EP0059999A1 - Control system for devices movable in space - Google Patents
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Abstract
Die räumlich bewegbare Vorrichtung 1 hat Stellglieder 7a - 7f. Das System besteht aus einer Handeinheit 2, Prozesssteuereinheit 5 mit Eingabestelle 6 und Monitor 8. Die Handeinheit 2 wird von einer Hand derart bedient, dass die Bedienungselemente 3a - 3f, mit denen die verschiedenen Positionsparameter (e, α, r, s, q, v) anwählbar sind, im Griffbereich des Zeige-, Mittel, Ring- und kleinen Fingers sind, und dass sich ein Schieber 4, der die Richtung und Geschwindigkeit der angewählten Parameteränderung steuert, im Griffbereich des Daumens befindet. Die Handeinheit 2 ist deshalb mit einer Hand im ganzen Wirkungsbereich bedienbar, gleichzeitig sind die eingestellten Parameterwerte (e, α, r, s, q, v) auf dem Monitor 8 in Grossanzeige ablesbar, und die Totmann-Forderung ist vollumfänglich gewährleistet.The spatially movable device 1 has actuators 7a - 7f. The system consists of a hand-held unit 2, process control unit 5 with input point 6 and monitor 8. The hand-held unit 2 is operated by one hand in such a way that the operating elements 3a - 3f with which the various position parameters (e, α, r, s, q, v) can be selected, are in the grip area of the index, middle, ring and little finger, and that a slide 4, which controls the direction and speed of the selected parameter change, is located in the grip area of the thumb. The hand unit 2 can therefore be operated with one hand in the entire range of action, at the same time the set parameter values (e, α, r, s, q, v) can be read on the monitor 8 in large display, and the dead man requirement is fully guaranteed.
Description
Die Erfindung betrifft ein System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a system according to the preamble of
Ein solches System ist bekannt z.B. aus der Druckschrift "Clinac 6/100" der Firma Varian (RAD 1826 A 2/79). Die zu steuernde, räumlich bewegbare Vorrichtung besteht dort aus einem Linac und einem Behandlungsbett. Auf Seite 6 dieser Druckschrift ist eine zum System gehörende Handeinheit dargestellt. Sie hat unter anderem den Nachteil, dass sie nur mit beiden Händen bedienbar ist. Der Patient kann daher während des Einstellens des Linac's bzw. des Behandlungsbettes nicht betreut werden.Such a system is known e.g. from the publication "Clinac 6/100" from Varian (RAD 1826
Aus der Druckschrift "Asklepitron-45" der Firma BBC (CH-E 6.0017.1.E) ist eine fest auf einem Sockel montierte Bedienungseinheit für ein Betatron und ein Behandlungsbett bekannt. Die sogenannte "Totmann-Forderung", dass nämlich zwei mechanisch und elektrisch getrennte Signalkreise existieren müssen, um eine Parameteränderung auslösen zu können, ist dort nicht erfüllt. Bei ähnlichen Bedienungseinheiten wird die Totmann-Forderung mit einem Fusspedal erfüllt.From the publication "Asklepitron-45" from BBC (CH-E 6.0017.1.E) a control unit for a Betatron and a treatment bed, which is permanently mounted on a base, is known. The so-called "dead man's requirement" that two mechanically and electrically separate signal circuits must exist in order to be able to trigger a parameter change is not fulfilled there. In the case of similar operating units, the dead man requirement is met with a foot pedal.
Aus der Druckschrift "Therasim 720" der Firma AECL (Med. 54 3/72) ist ein System zur Steuerung eines Therapiegerätes und eines Behandlungsbettes bekannt, bei welchem eine Handeinheit, eine Eingabestelle und eine elektronische Prozesssteuereinheit gezeigt werden. Die Handeinheit ist nur mit beiden Händen bedienbar.A system for controlling a therapy device and a treatment bed is known from the publication "Therasim 720" from AECL (Med. 54 3/72), in which a hand unit, an input point and an electronic process control unit are shown. The hand unit can only be operated with both hands.
Alle oben beschriebenen Systeme haben zusätzlich den Nachteil, dass ein unmittelbarer Vergleich zwischen den eingestellten Parameterwerten und den Sollwerten nicht möglich ist.All systems described above have the additional disadvantage that a direct comparison between the set parameter values and the setpoints is not possible.
