CN115804702A - 状态相关地辅助通过肌力引起的行进运动 - Google Patents

状态相关地辅助通过肌力引起的行进运动 Download PDF

Info

Publication number
CN115804702A
CN115804702A CN202211103004.3A CN202211103004A CN115804702A CN 115804702 A CN115804702 A CN 115804702A CN 202211103004 A CN202211103004 A CN 202211103004A CN 115804702 A CN115804702 A CN 115804702A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control device
travel
drive
muscle force
operator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211103004.3A
Other languages
English (en)
Inventor
亚历山大·克雷默
贝特霍尔德·鲍曼
格哈德·武尔策
约瑟夫·塞德勒
韦雷纳·施密特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Medical Ag
Original Assignee
Siemens Healthineers AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Healthineers AG filed Critical Siemens Healthineers AG
Publication of CN115804702A publication Critical patent/CN115804702A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/021Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a variable is automatically adjusted to optimise the performance
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G13/00Operating tables; Auxiliary appliances therefor
    • A61G13/02Adjustable operating tables; Controls therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/04Positioning of patients; Tiltable beds or the like
    • A61B6/0407Supports, e.g. tables or beds, for the body or parts of the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00General characteristics of devices
    • A61G2203/10General characteristics of devices characterised by specific control means, e.g. for adjustment or steering
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00General characteristics of devices
    • A61G2203/30General characteristics of devices characterised by sensor means
    • A61G2203/32General characteristics of devices characterised by sensor means for force

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Accommodation For Nursing Or Treatment Tables (AREA)

Abstract

借助于控制装置(9)操控驱动器(8)。驱动器(9)辅助对象(1)在名义水平平面(3)内的行进,所述行进通过由操作人员(5)施加到所述对象(1)上的肌力(F)引起。控制装置(9)至少对于对象(1)的质量(m)和对象(1)的行进运动与水平面的偏离(α)已知特征性的变量(m,α)。控制装置(9)操控驱动器(8),使得在肌力(F)相同的情况下由此引起的所述对象(1)在名义水平平面(3)中的位置(p)的变化与所述对象(1)的行进运动与所述水平面的偏离(α)和所述对象(1)的质量(m)无关。

