CN117707283A - 防误操作的双信号输出医用摇杆及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了防误操作的双信号输出医用摇杆及操作方法，摇杆包括手柄组件、摇杆轴、控制电路板、数字信号输出组件和模拟信号输出组件，摇杆轴与控制电路板电性连接，手柄组件包括手柄壳，手柄壳安装于摇杆轴，并与摇杆轴电性连接，数字信号输出组件包括触压开关以及触压板，触压开关与控制电路板电性连接，触压板套设于摇杆轴，并跟随摇杆轴运动，触压板运动至对触压开关形成接触并按压时，摇杆输出数字信号，模拟信号输出组件包括磁性元件和磁传感器，磁性元件设于摇杆轴，并跟随摇杆轴运动，磁性元件运动至磁传感器的感应范围之内时，摇杆输出模拟信号。本发明具有双重防误操作的同时，实现了模拟信号的输出和数字信号的输出的功能。

Description

防误操作的双信号输出医用摇杆及操作方法

技术领域

本发明涉及医用器械技术领域，更具体地说是防误操作的双信号输出医用摇杆及操作方法。

背景技术

目前，市面上的医用摇杆的功能较为单一，不能同时满足多种功能的需求，导致应用前景较差，不利于推广和使用，例如，专利公开号为CN212631693U的专利文献公开了基于限位触动的游戏摇杆，该摇杆属于使用开关器件的常规摇杆，其通过摇杆运动触发微动开关实现，其特点是拥有触感反馈，可以输出数字信号，但无法产生快速变化的模拟信号，而且没有较好的防误操作的功能。专利公开号为CN115826671A的专利文献公开了一种基于固体阻尼的可调操纵杆，其使用磁感技术，通过磁铁和霍尔板的运动配合实现，其优点是能输出模拟信号，但其操控手感差，需要格外设置、压力调节螺钉、平衡簧、压板来提升手感，并且这些器件易于磨损，长时间使用后手感退化明显，同时没有数字输出信号，也没有较好的防误操作的功能。专利公开号为CN112732009A的专利文献公开了一种具有启动移动保护功能的摇杆，其仅使用固定片和移动弹片，以机械运动模式使两者接触实现摇杆功能，使用寿命有限，不能输出数字输出信号，只能在一定的程度上具有防误操作的功能。

综合而言，针对现有的摇杆所存在的弊端，有必要设计一种具有较好的防误操作功能，且同时能够输出数字信号和模拟信号的摇杆。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供防误操作的双信号输出医用摇杆及操作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了防误操作的双信号输出医用摇杆，包括手柄组件、摇杆轴、控制电路板、数字信号输出组件和模拟信号输出组件，所述摇杆轴与所述控制电路板电性连接，所述手柄组件包括手柄壳，所述手柄壳安装于所述摇杆轴，并与所述摇杆轴电性连接，所述数字信号输出组件包括触压开关以及触压板，所述触压开关与所述控制电路板电性连接，所述触压板套设于所述摇杆轴，并跟随所述摇杆轴的摇动方向而运动，所述触压板运动至对所述触压开关形成接触并按压时，所述摇杆输出数字信号，所述模拟信号输出组件包括磁性元件和磁传感器，所述磁性元件设于所述摇杆轴，并跟随所述摇杆轴的摇动方向而运动，所述磁性元件运动至所述磁传感器的感应范围之内时，所述摇杆输出模拟信号。

其进一步技术方案为：所述手柄组件还包括FAF信号接收管，所述FAF信号接收管设于所述手柄壳的内部。

其进一步技术方案为：所述手柄组件还包括导电弹簧和限位件，所述摇杆轴设有环形卡槽，所述限位件卡设于所述环形卡槽中，所述导电弹簧套设于所述摇杆轴，所述导电弹簧的上端与所述FAF信号接收管连接，所述导电弹簧的下端与所述限位件连接。

其进一步技术方案为：还包括复位组件，所述复位组件包括滑块、复位弹簧以及限位板，所述限位板相对于所述摇杆轴固定设置，所述限位板设有所述摇杆轴穿过的通孔，所述滑块和复位弹簧均套设于所述摇杆轴，所述复位弹簧位于所述滑块的下方，所述复位弹簧的上端与所述限位件连接，所述复位弹簧的下端与所述滑块连接；所述摇杆轴受外力摇动时，所述限位板向所述滑块施加挤压力，以使所述滑块向上运动并压缩所述复位弹簧，所述摇杆轴解除受到的外力时，所述摇杆轴在所述滑块和所述复位弹簧的作用下复位。

