CN203573167U - 扫描床位置控制系统 - Google Patents

Abstract

一种扫描床位置控制系统，包括：获取扫描床床板的位置信息并转化为电信号的位置反馈系统，所述位置反馈系统包括信号发射装置和信号接收装置，所述信号发射装置和信号接收装置之间无障碍物；与所述位置反馈系统电连接，获取所述位置反馈系统输出的电信号，并控制扫描床床板运动的控制装置。所述扫描床控制系统能够有效降低绝对位置反馈装置的复杂性。

Description

扫描床位置控制系统

技术领域

本实用新型涉及扫描床位置控制领域，尤其涉及一种扫描床位置控制系统。

背景技术

在临床影像诊断系统中，扫描床需要承载病人完成诸如水平、垂直等运动，通常都需要安装位置反馈装置来反馈扫描床的位置。位置反馈装置通常分为相对位置反馈装置和绝对位置反馈装置。

相对位置反馈装置主要反馈扫描床的位置增量信息，现有的相对位置反馈装置，例如光电增量编码器，它是利用带有方孔的转动圆盘，周期性遮挡固定位置的光电耦合器，从而形成一连串的数字信号，每一个周期的数字信号都代表固定的增量长度。相对位置反馈装置能够很好地完成位置跟踪，但自身无法保存病床位置信息。

绝对位置反馈装置主要反馈扫描床的具体位置信息。现有的绝对位置反馈装置，例如电位器，它是由固定阻值盘和带引线的指针构成，随着指针的转动，输出电阻会不断的变化，从而体现出绝对位置信息。相对位置信息反馈只需要通过计算相对位置反馈装置的周期性运动的次数即可实现，而绝对位置装置反馈的绝对位置信息的值每一时刻都可能是不同的，导致绝对位置反馈装置设计比较复杂，实现成本较高。

实用新型内容

本实用新型实施例解决的问题是绝对位置反馈系统设计比较复杂的问题。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种扫描床位置控制系统，包括：获取扫描床床板的位置信息并转化为电信号的位置反馈系统，所述位置反馈系统包括信号发射装置和信号接收装置，所述信号发射装置和信号接收装置之间无障碍物；与所述位置反馈系统电连接，获取所述位置反馈系统输出的电信号，并控制扫描床床板运动的控制装置。

可选的，所述位置反馈系统与扫描床床板或扫描床底座之间无障碍物。

可选的，所述位置反馈系统为红外线系统，包括：红外线发射器和红外线接收器。

可选的，所述红外线发射器为红外线发光二极管，所述红外线接收器为红外线信号光敏二极管。

可选的，所述位置反馈系统为超声波系统，包括：超声波发射器和超声波接收器。

可选的，所述位置反馈系统为激光系统，包括：激光发射器和激光接收器。

可选的，所述扫描床位置控制系统，还包括：与所述位置反馈系统机械耦合，驱动所述位置反馈系统执行水平方向和垂直方向切换的旋转装置。

可选的，所述旋转装置在所述控制装置的控制下，进行相应方向和角度的旋转。

可选的，所述信号发射装置和所述信号接收装置安装在扫描床床架的同一位置。

可选的，所述信号发射装置安装在扫描床水平床板上，所述信号接收装置安装在扫描床底座上。

可选的，所述扫描床位置控制系统，还包括：分别与所述位置反馈系统和所述控制装置电连接，将所述位置反馈系统输出的电信号进行信号处理的位置反馈信息采集装置。

可选的，所述位置反馈信息采集装置包括以下至少一种：对所述电信号进行线性化处理的线性化处理器和对所述电信号进行信号补偿的信号补偿器。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下优点：

信号接收装置通过接收发射装置的发射信号，计算发射信号与接收信号之间的时间差，得出扫描床床板当前位置信息，并由控制装置根据位置反馈系统反馈的扫描床床板的当前位置信息，对扫描床床板的运动进行控制。由于只需要对发射信号和接收信号的时间差进行计算，即可得到扫描床床板当前位置信息，大大简化位置反馈系统的设计难度。