Description

状态相关地辅助通过肌力引起的行进运动
技术领域
本发明基于一种用于控制装置的运行方法,借助于所述控制装置操控驱动器,所述驱动器辅助对象在名义水平平面内的行进,所述行进通过由操作人员施加到对象上的肌力引起。
本发明还基于一种控制程序,其中控制程序包括机器代码,所述机器代码可由控制装置直接处理,其中机器代码的处理通过控制装置引起,使得控制装置实施这种运行方法。
本发明还基于一种用于驱动器的控制装置,所述驱动器辅助对象在名义水平平面内的行进,所述行进通过由操作人员施加到对象上的肌力引起,其中控制装置通过这种控制程序编程,使得控制装置实施这种运行方法。
本发明还基于一种装置,其中所述装置具有:在名义水平平面内通过由操作人员施加到对象上的肌力可行进的对象;驱动器,所述驱动器辅助对象的行进;和控制装置,所述控制装置与对象和驱动器根据这种运行方法共同作用。
背景技术
这种方法是已知的。
在现有技术中(并且也在本发明中),对象在行进期间在引导装置中引导,例如在导轨中引导。引导装置在对象偏转离开中间位置时弯曲,使得对象的行进尽管象征性在水平的平面中进行,然而所述“平面”纯粹实际上并非精确地水平地伸展。对象的行进运动与水平面的实际偏离(以下也称为倾斜姿态)根据对象偏转离开中间位置的大小而改变。因此,“平面”并非一致地倾斜,而是拱曲。下坡从动力、即在平面中局部地起作用的并且具有竖直向下取向的分量的力因此同样改变。
此外,对象的质量也能够改变。如果对象例如是检查床,那么能够在患者不处于检查床上的情况下使检查床行进。在这种情况下,检查床具有相对小的重量。替选地,能够使同一检查床行进,而在检查床上躺着例如大约50kg的体重相对小的患者。又替选地,能够使同一检查床行进,而在检查床上躺着超过100kg的大体重的患者(一些患者甚至明显更重)。如此不同的负荷(在检查床相同定位的情况下)引起引导装置的相应不同的弯曲,所述检查床沿着所述引导装置行进。由此,与名义水平平面的偏离(即行进运动的倾斜姿态)不仅与行进运动的大小相关,而且附加地也与对象的重量相关。
在现有技术中已知的是,通过驱动器进行力辅助。现有技术的力辅助始终在对象行进的方向上起作用。也就是说,在现有技术中所谓地假设:名义水平平面实际上是精确水平的并且仅水平的行进运动本身必须被辅助。然而,在实践中,由于引导装置的弯曲,下坡从动力附加地起作用,所述下坡从动力就其而言与对象的质量和引导装置的弯曲相关。结果,肌力因此在显著范围中改变,更确切地说根据对象的位置、对象的运动方向和对象的质量改变,所述肌力必须由操作人员用于使对象行进。这常常使操作人员感觉不愉快并且难以操纵。
发明内容
本发明的目的在于,实现能够改进现有技术的方法途径的可行性。
所述目的通过根据本发明的运行方法来实现。根据本发明的运行方法的有利的设计方案在下文中描述。
根据本发明,通过如下方式设计开头提及类型的运行方法:
-使控制装置至少对于对象的质量和对象的行进运动与水平面的偏离知晓特征性的变量,并且
-控制装置操控驱动器,使得在肌力相同的情况下由此引起的对象在名义水平平面中的位置的变化与对象的行进运动与水平面的偏离和对象的质量无关。
由此尤其补偿下坡从动力,使得通过操作人员一致地和与对象的位置无关地操纵所述对象。
在本发明的一个简单的设计方案中,对驱动器的操控精确地补偿通过对象的行进运动与水平面的偏离引起的对象的下坡从动力并且仅补偿下坡从动力。在这种情况下不需要关于所期望的行进方向的信息。然而,常常附加地应实现摩擦力的补偿。为了使其能够简单地实现,控制装置在确定驱动器的操控时优选也考虑对象的所期望的行进方向。
优选地,控制装置从第一传感器装置接收由操作人员施加到对象上的肌力的至少一个方向并且根据所述肌力的方向确定所期望的行进方向。所述方法途径实现特别简单且可靠地确定所期望的行进方向。此外,通过所述方法途径减轻操作人员明确地预设行进方向的负担。
优选地,控制装置从第一传感器装置不仅接收方向而且也接收由操作人员施加到对象上的肌力的大小。在这种情况下,控制装置能够在确定驱动器的操控时考虑所述肌力的大小。例如,与在肌力低的情况下相比,驱动器能够在肌力高的情况下更强地辅助在所期望的方向上的行进。
优选地,控制装置从操作人员处接收预设并且在确定驱动器的操控时考虑所述预设。由此,无论是由于个人喜好和/或需求还是由于具体的定位过程的需要,操纵人员都实现个体化地设定驱动器的力辅助。
优选提出,控制装置
-从第二传感器装置接收关于操作人员抓握和松开对象的信息,
-在抓握对象时停用对象的通过驱动器或以其他方式引起的止动,并且
-在松开对象时激活通过驱动器或以其他方式引起的止动。
