EP0059999B1 - System zur Steuerung einer räumlich bewegbaren Vorrichtung - Google Patents

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EP0059999B1
EP0059999B1 EP82200232A EP82200232A EP0059999B1 EP 0059999 B1 EP0059999 B1 EP 0059999B1 EP 82200232 A EP82200232 A EP 82200232A EP 82200232 A EP82200232 A EP 82200232A EP 0059999 B1 EP0059999 B1 EP 0059999B1
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EP
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hand
operated unit
slide switch
controlling
unit
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EP82200232A
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Klaus Göhrich
Heinz Vogt
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BBC Brown Boveri AG Switzerland
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02—Bases, casings, or covers
    • H01H9/0214—Hand-held casings
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02—Bases, casings, or covers
    • H01H9/0214—Hand-held casings
    • H01H9/0235—Hand-held casings specially adapted for remote control, e.g. of audio or video apparatus
    • H01H2009/0257—Multisided remote control, comprising control or display elements on at least two sides, e.g. front and back surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2300/00—Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
    • H01H2300/026—Application dead man switch: power must be interrupted on release of operating member

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling a spatially movable device according to the preamble of claim 1 and the use of such a device.
  • a facility of the type mentioned is. e.g. B. is known from US-A 3 906 369.
  • the known device comprises a hand unit with two parallel handles, which has a plurality of toggle switches above the handles on an oblique, V-shaped console, a safety switch between the handles and a pressure switch connected to a potentiometer below the handles.
  • the hand-held unit Due to the size of the hand-held unit and the arrangement of the various operating elements, the hand-held unit must be held and operated with two hands, operation being complicated and requiring increased attention that separate operating elements are available for all operating functions and only of the ten fingers of the two hands four can be used for operation. Furthermore, the parameter values are not shown.
  • Therasim 720 from AECL (Med. 543/72) a device for controlling a therapy device and a treatment bed is known, 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.
  • buttons on the control unit can be blocked accidentally or deliberately. In operating units without a dead man function, this can have serious consequences for the patient, especially in systems without touch protection, in which, for. B. All parameter changes can be interrupted immediately when the lamp head is touched.
  • the invention is therefore based on the object of designing a device 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, independently of the hand unit.
  • the invention is well applicable, such as. B. in hoists, especially cranes, and machine tools. With the invention, some sources of danger are also eliminated here, e.g. B. when loading trucks with a crane.
  • the figures show a device for controlling the position parameters e, a, r, s, q, v of the spatially movable device 1.
  • it consists of a hand-held unit 2, an electronic process control unit 5 with an input point 6, a monitor 8 and an OR gate 12.
  • the spatial positions of the device 1, here a betatron with a radiator head and treatment bed, are characterized by the position parameters e, a, r, s, q, v.
  • the position parameters e, a, r denote the positions of the spotlight head of the betatron.
  • the position parameter e determines the movement of the lamp head in the longitudinal direction of the treatment bed
  • the position parameter a the angle of rotation of the lamp head about the isocentric axis
  • the position parameter r the movement in the beam direction of the lamp head.
  • the position parameters s, q, v characterize the positions of the treatment bed.
  • the position parameter s determines the position in the longitudinal direction
  • the position parameter q the position in the transverse direction
  • the position parameter v the position in the vertical direction of the treatment bed.
  • the position parameters e, a, r, s, q, v are set with the actuators 7a-7f of the device 1.
  • the hand-held unit 2 has parameter selection keys 3a-3f, keys for additional functions 9a-9f, a slide 4 which is held in a stable idle position 0 by means of a spring, an emergency switch 10 and signal lamps 11a-111. It is operated by a hand 18 with the index finger 13, middle finger 14, ring finger 15, little finger 16 and thumb 17 of the operator.
  • the process control unit can e.g. B. a microcomputer, type HLF from Indel, D Wegner (Switzerland).
  • the entry point is e.g. B. a device of the brand Maxiswitch Comp.
  • the monitor is from the brand RCA type TC 1214.
  • the key 3a causes a display of the parameter value e, that is, the position of the lamp head in the longitudinal direction, on the monitor 8. If the slide 4 is also z. B. actuated in direction a, the lamp head is moved forward by means of the actuator 7a in the longitudinal direction of the treatment bed. The value of the deflection of the slide 4 from the rest position 0 determines the speed of the parameter change. In this case there are two discrete steps in the forward direction and two in the backward direction.
  • the parameter change takes place in the reverse direction when the slide 4 is pushed in direction b.
  • the process control unit 5 is programmed such that when two parameter selection keys 3a-3f are pressed simultaneously, only one signal is taken into account, i. H. that only a single parameter change is made. This applies analogously to several keys 3a-3f pressed at the same time or additional function keys 9b, 9e and 9f.
  • the opening of the diaphragm of the spotlight head can be enlarged or reduced in width (x direction) and length (y direction).
  • the key 9b together with the slider 4 allows the spotlight head to be turned away from the isocentric axis.
  • the parameter selection key 3a and the key 9c causes the automatic setting of the parameter position, here the longitudinal direction e of the lamp head (setpoint).
  • the lig or IIh lamp indicates the direction in which the parameter change is taking place.
  • the lamps 11a and 11k light up.
  • the entire device 1 is brought into the starting position by pressing the two buttons 9c and 9d.
  • the lamps 11 and 11 e light up, this starting position has been reached.
  • the lamp 11 When the spotlight head is touched, the lamp 11 illuminates.
  • the current parameter changes are then automatically interrupted by the blocking system of the process control unit 5.
  • the blocking can be bridged with the button 9a, so that further parameter changes can be made deliberately.