Ein anderer Nachteil besteht darin, dass die Tasten der Bedienungseinheit per Zufall oder auch bewusst blockiert werden können. Bei Bedienungseinheiten ohne Totmann-Funktion kann dieses für den Patienten schwerwiegende Folgen haben, vor allem bei Anlagen ohne Berührungsschutz, bei welchen z.B. bei Berührung des Strahlerkopfes alle Parameteränderungen sofort unterbrochen werden.Another disadvantage is that the buttons on the control unit can be blocked accidentally or deliberately. In the case of operating units without a dead man function, this can have serious consequences for the patient, especially in systems without touch protection, in which e.g. when the spotlight head is touched, all parameter changes are interrupted immediately.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass die Handeinheit mit einer Hand bedienbar ist, die Totmann-Forderung erfüllt und alle gewünschten Parameterwerte direkt auf einem Monitor in Grossanzeige ablesbar sind.The invention is therefore based on the object of designing a system of the type mentioned at the outset in such a way that the hand unit can be operated with one hand, fulfills the dead man's requirement and all desired parameter values can be read directly on a monitor in large display.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die Bedienungsperson im ganzen Raum wirken kann und noch eine Hand frei hat, z.B. um den Patienten, bei einer Anlage mit Therapiegerät und Behandlunesbett, noch einrichten zu können. Dabei ist die Totmann-Forderung vollumfänglich gewährleistet und ist die Richtigkeit der eingestellten Parameterwerte im ganzen Raum sofort auf dem Monitor zu überprüfen.The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the operator can work in the entire room and still has one hand free, for example in order to be able to set up the patient in a system with a therapy device and treatment bed. The dead man requirement is fully guaranteed and is the right one of the set parameter values in the entire room can be checked immediately on the monitor.
Auch bei räumlich bewegbaren Vorrichtungen anderer Art ist die Erfindung gut anwendbar, wie z.B. bei Hebezeugen, speziell Kränen, und Werkzeugmaschinen. Mit der Erfindung wird hier auch manche Gefahrenquelle beseitigt, z.B. beim Laden von Lastkraftwagen mit einem Kran.The invention is also well applicable to spatially movable devices of another type, such as e.g. for hoists, especially cranes, and machine tools. With the invention, some sources of danger are also eliminated here, e.g. when loading trucks with a crane.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemässes System zur Steuerung der Positionsparameter einer räumlich bewegbaren Vorrichtung,
- Fig. 2 die Handeinheit des Systems in Ansicht von aussen, und
- Fig. 3 eine mögliche Realisierung der Prozesssteuereinheit.
- 1 shows a schematic representation of a system according to the invention for controlling the position parameters of a spatially movable device,
- Fig. 2 shows the hand unit of the system from the outside, and
- 3 shows a possible implementation of the process control unit.
In den Figuren ist ein System zur Steuerung der Positionsparameter e, oe, r, s, q, v der räumlich bewegbaren Vorrichtung 1 dargestellt. In seinem grundsätzlichen Aufbau besteht es aus einer Handeinheit 2, einer elektronischen Prozesssteuereinheit 5 mit Eingabestelle 6, einem Monitor 8 und einem ODER-Gatter 12.A system for controlling the position parameters e, oe, r, s, q, v of the spatially
Die räumlichen Positionen der Vorrichtung 1, hier eines Betatrons mit Strahlerkopf und Behandlungsbett, sind gekennzeichnet durch die Positionsparameter e, α, r, s, q, v.The spatial positions of the
Die Positionsparameter e, α, r bezeichnen die Positionen des Strahlerkopfes des Betatrons. Insbesondere bestimmen der Positionsparameter e die Bewegung des Strahlerkopfes in Längsrichtung des Behandlungsbettes, der Positionsparameter α den Drehwinkel des Strahlerkopfes um die isozentrische Achse, und der Positionsparameter r die Bewegung in Strahlrichtung des Strahlerkopfes.The position parameters e, α, r designate the positions of the spotlight head of the betatron. In particular, the position parameter e determines the movement of the lamp head in the longitudinal direction of the treatment bed, the position parameter α the angle of rotation of the lamp head about the isocentric axis, and the position parameter r the movement in the beam direction of the lamp head.
Die Positionsparameter s, q, v kennzeichnen die Positionen des Behandlungsbettes. Insbesondere bestimmen der Positionsparameter s die Stellung in Längsrichtung, der Positionsparameter q die Stellung in Querrichtung, und der Positionsparameter v die Stellung in Vertikalrichtung des Behandlungsbettes.The position parameters s, q, v characterize the positions of the treatment bed. In particular, the position parameter s determines the position in the longitudinal direction, the position parameter q the position in the transverse direction, and the position parameter v the position in the vertical direction of the treatment bed.