由此,一方面在松开对象时自动地使对象在其当前位置处止动,这尤其出于安全性原因常常是有意义的或甚至是需要的。另一方面,在抓握对象时同样自动地又实现通过肌力使对象运动。优选地,在停用止动的情况下同时也操控驱动器,使得如果并且只要没有肌力施加到对象上,那么驱动器将对象保持在其当前位置处。
为了能够以简单的方式确定驱动器的所需的操控,优选提出,
-在控制装置内保存特征曲线族,
-在特征曲线族中至少对于对象的行进运动与水平面的多个偏离和对象的质量存储相应的特征值,并且
-控制装置利用对至少一个特征值确定对驱动器的操控,所述特征值由控制装置根据对象的行进运动与水平面的偏离和对象的质量从特征曲线族中读取。
在通常情况下读取多个这种特征值,即如下特征值,对象的行进运动与水平面的所属的偏离和对象的质量最接近所述特征值。在所述特征值之间能够通过线性或非线性的内插确定所得出的特征值,所述特征值就其而言在确定驱动器的操控时被考虑。
可选地,能够在特征曲线族中除了对象的行进运动与水平面的偏离和对象的质量之外也考虑驱动器的操控的其他相关性,例如对象的运动方向或驱动器的旋转方向。
优选地,连续跟踪在控制装置中保存的特征曲线族的特征值。为此,两个不同的方法途径是可行的。
一方面可行的是,控制装置根据对象和驱动器的运行参数以及可选地根据另外的变量确定用于存储在特征曲线族中的特征值的修正值。另一方面可行的是,控制装置将对象和驱动器的运行参数以及可选地将另外的变量经由计算机-计算机连接传递给评估装置并且由评估装置接收修正值。在两种情况下,控制装置根据确定的修正值跟踪特征值。
所述目的还通过一种根据本发明的控制程序来实现。根据本发明,控制程序的处理引起,控制装置实施根据本发明的运行方法。
所述目的还通过一种根据本发明的控制装置来实现。根据本发明,控制装置通过根据本发明的控制程序编程,使得控制装置实施根据本发明的运行方法。
所述目的还通过一种根据本发明的装置来实现。根据本发明,控制装置构成为根据本发明的控制装置,所述控制装置与对象和驱动器按照根据本发明的运行方法共同作用。
附图说明
本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现所述特性、特征和优点的方式和方法结合以下对实施例的描述变得更清晰和更易于理解,所述实施例结合附图详细阐述。在这种情况下,在示意图中示出:
图1示出装置的结构性构造,
图2从上方示出对象,
图3示出引导装置和对象,
图4示出流程图,
图5示出驱动器的操控的功能性过程,
图6示出对象的细节,
图7示出流程图,
图8示出图7的改型,
图9示出图4的改型,
图10示出图4的另一改型,
图11示出控制装置的构造,
图12示出图11的改型,以及
图13示出图11的另一改型。
具体实施方式
根据图1,装置具有对象1。对象1能够对应于图1中的示图例如是检查床,患者2能够支承在检查床上。检查床能够尤其是成像的医学技术模态的组成部分。这种模态的实例是磁共振设备、计算机断层扫描仪、C型臂X射线设备、包括超声断层扫描仪的超声设备等。
对象1能够在名义水平平面3内行进。出于该目的存在引导装置4,对象1沿着所述引导装置4能够行进。(参见图2)可行的是,对象1仅可在第一方向x(纵向方向)上行进或仅可在第二方向y(横向方向)上行进。然而同样可行的是,对象1不仅能够在纵向方向x上而且也能够在横向方向y上行进。
平面3恰好认为既不是一个平面也不是水平的。其原因在于柔韧性、刚性和弹性。如果对象1对应于图1中的示图处于中间位置(p=0),那么对象1的重力基本上中央地和居中地作用于引导装置4。在中间位置周围的区域中,对象1实际上水平地行进。然而,对象1对应于图3中的示图越远地离开中间位置(即p>0或p<0),就通过对象1的重力越强烈地使引导装置4弯曲,使得对象1在更远地离开中间位置行进时可以说是下坡地行进,而对象在再次朝向中间位置行进时可以说是上坡地行进。此外,这不仅与对象1的具体位置p相关,而且也与对象1的重力从而与其质量m相关。然而选择术语“名义水平平面”,因为对象1在水平的平面中的行进是真正所期望的理想状态,也就是说,弯曲虽然不可避免,但也不期望。弯曲的大小在图3中出于更好的图解说明的原因明显夸张地示出。
对象1的行进根据图1从开端开始通过肌力F引起,所述肌力由操作人员5施加到对象1上。例如,对象1出于该目的能够具有(至少)一个把手6,操作人员5能够利用其手7抓握所述把手6从而能够将肌力F传输到对象1上。为了辅助对象1的行进,装置具有驱动器8。驱动器8由所述装置的控制装置9控制。也就是说,控制装置9与对象1和驱动器8共同作用。
