CN111820930A - 一种推行手柄控制的电动行进装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种推行手柄控制的电动行进装置，包括推拉力传感器、电动行进控制电路、电机控制器及驱动电机：推拉力传感器，用于推行手柄推拉力的信号采集。电动行进控制电路包括：采样信号处理电路，用于推拉力传感器输出信号的放大、推拉力传感器双端信号输出向单端信号输出的转换、推拉力传感器输出电位的零点平移。进退速度信号处理电路，用于进退速度信号的分离和进退速度信号的优化处理。转向速度信号处理电路，用于转向速度信号的分离和转向速度信号的优化处理。电机控制器，将电动行进控制电路输出的进退速度信号和转向速度信号，转化为左驱动电机和右驱动电机的驱动信号，完成移动式X射线机的行进驱动。
Description
技术领域
本发明涉及控制电路技术领域，尤其是一种推行手柄控制的电动行进装置。
背景技术
随着医学影像成像质量要求的提高，对移动式X射线机的输出功率要求也越来越高。随着医学影像数字化的发展，移动式X射线机增加了数字图像系统和无线传输系统。在拍摄X射线影像时，为了避免移动式X射线机移动后各种电子设备的重新启动和工作参数的重新设置，还需要增加不间断电源供电系统。由于上述原因，使移动式X射线机的重量增加了很多，医护人员推行非常吃力，迫切需要增加电动行进装置。
目前国产移动式X射线机一般采用两种电动行进控制方式，第一种：直接将通用的操纵杆安装于推行手柄上，由操纵杆直接控制通用的电机控制器，驱动移动式X射线机行进。第二种：将通用的操纵杆连接到遥控器上，通过遥控器控制通用的电机控制器工作，驱动移动式X射线机行进。
第一种控制方式电路结构虽然简单，但是受移动式X射线机行进和操作人员迈步的影响，人体相对于操纵杆的位置在不断发生变化，操纵杆很难保持稳定的状态，在移动式X射线机行进时会产生较强的顿挫感，不易操控移动式X射线机的行进和准确定位；第二种控制方式虽然可以避免移动式X射线机行进和操作人员迈步对操纵杆状态的影响，但是采用遥控器间接对移动式X射线机进行控制，在狭窄的病房内不易完成对移动式X射线机的行进控制和准确定位。
第三种：国外大型的移动式X射线机生产厂商，自己研发专用的采用推行手柄控制的移动式X射线机电动行进装置，虽然能够解决在狭窄的病房内操控移动式X射线机行进和准确定位的问题。但是研发专用的移动式X射线机电动行进装置，存在研发周期长、研发成本高，小批量生产造价高的问题，不适合中小型移动式X射线机的生产厂商采用。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明为解决现有的技术问题提出，采用通用的推拉力传感器和通用的电机控制器与自主研发的推行手柄控制的电动行进控制电路结合的方式，驱动移动式X射线机的行进和准确定位。采用这种电路结构，即缩短了研发周期、降低了研发成本和小批量生产造价，又解决了在狭窄的病房内控制移动式X射线机行进和准确定位的问题，适合中小型的移动式X射线机生产厂商采用。
本发明的技术方案是这样实现的：一种推行手柄控制的电动行进装置，包括：推行手柄、推拉力传感器、电动行进控制电路、电机控制器及驱动电机，
推拉力传感器包括左推拉力传感器及右推拉力传感器，左推拉力传感器及右推拉力传感器分别装设于手柄的左右两侧，左推拉力传感器及右推拉力传感器用于采集推行手柄左、右两侧对左、右两个推拉力传感器施加的推拉力；
电动行进控制电路包括：采样信号处理电路、进退速度信号处理电路和转向速度信号处理电路；
采样信号处理电路的输入端与推拉力传感器连接，采样信号处理电路的输出端与进退速度信号处理电路和转向速度信号处理电路的输入端连接；进退速度信号处理电路和转向速度信号处理电路的输出与电机控制器的输入端连接；
