DE19841200C2 - Gewichtsausgleichseinrichtung für eine verstellbare Untersuchungseinrichtung eines medizinischen Gerätes - Google Patents

Description

Eine solche Gewichtsausgleichseinrichtung wird beispielsweise bei einem Röntgenuntersuchungsgerät mit einem Zielgerät ein­ gesetzt, das gemeinsam mit einer zugeordneten Lagerungsplatte um eine Achse schwenkbar ist. Das Zielgerät kann ferner noch entlang der Lagerungsplatte verstellbar sein. Ein solches Zielgerät hat ein hohes Eigengewicht und erfordert dafür eine Gewichtsausgleichseinrichtung, so daß dieses nicht schwer­ kraftbedingt z. B. bei einer Verstellung der Lagerungsplatte aus der Horizontalen in die Vertikale verstellt wird. Solche Zielgeräte haben eine Masse von ca. 200 bis 350 Kilo. Eine. Verstellung erfordert daher einen hohen körperlichen Kraft­ einsatz. Es wird deshalb bei solchen sogenannten Kipptisch- Untersuchungsgeräten das Gegengewicht des Zielgerätes mit ei­ nem gleich großen Gegengewicht kompensiert und eine motori­ sche Unterstützung für die Verstellung vorgesehen. Der moto­ rische Unterstützungsantrieb, der beispielsweise im Handgriff des Zielgerätes ein- bzw. ausgeschaltet wird, ist so ausge­ führt, daß er nur die Reibungskräfte des in allen Gerätelagen gewichtsausgeglichenen Systemes aufbringt, so daß die vom Be­ dienenden erforderliche Handkraft zur Verstellung des Zielge­ rätes sehr gering ist. Nachteilig hierbei ist, daß durch das Gegengewicht das Gesamtgewicht des Röntgengerätes erhöht wird und durch die großen zu bewegende Massen aufgrund deren Mas­ senträgheit ein wirksamer Kollisionsschutz eines großen Auf­ wandes bedarf. Zur Verringerung der Masse des Gegengewichtes sind Lösungen bekannt, die das Gegengewicht fest an einem langen Hebelarm eines zweiarmigen Hebelsystemes anordnen, an dem hierzu auch eine Feder angreift, während die Gewichts­ kraft des Zielgerätes am kurzen Hebelarm angreift. Damit ist eine Massenreduzierung des Gegengewichtes im Verhältnis der Länge der Hebelarme möglich. Der Gegengewichtsausgleich nach diesem Prinzip ist beispielsweise aus DE-GM 17 28 886 vorbekannt. Nachteilig an dieser Aus­ führungsform ist, daß der Gewichtsausgleich nur in einer be­ stimmten Ausrichtung des Kipptisch-Untersuchungsgerätes opti­ mal ist, indem auch die Verstellkräfte für das Zielgerät mi­ nimal sind. In davon abweichenden Gerätelagen, d. h. bei einer hiervon abweichenden Verschwenkung, ist kein exakter Ge­ wichtsausgleich vorhanden, weil die Gewichtskraft des Zielge­ rätes, die vom Sinus des Kippwinkels abhängt, nur für eine, nämlich diese Position ausgeglichen ist. Obwohl hierdurch die Masse erheblich reduziert werden kann, ergeben sich auch hierbei aufgrund der Massenträgheit Probleme beim Kollisions­ schutz, zudem sind Maßnahmen erforderlich, um die durch ins­ besondere die Feder bedingten Regelschwingungen des motori­ schen Unterstützungsantriebes, insbesondere zu Beginn einer Verstellung, zu unterdrücken. Bei konstanter Antriebsleistung des motorischen Unterstützungsantriebes und ungeregelter Ver­ stellgeschwindigkeit ergibt sich hierbei das Problem, daß die Verstellgeschwindigkeit des Zielgerätes ungewollt vom Kipp­ winkel des Kipptisch-Untersuchungsgerätes abhängt.