控制装置9通过控制程序10编程。控制程序10包括机器代码11,所述机器代码11可由控制装置9直接处理。机器代码11的处理(或控制装置9利用控制程序10的编程)引起:控制装置9执行在下文中将结合图4详细阐述的运行方法。
根据图4,对于控制装置9在对象1的行进运动开始之前在步骤S1中已知对象1的质量m。例如,控制装置9的操作人员5能够做出对应的预设。预设可选地能够是相对精确的(例如以千克为单位)或相对粗略的(例如在阶段中为空载——轻负荷——中负荷——重负荷——极端重负荷)。可选地,也可行的是,操作人员5仅预设“有效负荷”(即例如患者2)的质量并且控制装置9从中结合其已知的对象1本身的空载质量确定对象1的所产生的质量m。也可行的是,存在测量装置12,所述测量装置自动检测对象1的质量m(或“有效负荷”)并且转发给控制装置9。测量装置12例如能够是压力传感器或包括压力传感器。
在步骤S2中,控制装置9已知对象1的行进运动与水平面的偏离。例如,控制装置9能够已知倾斜角度α作为表示所述偏离的值。在下文中基于所述设计方案。也就是说,术语“倾斜角度α”在下文中用作为表述“对象1的行进运动与水平面的偏离”的同义词。
可行的是,直接检测倾斜角度α。例如能够在对象1处设置倾斜传感器13,所述倾斜传感器13检测倾斜角度α并且转发给控制装置9。替选地,可行的是,控制装置9已知对象1的当前位置p并且控制装置9根据当前位置p和质量m结合引导装置4的结构性的数据确定倾斜角度α。对象1的当前位置p可以为控制装置9所知晓(例如基于驱动器8的方位实际值),驱动器8将所述方位实际值输送给控制装置9。引导装置4的结构性的数据能够尤其包括其刚性和柔韧性。
在步骤S3中,控制装置9确定驱动器8的操控A。在步骤S4中,控制装置9对应于所确定的操控A操控驱动器8。
在步骤S5中,控制装置9检查对象1的行进运动是否结束。如果不是这种情况,那么控制装置9返回步骤S2。否则控制装置9返回步骤S1并且在那里等待新的行进运动。
图5纯示例性地对于对象1的小的(m1)、中等的(m2)和大的(m3)质量m示出相应的下坡从动力FH,所述下坡从动力FH在对象1的不同位置p中由于引导装置4的弯曲作用到对象1上。如果丝毫没有其他力作用到对象1上并且能够忽略摩擦,那么下坡从动力FH将作用到对象1上,使得对象1朝向数值上更大的位置值p行进。如果对象1应行进再次回到中间位置(p=0),那么因此必须(除了克服摩擦力之外并且除了对于对象1的加速度所需要的力之外施加下坡从动力FH。这能够引起:必须施加显著的力,以便对象1能够完全再次行进回到中间位置。与此相反,如果对象1应更远地远离中间位置行进,那么仅须克服摩擦力并且附加地施加对于对象1的加速度所需要的力,其中必须从这两个力的总和减去下坡从动力FH。这在极端情况下甚至可能引起:待施加的力逆着运动方向取向,即必须制动对象1。
为了实现与位置p无关的关系,驱动器8的操控A在最简单的情况下精确地补偿下坡从动力FH。已经通过如下方式实现本发明的核心目标:在肌力F相同的情况下,对象1的位置p的由此引起的在名义水平平面3中的变化(即例如其加速度)与倾斜角度α和对象1的质量m无关。
在刚才阐述的最简单的设计方案的范畴中,控制装置9除了质量m和倾斜角度α之外不必已知另外的变量。然而,在许多情况下,这是有意义的。尤其地,能够有意义的是,借助于驱动器8附加地也补偿摩擦力。因为摩擦力始终逆着目前的实际的行进方向取向从而是方向相关的,所以控制装置9在这种情况下必须附加地已知所期望的行进方向R。例如可行的是,操作人员5给控制装置9明确地预设所期望的行进方向R。然而,明显更巧妙的是,对应于图6中的示图存在第一传感器装置14,借助于所述第一传感器装置14至少检测由操作人员5施加到对象1上的肌力F的方向(优选地,附加地也检测其数值)。例如,第一传感器装置14能够对应于图6中的示图检测由操作人员5施加到把手6上的肌力F。肌力F(更确切地说:对应的测量值)能够根据图1输送给控制装置9。所述方法途径接下来结合图7详细阐述。
根据图7,控制装置9在对象1的行进运动开始之前在步骤S11中已知对象1的质量m。图7的步骤S11与图4的步骤S1相对应。
在步骤S12中,控制装置9已知对象1的行进运动与水平面的偏离。图7的步骤S12与图4的步骤S2相对应。
在步骤S13中,控制装置9确定驱动器8的第一子操控A1。步骤S13从开端起与图4的步骤S3相对应。
控制装置9还接收关于所期望的行进方向R的至少一个信息。例如,控制装置9能够在步骤S14中已知肌力F(即数值和符号)或至少已知肌力F的符号。在这种情况下,控制装置9在步骤S15中根据肌力F的符号标志(F)确定所期望的行进方向R。
