CN113476073A - 一种床板运动校准方法及校准系统 - Google Patents

一种床板运动校准方法及校准系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种床板运动校准方法及校准系统，涉及医学设备技术领域，包括以下：计算伺服驱动器控制床板由初始位置移动至目标位置的运动距离和理论脉冲数；对所述理论脉冲数进行均匀划分，获得预设数量的子脉冲数；采用伺服驱动器逐个根据所述子脉冲数控制床板由初始位置运动，并获取每一子脉冲数对应的实际床板运动位移；根据各个子脉冲数及实际床板运动位移计算各个子脉冲数下的传动比；根据所述各个子脉冲数下的传动比及预设值执行校准动作，用于解决现有技术中CT诊断床运动过程中传动比不一致而出现误差导致诊断结果不准确的问题。

Description

一种床板运动校准方法及校准系统
技术领域
本发明涉及医学设备技术领域，尤其涉及一种床板运动校准方法及校准系统。
背景技术
CT诊断床水平运动是通过皮带，丝杠等传动机构进行传动的。丝杠刚性强，其导程相对固定，但是运行时间时间较长后其导程也是会有改变的，皮带传动对比丝杠各部位传动比更加不稳定。
CT诊断床会进行水平校准操作，其目的是为了得到其运动行程内的水平的传动比。但是现有大多操作过程中只根据整段运动行程得到一个传动比，无法反映到CT诊断床到达每个位置的真实的传动比，由此当CT诊断床运动到行程中某一指定位置时可能会因为传动比不正确导致出现误差，长时间运行的机器如果发生此类传动比不一致的现象就很难在现场校准。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种床板运动校准方法及校准系统，用于解决现有技术中CT诊断床运动过程中传动比不一致而出现误差导致诊断结果不准确的问题。
本发明公开了一种床板运动校准方法，包括以下：
计算伺服驱动器控制床板由初始位置移动至目标位置的运动距离和理论脉冲数；
对所述理论脉冲数进行均匀划分，获得预设数量的子脉冲数；
采用伺服驱动器逐个根据所述子脉冲数控制床板由初始位置运动，并获取每一子脉冲数对应的实际床板运动位移；
根据各个子脉冲数及实际床板运动位移计算各个子脉冲数下的传动比；
根据所述各个子脉冲数下的传动比及预设值执行校准动作。
优选地，计算伺服驱动器控制床板由初始位置移动至目标位置的运动距离和理论脉冲数，包括以下：
根据所述初始位置和目标位置之间的距离，记为所述运动距离；
获取所述预设值，根据所述运动距离与所述预设值的比值获得所述理论脉冲数。
优选地，根据各个子脉冲数及实际床板运动位移计算各个子脉冲数下的传动比，包括以下：
对于每一实际床板运动位移，计算所述实际床板运动位移与所述子脉冲数的比值，获得所述子脉冲数下的传动比。
优选地，所述校准方法还包括以下：
控制所述床板由第一位置移动至第二位置；
根据所述第一位置和第二位置计算伺服驱动器的第一脉冲数；
基于所述第一脉冲数使伺服驱动器控制床板运动，并获取所述第一脉冲数下的第一实际运动距离；
根据所述第一位置、第二位置、第一脉冲数以及第一实际运动距离计算床板由第一位置移动至第二位置的传动比，并根据所述预设值执行校准动作。
优选地，所述根据所述第一位置和第二位置计算伺服驱动器的第一脉冲数，包括以下：
每一子脉冲数均对应一子运动距离；
由所述初始位置对各个子运动距离进行逐序标记，以确定所述第一位置和第二位置所位于的子距离区间；
根据子脉冲数下的传动比以及第一位置和第二位置之间的子距离区间个数计算第一脉冲数。
优选地，所述根据子脉冲数下的传动比以及第一位置和第二位置之间的子距离区间个数计算第一脉冲数，包括以下：
设第一位置X1位于第Y1子距离区间，第二位置X2位于第Y2子距离区间；
第Y1子距离区间对应的子脉冲下的传动比n1，第Y2子距离区间对应的子脉冲下的传动比n2，则根据下式获得第一脉冲数：
Figure BDA0003184636590000021
其中，
