CN201197716Y - 一种镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，包括升降电机和旋转电机，还包括高度编码器、角度编码器、控制模块、升降电机驱动模块和旋转电机驱动模块，所述高度编码器和所述角度编码器分别与所述控制模块相连，所述控制模块与所述升降电机驱动模块和所述旋转电机驱动模块相连，所述升降电机驱动模块与所述升降电机相连，所述旋转电机驱动模块与所述旋转电机相连，所述高度编码器通过齿轮与所述升降电机相连，所述角度编码器通过齿轮与所述旋转电机相连。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置。
背景技术
镰刀型数字化放射摄影系统由以下部分组成：球管、镰刀型机架、高压发生器、影像工作采集站、摄影床、DR(Digital Radiography，数字化放射摄影)探测器、控制箱。镰刀型机架由于其臂外形像镰刀而得其名。球管和DR探测器分别安装在镰刀型机架镰刀臂的两端。球管和DR探测器之间的距离可根据摄影人体部位从1米至1。8米调整。镰刀臂在机架上可根据病人所摄影部位的需要上下40cm~200cm垂直运动。同时也可作-30°～120°的旋转运动。以满足立位和卧位等需求。高压发生器主要为球管提供设定参数的高压。这些参数主要包括千伏、毫安、时间、使球管产生所需剂量的X射线，DR探测器则是把X射线转化为电信号，影像工作站把DR探测器采集图像信号重建成一幅图像。
进行摄影时，镰刀臂处于垂直位置。病人躺在摄影床上，放射医生打开球管前的束光器指示灯开关，并调整束光器光阑大小，并且移动摄影床床面，使指示灯十字中心线指向要摄影部位的中心区，然后按下高压发生器的曝光按钮让球管产生X射线。X射线穿过病人摄影部位后由DR探测器把记载病人信息的X射线转化成电信号，由影像工作站把电信号重建成一幅病人部位的图像供医生诊断或传到PACS(PictureArchiving and Communications System，医学影像存档与通信)系统上。
临床操作过程中，医生总希望镰刀臂在-30°～120°旋转的同时，上下移动也要保持最大的行程，以满足对更多部位摄影的需要，可是镰刀臂下降太多，DR探测器就容易碰撞地面而损坏。镰刀型数字化放射摄影系统中，DR探测器为最贵重的部件，若发生碰撞损坏，就会造成重大损失。现有技术的镰刀型数字化放射摄影系统亟待改进。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，克服现有技术的镰刀型数字化放射摄影系统当镰刀臂下降太多时，DR探测器容易碰撞地面而损坏的缺陷。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，包括升降电机和旋转电机，所述升降电机安装于所述镰刀型数字化放射摄影系统的立柱上，所述旋转电机安装于所述镰刀型数字化放射摄影系统的镰刀臂旋转轴前端，还包括高度编码器、角度编码器、控制模块、升降电机驱动模块和旋转电机驱动模块，
所述高度编码器和所述角度编码器分别与所述控制模块相连，所述控制模块与所述升降电机驱动模块和所述旋转电机驱动模块相连，所述升降电机驱动模块与所述升降电机相连，所述旋转电机驱动模块与所述旋转电机相连，所述高度编码器通过齿轮与所述升降电机相连，所述角度编码器通过齿轮与所述旋转电机相连，
当所述升降电机转动时，所述高度编码器向所述控制模块发送相应数量的第一脉冲信号，当所述旋转电机转动时，所述角度编码器向所述控制模块发送相应数量的第二脉冲信号，所述控制模块用于根据收到的第一脉冲信号向所述升降电机驱动模块输出相应的控制信号或根据收到的第二脉冲信号向所述旋转电机驱动模块输出相应的控制信号，所述升降电机驱动模块用于根据所述控制模块输出的控制信号控制所述升降电机的转动，所述旋转电机驱动模块用于根据所述控制模块输出的控制信号控制所述旋转电机的转动。
所述的镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，其中所述控制模块包括相连的触摸屏控制器和可编程逻辑控制器PLC。
所述的镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，其中所述升降电机驱动模块设为变频器。
所述的镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，其中所述旋转电机驱动模块设为变频器。
所述的镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，其中所述高度编码器设为TRD-2T2048V。
所述的镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，其中所述高度编码器设为TRD-2T1024V。