进一步，通过利用价格较低的红外线收发系统或超声波收发系统，能够有效的降低位置信息反馈的实现成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中扫描床位置控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二中扫描床位置控制系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例三中扫描床位置控制系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例四中扫描床位置控制系统的结构示意图。

具体实施方式

现有的绝对位置反馈装置，例如电位器，它是由固定阻值盘和带引线的指针构成，随着指针的转动，输出电阻会不断的变化，从而体现出绝对位置信息。但是绝对位置装置反馈的绝对位置信息的值每一时刻都可能是不同的，导致绝对位置反馈装置设计比较复杂，实现成本较高。

为解决上述问题，本实用新型实施例采用信号接收装置接收发射装置的发射信号，计算发射信号与接收信号之间的时间差，结合信号的传播速度，即可得出扫描床床板当前位置信息，并由控制装置根据位置反馈系统反馈的扫描床床板的当前位置信息，对扫描床床板的运动进行控制，进而使扫描床床板运动至目的位置。由于信号的传播速度是已知的，只需要对发射信号和接收信号的时间差进行计算，即可得到扫描床床板当前位置信息，大大简化位置反馈系统的设计难度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

实施例一

本实施例提供了一种扫描床位置控制系统，参照图1，所述扫描床位置控制系统包括：位置反馈系统101，与所述位置反馈系统电连接的控制装置102，其中：

所述位置反馈系统101，获取扫描床的位置信息并转化为电信号，包括信号发射装置和信号接收装置；

所述控制装置102，获取所述位置反馈系统101输出的电信号，并控制扫描床床板的运动。

如图1所示，本实施例中的扫描床系统包括：扫描床底座1031，扫描床床架1032，以及水平设置在扫描床床架上且可沿水平方向运动的扫描床床板1033。

在具体实施中，位置反馈系统101获取扫描床床板1033的位置信息并转化为电信号，控制装置102获取位置反馈系统101输出的电信号，得到扫描床床板1033当前的位置信息，并根据当前的位置信息调整扫描床床板1033做水平运动或者升降运动，直到扫描床床板1033到达目的位置。

在具体实施中，信号发射装置和信号接收装置可以放置在同一位置，例如信号发射装置和信号接收装置放置在扫描床床架的同一位置，位置反馈系统与扫描床床板或扫描床底座之间无障碍物。

在具体实施中，也可以将信号发射装置和信号接收装置放置在两个不同的位置。例如，可以将信号发射装置安装在扫描床底座1031上，信号接收装置安装在扫描床床架上，二者之间无障碍物，此时能够完成扫描床床板1033升降位置信息的反馈。也可以将信号发射装置安装在扫描床底座上，信号接收装置安装在扫描床床板上，二者之间无障碍物，由于在同一时刻，扫描床床板1033只能在一个方向上运动，当扫描床床板做水平运动时，根据勾股定理即可计算出扫描床床板1033当前的水平位置信息，也能够完成扫描床床板1033水平位置信息的反馈。上述两种情况均需要满足位置反馈系统与扫描床床板或扫描床底座之间无障碍物。

可以理解的是，信号发射装置和信号接收装置的位置可以相互对调，并不局限于安装在扫描床的某一个位置，只要信号发射装置和信号接收装置满足二者之间无障碍物，且位置反馈系统与扫描床床板或扫描床底座之间无障碍物即可。

在具体实施中，所述位置反馈系统101可以是两个。例如，所述位置反馈系统101可以包括：水平位置反馈系统101a和升降位置反馈系统101b。水平位置反馈系统101a获取扫描床的水平位置信息并转化为电信号，升降位置反馈系统101b获取扫描床的垂直位置信息并转化为电信号。