在步骤S16中,控制装置9确定驱动器8的第二子操控A2。第二子操控A2补偿摩擦力。可选地,能够在步骤S16的过程中附加地也考虑当前的行进速度,行进对象1目前以所述行进速度行进。
在步骤S17中,控制装置9根据第一子操控A1和第二子操控A2确定驱动器8的(所产生的)操控A。
在步骤S18中,控制装置9对应于所确定的操控A操控驱动器8。步骤S18与图4的步骤S4相对应。
在步骤S19中,控制装置9检查对象1的行进运动是否结束。如果不是这种情况,那么控制装置9返回步骤S12。否则控制装置9返回步骤S11并且在那里等待新的行进运动。步骤S19在核心方面与图4的步骤S5相对应。
如已经提及的那样,控制装置9能够在步骤S14中已知肌力F(即不仅已知符号而且附加地也已知数值)。在这种情况下,能够根据图8一方面附加地存在步骤S21。在步骤S21中,控制装置9确定驱动器8的第三子操控A3。第三子操控A3与肌力F的数值|F|相关。第三子操控A3对应于预控制值,以所述预控制值可选地辅助对象1的所期望的高加速度(在肌力F的变量处可识别)。所述辅助能够可选地附加地与对象1的质量m相关。此外,在这种情况下,步骤S17能够通过步骤S22替代。在步骤S22中,附加地也考虑第三子操控A3。因此,通过考虑第三子操控A3,在步骤S22中在确定驱动器8的操控A时考虑肌力F的大小。
在另一设计方案中,控制装置9能够由操作人员5根据图1和图9在步骤S31中接收预设V。在这种情况下,控制装置9能够根据图9中的示图在步骤S32中在确定驱动器8的操控A时考虑所述预设V。预设V能够例如是恒定的偏置δA。这在图5中针对小质量(m=m1)的情况示出。在偏置δA的情况下,控制装置9能够如对于补偿下坡从动力FH所需的那样以恒定的偏置δA改变操控A。(本身恒定的)偏置δA能够关于其符号可选地与所期望的行进方向R相关。
可行的是,操作人员5明确做出预设V。替选地,可行的是,如果并且只要操作人员5自我认证,那么用于预设V的具体值在控制装置9中保存在存储器中并且自动从存储器调用并且使用。无论是以通常的方式借助于用户名和密码还是借助于生物计量数据例如指纹,认证都能够根据需要进行。
以上结合图4和图5阐述的方法以完全类似的方式也能够在图7和图8的方法中应用。
在另一优选的设计方案中,装置根据图6中的示图附加地具有第二传感器装置15。借助于第二传感器装置15,能够检测操作人员5对对象1的抓握和松开并且转发给控制装置9。第二传感器装置15能够例如是适合的开关,所述开关在抓握把手6时被自动操作。由第二传感器装置15提供的信息I能够根据图1由控制装置9接收。在这种情况下,图4的方法途径能够对应于图10的示图来改型。
根据图10,控制装置9在步骤S41中从第二传感器装置15接收信息I。
在步骤S42中,控制装置9检查信息I是否与对对象1(更确切地说:把手6)的抓握(通过字母“G”来表征)相对应。如果不是这种情况,那么控制装置9转入步骤S43。在步骤S43中,控制装置9激活对象1的止动。所述止动能够根据需要通过驱动器8的对应操控或以其他方式引起。然后,控制装置9返回步骤S41。
只要控制装置9在步骤S42中识别到对对象1的抓握,控制装置9就转入步骤S44。在步骤S44中,控制装置9停用对象1的止动。
在最简单的情况下,控制装置9然后直接转入步骤S45。在步骤S45中,控制装置9执行驱动器8的根据本发明的操控,如其在上文中例如结合图4、图7、图8和图9所阐述的那样。然而,优选地,控制装置9在步骤S45之前实施步骤S46。在步骤S46中,控制装置9在这种情况下检查肌力F是否施加到对象1上。仅当是这种情况时,控制装置9才转入步骤S45。否则控制装置9在步骤S47操控驱动器8,使得驱动器8将对象1保持在其目前的位置p处。
为了能够正确地确定驱动器8的操控A,对应于图11中的示图优选在控制装置9内保存特征曲线族16。这与实现上述方法中的哪个方法无关。在特征曲线族16中,至少对于多个倾斜角度α和质量m存储相应的特征值ki。在这种情况下,特征曲线族16是二维的。可选地,特征值ki也能够与特征曲线族16的另外的输入变量相关,例如与所期望的行进方向R、肌力F的数值|F|、预设V以及可选地也与另外的变量例如摩擦力、对象1的系统刚性和/或引导装置4的系统刚性相关。在这种情况下,特征曲线族16能够具有多于两个的维度。