推拉力传感器将推拉力信息发送至采样信号处理电路，采样信号处理电路根据推拉力信息产生预处理信号发送至进退速度信号处理电路和转向速度信号处理电路；进退速度信号处理电路和转向速度信号处理电路接收到预处理信号后，对预处理信号进行进退信号与转向信号的分离与优化处理后，将进退信号和转向信号发送至电机控制器；电机控制器接收到进退信号和转向信号后，控制电机进行相应的运动；采样信号处理电路，用于推拉力传感器输出信号的放大、推拉力传感器双端信号输出向单端信号输出的转换、推拉力传感器输出电位的零点平移，产生满足进退速度信号分离电路和转向速度信号分离电路要求的信号；进退速度信号处理电路用于进退速度控制信号的分离和处理，产生符合医护人员推行意愿的进退速度控制信号，输入到电机控制器的进退速度信号输入端；转向速度信号处理电路用于转向速度控制信号的分离和处理，产生符合医护人员推行意愿的转向速度控制信号，输入到电机控制器的转向速度信号输入端；电机控制器：依据电动行进控制电路输出的进退速度控制信号和转向速度控制信号的大小和极性控制左驱动电机和右驱动电机工作，实现移动式X射线机的平稳行进和准确定位。
优选的，推行手柄控制的电动行进装置；包括推行手柄、推拉力传感器、电动行进控制电路、电机控制器及驱动电机。左推拉力传感器输出端与电动行进控制电路的左推拉力传感器信号处理电路输入端连接，右推拉力传感器输出端与电动行进控制电路的右推拉力传感器信号处理电路输入端连接，电动行进控制电路的进退速度控制信号平滑电路输出端与电机控制器的进退速度控制信号输入端连接，电动行进控制电路的转向速度控制信号平滑电路输出端与电机控制器的转向速度控制信号输入端连接，电机控制器的输出端与驱动电机连接。该结构实现了符合医护人员推行意愿的移动式X射线机的平稳行进和准确定位。
优选的，电动行进控制电路包括采样信号处理电路、进退速度信号处理电路、转向速度信号处理电路。其作用是将推拉力传感器采集到的推拉力信号转换成符合医护人员推行意愿的进退速度控制信号和转向速度控制信号送入电机控制器。
优选的，采样信号处理电路包括左推拉力传感器信号处理电路和右推拉力传感器信号处理电路。左推拉力传感器信号处理电路的输入端与左推拉力传感器连接，右推拉力传感器信号处理电路的输入端与右推拉力传感器连接，左推拉力传感器信号处理电路和右推拉力传感器信号处理电路的输出分别与进退速度信号处理电路和转向速度信号处理电路联接。
采样信号处理电路的左推拉力传感器信号处理电路输出端，分别与进退速度信号分离电路的加法器电路的同相端和转向速度信号分离电路的减法器电路的同相端连接。采样信号处理电路的右推拉力传感器输出端，分别与进退速度信号分离电路的加法器电路的同相端和转向速度信号分离电路的减法器电路的反相端连接。其作用是将推拉力传感器采集到的推行手柄的受力信号，经过信号放大、双端信号输出向单端信号输出的转换、输出电位的零点平移处理后送进退速度信号处理电路和转向速度信号处理电路。
优选的，进退速度信号处理电路包括进退速度信号分离电路、进退速度信号冲击抑制电路和进退速度信号平滑电路；
进退速度信号分离电路的输入端与采样信号处理电路的输出端连接，进退速度信号分离电路的输出端与进退速度信号冲击抑制电路的输入端连接，进退速度信号冲击抑制电路的输出端与进退速度信号平滑电路的输入端连接，进退速度信号平滑电路的输出端与电机控制器连接。进退速度信号分离电路分离出的进退速度信号送进退速度信号冲击抑制电路，进退速度信号冲击抑制电路输出的进退速度信号送进退速度信平滑电路，以实现进退速度信号的提取和优化。
优选的，进退速度信号分离电路由运算放大器IC1B等元器件组成的加法器电路组成，从采样信号处理电路输出的信号中将进退信号分离出来发送至进退速度信号冲击抑制电路。进退速度信号分离电路由运算放大器IC1B为核心的加法器电路实现，左推拉力传感器信号处理电路和右推拉力传感器信号处理电路输出的推拉力信号输入到该加法器电路的同相输入端，经加法运算输出的信号即进退速度信号。
