、急诊室、手术室、ICU等处，满足人体的头部、四肢、胸腔、脊柱、腰椎、腹部等全身各部位的数字化摄影的工作需求。
X线机是医学上六大成像设备之一，是诊断疾病的常用工具。穿透作用：穿透作用是指X射线通过物质时不被吸收的能力。X射线能穿透一般可见光所不能透过的物质。可见光因其波长较长，光子其有的能量很小，当射到物体上时，一部分被反射，大部分为物质所吸收，不能透过物体；而X射线则不然，因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。X射线穿透物质的能力与X射线光子的能量有关，X射线的波长越短，光子的能量越大，穿透力越强。X射线的穿透力也与物质密度有关，密度大的物质，对X射线的吸收多，透过少；密度小者，吸收少，透过多。利用差别吸收这种性质可以把密度不同的骨骼、肌肉、脂肪等软组织区分开来。这正是X射线透视和摄影的物理基础。物质受X射线照射时，使核外电子脱离原子轨道，这种作用叫电离作用。在光电效应和散射过程中，出现光电子和反冲电子脱离其原子的过程叫一次电离，这些光电子或反冲电子在行进中又和其它原子碰撞，使被击原子逸出电子叫二次电离。在固体和液体中。电离后的正、负离子将很快复合，不易收集。但在气体中的忘离电荷却很容易收集起来，利用电离电荷的多少可测定X射线的照射量；X射线测量仪器正是根据这个原理制成的。由于电离作用，使气体能够导电；某些物质可以发生化学反应；在有机体内可以诱发各种生物效应。电离作用是X射线损伤和治疗的基础。
而现有的X线机大多仅为安装在墙面，并配以起升装置，需要患者进入单独的扫描室进行扫描拍片，但有些术后或术前患者会因身体不适，无法独立自主的进行站立配合拍片，这样就需要医护人员搀扶，不仅会影响拍摄效果，而且会增加患者的不适感。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于移动DR的运动控制装置和控制方法，通过移动DR因其特殊性要求设备能够运动，将X线机与移动DR有效的结合，可将拍摄器械移动至病床旁进行拍摄，无需病患站立配合，可更加便利地辅助医疗人员对患者进行治疗前的扫描片的拍摄，且降低患者痛楚。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于移动DR的运动控制装置，包括信号处理模块，所述信号处理模块输入端设有检测模块A和检测模块B，所述信号处理模块输出端设有执行模块；
信号处理模块是对于检测模块A和检测模块B的反馈信息进行处理，并根据处理的信息向执行模块发出对应的动作指令；
检测模块A和检测模块B均包括限位传感器和信号发射-接收芯片，用于对移动DR的运动状态进行测量、监控和反馈；
限位传感器用于检测移动DR是否超过限定位置；
信号发射-接收芯片用于接收设定信号，同时还用于将限位传感器的检测信号传输至信号处理模块；
执行模块包括信号转换单元和机械传动单元；
信号转换单元用于接收信号处理模块导入的控制信号，将得到的控制信号转化成控制力作用于机械传动单元；
机械传动单元包括两个一维数控机械装置，用于完成移动DR在一个平面内的二维运动。
在一个优选地实施方式中，所述检测模块A和检测模块B是两个独立的检测模块，所述检测模块A用于检测前进和后退，所述检测模块B用于检测左转和右转。
在一个优选地实施方式中，所述信号处理模块包括主控芯片和信息收发芯片，所述主控芯片用于对检测模块A和检测模块B的反馈信息进行处理及转换，所述信息收发芯片用于将主控芯片转换的指令信息发送至执行模块。
在一个优选地实施方式中，所述信号发射-接收芯片与信息收发芯片信号连接，所述信号发射-接收芯片的输出端设置为信息收发芯片信号。
在一个优选地实施方式中，所述机械传动单元包括两组伺服电机和编码器，所述伺服电机和编码器均与主控芯片电性连接。
在一个优选地实施方式中，两组所述伺服电机一组用于控制移动DR的前后移动，另一组用于控制移动DR的左右移动。