根据图11,倾斜角度α、质量m以及可选地特征曲线族16的另外的输入变量由控制装置9如下使用:所述控制装置9根据所述变量从特征曲线族16中读取所存储的特征值ki中的至少一个。在确定块17中,控制装置9于是根据所读取的特征值ki确定所产生的特征值k。例如,控制装置9能够基于预设的输入变量m、α读取特征值ki,所述特征值ki针对特征曲线族16的最近的网格点(Stützstelle)存储,并且在确定块17中执行线性内插。在另一确定块18中,控制装置9最后利用所产生的特征值k确定驱动器8的操控A。
控制装置9的构造,如以上结合图11阐述的那样,能够对应于图12中的示图来改型。
根据图12,在控制装置9内实施装置的模型19。给模型19输送对象1的运行参数BP、驱动器8的运行参数BP’和引导装置4的系统参数SP。对象1的运行参数BP能够包括静态参数例如机械-结构性设计方案或基于其的值。对象1的运行参数BP还能够也包括对象1的动态运行参数。这种动态运行参数的实例是质量m、倾斜角度α、由操作人员5施加的从而作用到对象1上的肌力F(具有方向和大小)、当前位置p、当前速度、当前加速度等。以类似的方式,驱动器8的运行参数BP’能够包括静态参数例如驱动器8的惯性质量。同样地,驱动器8的运行参数BP’能够包括动态参数。这种动态参数的实例是驱动器8的当前操控A、由驱动器8目前施加的扭矩等。引导装置4的系统参数SP尤其能够包括其刚性和摩擦系数。
模型19模拟对象1和引导装置4以及驱动器8的表现。借助于模型19,控制装置9能够基于输送给其的运行参数BP、BP’和系统参数SP确定对象1的所期望的表现。此外,输送给控制装置9的运行参数BP、BP’也包括对象1的实际的表现。根据实际的表现与所期望的表现的偏离,控制装置9因此能够更新模型19的至少一个模型参数MP从而总体上更新模型19。以如下目标实现更新:所期望的表现尽可能接近实际的表现。
基于所更新的模型19,然后能够对于保存在特征曲线族16中的特征值ki确定修正值δki并且根据所确定的修正值δki借助于修正块20跟踪特征值ki。
在根据图12的设计方案的范畴中,模型19在控制装置9内实施。替选于所述设计方案,根据图13可行的是,控制装置9将运行参数BP、BP’和系统参数SP经由计算机-计算机连接21转发给评估装置22。在这种情况下,模型19在评估装置22内实施。修正值δki的确定在这种情况下通过评估装置22实现。评估装置22将修正值δki转发给控制装置9,所述控制装置9接收修正值δki并且根据修正值δki跟踪特征值ki。
总之,本发明因此涉及以下事实情况。
借助于控制装置9操控驱动器8。驱动器8辅助对象1在名义水平平面3内的行进,所述行进通过由操作人员5施加到对象1上的肌力F引起。控制装置9至少对于对象1的质量m和对象1的行进运动与水平面的偏离α已知特征性的变量m、α。控制装置9操控驱动器8,使得在肌力F相同的情况下由此引起的对象1在名义水平平面3中的位置p的变化与对象1的行进运动与水平面的偏离α和对象1的质量m无关。
本发明具有多个优点。通过驱动器8的操控A,对象1的行进从操作人员5看来是一致的,即与对象1的位置p和质量m无关。这与是一起补偿还是不补偿因摩擦引起的力无关。由此产生“良好的”操作感觉(提高客户满意度)和更高的定位精度。甚至可行的是,与在现有技术中相比,制造具有更低的刚性的装置,因为驱动器8补偿因倾斜角度α和对象1的质量m而可变的力。由此装置的制造更有利。此外,可以自动识别所期望的行进方向R。使驱动器8的操控A匹配于操作人员5的喜好和/或匹配于具体操作情况也是可行的。通过动态匹配特征曲线族16,所述特性也在装置的整个使用寿命上保持。
尽管已经通过优选的实施例详细说明和描述了本发明的细节,但是本发明并不局限于所公开的示例,并且能够由本领域技术人员从中推导出其他变型方案,而不脱离本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于控制装置(9)的运行方法,借助于所述运行方法操控驱动器(8),所述驱动器(8)辅助对象(1)在名义水平平面(3)内的行进,该行进由操作人员(5)施加到所述对象(1)上的肌力(F)引起,
-其中所述控制装置(9)至少对于所述对象(1)的质量(m)和所述对象(1)的行进运动与水平面的偏离(α)知晓特征性的变量(m,α),并且
-其中所述控制装置(9)操控所述驱动器(8),使得在肌力(F)相同的情况下由此引起的所述对象(1)在所述名义水平平面(3)中的位置(p)的变化与所述对象(1)的行进运动与所述水平面的偏离(α)和所述对象(1)的质量(m)无关。
2.根据权利要求1所述的运行方法,
其特征在于,
所述控制装置(9)在确定所述驱动器(8)的操控(A)时考虑所述对象(1)的所期望的行进方向(R)。
