CN114098783A - 限束器、x光机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种限束器、X光机及控制方法，限束器的信号输出模块用于输出反馈信号；限束器的处理器用于接收反馈信号并根据反馈信号生成位置信号；限束器的驱动电机用于接收位置信号并驱动叶片运动，加速阶段中，驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，驱动电机的加速度为负值，且此时电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程。上述的限束器、X光机及控制方法，实现了对驱动电机平稳的加减速控制，解决了丢步问题，提高了驱动电机运行的平稳性和精确性，增强了驱动电机跟随手轮旋转或者跟随其他调节部件运动的同步性，无延迟和无滞后感，叶片的位置精度高。

Description

限束器、X光机及控制方法

技术领域

本申请涉及摄影系统的技术领域，具体而言，涉及一种限束器、X光机及控制方法。

背景技术

随着医疗行业的飞速发展，动态DR已经在医院得到了大量普及和应用。动态DR可以从不同角度观察器官运动的X光视频，能够数字拍片、数字透视、数字造影。静态DR显示的是器官的投影像，单一角度和单一时间点很难发现细微病灶。而动态DR可以从不同的角度、时间来观察器官的运动，诊断准确率会大大提升。自动限速器是动态DR的核心部件，主要功能是限束X光束，遮挡散射的X光线，通过软件，远程工作台的手柄或者面板上的手轮自动控制叶片的走位和运动，最终实现动态DR整机动态拍片及透视。然而，目前市面上的自动限束器手轮旋转后或手柄移动后步进电机同步跟随有延迟，不实时同步，滞后感非常明显，带给用户的体验较差。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种限束器、X光机及控制方法，用于解决现有的自动限束器的步进电机跟随手轮旋转或者其他调节部件运动有延迟、不同步的问题。

本申请实施例提供了一种限束器，包括用于遮挡X射线的叶片，所述限束器还包括：

驱动电机，与所述叶片驱动连接；

信号输出模块，所述信号输出模块用于输出反馈信号；

处理器，与所述信号输出模块电连接，所述处理器还与所述驱动电机电连接，所述处理器用于接收所述反馈信号并根据所述反馈信号生成位置信号；

所述驱动电机用于接收所述位置信号并驱动所述叶片运动，其中，所述处理器控制所述驱动电机处于五个运行阶段，依次为启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段；加速阶段中，所述驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，所述驱动电机的加速度为负值，且此时所述电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程。

上述的限束器，通过处理器将信号输出模块输出的反馈信号转换成位置信号，处理器再控制驱动电机依次处于启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段，驱动电机带动叶片运动到对应的位置，从而实现控制叶片的开合及走位，其中，加速阶段中，驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，驱动电机的加速度为负值，且此时电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程，因此实现了对驱动电机加减速的平稳控制，解决了驱动电机的丢步问题，提高了驱动电机运行的平稳性和精确性，增强了驱动电机跟随手轮旋转或者跟随其他调节部件运动的同步性，无延迟和无滞后感，叶片到位后的位置精度高。

在其中一个实施例中，所述信号输出模块包括旋转编码器，所述旋转编码器与所述处理器电连接，所述限束器还包括可转动的手轮，所述旋转编码器与所述手轮连接，所述旋转编码器根据所述手轮的旋转输出正交编码信号，所述反馈信号为所述正交编码信号。

在其中一个实施例中，所述信号输出模块包括ADC电位器，所述ADC电位器与所述处理器电连接，所述限束器还包括可移动的手柄，所述ADC电位器与所述手柄连接，所述ADC电位器根据所述手柄的移动输出电位器信号，所述反馈信号为所述电位器信号。

在其中一个实施例中，所述信号输出模块包括存储有软件协议的存储器和外部通讯模块，所述处理器和所述外部通讯模块分别与所述存储器电连接，所述软件协议用于输出软件控制信号，所述反馈信号为所述软件控制信号。