Aus der DE 40 41 294 A1 ist eine Gewichtsausgleichseinrich­ tung bekannt, die ebenfalls eine gewichtsbelastete Hebe­ lanordnung zur Kompensation der Gewichtskraft des Zielgerätes aufweist. Ein Hebelarm ist hierbei gewichtsbelastet, während auf den anderen Hebelarm die Gewichtskraft des Zielgerätes einwirkt. Auch hierbei wird die Gewichtskraft des Zielgerätes nur in einer vorbestimmten Position (+90°) kompensiert. Auf­ grund dieser Anordnung ist eine Reduzierung der Gegenge­ wichtsmasse in Abhängigkeit von den Hebelverhältnissen mög­ lich. Für einen Kollisionsschutz sind dem Hebelarm Kraftsen­ soren zugeordnet, die beim Anfahren des Zielgerätes an ein Hindernis durch das Auslenken des Hebelarmes aus der Ruhelage ein Signal zum Abschalten des motorischen Unterstützungsan­ triebes erzeugen. Dieses Prinzip ist aber für eine reale technische Nutzung in einem Untersuchungsgerät unbrauchbar. Weil sich beim Verkippen des Zielgerätes aufgrund der sich dabei ändernden, auf die Hebelanordnung wirkenden Gewichtskraft eine Auslenkung des Hebelarmes ergeben kann, ohne daß das Zielgerät auf ein Hindernis trifft, sind aufwendige Maß­ nahmen erforderlich, um zu verhindern, daß eine ungewollte Abschaltung des motorischen Unterstützungsantriebes erfolgt.

Aus der DE-AS 21 04 509 ist eine Unterstützungseinrichtung für die Verstellung eines Zielgerätes bekannt, bei dem in ei­ nem Handgriff des Zielgerätes die einwirkende Verstellkraft nach Größe und Richtung durch hochauflösende Kraftsensoren erfaßt wird. Diese Kraftsensoren sind dabei mit der Gewichts­ kraft der Gesamtmasse des Zielgerätes vorbelastet. Bei einer Gewichtskraft von 3500 N bedarf es eines hohen Aufwandes, ei­ ne Verstellkraft, die im Bereich von 10 bis 50 N liegen soll, auszuwerten und die entsprechende Ansteuerung des motorischen Unterstützungsantriebes reproduzierbar auszuführen.

Ein Verfahren, bei dem ein Kraftsensorsignal mit einem diffe­ renzierenden Tachometersignal zur Erzielung eines Sollwertes für den Zielgerätevorantrieb kombiniert wird, um die zur Ver­ stellung erforderliche Kraft möglichst gering und einen li­ nearen Zusammenhang zwischen der Größe der am Zielgerät wir­ kenden Verstellkraft und dem Drehmoment des Unterstützungsan­ triebes zu erzielen, ist aus der DE 24 01 853 C2 bekannt. Das erzeugte Tachometersignal weist hinsichtlich der Amplitude eine störende Welligkeit auf, die durch eine Differentiation des Signales verstärkt wird. Eine Glättung des Signales durch ein Integralglied verbietet sich, weil damit das dynamische Verhalten des Unterstützungsantriebes sehr ungünstig beein­ flußt wird. Durch das Vorsehen einer Kompensationswicklung zur Verhinderung der Ankerrückwirkung auf die Linearität des Tachometersignals erhöht insbesondere den Kostenaufwand. Ebenfalls ungünstig ist, daß der Unterstützungsantrieb zur Gewichtskompensation des Zielgerätes eingesetzt wird, wozu diesem ständig Energie zugeführt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gewichtsausgleich­ seinrichtung für eine verstellbare Untersuchungseinrichtung eines medizinischen Gerätes derart auszuführen, daß unabhän­ gig von dessen Ausrichtung immer ein optimaler Gewichtsaus­ gleich bei einer möglichst geringen Gewichtserhöhung des me­ dizinischen Gerätes und bei einer möglichst einfachen und da­ mit kostengünstigen Konstruktion erhalten wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Pa­ tentanspruches 1 gelöst.

