CN219896264U - 用于调节检查台的系统,检查台和医学设备 - Google Patents

用于调节检查台的系统,检查台和医学设备 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种用于调节检查台的系统,所述系统包括:‑设置在检查台处的和可由操作人员抓握的操作元件,其中操作元件包括传感器单元,所述传感器单元构成为在至少两个自由度中同时检测用于使检查台运动的操作力;‑至少两个马达,分别用于在至少两个自由度中的一个自由度中调节检查台;以及‑控制单元,所述控制单元构成用于根据传感器单元的测量数据来操控至少两个马达。此外,本实用新型涉及一种检查台和一种医学设备。

Description

用于调节检查台的系统,检查台和医学设备
技术领域
本实用新型涉及一种用于在多个不同的自由度中调节检查台的系统。
本实用新型还涉及一种对应的检查台以及一种医学设备。
背景技术
检查台在医学领域中尤其用于医学成像和/或检查和/或治疗过程、例如外科手术。因此,检查台例如可以与成像装置或另一医学设备相关联,例如与计算机断层扫描装置相关联。
检查台在此可以具有多个、尤其三个运动轴线或运动自由度。例如,可以在高度上调节检查台(第一自由度)。用于容纳用于定位患者的检查床的台面结构能够以至少沿着其纵向轴线可调节的方式构成(第二自由度)。检查床本身可以沿着其纵向轴线相对于台面结构调节(第三自由度)。对于每个运动轴线可以分别设有用于沿着运动轴线自动调节的至少一个马达。
尤其在操纵典型地设置在医学设备的台架或中央单元处的操作界面的操作元件时,检查床从而放置在其上的患者可以自动移动。因此,处于检查床上的患者的期望的检查区域尤其可以设置在成像装置的等中心中。
三个运动轴线可以典型地由在医学环境、例如医院或医生诊所中的人员经由在医学设备的台架处的操作界面的操作元件运动,使得在运动控制期间,操作人员必须避开检查台和患者。
此外,在已知的系统中,在系统侧保存有例如恰好两个用于自动的或马达支持的检查台运动的移动速度,使得例如典型地2m长的检查床相对于台面结构的调节在整个调节路段上可能持续非常长的时间。
在不同的情形下期望的是,也可以手动地引起检查台的运动。但是,在通过患者加载检查床时,通过由操作者施加的手动操作力引起的纯手动运动可能变难甚至不可行。尤其在检查和/或治疗过程、尤其介入时,需要检查床的平稳的、手动的和直接的可运动性。
德国实用新型DE 20 2018 005 507描述一种患者支承装置,其中检查床可以由控制装置借助于可操控的马达沿着其纵向轴线移动。为了所述目的,检查床包括具有测量操作力和操作方向的力传感器的操作元件,其中控制装置根据力测量值操控马达。患者支承装置在另一自由度中的马达驱动的运动在此如开始描述的那样经由在台架处的操作元件以事先限定的速度以及在检查床的马达调节之前或之后进行。
实用新型内容
与此相对,本实用新型的目的是,提供一种可以实现更灵活的、更好地匹配于用户偏好或情况预设的检查台运动的机构。本实用新型的目的尤其是,可以在多个自由度中同时实现检查台的调节运动。
根据本实用新型,所述目的通过根据本实用新型的用于调节检查台的系统、对应的检查台和医学设备来实现。优选的和/或替选的、有利的设计变型方案是以下描述的主题。
在下文中,所述目的的根据本实用新型的解决方案参照所要求保护的设备来描述。在此提及的特征、优点或替选的实施方式同样也可转用于其他所要求保护的主题,并且反之亦然。换言之,实体实施例也可以借助结合另外的设备之一描述的或要求保护的特征来改进。在此,对应的方法的功能特征通过对应的实体模块或单元构成。
在第一方面中,本实用新型涉及一种用于调节检查台的系统。所述系统包括设置在检查台处的和可由操作人员抓握的操作元件,其中操作元件包括传感器单元,所述传感器单元构成用于在至少两个自由度中同时检测用于使检查台运动的操作力。所述系统也包括分别用于在至少两个自由度中的一个自由度中调节检查台的至少两个马达。所述系统还包括控制单元,所述控制单元构成用于根据传感器单元的测量数据操控至少两个马达。