在其中一个实施例中，所述外部通讯模块包括CAN、RS232串口、USB和RS485串口中的至少一个。

在其中一个实施例中，所述限束器还包括环形滤过检测机构和驱使电机，所述环形滤过检测机构包括圆盘和围绕所述圆盘的中心设置于所述圆盘上的多个不同厚度的滤过片，所述驱使电机用于驱动所述圆盘绕Z方向轴线转动，所述Z方向与所述叶片的运动方向垂直；所述圆盘的边缘设置多个第一检测点，每一所述第一检测点位于两个所述滤过片之间；所述驱使电机与所述处理器电连接，所述处理器控制驱使电机旋转固定时间周期以切换所述滤过片。

一种X光机，包括如上述实施例任一实施例所述的限束器。

上述的X光机，包括限束器，通过处理器将信号输出模块输出的反馈信号转换成位置信号，处理器再控制驱动电机依次处于启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段，驱动电机带动叶片运动到对应的位置，从而实现控制叶片的开合及走位，其中，加速阶段中，驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，驱动电机的加速度为负值，且此时电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程，因此实现了对驱动电机加减速的平稳控制，解决了驱动电机的丢步问题，提高了驱动电机运行的平稳性和精确性，增强了驱动电机跟随手轮旋转或者跟随其他调节部件运动的同步性，无延迟和无滞后感，叶片到位后的位置精度高。

一种控制方法，应用于上述实施例所述的限束器的处理器，所述控制方法包括如下步骤：

接收信号输出模块输出的反馈信号；

根据所述反馈信号，输出位置信号；

根据所述位置信号，控制所述驱动电机处于五个运行阶段，依次为启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段；加速阶段中，控制所述驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，控制所述驱动电机的加速度为负值，且此时所述电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程。

上述的控制方法，应用于上述实施例所述的限束器，通过处理器将信号输出模块输出的反馈信号转换成位置信号，处理器再控制驱动电机依次处于启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段，驱动电机带动叶片运动到对应的位置，从而实现控制叶片的开合及走位，其中，加速阶段中，驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，驱动电机的加速度为负值，且此时电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程，因此实现了对驱动电机加减速的平稳控制，解决了驱动电机的丢步问题，提高了驱动电机运行的平稳性和精确性，增强了驱动电机跟随手轮旋转或者跟随其他调节部件运动的同步性，无延迟和无滞后感，叶片到位后的位置精度高。

在其中一个实施例中，当所述反馈信号增强时，控制驱动电机处于加速阶段；

当所述反馈信号恒定时，控制驱动电机从匀速阶段或者从加速阶段转入减速阶段；

当所述反馈信号为零时，控制驱动电机从匀速阶段转入减速阶段再转入停止阶段。

在其中一个实施例中，所述限束器还包括环形滤过检测机构和驱使电机，所述环形滤过检测机构包括圆盘和围绕所述圆盘的中心设置于所述圆盘上的N个不同厚度的滤过片，其中N为大于1的自然数，所述驱使电机用于驱动所述圆盘绕Z方向轴线转动，所述Z方向与所述叶片的运动方向垂直；所述圆盘的边缘外设置多个第一检测点和一个第二检测点，每一所述第一检测点位于两个所述滤过片之间，所述第二检测点位于最后一个所述滤过片和第一个所述第一检测点之间；

所述控制方法还包括如下步骤：

获取圆盘旋转一周的时间为T₁+T₂+……+T_N+t，T₁=T₂=……=T_N，t＜T₁；其中，T₁为圆盘转动经过所述第一个检测点和所述第二检测点之间的弧长所需的时间，T₂至T_N-1同理；T_N为圆盘转动经过第N-1个所述第一检测点和所述第二检测点之间的弧长所需的时间；t为圆盘转动经过所述第二检测点和第一个所述第一检测点之间的弧长所需的时间；

控制驱使电机旋转固定时间周期T=T₁以切换相应厚度的所述滤过片。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的限束器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的环形滤过检测机构的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的控制方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的驱动电机各个运行阶段的曲线表示图；

图5为本申请实施例提供的驱动电机的运行阶段的状态转化图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分（具体的种类和构造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

