JP5034611B2 - Round-trip X-ray equipment - Google Patents

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この発明は、病室でX線撮影を行う回診用X線撮影装置に係り、特に、走行制御に関する。 The present invention relates to a round-trip X-ray imaging apparatus that performs X-ray imaging in a hospital room, and more particularly to travel control.

従来の回診用X線撮影装置は、圧力センサにより操作の大きさ及び方向を検出する操作ハンドルと、左右独立に駆動される一対の駆動車輪と、その車輪の軸に設けられたモータと、そのモータをブリッジの中央に位置してスイッチング素子で構成された駆動用のブリッジ回路と、モータのトルクを前記ブリッジ回路でON‐OFFデューティー制御するPWM制御回路と、駆動される車輪の回転速度を検知するエンコーダとを備え、所定周期(例えば20ms)で、前記圧力センサからの信号とエンコーダからの信号を受けてモータのトルクを制御し、駆動車輪を回転させて移動するように構成されている(例えば特許文献1)。 A conventional round-trip X-ray apparatus includes an operation handle that detects the magnitude and direction of an operation using a pressure sensor, a pair of drive wheels that are driven independently on the left and right sides, a motor provided on the wheel shaft, A driving bridge circuit composed of switching elements with the motor positioned at the center of the bridge, a PWM control circuit for controlling the ON / OFF duty of the motor torque with the bridge circuit, and detecting the rotational speed of the driven wheel And an encoder for controlling the torque of the motor in response to a signal from the pressure sensor and a signal from the encoder in a predetermined cycle (for example, 20 ms), and rotating the drive wheel to move ( For example, Patent Document 1).

上記モータのトルクは、前記パルス幅制御回路のパルス幅を、〔(パルス制御幅の最大値)/(モータの最大出力トルク)〕×〔(モータの最大回転数)/(モータの最大回転数−モータの回転数)〕×(操作ハンドルを押す力)で算出された値に比例するように制御される。そのため、モータの出力トルクT=(増幅率α)×(押す力F)の関係を維持するように、上記の演算が行なわれる。 For the motor torque, the pulse width of the pulse width control circuit is [(maximum value of pulse control width) / (maximum output torque of motor)] × [(maximum rotational speed of motor) / (maximum rotational speed of motor). -Number of rotations of the motor)] x (force to push the operation handle) is controlled to be proportional to the value calculated. Therefore, the above calculation is performed so as to maintain the relationship of motor output torque T = (amplification factor α) × (pressing force F).

このように構成された回診用X線撮影装置は、操作力と出力トルクとの線形性が改善されるため、自然な操作感で操作することができる。しかし、操作力を直接出力トルクとすると、特に始動時などの低速駆動時に、急峻な加減速が生じて、ギクシャクした操作感になっていた。 Since the linearity between the operation force and the output torque is improved, the roundabout X-ray imaging apparatus configured as described above can be operated with a natural operation feeling. However, if the operating force is directly output torque, steep acceleration / deceleration occurs particularly during low-speed driving such as at the time of starting, resulting in a jerky operational feeling.

かかる問題を解決するために、トルクの変動を制限することが行われる。例えば、右側について、操作の大きさ及び方向に基づいて決定された出力トルクをT’、前回の出力トルクをTpr、トルクの許容最大変動量をΔTlimとしたとき、次のように出力トルクTを決定する。

Figure 0005034611
In order to solve such a problem, torque fluctuation is limited. For example, with respect to the right side, when the output torque determined based on the magnitude and direction of the operation is T r ′, the previous output torque is T pr , and the maximum allowable torque variation is ΔT lim , the output is as follows: Torque T is determined.
Figure 0005034611

特開2001−258872号公報JP 2001-258872 A

従来技術のようなトルク変動制限処理を行うと、立ち上がりなどのギクシャク感は低減されるが、減速時の速度変動も緩やかになり、走行中に停止しようとしても即座に停止せず、操作者に不安を与える要因になる。多くの操作者は、装置に引っ張られるような感覚を訴えた。 When the torque fluctuation limiting process as in the prior art is performed, the jerky feeling such as rising is reduced, but the speed fluctuation at the time of deceleration also becomes gradual, and even if you try to stop while driving, it will not stop immediately, It becomes a factor giving anxiety. Many operators complained of being pulled by the device.