其进一步技术方案为：所述滑块的底部为锥形面，所述限位板对应于所述锥形面的位置设有限位槽。

其进一步技术方案为：所述限位板的顶部环形设置有多个导向凸起，所述导向凸起靠近所述限位槽的槽口边缘的一侧构成与所述锥形面配合的倾斜导向面。

其进一步技术方案为：还包括保护壳，所述触压板和所述控制电路板均收容于所述保护壳内，所述限位板与所述保护壳连接。

其进一步技术方案为：所述摇杆轴设有球形部，所述保护壳内设有球轴板，所述球轴板设有容纳所述球形部的球形腔，所述球轴板设有限位凸起，所述球形部开设有卡槽，所述限位凸起置于所述卡槽中。

其进一步技术方案为：还包括与所述保护壳连接的导向板，所述导向板的中心设有与所述摇杆轴配合的导向槽。

另一方面，本发明还提供了防误操作的双信号输出医用摇杆的操作方法，包括：

操作者用手接触手柄壳直至控制电路板接收到手柄壳电容感应发生变化产生的电容感应信号；

当操作者控制手柄壳在第一方向运动时，且触压板运动至对触压开关形成接触并按压时，摇杆输出数字信号形式的第一运动控制指令；

当操作者控制手柄壳在第二方向运动时，且磁性元件跟随摇杆轴运动至磁传感器的感应范围之内时，摇杆输出模拟信号形式的第二运动控制指令。

本发明与现有技术相比的有益效果是：手柄壳通过与摇杆轴电性连接，且摇杆轴与控制电路板电性连接，当操作者接触手柄壳，并且手柄壳电容感应发生变化产生而电容感应信号才算接触有效，从而实现了第一重防误操作的保护，此外，只有当摇动摇杆轴使磁性元件运动至磁传感器的感应范围之内时，才能进行有效的模拟信号的输出，以及只有当摇动摇杆轴触压板运动至对触压开关形成接触并按压时，才能进行有效的数字信号的输出，通过此方式，实现了第二重防误操作的保护，而且由于能够在同一摇杆上实现模拟信号的输出和数字信号的输出，大大提升了摇杆的功能丰富性，使得摇杆的控制更加精确，有利于摇杆的推广和应用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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为本发明具体实施例提供的防误操作的双信号输出医用摇杆的结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的防误操作的双信号输出医用摇杆的分解图；

图3为本发明具体实施例提供的防误操作的双信号输出医用摇杆的剖视图(摇杆轴处于初始状态)

图4为本发明具体实施例提供的防误操作的双信号输出医用摇杆的剖视图(摇杆轴处于工作状态)；

图5为本发明具体实施例提供的防误操作的双信号输出医用摇杆中摇杆轴和球轴板的结构示意图；

图6为本发明具体实施例提供的防误操作的双信号输出医用摇杆中导向板的结构示意图；

图7为本发明具体实施例提供的防误操作的双信号输出医用摇杆中限位板的结构示意图。

附图标记

1、手柄组件；11、手柄壳；12、FAF信号接收管；13、导电弹簧；14、限位件；2、保护壳；21、上壳；22、下壳；3、摇杆轴；31、球形部；311、卡槽；4、控制电路板；5、数字信号输出组件；51、触压板；52、触压开关；6、模拟信号输出组件；61、磁传感器；62、磁性元件；63、磁传感器安装板；7、复位组件；71、限位板；711、通孔；712、导向凸起；7121、倾斜导向面；713、限位槽；72、滑块；73、复位弹簧；8、球轴板；81、导电部；82、限位凸起；9、导向板；91、导向槽。