3.根据权利要求2所述的运行方法,
其特征在于,
所述控制装置(9)从第一传感器装置(14)接收由所述操作人员(5)施加到所述对象(1)上的肌力(F)的至少一个方向,并且所述控制装置(9)根据所述肌力(F)的方向确定所期望的行进方向(R)。
4.根据权利要求3所述的运行方法,
其特征在于,
所述控制装置(9)从所述第一传感器装置(14)也接收由所述操作人员(5)施加到所述对象(1)上的肌力(F)的大小,并且所述控制装置(9)在确定所述驱动器(8)的操控(A)时考虑所述肌力(F)的大小。
5.根据权利要求2、3或4所述的运行方法,
其特征在于,
所述控制装置(9)从所述操作人员(5)接收预设(V),并且所述控制装置(9)在确定所述驱动器(8)的操控(A)时考虑所述预设(V)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的运行方法,
其特征在于,
-所述控制装置(9)从第二传感器装置(15)接收关于所述操作人员(5)抓握和松开所述对象(1)的信息(I),
-所述控制装置(9)在抓握所述对象(1)时停用所述对象(1)的通过所述驱动器(8)或以其他方式引起的止动,并且
-所述控制装置(9)在松开所述对象(1)时激活通过所述驱动器(8)或以其他方式引起的止动。
7.根据上述权利要求中任一项所述的运行方法,
其特征在于,
-在所述控制装置(9)内保存有特征曲线族(16),
-在所述特征曲线族(16)中至少对于所述对象(1)的行进运动与所述水平面的多个偏离(α)和所述对象(1)的质量(m)存储相应的特征值(ki),并且
-所述控制装置(9)利用至少一个特征值(ki)确定所述驱动器(8)的操控(A),所述特征值(ki)由所述控制装置(9)根据所述对象(1)的行进运动与所述水平面的偏离(α)和所述对象(1)的质量(m)从所述特征曲线族(16)中读取。
8.根据权利要求7所述的运行方法,
其特征在于,
所述控制装置(9)根据所述对象(1)和所述驱动器(8)的运行参数(BP,BP’)以及可选地根据另外的变量(SP)确定用于存储在所述特征曲线族(16)中的特征值(ki)的修正值(δki),并且根据所确定的修正值(δki)跟踪所述特征值(ki)。
9.根据权利要求7所述的运行方法,
其特征在于,
所述控制装置(9)经由计算机-计算机连接(21)将所述对象(1)和所述驱动器(8)的运行参数(BP,BP’)以及可选地将另外的变量(SP)转发给评估装置(22),由所述评估装置(22)接收用于存储在所述特征曲线族(16)中的特征值(ki)的修正值(δki),并且根据所接收的修正值(δki)跟踪所述特征值(ki)。
10.一种控制程序,其中所述控制程序包括机器代码(11),所述机器代码(11)能够由控制装置(9)直接处理,其中所述机器代码(11)的处理通过所述控制装置(9)引起,使得所述控制装置(9)实施根据上述权利要求中任一项所述的运行方法。
11.一种用于驱动器(8)的控制装置,所述驱动器(8)辅助对象(1)在名义水平平面(3)内的行进,所述行进通过由操作人员(5)施加到所述对象(1)上的肌力(F)引起,其中所述控制装置通过根据权利要求10所述的控制程序(10)编程,使得控制装置实施根据权利要求1至9中任一项所述的运行方法。
12.一种装置,其中所述装置具有:通过由操作人员(5)施加到对象(1)上的肌力(F)在名义水平平面(3)内可行进的对象(1);驱动器(8),所述驱动器(8)辅助所述对象(1)的行进;和根据权利要求11所述的控制装置(9),所述控制装置(9)与所述对象(1)和所述驱动器(8)一起按照根据权利要求1至9中任一项所述的运行方法共同作用。
CN202211103004.3A 2021-09-13 2022-09-09 状态相关地辅助通过肌力引起的行进运动 Pending CN115804702A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021210095.3A DE102021210095A1 (de) 2021-09-13 2021-09-13 Zustandsabhängige Unterstützung einer durch Muskelkraft bewirkten Verfahrbewegung
DE102021210095.3 2021-09-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115804702A true CN115804702A (zh) 2023-03-17