本实用新型的有益效果为：本实用新型镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，根据高度编码器和角度编码器的配合工作，保证了镰刀臂旋转任意角度时都具有最大的升降行程，而且操作简单，缩短了DR探测器的定位时间，提高了诊断效率，由于DR探测器不会碰撞地面，也减轻了医生的紧张工作状态。
附图说明
本实用新型包括如下附图：
图1为本实用新型镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置模块示意图；
图2为本实用新型控制模块示意图；
图3为本实用新型镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置电路框图；
图4为本实用新型镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置高度编码器和角度编码器安装位置示意图；
图5为本实用新型镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置可编程逻辑控制器PLC主程序流程图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：
如图4所示，在镰刀型数字化放射摄影系统的机架上安装以下组件：立柱1、镰刀臂2、DR探测器3、束光器4、X球管5、角度编码器6和高度编码器7。
如图1、图2和图3所示，本实用新型镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，包括升降电机和旋转电机，升降电机安装于镰刀型数字化放射摄影系统的立柱1上，旋转电机安装于镰刀型数字化放射摄影系统的镰刀臂2旋转轴前端，还包括高度编码器7、角度编码器6、控制模块、升降电机驱动模块和旋转电机驱动模块，高度编码器7和所述角度编码器6分别与控制模块相连，控制模块与升降电机驱动模块和旋转电机驱动模块相连，升降电机驱动模块与升降电机相连，旋转电机驱动模块与旋转电机相连，高度编码器通过齿轮与升降电机相连，角度编码器通过齿轮与旋转电机相连，当升降电机转动时，高度编码器6向控制模块发送相应数量的第一脉冲信号，当旋转电机转动时，角度编码器向控制模块发送相应数量的第二脉冲信号，控制模块用于根据收到的第一脉冲信号向升降电机驱动模块输出相应的控制信号或根据收到的第二脉冲信号向旋转电机驱动模块输出相应的控制信号，升降电机驱动模块用于根据控制模块输出的控制信号控制升降电机的转动，旋转电机驱动模块用于根据控制模块输出的控制信号控制旋转电机的转动。其中所述控制模块包括相连的触摸屏控制器和可编程逻辑控制器PLC。
在具体实施方面，触摸屏控制器为人机电公司的MT506S，通过RS422接口与可编程控制器PLC相连。可编程控制器PLC为三菱公司的FX2N-48MK。其输入端口与传感器的输出部分相连，接受角度编码器和高度编码器的输出信号。角度编码器6为KOYO公司TRD-2T2048V，高度编码器7为KOYO公司TRD-2T1024V。
角度编码器6安装在镰刀臂的旋转轴旁边，通过齿轮和旋转电机相连，其对应关系为：角度编码器6可旋转10圈，镰刀臂2旋转的角度为-30°～120°，即旋转的角度范围150°，角度编码器6每转一圈对应镰刀臂2旋转角度为15°，角度编码器6每转一圈发送2048个脉冲，设-30°位置对应角度编码器60脉冲，当旋转到0°位置时，角度编码器6必旋转2圈，输出2X2048＝4096个脉冲，将4096个脉冲送可编程逻辑控制器PLC，即当可编程逻辑控制器PLC检测到4096个脉冲时，镰刀臂2必在0°位置，因此通过检测角度编码器6脉冲数，即可换算成相应的角度。
高度编码器7安装在立柱1上端的升降电机旁边，通过齿轮和升降电机相连，其对应关系为：高度编码器7旋转10圈，镰刀臂2升降40～200cm，即升降范围160cm，高度编码器7每转一圈对应镰刀臂2升降为16cm，高度编码器7每转一圈发送1024个脉冲，设40cm位置对应高度编码器7的0脉冲，当升到40+16x2＝72cm位置时，高度编码器7必旋转2圈，输出2X1024＝2048个脉冲，将2048个脉冲送可编程逻辑控制器PLC，即当可编程逻辑控制器PLC检测到2048个脉冲时，镰刀臂2必在72cm位置。因此通过检测高度编码器6的脉冲数，即可换算成镰刀臂2相应的高度。
变频器为日立SY200-007，升降电机为BN80BF，减速机为W110V80；旋转电机为BN70BF，减速机为W63UP71。
软件由主程序MAIN，旋转子程序XUAN，升降子程序SHEN及子程序3组成，主程序流程图如图5所示，软件用PLC语言编写，由PC机写到PLC编程控制器。
流程图字符串定义如下：
角度编码器脉冲数记录值ANGLE