Die Positionsparameter e, α, r, s, q, v werden mit den Stellgliedern 7a - 7f der Vorrichtung 1 eingestellt.The position parameters e, α, r, s, q, v are set with the
Die Handeinheit 2 hat Parameterwahltasten 3a - 3f, Tasten für Zusatzfunktionen 9a - 9f, einen Schieber 4, der mittels einer Feder in stabiler Ruhelage 0 gehalten wird, einen Notschalter 10 und Signallampen lla-lle . Sie wird von einer Hand 18, mit Zeigefinger 13, Mittelfinger 14, Ringfinger 15, kleinem Finger 16 und Daumen 17 der Bedienungsperson bedient.The hand-held
Die Prozesssteuereinheit kann z.B. ein Mikrocomputer, Typ HLF der Firma Indel, Dübendorf (Schweiz) sein. Die Eingabestelle ist z.B. ein Gerät der Marke Maxiswitch Comp. Der Monitor ist von der Marke RCA Typ TC 1214..The process control unit can e.g. a microcomputer, type HLF from Indel, Dübendorf (Switzerland). The entry point is e.g. a device of the brand Maxiswitch Comp. The monitor is from the brand RCA type TC 1214 ..
Das Drücken z.B. der Taste 3a bewirkt eine Anzeige des Parameterwertes e, also der Stellung des Strahlerkopfes in Längsrichtung, auf dem Monitor 8. Wird zusätzlich der Schieber 4 z.B. in Richtung a betätigt, so wird der Strahlerkopf mittels des Stellgliedes 7a vorwärts in Längsrichtung des Behandlungsbettes bewegt. Der Wert der Auslenkung des Schiebers 4 aus der Ruhelage 0 bestimmt die Geschwindigkeit der Parameteränderung. In diesem Falle gibt es zwei diskrete Stufen in Vorwärtsrichtung und zwei in Rückwärtsrichtung. Eine kontinuierliche Auslenkung des Schiebers 4, und damit eine kontinuierliche Steuerung der Geschwindigkeit der Parameteränderung, ist jedoch auch ausführbar.Pressing the 3a key, for example, displays the parameter value e, ie the position of the lamp head in the longitudinal direction, on the
Ebenso erfolgt die Parameteränderung in Rückwärtsrichtung, wenn der Schieber 4 in Richtung b geschoben wird.Likewise, the parameter change takes place in the reverse direction when the
Sinngemäss gilt dies für die anderen Parameterpositionen, wie Radius r und Drehwinkel 06 des Strahlerkopfes und Längsrichtung s, Querrichtung q und Vertikalrichtung v des Behandlungsbettes. Die entsprechenden Tasten sind 3b bis 3f.This applies analogously to the other parameter positions, such as radius r and angle of
Die Prozesssteuereinheit 5 ist so programmiert, dass bei gleichzeitigem Drücken zweier Parameterwahltasten 3a - 3f immer nur ein Signal berücksichtigt wird, d.h. dass nur eine einzige Parameteränderung durchgeführt wird. Sinngemäss gilt dieses für mehrere gleichzeitig gedrückte Tasten 3a - 3f oder Zusatzfunktionstasten 9b, 9e und 9f.The
Mit den Tasten 9e und 9f und dem Schieber 4 kann die Oeffnung der Blenden des Strahlerkopfes nach Breite (x-Richtung) und Länge (y-Richtung) vergrössert bzw. verkleinert werden.With the
Die Taste 9b zusammen mit dem Schieber 4 erlaubt das Drehen des Strahlerkopfes weg von der isozentrischen Achse.The key 9b together with the
Das Drücken z.B. der Parameterwahltaste 3a und der Taste 9c bewirkt die automatische Einstellung der Parameterposition, hier der Längsrichtung e des Strahlerkopfes (Sollwert). Die Lampe llg oder llh gibt an, in welche Richtung die Parameteränderung stattfindet. Wenn der Sollwert erreicht ist, leuchten die Lampen lla und llk.Pressing e.g. The
Sinngemäss gilt dies für die anderen Parameterwahltasten 3b - 3f und die entsprechenden Lampen llb - llf. Ebenso gilt dies für die Zusatzfunktionstasten 9b, 9e und 9f, und die Lampe 11j.This applies analogously to the other
Durch Drücken der beiden Tasten 9c und 9d wird die ganze Vorrichtung 1 in Ausgangsposition gebracht. Wenn die Lampen llk und 11C leuchten, ist diese Ausgangsposition erreicht.The
Bei Berührung des Strahlerkopfes leuchtet die Lampe lli. Die momentanen Parameteränderungen werden dann automatisch durch das Blockierungssystem der Prozesssteuereinheit 5 unterbrochen. Die Blockierung kann mit der Taste 9a überbrückt werden, so dass bewusst weitere Parameteränderungen vorgenommen werden können.The lamp lli lights up when the spotlight head is touched. The current parameter changes are then automatically interrupted by the blocking system of the
Das Zusammenwirken der Prozesssteuereinheit 5 mit den Stellgliedern 7a - 7f wird anhand der Fig. 3 beispielhaft erläutert:
- In Fig. 3 ist die
Prozesssteuereinheit 5 durch eine einfache logische Schaltung realisiert, welche in diesem Fall aus den ODER-Gattern 19 besteht. In dem dargestellten Beispiel bestehen dieStellglieder 7a - 7f - hier repräsentiert durchStellglied 7a - aus einem Regler R, einer Antriebssteuerung A und einem Motor M. Das ODER-Gatter 12 entspricht dem in Fig.l dargestellten Gatter 12.