在一个实施例中，一种限束器，包括用于遮挡X射线的叶片，所述限束器还包括驱动电机、信号输出模块和处理器。所述驱动电机与所述叶片驱动连接；所述信号输出模块用于输出反馈信号；所述处理器与所述信号输出模块电连接，所述处理器还与所述驱动电机电连接，所述处理器用于接收所述反馈信号并根据所述反馈信号生成位置信号；所述驱动电机用于接收所述位置信号并驱动所述叶片运动，其中，所述处理器控制所述驱动电机处于五个运行阶段，依次为启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段；加速阶段中，所述驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，所述驱动电机的加速度为负值，且此时所述电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程。

如图1所示，一实施例的限束器10，包括用于遮挡X射线的叶片，所述限束器10还包括驱动电机100、信号输出模块200和处理器300。所述驱动电机100与所述叶片驱动连接。所述信号输出模块200用于输出反馈信号。所述处理器300与所述信号输出模块200电连接，所述处理器300还与所述驱动电机100电连接，所述处理器300用于接收所述反馈信号并根据所述反馈信号生成位置信号。所述驱动电机100用于接收所述位置信号并驱动所述叶片运动，其中，所述处理器300控制所述驱动电机100处于五个运行阶段，依次为启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段。加速阶段中，所述驱动电机100的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程。减速阶段中，所述驱动电机100的加速度为负值，且此时所述电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程。本实施例中，所述驱动电机100为步进电机。本实施例中，所述驱动电机100为丝杆步进电机。本实施例中，所述叶片具有两个，所述驱动电机100驱动两个所述叶片张合。本实施例中，所述信号输出模块200接收外部的反馈生成所述反馈信号。在其他实施例中，所述驱动电机100为伺服电机。本实施例中，驱动电机100的速度为旋转速度，驱动电机100的加速度为旋转的加速度。

上述的限束器10，通过处理器300将信号输出模块200输出的反馈信号转换成位置信号，处理器300再控制驱动电机100依次处于启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段，驱动电机100带动叶片运动到对应的位置，从而实现控制叶片的开合及走位，其中，加速阶段中，驱动电机100的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，驱动电机100的加速度为负值，且此时电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程，因此实现了对驱动电机100加减速的平稳控制，解决了驱动电机100的丢步问题，提高了驱动电机100运行的平稳性和精确性，增强了驱动电机100跟随手轮旋转或者跟随其他调节部件运动的同步性，无延迟和无滞后感，叶片到位后的位置精度高。

在其中一个实施例中，启动阶段中，所述驱动电机100启动时具有一预设加速度，所述预设加速度具有较小的值，在启动阶段驱动电机100的静态惯性比较大，这样启动时给到驱动电机100的加速度较小可以提高输出力矩，防止驱动电机100在启动时抖动剧烈。

在其中一个实施例中，如图1所示，所述信号输出模块200包括旋转编码器210，所述旋转编码器210与所述处理器300电连接，所述限束器10还包括可转动的手轮，所述旋转编码器210与所述手轮连接，所述旋转编码器210根据所述手轮的旋转输出正交编码信号，所述反馈信号为所述正交编码信号。这样，一旦接收到旋转编码器210的正交编码信号，处理器300首先将这些正交编码信号转换成位置信号，然后控制驱动电机100带动驱动叶片运动到相应的位置。当旋转手轮后，旋转编码器210产生正交编码信号，处理器300根据正交脉冲信号的周期和频率计算出旋转编码器210实时的旋转的加减速度，处理器300控制驱动电机100对应生成驱动电机100的加减速度，从而实现手轮与驱动电机100的同步和无延迟跟随。

在其中一个实施例中，如图1所示，所述信号输出模块200包括ADC电位器220，所述ADC电位器220与所述处理器300电连接，所述限束器10还包括可移动的手柄，所述ADC电位器220与所述手柄连接，所述ADC电位器220根据所述手柄的移动输出电位器信号，所述反馈信号为所述电位器信号。这样，一旦接收到ADC电位器220的电位器信号，处理器300首先将这些电位器信号转换成位置信号，然后控制驱动电机100带动驱动叶片运动到相应的位置。电位器信号为ADC电位器220的电压变化信号。