本発明は、立ち上がり時のギクシャク感を解消しつつ、自然な操作で装置を停止させることができる回診用X線撮影装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus for round trips that can stop the apparatus by natural operation while eliminating the jerky feeling at the time of startup.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の回診用X線撮影装置は、X線発生装置と、操作ハンドルと、前記操作ハンドルに加えられた操作力を検出する操作力検出手段と、左右一対の駆動車輪と、前記駆動車輪を駆動する回転駆動手段と、所定周期毎に、前記検出された操作力に基づいて、トルク計算値を算出するトルク計算値算出手段と、前記トルク計算値に時間変動制限処理を施して出力を決定する出力変動制限手段と、前記出力に基づいて前記回転駆動手段を制御する駆動制御手段と、前記出力を前回出力として記憶する記憶手段とを有し、前記時間変動制限処理は、前記トルク計算値の方向と前記前回出力の方向とが同じ場合には、前記トルク計算値に基づいて、前記前回出力との差の絶対値が第一の変動制限値以下になるような前記出力を算出するとともに、それ以外の場合には、次の(A)〜(C)のうちのいずれかの処理を行うことを特徴とする。
(A)前記トルク計算値に基づいて、前記前回出力との差の絶対値が前記第一の変動制限値より大きい第二の変動制限値以下になるような前記出力を算出する。
(B)前記トルク計算値に基づいて、絶対値が所定の出力制限値以下になるような前記出力を算出する。
(C)前記出力を0とする。
なお、前記トルク計算値の方向と前記前回出力の方向とが同じ場合には、いずれかが0である場合を含む。
In order to solve the above-mentioned problem, an X-ray imaging apparatus for round trip according to claim 1, an X-ray generator, an operation handle, an operation force detection means for detecting an operation force applied to the operation handle, A pair of left and right drive wheels; a rotation drive means for driving the drive wheels; a torque calculation value calculation means for calculating a torque calculation value based on the detected operating force at predetermined intervals; and the torque calculation value Output fluctuation limiting means that performs time fluctuation limiting processing to determine the output, drive control means for controlling the rotation driving means based on the output, and storage means for storing the output as a previous output, In the time variation limiting process, when the direction of the torque calculation value and the direction of the previous output are the same, based on the torque calculation value, the absolute value of the difference from the previous output is a first variation limit value. To be below To calculate the output, otherwise, and performs any processing of the following (A) ~ (C).
(A) Based on the torque calculation value, the output is calculated such that the absolute value of the difference from the previous output is less than or equal to a second fluctuation limit value that is greater than the first fluctuation limit value.
(B) Based on the torque calculation value, the output is calculated such that the absolute value is less than or equal to a predetermined output limit value.
(C) The output is set to zero.
In addition, when the direction of the said torque calculation value and the direction of the said last output are the same, the case where either is 0 is included.

上記構成に基づいて本発明は次のように作用する。すなわち、トルク計算値算出手段は、操作ハンドルで検出された操作力に基づいて、トルク計算値を決定する。出力算出手段は、トルク計算値と前回出力との差が、所定の出力変動制限を超えている場合には、その差が所定の出力変動制限内に収まるように補正されて出力とされる。一方、トルク計算値と前回出力との差が、所定の出力変動制限を超えていない場合には、トルク計算値がそのまま出力として採用される。 Based on the above configuration, the present invention operates as follows. That is, the torque calculation value calculation means determines the torque calculation value based on the operation force detected by the operation handle. When the difference between the torque calculation value and the previous output exceeds a predetermined output fluctuation limit, the output calculation means corrects the difference to be within the predetermined output fluctuation limit and outputs the result. On the other hand, when the difference between the torque calculation value and the previous output does not exceed the predetermined output fluctuation limit, the torque calculation value is directly adopted as the output.

出力変動制限は、前回出力とトルク計算値との方向が異なる場合に、より大きい値が選択される。前回出力とトルク計算値との方向が異なる場合とは、例えば、操作ハンドルを前方へ押して走行していたときに、後方へ操作ハンドルを引いてから、出力が逆方向になるまでの状態に相当する。 A larger value is selected as the output fluctuation limit when the direction of the previous output and the calculated torque value are different. The case where the direction of the previous output and the torque calculation value is different corresponds to, for example, a state where the operation handle is pushed forward and the output is reversed after the operation handle is pulled backward. To do.

駆動制御手段は、採用された出力に基づいて、回転駆動手段を制御する。回転駆動手段が制御されることにより、駆動車輪の回転速度が変化し、その結果、回診用X線撮影装置の移動速度が変化する。反転操作をした後、出力が逆方向になるまでの間は、出力変動制限が緩和されるため、出力が急激に0に向かう。出力の方向が反転した後は、通常の出力変動制限が適用される。 The drive control means controls the rotation drive means based on the adopted output. By controlling the rotation driving means, the rotation speed of the driving wheel changes, and as a result, the moving speed of the round-trip X-ray imaging apparatus changes. After the reversal operation, the output fluctuation limit is relaxed until the output becomes the reverse direction, so the output suddenly goes to zero. After the output direction is reversed, the normal output fluctuation limit is applied.

上記作用に基づいて請求項1に記載の発明は、加速時には出力変動制限により滑らかな操作性が実現され、装置を迅速かつ自然に停止させることができるという効果を奏する。 Based on the above action, the invention described in claim 1 has an effect that smooth operability is realized by limiting the output fluctuation during acceleration, and the apparatus can be stopped quickly and naturally.