在一个优选的实现方案中,根据本实用新型的检查台如开始描述的那样构成。所述检查台可以具有竖直单元、水平单元和设置在所述水平单元上的检查床。竖直单元构成用于在竖直方向上、即高度上调节水平单元连同检查床。水平单元构成用于沿着或相对于竖直单元、尤其在纵向方向上来调节。检查床构成用于沿着或相对于水平单元来调节、又优选地在纵向方向上来调节。因此,在三个不同的自由度或三个不同的运动轴线中实现检查台或其各个部件的所述三个运动。
此外,可以设有检查台的附加的自由度或运动轴线。例如,检查床或水平单元可以构成用于在横向方向上调节或围绕竖直轴线旋转或倾斜。
根据本实用新型,借助于至少一个马达引起沿着每个自由度的运动。对应地,所述系统对于每个自由度包括至少一个马达,在实施方案中每个自由度多于一个马达。在此,马达优选地以已知的方式构成为电动马达或伺服马达。
操作元件设置在检查台处。在实施方案中,操作元件对于操作人员容易触及地和可良好到达地构成。在优选的实施方案中,操作元件设置在检查床或水平单元处、例如沿着检查床或水平单元的纵向侧居中地设置。如此,操作人员在操作期间非常靠近患者。替选地,操作元件可以设置在检查台的端侧或足侧处。优选地,操作元件至少部分地向上指向,以便改进对于操作人员的可触及性。
在实现方案中,操作元件构成为控制杆或柄状的操作元件,所述操作元件可以由操作人员手动地接触、抓住或包围。
操作元件包括传感器单元,所述传感器单元构成用于检测通过操作人员引入的操作力。传感器单元尤其构成用于,在多个自由度中同时检测用于使检查台运动的操作力。换言之,传感器单元可以同时检测用于在第一运动方向上运动的操作力和用于在至少一个第二运动方向上运动的操作力。
操作元件例如可以相对于其在检查台处的连接点向左、向右、向前、向后、向上或向下等可倾斜地或可调节地构成。在此,两个相反的运动分别一起对应于检查台的自由度中的一个自由度。例如,操作元件向左或向右的偏转对应于检查床的期望的纵向运动,操作元件向前或向后的偏转对应于水平模块的期望的纵向运动,等等。可以借助于根据本实用新型的操作元件并行地检测对应于在不同的自由度中的多个期望的调节运动的两个(或一般多个)用户预设。在此,操作元件在运动方向上的偏转在此可以与期望的力数值相关联。偏转的方向可以与力方向从而期望的运动方向相关联。
这可以实现同时或并行地检测用于多于仅一个运动方向的用户预设,也可以实现根据特定的用户预设在多于仅一个运动方向上同时调节检查台。
传感器单元尤其构成用于,根据操作方向将操作力分配给可行的运动方向中的一个运动方向。
在实施方案中,传感器单元包括至少一个构成用于检测用于检查台的所有自由度的操作力或操作方向的力传感器。在所述实施方案中,力传感器构成为多维力传感器,其中如上文中描述的,一个或多个操作方向可以代表检查台的自由度。
在替选的、优选的实施方案中,传感器单元包括多个方向敏感的力传感器,其中每个力传感器构成用于检测用于自由度中的一个自由度的操作力/操作方向。在此,经由每个测量的力传感器自身限定自由度,对于所述自由度,应进行对应于操作力的运动。
可用作为力传感器的合适的力接收器是充分已知的。例如,力传感器可以构成为力触摸传感器和/或压力传感器和/或压电传感器。力触摸传感器已经被提出用于其他类型的操作装置,并且不仅提供关于触摸(和必要时其位置)的信息,而且此外还提供关于触摸力、在此操作力的信息。力触摸传感器例如可以薄膜状地可用从而尤其围绕操作元件的可触摸的表面放置。附加地或替选地,除了力触摸传感器之外,当然也可以使用其他类型的力传感器、尤其压力传感器和/或压电传感器。
传感器单元或操作元件还构成用于,将传感器测量数据例如经由对应的数据接口提供给系统的控制单元以用于进一步处理。
控制单元构成用于,根据传感器单元的测量数据操控至少两个马达。换言之,控制单元构成用于,基于传感器单元的测量数据或在评估所述传感器单元的测量数据的情况下或利用所述传感器单元的测量数据产生用于马达的控制信号并且将其传送给马达。为此,控制单元尤其构成用于,将传感器单元的测量数据近似即时地、即实时地或近似实时地、即在没有明显的时间延迟的情况下转换成控制信号并且传送给马达。如此,用户预设经由操作元件直接或立即转换成检查台的调节运动。
控制设备还有利地设立用于,对应于可以在传感器单元的测量数据中编码的不同的运动方向来辨识和操控对应于运动方向的马达。因此,控制设备可以构成用于,对应于所求取的操作方向信息选择待操控的马达。