Vorteil der Erfindung ist, daß diese Gewichtsausgleichsein­ richtung eine Hebelanordnung sowie ein steuerbares Stellmit­ tel zum Angriff an einem ersten Hebelarm zum Aufbringen einer Kompensationskraft für die am anderen Hebelarm angreifende Gewichtskraft der Untersuchungseinrichtung aufweist. Es kann somit insbesondere auf ein Gegengewicht zum Ausgleich der Ge­ wichtskraft verzichtet werden, da das steuerbare Stellmittel diese Gegenkraft liefert. Ein solches steuerbares Stellmittel ist erheblich leichter als das erforderliche Gegengewicht, so daß der negative Einfluß der zu bewegenden Massen erheblich reduziert ist. Zum anderen können solche steuerbaren Stell­ mittel konstruktiv einfach ausgeführt werden, die entspre­ chenden Antriebsteile sind Standardteile und somit kostengün­ stig.

Weist die Hebelanordnung einen ersten langen und einen zwei­ ten kurzen Hebelarm auf und greift das steuerbare Stellmittel am langen und die Gewichtskraft am kurzen Hebelarm an, so muß in Abhängigkeit vom Hebelverhältnis nur relativ wenig Energie dem steuerbaren Stellmittel zugeführt werden, um die Ge­ wichtskraft auszugleichen.

Sind beispielsweise der Hebelanordnung ein Kraftsensor und dem steuerbaren Stellmittel eine Steuereinrichtung zugeordnet und wird das Signal des Kraftsensors der Steuereinrichtung hinsichtlich der Ansteuerung des steuerbaren Stellmittels hinsichtlich der Einstellung der erforderlichen Kompensati­ onskraft zugeführt, so ist die Gewichtskraft unabhängig von der Verschwenkung der Untersuchungseinrichtung immer ausge­ glichen.

Der gleiche Vorteil wird erzielt, wenn das steuerbare Stell­ mittel über zumindest ein elastisches Element an der Hebe­ lanordnung angreift und wenn der Hebelanordnung eine Auslen­ kungserfassungseinrichtung zugeordnet ist, die in Abhängig­ keit von der Auslenkung der Hebelanordnung ein Signal er­ zeugt, das einer Steuereinrichtung für das steuerbare Stell­ mittel zugeführt wird, aufgrund der eine Ansteuerung des steuerbaren Stellmittels hinsichtlich des Ausgleiches der Auslenkung der Hebelanordnung bewirkbar ist. Hierbei müssen keine Kraftsensoren mit einer entsprechenden Auswerteelektro­ nik eingesetzt werden. Es können vorteilhaft insbesondere op­ tische, induktive, mit Schall oder mit Hochfrequenz arbeiten­ de Abstandssensoren eingesetzt werden, die ein analoges oder digitales Signal erzeugen.

Besonders vorteilhaft findet ein als elektromechanische Ein­ richtung als steuerbares Stellmittel Anwendung. Eine solche Einrichtung ist kompakt im Aufbau und bedarf nur eines gerin­ gen Steueraufwandes.

Besonders vorteilhaft kann das Signal des Kraftsensors oder der Auslenkungserfassungseinrichtung auch noch zur Ansteue­ rung einer Verstelleinrichtung für die Untersuchungseinrich­ tung herangezogen werden, durch die eine unterstützte Ver­ stellung in Richtung der auf die Untersuchungseinrichtung beispielsweise am Bediengriff einwirkenden Kraft erfolgt. Hierbei kann vorzugsweise in Abhängigkeit eines ersten auf den Kraftsensor wirkenden Kraftbereiches oder in einem ersten Auslenkungsbereich die Verstelleinrichtung und beim Über­ schreiten dieses Kraftbereiches oder des Auslenkungsbereiches das steuerbare Stellmittel angesteuert werden.

Ist der Hebelanordnung ein Beschleunigungssensor zugeordnet, so kann in Abhängigkeit von dessen Signal eine Unterbrechung der Ansteuerung der Verstelleinrichtung erfolgen, so daß hierdurch ein Kollisionsschutz auf einfache Weise erhalten wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispie­ les anhand der Zeichnungen in Verbindung mit den Unteransprü­ chen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Gewichtsausgleichsein­ richtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines medizinischen Gerätes mit einer Gewichtsausgleichseinrichtung nach der Fig. 1, und

Fig. 3 eine Steuereinrichtung der Gewichtsausgleichseinrich­ tung nach Fig. 1.