在其中一个实施例中，如图1所示，所述信号输出模块200包括存储有软件协议的存储器230和外部通讯模块240，所述处理器300和所述外部通讯模块240分别与所述存储器230电连接，所述软件协议用于输出软件控制信号，所述反馈信号为所述软件控制信号。这样，一旦接收到软件协议输出的软件控制信号，处理器300首先将这些软件控制信号转换成位置信号，然后控制驱动电机100带动驱动叶片运动到相应的位置。

在其中一个实施例中，所述外部通讯模块240包括CAN、RS232串口、USB和RS485串口中的至少一个，这样处理器300可以支持CAN、RS232串口、USB和RS485串口其中一种到多种通讯方式，即处理器300和存储器230可以接一种到多种外部设备。在其中一个实施例中，所述外部通讯模块240包括CAN、RS232串口、USB和RS485串口。

在其中一个实施例中，所述信号输出模块200包括所述旋转编码器210、所述ADC电位器220和所述存储器230中的至少两个，所述反馈信号包括所述正交编码信号、所述电位器信号和所述软件控制信号中的至少两个，这样可以实现两种至三种控制方式控制驱动电机100驱动叶片运动。示例性的，所述处理器300为MCU处理器。

在其中一个实施例中，如图1所示，所述叶片包括第一叶片和第二叶片，所述驱动电机100包括第一驱动电机110和第二驱动电机；所述第一驱动电机110用于驱动所述第一叶片沿平行于X方向的方向往复运动，使得第一叶片沿平行于X方向的方向张合，所述第二驱动电机120用于驱动所述第二叶片沿平行于Y方向的方向往复运动，使得第二叶片沿平行于Y方向的方向张合；所述信号输出模块200包括第一信号输出模块和第二信号输出模块，所述第一信号输出模块连接和所述第二信号输出模块分别与所述处理器300电连接。所述处理器300用于采集所述第一信号输出模块和所述第二信号输出模块输出的反馈信号，并根据所述反馈信号输出位置信号，所述第一驱动电机110和所述第二驱动电机120分别接收对应的位置信号，以分别控制第一叶片和第二叶片。本实施例中，所述X方向与所述Y方向垂直。在其中一个实施例中，如图1所示，所示旋转编码器210包括第一旋转编码器211和第二旋转编码器212，分别与两个手轮连接，所述第一信号输出模块为所述第一旋转编码器211，所述第二信号输出模块为所述第二旋转编码器212。在其中一个实施例中，如图1所示，所述ADC电位器220包括第一ADC电位器221和第二ADC电位器222，分别与两个手柄连接，所述第一信号输出模块为所述第一ADC电位器221，所述第二信号输出模块为所述第二ADC电位器222。在其中一个实施例中，如图1所示，所述存储器230包括第一存储器231和第二存储器232，所述第一信号输出模块为所述第一存储器231，所述第二信号输出模块为所述第二存储器232。

在其中一个实施例中，如图1和图2所示，所述限束器10还包括环形滤过检测机构400和驱使电机500，所述环形滤过检测机构400包括圆盘410和围绕所述圆盘410的中心设置于所述圆盘410上的多个不同厚度的滤过片420，所述驱使电机500用于驱动所述圆盘410绕Z方向轴线转动，所述Z方向与所述叶片的运动方向垂直；所述圆盘410的边缘设置多个第一检测点430，每一所述第一检测点430位于两个所述滤过片420之间；所述驱使电机500与所述处理器300电连接，所述处理器300控制驱使电机500旋转固定时间周期以切换所述滤过片420，实现驱使电机500对多个不同厚度的滤过片420的快速精确切换。例如对0.1，0.2，0.3三种类型滤过片420的快速精确切换。在其中一个实施例中，所述环形滤过检测机构400为形滤过光电检测机构，所述圆盘410的边缘外设置光电开关，用于检测各所述第一检测点430。本实施例中，X方向和Y方向分别与所述Z方向垂直。在其中一个实施例中，所述驱使电机500为步进电机。