由于扫描床床板1033在同一时刻只能进行单一方向的运动，例如在t1时刻，扫描床床板1033做升降运动，则此时水平位置反馈系统101a处于待机状态，升降位置反馈系统101b处于工作状态。而在t2时刻，扫描床床板1033做水平运动，则此时水平位置反馈系统101a处于工作状态，升降位置反馈系统101b处于待机状态。

实施例二

本实施例提供了一种扫描床位置控制系统，参照图2，所述扫描床控制系统包括：红外线水平位置反馈系统201，红外线升降位置反馈系统202，与所述红外线水平位置反馈系统201和所述红外线升降位置反馈系统202电连接的控制装置203，其中：

红外线水平位置反馈系统201，获取扫描床床板的水平位置信息并转化为电信号，包括：红外线发射器和红外线接收器，其中，红外线发射器可以采用红外线发光二极管2011，红外线接收器可以采用红外线光敏二极管2012。

红外线升降位置反馈系统202，获取扫描床床板的升降位置信息并转化为电信号，包括：红外线发射器和红外线接收器，其中，红外线发射器可以采用红外线发光二极管2021，红外线接收器可以采用红外线光敏二极管2022。

控制装置203，分别与所述红外线水平位置反馈系统201和所述红外线升降位置反馈系统电连接，分别获取所述红外线水平位置反馈系统201输出的电信号和所述红外线升降位置反馈系统202输出的电信号，并控制扫描床床板的运动。

本实施例中，所述红外线水平位置反馈系统201中的红外线发光二极管2011与红外线光敏二极管2012可以固定在扫描床床架2042的同一位置；所述红外线升降位置反馈系统202中的红外线发光二极管2021和红外线光敏二极管2022可以固定在扫描床底座2041或扫描床床架2042的同一位置。

本实施例中，例如在t1时刻，控制装置203根据用户的操作指令，向红外线水平位置反馈系统201发出工作指令，并向红外线升降位置反馈系统202发出待机指令，扫描床床板2043沿a方向做水平运动。图2中，实线的扫描床床板2043可以表示为扫描床床板2043当前时刻的位置，虚线的扫描床床板2043可以表示为扫描床床板2043的目的位置。从图2中可以看出，在整个运动过程中，一方面，扫描床床板2043和扫描床床架2042可以在垂直方向上做升降运动；另一方面，扫描床床板2043可以在水平方向上做水平运动。

红外线水平位置反馈系统201开始工作，红外线发光二极管2011发出红外线信号，遇到扫描床床板2043发生反射，红外线光敏二极管2012接收反射回来的红外线信号并转化为电信号，计算红外线发光二极管2011发射红外线信号和红外线光敏二极管2012接收红外线信号之间的时间差，根据红外线信号的传播速度，可以得到扫描床床板的水平位置信息，并向控制装置203反馈扫描床床板2043在当前时刻的水平位置信息，控制装置203根据红外线水平位置反馈系统201反馈的位置信息，调整扫描床床板2043的水平运动，直到扫描床床板2043到达目的水平位置。

在t2时刻，控制装置203控制扫描床床板2043沿b方向做升降运动，实线的扫描床床板2043代表扫描床床板2043当前时刻的垂直位置，虚线的扫描床床板2043代表扫描床床板2043的目的垂直位置。

控制装置203向红外线水平位置反馈系统201发出待机命令，并向红外线升降位置反馈系统202发出工作指令，红外线升降位置反馈系统202开始工作，红外线发光二极管2021发出红外线信号，遇到扫描床床架2042发生反射，红外线光敏二极管2022接收反射回来的红外线信号并转化为电信号，计算红外线发光二极管2021发射红外线信号和红外线光敏二极管2022接收红外线信号之间的时间差，根据红外线信号的传播速度，可以得到扫描床床板的水平位置信息，并向控制装置203反馈扫描床床板2043在当前时刻的垂直位置信息，控制装置203根据红外线位置反馈系统202的反馈的位置信息，调整扫描床床板2043的水平运动，直到扫描床床板2043到达目的垂直位置。