控制设备通常设立用于执行数据处理过程以及产生电信号、尤其用于马达的控制信号。为此,控制设备可以具有至少一个计算单元。计算单元可以部分地以硬件和/或软件的形式构成。计算单元例如可以包括处理器、例如呈CPU等形式的处理器。计算单元优选地构成为中央计算单元、例如具有一个或多个处理器的计算单元。控制设备尤其可以至少部分地构成为医学设备的控制计算机(英文:system control)或其一部分。根据本实用新型,控制设备可以包括构成用于执行方法的一个或多个子步骤的子单元或子模块。根据其他实现方案,控制设备的功能和部件能够以分散的方式分布到根据本实用新型的系统的多个控制模块上。例如,控制设备可以至少部分地构成在医学设备的中央控制计算机中和/或部分地构成为马达控制模块的可编程的逻辑装置。根据本实用新型,控制设备的不同的单元和模块可以经由对应的数据接口构成用于进行数据交换。
在实施方案中,控制设备具有数据存储器,更确切地说尤其具有通过控制设备的单元或模块可读的非易失性数据存储器,如硬盘、CD-ROM、DVD、蓝光光盘、软盘、闪存等。在数据存储器上可以可调用地保存有例如查找表,所述查找表尤其对于检查台的每个自由度说明在操作元件处引入的所测量的操作力与调节速度之间的关系等。通过在所引入的操作力与调节速度之间的关系,也预设在时间与检查台的待调节的部件沿着每个运动方向的(绝对的或相对的)期望位置之间的关系。期望位置也可以关于时间绘制并且与速度相关地可调用地保存在数据存储器中。
由控制设备包括的数据接口构成用于与传感器单元和马达进行数据交换,或用于在控制设备的子单元彼此之间进行数据交换。就此而言,接口能够以一个或多个单个的数据接口的形式实现,所述接口可以具有硬件接口和/或软件接口、例如PCI总线、USB接口、火线接口、ZigBee或蓝牙接口。接口还可以具有通信网络的接口,其中通信网络可以具有局域网(LAN)、例如内联网或广域网(WAN)。对应地,一个或多个数据接口可以具有LAN接口或无线LAN接口(WLAN或Wi-Fi)。
在优选的实现方案中,控制单元构成用于根据传感器单元的测量数据同时操控至少两个马达。换言之,同时检测测量数据或用于多个自由度的用户预设可以实现同时或并行操控系统的多个马达,从而可以实现根据特定的用户预设在多于仅一个的运动方向上同时调节检查台。如此,例如可以通过操作人员特别灵敏地在多个运动方向上控制运动。另一方面,当必须越过更大的调节路径时,可以实现检查台的快速的调节,因为根据本实用新型,可以通过操作人员预设调节速度。在此,系统侧预设的标准速度值由控制单元忽略或中断。
因此,检查台也可以特别快地从实际位置移动到期望位置中,因为根据本实用新型,在不同自由度中的运动可以同时实施。因此,本实用新型可以实现用于多于仅一个的自由度的用户特定的检查台运动。
对应于所述实施方案,多个马达也构成用于同时调节检查台。在此,本实用新型例如考虑如下事实:马达和可能其他驱动部件本身当实施在其自由度中的调节运动时可以通过沿着另一自由度的并行的调节运动处于运动中。
根据本实用新型的系统尤其构成用于,在实际时间或近似实际时间中实现用于检查台的在三个自由度中的手动运动控制,其中可以对于自由度中的每个自由度设定个体化的运动速度。
在特别优选的实现方案中,控制单元构成用于根据传感器单元关于至少一个第二自由度的测量数据产生分别用于至少两个马达中的对应于第一自由度的马达的控制信号。换言之,控制单元构成用于,在考虑或在匹配于关于在另一自由度中的期望的运动的测量数据或用户预设的情况下产生用于马达的用于在一个自由度中实施运动的控制信号。
因此,本实用新型借此实现用于协调检查台在不同的运动方向上的并行运动的解决方案。借此,例如可以考虑必须始终特别在医学技术的领域中应用以降低对于人类的伤害风险或对于医疗设备的损坏风险的安全技术预设。因此可以附加地实现更高的患者舒适度。
例如,控制设备可以构成用于,当在至少一个另外的自由度中的操作力超过事先限定的阈值时,对应于对第一自由度抑制的运动速度(即低于通过操作力预设的速度值)产生控制信号,等等。相应的阈值例如也可以可调用地保存在控制设备的数据存储器中。
在本实用新型的另外的有利的实施方案中,传感器单元对于每个自由度包括用于检测检查台的当前实际位置的位置传感器。在其他实施方案中,也可以提出用于自由度中的一个自由度的仅一个位置传感器。
