CN113995613B - 一种剪叉式诊断床匀速升降控制的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种剪叉式诊断床匀速升降控制的方法，所述诊断床包括相互交叉的第一杆和第二杆，实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α，根据当前检测到的所述角度α控制所述电机的转速为n(α)＝n₀·tanα，从而使得所述托板的升降速度v＝n₀p为固定值，其中n₀为电机的固定参考转速，p为所述丝杠的导程。通过控制电机的转速与第一杆的角度相关，可以使得所述第二杆的上端的升降速度为固定速度，也就使得所述托板的升降速度为固定匀速，不因托板的高度而改变。

Description

一种剪叉式诊断床匀速升降控制的方法及系统

技术领域

本发明涉及剪叉式升降台技术领域，尤其涉及一种剪叉式诊断床匀速升降控制的方法及系统。

背景技术

剪叉式诊断床结构因为其特殊的结构，当电机匀速带动丝杠转动时，床的升降时不匀速的，且床越低，下降速度越快，给患者带来的恐惧感，操作者不知情时，可能会因此引发意外事故。若为改善升降速度不均匀的情况，降低平均速度以减弱患者恐惧感，却延长了诊断床的升降时间，上下患者辅助时间长，用户体验差。

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匀速升降的剪叉式诊断床控制的方法及系统。

本发明公开了一种剪叉式诊断床匀速升降控制的方法，所述诊断床包括相互交叉的第一杆和第二杆，所述第一杆的下端与所述诊断床的底板铰接、上端与所述诊断床的托板滑动连接，所述第二杆的上端与所述诊断床的托板铰接、下端与所述诊断床的底板滑动连接；通过电机驱动丝杠运动，以带动所述第二杆的下端在所述底板上滑动，进而带动所述第一杆的上端在所述托板上滑动，以改变所述第一杆与所述底板之间的角度α，从而使得所述托板相对于所述底板升降；实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α，根据当前检测到的所述角度α控制所述电机的转速为n(α)＝n₀·tanα，从而使得所述托板的升降速度v＝n₀p为固定值，其中n₀为电机的固定参考转速，p为所述丝杠的导程。

优选的，所述实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α包括：通过角度传感器实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α。

优选的，所述实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α包括：通过距离传感器实时检测所述第一杆的上端与所述底板之间的距离l₁和所述第一杆的下端与第二杆的下端之间的距离l₂；通过l₁和l₂计算获取角度α。

优选的，所述实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α包括：以第一预设时间段为间隔检测所述第一杆与所述底板之间的角度α，所述第一预设时间段小于0.1s。

优选的，还包括：当所述电机接收到启动信号后，检测所述第一杆与所述底板之间的角度α，根据公式n(α)＝n₀·tanα计算获取当前需要的电机转速n(α)；以第二预设时间段为间隔从0升高所述电机的转速，每次升高a％n(α)(a<100)，直至所述电机转速为n(α)。

优选的，还包括：当所述电机接收到停止信号后，检测当前所述电机的转速n(α)；以第三预设时间段为间隔降低所述电机的转速，每次降低b％n(α)(b<100)，直至所述电机转速为0。

本发明还公开了一种剪叉式诊断床匀速升降控制的系统，所述诊断床包括相互交叉的第一杆和第二杆，所述第一杆的下端与所述诊断床的底板铰接、上端与所述诊断床的托板滑动连接，所述第二杆的上端与所述诊断床的托板铰接、下端与所述诊断床的底板滑动连接；还包括相连接的丝杠和电机，所述丝杠与所述第二杆的下端连接；通过电机驱动丝杠运动，以带动所述第二杆的下端在所述底板上滑动，进而带动所述第一杆的上端在所述托板上滑动，以改变所述第一杆与所述底板之间的角度α，从而使得所述托板相对于所述底板升降；还包括检测器，通过所述检测器实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α；还包括控制器，所述控制器与所述检测器、所述电机连接，根据当前检测到的所述角度α控制所述电机的转速为n(α)＝n₀·tanα，从而使得所述托板的升降速度v＝n₀p为固定值，其中n₀为电机的固定参考转速，p为所述丝杠的导程。

优选的，所述检测器为角度传感器，通过所述角度传感器实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α。

优选的，所述检测器为距离传感器，通过所述距离传感器实时检测所述第一杆的上端与所述底板之间的距离l₁和所述第一杆的下端与第二杆的下端之间的距离l₂；所述控制器根据l₁和l₂计算获取角度α。

优选的，所述控制器还包括计时模块，通过所述计时模块控制所述检测器以第一预设时间段为间隔检测所述第一杆与所述底板之间的角度α，所述第一预设时间段小于0.1s。

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：

1.通过控制电机的转速与第一杆的角度相关，可以使得所述第二杆的上端的升降速度为固定速度，也就使得所述托板的升降速度为固定匀速，不因托板的高度而改变，消除了患者的恐惧感。