図1を参照して、本発明にかかる回診用X線撮影装置の概要を示す。
本実施形態に係る回診用X線撮影装置1は、台車2に旋回可能に保持された支柱5と、支柱5に高さ方向に移動可能に保持されたX線管保持アーム7と、X線管保持アーム7に保持されたX線管3と、X線管3に旋回可能に保持されたコリメータ4と、台車2に対し前後方向に移動可能に保持された操作ハンドル6と、台車2の操作ハンドル6側に配置された左右一対のタイヤ91及びモータ92から構成される駆動車輪9と、支柱5側に配置された左右一対のキャスター10とから構成される。
With reference to FIG. 1, an outline of an X-ray imaging apparatus for round trips according to the present invention will be shown.
A roundabout X-ray imaging apparatus 1 according to the present embodiment includes a support column 5 held by a carriage 2 so as to be pivotable, an X-ray tube holding arm 7 held by the support column 5 so as to be movable in a height direction, and an X-ray. An X-ray tube 3 held by a tube holding arm 7, a collimator 4 rotatably held by the X-ray tube 3, an operation handle 6 held movably in the front-rear direction with respect to the carriage 2, The driving wheel 9 includes a pair of left and right tires 91 and a motor 92 disposed on the operation handle 6 side, and a pair of left and right casters 10 disposed on the column 5 side.

台車2の内部には、CPU基板8が配置されている。CPU基板8は、操作ハンドル6からの信号に所定の処理を施して、モータ92に対して、PWM波形を出力する機能を有する。その他のX線管3及びコリメータ4を、台車2に対して移動可能に保持している機構については、周知の技術であるので、説明を省略する。 A CPU board 8 is disposed inside the carriage 2. The CPU board 8 has a function of performing a predetermined process on the signal from the operation handle 6 and outputting a PWM waveform to the motor 92. Since the other mechanism that holds the X-ray tube 3 and the collimator 4 so as to be movable with respect to the carriage 2 is a well-known technique, description thereof is omitted.

次に操作ハンドル6に加わる操作力を電気信号に変換する機構について説明する。図2は、走行操作ハンドル6付近を装置上方から見た断面図である。圧力センサ64と、走行操作ハンドル6に加えられた前後方向の操作力を圧力センサ64に伝達する弾性体63とから構成される。なお、左に配置された各構成物の符号には「l」を、右に配置された各構成物の符号には「r」をそれぞれ付している。また、走行操作ハンドル6の前方に配置された構成物には「f」を、後方に配置された構成物には「b」をそれぞれ付している。圧力センサ64は、表面に加わる圧力に応じて電気抵抗が変化するものであって、この抵抗値を電圧に変換した信号Efl, Efr, Ebl, Ebr(以下操作力信号Eという)をCPU基板8で検出する。 Next, a mechanism for converting an operation force applied to the operation handle 6 into an electric signal will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the vicinity of the traveling operation handle 6 as viewed from above the apparatus. The pressure sensor 64 and an elastic body 63 that transmits an operation force in the front-rear direction applied to the traveling operation handle 6 to the pressure sensor 64 are configured. In addition, “l” is attached to the reference numerals of the components arranged on the left, and “r” is attached to the reference numerals of the constituents arranged on the right. Further, “f” is attached to the components arranged in front of the traveling operation handle 6, and “b” is attached to the components arranged behind. The pressure sensor 64 has an electric resistance that changes in accordance with the pressure applied to the surface. Signals E fl , E fr , E bl , E br (hereinafter referred to as an operation force signal E) are converted into voltages. Is detected by the CPU substrate 8.

そのCPU基板8のハードウエア構成について、図3に基づいて説明する。CPU基板8は、上記操作力信号Eをデジタル値に変換するA/D変換器82と、当該デジタル値を処理するCPU81と、CPU81からの指令に応じたデューティーのPWM波形を生成するPWM制御回路83と、PWM制御回路83から出力されるPWM波形により、モータの駆動電流をオンオフするFETブリッジ回路84と、CPU81が使用するRAM85とを有する。 The hardware configuration of the CPU board 8 will be described with reference to FIG. The CPU board 8 includes an A / D converter 82 that converts the operation force signal E into a digital value, a CPU 81 that processes the digital value, and a PWM control circuit that generates a PWM waveform with a duty according to a command from the CPU 81. 83, an FET bridge circuit 84 for turning on and off the motor drive current by the PWM waveform output from the PWM control circuit 83, and a RAM 85 used by the CPU 81.

次に、CPU81内で動作するプログラムについて説明する。当該プログラムは、図4に示すように、操作力検出モジュール86と、トルク計算値算出モジュール87と、出力算出モジュール88とから構成される。 Next, a program that operates in the CPU 81 will be described. As shown in FIG. 4, the program includes an operating force detection module 86, a torque calculation value calculation module 87, and an output calculation module 88.