Figure BDA0003184636590000022
为第Y1子距离区间的长度，
Figure BDA0003184636590000023
分别为第一位置X1、第二位置X2距初始位置的长度，A为子脉冲数。
优选地，采用编码器读取床板由初始位置移动至目标位置的运动距离。
本发明还提供一种床板运动校准系统，包括床板以及控制床板运动伺服驱动器，所述校准系统还包括以下：
第一计算模块，用于计算伺服驱动器控制床板由初始位置移动至目标位置的运动距离和理论脉冲数；
分割模块，用于对所述理论脉冲数进行均匀划分，获得预设数量的子脉冲数；
位移采集模块，用于采用伺服驱动器逐个根据所述子脉冲数控制床板由初始位置运动，并获取每一子脉冲数对应的实际床板运动位移；
第二计算模块，用于根据各个子脉冲数及实际床板运动位移计算各个子脉冲数下的传动比；
校准模块，用于根据所述各个子脉冲数下的传动比及预设值执行校准动作。
优选地，所述校准系统还包括用于读取所述床板运动距离以及实际床板运动位移的编码器。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
本方案中通过伺服驱动器控制传床运动，首先计算理论脉冲数，并基于理论脉冲数进行分割，以将床板的整个行程分成多段进行校准，具体的，获取每一子脉冲数对应的实际床板运动位移，并由此计算传动比，而后基于预设值确定实际运动位移对应的传动比与预设值(即初始传动比n0)差值是否在预设范围内并进行校准，实现将床板行程下的每一段内都有一个校准的值，解决现有技术中CT诊断床运动过程中传动比不一致而出现误差导致诊断结果不准确的问题，还可以计算床板下任意一段位移下的传动比，以进一步减少传动比不一致而出现误差导致诊断结果不准确的问题。
附图说明
图1为本发明所述的一种床板运动校准方法及校准系统实施例一的流程图；
图2为本发明所述的一种床板运动校准方法及校准系统实施例一中用于体现计算床板下任意一段位移下的传动比的流程图；
图3为本发明所述的一种床板运动校准方法及校准系统实施例一示例的示意图；
图4为本发明所述的一种床板运动校准方法及校准系统实施例二的模块示意图。
附图标记：
7-床板运动校准系统；71-床板；72-伺服驱动器；73-第一计算模块；74-分割模块；75-位移采集模块；76-第二计算模块；77-校准模块；78-编码器。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
实施例一：本发明公开了一种床板运动校准方法，用于CT诊断床床板运动过程中的校准，以克服现有过程中仅通过床板运动初始位置与目标位置之间的行程计算一个传动比而无法确保在床板运动整个过程中传动比一致的问题，参阅图1，包括以下步骤：
S100：计算伺服驱动器控制床板由初始位置移动至目标位置的运动距离和理论脉冲数；
在上述步骤中，控制床板由初始位置缓慢向右侧运动直至运动至右侧限位开关(即目标位置)，此时通过外部编码器即可读取床板的运动行程L’。具体的，计算伺服驱动器控制床板由初始位置移动至目标位置的运动距离和理论脉冲数，包括以下：
S110：根据所述初始位置和目标位置之间的距离，记为所述运动距离；
S120：获取所述预设值，根据所述运动距离与所述预设值的比值获得所述理论脉冲数。
在上述步骤中，因为机械结构是固定的，通过理论计算可以得到一个初始传动比n0(1个脉冲运动多少mm)，该初始传动比n0即为预设值，即根据运动距离与初始传动比的比值即可计算出移动所述运动距离需要的脉冲值，即为上述理论脉冲值。
S200：对所述理论脉冲数进行均匀划分，获得预设数量的子脉冲数；
在本具体实施方式中，通过理论计算可以算出床板由初始位置到目标位置之间需要伺服驱动器需要z个脉冲，将z个脉冲进行平分。这里假设理论需要100800个脉冲，这样将总的行程分成11段，前10段为10000个脉冲，第11段为800个脉冲。
S300：采用伺服驱动器逐个根据所述子脉冲数控制床板由初始位置运动，并获取每一子脉冲数对应的实际床板运动位移；