附图说明

图1为本发明提供的所述剪叉式诊断床的结构示意图。

其中：1-底板，2-托板，3-第一杆，4-第二杆。

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。

本发明公开了一种剪叉式诊断床匀速升降控制的方法，参见附图1，诊断床包括底板1和设于底板1上方的托板2，托板2通过支撑组件相对于底板1升降，患者躺在托板2上进行诊断工作。支撑组件包括相互交叉的第一杆3和第二杆4，其交汇于C点。第一杆3的下端(D点)与诊断床的底板1铰接、上端(A点)与诊断床的托板2滑动连接，第二杆4的上端(B点)与诊断床的托板2铰接、下端(E点)与诊断床的底板1滑动连接，第一杆3的上端(A点)与第二杆4的下端(E点)滑动，使得托板2进行升降。

具体的，通过丝杠带动运动第二杆4的下端(E点)滑动，同时带动第一杆3的上端(A点)在托板2上滑动，以改变第一杆3与底板1之间的角度α，从而使得托板2相对于底板1升降。而丝杠通过电机进行驱动。

以第二杆4为研究对象，E点沿水平运动，所以第二杆4的速度瞬心垂直DE、在DE的垂直线上；B点沿竖直运动，所以第二杆4的速度瞬心垂直DB、在DB的垂直线上；故，DE、DB的垂直线相交于点A，即点A为杆BE的速度瞬心。由理论力学知识可知，基于速度瞬心转动的刚体拥有相同的角速度，所以有可推算/>又因为v_E＝n·p，所以v_B＝cotα·np。其中，v_E为E点速度，v_B为B点速度，等于托板2的升降速度v，l_AB为点A、B的距离，l_AE为点A、E的距离，n为电机转速，p为丝杠导程，是恒定值；α为第一杆3与底板1之间的夹角。

通过实时检测第一杆3与底板1之间的角度α，根据当前检测到的角度α控制电机的转速为n(α)＝n₀·tanα，带人公式v_B＝cotα·np，从而得到托板2的升降速度v_B＝v＝n₀p，由于p为固定值，其中n₀为电机的固定参考转速(可以为任意值)，所以托板2的升降速度也为固定值，也就使得托板2的升降匀速。

较佳的，通过角度传感器来实时检测第一杆3与底板1之间的角度α，该角度传感器将直接测得第一杆3与底板1之间的角度，无需换算。

较佳的，不同于角度传感器，还可以通过距离传感器来分别实时检测第一杆3的上端与底板1之间的距离l₁，和第一杆3的下端与第二杆4的下端之间的距离l₂，再通过通过l₁和l₂计算获取角度α。

较佳的，每一次对角度α的检测都意味着电机转速的改变，而电机转速的调节越频繁，将会使得托板2的升降越平滑，患者所感受到的速度变化将会越轻微，故角度α的检测应尽可能的频繁，即以第一预设时间段为间隔检测第一杆3与底板1之间的角度α，第一预设时间段小于0.1s。该第一预设时间段为参考值，角度α的检测越频繁，电机的控制难度也会越大，故该第一预设参考值应根据具体需求进行设置，此处并不限制。

较佳的，在升降床的启动和停止时，若电机转速没有过度，托板2的升降将会产生明显的顿感，给患者带来不佳的体验感。故，本发明对电机的启动和停止都设置了过渡阶段。

具体的，当电机接收到启动信号后，检测第一杆3与底板1之间的角度α，根据公式n(α)＝n₀·tanα计算获取当前需要的电机转速n(α)；以第二预设时间段为间隔从0升高电机的转速，每次升高a％n(α)(a<100)，直至电机转速为n(α)。

当电机接收到停止信号后，检测当前电机的转速n(α)；以第三预设时间段为间隔降低电机的转速，每次降低b％n(α)(b<100)，直至电机转速为0。

本发明还公开了一种剪叉式诊断床匀速升降控制的系统，诊断床包括底板1和设于底板1上方的托板2，托板2通过支撑组件相对于底板1升降，患者躺在托板2上进行诊断工作。支撑组件包括相互交叉的第一杆3和第二杆4，其交汇于C点。第一杆3的下端(D点)与诊断床的底板1铰接、上端(A点)与诊断床的托板2滑动连接，第二杆4的上端(B点)与诊断床的托板2铰接、下端(E点)与诊断床的底板1滑动连接，第一杆3的上端(A点)与第二杆4的下端(E点)滑动，使得托板2进行升降。

具体的，通过丝杠带动运动第二杆4的下端(E点)滑动，同时带动第一杆3的上端(A点)在托板2上滑动，以改变第一杆3与底板1之间的角度α，从而使得托板2相对于底板1升降。而丝杠通过电机进行驱动。

