DE10043473A1 - Vorrichtung zur Positionsermittlung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (11) zur Ermittlung einer Position einer an einer Tragevorrichtung (6) bezüglich einer Drehachse (A) drehbar angeordneten Komponente (8) relativ zu der Tragevorrichtung (6), wobei die Vorrichtung (11) ein Gewicht (26) und ein Potentiometer (21) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Position einer an einer Tragevorrichtung bezüglich einer Drehachse drehbar angeordneten Komponente relativ zu der Tra­ gevorrichtung.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art stellt beispiels­ weise eine Vorrichtung zur Bestimmung eines angularen Schwenkwinkels eines C-Bogens eines C-Bogen Röntgengerätes dar. Es ist allgemein üblich, den angularen Schwenkwinkel mittels einer an dem C-Bogen Röntgengerät angeordneten Skala abzulesen. Nachteilig ist das relativ umständliche Ablesen insbesondere während einer medizinischen Untersuchung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass eine leichtere Ermittlung der Position der drehbar angeordneten Komponente bezüglich der Tragevorrichtung ermöglicht wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vor­ richtung zur Ermittlung einer Position einer an einer Trage­ vorrichtung bezüglich einer Drehachse drehbar angeordneten Komponente relativ zu der Tragevorrichtung, wobei die Vor­ richtung ein Gewicht und ein Potentiometer umfasst. Mittels des Potentiometers kann beispielsweise die Position einem elektrischen Signal zugeordnet werden, welches beispielsweise mittels einer Signalverarbeitung weiterverarbeitet werden kann. Somit kann beispielsweise die Position auf einer Anzei­ ge in ergonomisch günstiger Weise dargestellt werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Ge­ wicht und/oder das Potentiometer an der Komponente angeordnet sind.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, das Gewicht bezüglich einer Achse, die nicht durch den Schwerpunkt des Gewichtes verläuft, drehbar zu lagern. Ferner sehen Ausführungsformen der Erfindung vor, dass die Achse und die Drehachse wenigs­ tens im Wesentlichen parallel oder insbesondere identisch sind.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass sich das Gewicht aufgrund der Schwer kraft relativ zur Positi­ on der Komponente ausrichtet. D. h. jeder Position der Kompo­ nente relativ zur Tragevorrichtung ist eine Stellung des Ge­ wichts relativ zur Komponente zugeordnet. Diese Stellung kann somit zur Bestimmung der Position der Komponente relativ zur Tragevorrichtung verwendet werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Gewicht zumindest indirekt das Potentiometer relativ zur Position der Komponente einstellt. Somit ergibt sich zu jeder Position der Komponente relativ zur Tragevorrichtung eine Po­ tentiometereinstellung, die beispielsweise mittels einer elektronischen Signalverarbeitung weiter verarbeitet werden kann. Die weiterverarbeiteten Signale können insbesondere ge­ nutzt werden, die Position der Komponente relativ zur Trage­ vorrichtung mittels einer Anzeige darzustellen.

Wenn nach einer weiteren Variante der Erfindung das Gewicht das Potentiometer durch ein Mittel zur Verbindung einstellt, kann insbesondere die Auflösung der ermittelten Position der Komponente relativ zur Trägervorrichtung erhöht werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Mittel zur Verbindung wenigstens ein Zahnrad aufweist, womit das Mittel zur Verbindung relativ einfach ausführbar ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die eingestellte Resistanz des Potentiometers ein Maß für die Position ist. Somit muss lediglich die Resistanz des Poten­ tiometers gemessen werden, um die Position der Komponente re­ lativ zur Tragevorrichtung zu erhalten.

Da Winkelgrade eine relativ einfach verständliche Positions­ angabe erlauben, sieht eine weitere Variante der Erfindung vor, dass die Position in Winkelgraden ermittelt wird.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung für ein medizinisches Gerät verwendbar ist.

Des weiteren sieht eine andere Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Vorrichtung für ein Röntgengerät verwendbar ist.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, dass die Kom­ ponente einen C-Bogen aufweist. Weil bei einem C-Bogen Rönt­ gengerät insbesondere die Kenntnis des angularen Schwenkwin­ kels nötig sein kann, sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Drehachse die Angulationsachse des C- Bogens ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigelegten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines C-Bogen Röntgengerätes mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Frontansicht des in Fig. 1 dargestellten C-Bogen Röntgengerätes, und

Fig. 3 und 4 Ansichten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Das in Fig. 1 als Seitenansicht dargestellte C-Bogen Röntgen­ gerät 1 weist einen auf Rädern 2 verfahrbaren Gerätewagen 3 auf. Das C-Bogen Röntgengerät 1 umfasst eine in Fig. 1 nur schematisch angedeutete Hubvorrichtung 4 mit einer eine Längsachse B aufweisenden Säule 5, um die die Säule 5 in die Richtung des Doppelpfeils β drehbar ist. An der Säule 5 ist eine Tragevorrichtung 6 angeordnet, an der wiederum ein La­ gerteil 7 zur Lagerung einer Komponente, die einen C-Bogen 8 darstellt, angeordnet ist. Der C-Bogen 8 weist eine Röntgen­ strahlenquelle 9 und einen Strahlungsdetektor 10 auf.

