DE3221842A1 - Ultraschall-nachlaufregelung fuer mechanische elemente und mit dieser nachlaufregelung ausgeruestetes radiologisches geraet - Google Patents

Ultraschall-nachlaufregelung fuer mechanische elemente und mit dieser nachlaufregelung ausgeruestetes radiologisches geraet

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DE3221842A1
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Edmond 95500 Gonesse Chambron
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Thales SA
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    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4476—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to motor-assisted motion of the source unit
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00—Control of position or direction
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
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Description

THOMSON - CSF
173, Bd. Haussmann
75008 PARIS / Frankreich
Unser Zeichen: T 3516
Ultraschall-Nachlaufregelung für mechanische Elemente und mit dieser Nachlaufregelung ausgerüstetes radiologisches
Gerät
Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Nachlaufregelung für mechanische Elemente zum Angleichen einer Istposition an eine Sollposition sowie ein mit einer derartigen Nachlaufregelung ausgerüstetes radiologisches Gerät. 5
Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Radiologie, bei der eine Strahlungsquelle in eine bestimmte Stellung gebracht wird und ein radiologischer Bilddetektor nach dieser Strahlungsquelle ausgerichtet werden muß. 10
Die Erfindung ist aber auch allgemein anwendbar auf alle Gebiete der Nachlaufregelung zürn Angleichen einer Istposition an eine Sollposition.
Es ist bereits bekannt, zur Steuerung der Bewegung von mechanischen Elementen Ultraschall zu verwenden. Bei diesen
HD/bl
mechanischen Elementen handelt es sich um die Träger von Aufnehmern oder Fühlern, die Fernsteuerbefehle über Ultraschall empfangen. Die Erfassung der Entfernungsdaten des nachgeführten mechanischen Elementes an einem Ursprungspunkt erfolgt durch Messung des reflektierten Echos. Ein von einer Sonde emittiertes Signal wird an dem mechanischen Element reflektiert und kehrt nach einer bestimmten Zeitspanne zurück, deren Messwert die gefundene Absolutposition des nachgeführten mechanischen Elementes angibt. Um eine ausreichende Präzision zu erreichen, erfordern derartige Vorrichtungen eine aufwendige Elektronik.
Die erfindungsgemäße Nachlaufregelung ermöglicht eine wesentliche Vereinfachung der Steuerelektronik sowie eine Verbesserung der relativen Genauigkeit der Regelung.
Entfernungsmessungen d\irch sich in der Luft ausbreitende Ultraschallbündel wurden bereits zur Scharfstellung von Fotoobjektiven angewendet. Wohlbekannt ist auch die Fernsteuerung von Haushaltsgeräten, z.B. Fernsehern, über Ultraschall. Die Anwendung dieser Verfahren auf die metrische Nachlaufregelung mit einer Präzision, die genauer ist als ein Millimeter, erfordert jedoch eine Signalkodierung mit mehreren zehn Binärelementen, wodurch die Elektronik sehr aufwendig wird.
Ein besonerer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie es ermöglicht, die Anzahl der" zu verarbeitenden Binärelemente zu vermindern und gleichzeitig eine hohe Genauigkeit selbst bei Bewegungen über mehrere Meter zu erreichen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie leicht auf die Lösung verschiedenster Probleme angewendet werden kann. Insbesondere ist es aus der Radiologie bokannt, daß die Ausrichtung von zwei beweglichen mechanischen Elementen schwierig ist. Dies trifft z.B. auf eine Röntgenstrahlenquelle zu, die mit hoher Genauigkeit in Bezug auf die Empfangsoptik eines radiologischen Film-
kassettenraagazins positioniert werden muß. Durch die Erfindung wird eine Ausrichtung dieser beiden Elemente mit hoher Präzision erreicht, ohne daß der Umfang der Elektronik zunimmt.