操作力検出モジュール86は、操作力信号EをA/D変換器82から得たデジタル値を、操作力値Sfl, Sfr, Sbl, Sbr(以下操作力値Sという。)に変換する。例えば、バネばかり等、所定の圧力を加えることができる測定手段を用いて、予め走行操作ハンドル6に数種類の圧力をかけたときに検出された操作力信号Efl, Efr, Ebl, Ebrの値を校正値として記憶しておき、実際に検出された操作力信号Eを校正して、操作力値Sを得ることができる。 The operation force detection module 86 converts a digital value obtained from the operation force signal E from the A / D converter 82 into operation force values S fl , S fr , S bl , S br (hereinafter referred to as operation force value S). To do. For example, operating force signals E fl , E fr , E bl , E detected when several types of pressure are applied to the traveling operation handle 6 in advance using a measuring means capable of applying a predetermined pressure such as a spring alone . The value of br is stored as a calibration value, and the operation force signal S actually detected can be calibrated to obtain the operation force value S.

このようにして得られた操作力値Sに基づいて、操作の方向Dと大きさDを求めることができる。

Figure 0005034611
Based on the operation force value S thus obtained, the operation direction D s and the magnitude D g can be obtained.
Figure 0005034611

なお、ここでいう操作の方向Dとは、走行操作ハンドル6のひねり方向の操作力に相当する。回診用X線撮影装置1を最小半径で旋回させた場合には、左右の駆動車輪9の中央がその旋回中心となる。その結果、操作者は、その略上部にある走行操作ハンドル6をひねるようにして、装置をカーブさせたり旋回させたりすることが自然であると感じるのである。 Note that the direction D s operations here, corresponds to the twist direction of the operation force of the travel operation handle 6. When the round-trip X-ray imaging apparatus 1 is turned with the minimum radius, the center of the left and right drive wheels 9 is the turning center. As a result, the operator feels that it is natural to turn or turn the device by twisting the traveling operation handle 6 substantially at the top.

本実施形態における、弾性体63、圧力センサ64、A/D変換器82、及び、操作力検出モジュール86は、操作力検出手段の構成要素である。ただし、操作力検出手段は、このような構成に限られず、操作ハンドル6に加わる操作力を電気信号に変換する機能を有する限り、その態様を種々変更可能である。 In this embodiment, the elastic body 63, the pressure sensor 64, the A / D converter 82, and the operation force detection module 86 are components of the operation force detection means. However, the operating force detection means is not limited to such a configuration, and various modifications can be made as long as it has a function of converting the operating force applied to the operation handle 6 into an electrical signal.

次に、トルク計算値算出モジュール87は、操作力検出モジュール86から、操作の方向Dと大きさDを受け取り、左右の駆動車輪9に出力すべきトルク計算値T’、T’(以下左右をまとめて称するときは、トルク計算値T’と記載する)を算出する。

Figure 0005034611
ここで、Pは、操作の重さを表すゲインパラメータである。また、Pは、旋回性能を表す旋回パラメータである。 Next, the torque calculation value calculation module 87 receives the operation direction D s and the magnitude D g from the operation force detection module 86 and outputs torque calculation values T r ′, T l ′ to be output to the left and right drive wheels 9. (Hereinafter, the left and right are collectively referred to as a torque calculation value T ′).
Figure 0005034611
Here, Pg is a gain parameter representing the weight of the operation. P s is a turning parameter representing turning performance.

ゲインパラメータと旋回パラメータを考慮してトルク計算値T’を算出することとすれば、操作者の好みに応じた操作感を実現できるため好適である。ただし、トルク計算値は別の方法で求めても良い。例えば、ゲインパラメータや旋回パラメータを用いずに、操作力値Sに係数を掛けるなどしてトルク計算値T’としてもよい。その他、操作力に何らかの演算を施して、トルク計算値値を得る限りにおいて、その方法を種々変更可能である。
なお、本実施形態におけるトルク計算値T’、T’は、本発明のトルク計算値に相当する。
It is preferable to calculate the torque calculation value T ′ in consideration of the gain parameter and the turning parameter because an operation feeling according to the operator's preference can be realized. However, the torque calculation value may be obtained by another method. For example, the torque calculation value T ′ may be obtained by multiplying the operating force value S by a coefficient without using the gain parameter and the turning parameter. In addition, as long as some calculation is performed on the operation force to obtain a torque calculation value, the method can be variously changed.
The torque calculation values T r ′ and T l ′ in the present embodiment correspond to the torque calculation values of the present invention.