优选的，进退速度信号冲击抑制电路由硅开关二极管V23、V24、V25和V26等元器件组成的可变增益运算放大电路构成，利用V23、V24、V25和V26的0.5V正向转折导通特性，降低进退速度信号冲击抑制电路输出电压绝对值大于1V信号的增益，抑制进退速度信号中的冲击信号。
优选的，进退速度信号处理电路中进退速度平滑电路，由电容C20、C21等元器件组成的滤波器电路构成，通过C20、C21的滤波特性，滤除进退速度信号中的快速波动信号。
优选的，转向速度信号处理电路包括转向速度信号分离电路、伪转向速度信号阻断电路、转向速度信号冲击抑制电路和转向速度信号平滑电路，转向速度信号分离电路的输入端与采样信号处理电路的输出端连接，转向速度信号分离电路的输出端与伪转向速度信号阻断电路的输入端连接，伪转向速度信号阻断电路的输出端与转向速度信号冲击抑制电路的输入端连接，转向速度信号冲击抑制电路的输出端与转向速度信号平滑电路的输入端连接，转向速度信号平滑电路的输出端与电机控制器连接。转向速度信号分离电路分离出的转向速度信号连接到伪转向速度信号阻断电路，伪转向速度信号阻断电路输出的转向速度信号连接到转向速度信号冲击抑制电路，转向速度信号冲击抑制电路输出的转向速度信号连接到转向速度信号平滑电路。
优选的，转向速度信号分离电路由运算放大器IC2B等元器件组成的减法器电路构成，从采样信号处理电路输出的信号中分离出转向速度控制信号并发送至伪转向速度信号阻断电路。转向速度信号分离电路由运算放大器IC2B为核心的减法器电路实现，左推拉力传感器信号处理电路和右推拉力传感器信号处理电路输出的推拉力信号分别输入到该减法器电路的同相端和反相端，经运算输出的信号即分离出的转向速度信号。
优选的，伪转向速度信号阻断电路由硅开关二极管V21和V22等元器件组成的小信号阻断电路构成；利用V21和V22的0.5V正向转折导通特性，阻断绝对值小于0.5V的伪转向速度信号的传输，阻止了直行时移动式X射线机行进中的左右摆动。伪转向速度信号阻断电路由硅开关二极管V21和V22为核心的元器件组成，利用V21和V22的0.5V正向转折导通特性，阻断了直行迈步行进中，左推拉力传感器与右推拉力传感器所受到不均衡力产生的绝对值小于0.5V的伪转向速度信号。
优选的，转向速度信号冲击抑制电路由硅开关二极管V19和V20等元器件组成的可变增益运算放大电路构成，利用V19和V20的0.5V正向转折导通特性，降低转向速度信号冲击抑制电路输出电压绝对值大于0.5V信号的增益，抑制转向速度信号中的冲击信号。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过与推行手柄连接的左推拉力传感器与右推拉力传感器实时采集医护人员推行移动式X射线机施加的力，使移动式X射线机能够按照医护人员的推行意愿实时的稳定运行与准确定位。根据进退速度信号的特性，在进退速度信号处理电路中采用加法器电路将进退速度信号分离出来。在进退速度信号冲击抑制电路中采用自动改变增益的运算放大电路，抑制操作人员迈步时对推拉力传感器产生的冲击，消除移动式X射线机行进过程中的顿挫感。在进退信号平滑电路中采用RC滤波电路，使移动式X射线机平稳的行进。根据转向速度信号的特性，在转向速度信号处理电路中采用减法器电路将转向速度信号分离出来，在伪转向信号阻断电路中采用硅开关二极管阻断电路，阻止直行时移动式X射线机的左、右摆动，在转向速度信号冲击抑制电路中采用自动改变增益的运算放大电路，抑制操作人员迈步时对推拉力传感器产生的冲击，消除移动式X射线机转向过程中的顿挫感。在转向信号平滑电路中采用RC滤波电路，使移动式X射线机转向保存平稳。