Die erfindungsgemäße Ultraschall-Nachlaufregelung enthält Ultraschallsonden, welche die Relativpositionen der verschiedenen mechanischen Elemente messen, wobei jedes dieser mechanischen Elemente durch Antriebsmittel auf Führungseinrichtungen bewegt wird. Die Nachlaufregelung umfaßt ferner Positioniereinrichtungen für die steuernden mechanischen Elemente, Meßschaltungen zur Messung der Relativpositionen der den steuernden mechanischen Elementen zugeordneten nachgeführten mechanischen Elemente, Steuerschaltungen zum Steuern der Antriebseinrichtung der nachgeführten mechanischen Elemente sowie Mittel zur Positionierung der nachgeführten mechanischen Elemente in Positionen, welche die Positionen der steuernden mechanischen Elemente abbilden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Nachlaufregelung;
Fig. 2 Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Nachlaufregelung;
Fig. 3 eine Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Regelschaltung; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachlaufregelung.
Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der Nachlauf-
C Αι regelung sind das steuernde und das nachgeführte Element mechanische Elemente, die auf Führungseinrichtungen beweglich sind. Schematisch ist ein steuerndes oder führendes Element 1 gezeigt, das sich auf einer Führungsrichtung 7 bewegt, und ein nachgeführtes mechanisches Element 2 bewegt sich auf einer Führungseinrichtung 8. Um das Verständnis zu erleichtern, sind die Führungseinrichtungen als geradlinig und zueinander parallel angenommen. Ferner kann jeder Punkt der Führungseinrichtung 7, 8 als senk-
IQ rechte Projektion der gegenüberliegenden Führungseinrichtung aufgefaßt werden. In dieser Figur entspricht also jeder Punkt einer der Führungseinrichtungen, der eine Position des sich bewegenden mechanischen Elementes darstellt, einem Bildpunkt, der sich durch senkrechte Projektion auf die gegenüberliegende Führungseinrichtung ergibt. Ultraschall sonden 3 und A sind an den Führungseinrichtungen 7 und 8 befestigt. Die Sonde 3 ist dem steuernden mechanischen Element 1 zugeordnet. Sie sendet und empfängt ein Ultraschallbündel 5, das an einer Reflektorvorrichtung reflektiert wird, die von dem steuernden Element getragen wird. Dieses Reflektorelement kann durch eine Fläche des mechanischen Elementes gebildet sein. Es kann sich auch um eine Hilfseinrichtung handeln, die mit dem entsprechenden mechanischen Element verbunden ist. Um eine einwandfreie Funktion der Vorrichtung zu gewährleisten, ist es erforderlich, daß die Oberfläche jedes Reflektors im wesentlichen senkrecht zur Einfallsrichtung des Ultraschallbündels 5 ist. Das reflektierte Ultraschallbündel muß auf die aussendende Sonde geworfen werden. Die Sonde 4 ist dem nachgeführten mechanischen Element 2 zugeordnet. Zur Vereinfachung wird angenommen, daß die Position der Sonde 4 die Abbildung der Position der Sonde 3 durch senkrechte Projektion ist. In Figur 1 ist schematisch die relative Positionierung des steuernden Elementes 1 und des nachgeführten Elementes 2 durch den Abstand D1 des steuernden Elementes von der Quelle 3 und den Abstand D2 des nachgeführten Elementes von der Sonde 4 bezeichnet. Bei den bekannten Nachlaufregelungen ist die Kenntnis beider Ab-
stände D1 und D2 erforderlich. Bei Entfernungen, die größer sind als ein Meter, wird die Anzahl von Binärelementen zur Kodierung und Verarbeitung dieser Daten sehr groß, so daß die Elektronik sehr umfangreich wird.
Um den Umfang dieser Elektronik zu vermindern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Abstand zwischen dem nachgeführten Element und dem steuernden Element zu messen.
Die Sonden 3, 4 können vom Sende/Empfangs-Typ sein. Eine solche Sonde umfaßt einen Impulsgenerator und eine Detektionsschaltung. Sie umfaßt ferner einen elektronischen Schalter, der die Sonde periodisch an den Impulsgenerator und anschließend an die Detektionsschaltung anlegt.