一种X光机，包括如上述任一实施例所述的限束器10。

上述的X光机，包括限束器10，通过处理器300将信号输出模块200输出的反馈信号转换成位置信号，处理器300再控制驱动电机100依次处于启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段，驱动电机100带动叶片运动到对应的位置，从而实现控制叶片的开合及走位，其中，加速阶段中，驱动电机100的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，驱动电机100的加速度为负值，且此时电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程，因此实现了对驱动电机100加减速的平稳控制，解决了驱动电机100的丢步问题，提高了驱动电机100运行的平稳性和精确性，增强了驱动电机100跟随手轮旋转或者跟随其他调节部件运动的同步性，无延迟和无滞后感，叶片到位后的位置精度高。

一种控制方法，应用于上述实施例所述的限束器的处理器，所述控制方法包括如下步骤：接收信号输出模块输出的反馈信号；根据所述反馈信号，输出位置信号；根据所述位置信号，控制所述驱动电机处于五个运行阶段，依次为启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段；加速阶段中，控制所述驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，控制所述驱动电机的加速度为负值，且此时所述电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程。

如图3所示，一种控制方法，应用于上述实施例所述的限束器的处理器，所述控制方法包括如下步骤：

20、接收信号输出模块输出的反馈信号。

其中，处理器与信号输出模块电连接。在其中一个实施例中，所述信号输出模块包括旋转编码器，所述旋转编码器与所述处理器电连接，所述限束器还包括可转动的手轮，所述旋转编码器与所述手轮连接，所述旋转编码器根据所述手轮的旋转输出正交编码信号，所述反馈信号为所述正交编码信号；所述接收信号输出模块输出的反馈信号的步骤包括：接收所述旋转编码器输出的正交编码信号；这样，一旦接收到旋转编码器的正交编码信号，处理器首先将这些正交编码信号转换成位置信号，然后控制驱动电机带动驱动叶片运动到相应的位置。在其中一个实施例中，所述信号输出模块包括ADC电位器，所述ADC电位器与所述处理器电连接，所述限束器还包括可移动的手柄，所述ADC电位器与所述手柄连接，所述ADC电位器根据所述手柄的移动输出电位器信号，所述反馈信号为所述电位器信号；所述接收信号输出模块输出的反馈信号的步骤包括：接收所述ADC电位器输出的电位器信号；这样，一旦接收到ADC电位器的电位器信号，处理器首先将这些电位器信号转换成位置信号，然后控制驱动电机带动驱动叶片运动到相应的位置。电位器信号为ADC电位器的电压变化信号。在其中一个实施例中，所述信号输出模块包括存储有软件协议的存储器和外部通讯模块，所述处理器和所述外部通讯模块分别与所述存储器电连接，所述软件协议用于输出软件控制信号，所述反馈信号为所述软件控制信号；所述接收信号输出模块输出的反馈信号的步骤包括：接收所述软件协议输出的软件控制信号；这样，一旦接收到软件协议输出的软件控制信号，处理器首先将这些软件控制信号转换成位置信号，然后控制驱动电机带动驱动叶片运动到相应的位置。

30、根据所述反馈信号，输出位置信号。

处理器接收到信号输出模块输送过来的反馈信号，对反馈信号进行处理，转换成位置信号。

40、根据所述位置信号，控制所述驱动电机处于五个运行阶段，依次为启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段；加速阶段中，控制所述驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，控制所述驱动电机的加速度为负值，且此时所述电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程。如图4所示，1表示驱动电机桥启动阶段，2为驱动电机的加速阶段，3为驱动电机的匀速阶段，4为驱动电机的减速阶段，5为驱动电机的停止运行阶段；实现了平稳的加减速控制，彻底解决了丢步问题，而且提高了电机运行的平稳性和精确性，增强了驱动电机跟随手轮旋转同步性解决了滞后和延迟问题，加速减速开始时速度比较缓慢后续逐渐加快，在加速和减速接近结束时速度再次减慢下来，从而使被电机驱动的叶片移动较为稳定。