附图说明
为了更清楚地说明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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明推行手柄控制的电动行进装置的框图；
图2为本发明一种推行手柄控制的电动行进装置的左推拉力传感器信号处理电路；
图3为本发明一种推行手柄控制的电动行进装置的进退速度信号分离电路；
图4为本发明一种推行手柄控制的电动行进装置的进退速度信号冲击抑制电路；
图5为本发明一种推行手柄控制的电动行进装置的进退速度信号平滑电路；
图6为本发明一种推行手柄控制的电动行进装置的转向速度信号分离电路；
图7为本发明一种推行手柄控制的电动行进装置的伪转向速度信号阻断电路；
图8为本发明一种推行手柄控制的电动行进装置的转向速度信号冲击抑制电路；
图9为本发明一种推行手柄控制的电动行进装置的转向速度信号平滑电路。
1推拉力传感器；11左推拉力传感器；12右推拉力传感器；2电动行进控制电路；21采样信号处理电路；211左推拉力传感器信号处理电路；212右推拉力传感器信号处理电路；22进退速度信号处理电路；221进退速度信号分离电路；222进退速度信号冲击抑制电路；223进退速度信号平滑电路；23转向速度信号处理电路；231转向速度信号分离电路；232伪转向速度信号阻隔电路；233转向速度信号冲击抑制电路；234转向速度信号平滑电路；3电机控制器。
具体实施方式
下面将结合发明实施例中的附图，对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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，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，都属于发明保护的范围。
参考图1，一种推行手柄控制的电动行进装置，包括推拉力传感器1、电动行进控制电路2、电机控制器3及驱动电机。
进一步的，推拉力传感器1包括：左推拉力传感器11及右推拉力传感器12，用于采集左手与右手对推行手柄施加推拉力的信号采集；
进一步的，电动行进控制电路2包括：采样信号处理电路21、进退速度信号处理电路22以及转向速度信号处理电路23；所述采样信号处理电路21又包括：左推拉力传感器信号处理电路211和右推拉力传感器信号处理电路212，用于推拉力传感器1输出信号的处理，产生满足进退速度信号分离电路221和转向速度信号分离电路231要求的推拉力信号；所述进退速度信号处理电路22又包括：进退速度信号分离电路221、进退速度信号冲击抑制电路222和进退速度信号平滑电路223，用于进退速度控制信号的分离和处理，产生满足电机控制器3对进退速度控制要求的信号；所述转向速度信号处理电路23又包括：转向速度信号分离电路231、伪转向速度信号阻断电路232、转向速度信号冲击抑制电路233和转向速度信号平滑电路234，用于转向速度控制信号的分离和处理，产生满足电机控制器3对转向速度控制要求的信号；
采样信号处理电路21，用于推拉力传感器1输出信号的优化处理，产生满足进退速度信号分离电路221和转向速度信号分离电路231要求的信号；
进退速度信号处理电路22，用于进退速度控制信号的分离和优化处理，产生满足电机控制器3对进退速度控制要求的信号；
转向速度信号处理电路23，用于转向速度控制信号的分离和处理，产生满足电机控制器3对转向速度控制要求的信号；
采用自主研发的电动行进控制电路2对推拉力传感器1采集的信号进行进退速度信号与转向速度信号分离并优化处理，产生符合医护人员推行意愿的电机控制器3的输入信号。将进退速度信号与转向速度信号输入电机控制器3，控制左、右两个驱动电机工作，使移动式X射线机能够按照医护人员推行意愿平稳行进和准确定位的电路结构