Die in den Figuren als Ausführungsbeispiel dargestellte Ge­ wichtsausgleichseinrichtung umfaßt eine Hebelanordnung 1 so­ wie ein steuerbares Stellmittel 2 zum Angriff an einem ersten Hebelarm 3 zum Aufbringen einer Kompensationskraft F_K für die am zweiten Hebelarm 4 angreifende Gewichtskraft F_G einer Un­ tersuchungseinrichtung 5, insbesondere eines medizinischen Gerätes. Das vorzugsweise als elektromechanische Einrichtung 2 ausgeführte steuerbare Stellmittel 2 weist einen Motor 6, gegebenenfalls mit einem Getriebe, auf, der über eine Anlen­ kung, die beispielsweise eine Spindel 7, vorzugsweise eine selbsthemmende Spindel umfaßt, am ersten Hebelarm 3 angreift. Hierzu kann, wie in der Fig. 1 gezeigt, die Spindel 7 mit ei­ nem als Spindelmutter wirkenden U-förmigen Lagerblock 8 in Verbindung stehen, der mit seinem einen kurzen Schenkel mit der Spindel 7 in Verbindung steht und der über die Spindel 7 entlang deren Längsachse 9 durch den Motor 6 verstellbar ist. Im Ausführungsbeispiel greift der U-förmige Lagerblock 8 über ein an diesem kurzen Schenkel angeordnetes elastisches Element 10 am ersten Hebelarm 3 an. Der Hebelanordnung 1 wird somit eine elastische Verstellbarkeit ermöglicht. Im Ausfüh­ rungsbeispiel ist ferner gezeigt, daß ein weiteres elasti­ sches Element 11 am ersten Hebelarm 3 und am der Spindel 7 fernen kurzen Schenkel des U-förmigen Lagerblockes 8 an­ greift. Der erste Hebelarm 3 wird somit zwischen den kurzen Schenkeln des U-förmigen Lagerblockes 8 von den elastischen Elementen 10, 11 gelagert. Die elastischen Elemente 10, 11 sind vorzugsweise von einem spiralförmigen Federmaterial ge­ bildet. Die Federkraft insbesondere des elastischen Elementes 10 ist hierbei so eingestellt, daß sie zumindest gleich der Gewichtskraft F_G der Untersuchungseinrichtung 5 entspricht. Die Verwendung von zwei elastischen Elementen 10, 11 ist dann erforderlich, wenn bei einem in der Fig. 2 beispielsweise dargestellten medizinischen Gerät eine Verkippung der Lage­ rungsvorrichtung 15 aus der horizontalen in eine Kopf- oder Fußlage, beispielsweise um einen Kippwinkelbereich von -20° bis +90°, möglich ist.

Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich, daß der als Spindelmutter wirkende U-förmige Lagerblock 8 auch durch eine einfache plattenförmige Anlenkung ersetzt werden kann, die an der Spindel 7 verstellbar ist, und die vorzugsweise über ein elastisches Element 10 am ersten Hebelarm 3 an­ greift. Eine solche Einrichtung ist etwas kostengünstiger, wobei jedoch das elastische Element 10 auf Zug und Druck be­ lastet wird.

Bei einer noch kostengünstigeren Ausgestaltung ist die Spin­ del 7 entlang ihrer Längsachse 9 verstellbar und greift mit ihrem, dem Motor 6 fernen Ende über ein elastisches Element 10 direkt am ersten Hebelarm 3 an. Eine solche Ausgestaltung ist dann ausreichend, wenn die Lagerungsvorrichtung 15 bei­ spielsweise nur in einer Richtung aus der Horizontalen ver­ stellbar ist.

Am zweiten kurzen Hebelarm 4 der Hebelanordnung 1 ist eine weitere, vorzugsweise als Kugelgewindespindel ausgeführte Spindel 12 gelagert, die, wie insbesondere wie aus der Fig. 2 hervorgeht, mit der Untersuchungseinrichtung 5 zum Einleiten der Gewichtskraft F_G auf die Hebelanordnung 1 in Verbindung steht. Zur Verstellung der Untersuchungseinrichtung 5 ist ei­ ne Verstelleinrichtung 13 vorgesehen, die ein Verstellen der Untersuchungseinrichtung 5 entlang der weiteren Spindel 12 ermöglicht. Hierzu steht die vorzugsweise als elektromecha­ nisch ausgeführte Verstelleinrichtung 13 mit einem an der weiteren Spindel 12 angreifenden Element, beispielsweise ei­ ner Spindelmutter 14, in Verbindung. Die gewünschte Verstel­ lung der Untersuchungseinrichtung 5 kann durch eine Kraftein­ wirkung am Bediengriff 29 bewirkt werden. Durch die Kraftein­ wirkung können richtungsabhängig Kontakte betätigt werden, wobei beispielsweise beim Schließen einer der Kontakte das Ausgangssignal x1 der Auslenkungserfassungseinrichtung 17 als Sollwert für die Verstelleinrichtung 13 zugeführt wird. Wenn beispielsweise kein Kontakt geschlossen ist, wird der Ge­ wichtsausgleich über das steuerbare Stellmittel 2 aktiviert.