在其中一个实施例中，当所述反馈信号增强时，控制驱动电机处于加速阶段；当所述反馈信号恒定时，控制驱动电机从匀速阶段或者从加速阶段转入减速阶段；当所述反馈信号为零时，控制驱动电机从匀速阶段转入减速阶段再转入停止阶段。如图5所示，一旦信号输出模块输出给处理器的反馈信号增强，例如表示移动大于1，将进入加速跟随状态，直到加速最大速度后进入匀速阶段；当反馈信号恒定，表示移动等于1，可以从匀速运行状态转化到减速状态，如果当步进电机处于加速状态，可以由加速状态直接转入减速状态；如果反馈信号为零，则步进电机可以由匀速状态转入减速再到停止状态。

上述的控制方法，应用于上述实施例所述的限束器，通过处理器将信号输出模块输出的反馈信号转换成位置信号，处理器再控制驱动电机依次处于启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段，驱动电机带动叶片运动到对应的位置，从而实现控制叶片的开合及走位，其中，加速阶段中，驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，驱动电机的加速度为负值，且此时电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程，因此实现了对驱动电机加减速的平稳控制，解决了驱动电机的丢步问题，提高了驱动电机运行的平稳性和精确性，增强了驱动电机跟随手轮旋转或者跟随其他调节部件运动的同步性，无延迟和无滞后感，叶片到位后的位置精度高。

在其中一个实施例中，如图2所示，所述限束器还包括环形滤过检测机构和驱使电机，所述环形滤过检测机构包括圆盘和围绕所述圆盘的中心设置于所述圆盘上的N个不同厚度的滤过片，其中N为大于1的自然数，所述驱使电机用于驱动所述圆盘绕Z方向轴线转动，所述Z方向与所述叶片的运动方向垂直；所述圆盘的边缘外设置多个第一检测点430和一个第二检测点440，每一所述第一检测点位于两个所述滤过片之间，所述第二检测点位于最后一个所述滤过片和第一个所述第一检测点之间；所述控制方法还包括如下步骤：

获取圆盘旋转一周的时间为T₁+T₂+……+T_N+t，T₁=T₂=……=T_N，t＜T₁；其中，T₁为圆盘转动经过所述第一个检测点和所述第二检测点之间的弧长所需的时间，T₂至T_N-1同理；T_N为圆盘转动经过第N-1个所述第一检测点和所述第二检测点之间的弧长所需的时间；t为圆盘转动经过所述第二检测点和第一个所述第一检测点之间的弧长所需的时间；

控制驱使电机旋转固定时间周期T=T₁以切换相应厚度的所述滤过片。上述的检测方式，可以实现驱使电机对多个不同厚度的滤过片的快速精确切换。例如对0.1，0.2，0.3三种类型滤过片的快速精确切换。在其中一个实施例中，如图3所示，图中1，2，3，4，5表示光电开关可以检测的点，整个圆盘按顺时针方向旋转，图中0.0、0.1、0.2、0.3为4种不同厚度的滤过片，滤过片作用主要吸收散射线和漏射线；环形光电检测切换滤过算法过程：限束器上电初始化滤过圆盘顺时针旋转一周，得到T₁=T₂=T₃=T₄,T₅<T₁。由T₅<T₁可以确定T₁位置为0.0初始化位置。软件需要选择切换0.1、0.2、0.3规格的滤过厚度只需要控制驱使电机旋转T₁时间周期就可以快速实现三种不同滤过的切换。在其中一个实施例中，所述环形滤过检测机构为形滤过光电检测机构，所述圆盘的边缘外设置光电开关，用于检测所述第二检测点和各所述第一检测点。

在本申请所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本申请实施例不再多加赘述。

应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“在其中一个实施例中”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“在其中一个实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在本申请的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种限束器，包括用于遮挡X射线的叶片，其特征在于，所述限束器还包括：