在实施方案中,借助于位置传感器检测实际位置涉及检测检查台的部件的实际位置,尤其检测竖直单元、水平单元和/或检查床的实际位置。优选地检测用于检查台的多个自由度的实际位置。
在优选的实施方案中,至少一个位置传感器与传感器单元的至少一个力传感器分开地构成。位置传感器的设计方案的不同可行性是充分已知的。位置传感器可以构成用于说明绝对位置或相对位置。位置传感器可以根据不同的物理测量原理构成。优选地,至少一个位置传感器涉及绝对值发送器。替选地,位置传感器可以构成为光学位置传感器。
至少一个位置传感器与至少一个力传感器一样构成用于,经由控制设备的数据接口以可进一步处理的形式提供其关于实际位置的测量数据。
此外,控制设备有利地构成用于,对于至少一个第一自由度在当前实际位置与通过对于第一自由度由传感器单元检测的测量数据预设的期望位置之间执行比较,以及根据比较结果至少操控用于在第二自由度中调节检查台的马达。
在当前实际位置与期望位置之间的比较基本上对应于跟随误差分析。根据本实用新型,跟随误差监控可以连续地执行或重复,即在检查台的调节运动期间以短的时间间隔多次进行。在当前实际位置与期望位置之间的比较例如用于识别检查台的部件在运动方向上撞到障碍物、例如患者或其他医学设备或仪器。由此同样指示其他类型的运动误差,尽管未辨识。
如果比较结果显示在实际位置与期望位置之间的一致性,则在相应的自由度中无干扰地进行期望的运动。用于在另外的运动方向上的运动的控制信号可以尤其根据用户预设保持不变。然而,如果确定在实际位置与期望位置之间的偏差,则控制设备设立用于,对用于负责在另外的运动方向上的调节运动的马达的控制信号进行调整。
对应地,在一个优选的实现方案中,控制设备构成用于,当比较结果指示在第一自由度中的实际位置与期望位置之间的偏差时,调整用于控制在第二自由度中的运动的至少一个运动参数。如此,根据本实用新型的系统构成用于,借助调整检查台在至少一个另外的自由度中的运动对在自由度中的一个自由度中的运动误差作出反应。
在本实用新型的实施方案中,运动参数例如为调节速度。根据本实用新型减小或提高所述调节速度。可以与比较结果的值相关地调整调节速度。例如,在实际位置与期望位置之间的较小的偏差的情况下,速度调整可以变得更小,并且对应地在较大的偏差的情况下,所述速度调整可以变得更大。在实施方案中,在另外的运动方向上的调节速度可以置于零。这对应于检查台的(紧急)停止。另一可调整的运动参数可以是运动方向,所述运动方向可以反向。借此,简化移除阻碍沿着第一自由度的调节运动的物体。附加地或替选地,例如可以调整保存在数据存储器中的加速斜坡(包括用于调节运动的启动和/或制动的斜坡),例如以便更快速地停止调节运动。也可以调整用于调节运动的目标位置,尤其可以将目标位置立即调整到第二自由度的当前实际位置,以便使检查台尽可能快地停止。
在本实用新型的另外的实施方案中,所述系统包括用于激活/停用操作元件的激活/停用元件。如果操纵激活/停用元件,则激活操作元件,并且可以经由操作元件输入用户预设以用于运动控制。如果重新操纵激活/停用元件,则停用操作元件。在所述状态中,通过操作元件进行运动控制是不可行的。因此,激活/停用元件可以实现在检查台的纯手动的运动控制与根据先前规定的标准运动参数的系统侧的自动的运动控制之间的切换,所述标准运动参数同样以对于不同的自由度特定的方式例如同样可调用地保存在数据存储器中。标准运动参数同样可以包括调节速度、启动和制动加速斜坡、目标位置、调节方向、加速度和/或类似。标准运动参数例如可以对于应借助于包括检查台的医学设备实施的医学过程是特定的。例如,借助于螺旋扫描的计算机断层扫描的图像数据检测在扫描期间可能需要检查床的特定的进给。在此,预先限定的起始位置和目标位置以及与扫描协议相关的限定的调节速度可以保存为标准运动参数。
对应地,在本实用新型的实施方案中,还设计成用于,当停用操作元件时,根据中央预设的运动参数操控至少两个马达。
如此,系统特别灵活地构成用于使检查台运动,因为可以实现借助于操作元件的纯手动操作以及用于检查台的标准运动控制,而无需用户交互。
在另一方面中,本实用新型也涉及一种包括根据本实用新型的用于调节检查台的系统的检查台。检查台尤其可以如上文中所描述的那样构成。
在另一方面中,本实用新型涉及一种包括检查台和根据本实用新型的用于调节检查台的系统的医学设备。