在本方案中，作为优选的，采用编码器读取床板由初始位置移动至目标位置的运动距离，进一步的，也可采用该编码器读取上述实际床板运动位移，编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，即通过编码器读取床板运动位移。
S400：根据各个子脉冲数及实际床板运动位移计算各个子脉冲数下的传动比；
具体的，根据各个子脉冲数及实际床板运动位移计算各个子脉冲数下的传动比，包括以下：对于每一实际床板运动位移，计算所述实际床板运动位移与所述子脉冲数的比值，获得所述子脉冲数下的传动比。
上述步骤S300-S400作为举例说明的，让伺服运动10000个脉冲，通过诊断床外部编码器实际运动了L1，此时第一段传动比n1＝L1/10000。继续让床板运动10000个脉冲，通过诊断床外部编码器实际运动了L2，此时第二段传动比n2＝L2/10000，依次类推可计算出11段的传动比n1～n11，即上述各个子脉冲数下的传动比。
S500：根据所述各个子脉冲数下的传动比及预设值执行校准动作。
在本实施方式中，床板由初始位置时，即开始进行校准动作，可将上述算出的11段的传动比n1～n11与预设值(即上述初始传动比n0)比对，以确定差值是否在预设范围内，若在，则无需校准，即床板运动过程未出现传动比不一致的情况，若不在，则需要校准，即此时床板运动传动比与初始传动比不一致，可能存在误差，则计算校准值并对床板进行校准。
在上述实施方式中，将诊断床的整个行程分成多段(即上述步骤S200对所述理论脉冲数进行均匀划分)，在每一段内都有一个校准值(即将每一段的实际的传动比与预设值进行比对)，这样操作的好处是诊断床每一段都有一个校准值，即使某一段运行不准确，也可以通过校准减小误差，进一步的，即使出现误差，由于每一段运行过程中均进行校准，可使其总的运动误差不会很大，减少对后续诊断结果准确性的影响。
参阅图2，在一个较佳的实施方式中，所述校准方法还可基于传动比基于床板行程中任意一段位移进行校准，具体的，包括以下：
S610：控制所述床板由第一位置移动至第二位置；
在上述步骤中，该第一位置和第二位置均位于初始位置至目标位置之间的运动行程之间，第一位置至第二位置的移动方向可以是与初始位置至目标位置的移动方向一致，也可相反，若移动方向一致，则设定脉冲值及移动距离为正值，若移动方向相反，则设定脉冲值及移动距离为负值。
S620：根据所述第一位置和第二位置计算伺服驱动器的第一脉冲数；
在上述步骤中，非直接采用初始传动比计算获得第一脉冲数，为了提高第一脉冲数在实际运动场景下的适用性，采用上述步骤S400中获得的各个子脉冲数下的传动比来进行计算，具体的，所述根据所述第一位置和第二位置计算伺服驱动器的第一脉冲数，包括以下：
每一子脉冲数均对应一子运动距离；
在上述步骤S200对所述理论脉冲数进行均匀划分，由于理论脉冲数为由初始位置移动至目标位置的运动距离下对应的脉冲数，因此对理论脉冲数进行划分即可对由初始位置移动至目标位置的运动距离进行均匀划分，以获得预设数量的子运动距离。
由所述初始位置对各个子运动距离进行逐序标记，以确定所述第一位置和第二位置所位于的子距离区间，例如对第一个子运动距离标记为L1等，根据子脉冲数下的传动比以及第一位置和第二位置之间的子距离区间个数计算第一脉冲数。
进一步具体的，所述根据子脉冲数下的传动比以及第一位置和第二位置之间的子距离区间个数计算第一脉冲数，包括以下：
设第一位置X1位于第Y1子距离区间，第二位置X2位于第Y2子距离区间；
第Y1子距离区间对应的子脉冲下的传动比n1，第Y2子距离区间对应的子脉冲下的传动比n2，则根据下式获得第一脉冲数：
Figure BDA0003184636590000071
其中，
Figure BDA0003184636590000072
为第Y1子距离区间的长度，
Figure BDA0003184636590000073