本实施例中，所述红外线水平位置反馈系统201中的红外线发光二极管2011与红外线光敏二极管2012还可以固定在不同的位置，所述红外线升降位置反馈系统202中的红外线发光二极管2021和红外线光敏二极管2022还可以固定在不同的位置。

例如，红外线升降位置系统202中，红外线发光二极管2021可以固定在扫描床底座2041上，红外线光敏二极管2022可以固定在扫描床床架2042上，红外线发光二极管2021发射信号，红外线光敏二极管2022对发射信号直接进行接收并转化为电信号，计算红外线发光二极管2021发射红外线信号和红外线光敏二极管2022接收红外线信号之间的时间差，根据红外线信号的传播速度，可以得到扫描床床板的水平位置信息，从而可以实现扫描床系统升降位置信息的反馈。

同样的，也可以将红外线水平位置系统201中的红外线发光二极管2011与红外线光敏二极管2012固定在不同的位置，只需要满足二者之间无障碍物，且红外线位置反馈系统与扫描床床板或扫描床底座之间无障碍物。

在具体实施中，红外线位置反馈系统可以由超声波位置反馈系统替代，超声波位置反馈系统包括超声波发射器和超声波接收器，超声波发射器发射超声波信号，遇到扫描床床板或者扫描床底座发生反射，超声波接收器接收反射回来的超声波信号，向控制装置反馈扫描床床板在当前时刻的位置信息。与红外线位置反馈系统相同，在本实施例中，也可以采用两个超声波位置反馈系统，其中一个用于获取扫描床床板水平位置信息，另一个用于获取扫描床床板升降位置信息。

与红外线位置反馈系统相同，超声波位置反馈系统中的超声波发射器和超声波接收器可以固定在扫描床架的同一位置，也可以固定在不同的位置，超声波发射器和超声波接收器之间无障碍物，且超声波位置反馈系统与扫描床床板或扫描床底座之间无障碍物。

在具体实施中，红外线位置反馈系统也可以由激光位置反馈系统替代，激光位置反馈系统包括激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器可以固定在不同的位置。激光发射器发射激光信号，激光接收器对发射的激光信号进行接收，并将接收到的信号转化为带有位置信息的电信号，反馈给控制装置。

激光位置反馈系统的激光发射器和激光接收器可以安装在不同的位置，例如激光发射器可以安装在扫描床床架上，激光接收器可以安装在扫描床床板上，激光发射器和激光接收器之间无障碍物，且激光位置反馈系统与扫描床床板或扫描床底座之间无障碍物。

实施例三

本实施例提供了一种扫描床位置控制系统，参照图3，所述扫描床位置控制系统与实施例二的不同之处在于，在实施例二基础上，加入位置反馈信息采集装置305，即本实施例中的扫描床位置控制系统包括：红外线水平位置反馈系统301，红外线升降位置反馈系统302，控制装置303，位置反馈信息采集装置304，其中：

位置反馈信息采集装置304，分别与红外线水平位置反馈系统301、红外线升降位置反馈系统302和控制装置303电连接，接收红外线水平位置反馈系统301和红外线升降位置反馈系统302获取的位置信息转化成的电信号，并对接收到的所述电信号进行信号处理。

在具体实施中，位置反馈信息采集装置304可以包括对所述电信号进行线性化处理的线性化处理器3041，也可以包括对所述电信号进行信号补偿的信号补偿器3042。也可以先由线性化处理器3041对所述电信号进行线性化处理，然后再利用信号补偿器3042对信号进行补偿，或者先利用信号补偿器3042对信号进行补偿，再利用线性化处理器对所述电信号进行线性化处理。其中，线性化处理是根据信号源的特性做相应的处理，例如所述电信号输出特征为对数特征，则采用对数放大器对所述电信号进行线性化校正，信号补偿主要是对信号进行偏移或者对信号进行增益校正等。