在本实用新型的意义上的医学设备尤其是实体的医学设备。医学设备用于治疗和/或检查患者。医学设备尤其可以构成用于执行和/或支持医学过程。医学过程可以包括成像的和/或介入的和/或治疗的过程,但是也可以包括患者的监控。医学设备尤其可以包括成像模态,例如磁共振设备、单光子发射断层扫描设备(SPECT设备)、正电子发射断层扫描设备(PET设备)、计算机断层扫描仪、超声设备、X射线设备或构成为C形臂设备的X射线设备。成像模态也可以是包括由所提及的成像模态中的多个成像模态构成的任意组合的组合式医学成像设备。医学设备还可以具有介入和/或治疗设备,例如活检设备、用于辐照患者的射线治疗或放疗设备,和/或用于执行手术、尤其微创手术的手术设备。在实施方案中,借助于医疗设备治疗和/或检查和/或监控患者典型地由操作人员、例如护理人员、技术人员、X射线辅助人员或医生支持或控制。在优选的实施方案中,支持或控制也包括借助于操作元件的用于检查台的手动运动控制。
示例性地描述用于使检查台运动的包括多个步骤的方法。第一步骤涉及借助于设置在检查台处的和可由操作人员抓握的操作元件的传感器单元在至少两个自由度中同时检测操作力和可能还有操作方向。第二步骤涉及根据传感器单元的测量数据操控检查台的分别构成用于在至少两个自由度中的一个自由度中调节检查台的至少两个马达。
操控至少两个马达的步骤包括同时操控两个马达,使得至少两个马达此外同时引起检查台在至少两个自由度中的同时的调节运动。
根据传感器单元的检测数据操控至少两个马达的步骤包括:根据传感器单元关于至少一个第二自由度的测量数据对应于第一自由度产生用于至少两个马达中的一个马达的控制信号。如此可行的是,用于一个自由度的运动控制有利地匹配于在至少一个另外的自由度中的同时的运动。
方法的其他优点基本上对应于所提出的设备的优点。特征、优点或替选的实施方式/方面同样可以转用于其他要求保护的主题,并且反之亦然。
附图说明
本实用新型的上述特性、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地和更清楚地易于理解,所述实施例结合附图更详细地阐述。本实用新型不通过所述描述而限于所述实施例。在不同的附图中,相同的部件设有相同的附图标记。附图通常不是成比例的。附图示出:
图1示出本实用新型的一个实施方案中的包括检查台和用于调节检查台的系统的呈磁共振断层扫描仪的形式的医学设备的立体视图,
图2示出本实用新型的一个实施方案中的根据本实用新型的系统的细节视图,以及
图3示出用于在多个不同的自由度中调节检查台的方法的示意性流程图。
具体实施方式
图1示出根据本实用新型的医学设备100的立体视图,所述医学设备100包括根据本实用新型的用于调节检查台1的系统以及检查台1本身。
医学设备100在此构成为具有台架30作为中央单元的磁共振断层扫描设备100。在台架30中存在用于产生磁场或用于产生梯度磁场的线圈装置。在台架中存在包括成像设备的等中心的开口31(英文:bore)。等中心通过在开口31内具有最大磁场均匀性的位置来限定。患者定位在等中心中以用于借助于磁共振断层扫描产生图像数据。
为了所述目的,医学设备100包括检查台1。所述检查台1具有呈竖直模块的形式的竖直单元2。在所述竖直单元2上设置有呈水平模块的形式的水平单元33。竖直模块2构成用于,借助于马达34经由线性驱动装置和仅示出的剪式升降运动学机构根据检查台1的第一自由度在高度上调节水平模块。水平模块33可以经由马达35沿着其纵向轴线相对于竖直模块调节,以便将水平模块33例如置于靠近台架30的开口31或直接置于台架30的开口31前方。这对应于检查台1的第二自由度。水平模块33此外承载检查床3。检查床3现在同样在纵向方向4上借助于马达36相对于水平模块33和竖直模块2可移动地支承。这对应于检查台1的第三自由度。
根据本实用新型的用于使检查台1运动的系统也包括控制单元40,所述控制单元40构成用于操控马达34、35、36以用于在所提及的自由度中运动。控制单元40尤其构成用于同时操控马达34、35、36,使得所述马达34、35、36可以引起检查台1在所有三个运动方向上的基本上同时的运动。
控制单元40部分地构成为医学设备100的中央控制计算机。因此,控制单元40包括控制计算机的中央计算单元41。控制单元40还包括各个设置在检查台1中的分别用于控制马达34、35、36之一的马达控制器44、45、46。