分别为第一位置X1、第二位置X2距初始位置的长度，A为子脉冲数。
参阅图2和图3，作为示例以便进一步阐述上述第一脉冲数的计算过程：
假设需要由X1运动至X2处，首先判断X1与X2位置所在段。假设X1在L2段，X2在L5段(这一步可通过预设程序自主判断)，此时可以通过如下公式计算需要再发送如下脉冲数给驱动器：
(L1+L2-LX1)/n2+10000*2+(LX2-L4-L3-L2-L1)/n5
S630：基于所述第一脉冲数使伺服驱动器控制床板运动，并获取所述第一脉冲数下的第一实际运动距离；
如上述步骤S300所述，可采用上述编码器读取上述实际床板运动位移，即为上述第一实际运动距离。
S640：根据所述第一位置、第二位置、第一脉冲数以及第一实际运动距离计算床板由第一位置移动至第二位置的传动比，并根据所述预设值执行校准动作。
在上述步骤中，此时床板运动的传动比为第一实际运动距离与第一脉冲数的比值，根据此处计算出的传动比，与初始传动比进行比对，当误差超出阈值时进行校准，用于进一步在上述步骤S100-S500分段传动比校准后随机获取床板运动行程中任意一段位移进行校准，进一步确保床板在整个运动行程中保持各处的传动比一致，以进一步减少传动比不一致而出现误差导致诊断结果不准确的问题。
实施例二：本发明还提供一种床板运动校准系统7，参阅图4，包括7171以及控制床板运动伺服驱动器72，所述校准系统还包括以下：
第一计算模块73，用于计算伺服驱动器控制床板由初始位置移动至目标位置的运动距离和理论脉冲数；
具体的，控制床板由初始位置缓慢向右侧运动直至运动至右侧限位开关(即目标位置)。且，作为优选地，所述校准系统还包括用于读取所述床板运动距离以及实际床板运动位移的编码器78，该编码器78也可用于校准过程中各个步骤下的实际床板运动位移。
分割模块74，用于对所述理论脉冲数进行均匀划分，获得预设数量的子脉冲数；
位移采集模块75，用于采用伺服驱动器逐个根据所述子脉冲数控制床板由初始位置运动，并获取每一子脉冲数对应的实际床板运动位移；
具体的，所述位移采集模块75与上述编码器78连接，读取数据即可。
第二计算模块76，用于根据各个子脉冲数及实际床板运动位移计算各个子脉冲数下的传动比；
具体的，对于每一实际床板运动位移，计算所述实际床板运动位移与所述子脉冲数的比值，即可获得所述子脉冲数下的传动比。
校准模块77，用于根据所述各个子脉冲数下的传动比及预设值执行校准动作。
床板由初始位置时，即开始进行校准动作，可将上述获得实际运动位移对应的传动比与预设值(即初始传动比n0)比对，以确定差值是否在预设范围内。
在本实施方式中，通过伺服驱动器72控制传床板71运动，并由初始位置时，即开始进行校准动作，首先采用第一计算模块73计算理论脉冲数，并采用分割模块74基于理论脉冲数进行分割，以将诊断床的整个行程分成多段，而后基于位移采集模块75获取每一子脉冲数对应的实际床板运动位移，第二计算模块76基于实际床板运动位移获取子脉冲数下的传动比，校准模块77基于预设值确定实际运动位移对应的传动比与预设值(即初始传动比n0)差值是否在预设范围内并进行校准，实现将床板行程下的每一段内都有一个校准的值，这样操作的好处是诊断床每一段都有一个校准值，通过校准减小误差，区别于现有技术中基于床板运动行程仅获得一个传动比，无法确定床板运行至各个位置时是否保持传动比一致，还可以计算床板下任意一段位移下的传动比，采用获得的各个子脉冲数下的传动比来进行计算该段位移下的脉冲数，并根据该段位移下的脉冲数运动的实际距离获得传动比，进行校准，进一步减少传动比不一致而出现误差导致诊断结果不准确的问题。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡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作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种床板运动校准方法，其特征在于，包括以下：