驱动电机，与所述叶片驱动连接；

信号输出模块，所述信号输出模块用于输出反馈信号；

处理器，与所述信号输出模块电连接，所述处理器还与所述驱动电机电连接，所述处理器用于接收所述反馈信号并根据所述反馈信号生成位置信号；

所述驱动电机用于接收所述位置信号并驱动所述叶片运动，其中，所述处理器控制所述驱动电机处于五个运行阶段，依次为启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段；加速阶段中，所述驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，所述驱动电机的加速度为负值，且此时所述电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程。

2.根据权利要求1所述的限束器，其特征在于，所述信号输出模块包括旋转编码器，所述旋转编码器与所述处理器电连接，所述限束器还包括可转动的手轮，所述旋转编码器与所述手轮连接，所述旋转编码器根据所述手轮的旋转输出正交编码信号，所述反馈信号为所述正交编码信号。

3.根据权利要求1所述的限束器，其特征在于，所述信号输出模块包括ADC电位器，所述ADC电位器与所述处理器电连接，所述限束器还包括可移动的手柄，所述ADC电位器与所述手柄连接，所述ADC电位器根据所述手柄的移动输出电位器信号，所述反馈信号为所述电位器信号。

4.根据权利要求1所述的限束器，其特征在于，所述信号输出模块包括存储有软件协议的存储器和外部通讯模块，所述处理器和所述外部通讯模块分别与所述存储器电连接，所述软件协议用于输出软件控制信号，所述反馈信号为所述软件控制信号。

5.根据权利要求4所述的限束器，其特征在于，所述外部通讯模块包括CAN、RS232串口、USB和RS485串口中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的限束器，其特征在于，所述限束器还包括环形滤过检测机构和驱使电机，所述环形滤过检测机构包括圆盘和围绕所述圆盘的中心设置于所述圆盘上的多个不同厚度的滤过片，所述驱使电机用于驱动所述圆盘绕Z方向轴线转动，所述Z方向与所述叶片的运动方向垂直；所述圆盘的边缘设置多个第一检测点，每一所述第一检测点位于两个所述滤过片之间；所述驱使电机与所述处理器电连接，所述处理器控制驱使电机旋转固定时间周期以切换所述滤过片。

7.一种X光机，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的限束器。

8.一种控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的限束器的处理器，所述控制方法包括如下步骤：

接收信号输出模块输出的反馈信号；

根据所述反馈信号，输出位置信号；

根据所述位置信号，控制所述驱动电机处于五个运行阶段，依次为启动阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段和停止阶段；加速阶段中，控制所述驱动电机的加速度依次进行逐渐增大的过程、恒定的过程和逐渐减小至零的过程；减速阶段中，控制所述驱动电机的加速度为负值，且此时所述电机的加速度依次进行逐渐减小的过程、恒定的过程和逐渐增大至零的过程。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，

当所述反馈信号增强时，控制驱动电机处于加速阶段；

当所述反馈信号恒定时，控制驱动电机从匀速阶段或者从加速阶段转入减速阶段；

当所述反馈信号为零时，控制驱动电机从匀速阶段转入减速阶段再转入停止阶段。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述限束器还包括环形滤过检测机构和驱使电机，所述环形滤过检测机构包括圆盘和围绕所述圆盘的中心设置于所述圆盘上的N个不同厚度的滤过片，其中N为大于1的自然数，所述驱使电机用于驱动所述圆盘绕Z方向轴线转动，所述Z方向与所述叶片的运动方向垂直；所述圆盘的边缘外设置多个第一检测点和一个第二检测点，每一所述第一检测点位于两个所述滤过片之间，所述第二检测点位于最后一个所述滤过片和第一个所述第一检测点之间；

所述控制方法还包括如下步骤：

获取圆盘旋转一周的时间为T₁+T₂+……+T_N+t，T₁=T₂=……=T_N，t＜T₁；其中，T₁为圆盘转动经过所述第一个检测点和所述第二检测点之间的弧长所需的时间，T₂至T_N-1同理；T_N为圆盘转动经过第N-1个所述第一检测点和所述第二检测点之间的弧长所需的时间；t为圆盘转动经过所述第二检测点和第一个所述第一检测点之间的弧长所需的时间；

控制驱使电机旋转固定时间周期T=T₁以切换相应厚度的所述滤过片。

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