In Figur 2 ist die Arbeitsweise der Nachlaufregelung anhand eines Diagramms verdeutlicht. Der Rechteckimpuls 15a bedeutet, daß der elektronische Schalter der Sonde in Sendestellung gebracht ist. Der Impulsgenerator gibt während der Dauer dieses Rechteckimpulses an die Sonde eine Folge von elektronischen Impulsen ab, durch die z.B. ein piezoelektrischer Kristall erregt wird. Dieser Kristall sendet eine Ultraschallwelle aus, die eine Mehrzahl von Frequenzen in der Größenordnung von 40-60 kHz umfassen kann, um eine gute Ausbreitung in der Luft zu gewährleisten. Anschließend an den Rechteckimpuls 15a wird die Sonde auf Empfang umgeschaltet. In Figur 2 ist der Empfang eines Echos durch diese Sonde im Diagramm b als Rechteckimpuls 17b dargestellt. Es vergeht eine Zeitspanne T1 zwisehen dem Beginn der Aussendung der Ultraschallwellen bzw. des Rechteckimpulses 15a und dem Empfang des am Reflektor des zugeordneten mechanischen Elementes reflektierten Echos bzw. Rechteckimpulses T7b. Nach der Emission durchläuft die Ultraschallwelle während der Zeitspanne T.
den Abstand zwischen der Sonde und dem Reflektor, also die Entfernung D1, sowie den Rückweg vom Reflektor bis zur Sonde. Die von der Wellenfront durchlaufene Entfernung beträgt also den doppelten Abstand zwischen der Sonde
und dem zugeordneten mechanischen Element. Die Zeit T1 ist also ein Maß für diese Entfernung D1. Die Empfangsschaltung jeder Sonde 3, 4 ist an eine Meßschaltung 9 angel3gt, welche die Relativpositionen mißt. Das steuernde Element 1 wird durch einen Motor 10 angetrieben, dessen Betrieb durch eine Positions-^Steuerschaltung 12 gesteuert wird. Diese Positions-Steuerschaltung 12 kann von einer Bedie*- nungsperson bedient werden, die das steuernde mechanische Element auf die gewünschte Arbeitsstellung einstellt. Das nachgeführte mechanische Element 2 wird von einem Motor 11 angetrieben, der aus einer Steuerschaltung 13 gespeist wird, die zum einen aus einer Bildpositionsschaltung 14 Bildpositionsdaten und zum anderen Relativpositionsdaten aus der Meßschaltung 9 empfängt.
Die Bildpositionsschaltung 14 umfaßt eine Eingabeeinrichtung zur Eingabe der Bildposition des steuernden mechanischen Elementes 1. Diese Einrichtung kann eine Tastatur umfassen, durch die der Benutzer Funktionen aufrufen kann.
Insbesondere kann der Benutzer Bildpunkte anwenden, die sich durch senkrechte Projektion ergeben. Er kann aber auch andere Transformationen eingeben, z.B. Drehungen, orthogonale Affinitäten und homothetische Transformationen. Insbesondere kann auch eine zusammengesetzte Abbildung definiert werden, die z.B. aus einer senkrechten Projektion der Position des steuernden Elementes auf die Führungsschiene 8 des geführten Elementes und einer anschließenden Translation um eine gegebene affine Größe auf dieser Schiene besteht, die eine besondere Bildposition der
° Position des steuernden Elementes definiert. Diese Bildposition ist diejenige Position, die von der erfindungsgemäßen Nachlaufregelung berücksichtigt wird, d.h. die Endposition des nachgeführten Elementes.