Landscapes

  • Accommodation For Nursing Or Treatment Tables (AREA)
  • Massaging Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung einer räumlich bewegbaren Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie die Verwendung einer solchen Einrichtung.
  • Eine Einrichtung der genannten Art ist. z. B. aus der US-A 3 906 369 bekannt.
  • Die bekannte Einrichtung umfasst eine Handeinheit mit zwei parallelen Handgriffen, die oberhalb der Handgriffe auf einer schrägen, V.- förmigen Konsole eine Mehrzahl von Knebelschaltern, zwischen den Handgriffen einen Sicherheitsschalter und unterhalb der Handgriffe jeweils einen mit einem Potentiometer verbundenen Druckschalter aufweist.
  • Aufgrund der Grösse der Handeinheit und der Anordnung der verschiedenen Bedienungselemente muss die Handeinheit mit zwei Händen gehalten und bedient werden, wobei die Bedienung dadurch kompliziert ist und erhöhte Aufmerksamkeit fordert, dass für alle Bedienungsfunktionen getrennte Bedienungselemente vorhanden sind und von den zehn Fingern der beiden Hände lediglich vier zur Bedienung herangezogen werden. Darüber hinaus ist eine Darstellung der Parameterwerte nicht vorgesehen.
  • Die Darstellung von Werten mittels eines in eine Handeinheit integrierten Monitors ist aus der FR-A 2 251 864 bekannt. Abgesehen davon, dass auch diese Handeinheit für die Datenein- und ausgabe aufgrund ihres mehrfach belegten Tastenfeldes nur mit zwei Händen zu bedienen ist, zwingt der integrierte Monitor dazu, die volle Aufmerksamkeit auf die Handeinheit zu konzentrieren.
  • Eine weitere Einrichtung ist bekannt 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.
  • Aus der Druckschrift « Asklepitron-45 der Firma BBC (CH-E 6.00117.1.E) ist eine fest auf einem Sockel montierte Bedienungseinheit für eine 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.
  • Aus der Druckschrift « Therasim 720 der Firma AECL (Med. 543/72) ist eine Einrichtung zur Steuerung eines Therapiegerätes und eines Behandlungsbettes bekannt, bei welcher eine Handeinheit, eine Eingabestelle und eine elektronische Prozesssteuereinheit gezeigt werden. Die Handeinheit ist nur mit bieden Händen bedienbar.
  • Alle oben beschriebenen Einrichtungen haben zusätzlich den Nachteil, dass ein unmittelbarer Vergleich zwischen den eingestellten Parameterwerten und den Sollwerten nicht möglich ist.
  • 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.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass die Handeinheit mit einer Hand bedienbar ist, die Totmann-Forderung erfüllt und alle gewünschten Parameterwerte unabhängig von der Handeinheit direkt auf einem Monitor in Grossanzeige ablesbar sind.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • 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 Behandlungsbett, 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.
  • 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.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand von einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Es zeigt :
    • Figur 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemässe Einrichtung zur Steuerung der Positionsparameter einer räumlich bewegbaren Vorrichtung,
    • Figur 2 die Handeinheit der Einrichtung in Ansicht von aussen und
    • Figur 3 eine mögliche Realisierung der Prozesssteuereinheit.
  • In den Figuren ist eine Einrichtung zur Steuerung der Positionsparameter e, a, 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.