Family

ID=85284518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211103004.3A Pending CN115804702A (zh) 2021-09-13 2022-09-09 状态相关地辅助通过肌力引起的行进运动

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115804702A (zh)
DE (1) DE102021210095A1 (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08299323A (ja) * 1995-04-27 1996-11-19 Line Seiki Kk 撓み補正装置
US6597141B1 (en) * 1997-08-07 2003-07-22 Trw Lucasvarity Electric Steering Ltd. Position sensing in brushless motor systems
US20070200396A1 (en) * 2006-02-23 2007-08-30 Berthold Baumann Patient support table
US20080098525A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-01 Stefan Doleschal Patient positioning apparatus
CN104814847A (zh) * 2014-02-05 2015-08-05 西门子公司 移动式医学装置和用于控制移动式医学装置的运动的方法
WO2017140455A1 (de) * 2016-02-19 2017-08-24 Siemens Aktiengesellschaft Drehzahlabhängige kompensation von lagefehlern
CN212382631U (zh) * 2018-11-28 2021-01-22 西门子医疗有限公司 患者支承装置
CN113274227A (zh) * 2021-04-07 2021-08-20 上海联影医疗科技股份有限公司 检查床助力系统及其控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08299323A (ja) * 1995-04-27 1996-11-19 Line Seiki Kk 撓み補正装置
US6597141B1 (en) * 1997-08-07 2003-07-22 Trw Lucasvarity Electric Steering Ltd. Position sensing in brushless motor systems
US20070200396A1 (en) * 2006-02-23 2007-08-30 Berthold Baumann Patient support table
US20080098525A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-01 Stefan Doleschal Patient positioning apparatus
CN104814847A (zh) * 2014-02-05 2015-08-05 西门子公司 移动式医学装置和用于控制移动式医学装置的运动的方法
WO2017140455A1 (de) * 2016-02-19 2017-08-24 Siemens Aktiengesellschaft Drehzahlabhängige kompensation von lagefehlern
CN212382631U (zh) * 2018-11-28 2021-01-22 西门子医疗有限公司 患者支承装置
CN113274227A (zh) * 2021-04-07 2021-08-20 上海联影医疗科技股份有限公司 检查床助力系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021210095A1 (de) 2023-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2786721B1 (en) Torque-based catheter articulation
US8683628B2 (en) Patient support table
US6045262A (en) Apparatus and method for controlling table in medical diagnosis system
US20110190790A1 (en) Method For Operating A Medical Robot, Medical Robot, And Medical Work Place
JP3999888B2 (ja) 抱き上げ補助装置及びその制御方法
CN115245387B (zh) 细长型医疗器械递送系统、递送方法、设备及介质
US20140014804A1 (en) Apparatus for supporting body part of worker
CN106794045A (zh) 柔性医疗器具
WO2014192085A1 (ja) 介助ロボット
US20220354349A1 (en) Endoscopic capsule system with haptic feedback
JP2012201265A (ja) 操舵装置
CN115804702A (zh) 状态相关地辅助通过肌力引起的行进运动
US9298194B2 (en) Method to control medical equipment
CN114466724A (zh) 具有优化控制的协作装置
US6276219B1 (en) Motion controller for a motor-driven, pole-conducted transportation truck or trolley
US20190274517A1 (en) Electric endoscope control device and electric endoscope system
CN114642503A (zh) 医疗器械移动控制系统及方法
CN115916479A (zh) 机器人控制装置
JP2007253808A (ja) 運転姿勢調節装置、自動車及び運転姿勢調節方法
JP7401262B2 (ja) ロボットシステム
EP4143654A1 (en) Robotic vehicle
KR101901447B1 (ko) 의료 장비의 제어 방법
KR101928275B1 (ko) 능동 조향 카테터를 제어하기 위한 햅틱 마스터 장치 및 시스템
CN112804931A (zh) 用于可转向装置的运动控制的系统和方法
JP2009241725A (ja) 車両用操舵反力制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20240902

Address after: German Phu F Haim

Applicant after: Siemens Medical AG

Country or region after: Germany

Address before: Erlangen

Applicant before: Siemens Healthineers AG

Country or region before: Germany