ΰΟ Unter Bezugnahme auf Figur 2 wird nun die Arbeitsweise der Nachlaufregelung nach Figur 1 erläutert. Das Diagramm a stellt also die Folge der von der Sonde 3 ausgesandten Impulse dar, während das Diagramm c eine synchrone
Impulsfolge darstellt, die von der Sonde 4 ausgesandt wird. Bei der Ausführungsform nach Figur 1 wird die von der Sonde 4 ausgesandte Ultraschallwelle reflektiert und erzeugt das im Diagramm d dargestellte Echo 17d. Da das steuernde mechanische Element 1 in einer größeren Entfernung γόη seiner zugeordneten Sonde dargestellt ist, wird das Echo 17b des ausgesandten Ultraschall-Wellenzuges 15a später empfangen. Die Echos 17b und 17d werden von den DetektionsSchaltungen der Sonden 3 und 4 in Form von elektrischen Signalen an die Meßschaltung abgegeben, welche die Relativpositionen mißt und einen Rechteckimpuls erzeugt, der im Diagramm e gezeigt ist und dessen Anstiegsflanke durch das Auftreten des ersten Echos 17d ausgelöst wird, während die Abfallflanke durch das Erscheinen des Echos 17b, also des zweiten empfangenen Echos, ausgelöst wird. Die Dauer T dieses Rechteckimpulses entspricht der Zeitdifferenz T1 - T„ der Empfangszeitpunkte der Echos 17b und 17d. Die Dauer T ist also ein Maß für die Relativposition D1 - D2 des nachgeführten mechanischen Elementes 2 in Bezug auf die Position des steuernden mechanischen Elementes 1. Am Ende der Folge kann eine neue Impulsserie 16a, 16c ausgelöst werden. Die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen 15a, 16a muß der größten möglichen Entfernung zwischen der Sonde 3 und dem nachgeführten mechanischen Element entsprechen. Die Meßschaltung 9 gibt an die Steuerschaltung 13 einerseits den Befehl ab, den Motor 11 einzuschalten, und andererseits gibt sie die Bewegungsrichtung des nachgeführten mechanischen Elementes 2 an.
Bei einem Grenzwert D, der von der Bildpositionsschaltung 14 abgegeben wird, gibt die Steuerschaltung 13 des Motors 11 des nachgeführten mechanischen Elementes 2 an die Schaltung 13 den Befehl ab, den Motor abzuschalten. Die Angleichung der Position des nachgeführten mechanischen Elementes 2 an die Bildposition, die der Position des steuernden mechanischen Elementes 1 zugeordnet ist, ist dann verwirklicht. Wenn eine Ausrichtung des nachgeführten
mechanischen Elementes 2 auf den sich durch senkrechte Projektion ergebenden Bildpunkt der Position des steuernden mechanischen Elementes 1 gewünscht wird, muß bei der Ausführungsform nach Figur 1 die Zeitspanne bzw. Dauer T lediglich möglichst klein gemacht werden. In diesem Falle steuert die Steuerschaltung 13 den Motor 11 so lange an, bis die Empfangszeit T- des Echos 17d genau gleich der Empfangszeit T. des Echos 17b ist.
In Figur 3 ist eine besondere Ausführungsform der Meßschaltung 9 zur Messung der Relativpositionen gezeigt. Die Echosignale 21 und 22 werden gleichzeitig an die Eingänge von zwei Schaltkreisen 19, 20 angelegt. Der Schaltkreis ist eine Detektionsschaltung für die Erfassung der Bewegungsrichtung, die das nachgeführte mechanische Element erhalten muß. Bei linsenförmigen Bewegungen muß nämlich die Bewegungsrichtung so gewählt sein, daß die Entfernung vermindert wird, die zwischen dem steuernden mechanischen Element und dem nachgeführten mechanischen Element liegt.
Bei einer besonderen Ausführungsform ist diese Detektionsschaltung eine JK-Kippschaltung. Die beiden Drehrichtungen werden dann mit "1" oder "0" kodiert, je nach dem gewählten Konstruktionskonzept. Der Schaltkreis 20 ist eine Meßschaltung zum Messen des Zeitintervalls zwischen dem Erscheinen der beiden Echosignale. Eine solche Meßschaltung kann eine RS-Kippschaltung enthalten, deren Zustand sich bei jedem Übergang an dem einen oder anderen Eingang dieser Schaltung verändert. Am Ausgang der Schaltung tritt ein digitaler Rechteckspannungsimpuls auf, der analog dem Rechteckimpuls 18 im Diagramm e der Figur 2 ist. Bei einer besonderen Ausführungsform, bei der es erforderlich ist, den Rechteckimpuls 18 in Binärform umzusetzen, wird vorgeschlagen, den Ausgang der Kippschaltung 20 an eine AND-Schaltung 25 anzulegen, um den Ausgang eines Hochfrequenz-Oszillators 26 freizugeben. Wenn der Rechteckimpuls 18 ansteigt, wird am Ausgang 24 der AND-Schaltung eine Impulsfolge abgegeben. Wenn der Rechteckimpuls abfällt, wird die Torschaltung gesperrt, und ihre Ausgangsspannung sinkt
auf niedrigen Pegel ab. Durch einen Zähler kann dann das
Zeitintervall T bzw. die Dauer des Rechteckimpulses 18 ' gezählt werden.