次に、出力算出モジュール88は、前回の出力Tと、トルク計算値T’とに基づいて、時間的な変動を制限した出力トルクTを決定し、その出力トルクTを生ずるように、PWMのデューティーを決定する。
なお、本実施形態における出力トルクTは、本発明における出力に対応している。また、前回の出力トルクTは、本発明における前回出力に対応している。
Next, the output calculation module 88 determines the output torque T with the temporal variation limited based on the previous output T p and the torque calculation value T ′, and generates the output torque T so as to generate the output torque T. Determine the duty.
Note that the output torque T in the present embodiment corresponds to the output in the present invention. Further, the previous output torque T p corresponds to the previous output in the present invention.

以下、右車輪に対応する出力トルクTを求める実施例について説明するが、左車輪に対応する出力トルクTについても同様の手順で算出する。 Hereinafter, an embodiment for obtaining the output torque T r corresponding to the right wheel will be described, but the output torque T l corresponding to the left wheel is also calculated in the same procedure.

[実施例1]
前回の出力トルクTprをRAM85から読み出し、トルク計算値T’との差分ΔTを算出する。

Figure 0005034611
[Example 1]
The previous output torque T pr is read from the RAM 85, and a difference ΔT r from the calculated torque value T r ′ is calculated.
Figure 0005034611

次に、トルク変動の上限ΔTlimを次のように決定する。

Figure 0005034611
ただし、ΔTlim1<ΔTlim2である。
すなわち、トルク計算値T’の方向と前回出力トルクTprの方向とが異なる場合には、トルク変動の制限を緩和する(出力トルクTの急峻な変動を許容する)。 Next, the upper limit ΔT lim of torque fluctuation is determined as follows.
Figure 0005034611
However, ΔT lim1 <ΔT lim2 .
That is, when the direction of the torque calculation value T r ′ is different from the direction of the previous output torque T pr , the torque fluctuation restriction is relaxed (abrupt fluctuation of the output torque T r is allowed).

ΔTlim1及びΔTlim2は、制御の周期(本実施形態では20msとする)、モータのイナーシャ、出力最大トルク、要求される応答速度、最高速度などを勘案して、定める。非常に多くのパラメータが関係するため、どの程度のトルク制限をかける必要があるかは、実験的により調整することが望ましい。
目安として、制御の周期を、静止状態から標準的な歩行速度(約4〜5km/時)に至るまでに要する時間で割った値に、出力最大トルクを乗じたものの数分の一としたものを、ΔTlim1とするとよい。ΔTlim2は、ΔTlim1の数倍とすることが望ましい。
ΔT lim1 and ΔT lim2 are determined in consideration of a control cycle (in this embodiment, 20 ms), motor inertia, output maximum torque, required response speed, maximum speed, and the like. Since so many parameters are involved, it is desirable to experimentally adjust how much torque limitation needs to be applied.
As a guide, the control cycle is a fraction of the value obtained by multiplying the value obtained by dividing the time required to reach the standard walking speed (approximately 4-5 km / hr) from a stationary state by the maximum output torque. Is preferably ΔT lim1 . ΔT lim2 is preferably several times ΔT lim1 .

なお、本実施例におけるΔTlim1及びΔTlim2は、本発明における第一の変動制限値及び第二の変動制限値に相当する。 Note that ΔT lim1 and ΔT lim2 in the present embodiment correspond to the first fluctuation limit value and the second fluctuation limit value in the present invention.

決定したトルク変動の上限ΔTlimに基づいて、出力トルクTを次のように決定する。

Figure 0005034611
Based on the determined upper limit ΔT lim of torque fluctuation, the output torque Tr is determined as follows.
Figure 0005034611

なお、本実施例において、出力算出モジュール88における処理は、時間変動制限処理に相当する。出力算出モジュール88及び、これを実行するために必要なハードウエアは、本発明における出力変動制限手段に相当する。 In the present embodiment, the processing in the output calculation module 88 corresponds to time variation limiting processing. The output calculation module 88 and the hardware necessary for executing it correspond to the output fluctuation limiting means in the present invention.

このようにして算出された出力トルクTに基づいて、PWM信号のデューティー比Rを決定する。単に出力トルクTに比例するデューティー比で出力すると、低回転域で大きなトルクが出力されるというモータの特性上、自然な操作感覚を得ることができない。従って、自然な操作を達成するためには、モータの回転数を検出する手段を設けて、検出された回転数によるデューティー比の補正を行うことが望ましい。当該補正方法は、従来技術に記載したとおりであるので、説明を省略する。 Based on the output torque T calculated in this way, the duty ratio R of the PWM signal is determined. If the motor is simply output at a duty ratio proportional to the output torque T, a natural operating feeling cannot be obtained due to the motor characteristics that a large torque is output in a low rotation range. Therefore, in order to achieve a natural operation, it is desirable to provide a means for detecting the rotational speed of the motor and correct the duty ratio based on the detected rotational speed. Since the correction method is as described in the prior art, description thereof is omitted.