Aus der Fig. 2 geht hervor, daß das medizinische Gerät eine Lagerungsvorrichtung 15 für ein Untersuchungsobjekt aufweist, die um eine Achse 16 von der beispielsweise in der Fig. 2 dargestellten vertikalen Richtung (+90°) über eine horizonta­ le Ausrichtung in eine Verkippung (-20°) verschwenkt werden kann. Die Untersuchungseinrichtung 5 ist hierbei beispiels­ weise als Zielgerät ausgeführt, das entlang der Lagerungsvor­ richtung 15 über die Verstelleinrichtung 13 verstellbar ist. In der vertikalen Ausrichtung der Lagerungsvorrichtung 15 wirkt die größte Gewichtskraft F_G vom Zielgerät auf die Hebe­ lanordnung 1, so daß die elektromechanische Einrichtung 2 ei­ ne Ansteuerung zum Aufbringen der erforderlichen Kompensati­ onskraft F_K erhalten muß. Beim Verschwenken der Lagerungsvor­ richtung 15 in die Horizontale verringert sich die Gewichts­ kraft F_G, so daß eine entsprechende Ansteuerung der elektro­ mechanischen Einrichtung 2 hinsichtlich der Reduzierung der Kompensationskraft F_K erfolgen muß. Hierzu ist eine Auslenkungserfassungseinrichtung 17 vorgesehen, die eine gewichtskraftbedingte Auslenkung der Hebelanordnung 1, insbesondere des ersten Hebelarmes 3, erfaßt. Diese Auslen­ kungserfassungseinrichtung 17 kann die Auslenkung der Hebe­ lanordnung 1 optisch, induktiv, mit Ultraschall, mit einem der Hebelanordnung 1 zugeordneten Winkelstellungsgeber oder mit einem mit Hochfrequenz arbeitenden Abstandssensor erfas­ sen. Das Signal der Auslenkungserfassungseinrichtung 17 wird einer in der Fig. 3 näher erläuterten Steuereinrichtung 18 zugeführt, aufgrund der eine Ansteuerung der elektromechani­ schen Einrichtung 2 hinsichtlich der Erzeugung der erforder­ lichen Kompensationskraft F_K zum Ausregeln einer Auslenkung der Hebelanordnung 1 erfolgt. Der Hebelanordnung 1 kann auch noch ein Beschleunigungssensor 19 zugeordnet sein, der ein Signal erzeugt, wenn beispielsweise das Zielgerät auf ein Hindernis stößt. In diesem Falle erfolgt eine Blockierung der Verstelleinrichtung 13 oder eine Ansteuerung hinsichtlich der Verstellung des Zielgerätes in entgegengesetzter Richtung.

Der Hebelanordnung 1 sind noch Auslenkungsbegrenzungsmittel 20 zugeordnet, die eine übermäßige Auslenkung der Hebelarme 3, 4 begrenzen, wenn beispielsweise eine als Spirale ausge­ bildete Feder bricht oder die Gewichtskraft F_G einen vorbe­ stimmten Wert überschreitet.