进一步的，电机控制器3：按照电动行进控制电路2输出的进退速度控制信号和转向速度控制信号的要求控制左驱动电机和右驱动电机；电机控制器3，按照进退速度控制信号和转向速度控制信号的要求，分别控制左驱动电机与右驱动电机工作，完成移动式X射线机的平稳运行和准确定位；
进一步的，驱动电机包括：左驱动电机和右驱动电机，用于驱动移动式X射线机行进和准确定位；
参考图2，左推拉力传感器信号处理电路211，由运算放大器IC1A、电位器RP1、电容C1、C2以及电阻R1、R2、R3、R4组成，左推拉力传感器11的正极输出端接左推拉力传感器信号处理电路211的同相输入端PR1-3，左推拉力传感器11的负极输出端接左推拉力传感器信号处理电路211的反相输入端PR1-2。通过该电路将左推拉力传感器11输出的几毫伏至十几毫伏微弱差分速度控制信号放大到几百毫伏，并将其差分输出速度控制信号转换为单端输出速度控制信号，便于后期速度控制信号的处理，电位器RP1用于补偿拉压力传感器输出的失调电压和运算放大器产生的零点偏差。
右推拉力传感器信号处理电路212的工作原理与左推拉力传感器信号处理电路211的工作原理相同。
参考图3，进退速度信号分离电路221，由运算放大器IC1B、电阻R5、R6、R7、R8等器件组成的加法器电路构成。左推拉力传感器信号处理电路211和右推拉力传感器信号处理电路212输出的信号分别送入该加法器电路的同相端Vin1与Vin2，该进退速度信号分离电路221的输出电压Vout＝(1+R8÷R5)×(Vin1+Vin2)，该输出电压为“正”则前进，该输出电压为“负”则后退，该输出电压值的大小控制前进或后退速度的快慢。
参考图4，进退速度信号冲击抑制电路222，由运算放大器IC1B、电阻R5、R8、R40硅开关二极管V23、V24、V25、V26等器件组成，其中IC1B、R5、R8与进退速度信号分离电路221共用。
在对推行手柄正常施力时，推拉力传感器1的输出电压信号较低，冲击抑制电路输入电压Vin1+Vin2的绝对值低于0.2V，即0.2V≥Vin1+Vin2≥-0.2V，冲击抑制电路输出端的输出电压绝对值小于1V，即1V≥Vout≥-1V，硅开关二极管V23、V24、V25、V26都处于截止状态，电路处于正常工作状态，放大器增益为6.1倍，计算过程如下：
正常工作状态进退信号冲击抑制电路的输出电压：
Vout＝(1+R8÷R5)×(Vin1+Vin2)
＝[1+(51×103)÷(10×103)]×(Vin1+Vin2)
＝6.1×(Vin1+Vin2)。
在推行人员迈步时对推行手柄产生较强的冲击力或快速推行移动式X射线机时，推拉力传感器1的输出电压较高，当产生的冲击输入电压Vin1+Vin2低于-0.2V时，IC1B输出电压低于-1.0V，硅开关二极管V23、V24导通，当产生的冲击输入电压Vin1+Vin2高于+0.2V时，IC1B输出电压高于+1.0V，硅开关二极管V25、V26导通，这种情况下进退速度控制电路放大增益降低为1.836倍，从而进退信号冲击抑制电路有效的起到了限制过高的进退速度信号，防止移动式X射线机在行进时出现强烈的顿挫感。计算过程如下：
出现迈步冲击或快速推行时进退信号冲击抑制电路的输出电压：
Vout＝{1+[(R8×R40)÷(R8+R40)]÷R5}×(Vin1+Vin2)
＝{1+[(51×103×10×103)÷(51×103+10×103)]÷10×103}×(Vin1+Vin2)
≈1.836×(Vin1+Vin2)；