Bei einer anderen Ausführungsform ist der Oszillator 26 mit den Sonden 3, 4 über einen einzelnen elektronischen Sende/Empfangs-Umschalter verbunden. Zu jeder Sonde gehört jeweils nur eine Detektionsschaltung. Durch diese Ausbildung wird gewährleistet, daß die Rechteckimpulse 15a und 15c in Figur 2 genau synchron sind.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Motor 11 um einen Schrittmotor. Bei einem solchen Motor ist es erforderlich, rampenförmige Spannungen zu liefern, die so vorprogrammiert sind, daß der Motor in eine besondere Stellung gebracht wird. Eine Steuerschaltung enthält dann einen Adressengenerator, dessen Eingang dem Ausgang 24 der AND-Schaltung 25 der Meßschaltung 9 entspricht. Der Ausgang des ZÄhlers gibt dann in Binärform die Anzahl von Impulsen wieder, die von dem Oszillator 26 während der Dauer T des Rechteckimpulses 18 abgegeben wurden. Dieser Ausgang ist mit dem Adresseneingabebus eines PROM-Speichers verbunden. Jede Adresse dieses Speichers enthält den Momentanwert der Spannung im Verlaufe des Hochzählens des Zählers. Der Zähler legt nämlich als Adresse eine Zahl an, die sich zwischen 1 und N ändert, wenn der Rechteckimpuls 18 die Abgabe von N Schwingungsvorgängen zuläßt.
Da die Periode einer Schwingung einem Entfernungs'schritt der Nachlaufregelung entspricht, ist es möglich, in den PROM-Speicher eine Kurve einzugeben, welche die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 11 in Abhängigkeit von dem Relativabstand zwischen dem nachgeführten Element und der Bildposition des steuernden Elementes abhängt, so daß z.B. der Motor 11 das nachgeführte mechanische Element mit einer gegen Null gehenden Geschwindigkeit in seine Sollposition bringen kann. Die Regelschleife ist dann
notwendigerweise offen, was eine gute Systemstabilität gewährleistet.
Wenn es sich bei dem Motor 11 um einen Schrittmotor handelt, folgt auf den programmierbaren PROM-Speicher ein Digital-Analog-Umsetzer, auf den ein Spannungs/Frequenz-Umsetzer folgt. Die Steuerschaltung des Motors 11 kann mehrere PROM-Speicher enthalten, die nach Belieben des Benutzers ausgewählt sind, so daß dieser eine Regelkurve auswählen kann, die in Abhängigkeit von den mechanischen Bedingungen optimiert ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Entsprechung zwischen der Nachlaufregelung und dem geregelten Relativabstand eine Beziehung zwischen der Erregung des Motors 11 in Abhängigkeit von dem geregelten Relativabstand und den Konstruktionsparametern sein. Der Speicher kann dann durch einen Prozessor ersetzt werden.
Bei einer besonderen Ausführungsform wird das sich in der Luft ausbreitende Ultraschallbündel in einen hohlen Wellenleiter eingeschlossen. Dieser hohle Wellenleiter entspricht in seiner Form der Form der Bahn, die das zugeordnete mechanische Element durchlaufen soll. Durch den Wellenleiter kann die Empfindlichkeit der Regelschleife verbessert werden, insbesondere, wenn das geregelte mechanische Element sich in einer großen Entfernung von der Sonde befindet. Der dem mechanischen Element zugeordnete Reflektor befindet sich im Inneren des Wellenleiters. Er ist mit dem mechansichen Element über einen Arm oder eine elektromechanische Einrichtung verbunden. Wenn die Verbindung zwischen dem Reflektor und dem mechanischen Element durch einen Arm gebildet ist, wird der Wellenleiter gespalten, um den Durchgang des Armes in das Innere des Wellenleiters zu ermöglichen. Durch eine solche Anordnung
können mechanische Elemente auf ungeradlinigen Bahnen nachgeführt werden. Es können dann bekannte Moden-Diskriminatorschaltungen der Detektionsschaltung jeder Sonde zugeordnet werden.
