CN116700362A - 一种用于被控轴角度控制的方法、系统及控制设备 - Google Patents

Abstract

一种用于被控轴角度控制的方法、系统及控制设备，根据用户对被控轴的角度调节，获取被控轴的实时角度；若被控轴的实时角度满足预设条件，则根据预先设定的算法对被控轴的实时角度进行调节。由于引入了预设条件作为触发预先设定的算法的条件，可以避免用户操作速度较快时导致的非意向止动位的触发，预设的止动位角度可以根据需求方便地进行修改，可以在用户指定的任意位置提供止动位，在用户操作中不需要退出手动控制模式即可触发预先设定的算法对被控轴的实时角度进行调节，使用户能在操作中感受到止动位的存在，不需要进一步的视觉确认，可以方便和准确地进行被控轴的角度调节，有效地避免了误操作。

Description

一种用于被控轴角度控制的方法、系统及控制设备

技术领域

本发明涉及设备控制技术领域，具体涉及一种用于被控轴角度控制的方法、系统及控制设备，还涉及一种存储介质。

背景技术

在早期产品中，一般使用机械的止动装置，通过在特定的位置设置缺口，弹性部件在这个位置会陷入，来提供准确的止动位置，其缺陷是设置位置固定，不宜调整，存在机械磨损，止动精度下降，需要较高精度的安装调试，对大负载情况设计和安装较难。

进一步的设计是，在特定位置加装到位开关，使用电子系统控制一个止动装置来提供止动功能，这种方式相比机械装置来说，只需要改变开关的位置便可以改变止动位的位置，而开关本身不需要反作用于机械结构，不会承受负载力，只需要能触发即可，所以它被广泛应有在各种场景中，但用户通过这种电子止动装置止动时只能在特定的位置提供止动位。或引入编码器做闭环反馈控制，可以实现任意位置提供止动位，但通常的方法是需肉眼时刻关注是否到达了意向止动位附近然后松开解锁按钮，若控制系统检测到附近存在止动位，则接入闭环系统对被控轴进行调节，此方式下若用于判定止动位附近的阈值过小，则较难触发，若较大，则导致止动位附近有较大的位置总会触发闭环系统而不能最终达到，这大大降低了用户的操作体验以及使用上的功能性(因为有些位置或角度是无法达到的)

发明内容

本发明提出的方法使用户能在操作中感受到止动位的存在，不需要进一步的视觉确认，可以方便和准确地进行被控轴的角度调节，有效地避免了误操作。

第一方面，一种实施例中提供一种用于被控轴角度控制的方法，包括：根据用户对被控轴的角度调节，获取所述被控轴的实时角度；若所述被控轴的实时角度满足预设条件，则根据预先设定的算法对所述被控轴的实时角度进行调节；所述预设条件包括第一预设条件和/或第二预设条件，所述第一预设条件为被控轴实时角度与目标止动位角度的第一差值小于预设的第一阈值，所述目标止动位角度为预设的多个止动位角度中的任意一个；所述第二预设条件为被控轴实时角度与目标止动位角度的第一差值小于预设的第一阈值，且所述被控轴的运动速度小于预设的第二阈值。

一些实施例中，所述根据用户对被控轴的角度调节，包括：当检测到所述被控轴的手动控制模式被触发，基于用户的操作对所述被控轴进行角度调节。

一些实施例中，所述预设的条件还包括第三预设条件，所述第三预设条件为止动位有效；判断是否满足所述第三预设条件的方法，包括：若所述手动控制模式被触发时，所述被控轴实时角度与起始止动位角度的第二差值大于等于预设的第三阈值时则止动位有效，所述起始止动位为预设的多个止动位角度中的任意一个。

一些实施例中，所述预先设定的算法为闭环控制算法，所述根据预先设定的算法对所述被控轴的实时角度进行调节，包括：根据所述第一差值生成控制信号；根据所述控制信号调节所述被控轴的实时角度。

一些实施例中，还包括：若所述第一差值小于预设的第四阈值，则退出所述闭环控制算法并关闭所述被控轴的手动控制模式。

一些实施例中，所述被控轴的运动速度通过对编码器实时采集的位置数据进行微分获得。

第二方面，一种实施例中提供一种数字式X射线照相检测器，所述数字式X射线照相检测器包括用于成像的探测器、用于产生X射线的球管、用于控制X射线照射野的束光器及被控轴，所述被控轴分别与所述束光器和所述球管连接，所述被控轴用于控制所述球管和所述束光器的角度，其特征在于，包括：与所述被控轴连接的控制设备，用于根据用户对被控轴的角度调节，获取所述被控轴的实时角度；若所述被控轴的实时角度满足预设条件，则根据预先设定的算法对所述被控轴的实时角度进行调节。

