CN114528958A - 一种非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统，该系统采用无源非接触式无线射频编码与读码技术，具体包括无源编码电路、读码电路和外部电源；所述无源编码电路不连接外部电源，安装在准直器上，用于产生包含编码信息的射频信号；所述读码电路连接外部电压，安装在加速器端，用于接收并识别包含编码信息的射频信号；所述外部电源连接读码电路，采用无线的方式将电能传递给无源编码电路。本发明的非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统对准直器的长度没有要求，降低了加工难度，且使用时无机械运动，无损耗部件，耐用寿命长；采用非接触式无线射频识别技术与数字编码传输，不存在电气接触且识别准确可靠。

Description

一种非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统
技术领域
本发明涉及准直器的编码与识别技术领域，尤其涉及一种非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统。
背景技术
放射外科机器人系统是放射外科治疗专用设备，主要用于全身实体肿瘤精确放射治疗，该系统结合多模态图像引导、现代机器人和小型化直线加速器等先进技术，可实现精确图像引导下的精准放疗，以大剂量、低分次(1至5次)治疗不同大小的肿瘤。
加速器在每次病人治疗期间通常需要使用多个不同孔径的二级准直器，因此准直器设计时必须要考虑更换便捷性和可靠性。国标要求每个准直器必须配备型号(编码)识别电路，现有的加速器一般通过在准直器上加装机械式编码开关、光电开关或电阻组合，再通过连接插头完成准直器与加速器之间的编码电路的电气信号连接，从而实现编码与识别的。但机械式编码开关由于信号线数量多、开关容易损坏；并且由于最新的准直器重量一般都会超过5千克，拆装更换过程中需要较大的外力，插头座极易损坏；光电开关不耐辐照，易老化损坏。
针对上述弊端CYBEKNIFE使用了一种电位器分压形式的识别电路，即在准直器底座装配一套施加了基准电压且被弹簧收缩拉至最末端的电位器，按照编号排列将准直器加工成对应的不同的长度，当准直器插入底座时电位器滑动端被准直器推动沿弹簧拉伸方向移动，滑动端移动距离与准直器长度相对应，再通过模拟量采集电路测出电位器取样电压值并推算当前插入的准直器编号。但这种电位器取样方法仍然存在以下弊端：由于每只准直器的长度不同，大大增加了加工的难度；准直器与电位器滑动端的机械配合误差会影响输出识别电压的稳定性和精度；电位器系统机械结构复杂，弹簧伸缩易疲劳，寿命短、可靠性差；电位器滑动端以机械滑动接触方式完成分压功能，机械滑动易接触不良易影响输出电压稳定度。
发明内容
针对现有电位器取样方法的缺点，本发明提出了一种非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统，该准直器系统采用无源非接触式无线射频编码与读码技术，实现对不同型号准直器的有效识别。
本发明的具体技术方案如下：
一种非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统，包括无源编码电路、读码电路和外部电源；
所述无源编码电路不连接外部电源，安装在准直器上，用于产生包含编码信息的射频信号；
所述读码电路连接外部电压，安装在加速器端，用于接收并识别包含编码信息的射频信号；
所述外部电源连接读码电路，采用无线的方式将电能传递给无源编码电路。
优选的，所述读码电路包括射频天线、解码模块、射频发射电路和射频接收电路。
优选的，所述无源编码电路包括编码模块、射频天线、射频电能接收转换电路、射频编码发射电路和调制电路。
优选的，所述无源编码电路的射频天线接收来自所述读码电路的射频天线的持续射频信号，并由射频电能接收转换电路产生感应电流，为无源编码电路供电。
优选的，通电后，编码模块被激活，并将编码信息通过调制电路、射频编码发射电路和射频天线进行发送；
优选的，所述编码模块包括编码芯片和数据发射与控制电路。
优选的，所述读码电路的射频天线接收从编码电路发送来的包含编码信息的射频信号，经解码模块处理后获得编码数据，再根据预设的码值对应表识别出准直器型号和编号。
优选的，所述解码模块包括解调电路和数据处理与控制电路。