In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachlaufregelung gezeigt. Bei dieser Ausführungs-
* form ist die Empfangsfunktion jeder Sonde auf das geregelte mechanische Element selbst übertragen. Dadurch kann die Meßfrequenz gesteigert und die Präzision verbessert werden. Sowohl in dem steuernden als auch in dem nachgeführten Zweig befindet sich ein Sender 31 bzw. 32, der ein Ultraschallbündel zu einem Aufnehmer 29 bzw. 30 aussendet. Jeder Aufnehmer oder Wandler 29 bzw. 30 ist mit einem mechanischen Element 27 bzw. nachgeführten Element 28 verbunden. Beide mechanischen Elemente 27, 28 sind auf einer Schiene 270 bzw. 280 geführt. Jedes Detektionssignal wird von einem Verstärker 33 bzw. 34 empfangen, der das piezoelektrisch empfangene Signal in Form bringt. Beide Ausgänge sind an eine Steuerschaltung 35 angelegt. Diese Steuerschaltung 35 umfaßt einen Oszillator, dessen Ausgang .352 durch einen Schaltkreis freigegeben wird, der analog dem Schaltkreis 19 ist. Der Ausgang 352 kann zur Steuerung von Antriebseinrichtungen des nachgeführten mechanischen Elementes 28 dienen; diese Antriebseinrichtung ist in Figur 4 nicht dargestellt. Ein besonderer Ausgang 350 des Oszillators kann durch eine monostabile Kippschaltung freigegeben werden, die durch den Empfang des zweiten der beiden Detektionssignale initiiert wird. Die von dem Oszillator abgegebenen Impulse werden während der Standzeit der monostabilen Kippschaltung gleichzeitig an die Ultraschallsender 31 und 32 angelegt. Nach Ablauf der Standzeit der monostabilen Kippschaltung endet die Sendefunktion der Sender 31 und 32. Sie werden erst wieder aktiv, wenn das zweite Detektionssignal empfangen wird. Durch diese Ausführungsform wird die Synchronität der Regelung beim Aussenden gewährleistet.
Die Erfindung ist für zahlreiche Anwendungen geeignet. Insbesondere kann das steuernde mechanische Element ein feststehendes Element sein. Der Benutzer zeigt lediglich die Bildposition an, in die das nachgeführte mechanische Element gebracht werden soll. Die Sonde 3 der Ausführungsform
nach Figur 1 dient dann der Regelung als Eicheinrichtung. Durch die Sonde 4 kann die Position des nachgeführten me- * chanischen Elementes 2 auf einen vorbestimmten Abstand von der Abbildung des feststehenden steuernden Elementes 1 geregelt werden.
Bei einer anderen Anwendung wird das Ultraschallbündel, das geeignete Frequenzen enthält, von den Enden des Körpers eines Patienten aufgefangen. Das Meßsystem ermöglicht es, ein Tomodensitometer auf einem abzubildenden Organ zu positionieren. Es ist nämlich bekannt, daß das Verhältnis der Entfernungen eines Organs von den beiden Körperenden im wesentlichen bei allen Individuen stets dasselbe ist. Die Kenntnis der Positionen des Kopfes und der Füße reicht also aus, um die relative Position eines beliebigen Organes in Bezug auf die momentane Position des tomodensitrometrischen Erfassungssystems zu bestimmen.
Die Erfindung ist allgemein auf alle Nachlaufregelungen anwendbar, bei denen Positionen nachgebildet werden sollen.