- 3, the
process control unit 5 is implemented by a simple logic circuit, which in this case consists of theOR gates 19. In the example shown, theactuators 7a-7f - represented here byactuator 7a - consist of a controller R, a drive control A and a motor M.The OR gate 12 corresponds to thegate 12 shown in FIG. 1.
Die Funktion der dargestellten Elemente ist wie folgt:
- Beim
Schliessen der Taste 3a geht ein Signal in den Regler R. Wirdnun der Schieber 4 in eine erste Stellung gebracht, in welcher beispielsweise derSchalter 4a geschlossen wird, so werden zwei ODER-Gatter 19 aktiviert, von denen einer den Befehl "Vorwärts", und das andere den Befehl "langsam" an den Regler R gibt. Der Regler R aktiviert jetzt entsprechend die Antriebssteuerung A. Der Motor M wird jedoch erst dann in Funktion gesetzt, wenn auch vom ODER-Gatter 12 ein Signal eintrifft. Dies ist dann der Fall, wenn derSchalter 4a desSchiebers 4 geschlossen ist.
- When the
button 3a is closed, a signal goes into the controller R. If theslide 4 is now brought into a first position in which, for example, theswitch 4a is closed, two ORgates 19 are activated, one of which gives the command "forward" and the other gives the command "slow" to the controller R. The controller R now accordingly activates the drive control A. However, the motor M is only activated when a signal also arrives from theOR gate 12. This is the case when theswitch 4a of theslide 4 is closed.
Durch das ODER-Gatter 12 wird damit die Totmann-Forderung gewährleistet:
- Sollte aufgrund eines Fehlers im Regler R und/oder der Antriebssteuerung A der Motor M aktiviert werden, ohne dass der
Schieber 4 betätigt ist, so kann der Motor M trotzdem nicht in Funktion treten, da hierzu nochein vom Schieber 4 über das ODER-Gatter 12 bewirktes Signal erforderlich ist. Ohne ein derartiges Signal ist die Stromversorgung des Motors M unterbrochen.
- If, due to a fault in the controller R and / or the drive control A, the motor M is activated without the
slider 4 being actuated, the motor M can still not function, since one of thesliders 4 is operated via theOR gate 12 effected signal is required. Without such a signal, the power supply to the motor M is interrupted.
Beim Schliessen des Schalters 4a ergibt sich grundsätzlich der gleiche Funktionsablauf, jedoch bewirkt der Regler R eine grössere Geschwindigkeit des Motors M.When the
Beim Schliessen der Schalter 4b, 4b' kehrt sich die Bewegungsrichtung des Motors M um.When the switches 4b, 4b 'are closed, the direction of movement of the motor M is reversed.
Claims (9)
und wobei in der Ruhelage (0) des Schiebers (4) eine Veränderung eines Positionsparameters (e,oG, r, s, q, v) ausgeschlossen ist.1. System for controlling the position parameters (e, α, r, s, q, v) of a spatially movable device (1) with a hand unit (2), which has operating elements (3a - 3f, 4) for influencing the parameters and Via a process control unit (5) with an input point (6) in operative connection with the actuators (7a - 7f) of the device (1) influencing the parameters (e, o C, r, s, q, v) and with a monitor (8) stands, characterized in that the control elements (3a - 3f, 4) on the one hand include buttons (3a - 3f) which operate in the grip area of the index (13), middle (14), ring (15) and little finger (16 ) one hand (18) of the operator and by means of which a position parameter (e, α, r, s, q, v) can be selected, and on the other hand comprise a slide (4) which is in the grip area of the thumb (17) of the same hand (18) and which can be deflected from a stable rest position (0) in two directions (a, b), with the deflection of the slide (4) having the a button (3a - 3f) controls selected position parameters (e, α, r, s, q, v) according to direction and speed, and the value of the deflection is a measure of the speed of the change in the respective position parameter (e, α, r , s, q, v) is
and in the rest position (0) of the slide (4) a change in a position parameter (e, oG, r, s, q, v) is excluded.
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