一种带有柔性编码标签的准直器，柔性编码标签插入所述准直器底部并固定于准直器内部，所述柔性编码标签上载有所述无源编码电路。
优选的，所示柔性编码标签外侧设置有辐射防护体。
优选的，所述柔性编码标签的天线设置于准直器外部，并贴敷在准直器侧面。
优选的，准直器侧面设有容纳柔性编码标签天线的凹槽。
优选的，所述柔性编码标签在准直器内部被弯折。
优选的，所述准直器外壁设有多个凸起或多个定位棱条。
优选的，所述凸起或定位棱条的数量为奇数。
优选的，所述凸起或定位棱条的数量为三，且以三者为顶点构成一顶角为90度的等腰三角形。
一种安装准直器的外套筒座，其上设有与所述柔性编码标签相对应的读码电路。
优选的，所述外套筒座内壁设有多条与所述准直器外壁凸起或定位棱条对应的导向槽。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统对准直器的尺寸无要求，各种型号的准直器可以具有相同的外形，因此大大降低了准直器的加工难度。
2.本发明的编码电路无需供电，无需信号电极接触引线，采用数字化数据传输，具有零误差，器件成本低，密封性好，可以防水、防磁、防辐射、耐高温，使用寿命长、编码数据可以加密存储与修改、存储数据容量更大、使用过程可存档便于SOP管理等优点。
3.本发明的非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统类似于条形码和二维码等编码方式的无线版本，非接触式数字编码方式与识别技术无需借助光学图像识别装置(如扫描枪、摄像头等)。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的实施过程和细节，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的附图。
图1是本发明的非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统读码概念图；
图2是本发明的非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统编码概念图；
图3是本发明的非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统电路原理框图；
图4是本发明的带有柔性编码标签的准直器的结构示意图；
图5是本发明的带有柔性编码标签的准直器的导向定位结构示意图。
附图标号说明：
1-无源编码芯片IC，2-天线，3-弯折段，4-“中岛”式梯形辐射防护体，5-准直器，6-准直器开孔，7-读码天线，8-安装准直器的外套筒座，9-读码电路，10-导向槽，11-定位棱条。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体实施例对本发明的上述技术方案进行详细说明。
如图1-3所示，一种非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统，其主要由无源编码电路、读码电路和外部电源组成。其中的读码电路连接外部电压，安装在加速器端，用于接收并识别包含编码信息的射频信号。无源编码电路不连接外部电源，安装在准直器上，用于产生包含编码信息的射频信号，其电力由读码电路通过无线方式提供。
在一些实施例中，所述读码电路包括射频天线、射频发射电路、射频接收电路、解调电路、数据处理与控制电路和电源分配电路。其中射频发射电路和射频接收电路均与射频天线连接，射频发射电路依次连接调制电路和数据处理与控制电路，射频接收电路依次连接解调电路和数据处理与控制电路。外部电源连接电源分配电路为整个读码电路供电。
在一些实施例中，所述无源编码电路包括射频天线、射频电能接收转换电路、射频发射电路、编码芯片、数据发射与控制电路、调制电路和激活与供电分配电路。其中射频发射电路和射频电能接收转换电路均与射频天线连接，射频电能接收转换电路连接激活与供电分配电路，射频发射电路依次连接调制电路、数据发射与控制电路和编码芯片。激活与供电分配电路为整个编码电路供电。
在一些实施例中，所述无源编码电路的射频天线接收来自所述读码电路的射频天线的持续射频信号，并由射频电能接收转换电路产生感应电流，通过激活与供电分配电路为整个编码电路供电。