具体实施方式

下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

本发明实施例提供了防误操作的双信号输出医用摇杆，该医用摇杆主要应用于操作安全性有较高的要求，而且需要控制精确和灵敏度高的医用器械上，例如X-Ray医用器械等。

如图1-图7所示，防误操作的双信号输出医用摇杆，包括手柄组件1、摇杆轴3、控制电路板4、数字信号输出组件5和模拟信号输出组件6，摇杆轴3与控制电路板4电性连接，手柄组件1包括手柄壳11，手柄壳11安装于摇杆轴3，并与摇杆轴3电性连接，数字信号输出组件5包括触压开关52以及触压板51，触压开关52与控制电路板4电性连接，触压板51套设于摇杆轴3，并跟随摇杆轴3的摇动方向而运动，触压板51运动至对触压开关52形成接触并按压时，摇杆输出数字信号，模拟信号输出组件6包括磁性元件62和磁传感器61，磁性元件62设于摇杆轴3，并跟随摇杆轴3的摇动方向而运动，磁性元件62运动至磁传感器61的感应范围之内时，摇杆输出模拟信号。将该医用摇杆应用于X-Ray医用器械上时，对于床体运动，床体的升降需要缓慢匀速的运动以避免被检测人员感受不适，此动作可以通过输出的精准的数字信号进行控制，为了检查需要，床体的前倾后仰动作需要各种不同速度变化，此时可通过输出的快速变化的模拟信号进行控制。

手柄壳11通过与摇杆轴3电性连接，且摇杆轴3与控制电路板4电性连接，当操作者接触手柄壳11，并且手柄壳11电容感应发生变化产生而电容感应信号才算接触有效，从而实现了第一重防误操作的保护，此外，只有当摇动摇杆轴3使磁性元件62运动至磁传感器61的感应范围之内时，才能进行有效的模拟信号的输出，以及只有当摇动摇杆轴3触压板51运动至对触压开关52形成接触并按压时，才能进行有效的数字信号的输出，通过此方式，实现了第二重防误操作的保护，而且由于能够在同一摇杆上实现模拟信号的输出和数字信号的输出，大大提升了摇杆的功能丰富性，使得摇杆的控制更加精确，有利于摇杆的推广和应用。

磁性元件62为磁铁等具有磁性或可被磁化的元件，磁传感器61为霍尔传感器等。由于磁性元件62与磁传感器61是非接触式的方式实现模拟信号输出，无接触损耗，提升了使用寿命。需要说明的是，磁性元件62与磁传感器61的感应角度可根据需求设置，例如，将磁性元件62的摆动幅度设置为4°～24°(单边角度2°～12°X2)，在此范围之内为能够与磁传感器61形成磁感应的有效范围，这样可以避免不小心触碰到摇杆导致误操作的情况。

在本实施例中，触压开关52布置于控制电路板4的下方，并环绕布置有多个，触压开关52与控制电路板4电性连接。需要说明的是，虽然控制电路板4的下方设置有多个触压开关52，但是可根据实际情况来设定哪一个或者几个触压开关52为实际可以有效控制的，例如，将第一方向(在本申请中为左右方向)上的两个触压开关52设置为实际可以有效控制的开关，将第二方向上的两个触压开关52设置为无效控制的开关。当操作者控制手柄壳11在第一方向运动时，且触压板51运动至对触压开关52形成接触并按压时，摇杆输出数字信号。当操作者控制手柄壳11在第二方向(在本申请中为前后方向)运动时，且磁性元件62跟随摇杆轴3运动至磁传感器61的感应范围之内时，摇杆输出模拟信号，由于手柄壳11在第二方向(在本申请中前后方向)运动时，触压板51仍然可能会触碰到第二方向上的两个触压开关52，但由于两个触压开关52被设置为无效控制的开关，即使发生触碰按压，仍然不会输出数字信号。当然，在一些特殊需求场景中，也可以将控制电路板4的下方的所有触压开关52均调整成为实际可以有效控制的，这样设计之后，当手柄壳11在第二方向或者第二方向运动时，两个方向上接触并按压的触压开关52均是有效，均输出模拟信号的同时可以输出数字信号，从而满足特殊的控制需求，提升摇杆的应用范围。

在一实施例中，手柄组件1还包括FAF信号接收管12，FAF信号接收管12设于手柄壳11的内部。FAF信号接收管12采用铜材质制成，FAF信号接收管12利用卡接或紧固件连接的方式固定于手柄壳11中。当操作者用手触碰手柄壳11，手柄壳11电容感应发生变化产生电容感应信号，此信号通过FAF信号接收管12接收，并经过摇杆轴3把接收的信号传递至控制电路板4。

需要说明的是，可根据实际需求对手柄壳11电容感应发生变化产生电容感应信号进行过滤处理，以去除无效或者干扰信号，至于如何过滤，属于本领域的常规技术，可采用本领域的常规技术手段来实现，本申请在此不做赘述。