在一个优选地实施方式中，所述编码器设置为17位绝对式编码器，所述编码器与伺服电机轴连接。
本发明还提供一种用于移动DR的运动控制装置的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一、初始化：对移动DR的数据进行清理，清空内部的残存电荷及上次操作输入的遗留数据；
步骤二、导入数据：根据患者调整移动DR的拍摄高度，并将拍摄控制数据导入移动DR内；
步骤三、信号传导：根据步骤二中输入的数据进行工作，期间检测模块A和检测模块B将检测到的信号发送给信号处理模块，信号处理模块根据收到的检测结果，综合判断运动状态，发出信号给执行模块；
步骤四、调节控制：执行模块根据收到的信号执行动作，执行期间两伺服系统的设计精度如下：
①前后方向
编码器分辨率＝217＝131072脉冲/圈
电机旋转精度＝9.89"/脉冲
总分辨率＝放大器倍频*控制卡倍频*编码器分辨率
＝25*4*18000＝1.8*106脉冲/圈
反馈精度＝0.72"/脉冲
②左右方向
编码器分辨率＝2500脉冲/圈
电机旋转精度＝8.64′/脉冲
升降精度＝0.0012mm。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过移动DR因其特殊性要求设备能够运动，将X线机与移动DR有效的结合，可将拍摄器械移动至病床旁进行拍摄，无需病患站立配合，可更加便利地辅助医疗人员对患者进行治疗前的扫描片的拍摄，且降低患者痛楚；
2、本发明通过检测模块A和检测模块B的检测，并由信号处理模块对其检测信号进行处理，将其转换成控制信号传输至执行模块，在执行模块中编码器与伺服电机的配合作用下，可有效保证对控制系统的精度、灵敏度和可靠性都有较高的要求，采用信号处理模块控制下的机械传动单元，实现伺服电机转速、运动定位误差的降低，从而保证安装到移动DR上的X线机拍摄的稳定性，保证扫描片的质量稳定，提高整个运动系统的检测性能奠定了良好的基础。
附图说明
图1为本发明的模块结构示意图。
图2为本发明的工作流程示意图。
图3为本发明的检测模块A结构示意图。
图4为本发明的执行模块结构示意图。
附图标记为：10信号处理模块、20检测模块A、201限位传感器、202信号发射-接收芯片、30检测模块B、40执行模块、401信号转换单元、402机械传动单元。
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。
实施例1：
本发明提供了一种用于移动DR的运动控制装置，包括信号处理模块(10)，所述信号处理模块10输入端设有检测模块A20和检测模块B30，所述信号处理模块10输出端设有执行模块40；
信号处理模块10是对于检测模块A20和检测模块B30的反馈信息进行处理，并根据处理的信息向执行模块40发出对应的动作指令，所述信号处理模块10包括主控芯片和信息收发芯片，所述主控芯片用于对检测模块A20和检测模块B30的反馈信息进行处理及转换，所述信息收发芯片用于将主控芯片转换的指令信息发送至执行模块40；
检测模块A20和检测模块B30均包括限位传感器201和信号发射-接收芯片202，用于对移动DR的运动状态进行测量、监控和反馈，所述检测模块A20和检测模块B30是两个独立的检测模块，所述检测模块A20用于检测前进和后退，所述检测模块B30用于检测左转和右转，所述信号发射-接收芯片202与信息收发芯片信号连接，所述信号发射-接收芯片202的输出端设置为信息收发芯片信号；
限位传感器201用于检测移动DR是否超过限定位置；
信号发射-接收芯片202用于接收设定信号，同时还用于将限位传感器201的检测信号传输至信号处理模块10；
执行模块40包括信号转换单元401和机械传动单元402；
信号转换单元401用于接收信号处理模块10导入的控制信号，将得到的控制信号转化成控制力作用于机械传动单元402；