高度编码器脉冲数记录值HIGH
镰刀臂下降键HIGH-DO
镰刀臂上升键HIGH-UP
镰刀臂顺时针按钮ARM-CW
镰刀臂逆时针按钮ARM-CCW
角度在±30°和0°之间对应设定高度值为HE1
角度为0°时对应设定高度值为HE2
角度在30°和90°之间对应高度设定值为HE3
角度为90°对应设定高度值为HE4
角度为90°和120°之间设定高度值为HE1
镰刀臂旋转高度设定值为HIGH-DOWN1
PLC输出升降电机上升信号HE-UC
PLC输出升降电机下降信号HE-DC
PLC输出旋转电机正转信号ARM-CWC
PLC输出旋转电机反转信号ARM-CCWC
PLC寄存器AC存放高度设定值HE1-HE4
主程序MIAN功能是：初始化系统和对升降，旋转按钮进行检测；
旋转子程序XUAN的功能是：对高度和角度信息进行运算处理，输出控制信号；
升降子程序SHEN的功能是：对高度和角度信息进行运算处理；
子程序3的功能是：判断高度是否降到极限，输出下降控制信号；
开机初始化后，PLC读入角度编码器和高度编码器的脉冲数记录值，并显示在触摸屏控制器上，当在触摸屏控制器上按升降按钮时，程序进入升降处理子程序，读角度编码器及高度编码器的脉冲数记录值，判断角度是否在-30°和0°之间，若是，则判断高度编码器值是否小于设定高度值HE1，若是，则表明在此角度范围内，镰刀臂不会碰撞地面，PLC输出镰刀臂下降信号HE-DC，该信号通过变频器驱动升降电机运转，镰刀臂下降，并判断下降按键是否继续有效，若是，跳至子程序入口处，继续运行该子程序，若无效，则返回主程序。若不在-30°和0°之间，判断角度是否为0°，若是，则判断高度编码器脉冲数记录值是否小于设定高度值HE2，若高度编码器脉冲数记录值大于设定高度值HE2，表明镰刀臂有碰撞地面的危险，不输出HE-DC信号，镰刀臂停止下降。若角度不为0°，则判断是否在0°和30°之间，若是，则判断高度编码器值是否小于设定高度值HE1，同理，判断是否在30°和90°之间，同样判断高度编码器值是否小于设定高度值HE3，否则判断是否为90°，同样判断高度编码器值是否小于设定高度值HE4，若不为90°，必在90°和120°之间。这样保证在-30°到120°之间，镰刀臂下降时，既不会碰撞地面，又有最大的行程。
当在触摸屏控制器上按旋转按钮时，程序进入旋转处理子程序，其程序流程跟升降处理子程序相同。
本领域技术人员不脱离本实用新型的实质和精神，可以有多种变形方案实现本实用新型，以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。
Claims (6)
1.一种镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，包括升降电机和旋转电机，所述升降电机安装于所述镰刀型数字化放射摄影系统的立柱上，所述旋转电机安装于所述镰刀型数字化放射摄影系统的镰刀臂旋转轴前端，其特征在于：
还包括高度编码器、角度编码器、控制模块、升降电机驱动模块和旋转电机驱动模块，
所述高度编码器和所述角度编码器分别与所述控制模块相连，所述控制模块与所述升降电机驱动模块和所述旋转电机驱动模块相连，所述升降电机驱动模块与所述升降电机相连，所述旋转电机驱动模块与所述旋转电机相连，所述高度编码器通过齿轮与所述升降电机相连，所述角度编码器通过齿轮与所述旋转电机相连。
2.根据权利要求1所述的镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，其特征在于：所述控制模块包括相连的触摸屏控制器和可编程逻辑控制器PLC。
3.根据权利要求2所述的镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，其特征在于：所述升降电机驱动模块设为变频器。
4.根据权利要求3所述的镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，其特征在于：所述旋转电机驱动模块设为变频器。
5.根据权利要求4所述的镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，其特征在于：所述高度编码器设为TRD-2T2048V。
6.根据权利要求5所述的镰刀型数字化放射摄影系统防碰撞装置，其特征在于：所述高度编码器设为TRD-2T1024V。
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| CN107530038A (zh) * | 2015-04-01 | 2018-01-02 | 爱克发医疗保健公司 | X射线系统和用于操作x射线系统的方法 |
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