手柄组件1还包括导电弹簧13和限位件14，限位件14为卡簧等元件，摇杆轴3设有环形卡槽311，限位件14卡设于环形卡槽311中，导电弹簧13套设于摇杆轴3，导电弹簧13的上端与FAF信号接收管12的下端抵接，导电弹簧13的下端与限位件14的上表面抵接。利用导电弹簧13和限位件14，使FAF信号接收管12与摇杆轴3形成电性连接，此外，导电弹簧13还能够对FAF信号接收管12起到限位的作用，避免从手柄壳11中脱落。

在一实施例中，如图2-图3所示，防误操作的双信号输出医用摇杆还包括复位组件7，复位组件7包括滑块72、复位弹簧73以及限位板71，限位板71相对于摇杆轴3固定设置，限位板71设有摇杆轴3穿过的通孔711，滑块72和复位弹簧73均套设于摇杆轴3，复位弹簧73位于滑块72的下方，复位弹簧73的上端与限位件14抵接，复位弹簧73的下端与滑块72抵接。摇杆轴3受外力摇动时，限位板71向滑块72施加挤压力，以使滑块72向上运动并压缩复位弹簧73，摇杆轴3解除受到的外力时，摇杆轴3在滑块72和复位弹簧73的作用下复位。这里的设计，可以实现摇杆轴3的自动复位，提升了操作的便利性。

进一步地，滑块72的底部为锥形面，限位板71对应于锥形面的位置设有限位槽713，滑块72位于限位板71的上方，为了能够实现滑块72对复位弹簧73的挤压，滑块72能够相对于限位板71运动，由于滑块72锥形面的设计，加上限位板71的限位槽713的设计，能够满足滑块72的移动需求，且能够保证滑块72不完全脱离出限位槽713，进而体现出了结构设计的巧妙性。

在一实施例中，如图7所示，限位板71的顶部环形设置有多个导向凸起712，导向凸起712靠近限位槽713的槽口边缘的一侧构成与锥形面配合的倾斜导向面7121。这样设计，有利于滑块72相对于限位板71发生位移后能够轻松的回到初始位置。

在一实施例中，如图2-图3所示，防误操作的双信号输出医用摇杆还包括保护壳2，触压板51和控制电路板4均收容于保护壳2内，限位板71与保护壳2连接。保护壳2包括上壳21和下壳22，两者通过螺丝等连接将锁固。保护壳2能够对摇杆的部分部件起到保护的作用，例如控制电路板4、触压板51等。此外，保护壳2对限位板71具有支撑作用，在本实施例中，保护壳2的上壳21开设有限位孔，限位板71的底部延伸设有限位柱，限位柱插入限位孔，以实现上壳21对限位板71的限位。

如图3、图5所示，摇杆轴3设有球形部31，保护壳2内设有球轴板8，球轴板8设有容纳球形部31的球形腔，球轴板8设有限位凸起82，球形部31开设有卡槽311，限位凸起82置于卡槽311中。利用限位凸起82与卡槽311的配合，使得球形部31仅能够在第一方向和第二方向上运动，也即摇杆轴3仅能够在第一方向和第二方向上运动，避免摇杆轴3发生轴向转动的问题。

在本实施例中，球轴板8设有导电部81，导电部81与控制电路板4接触并形成电性导通，导电部81与摇杆轴3也电性导通，当操作者用手触碰手柄壳11，手柄壳11电容感应发生变化产生电容感应信号，此信号通过FAF信号接收管12接收，信号依次经过导电弹簧13、摇杆轴3以及导电部81传递至控制电路板4，以输出电容感应激活信号。

在一实施例中，如图2-图3、图7所示，防误操作的双信号输出医用摇杆还包括与保护壳2连接的导向板9，导向板9的中心设有与摇杆轴3配合的导向槽91。导向槽91为十字形状，以引导摇杆轴3在第一方向和第二方向上摇动。在本实施例中，导向板9通过螺丝固定在保护壳2的下壳22的底部。