机械传动单元402包括两个一维数控机械装置，用于完成移动DR在一个平面内的二维运动，所述机械传动单元402包括两组伺服电机和编码器，所述伺服电机和编码器均与主控芯片电性连接，两组所述伺服电机一组用于控制移动DR的前后移动，另一组用于控制移动DR的左右移动，所述编码器设置为17位绝对式编码器，所述编码器与伺服电机轴连接；
本发明还提供一种用于移动DR的运动控制装置的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一、初始化：对移动DR的数据进行清理，清空内部的残存电荷及上次操作输入的遗留数据；
步骤二、导入数据：根据患者调整移动DR的拍摄高度，并将拍摄控制数据导入移动DR内；
步骤三、信号传导：根据步骤二中输入的数据进行工作，期间检测模块A20和检测模块B30将检测到的信号发送给信号处理模块10，信号处理模块10根据收到的检测结果，综合判断运动状态，发出信号给执行模块40；
步骤四、调节控制：执行模块40根据收到的信号执行动作，执行期间两伺服系统的设计精度如下：
①前后方向
编码器分辨率＝217＝131072脉冲/圈
电机旋转精度＝9.89"/脉冲
总分辨率＝放大器倍频*控制卡倍频*编码器分辨率
＝25*4*18000＝1.8*106脉冲/圈
反馈精度＝0.72"/脉冲
②左右方向
编码器分辨率＝2500脉冲/圈
电机旋转精度＝8.64′/脉冲
升降精度＝0.0012mm；
本实施中，若检测模块A20检测结果为前进，检测模块B30检测结果为不左转且不右转，则信号处理模块10综合判断运动状态为前进，发出信号，通过行模块实现移动DR前进运动。
实施例2：
本发明提供了一种用于移动DR的运动控制装置，包括信号处理模块10，所述信号处理模块10输入端设有检测模块A20和检测模块B30，所述信号处理模块10输出端设有执行模块40；
信号处理模块10是对于检测模块A20和检测模块B30的反馈信息进行处理，并根据处理的信息向执行模块40发出对应的动作指令，所述信号处理模块10包括主控芯片和信息收发芯片，所述主控芯片用于对检测模块A20和检测模块B30的反馈信息进行处理及转换，所述信息收发芯片用于将主控芯片转换的指令信息发送至执行模块40；
检测模块A20和检测模块B30均包括限位传感器201和信号发射-接收芯片202，用于对移动DR的运动状态进行测量、监控和反馈，所述检测模块A20和检测模块B30是两个独立的检测模块，所述检测模块A20用于检测前进和后退，所述检测模块B30用于检测左转和右转，所述信号发射-接收芯片202与信息收发芯片信号连接，所述信号发射-接收芯片202的输出端设置为信息收发芯片信号；
限位传感器201用于检测移动DR是否超过限定位置；
信号发射-接收芯片202用于接收设定信号，同时还用于将限位传感器201的检测信号传输至信号处理模块10；
执行模块40包括信号转换单元401和机械传动单元402；
信号转换单元401用于接收信号处理模块10导入的控制信号，将得到的控制信号转化成控制力作用于机械传动单元402；
机械传动单元402包括两个一维数控机械装置，用于完成移动DR在一个平面内的二维运动，所述机械传动单元402包括两组伺服电机和编码器，所述伺服电机和编码器均与主控芯片电性连接，两组所述伺服电机一组用于控制移动DR的前后移动，另一组用于控制移动DR的左右移动，所述编码器设置为17位绝对式编码器，所述编码器与伺服电机轴连接；
本发明还提供一种用于移动DR的运动控制装置的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一、初始化：对移动DR的数据进行清理，清空内部的残存电荷及上次操作输入的遗留数据；
步骤二、导入数据：根据患者调整移动DR的拍摄高度，并将拍摄控制数据导入移动DR内；
步骤三、信号传导：根据步骤二中输入的数据进行工作，期间检测模块A20和检测模块B30将检测到的信号发送给信号处理模块10，信号处理模块10根据收到的检测结果，综合判断运动状态，发出信号给执行模块40；