中央计算单元41可以一方面经由数据接口42与医学设备100的操作界面32、在此呈设置在台架30处的触摸显示器32的形式的操作界面32进行数据连接。控制单元40可以经由数据接口42与在下文中还更详细地描述的手动操作元件6进行数据交换。经由数据接口42,控制单元40的子模块也可以彼此通信,例如马达控制器34、35、36彼此通信或与控制计算机的数据存储器43通信。
操作人员例如可以经由操作界面32选择对于当前患者期望的扫描协议。在对应于所选择的扫描协议的控制数据中包括运动预设,例如在扫描的准备中和/或在扫描期间,检查台1必须根据所述运动预设来运动。然后,中央计算单元41基于经由数据接口42传输的运动预设来选择对应的标准运动参数,所述标准运动参数优选地以分别对于多个不同的扫描协议可调用的方式保存在医学设备100的控制计算机的数据存储器43中,并且产生用于检查台1的自动的马达驱动的调节运动的对应的控制信号,并且必要时将所述控制信号经由马达控制器44、45、46传输给马达34、35、36。检查台1的经由操作界面32触发的调节运动典型地以几个、通常仅两个可行的调节速度之一来实施。此外,出于安全性原因,经由操作界面32触发的在不同的自由度中的调节运动仅依次进行。此外,操作人员在触摸显示器32处输入时避开位于检查床3上的患者。
为了可以直接地和在患者的空间附近更灵活和更快地实现用于检查台1的运动控制,在所述实施方案中,在检查床3处侧向地和沿着其纵向轴线借助于合适的紧固机构5居中地安装操作元件6,所述操作元件6具有用于检测或测量操作力和可能还有操作方向的传感器单元7。传感器单元7尤其设立用于,在检查台1的多个自由度中检测操作力或操作方向。为了所述目的,传感器单元具有多维力传感器71或多个、例如三个方向敏感的力传感器。一个或多个力传感器例如可以构成为力触摸传感器、压力传感器或压电传感器;也可设想力接收器的其他设计方案。
具体地,操作元件6例如可以包括可以由操作人员手动地优选同时在不同的方向上、例如在左边、右边、前方、后方或下方、上方运动,即翻转、倾斜或移动的柄或杆元件或控制杆。每个方向对在此对应于检查台1的一个自由度。
当前,操作元件6也具有构成为数据接口42的一部分的连接机构9,所述连接机构9包括至少部分地实施为螺旋线缆10的线缆和端子插接器11,所述端子插接器11可以插入到水平模块33的插接端子12中,以便确保向操作元件6供给电能以及建立与控制装置40或其各个子模块的数据连接。操作元件6尤其可以经由连接机构9直接与各个马达控制器44、45、46连接用于数据交换。替选地或优选地,连接机构9然后也可以在内部安装,即安装在水平模块33和/或竖直模块2内。
根据本实用新型的用于使检查台1运动的系统还包括呈触发按钮8的形式的激活和/或停用元件8,所述触发按钮8在此直接设置在操作元件6旁边。在操纵(一次)触发按钮8时,用于检查台1的手动运行模式从而还有操作元件6被激活。在手动运行模式中,对应于借助于操作元件6检测的用户预设和所检测的操作力/操作方向的运动参数优先于在中央在数据存储器43中保存的标准运动参数给出。对应地,所述标准运动参数在手动运行模式中至少有时中断或阻止。换言之,通过触发按钮8可以激活控制单元40的运行模式,在所述运行模式中评估至少一个力传感器7的力测量值,以便根据在相应的自由度中检测的操作力同时操控马达34、35、36中的多个马达。
在再次操纵触发按钮8时,又可以停用手动运行模式或操作元件6,从而对应于操作人员的扫描协议选择优先地给出标准运动参数。
在此所示的实施方案中,控制单元40构成用于,根据传感器单元70关于至少一个第二自由度的测量数据对应第一自由度产生分别用于马达34、35、36之一的控制信号。换言之,在产生用于一个运动自由度的控制信号时,控制单元可以考虑传感器单元关于另外的运动自由度的测量数据。在此,控制单元40的多个子模块可以是激活的。控制单元40尤其可以构成用于实施用于检查台1的每个自由度的跟随误差分析。
为此,根据本实用新型的系统的传感器单元7尤其也包括呈绝对值发送器的形式的位置传感器74、75、76,所述位置传感器74、75、76设置在检查台1的各个单元中并且分别构成用于,在调节运动期间检测检查台1的可沿着自由度运动的部件、例如检查床3的当前实际位置。控制单元40、尤其马达控制器44、45、46然后构成用于,将对于其自由度检测的实际位置与保存在控制单元40的数据存储器43中的期望位置进行比较,并且将比较结果提供给其余的马达控制器。现在,所述其余的马达控制器可以与比较结果的值相关地促使用于在所属的运动方向上的调节运动的至少一个运动参数的调整。