  • Die räumlichen Positionen der Vorrichtung 1, hier eines Betatrons mit Strahlerkopf und Behandlungsbett, sind gekennzeichnet durch die Positionsparameter e, a, r, s, q, v.
  • Die Positionsparameter e, a, r bezeichnen die Positionen des Strahlerkopfes des Betatrons. Insbesondere bestimmen der Positionsparameter e die Bewegung des Strahlerkopfes in Längsrichtung des Behandlungsbettes, der Positionsparameter a den Drehwinkel des Strahlerkopfes um die isozentrische Achse, und der Positionsparameter r die Bewegung in Strahlrichtung des Strahlerkopfes.
  • 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.
  • Die Positionsparameter e, a, r, s, q, v werden mit den Stellgliedern 7a-7f der Vorrichtung 1 eingestellt.
  • 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 11a-111. Sie wird von einer Hand 18, mit Zeigefinger 13, Mittelfinger 14, Ringfinger 15, kleinem Finger 16 und Daumen 17 der Bedienungsperson bedient.
  • 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.
  • 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 ih Rückwärtsrichtung.
  • Eine kontinuierliche Auslenkung des Schiebers 4, und damit eine kontinuierliche Steuerung der Geschwindigkeit der Parameteränderung, ist jedoch auch ausführbar.
  • Ebenso erfolgt die Parameteränderung in Rückwärtsrichtung, wenn der Schieber 4 in Richtung b geschoben wird.
  • Sinngemäss gilt dies für die anderen Parameterpositionen, wie Radius r und Drehwinkel a des Strahlerkopfes und Längsrichtung s, Querrichtung q und Vertikalrichtung v des Behandlungsbettes. Die entsprechenden Tasten sind 3b bis 3f.
  • 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.
  • 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.
  • Die Taste 9b zusammen mit dem Schieber 4 erlaubt das Drehen des Strahlerkopfes weg von der isozentrischen Achse.
  • 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 lig oder IIh gibt an, in welche Richtung die Parameteränderung stattfindet. Wenn der Sollwert erreicht ist, leuchten die Lampen 11a und 11k.
  • Sinngemäss gilt dies für die anderen Parameterwahltasten 3b-3f und die entsprechenden Lampen 11b-11f. Ebenso gilt dies für die Zusatzfunktionstasten 9b, 9e und 9f, und die Lampe 11j.
  • Durch Drücken der beiden Tasten 9c und 9d wird die ganze Vorrichtung 1 in Ausgangsposition gebracht. Wenn die Lampen 11 und 11 e leuchten, ist diese Ausgangsposition erreicht.
  • Bei Berührung des Strahlerkopfes leuchtet die Lampe 11 i. 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.
  • 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 die Stellglieder 7a-7f - hier repräsentiert durch Stellglied 7a - aus einem Regler R, einer Antriebssteuerung A und einem Motor M. Das ODER-Gatter 12 entspricht dem in Fig. 1 dargestellten Gatter 12.
  • Die Funktion der dargestellten Elemente ist wie folgt :
    • Beim Schliessen der Taste 3a geht ein Signal in den Regler R. Wird nun der Schieber 4 in eine erste Stellung gebracht, in welcher beispielsweise der Schalter 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 der Schalter 4a des Schiebers 4 geschlossen ist.
  • 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 noch ein vom Schieber 4 über das ODER-Gatter 12 bewirktes Signal erforderlich ist. Ohne ein derartiges Signal ist die Stromversorgung des Motors M unterbrochen.
  • Beim Schliessen des Schalters 4a' ergibt sich grundsätzlich der gleiche Funktionsablauf, jedoch bewirkt der Regler R eine grössere Geschwindigkeit des Motors M.
  • Beim Schliessen der Schalter 4b, 4b' kehrt sich die Bewegungsrichtung des Motors M um.