步骤四、调节控制：执行模块40根据收到的信号执行动作，执行期间两伺服系统的设计精度如下：
①前后方向
编码器分辨率＝217＝131072脉冲/圈
电机旋转精度＝9.89"/脉冲
总分辨率＝放大器倍频*控制卡倍频*编码器分辨率
＝25*4*18000＝1.8*106脉冲/圈
反馈精度＝0.72"/脉冲
②左右方向
编码器分辨率＝2500脉冲/圈
电机旋转精度＝8.64′/脉冲
升降精度＝0.0012mm；
本事实力中，若检测模块A20检测结果为前进，检测模块B30检测结果为左转，则信号处理模块10综合判断运动状态为前进并左转，发出信号，通过行模块实现移动DR前进并左转运动。
实施例3：
本发明提供了一种用于移动DR的运动控制装置，包括信号处理模块10，所述信号处理模块10输入端设有检测模块A20和检测模块B30，所述信号处理模块10输出端设有执行模块40；
信号处理模块10是对于检测模块A20和检测模块B30的反馈信息进行处理，并根据处理的信息向执行模块40发出对应的动作指令，所述信号处理模块10包括主控芯片和信息收发芯片，所述主控芯片用于对检测模块A20和检测模块B30的反馈信息进行处理及转换，所述信息收发芯片用于将主控芯片转换的指令信息发送至执行模块40；
检测模块A20和检测模块B30均包括限位传感器201和信号发射-接收芯片202，用于对移动DR的运动状态进行测量、监控和反馈，所述检测模块A20和检测模块B30是两个独立的检测模块，所述检测模块A20用于检测前进和后退，所述检测模块B30用于检测左转和右转，所述信号发射-接收芯片202与信息收发芯片信号连接，所述信号发射-接收芯片202的输出端设置为信息收发芯片信号；
限位传感器201用于检测移动DR是否超过限定位置；
信号发射-接收芯片202用于接收设定信号，同时还用于将限位传感器201的检测信号传输至信号处理模块10；
执行模块40包括信号转换单元401和机械传动单元402；
信号转换单元401用于接收信号处理模块10导入的控制信号，将得到的控制信号转化成控制力作用于机械传动单元402；
机械传动单元402包括两个一维数控机械装置，用于完成移动DR在一个平面内的二维运动，所述机械传动单元402包括两组伺服电机和编码器，所述伺服电机和编码器均与主控芯片电性连接，两组所述伺服电机一组用于控制移动DR的前后移动，另一组用于控制移动DR的左右移动，所述编码器设置为17位绝对式编码器，所述编码器与伺服电机轴连接；
本发明还提供一种用于移动DR的运动控制装置的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一、初始化：对移动DR的数据进行清理，清空内部的残存电荷及上次操作输入的遗留数据；
步骤二、导入数据：根据患者调整移动DR的拍摄高度，并将拍摄控制数据导入移动DR内；
步骤三、信号传导：根据步骤二中输入的数据进行工作，期间检测模块A20和检测模块B30将检测到的信号发送给信号处理模块10，信号处理模块10根据收到的检测结果，综合判断运动状态，发出信号给执行模块40；
步骤四、调节控制：执行模块40根据收到的信号执行动作，执行期间两伺服系统的设计精度如下：
①前后方向
编码器分辨率＝217＝131072脉冲/圈
电机旋转精度＝9.89"/脉冲
总分辨率＝放大器倍频*控制卡倍频*编码器分辨率
＝25*4*18000＝1.8*106脉冲/圈
反馈精度＝0.72"/脉冲
②左右方向
编码器分辨率＝2500脉冲/圈
电机旋转精度＝8.64′/脉冲
升降精度＝0.0012mm；
本实施例中，若检测模块A20检测结果为不前进且不后退，检测模块B30检测结果为左转，则信号处理模块10综合判断运动状态为原地左转，发出信号，通过行模块实现移动DR原地左转运动。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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 (8)