在一些实施例中，所述编码芯片被通电并激活，将编码信息通过数据发射与控制电路、调制电路、射频编码发射电路和射频天线进行发送；
在一些实施例中，所述读码电路的射频天线接收从编码电路发送来的包含编码信息的射频信号，经射频接收电路、解调电路和数据处理与控制电路处理后获得编码数据，再根据预设的码值对应表识别出准直器型号和编号。
图4为本发明的带有柔性编码标签的准直器的结构示意图，其中可以看出，柔性编码标签插入所述准直器底部并固定于准直器内部，所述编码标签上载有所述无源编码电路，同时安装准直器的外套筒座8上设有与所述柔性编码标签相对应的读码电路9。
柔性编码标签由无源编码芯片IC1、弯折段3和天线2三部分构成。其中无源编码芯片IC1竖直插入准直器5顶部，不发生弯折；天线2设置于准直器外壁上的凹槽中，尽可能地暴露在外部；弯折段3则作为无源编码芯片IC1和天线2的过渡段。
由于无源编码芯片IC1位于准直器5内部，故可以避免无源编码芯片受到射线辐照。此外，为了提升防护效果，还可以在无源编码芯片外侧设置“中岛”式梯形辐射防护体4。
在一些实施例中，所述准直器5外壁设有多个凸起或多个定位棱条11，以起到导向和定位作用，如图5所示。
所述凸起或定位棱条11的数量可以为奇数，由此确保准直器只能按照确定的角度插入底座中，进而固定编码标签的朝向位置。
所述凸起或定位棱条的数量优选为三，且以三者为顶点构成一顶角为90度的等腰三角形。
所述外套筒座内壁设有多条与所述准直器外壁凸起或定位棱条对应的导向槽10。
以上所述之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本发明的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统，其特征在于，包括无源编码电路、读码电路和外部电源；
所述无源编码电路不连接外部电源，安装在准直器上，用于产生包含编码信息的射频信号；
所述读码电路连接外部电压，安装在加速器端，用于接收并识别包含编码信息的射频信号；
所述外部电源连接读码电路，采用无线的方式将电能传递给无源编码电路。
2.根据权利要求1所述的非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统，其特征在于，所述读码电路包括射频天线、解码模块、射频发射电路和射频接收电路；所述无源编码电路包括编码模块、射频天线、射频电能接收转换电路、射频编码发射电路和调制电路。
3.根据权利要求2所述的非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统，其特征在于，所述无源编码电路的射频天线接收来自所述读码电路的射频天线的持续射频信号，并由射频电能接收转换电路产生感应电流，为无源编码电路供电。
4.根据权利要求3所述的非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统，其特征在于，通电后，所述无源编码电路的编码模块被激活，将编码信息通过调制电路、射频编码发射电路和射频天线进行发送；所述读码电路的射频天线接收从编码电路发送来的包含编码信息的射频信号，经解码模块处理后获得编码数据，再根据预设的码值对应表识别出准直器型号和编号。
5.根据权利要求2所述的非接触无源数字式二级准直器编码与识别系统，其特征在于，所述编码模块包括编码芯片和数据发射与控制电路；所述解码模块包括解调电路和数据处理与控制电路。
6.一种带有柔性编码标签的准直器，其特征在于，柔性编码标签插入所述准直器底部并固定于准直器内部，所述柔性编码标签上载有如权利要求1-5任一项所述的无源编码电路。
7.根据权利要求6所述的准直器，其特征在于，所述柔性编码标签在准直器内部被弯折；所述柔性编码标签外侧设置有辐射防护体；所述柔性编码标签的天线设置于准直器外部，并贴敷在准直器侧面；准直器侧面设有容纳柔性编码标签天线的凹槽。
8.根据权利要求6所述的准直器，其特征在于，所述准直器外壁设有多个凸起或多个定位棱条；所述凸起或定位棱条的数量为奇数。
9.一种安装准直器的外套筒座，其特征在于，外套筒座上设有与权利要求6-8任一项所述的柔性编码标签相对应的读码电路。
10.根据权利要求9所述的外套筒座，其特征在于，所述外套筒座内壁设有多条导向槽。
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