在一实施例中，导向板9的下方还设有磁传感器安装板63，磁传感器61安装于磁传感器安装板63上，磁传感器安装板63通过螺丝等连接件与保护壳2的下壳22连接。

本发明实施例还提供了防误操作的双信号输出医用摇杆的操作方法，包括以下步骤：

S10、操作者用手接触手柄壳直至控制电路板接收到手柄壳电容感应发生变化产生的电容感应信号。

S20、当操作者控制手柄壳在第一方向运动时，且触压板运动至对触压开关52形成接触并按压时，摇杆输出数字信号形式的第一运动控制指令。

S30、当操作者控制手柄壳在第二方向运动时，且磁性元件跟随摇杆轴运动至磁传感器的感应范围之内时，摇杆输出模拟信号形式的第二运动控制指令。

在应用于X-Ray医用器械上时，第一运动控制指令用于控制床体的升降运动，第二运动控制指令用于控制床体的前倾后仰运动。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.防误操作的双信号输出医用摇杆，其特征在于，包括手柄组件、摇杆轴、控制电路板、数字信号输出组件和模拟信号输出组件，所述摇杆轴与所述控制电路板电性连接，所述手柄组件包括手柄壳，所述手柄壳安装于所述摇杆轴，并与所述摇杆轴电性连接，所述数字信号输出组件包括触压开关以及触压板，所述触压开关与所述控制电路板电性连接，所述触压板套设于所述摇杆轴，并跟随所述摇杆轴的摇动方向而运动，所述触压板运动至对所述触压开关形成接触并按压时，所述摇杆输出数字信号，所述模拟信号输出组件包括磁性元件和磁传感器，所述磁性元件设于所述摇杆轴，并跟随所述摇杆轴的摇动方向而运动，所述磁性元件运动至所述磁传感器的感应范围之内时，所述摇杆输出模拟信号。

2.根据权利要求1所述的防误操作的双信号输出医用摇杆，其特征在于，所述手柄组件还包括FAF信号接收管，所述FAF信号接收管设于所述手柄壳的内部。

3.根据权利要求2所述的防误操作的双信号输出医用摇杆，其特征在于，所述手柄组件还包括导电弹簧和限位件，所述摇杆轴设有环形卡槽，所述限位件卡设于所述环形卡槽中，所述导电弹簧套设于所述摇杆轴，所述导电弹簧的上端与所述FAF信号接收管连接，所述导电弹簧的下端与所述限位件连接。

4.根据权利要求3所述的防误操作的双信号输出医用摇杆，其特征在于，还包括复位组件，所述复位组件包括滑块、复位弹簧以及限位板，所述限位板相对于所述摇杆轴固定设置，所述限位板设有所述摇杆轴穿过的通孔，所述滑块和复位弹簧均套设于所述摇杆轴，所述复位弹簧位于所述滑块的下方，所述复位弹簧的上端与所述限位件连接，所述复位弹簧的下端与所述滑块连接；所述摇杆轴受外力摇动时，所述限位板向所述滑块施加挤压力，以使所述滑块向上运动并压缩所述复位弹簧，所述摇杆轴解除受到的外力时，所述摇杆轴在所述滑块和所述复位弹簧的作用下复位。

5.根据权利要求4所述的防误操作的双信号输出医用摇杆，其特征在于，所述滑块的底部为锥形面，所述限位板对应于所述锥形面的位置设有限位槽。

6.根据权利要求5所述的防误操作的双信号输出医用摇杆，其特征在于，所述限位板的顶部环形设置有多个导向凸起，所述导向凸起靠近所述限位槽的槽口边缘的一侧构成与所述锥形面配合的倾斜导向面。

7.根据权利要求4所述的防误操作的双信号输出医用摇杆，其特征在于，还包括保护壳，所述触压板和所述控制电路板均收容于所述保护壳内，所述限位板与所述保护壳连接。

8.根据权利要求7所述的防误操作的双信号输出医用摇杆，其特征在于，所述摇杆轴设有球形部，所述保护壳内设有球轴板，所述球轴板设有容纳所述球形部的球形腔，所述球轴板设有限位凸起，所述球形部开设有卡槽，所述限位凸起置于所述卡槽中。

9.根据权利要求7所述的防误操作的双信号输出医用摇杆，其特征在于，还包括与所述保护壳连接的导向板，所述导向板的中心设有与所述摇杆轴配合的导向槽。

10.防误操作的双信号输出医用摇杆的操作方法，其特征在于，包括：

操作者用手接触手柄壳直至控制电路板接收到手柄壳电容感应发生变化产生的电容感应信号；

当操作者控制手柄壳在第一方向运动时，且触压板运动至对触压开关形成接触并按压时，摇杆输出数字信号形式的第一运动控制指令；

当操作者控制手柄壳在第二方向运动时，且磁性元件跟随摇杆轴运动至磁传感器的感应范围之内时，摇杆输出模拟信号形式的第二运动控制指令。