Das Lagerteil 7 ist in an sich bekannter Weise um eine ge­ meinsame Achse, der Angulationsachse A, der Tragevorrichtung 6 und des Lagerteils 7 drehbar gelagert (vgl. Doppelpfeil α, Angulation). Somit ist auch der C-Bogen 8 bezüglich der Angu­ lationsachse A drehbar.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 11 zur Ermittlung des angu­ laren Schwenkwinkels α des C-Bogens 8 ist innerhalb des La­ gerteils 7 angeordnet, um den angularen Schwenkwinkel α des Lagerteils 7 und somit des C-Bogens 8 zu ermitteln; d. h. mit­ tels der Vorrichtung 11 kann bei einer Drehung des C-Bogens 8 bezüglich der Angulationsachse A die Position des C-Bogens 8 relativ zur Tragevorrichtung 6 ermittelt werden.

Der angulare Schwenkwinkel α ist in der Fig. 2 verdeutlicht. Die Fig. 2 zeigt schematisch das in Fig. 1 dargestellte C- Bogen Röntgengerät 1 in einer Frontansicht FA. Der angulare Schwenkwinkel α kann bezüglich der Längsachse B der Säule 5 und der Orbitalebene O des C-Bogens 8 ermittelt werden. Die Orbitalebene O steht rechtwinklich zur Zeichenebene der Fig. 2. Liegt die Längsachse B in der Orbitalebene 0, ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles der angulare Schwenk­ winkel α Null. Bei einer Drehung des C-Bogens 8 bezüglich der Angulationsachse A im Uhrzeigersinn, wie in der Fig. 2 ange­ deutet, können beispielsweise dem angularen Schwenkwinkel α positive Werte zugeordnet werden und bei einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn können dem angularen Schwenkwinkel α bei­ spielsweise negative Werte zugeordnet werden. Dem angularen Schwenkwinkel α können aber auch positive Werte bei einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn und negative Werte bei einer Drehung im Uhrzeigersinn zugeordnet werden. Andere Zuordnun­ gen sind ebenfalls denkbar.

Die Fig. 3 und 4 zeigen schematisch Ansichten der in der Fig. 1 angedeuteten Vorrichtung 11 zur Ermittlung des angula­ ren Schwenkwinkels α des C-Bogens 8. Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Vorrichtung 11 umfasst einen Befestigungswinkel 20, der an dem in Fig. 1 dargestellten Lagerteil 7 derart ange­ ordnet ist, dass eine Längsachse W des Winkelbleches 20 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles rechtwinklig zur Orbitalebene O ausgerichtet ist. Ein Potentiometer 21 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles mittels eines Haltebleches 22 und Schrauben 23 an dem Befestigungswinkel 20 angeordnet. Ein Zahnrad 24 ist konzentrisch an einer eine Längsachse C aufweisenden Welle 30 des Potentiometers 21 an­ geordnet. Bei einer Drehung des Zahnrades 24 kann somit die Einstellung des Potentiometers 21 und somit die Resistanz des Potentiometers 21 verstellt werden.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles kann das Zahnrad 24 mittels eines Zahnrades 25 gedreht werden. Das Zahnrad 25 ist wiederum konzentrisch an einer eine Längsachse D aufweisenden Welle 31 angeordnet, die mittels eines Lagers 32 drehbar gelagert ist. Die Längsachse D der Welle 31 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels identisch mit der Angulationsachse A des in den Fig. 1 und 2 gezeigten C- Bogen Röntgengerätes 1.

Die Welle 31 ist des weiteren mit einem Gewicht 26 verbunden, das im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles scheiben­ förmig ausgebildet ist und im Wesentlichen die Form eines Kreissegments aufweist. Das Kreissegment entspricht im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles im Wesentlichen einem Viertelkreis.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist das Ge­ wicht 26 an der Welle 31 derart angeordnet, dass die Längs­ achse D der Welle 31 rechtwinklig zu einer Achse E des Ge­ wichtes 26 verläuft, die das Gewicht 26 im Wesentlichen in zwei achtel Kreissegmente teilt. Außerdem schneiden sich die Achse E des Gewichtes 26 und die Längsachse D der Welle 31 im Punkt P, der in der dem Kreisbogen des kreissegmentförmigen Gewichtes 26 gegenüberliegenden abgerundeten Ecke angeordnet ist, d. h. die Längsachse D der Welle 31 verläuft insbesondere nicht durch den Schwerpunkt des Gewichtes 26. Folglich kann sich das Gewicht 26 bei jeder Position des Lagerteils 7 bzw. des C-Bogens 8 relativ zur Tragevorrichtung 6 bei einer Dre­ hung des C-Bogens 8 bezüglich der Angulationsachse A aufgrund der Schwerkraft derart ausrichten, dass die Achse E des Ge­ wichtes 26 parallel zum Schwerefeld der Erde verläuft. Somit kann aufgrund der Schwerkraft das Gewicht 26 für jede Positi­ on des C-Bogens 8 relativ zur Tragevorrichtung 6 eine Stel­ lung relativ zum C-Bogen 8 bzw. zum Lagerteil 7 einnehmen.