このようにして決定されたデューティー比Rは、CPU81からPWM制御回路83へ出力される。更に、PWM制御回路83は、FETブリッジ回路84のFETのゲートを、上記デューティー比Rに従ってオンオフする。 The duty ratio R thus determined is output from the CPU 81 to the PWM control circuit 83. Further, the PWM control circuit 83 turns the FET gate of the FET bridge circuit 84 on and off according to the duty ratio R.

モータ92は、FETブリッジ回路84のオンオフにより電流が流され、電流量に応じたトルクを発生させる。 The motor 92 is supplied with current by turning on and off the FET bridge circuit 84, and generates torque according to the amount of current.

[実施例2]
出力トルクTを算出する他の実施例について説明する。
[Example 2]
Another embodiment for calculating the output torque T will be described.

まず、トルク変動の上限ΔTlimを、ΔTlim1とする。なお、本実施形態におけるΔTlim1は、本発明における第一の変動制限値に相当する。 First, the upper limit ΔT lim of torque fluctuation is set to ΔT lim1 . Note that ΔT lim1 in the present embodiment corresponds to the first variation limit value in the present invention.

’とTprとの符号が同一の場合には、次の式により、出力トルクTを決定する。

Figure 0005034611
When the signs of T r ′ and T pr are the same, the output torque T r is determined by the following equation.
Figure 0005034611

それ以外の場合には、次式により、出力トルクTrを決定する。すなわち、トルク計算値
トルクの絶対値が、所定のトルクの上限値Tlimを超えないように制限する。ここで、
上限値Tlimをあまり大きく設定すると、進行方向と反対方向へ大きなトルクが生じる
ため好ましくない。違和感のない制御を実現するためには、上限値Tlimは、通常トル
ク変動の上限として設定するΔTlim1程度とすることが好ましい。なお、トルクの上
限値Tlimは本発明における所定の出力制限値に相当する。

Figure 0005034611

In other cases, the output torque Tr is determined by the following equation. That is, the absolute value of the torque calculation value torque is limited so as not to exceed the upper limit value Tlim of the predetermined torque. here,
If the upper limit value Tlim is set too large, a large torque is generated in the direction opposite to the traveling direction, which is not preferable. In order to realize control without a sense of incongruity, it is preferable that the upper limit value Tlim is about ΔTlim1 which is set as the upper limit of the normal torque fluctuation. The torque upper limit value Tlim corresponds to a predetermined output limit value in the present invention.
Figure 0005034611

[実施例3]
他の実施例では、上記実施例2における数8に代えて、次の式を採用する。

Figure 0005034611
すなわち、出力トルクを0にする。 [Example 3]
In another embodiment, the following formula is adopted instead of the formula 8 in the second embodiment.
Figure 0005034611
That is, the output torque is set to zero.

なお、上記いずれの実施例においても、トルク変動の上限ΔTlimとして、ΔTlim1、ΔTlim2又は、Tlimの定数を用いたが、いずれか又は両方を前回出力トルクの大きさなどに連動させることにしてもよい。 In any of the above embodiments, a constant of ΔT lim1 , ΔT lim2, or T lim is used as the upper limit ΔT lim of torque fluctuation, but either or both of them are linked to the magnitude of the previous output torque or the like. It may be.

次に、本実施形態の回診用X線撮影装置の作用効果について、従来例及び比較例と対比して説明する。 Next, operational effects of the round-trip X-ray imaging apparatus of the present embodiment will be described in comparison with the conventional example and the comparative example.

図5(a)は、本実施形態にかかる回診用X線撮影装置の操作力S、出力トルクT、及び移動速度Vの関係を示したグラフである。図5(b)は、従来技術にかかる回診用X線撮影装置についての同様のグラフである。
図5において、グラフの縦軸は、操作力S、出力トルクT、及び移動速度Vであって、前方向を正、後方向を負と表現している。また、横軸は時刻である。また、操作力Sを実線で、出力トルクTを一点鎖線で、移動速度Vを点線で、それぞれ示している。
FIG. 5A is a graph showing the relationship between the operation force S, the output torque T, and the movement speed V of the round-trip X-ray imaging apparatus according to the present embodiment. FIG.5 (b) is the same graph about the X-ray imaging apparatus for round trips concerning a prior art.
In FIG. 5, the vertical axis of the graph represents the operating force S, the output torque T, and the moving speed V, and represents the forward direction as positive and the backward direction as negative. The horizontal axis is time. Further, the operating force S is indicated by a solid line, the output torque T is indicated by a one-dot chain line, and the moving speed V is indicated by a dotted line.

図5において、時刻t〜tは、回診用X線撮影装置1が前方向へ移動している状態である。また、時刻tにおいて操作ハンドル6を手前に引いたことにより、時刻tで出力トルクTが反転し、時刻tにおいて装置が停止するに至っていることが分かる。 In FIG. 5, time t 1 to t 2 is a state in which the round-trip X-ray imaging apparatus 1 is moving in the forward direction. Further, by the operation handle 6 drawn forward at time t 2, the inverted output torque T at time t 3, it is seen that apparatus at time t 4 is led to stop.