参考图5，进退速度控制信号的平滑电路，由运算放大器IC3A、电容C20、C21电阻R9、R10、R11、R12与电位器RP3组成。在医护人员推行移动式X射线机时，左右两侧拉压力传感器受迈步影响，其输出的采样电压信号会出现较大的波动，一般推行速度为3.6公里/小时，在步幅为0.5米时，步频为2步/秒。迈步周期为1/步频＝0.5s，为了使移动式X射线机在行走时基本保持匀速运动，需要积分τ＝RC大于等于0.5s，本电路τ＝100×103×2×0.47×10-6＝0.94s，满足理论要求。经过实际验证，移动式X射线机在行走时基本保持匀速运动。
步频＝(3.6×103/0.5)步/3600s
＝2步/s
参考图6，转向速度信号分离电路231，由运算放大器IC2B、电阻R18、R19、R20、R21等器件组成的减法器电路实现。当左推拉力传感器11与右推拉力传感器12施力方向相同、大小相等时，输入信号Vin1与右Vin2极性向相同、大小相等时，Vout输出电压为“0”，移动式X射线机不发生转向。当左侧推拉力传感器11推力大于右侧推拉力传感器12推力时，Vout输出电压为“正”，移动式X射线机向右转。当左侧推拉力传感器11推力小于右侧推拉力传感器12推力时，Vout输出电压为“负”，移动式X射线机向左转，转向速度的快慢与Vout输出电压的大小成正比。
转向速度信号分离电路231输出电压
Vout＝R21÷(R19+R21)×(1+R20÷R18)Vin1-(R20÷R18)×Vin2
＝15×103÷(10×103+15×103)×(1+15×103÷10×103)Vin1-(15×103÷10×103)×Vin2
＝1.5×(Vin1-Vin2)
参考图7，伪转向信号阻断电路，由运算放大器IC4A、电阻R38、R39，硅开关二极管V21、V22组成，在医护人员直行推行移动式X射线机时，由于迈步行进中左推拉力传感器11与右推拉力传感器12所受到不均衡力的影响，使左推拉力传感器11与右推拉力传感器12输出信号出现差异，造成伪转向信号阻断电路输入端Vin出现-0.5V至+0.5V之间的“伪”转向电压，在电路中插入导通转折电压为0.5V的硅开关二极管V21后，阻断了0V至+0.5V范围内的“伪”转向电压的传输，在电路中插入导通转折电压为0.5V的硅开关二极管V22后，阻断了-0.5V至0V范围内的“伪”转向电压的传输，保持了直行推行移动式X射线机时伪转向信号阻断电路输出Vout为0V。阻止了直行时由于迈步行进中左拉力传感器11与右推拉力传感器12受力不均引起移动式X射线机左、右摆动的问题。当医护人员推行移动式X射线机右转时，伪转向信号阻断电路输入端Vin电压大于0.5V，伪转向信号阻断电路输出端电压Vout＝Vin-0.5V，伪转向信号阻断电路输出端电压大于0V，移动式X射线机向右转。当医护人员推行移动式X射线机左转时，伪转向信号阻断电路输入端Vin电压小于-0.5V，伪转向信号阻断电路输出端电压Vout＝Vin+0.5V，伪转向信号阻断电路输出端电压小于0V，移动式X射线机向左转。
参考图8，转向速度信号冲击抑制电路233，由运算放大器IC4A、电阻R37、R38、R39，硅开关二极管V19、V20组成；其中IC4A、R38、R39与伪转向信号阻断电路共用。在对推行手柄正常施加转向力时，推拉力传感器1的输出电压信号较低，转向速度信号冲击抑制电路233输入电压Vin的绝对值低于0.5V，即0.5V≥Vin≥-0.5V，硅开关二极管V19、V20都处于截止状态，电路处于正常工作状态，放大器增益为1倍，计算过程如下：
正常工作状态转向速度信号冲击抑制电路233的输出电压
Vout＝R39÷R38×Vin
＝10×103÷10×103×Vin
＝1×Vin