一些实施例中，所述被控轴包括手动控制开关，当所述手动控制开关被触发后，所述控制设备用于基于用户输入的操作对所述被控轴进行角度调节。

第三方面，一种实施例中提供一种用于被控轴角度控制的控制设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如前述的方法。

第四方面，一种实施例中提供一种存储介质，包括：所述存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如前述的方法。

根据上述实施例的方法，由于引入了预设条件作为触发预先设定的算法的条件，可以避免用户操作速度较快时导致的非意向止动位的触发，预设的止动位角度可以根据需求方便地进行修改，可以在用户指定的任意位置提供止动位，在用户操作中不需要退出手动控制模式即可触发预先设定的算法对被控轴的实时角度进行调节，使用户能在操作中感受到止动位的存在，不需要进一步的视觉确认，可以方便和准确地进行被控轴的角度调节，有效地避免了误操作。

附图说明

图1为本发明提供的用于被控轴角度控制的方法的流程图；

图2为一种实施例的止动位是否有效的判断方法的示意图；

图3为一种实施例的根据预先设定的算法对被控轴的实时角度进行调节的流程图；

图4为本发明提供的用于被控轴角度控制的系统的结构图；

图5为本发明提供的用于被控轴角度控制的控制设备的结构图；

图6为本发明提供的存储介质的结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

为辅助操作者对机械设备进行操作，会在被控轴上提供位置反馈，比如：运动到特定的位置或角度后，被控轴会主动锁住，使用更大的力，或者再次解锁才能操作，这种方法只能在特定的位置提供止动位，并且在被控轴手动解锁到指定位置后，需要先松开解锁按钮再进入闭环系统对被控轴进行调节，用户在进行止动操作时不能通过手上的操作反馈感受到止动位的存在，需要时刻关注是否到达了意向止动位以免误操作，大大降低了用户的操作体验，同时如果操作速度较快时，可能会导致非意向止动位的触发。

本发明提供一种用于被控轴角度控制的方法，在被控轴的实时角度满足预设条件的情况下，根据预先设定的算法对被控轴的实时角度进行调节，使用户能在操作中感受到止动位的存在，不需要进一步的视觉确认，可以方便和准确地进行被控轴的角度调节，有效地避免了误操作。

请参考图1，在本发明实施例中提供一种用于被控轴角度控制的方法，包括：

S10：根据用户对被控轴的角度调节，获取被控轴的实时角度。

一些实施例中，根据用户对被控轴的角度调节，包括：当检测到被控轴的手动控制模式被触发，基于用户的操作对被控轴进行角度调节。

S20：若被控轴的实时角度满足预设条件，则根据预先设定的算法对被控轴的实时角度进行调节，预设条件包括第一预设条件和/或第二预设条件，第一预设条件为被控轴实时角度与目标止动位角度的第一差值小于预设的第一阈值，目标止动位角度为预设的多个止动位角度中的任意一个；第二预设条件为被控轴实时角度与目标止动位角度的第一差值小于预设的第一阈值，且被控轴的运动速度小于预设的第二阈值。

一些实施例中，被控轴的运动速度通过对编码器实时采集的位置数据进行微分获得，在实际应用时被控轴的运动速度也可以通过对加速度传感器获取的数据进行积分处理后获得；被控轴的实时角度可以通过陀螺仪直接获得，可以通过对编码器实时采集的角度数据进行微分获得，在本实施例中采用的是绝对型多圈编码器，具体型号为W6F-36SX/36HN，在具体应用时可根据需求选取适合的编码器型号。

一些实施例中，在检测到被控轴的手动控制模式被触发后，将被控轴的实时角度与预设的多个止动位角度进行比对，若被控轴实时角度与一目标止动位角度的第一差值小于预设的第一阈值，即被控轴实时角度在止动位附近时，通过检测被控轴的运动速度判断用户的意图，若运动速度大于第二阈值则认为用户不想在该止动位停下，若运动速度小于第二阈值，则说明用户希望停在该止动位，此时根据预先设定的算法对被控轴的实时角度进行调节。