本实施例中，如果在t1时刻，控制装置303根据用户的操作指令，向红外线水平位置反馈系统301发出工作指令，扫描床床板3053沿a方向做书评运动，图3中，实线的扫描床床板3053可以表示为扫描床床板3053当前时刻的位置，虚线的扫描床床板3053可以表示为扫描床床板3053的目的位置。从图3中可以看出，在整个运动过程中，一方面，扫描床床板3053和扫描床床架3052可以在垂直方向上做升降运动；另一方面，扫描床床板3053可以在水平方向上做水平运动。

红外线水平位置反馈系统301开始工作，红外线发光二极管3011发出红外线信号，遇到扫描床床板3053发生反射，红外线光敏二极管3012接收反射回来的红外线信号并转化为电信号，此时，电信号并不是直接向控制装置303反馈，而是传输给位置反馈信息采集装置304进行信号处理。将经过处理之后的电信号再传输给控制装置303，控制装置303根据红外线水平位置反馈系统301反馈的水平位置信息，得到扫描床床板3053当前时刻的水平位置信息，控制装置303根据红外线水平位置反馈系统301反馈的位置信息，调整扫描床床板3053的水平运动，直到扫描床床板3053达到目的水平位置。

在t2时刻，扫描床床板3053到达目的水平位置，但未到达目的垂直位置，则控制装置303控制扫描床床板3053沿b方向做升降运动，实线的扫描床床板3053代表扫描床床板3053当前时刻的垂直位置，虚线的扫描床床板3053代表扫描床床板3053的目的垂直位置。

控制装置303向红外线水平位置反馈系统301发出待机命令，并向红外线升降位置反馈系统302发出工作指令，红外线升降位置反馈系统302开始工作，红外线发光二极管3021发出红外线信号，遇到扫描床底座3051发生反射，红外线光敏二极管3022接收反射回来的红外线信号并转化为电信号，将所述电信号输送给位置反馈信息采集装置304进行信号处理，将经过信号处理之后的电信号再传输给控制装置303，控制装置303根据位置反馈系统302的反馈信息，得到扫描床床板3053当前时刻的垂直位置信息，并与扫描床床板3053的目的垂直位置对比，若扫描床床板3053未达到目的垂直位置，则控制装置303控制扫描床床板3053继续做升降运动，直至扫描床床板3053达到目的垂直位置。

可以理解的是，与实施例二相同，本实施例中，红外线位置反馈系统也可以被超声波位置反馈系统或激光位置反馈系统代替，同时，红外线位置反馈系统的信号发射装置和信号接收装置可以固定在同一位置，也可以固定在不同的位置。

实施例四

参照图4，本实施例中的扫描床控制系统包括：位置反馈系统401，控制装置402，旋转装置404。

旋转装置404，与位置反馈系统401机械耦合，并与控制装置402电连接，由控制装置402控制旋转装置404的运动方向，驱动位置反馈系统401执行水平方向和垂直方向切换。

在具体实施中，位置反馈系统401的信号发射装置4011和信号接收装置4012安放在扫描床床架的同一位置，满足位置反馈系统401与扫描床床板4053和扫描床底座4051之间无障碍物。

在具体实施中，位置反馈系统401固定在旋转装置404转轴上，控制装置402根据扫描床床板4053的运动方向，向旋转装置404发出控制信号，旋转装置404根据控制信号，控制位置反馈系统401旋转，使位置反馈系统401的发射信号方向和接收信号方向与扫描床床板4053平行或者垂直，完成扫描床水平位置信息反馈或扫描床垂直位置信息反馈。

在具体实施中，扫描床控制系统还可以包括位置反馈信息采集装置403。位置反馈信息采集装置403分别与位置反馈系统401和控制装置402电连接，用于接收位置反馈系统401获取的位置信息转化成的电信号，并对接收到的电信号进行信号处理。