在推行人员转向迈步对推行手柄产生较强的冲击力时或快速转向移动式X射线机时，推拉力传感器1的输出电压较高，当转向速度信号冲击抑制电路233输入电压Vin低于-0.5V时，IC4A输出电压高于0.5V，硅开关二极管V20导通，当转向速度信号冲击抑制电路233输入电压Vin高于0.5V时，IC4A输出电压低于-0.5V，硅开关二极管V19导通，这种情况下转向速度信号冲击抑制电路233放大增益降低为0.5倍，从而转向速度信号冲击抑制电路233可以有效的起到限制过快的转向，防止移动式X射线机在转向时出现强烈的顿挫感。计算过程如下：
出现迈步冲击或快速转向时转向速度信号冲击抑制电路233的输出电压
Vout＝[R37×R39÷(R37+R39)]÷R38×Vin
＝[10×103×10×103÷(10×103+10×103)]÷(10×103)×Vin
＝0.5×Vin
参考图9，转向速度信号平滑电路234由运算放大器IC3B、电容C22、电阻R22、R23、R24、R25、电位器RP4组成；在医护人员推行移动式X射线机转弯时，左右两侧拉压力传感器受迈步影响，其输出的采样电压信号会出现较大的波动，一般转弯速度为2公里/小时，在步幅为0.25米时，步频为2.22步/秒，迈步周期为1/步频＝0.45s，为了使移动式X射线机在行走时基本保持匀速运动，需要积分τ＝RC大于等于0.45s，本电路τ＝100×103×0.47×10-6＝0.47s，满足理论要求。经过实际验证，移动式X射线机在转弯时基本保持匀速运动。
步频＝(2×103/0.25)步/3600s
≈2.22步/s
本发明的技术方案是这样实现的：一种推行手柄控制的电动行进装置，包括推拉力传感器1、电动行进控制电路2、电机控制器3及驱动电机。推拉力传感器1包括：左推拉力传感器11及右推拉力传感器12，用于采集推行手柄对左推拉力传感器11及右推拉力传感器12施加的推拉力；电动行进控制电路2包括：采样信号处理电路21、进退速度信号处理电路22以及转向速度信号处理电路23；所述采样信号处理电路21用于推拉力传感器1输出信号的处理，产生满足进退速度信号分离电路和转向速度信号分离电路信号幅度、信号电平和信号方式要求的信号；所述进退速度信号处理电路22用于进退速度控制信号的分离和处理，产生符合医护人员推行意愿的进退速度控制信号，输入到电机控制器3的进退速度信号输入端；所述转向速度信号处理电路23用于转向速度控制信号的分离和处理，产生符合医护人员推行意愿的转向速度控制信号，输入到电机控制器3的转向速度信号输入端；电机控制器3：依据电动行进控制电路2输出的进退速度控制信号和转向速度控制信号的大小和极性控制左驱动电机和右驱动电机工作，实现移动式X射线机的平稳行进和准确定位。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种推行手柄控制的电动行进装置，其特征在于，包括：推行手柄、推拉力传感器、电动行进控制电路、电机控制器及驱动电机；
所述推拉力传感器包括左推拉力传感器及右推拉力传感器，所述左推拉力传感器及所述右推拉力传感器分别装设于所述手柄的左右两侧，所述左推拉力传感器及所述右推拉力传感器用于采集推行手柄左、右两侧对左、右两个推拉力传感器施加的推拉力；
所述电动行进控制电路包括：采样信号处理电路、进退速度信号处理电路和转向速度信号处理电路；
所述采样信号处理电路的输入端与所述推拉力传感器连接，所述采样信号处理电路的输出端与所述进退速度信号处理电路和所述转向速度信号处理电路的输入端连接；所述进退速度信号处理电路和所述转向速度信号处理电路的输出端与所述电机控制器的输入端连接；所述电机控制器的输出端与所述驱动电机连接；
所述推拉力传感器将推拉力信息发送至所述采样信号处理电路，所述采样信号处理电路根据推拉力信息产生预处理信号发送至所述进退速度信号处理电路和所述转向速度信号处理电路；所述进退速度信号处理电路和所述转向速度信号处理电路接收到预处理信号后，分别输出进退信号和转向信号发送至所述电机控制器；所述电机控制器接收到进退信号和转向信号后，控制电机进行相应的运动。