なお、図5(a)中、(1)で示した出力トルクTの特性は、上記実施例1に相当する制御によるものである。同様に、(2)、(3)で示した出力トルクTの特性は、夫々、上記実施例2,3に相当する制御によるものである。(2)、(3)については、実施例1と異なる特徴的な特性部分のみ記載して、その他の部分を省略した。 In FIG. 5A, the characteristic of the output torque T indicated by (1) is due to the control corresponding to the first embodiment. Similarly, the characteristics of the output torque T shown in (2) and (3) are due to the control corresponding to the second and third embodiments, respectively. As for (2) and (3), only characteristic characteristic portions different from those in Example 1 were described, and other portions were omitted.

図5(a)、(b)を比較すると、図5(a)では、図5(b)に比べ、時刻t〜tの時間が非常に短くなっている。従って、時刻t〜tの時間が短縮され、操作者が操作ハンドル6を手前に引いた後、短時間で装置が停止していることになる。 FIG. 5 (a), when comparing the (b), in FIG. 5 (a), the comparison with FIG. 5 (b), the time of time t 2 ~t 3 is very short. Therefore, the time from time t 2 to t 4 is shortened, and the apparatus is stopped in a short time after the operator pulls the operation handle 6 forward.

ただし、t〜tの期間においては、操作力Sに基づいて定められるトルク計算値T’と、実際の出力トルクTとの方向がいずれも後方であるため、通常の変動制限処理が適用されている点に注意すべきである。短時間で停止させることだけが目的であれば、このような制御にせず、走行方向と反対方向の操作がされているときは、変動制限処理を緩和すれば良いはずである。しかしながら、そのような制御にすると、以下に説明するように、別途の弊害が生ずる。 However, during the period from t 3 to t 4 , the direction of the torque calculation value T ′ determined based on the operating force S and the actual output torque T are both backward, so that the normal variation limiting process is applied. It should be noted that. If the purpose is only to stop in a short time, such a control should not be performed, and if the operation in the direction opposite to the traveling direction is being performed, the variation limiting process should be relaxed. However, when such control is performed, as described below, another adverse effect occurs.

図6(a)は、図5(a)と同じグラフである。一方、図6(b)は、走行方向と反対方向の操作がされているときは、変動制限処理を緩和するようにした比較例にける、図6(a)と同様のグラフである。 FIG. 6A is the same graph as FIG. On the other hand, FIG. 6B is a graph similar to FIG. 6A in the comparative example in which the variation limiting process is relaxed when the operation in the direction opposite to the traveling direction is performed.

比較例は、時刻t〜tの時間をより短縮することができている。しかしながら、tの時点においてもなお、出力トルクTが後方になっている結果、更に逆方向へ移動してしまう、いわゆるハンチングが生じている。これでは、自然な操作感覚が得られず、本末転倒である。 Comparative example is able to shorten the time time t 2 ~t 4. However, still at the time of t 4, the results of output torque T is in the rear, thus further moves in the opposite direction, so-called hunting occurs. In this case, a natural feeling of operation cannot be obtained, and this is a fall.

比較例のような装置であっても、操作者が熟練すれば、ハンチングを生じずに装置を停止させることができるようになるかもしれないが、装置を旋回させるときに、相当な違和感を生ずる。 Even with a device like the comparative example, if the operator is skilled, it may be possible to stop the device without causing hunting. However, when the device is turned, a considerable sense of incongruity is produced. .

例えば、前方へ走行中に右方向へ旋回するときには、操作ハンドル6を握った左手を前方に押し出しつつ、右手を後方に引く操作を行う。このとき、左側は、モータの回転方向と操作方向が一致するのに対し、右側は、それらが逆方向となる。比較例の装置にでは、右車輪が逆回転するまでは、左右のトルク変動制限が全く異なることになる。このことは、操作者の意図した曲率で回転しないことに繋がる。しかも、右車輪が逆回転し始めたとたんに両方のトルク変動制限が同じになる。これでは、自然な操作感覚を達成することは困難である。 For example, when turning to the right while traveling forward, an operation of pulling the right hand backward is performed while pushing the left hand holding the operation handle 6 forward. At this time, on the left side, the rotation direction of the motor matches the operation direction, while on the right side, they are in the opposite direction. In the comparative apparatus, the left and right torque fluctuation limits are completely different until the right wheel rotates in the reverse direction. This leads to not rotating at the curvature intended by the operator. Moreover, as soon as the right wheel starts to rotate in reverse, both torque fluctuation limits become the same. With this, it is difficult to achieve a natural operation feeling.