Durch das Ausrichten des Gewichtes 26 wird die Welle 31 und somit das Zahnrad 25 gedreht. Das Zahnrad 25 dreht wiederum das Zahnrad 24, wodurch die Einstellung des Potentiometers 21 verändert wird. Folglich kann jeder Einstellung des Potentio­ meters 21 einem angularer Schwenkwinkel α des C-Bogens 8 zu­ geordnet werden; d. h. mittels einer eingestellte Resistanz des Potentiometers 21 kann auf den angularen Schwenkwinkel α des C-Bogens 8 geschlossen werden. Mittels einer Übersetzung der Zahnräder 24 und 25 kann insbesondere die Einstellung des Potentiometers 21 und somit die Auflösung des ermittelten an­ gularen Schwenkwinkels α verbessert werden und/oder die Welle 30 des Potentiometers 21 entlastet werden.

Des weiteren kann das Potentiometer 21 beispielsweise mit ei­ ner in Fig. 1 nicht dargestellten Leitung einem in den Gerä­ tewagen 3 integrierten Mess- und Signalverarbeitungsgerät 40 verbunden sein, welches die Resistanz des Potentiometers 21 misst und die daraus abgeleiteten weiterverarbeiteten Signale einem angularen Schwenkwinkel α zuordnet, der beispielsweise mit einer ebenfalls in dem Gerätewagen 3 integrierten Anzeige 41, die mittels einer elektrischen Leitung 42 mit dem Mess- und Signalverarbeitungsgerät 40 verbunden ist, dargestellt wird.

Die in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellte erfindungsgemäße Vor­ richtung 11 zur Ermittlung des angularen Schwenkwinkels α des C-Bogens 8 muss nicht notwendigerweise zwei Zahnräder aufwei­ sen. Es können auch mehrere Zahnräder, nur ein Zahnrad oder auch eine anderes Mittel zur Verbindung des Gewichtes 26 und des Potentiometers 21 verwendet werden. Es ist auch möglich, das Gewicht 26 direkt an der Welle 30 des Potentiometers 21 anzuordnen.

Ferner sind auch andere Formen als eine Kreissegment-Form des Gewichtes 26 denkbar. Das Gewicht 26 muss jedoch derart gela­ gert sein, dass die Längsachse D der Welle 31 nicht durch den Schwerpunkt des Gewichtes 26 verläuft.

Des weiteren braucht die Längsachse D nicht notwendigerweise mit der Angulationsachse A übereinstimmen. Die Längsachse D kann auch insbesondere parallel zur Angulationsachse A ver­ laufen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 11 zur Ermittlung des angu­ laren Schwenkwinkels α des C-Bogens 8 kann auch außerhalb des Lagerteils 7 oder an dem C-Bogen 8 angeordnet sein.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung des angula­ ren Schwenkwinkels α des C-Bogens 8 kann auch zur Ermittlung einer Position einer an einer Tragevorrichtung bezüglich ei­ ner Drehachse drehbar angeordneten Komponente relativ zu der Tragevorrichtung verwendet werden, wobei die Komponente kein C-Bogen 8 ist. Die Vorrichtung kann auch für andere Röntgen­ geräte, die keine C-Bogen Röntgengeräte 1 sind, oder auch für andere medizinische oder nicht-medizinische Geräte verwendet werden.

Das vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist im Übri­ gen nur exemplarisch zu verstehen.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Ermittlung einer Position einer an einer Tragevorrichtung (6) bezüglich einer Drehachse (A) drehbar angeordneten Komponente relativ zu der Tragevorrichtung, wo­ bei die Vorrichtung (11) ein Gewicht (26) und ein Potentiome­ ter (21) umfasst.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Gewicht (26) und/oder das Potentiometer (21) an der Komponente angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Ge­ wicht (26) bezüglich einer Achse (D), die nicht durch den Schwerpunkt des Gewichtes (26) verläuft, drehbar gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Achse (D) und die Drehachse (A) wenigsten im Wesentlichen parallel sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Achse (D) und die Drehachse (A) identisch sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei welcher sich das Gewicht (26) aufgrund der Schwerkraft relativ zur Position der Komponente ausrichtet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher das Gewicht (26) zumindest indirekt das Potentiometer (21) relativ zur Positi­ on der Komponente einstellt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher das Gewicht (26) das Potentiometer (21) durch ein Mittel zur Verbindung ein­ stellt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher das Mittel zur Verbindung wenigstens ein Zahnrad (24, 25) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welcher eine eingestellte Resistanz des Potentiometers (21) ein Maß für die Position ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei wel­ cher die Position in Winkelgraden (α) ermittelt wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welche für ein medizinisches Gerät verwendbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, welche für ein Röntgengerät verwendbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei wel­ chem die Komponente einen C-Bogen (8) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei welchem die Drehachse (A) die Angulationsachse (A) des C-Bogens (8) ist.