计算伺服驱动器控制床板由初始位置移动至目标位置的运动距离和理论脉冲数；
对所述理论脉冲数进行均匀划分，获得预设数量的子脉冲数；
采用伺服驱动器逐个根据所述子脉冲数控制床板由初始位置运动，并获取每一子脉冲数对应的实际床板运动位移；
根据各个子脉冲数及实际床板运动位移计算各个子脉冲数下的传动比；
根据所述各个子脉冲数下的传动比及预设值执行校准动作。
2.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，计算伺服驱动器控制床板由初始位置移动至目标位置的运动距离和理论脉冲数，包括以下：
根据所述初始位置和目标位置之间的距离，记为所述运动距离；
获取所述预设值，根据所述运动距离与所述预设值的比值获得所述理论脉冲数。
3.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，根据各个子脉冲数及实际床板运动位移计算各个子脉冲数下的传动比，包括以下：
对于每一实际床板运动位移，计算所述实际床板运动位移与所述子脉冲数的比值，获得所述子脉冲数下的传动比。
4.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述校准方法还包括以下：
控制所述床板由第一位置移动至第二位置；
根据所述第一位置和第二位置计算伺服驱动器的第一脉冲数；
基于所述第一脉冲数使伺服驱动器控制床板运动，并获取所述第一脉冲数下的第一实际运动距离；
根据所述第一位置、第二位置、第一脉冲数以及第一实际运动距离计算床板由第一位置移动至第二位置的传动比，并根据所述预设值执行校准动作。
5.根据权利要求4所述的校准方法，其特征在于，所述根据所述第一位置和第二位置计算伺服驱动器的第一脉冲数，包括以下：
每一子脉冲数均对应一子运动距离；
由所述初始位置对各个子运动距离进行逐序标记，以确定所述第一位置和第二位置所位于的子距离区间；
根据子脉冲数下的传动比以及第一位置和第二位置之间的子距离区间个数计算第一脉冲数。
6.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述根据子脉冲数下的传动比以及第一位置和第二位置之间的子距离区间个数计算第一脉冲数，包括以下：
设第一位置X1位于第Y1子距离区间，第二位置X2位于第Y2子距离区间；
第Y1子距离区间对应的子脉冲下的传动比n1，第Y2子距离区间对应的子脉冲下的传动比n2，则根据下式获得第一脉冲数：
Figure FDA0003184636580000021
其中，
Figure FDA0003184636580000022
为第Y1子距离区间的长度，
Figure FDA0003184636580000023
分别为第一位置X1、第二位置X2距初始位置的长度，A为子脉冲数。
7.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于：
采用编码器读取床板由初始位置移动至目标位置的运动距离。
8.一种床板运动校准系统，其特征在于，包括床板以及控制床板运动伺服驱动器，所述校准系统还包括以下：
第一计算模块，用于计算伺服驱动器控制床板由初始位置移动至目标位置的运动距离和理论脉冲数；
分割模块，用于对所述理论脉冲数进行均匀划分，获得预设数量的子脉冲数；
位移采集模块，用于采用伺服驱动器逐个根据所述子脉冲数控制床板由初始位置运动，并获取每一子脉冲数对应的实际床板运动位移；
第二计算模块，用于根据各个子脉冲数及实际床板运动位移计算各个子脉冲数下的传动比；
校准模块，用于根据所述各个子脉冲数下的传动比及预设值执行校准动作。
9.根据权利要求8所述的校准系统，其特征在于：所述校准系统还包括用于读取所述床板运动距离以及实际床板运动位移的编码器。
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