在具体实施中，例如在t1时刻，控制装置402向扫描床发出控制信号，控制扫描床床板4053做水平运动，此时发射信号装置4011的发射信号方向与接收信号装置4012的接收信号方向与扫描床床板4053的水平方向平行，此时位置反馈系统401处于水平位置信息反馈工作状态。信号发射装置4011向扫描床床板4053发射信号，发射信号遇到扫描床床板4053发生反射，信号接收装置4012接收反射信号，将反射信号转化为电信号，并将电信号传输给位置反馈信息采集装置403；位置反馈信息采集装置403对接收到的电信号进行信号处理，将经过信号处理之后的电信号再传输给控制装置404，控制装置404根据接收到的经过信号处理之后的电信号，得到扫描床床板4053当前时刻的水平位置信息，并与扫描床床板4053的目的水平位置进行对比，若扫描床床板4053未到达目的水平位置，则控制装置402控制扫描床床板4053继续做水平运动，直至扫描床床板4053达到目的水平位置。

在t2时刻，扫描床床板4053到达目的水平位置，但未到达目的垂直位置，则控制装置402控制扫描床床板4053做升降运动，此时控制装置402向旋转装置404发出旋转命令，旋转装置404进行旋转，调整位置反馈系统401的发射信号装置4011的发射信号方向与接收信号装置4012的接收信号方向与扫描床4053的水平方向垂直，此时位置反馈系统401处于垂直位置信息反馈工作状态。信号发射装置4011在向扫描床底座4051发射信号，发射信号遇到扫描床底座4051发生反射，信号接收装置4012接收反射信号，将反射信号转化为电信号，并将电信号传输给位置反馈信息采集装置403；位置反馈信息采集装置403对接收到的电信号进行信号处理，将经过信号处理之后的电信号再传输给控制装置404，控制装置404根据接收到的经过信号处理之后的电信号，得到扫描床床板4053当前时刻的垂直位置信息，并与扫描床床板4053的目的垂直位置进行对比，若扫描床床板4053未达到目的垂直位置，则控制装置402控制扫描床床板4053继续做升降运动，直至扫描床床板4053达到目的垂直位置。

在具体实施中，位置反馈系统401可以是红外线位置反馈系统，也可以是超声波位置反馈系统或者激光位置反馈系统。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种扫描床位置控制系统，其特征在于，包括：

获取扫描床床板的位置信息并转化为电信号的位置反馈系统，所述位置反馈系统包括信号发射装置和信号接收装置，所述信号发射装置和信号接收装置之间无障碍物；

与所述位置反馈系统电连接，获取所述位置反馈系统输出的电信号，并控制扫描床床板运动的控制装置。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位置反馈系统与扫描床床板或扫描床底座之间无障碍物。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述位置反馈系统为红外线系统，包括：红外线发射器和红外线接收器。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述红外线发射器为红外线发光二极管，所述红外线接收器为红外线信号光敏二极管。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述位置反馈系统为超声波系统，包括：超声波发射器和超声波接收器。

6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述位置反馈系统为激光系统，包括：激光发射器和激光接收器。

7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：与所述位置反馈系统机械耦合，驱动所述位置反馈系统执行水平方向和垂直方向切换的旋转装置。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述旋转装置在所述控制装置的控制下，进行相应方向和角度的旋转。

9.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信号发射装置和所述信号接收装置安装在扫描床床架的同一位置。

10.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信号发射装置安装在扫描床水平床板上，所述信号接收装置安装在扫描床底座上。

11.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：分别与所述位置反馈系统和所述控制装置电连接，将所述位置反馈系统输出的电信号进行信号处理的位置反馈信息采集装置。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述位置反馈信息采集装置包括以下至少一种：对所述电信号进行线性化处理的线性化处理器和对所述电信号进行信号补偿的信号补偿器。

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