1.一种用于移动DR的运动控制装置，其特征在于：包括信号处理模块(10)，所述信号处理模块(10)输入端设有检测模块A(20)和检测模块B(30)，所述信号处理模块(10)输出端设有执行模块(40)；
信号处理模块(10)是对于检测模块A(20)和检测模块B(30)的反馈信息进行处理，并根据处理的信息向执行模块(40)发出对应的动作指令；
检测模块A(20)和检测模块B(30)均包括限位传感器(201)和信号发射-接收芯片(202)，用于对移动DR的运动状态进行测量、监控和反馈；
限位传感器(201)用于检测移动DR是否超过限定位置；
信号发射-接收芯片(202)用于接收设定信号，同时还用于将限位传感器(201)的检测信号传输至信号处理模块(10)；
执行模块(40)包括信号转换单元(401)和机械传动单元(402)；
信号转换单元(401)用于接收信号处理模块(10)导入的控制信号，将得到的控制信号转化成控制力作用于机械传动单元(402)；
机械传动单元(402)包括两个一维数控机械装置，用于完成移动DR在一个平面内的二维运动。
2.根据权利要求1所述的一种用于移动DR的运动控制装置，其特征在于：所述检测模块A(20)和检测模块B(30)是两个独立的检测模块，所述检测模块A(20)用于检测前进和后退，所述检测模块B(30)用于检测左转和右转。
3.根据权利要求1所述的一种用于移动DR的运动控制装置，其特征在于：所述信号处理模块(10)包括主控芯片和信息收发芯片，所述主控芯片用于对检测模块A(20)和检测模块B(30)的反馈信息进行处理及转换，所述信息收发芯片用于将主控芯片转换的指令信息发送至执行模块(40)。
4.根据权利要求3所述的一种用于移动DR的运动控制装置，其特征在于：所述信号发射-接收芯片(202)与信息收发芯片信号连接，所述信号发射-接收芯片(202)的输出端设置为信息收发芯片信号。
5.根据权利要求3所述的一种用于移动DR的运动控制装置，其特征在于：所述机械传动单元(402)包括两组伺服电机和编码器，所述伺服电机和编码器均与主控芯片电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于移动DR的运动控制装置，其特征在于：两组所述伺服电机一组用于控制移动DR的前后移动，另一组用于控制移动DR的左右移动。
7.根据权利要求5所述的一种用于移动DR的运动控制装置，其特征在于：所述编码器设置为17位绝对式编码器，所述编码器与伺服电机轴连接。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于移动DR的运动控制装置的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一、初始化：对移动DR的数据进行清理，清空内部的残存电荷及上次操作输入的遗留数据；
步骤二、导入数据：根据患者调整移动DR的拍摄高度，并将拍摄控制数据导入移动DR内；
步骤三、信号传导：根据步骤二中输入的数据进行工作，期间检测模块A(20)和检测模块B(30)将检测到的信号发送给信号处理模块(10)，信号处理模块(10)根据收到的检测结果，综合判断运动状态，发出信号给执行模块(40)；
步骤四、调节控制：执行模块(40)根据收到的信号执行动作，执行期间两伺服系统的设计精度如下：
①前后方向
编码器分辨率＝217＝131072脉冲/圈
电机旋转精度＝9.89"/脉冲
总分辨率＝放大器倍频*控制卡倍频*编码器分辨率
＝25*4*18000＝1.8*106脉冲/圈
反馈精度＝0.72"/脉冲
②左右方向
编码器分辨率＝2500脉冲/圈
电机旋转精度＝8.64′/脉冲
升降精度＝0.0012mm。
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