Lee 7,
rseite

Claims (1)

  1. PRINZ, BUNK:E:&: PARTNER ά
    Patentanwälte · European Patent Attorneys
    München Stuttgart
    9. Juni 1982
    THOMSON - CSF
    173, Bd. Haussmann
    75008 PARIS / Frankreich
    Unser Zeichen: T 3516
    Patentansprüche
    ( 1.)Ultraschall-Nachlaufregelung für die Relativpositionen mechanischer Elemente (1, 2), von denen jedes durch Antriebseinrichtungen (10, 11) auf Führungseinrichtungen (7/8) bewegbar ist, wobei die jeweiligen Positionen der verschiedenen Elemente durch Ultraschallsonden (3, 4) gemessen werden, gekennzeichnet durch Positioniermittel (12) zum Positionieren von steuernden mechanischen Elementen (1), Meßschaltungen (9) zum Messen der Relativpositionen von nachgeführten mechanischen Elementen (2) in Bezug auf die zugeordneten steuernden mechanischen Elemente (1), Steuerschaltungen (13) zum Steuern der Antriebsmittel (11) der nachgeführten mechanischen Elemente (2) und durch Einrichtungen (14) zum Positionieren der nachgeführten mechanischen Elemente (2) auf Positionen, die Abbildungen der Positionen der steuernden mechanischen Elemente (1) sind.
    2. Nachlaufregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallsonden (3, 4) mit Ausbreitung in der
    Luft arbeiten.
    3. Nachlaufregelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sonde (3, 4) vom Sende/Empfangs-Typ ist -und durch elektronische Umschaltmittel an einen Impulsgenerator zur Erregung mit vorbestimmten Frequenzen und an eine Empfangsschaltung zum Empfangen des Ultraschallsignals anlegbar ist.
    4. Nachlaufregelung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes mechanische Element der Regelung (1, 2) einen Reflektor zum Reflektieren der Ultraschallwelle umfaßt, dessen Oberfläche im wesentlichen senkrecht zur Einfallsrichtung der Welle ist.
    5. Nachlaufregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung (9) zum Messen der Relativpositionen einen Eingang (21) für das Empfangssignal aus der Meßsonde (3) zum Messen der Position des steuernden mechanischen Elementes (1) und einen Eingang (22) für das Empfangssignal der Meßsonde (4) zum Messen der Position des nachgeführten mechanischen Elementes (2) umfaßt, welche mit den Eingangsanschlüssen einer Detektionsschaltung (19) zur Detektion der erforderlichen Bewegungsrichtung des nachgeführten Elementes (2) und mit den Eingangsanschlüssen einer Meßschaltung (20, 25, 26) zur Messung des Zeitintervalls zwischen dem Erscheinen der beiden Empfangssignale verbunden sind.
    6. Nachlaufregelung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsschaltung (19) eine JK-Kippschaltung ist.
    7. Nachlaufregelung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung (20, 25, 26) eine Kippschaltung (20) umfaßt, deren Zustand sich bei jedem übergang an dem einen oder anderen ihrer Eingänge ändert.
    8. Nachlaufregelung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung (20, 25, 26) eine Kippschaltung (20) umfaßt, deren Zustand sich bei jedem übergang an dem einen oder anderen ihrer Eingänge ändert und deren
    "5 Ausgang an eine AND-Schaltung (25) angelegt ist, die ferner die Impulse aus einem Oszillator (26) empfängt, der mit einer vorbestimmten Frequenz arbeitet, während der Ausgang (24) der AND-Schaltung (25) mit der Steuerschaltung (13) des Motors (14) des nachgeführten mechanischen Elementes (2) verbunden ist.
    9. Nachlaufregelung nach Anspruch 8, mit einem Schrittmotor (11) zur Bewegung des nachgeführten mechanischen Elementes (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (13) des Schrittmotors (11) einen Zähler (13) umfaßt, der die Impulse vom Ausgang (24) der AND-Schaltung (25) empfängt, wobei das binärcodierte Ausgangssignal des Zählers an die Adressenselektionseingänge eines programmierbaren Speichers angelegt ist, dessen Binärausgang mit einer programmierten Stromversorgung verbunden ist, die an den Schrittmotor (11) eine Gleichspannung mit programmierten Spannungsstufen abgibt.
    10. Nachlaufregelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sonde (3, 4) mit einem Wellenleiter in Verbindung ist, der parallel zur Bahn des mechanischen Elementes ist, zu dessen Positionserfassung die Sonde bestimmt ist.
    11. Nachlaufregelung nach Anspruch 4 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der ültraschallwellenreflektor sich im Inneren des Wellenleiters befindet und mit dem sich außerhalb des Wellenleiters befindenden mechanischen
    Element verbunden ist.