Im nachfolgenden erfolgt eine detailliertere Beschreibung der Erfindung. Die Regelung des Gewichtsausgleiches erfolgt mit der zweiarmigen Hebelanordnung 1, die im Drehpunkt 21 gela­ gert ist. Über die als Kugelgewindelspindel ausgeführte wei­ tere Spindel 12 wird die vom Sinus des Kippwinkels α der La­ gerungsvorrichtung 15 abhängige Gewichtskraft F_G an der Stel­ le L₁ eingeleitet. Diese Gewichtskraft F_G wirkt an der Stelle L₁ auf den zweiten Hebelarm 4 mit der Hebelarmlänge L₀ bis L₁ und wird mit einer regelbaren Kompensationskraft F_K am ersten Hebelarm 3 mit der Hebelarmlänge L₀-L₄ automatisch austa­ riert. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn das Hebelverhältnis der Hebelarme 3, 4 im Bereich von 1 : 5 bis 1 : 20, vor­ zugsweise < 1 : 10, ist. Als Meßglied für diese Tarierung wird an der Stelle L₃ die Auslenkung (S₀+/-ΔS₀) des ersten langen Hebelarmes 3 erfaßt. Diese Auslenkungserfassungseinrichtung 17 weist einen Sensor mit einer hohen Empfindlichkeit von z. B. 1,6 V/mm auf, der ein lineares Ausgangssignal x1 in Ab­ hängigkeit von der Auslenkung des ersten Hebelarmes 3 lie­ fert. Kraftsensoren könnten hierzu ebenfalls Anwendung fin­ den, jedoch sind diese in Verbindung mit der erforderlichen Auswerteelektronik teuer. Die Einleitung der Kompensations­ kraft F_K erfolgt an der Stelle L₄. Im austarierten Zustand ist das Produkt aus Hebelarmlänge L₀-L₄ mal F_K gleich dem Produkt aus Hebelarmlänge L₀-L₁ mal F_G. Das Ausgangssignal x1 der Auslenkungserfassungseinrichtung 17 wird in einem Ver­ stärker 22 verstärkt und durch einen Vergleicher 23 mit einer Referenzspannung U_ref verglichen, die den Sollwert des Tarie­ rungsregelkreises repräsentiert und die einen Abstand S₀ zwi­ schen der Auslenkungserfassungseinrichtung 17 und dem ersten Hebelarm 3 an der Stelle L₃ definiert. Eine Regelabweichung Δx steuert einen Motorcontroller 24 des Motors 6 des steuer­ baren Stellmittels 2. Das vorzugsweise PWM(Puls-Weiten- Modulation)-Ausgangssignal x3 des Motorcontrollers 24 steuert den DC-Motor 6, der die vorzugsweise als selbsthemmende Tra­ pezspindel ausgeführte Spindel 7 antreibt, so daß über den U- förmigen Lagerblock 8 die elastischen Elemente 10, 11 derart vorgespannt werden, daß die resultierende Kraft an der Stelle L₄ den ersten Hebelarm 3 in den austarierten Zustand S₀ ver­ stellt. Die selbsthemmende Trapezspindel speichert hierbei mechanisch die aufzubringende Kompensationskraft F_K auch dann, wenn der Steuereinrichtung keine Spannung zugeführt wird. Dieser Tarierungsregelkreis regelt automatisch alle Än­ derungen der Gewichtskraft F_G aus, die an der Stelle L1 ein­ wirken. Die ordnungsgemäße Tarierung wird mit dem Signal x6 einem Steuerrechner 25 gemeldet.

Um eine Verstellung der Untersuchungseinrichtung 5 zu bewir­ ken, kann an dieser ein Bediengriff 29 vorgesehen sein, der auf Richtungssteuerkontakte wirkt. Wird der Bediengriff 29 in eine bestimmte Richtung verstellt, so wird ein Richtungssteu­ erkontakt betätigt und ein Ausgangssignal x1 der Auslenkungs­ erfassungseinrichtung 17 als Sollwert für die Verstellein­ richtung 13 zugeführt. Wird kein Richtungssteuerkontakte be­ tätigt, so wird die Gewichtsausgleichseinrichtung aktiviert.