剪叉式诊断床匀速升降控制的系统还包括检测器，通过检测器实时检测第一杆3与底板1之间的角度α。

剪叉式诊断床匀速升降控制的系统还包括控制器，控制器与检测器、电机连接，根据当前检测到的角度α控制电机的转速为n(α)＝n₀·tanα，从而使得托板2的升降速度v＝n₀p为固定值，其中n₀为电机的固定参考转速(可以为任意值)，p为丝杠的导程。

较佳的，检测器采用角度传感器，通过角度传感器直接实时检测第一杆3与底板1之间的角度α。

不同于角度传感器，检测器还可以采用距离传感器，通过距离传感器实时检测第一杆3的上端与底板1之间的距离l₁和第一杆3的下端与第二杆4的下端之间的距离l₂，控制器根据l₁和l₂计算获取角度α。

较佳的，控制器还包括计时模块，通过计时模块控制检测器以第一预设时间段为间隔检测第一杆3与底板1之间的角度α，第一预设时间段小于0.1s。

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 (2)

1.一种剪叉式诊断床匀速升降控制的方法，其特征在于，所述诊断床包括相互交叉的第一杆和第二杆，所述第一杆的下端与所述诊断床的底板铰接、上端与所述诊断床的托板滑动连接，所述第二杆的上端与所述诊断床的托板铰接、下端与所述诊断床的底板滑动连接；

通过电机驱动丝杠运动，以带动所述第二杆的下端在所述底板上滑动，进而带动所述第一杆的上端在所述托板上滑动，以改变所述第一杆与所述底板之间的角度α，从而使得所述托板相对于所述底板升降；

实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α，根据当前检测到的所述角度α控制所述电机的转速为n(α)＝n₀·tanα，从而使得所述托板的升降速度v＝n₀p为固定值，其中n₀为电机的固定参考转速，p为所述丝杠的导程，p为恒定；

所述实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α包括：通过角度传感器实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α；或通过距离传感器实时检测所述第一杆的上端与所述底板之间的距离l₁和所述第一杆的下端与第二杆的下端之间的距离l₂，通过l₁和l₂计算获取角度α；

所述实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α包括：以第一预设时间段为间隔检测所述第一杆与所述底板之间的角度α，所述第一预设时间段小于0.1s；

还包括：当所述电机接收到启动信号后，检测所述第一杆与所述底板之间的角度α，根据公式n(α)＝n₀·tanα计算获取当前需要的电机转速n(α)；以第二预设时间段为间隔从0升高所述电机的转速，每次升高a％n(α),a<100，直至所述电机转速为n(α)；

还包括：当所述电机接收到停止信号后，检测当前所述电机的转速n(α)；以第三预设时间段为间隔降低所述电机的转速，每次降低b％n(α)，b<100，直至所述电机转速为0。

2.一种剪叉式诊断床匀速升降控制的系统，其特征在于，所述诊断床包括相互交叉的第一杆和第二杆，所述第一杆的下端与所述诊断床的底板铰接、上端与所述诊断床的托板滑动连接，所述第二杆的上端与所述诊断床的托板铰接、下端与所述诊断床的底板滑动连接；

还包括相连接的丝杠和电机，所述丝杠与所述第二杆的下端连接；通过电机驱动丝杠运动，以带动所述第二杆的下端在所述底板上滑动，进而带动所述第一杆的上端在所述托板上滑动，以改变所述第一杆与所述底板之间的角度α，从而使得所述托板相对于所述底板升降；

还包括检测器，通过所述检测器实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α；

还包括控制器，所述控制器与所述检测器、所述电机连接，根据当前检测到的所述角度α控制所述电机的转速为n(α)＝n₀·tanα，从而使得所述托板的升降速度v＝n₀p为固定值，其中n₀为电机的固定参考转速，p为所述丝杠的导程，p为恒定；

所述检测器为角度传感器，通过所述角度传感器实时检测所述第一杆与所述底板之间的角度α；或所述检测器为距离传感器，通过所述距离传感器实时检测所述第一杆的上端与所述底板之间的距离l₁和所述第一杆的下端与第二杆的下端之间的距离l₂；所述控制器根据l₁和l₂计算获取角度α；

所述控制器还包括计时模块，通过所述计时模块控制所述检测器以第一预设时间段为间隔检测所述第一杆与所述底板之间的角度α，所述第一预设时间段小于0.1s；

还包括：当所述电机接收到启动信号后，检测所述第一杆与所述底板之间的角度α，根据公式n(α)＝n₀·tanα计算获取当前需要的电机转速n(α)；以第二预设时间段为间隔从0升高所述电机的转速，每次升高a％n(α)，a<100，直至所述电机转速为n(α)；

还包括：当所述电机接收到停止信号后，检测当前所述电机的转速n(α)；以第三预设时间段为间隔降低所述电机的转速，每次降低b％n(α)，b<100，直至所述电机转速为0。