图3示出用于使检查台1运动的方法的示意性流程图。所述方法包括多个步骤。
为此,图2示出一个实施方案中的根据本实用新型的用于使检查台运动的系统,其中图2中的焦点在于系统的各个部件之间的数据交换。
在可选的步骤S10中激活用于检查台1的手动运行模式。为此,通过操作人员按压一次激活按钮8。这引起操作元件6或传感器单元7的所包括的力传感器71的激活。此外,操纵激活按钮8也可以包括构造在操作元件6与控制单元40的子模块之间的通信通道、尤其用于马达控制器44、45、46或各个子模块彼此间、尤其在马达控制器44、45、46之间的通信通道。马达控制器44、45、46例如经由构成为数据接口42的一部分的CAN总线连接。此外,激活也可以包括启动根据本实用新型保存在马达控制器44、45、46中的用于手动运动控制的可编程的控制例程PLC(PLC-英文:programmable logic controller)。
通过激活操作元件6,通过马达控制器中的控制例程PLC,使保存在马达控制器或一般而言控制单元40中的中央的标准运动参数有时失效。
在步骤S20中,借助于操作元件6的传感器单元7的力传感装置在多个自由度中同时检测操作力。为此,操作人员可以分别借助不同的力作用例如向左、向前和向下按压操作元件6。在此,操作元件6在三个操作方向上同时离开其零位置。对于每个操作方向,预设或设定包括零位置值的预先限定的电压值范围,所述电压值范围描绘整个操纵半径。在操作方向上引入的操作力越大,操作元件6的偏转可能就越大,或对于所述操作方向输出的模拟电压值距零位置值的间距就越大。如此,对于两个自由度,对应于与零位置值不同的电压值产生模拟的或数字的电压信号S1、S2、S3。电压变化的符号尤其可以指示在自由度中的期望的运动方向。检测至少两个模拟电压值也包括将所述值传输或提供给马达控制器的激活的控制例程PLC,如在图2中示出。经由在操作元件6处所选择的操作方向,明确限定检查台1的所控制的自由度和相关的马达控制器。
现在,在步骤S30中评估所传输的电压信号S1、S2、S3。控制例程PLC中的每个控制例程询问对应于所获得的电压值或相应的操作力的期望调节速度。为此,控制例程PLC例如可以访问保存在数据存储器43中的以及对于相应的自由度特定的电压-扭矩期望值曲线。
在步骤S40中,控制例程PLC例如经由CAN总线或中央计算单元41彼此交换分别求取的扭矩期望值D1、D2、D3和/或所检测的电压值S1、S2、S3,并且使用于至少一个自由度的至少一个加速斜坡和/或减速斜坡匹配于至少一个另外的自由度的扭矩期望值或电压值。换言之,在步骤S40中,检查台1的整体运动近似实时地协调,其方式在于,用于各个自由度的加速斜坡和/或减速斜坡彼此协调。如此,在控制例程PLC或中央计算单元41中例如限定用于马达34、35、36中的每个马达的时间增量或扭矩差,应借助所述时间增量或所述扭矩差实现扭矩期望值D1、D2、D3。
例如,在如下情况下可以为一个自由度预设更多的时间增量和更小的扭矩差:即同时为另一自由度预设特别高的扭矩期望值。在另一示例中,多个自由度的加速斜坡的时间增量的数量和持续时间可以与待实现的扭矩期望值无关地彼此相称,以便实现特别均匀的整体运动。
如此可行的是,使两个或甚至三个轴线在实际时间中同时组合地运动,并且以不同的速度控制和定位。
在另一步骤S50中,由马达控制器对应于所求取的运动参数重复地产生控制信号ST1、ST2、ST3,并且传输给马达34、35、36,以便对应于所求取的运动参数引起在不同的运动方向上的运动。