本实施例中，引入了第一预设条件和第二预设条件作为触发预先设定的算法的条件，可以避免用户操作速度较快时导致的非意向止动位的触发，预设的止动位角度可以根据需求方便地进行修改，可以在用户指定的任意位置提供止动位，在用户操作中不需要退出手动控制模式即可触发预先设定的算法对被控轴的实时角度进行调节，使用户能在操作中感受到止动位的存在，不需要进一步的视觉确认，可以方便和准确地进行被控轴的角度调节，有效地避免了误操作。

一些实施例中，预设的条件还包括第三预设条件，第三预设条件为止动位有效。

一些实施例中，判断是否满足第三预设条件的方法，包括：

若手动控制模式被触发时，被控轴实时角度与起始止动位角度的第二差值大于等于预设的第三阈值时则止动位有效，起始止动位为预设的多个止动位角度中的任意一个。

前述的实施例中，将在目标止动位附近检测运动速度是否低于第二阈值作为触发止动位的依据，而当再次在该目标止动位附近手动控制模式被触发时，由于同时满足了第一预设条件和第二预设条件，该止动位会被立即触发，这会导致无法离开这个止动位，因此，本实施例在目标止动位附近手动控制模式被触发时还需要满足第三预设条件才能触发预先设定的算法对被控轴角度进行调节，避免了上述情况的发生，使得被控轴角度的调节更加的顺畅和灵活；本实施例中是通过回滞算法判断是否满足第三预设条件，回滞来源于电器或机器方面的一个概念，是一种非线性特性，其特点是在同一个输入的情况下，由于系统内存在记忆性，导致不同的输出。

一些实施例中，预先设定的算法为闭环控制算法，根据预先设定的算法对被控轴的实时角度进行调节，如图3所示，包括：

S21：根据第一差值生成控制信号。

S22：根据控制信号调节被控轴的实时角度。

闭环控制算法是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式，它是在测量出实际与计划发生偏差时，按定额或标准来进行纠正的，比如控制一个电机的转速，就得有一个测量转速的传感器，并将结果反馈到控制路线上，在本实施例中采用的是PID闭环控制算法，PID是比例(Proportion)积分,(Integral)微分,(Differential coefficient)的缩写，分别代表了三种控制算法，通过这三个算法的组合可有效地纠正被控制对象的偏差，从而使其达到一个稳定的状态，一些实施例中将第一差值反馈给闭环控制算法，闭环控制算法根据第一差值生成控制信号，用于调节被控轴的实时角度。

下面通过几个示例和图2说明本发明的方法，示例中预设的止动位角度分别为0°、60°、90°，第一阈值为±3°，第二阈值为1度/每秒，第三阈值为5°，图2示出了止动位是否有效的判断方法，其中0表示止动位无效，1表示止动位有效：

1、当被控轴的手动控制模式被触发时的实时角度为61°时，止动位60°无效，由于不满足第三预设条件，所以闭环控制算法不被触发，此时用户可在55°至65°任意调节被控轴角度；

2、当被控轴的手动控制模式被触发时的实时角度为66°时，止动位0°、60°、90°有效,但由于不满足第一预设条件和/或第二预设条件，所以闭环控制算法不被触发，当用户想要将被控轴角度调节到90°时，在调节到87°以上时则满足第一预设条件，若此时运动速度小于1度/每秒则满足第二预设条件，这时同时满足了三个预设条件，所以闭环控制算法被触发；

3、当被控轴在61°被触发手动控制模式时，止动位0°和90°有效，止动位60°无效，闭环控制算法不被触发，当用户想要将被控轴调节到90°时，在调节到87°以上时则满足第一预设条件，若此时运动速度小于1度/每秒则满足第二预设条件，这时同时满足了三个预设条件，所以闭环控制算法被触发；

4、当被控轴在61°被触发手动控制模式时，止动位60°无效，由于不满足第三预设条件闭环控制算法不被触发；接着当用户将被控轴调节到大于等于65°或小于等于55°时，止动位60°有效，但由于至少不满足第一预设条件，所以闭环控制系统仍不被触发；若用户再次调节被控轴，使被控轴的角度进入小于63°且大于57°范围，若此时运动速度小于1度/每秒，则满足了三个预设条件，闭环控制算法被触发。