Claims (5)

1. Einrichtung zur Steuerung der Positionsparameter (e, a, r, s, q, v) einer räumlich bewegbaren Vorrichtung (1), umfassend
- eine Handeinheit (2) ;
- auf der Handeinheit (2) erste Bedienungselemente (3a-3f) zur Auswahl jeweils eines der Positionsparameter (e, a, r, s, q, v) ;
- auf der Handeinheit (2) ein zweites Bedienungselement (4) zur Steuerung der Aenderungsgeschwindigkeit eines mittels der ersten Bedienungselemente ausgewählten Positionsparameters (e, a, r, s, q, v) ;
dadurch gekennzeichnet, das
- die Handeinheit (2) seitlich von zwei gegenüberliegenden Seitenflächen derart begrenzt ist, dass sie in der Handfläche liegend von derselben Hand gehalten werden kann, wobei der Daumen dieser Hand auf der zweiten Seitenfläche und die übrigen Finger dieser Hand auf der ersten Seitenfläche ruhen ;
- die ersten Bedienungselemente als Tasten (3a-3f) ausgebildet sind und auf der ersten Seitenfläche derart angeordnet sind, das sie im Griffbereich des Zeigefingers (13), Mittelfingers (14), Ringfingers (15) und kleinen Fingers (16) einer die Handeinheit (2) haltenden Hand (18) liegen ;
- das zweite Bedienungselement als Schieber (4) ausgebildet ist und auf der zweiten Seitenfläche derart angeordnet ist, dass es im Griffbereich des Daumens (17) der die Handeinheit haltenden Hand (18) liegt ;
- der Schieber (4) aus einer stabilen Ruhelage (o) in zwei Richtungen (a, b) auslenkbar ist, wobei der Wert der Auslenkung des Schiebers (4) die Aenderung des mittels der Tasten (3a-3f) ausgewählten Positionsparameters (e, a, r, s, q, v) nach Richtung und Geschwindigkeit steuert, und wobei in der Ruhelage (o) des Schieers (4) eine Aenderung der Positionsparameter (e, a, r, s, q, v) ausgeschlossen ist ; und
- die Werte der Positionsparameter (e, a, r, s, q, v) auf einem von der Handeinheit (2) getrennt angeordneten Monitor (8) in Grossanzeige ablesbar sind, welcher
- Monitor (8) mit der Handeinheit (2) über eine Processsteuereinheit (5) mit Eingabestelle (6) in Wirkverbindung steht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (4) der Handeinheit (2) kontinuierlich auslenkbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (4) der Handeinheit (2) in diskreten Stufen auslenkbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Vorderfläche der Handeinheit (2) ein Notschalter (10) und Tasten (9a-9f) für Zusatzfunktionen und Signallampen (11a-11j) angeordnet sind.
5. Verwendung einer Einrichtung nach Anspruch 1 zur Steuerung einer räumlich bewegbaren, medizinischen Bestrahlungseinrichtung, vorzugsweise eines Betatrons.
EP82200232A 1981-03-11 1982-02-26 System zur Steuerung einer räumlich bewegbaren Vorrichtung Expired EP0059999B1 (de)

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CH165181 1981-03-11
CH1651/81 1981-03-11

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EP0059999A1 EP0059999A1 (de) 1982-09-15
EP0059999B1 true EP0059999B1 (de) 1985-08-28

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EP82200232A Expired EP0059999B1 (de) 1981-03-11 1982-02-26 System zur Steuerung einer räumlich bewegbaren Vorrichtung

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US4507593A (en) 1985-03-26
DE3265710D1 (en) 1985-10-03
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