2.如权利要求1所述的一种推行手柄控制的电动行进装置，其特征在于：所述采样信号处理电路包括左推拉力传感器信号处理电路和右推拉力传感器信号处理电路；
所述左推拉力传感器信号处理电路的输入端与左推拉力传感器连接，所述右推拉力传感器信号处理电路的输入端与右推拉力传感器连接，所述左推拉力传感器信号处理电路和右推拉力传感器信号处理电路的输出分别与进退速度信号处理电路和转向速度信号处理电路联接。
3.如权利要求1所述的一种推行手柄控制的电动行进装置，其特征在于：所述进退速度信号处理电路包括进退速度信号分离电路、进退速度信号冲击抑制电路和进退速度信号平滑电路；
所述进退速度信号分离电路的输入端与所述采样信号处理电路的输出端连接，所述进退速度信号分离电路的输出端与所述进退速度信号冲击抑制电路的输入端连接，所述进退速度信号冲击抑制电路的输出端与所述进退速度信号平滑电路的输入端连接，所述进退速度信号平滑电路的输出端与所述电机控制器连接。
4.如权利要求1所述的一种推行手柄控制的电动行进装置，其特征在于：所述转向速度信号处理电路包括转向速度信号分离电路、伪转向速度信号阻断电路、转向速度信号冲击抑制电路和转向速度信号平滑电路；
所述转向速度信号分离电路的输入端与所述采样信号处理电路的输出端连接，所述转向速度信号分离电路的输出端与所述伪转向速度信号阻断电路的输入端连接，所述伪转向速度信号阻断电路的输出端与所述转向速度信号冲击抑制电路的输入端连接，所述转向速度信号冲击抑制电路的输出端与所述转向速度信号平滑电路的输入端连接，所述转向速度信号平滑电路的输出端与所述电机控制器连接。
5.如权利要求3所述的一种推行手柄控制的电动行进装置，其特征在于：所述进退速度信号分离电路由运算放大器IC1B等元器件组成的加法器电路构成，从所述采样信号处理电路输出的信号中将进退信号分离出来并发送至所述进退速度信号冲击抑制电路。
6.如权利要求3所述的一种推行手柄控制的电动行进装置，其特征在于：所述进退速度信号冲击抑制电路由硅开关二极管V23、V24、V25和V26等元器件组成的可变增益运算放大电路构成，利用V23、V24、V25和V26的0.5V正向转折导通特性，降低所述进退速度信号冲击抑制电路输出电压绝对值大于1V信号的增益，抑制进退速度信号中的冲击信号。
7.如权利要求3所述的一种推行手柄控制的电动行进装置，其特征在于：所述进退速度信号处理电路中进退速度平滑电路，由电容C20、C21等元器件组成的集成电路积分放大电路构成，通过C20、C21的滤波特性，滤除进退速度信号中的快速波动信号。
8.如权利要求4所述的一种推行手柄控制的电动行进装置，其特征在于：所述转向速度信号分离电路由运算放大器IC2B等元器件组成的减法器电路构成，从所述采样信号处理电路输出的信号中分离出转向速度控制信号并发送至所述转向速度信号阻断电路。
9.如权利要求4所述的一种推行手柄控制的电动行进装置，其特征在于：所述伪转向速度信号阻断电路由硅开关二极管V21和V22等元器件组成集成电路限波电路；利用V21和V22的0.5V正向转折导通特性，阻断绝对值小于0.5V的伪转向速度信号的传输，阻止了直行时移动式X射线机行进中的左右摆动。
10.如权利要求4所述的一种推行手柄控制的电动行进装置，其特征在于：所述转向速度信号冲击抑制电路由硅开关二极管V19、V20等元器件组成的可变增益运算放大电路构成，利用V19和V20的0.5V正向转折导通特性，降低转向速度信号冲击抑制电路中输出电压绝对值大于0.5V信号的增益，抑制转向速度信号中的冲击信号。
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