Im folgenden wird ein Servoregelkreis für die Zielgeräte­ längsverstellung beschrieben. Das Ausgangssignal x1 der Aus­ lenkungserfassungseinrichtung 17 kann auch noch der Erfassung einer an der Untersuchungseinrichtung 5 wirkenden Kraft zu deren Verstellung hinsichtlich der Richtung dadurch dienen, daß in Abhängigkeit von der Kraft eine Auslenkung der Hebe­ lanordnung 1 und damit eine Änderung des Ausgangssignals x1 bewirkt wird. Im Ausführungsbeispiel wird hierbei vom Steuer­ rechner 25 ein Deaktivierungssignal x7 an den Motorcontroller 24 und ein Aktivierungssignal x14 an einen Verstell- Motorcontroller 27 für die elektromechanische Verstellein­ richtung 13 gesendet. Das Ausgangssignal x1 der Auslenkungs­ erfassungseinrichtung 17 wird einem Verstell-Verstärker 26 zugeführt, so daß z. B. eine Analogspannung von 0 bis +10 V einer Drehzahlvariation der elektromechanischen Verstellein­ richtung 13 von 0 bis 2500 U/min entspricht. Das Kraftrich­ tungssignal x9 wird aus dem Ausgangssignal x1 der Auslen­ kungserfassungseinrichtung 17 abgeleitet und über den Ver­ stell-Motorcontroller 27 als Motorcontrollersignal x16 der elektromechanischen Verstelleinrichtung 13 als PWM-Spannung zugeführt, wenn diese einen DC-Motor aufweist. Vorzugsweise findet ein BLC-Motor Anwendung, dem die Phasenspannungen und die Kommutierungssignale zugeführt werden. Aufgrund dieses Servoregelkreises erfolgt eine durch die elektromechanische Verstelleinrichtung 13 unterstützte Verstellung der Untersu­ chungseinrichtung 5 hinsichtlich der Richtung der einwirken­ den Kalt und der Geschwindigkeit, so daß ein Bediener das Ge­ fühl hat, daß die Untersuchungseinrichtung 5 praktisch kraft­ los verstellt werden kann. Alternativ und bei kostengünstige­ rer Ausgestaltung kann ein Kraftrichtungssignal auch über eine auf den Bediengriff 29 der Untersuchungseinrichtung 5 wir­ kende Kraft abgeleitet werden, wenn diesem zumindest ein Kraftsensor zugeordnet ist. Das Signal des Kraftsensors ist mit in der Fig. 3 mit x13 gekennzeichnet und wird dann sowohl dem Steuerrechner 25 als auch dem Verstell-Motorcontroller 27 als Freigabesignal zugeführt.

Wie bereits erläutert, ist der Hebelanordnung 1 ein Beschleu­ nigungssensor 19 zugeordnet, dessen der Beschleunigung ent­ sprechendes Beschleunigungssignal x8 einem Beschleunigungs­ signal-Verstärker 30 zugeführt wird, wo es verstärkt und dem Steuerrechner 25 sowie dem Verstell-Motorcontroller 27 durch ein der Beschleunigung hinsichtlich der Größe entsprechendes Beschleunigungsgrößensignal x11 und ein Beschleunigungsrich­ tungssignal x12 zugeführt wird. Überschreiten das Beschleuni­ gungsgrößensignale x11 und das Beschleunigungsrichtungssignal x12 vorgegebene Werte, so wird über den Steuerrechner 25 das Aktivierungssignal x14 unterbrochen und an den Verstell- Motorcontroller 27 geleitet, der die Ansteuerung der elektro­ mechanischen Verstelleinrichtung 13 unterbindet oder diese entsprechend einer Ansteuerung hinsichtlich einer entgegenge­ setzten Verstellrichtung der Untersuchungseinrichtung 5 an­ steuert.

Im Rahmen der Erfindung können den Auslenkungsbegrenzungsmit­ teln 20 ebenfalls Sensoren zugeordnet werden, die ein Signal erzeugen, wenn der erste Hebelarm 3 über die Auslenkungsbe­ grenzungsmittel 20 in seiner Bewegung gestoppt wird. Dieses Signal wird dann dem Steuerrechner 25 zugeführt, der ein Feh­ lersignal generiert, das einem Bediener durch beispielsweise Darstellung an einer Anzeigeeinrichtung zur Kenntnis gebracht wird.

Claims (13)

1. Gewichtsausgleichseinrichtung für eine verstellbare Unter­ suchungseinrichtung (5) eines medizinischen Gerätes, aufweisend eine Hebelanordnung (1) sowie ein steuerbares Stellmittel (2) zum Angriff an einem ersten Hebelarm (3) zum Aufbringen einer Kompensationskraft (F_K) für die am anderen Hebelarm (4) angreifende Gewichtskraft (F_G) der Untersu­ chungseinrichtung (5).

2. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hebelanordnung (1) einen ersten langen und einen zweiten kurzen Hebelarm (3, 4) aufweist, und wobei das steuerbare Stellmittel (2) am langen und die Ge­ wichtskraft (F_G) am anderen kurzen Hebelarm (4) angreift.

3. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hebelanordnung (1) ein Kraftsensor und dem steuer­ baren Stellmittel (2) eine Steuereinrichtung (18) zugeordnet ist und wobei das Signal des Kraftsensors der Steuereinrichtung (18) hinsichtlich der Ansteuerung des steuerbaren Steilmit­ tels (2) hinsichtlich der Einstellung der erforderlichen Kom­ pensationskraft (F_K) zugeführt wird.

4. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das steuerbare Stellmittel (2) über zumindest ein ela­ stisches Element (10, 11) an der Hebelanordnung (1) angreift, wobei der Hebelanordnung (1) eine Auslenkungserfassungsein­ richtung (17) zugeordnet ist, und
wobei das von der Auslenkung der Hebelanordnung abhängige Si­ gnal der Auslenkungserfassungseinrichtung (17) einer Auslen­ kungs-Steuereinrichtung (22, 23, 24, 26) für das steuerbare Stellmittel (2) zugeführt wird, aufgrund der eine Ansteuerung des steuerbaren Stellmittels (2) hinsichtlich des Ausgleichs der Auslenkung der Hebelanordnung (1) bewirkbar ist.

5. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das steuerbare Stellmittel (2) als elektromechanische Einrichtung ausgeführt ist.

6. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei die Untersuchungseinrichtung über eine Verstelleinrich­ tung (13) verstellbar ist und
wobei eine durch eine an der Untersuchungseinrichtung (5) an­ greifende Kraft eine durch die Verstelleinrichtung (13) un­ terstützte Verstellung in Richtung der Krafteinwirkung er­ folgt.

7. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 6, wobei der elektromechanisch ausgeführten Verstelleinrichtung (13) eine Verstell-Steuereinrichtung (26, 27, 25) zugeordnet ist, der das Signal der Auslenkungserfassungseinrichtung (17) zugeführt wird, wobei die elektromechanische Verstelleinrichtung (13) für die Un­ tersuchungseinrichtung (5) angesteuert wird, während das steuerbare Stellmittel (2) passiv ist und bei nicht vorhande­ ner Krafteinwirkung die elektromechanische Verstelleinrich­ tung (13) für die Untersuchungseinrichtung (5) passiv ist, während das steuerbare Stellmittel (2) hinsichtlich der Kom­ pensation der Auslenkung aktiv ist.

8. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 6,
wobei der Hebelanordnung (1) ein Beschleunigungssensor (19) zugeordnet ist,
wobei das Signal des Beschleunigungssensors (19) über eine Beschleunigungs-Steuereinrichtung (30, 27, 25) auf die elek­ tromechanische Verstelleinrichtung (13) hinsichtlich deren passiv oder in entgegengesetzter Richtung wirkenden Steuerung einwirkbar ist.

9. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Untersuchungseinrichtung (5) als Zielgerät ausge­ führt ist, das entlang zumindest einer Lagerungsvorrichtung (15) verstellbar und mit dieser um die Achse (16) verschwenk­ bar ist.

10. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Verstellung der als Zielgerät ausgeführten Untersu­ chungseinrichtung (5) über eine mit der Untersuchungseinrich­ tung (5) und der elektromechanischen Verstelleinrichtung (13) in Wirkverbindung stehenden weiteren Spindel (12) erfolgt.

11. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 10, wobei die weitere Spindel (12) als Kugelgewindespindel ausge­ führt ist.

12. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Hebelanordnung (1) Auslenkungsbegrenzungsmittel (20) zur Begrenzung deren Auslenkung zugeordnet sind.

13. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei beim Überschreiten einer vorgegebenen Auslenkung auf­ grund des Signales der Auslenkungserfassungseinrichtung (17) ein Fehlersignal erzeugt wird, das eine Anzeigeeinrichtung steuert.