一方本実施形態によれば、逆転操作後すぐに出力トルクTの方向が反転し、その後はトルク変動の制限が左右で同じになるため、違和感なく操作することができる。 On the other hand, according to the present embodiment, the direction of the output torque T is reversed immediately after the reverse operation, and thereafter, the limitation on the torque fluctuation is the same on the left and right, so that the operation can be performed without a sense of incongruity.

本発明にかかる回診用X線撮影装置の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of the X-ray imaging apparatus for round trips concerning this invention. 本発明にかかる操作力検出手段の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of the operation force detection means concerning this invention. 実施形態におけるCPU基板8のハードウエア構成例を示す図である。It is a figure showing an example of hardware constitutions of CPU board 8 in an embodiment. 実施形態におけるCPU基板8で動作するソフトウエア構成例を示す図である。It is a figure showing an example of software composition which operates with CPU board 8 in an embodiment. 本実施形態と、従来技術との効果の相違を説明するグラフである。It is a graph explaining the difference of this embodiment and the effect of a prior art. 本実施形態と、比較例との効果の相違を説明するグラフである。It is a graph explaining the difference of the effect of this embodiment and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1 回診用X線撮影装置
2 台車
3 X線管
4 コリメータ
5 支柱
6 操作ハンドル
63 弾性体
64 圧力センサ
7 X線管保持アーム
8 CPU基板
81 CPU
82 A/D変換器
83 PWM制御回路
84 FETブリッジ回路
85 RAM
86 操作力検出モジュール
87 トルク計算値算出モジュール
88 出力算出モジュール
9 駆動車輪
91 タイヤ
92 モータ
10 キャスター
Tp 前回出力
Tlim 出力変動制限
T 出力
S 操作力値
D 操作の方向と大きさ
T’ トルク計算値トルク
T 出力トルク
R デューティー比
X-ray imaging apparatus for single visit 2 Cart 3 X-ray tube 4 Collimator 5 Strut 6 Operation handle 63 Elastic body 64 Pressure sensor 7 X-ray tube holding arm 8 CPU board 81 CPU
82 A / D converter 83 PWM control circuit 84 FET bridge circuit 85 RAM
86 Operating force detection module 87 Torque calculation value calculation module 88 Output calculation module 9 Drive wheel 91 Tire 92 Motor 10 Caster Tp Previous output Tlim Output fluctuation limit T Output S Operating force value D Direction and magnitude of operation T ′ Torque calculation value torque T Output torque R Duty ratio

Claims (1)

X線発生装置と、操作ハンドルと、前記操作ハンドルに加えられた操作力を検出する操作
力検出手段と、左右一対の駆動車輪と、前記駆動車輪を駆動する回転駆動手段と、
所定周期毎に、前記検出された操作力に基づいて、トルク計算値を算出するトルク計算値
算出手段と、
前記トルク計算値に時間変動制限処理を施して出力を決定する出力変動制限手段と、
前記出力に基づいて前記回転駆動手段を制御する駆動制御手段と、
前記出力を前回出力として記憶する記憶手段とを有し、
前記時間変動制限処理は、前記トルク計算値の方向と前記前回出力の方向とが同じ場合、
又は、前記トルク計算値及び前記前回出力のいずれかが0である場合には、前記トルク計
算値に基づいて、前記前回出力との差の絶対値が第一の変動制限値以下になるような前記
出力を算出するとともに、
それ以外の場合には、次の(A)〜(C)のうちのいずれかの処理を行うことを特徴とす
る回診用X線撮影装置。
(A)前記トルク計算値に基づいて、前記前回出力との差の絶対値が第一の変動制限値よ
り大きい第の変動制限値以下になるような前記出力を算出する。
(B)前記トルク計算値に基づいて、絶対値が所定の出力制限値以下になるような前記出
力を算出する。
(C)前記出力を0とする。
An X-ray generator, an operation handle, an operation force detection means for detecting an operation force applied to the operation handle, a pair of left and right drive wheels, and a rotation drive means for driving the drive wheels,
Torque calculation value calculation means for calculating a torque calculation value based on the detected operating force for each predetermined period;
An output fluctuation limiting means for performing a time fluctuation limiting process on the torque calculation value and determining an output;
Drive control means for controlling the rotation drive means based on the output;
Storage means for storing the output as a previous output,
In the time variation limiting process, when the direction of the torque calculation value and the direction of the previous output are the same,
Alternatively, when either the torque calculation value or the previous output is 0, the absolute value of the difference from the previous output is less than or equal to the first fluctuation limit value based on the torque calculation value. Calculating the output,
In other cases, the round X-ray imaging apparatus is characterized by performing any one of the following processes (A) to (C).
(A) Based on the torque calculation value, the output is calculated such that the absolute value of the difference from the previous output is less than or equal to a second fluctuation limit value that is greater than the first fluctuation limit value.
(B) Based on the torque calculation value, the output is calculated such that the absolute value is less than or equal to a predetermined output limit value.
(C) The output is set to zero.
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