    35
    12. Nachlaufregelung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die BildpositionsHchaltung (14) eine Einrichtung zum Eingeben der Bildposition
    4
    des steuernden Elementes (1) umfaßt.
    13. Nachlaufregelung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpositionsschaltung (14) eine Vorrichtung umfaßt, die eine Abbildung der Position des ,steuernden Elementes (1) erzeugt und die eingegebenen Daten aus der Einrichtung zur Eingabe der Bildposition empfängt.
    14. Nachlaufregelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sonde (31, 32) vom Sendetyp ist und daß jedes mechanische Element (27, 28) einen U3traschallaufnehmer (29, 30) trägt.
    15. Nachlaufregelung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionssignale der Aufnehmer (29, 30) Formgebungsverstärkern (33, 34) zugeführt werden, deren Ausgänge mit einer Meßschaltung (35) zum Messen der relativen Positionen verbunden sind, deren Ausgang (352) mit der Steuerschaltung (13) zum Steuern der Betriebsmittel (11) des nachgeführten mechanischen Elementes (28) verbunden ist.
    16. Nachlaufregelung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (35) einen Oszillator umfaßt, dessen einer Ausgang (350) durch eine monostabile Kippschaltung freigegeben wird, die durch den Empfang des zweiten der beiden Detektionssignale initiiert wird.
    SQ 17. Radiologisches Gerät mit einer Strahlungsquelle und einem Detektor für das radiologische Bild, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Nachlaufregelung nach einem der vorstehenden Ansprüche umfaßt.
DE19823221842 1981-06-12 1982-06-09 Ultraschall-nachlaufregelung fuer mechanische elemente und mit dieser nachlaufregelung ausgeruestetes radiologisches geraet Withdrawn DE3221842A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3709514C1 (en) * 1987-03-23 1988-07-14 Ulf Prof Dr Claussen Method for positioning
DE3723009A1 (de) * 1987-07-11 1989-01-19 Heraeus Gmbh W C Operationsleuchte

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0256271A1 (de) * 1986-07-15 1988-02-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Feinjustierung eines Objektes auf einer Teilfläche einer Ebene
DE3733346A1 (de) * 1987-10-02 1989-04-13 Hauni Werke Koerber & Co Kg Werkzeugmaschine
JP3100973B2 (ja) * 1990-09-27 2000-10-23 三信工業株式会社 舶用推進機の遠隔制御装置
JP2004503194A (ja) * 2000-07-05 2004-01-29 リナック　エー／エス ２以上のｄｃモータ、特に家具調節用アクチュエータのための制御装置
US20090099465A1 (en) * 2007-10-15 2009-04-16 Summit Doppler Systems, Inc. System and method for a non-supine extremity blood pressure ratio examination
WO2013065703A1 (ja) * 2011-11-04 2013-05-10 株式会社 日立メディコ Ｘ線高電圧装置およびその運転方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1162453B (de) * 1960-12-30 1964-02-06 Peelle Company Anordnung zur Lagesteuerung von beweglichen Gegenstaenden, insbesondere von Aufzugskabinen, mittels Ultraschallsignalen
US3775582A (en) * 1971-12-09 1973-11-27 North American Rockwell Proximity control using microwave techniques
DE2528293A1 (de) * 1975-06-25 1977-01-20 Krupp Gmbh Geradlauf-regeleinrichtung
JPS5232479A (en) * 1975-09-05 1977-03-11 Nippon Denso Co Ltd Original point return device of position control machine
NL7601219A (nl) * 1976-02-06 1977-08-09 Philips Nv Roentgensysteem met een roentgenstraler- en een roentgendetector aandrijving.
US4087694A (en) * 1976-09-20 1978-05-02 Cgr Medical Corporation Tomography system
US4204146A (en) * 1978-06-01 1980-05-20 Barbedienne Roger Serge Servo-control method and device
US4292576A (en) * 1980-02-29 1981-09-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Mask-slice alignment method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3709514C1 (en) * 1987-03-23 1988-07-14 Ulf Prof Dr Claussen Method for positioning
DE3723009A1 (de) * 1987-07-11 1989-01-19 Heraeus Gmbh W C Operationsleuchte

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