在可选的步骤S60中,对于至少一个、优选地对于所有自由度进行跟随误差分析以及必要时对应于跟随误差调整用于至少一个自由度的运动参数。为了所述目的,呈绝对值发送器的形式的至少一个位置传感器74、75、76检测检查台1的运动部件的当前实际位置P1、P2、P3,并且将所述当前实际位置P1、P2、P3传输给马达控制器44、45、46或中央计算单元41。所述马达控制器44、45、46或中央计算单元41将当前实际位置与对应于先前求取的运动参数的期望位置进行比较。如果现在对于运动方向中的一个运动方向识别出跟随误差,例如通过检查台1撞到障碍物、例如患者的轮椅上引起的跟随误差,则因此求取在一个自由度中的实际位置与期望位置之间的偏差,中央计算单元41尤其发送对应于其它自由度的控制例程PLC的信号ΔP1、ΔP2、ΔP3。随后,控制例程调整扭矩期望值D1、D2、D3,在运动方向上的目标位置和/或加速斜坡或减速斜坡,并且创建用于马达34、35、36的改变的控制信号。
重复地、优选地以规则的时间间隔、例如每五秒执行步骤S60,以便监控检查台1的运动的总持续时间以及必要时可以引入保护措施。
现在,在所有同时实施的运动中,检查台被受控地制动或至少减慢。在实施方案中,也可以在至少一个运动方向上引入方向反转。
在尚未明确出现、然而有意义的并且在本实用新型的范围中的情况下,可以将各个实施例、实施例的各个子方面或特征彼此组合或交换,而不脱离本实用新型的范围。在可转用的情况下,本实用新型的参照一个实施例描述的优点在没有明确提及的情况下也适用于其他实施例。

Claims (13)

1.一种用于调节检查台(1)的系统,
其特征在于,
所述系统包括:
-设置在所述检查台处的和可由操作人员抓握的操作元件(6),其中所述操作元件包括传感器单元(7),所述传感器单元(7)构成为在至少两个自由度中同时检测用于使所述检查台运动的操作力,
-至少两个马达(34,35,36),所述至少两个马达(34,35,36)分别用于在所述至少两个自由度中的一个自由度中调节所述检查台,以及
-控制单元(40),所述控制单元(40)构成用于根据所述传感器单元的测量数据操控所述至少两个马达。
2.根据权利要求1所述的系统,
其特征在于,其中所述控制单元构成为,根据所述传感器单元的测量数据(S1,S2,S3)同时操控所述至少两个马达。
3.根据权利要求1或2所述的系统,
其特征在于,其中所述控制单元构成用于,根据所述传感器单元关于至少一个第二自由度的测量数据(S2,S3)分别对所述至少两个马达中的对应于第一自由度的马达(34)产生控制信号。
4.根据权利要求1或2所述的系统,
其特征在于,其中所述传感器单元对于每个自由度包括方向敏感的力传感器(71)。
5.根据权利要求1或2所述的系统,
其特征在于,其中所述传感器单元对于每个自由度包括用于检测所述检查台的当前实际位置的位置传感器(74,75,76)。
6.根据权利要求5所述的系统,
其特征在于,其中所述控制单元构成用于,对于至少一个第一自由度,在所述当前实际位置与通过对于所述第一自由度由所述传感器单元检测的测量数据预设的期望位置之间执行比较,以及根据比较结果(ΔP1,ΔP2,ΔP3)至少操控用于在第二自由度中调节所述检查台的马达。
7.根据权利要求6所述的系统,
其特征在于,其中当所述比较结果指示在所述第一自由度中的实际位置与期望位置之间的偏差时,调整用于控制在所述第二自由度中的运动的运动参数。
8.根据权利要求7所述的系统,
其特征在于,其中所述运动参数是由以下参数构成的组中的至少一个参数:调节速度、调节方向、目标位置、加速度。
9.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括用于激活/停用所述操作元件的激活/停用元件(8)。
10.根据权利要求9所述的系统,
其特征在于,其中所述控制单元构成用于,当停用所述操作元件时,根据中央预设的运动参数操控所述至少两个马达。
11.根据权利要求1或2所述的系统,
其特征在于,其中所述检查台包括:竖直单元(2),水平单元(33)以及设置在所述水平单元(33)上的检查床(3),其中所述竖直单元构成用于,在竖直方向上调节所述水平单元连同检查床,并且所述水平单元以水平地沿着所述竖直单元可调节的方式构成,并且所述检查床以水平地沿着所述水平单元可调节的方式构成。
12.一种检查台(1),
其特征在于,
所述检查台(1)包括根据权利要求1至11中任一项所述的用于调节所述检查台的系统。
13.一种医学设备(100),
其特征在于,
所述医学设备(100)包括检查台和根据权利要求1至11中任一项所述的用于调节所述检查台(1)的系统。
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