在本发明提供的方法中引入了第三预设条件作为触发预先设定的算法的条件，使得用户在进行被控轴的角度调节时不会出现不必要的卡顿，并且可以使被控轴调节到任意角度，用户的操作体验更好。

一些实施例中，该方法还包括：若第一差值小于预设的第四阈值，则退出闭环控制算法并关闭被控轴的手动控制模式，应用时，为了提供极高的止动位定位精度可以将第四阈值设为0.01°，也可以根据需要将第四阈值设定为小于第一阈值的任一数值。

本发明另一实施例中提供一种数字式X射线照相检测器，如图4所示，包括：用于成像的探测器100、用于产生X射线的球管200、用于控制X射线照射野的束光器300及被控轴400，被控轴400分别与球管200和束光器300连接，被控轴用于控制球管400和束光器300的角度，包括：与被控轴400连接的控制设备500，用于根据用户对被控轴400的角度调节，获取被控轴400的实时角度；若被控轴400的实时角度满足预设条件，则根据预先设定的算法对被控轴400的实时角度进行调节。

应用时，通过调节被控轴400的角度使得球管200和束光器300一起进行转动，以便于将束光器300对准探测器100，可以理解的是，在很多应用场景中都需要手动调节被控轴400的角度以使得与被控轴400连接的构件进行转动，本发明提供的方法并不仅限于实施例中提到的数字式X射线照相检测器，其在用户手动操作时提供止动功能的轴上均适用。

一些实施例中，被控轴包括手动控制开关，当手动控制开关被触发后，控制设备用于基于用户输入的操作对被控轴进行角度调节。

关于数字式X射线照相检测器的具体实施例与前述的方法的实施例相同，这里不再赘述。

本发明另一实施例中提供一种用于被控轴角度控制的控制设备，如图5所示，包括：存储器600、处理器700及存储在存储器600上并可在处理器700上运行的程序，处理器700执行程序时实现如前述的方法。

本发明另一实施例中提供一种存储介质，如图6所示，包括：存储介质800上存储有计算机程序，该程序被处理器700执行时实现如前述的方法。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种用于被控轴角度控制的方法，其特征在于，包括：

根据用户对被控轴的角度调节，获取所述被控轴的实时角度；

若所述被控轴的实时角度满足预设条件，则根据预先设定的算法对所述被控轴的实时角度进行调节；

所述预设条件包括第一预设条件和/或第二预设条件，所述第一预设条件为被控轴实时角度与目标止动位角度的第一差值小于预设的第一阈值，所述目标止动位角度为预设的多个止动位角度中的任意一个；所述第二预设条件为被控轴实时角度与目标止动位角度的第一差值小于预设的第一阈值，且所述被控轴的运动速度小于预设的第二阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据用户对被控轴的角度调节，包括：当检测到所述被控轴的手动控制模式被触发，基于用户的操作对所述被控轴进行角度调节。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的条件还包括第三预设条件，所述第三预设条件为止动位有效；

判断是否满足所述第三预设条件的方法，包括：

若所述手动控制模式被触发时，所述被控轴实时角度与起始止动位角度的第二差值大于等于预设的第三阈值时则止动位有效，所述起始止动位为预设的多个止动位角度中的任意一个。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先设定的算法为闭环控制算法，所述根据预先设定的算法对所述被控轴的实时角度进行调节，包括：

根据所述第一差值生成控制信号；

根据所述控制信号调节所述被控轴的实时角度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：若所述第一差值小于预设的第四阈值，则退出所述闭环控制算法并关闭所述被控轴的手动控制模式。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述被控轴的运动速度通过对编码器实时采集的位置数据进行微分获得。

7.一种数字式X射线照相检测器，所述数字式X射线照相检测器包括用于成像的探测器、用于产生X射线的球管、用于控制X射线照射野的束光器及被控轴，所述被控轴分别与所述束光器和所述球管连接，所述被控轴用于控制所述球管和所述束光器的角度，其特征在于，包括：

与所述被控轴连接的控制设备，用于根据用户对被控轴的角度调节，获取所述被控轴的实时角度；若所述被控轴的实时角度满足预设条件，则根据预先设定的算法对所述被控轴的实时角度进行调节。

8.如权利要求7所述的数字式X射线照相检测器，其特征在于，所述被控轴包括手动控制开关，当所述手动控制开关被触发后，所述控制设备用于基于用户输入的操作对所述被控轴进行角度调节。

9.一种用于被控轴角度控制的控制设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其特征在于，包括：所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。