[发明专利]一种用于医疗设备的两级防碰撞装置及其防碰撞方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗诊断和治疗设备领域，具体的涉及一种用于医疗设备的两级防碰撞装置。

背景技术

目前临床上各类诊断和治疗设备应用越来越广泛，特别是介入治疗和手术导航领域，一般要求医疗设备具有可运动的装置，特别是关键的成像链或者实施治疗的探头，可以对患者的不同部位实施诊断和治疗。在操作过程中，有可能因为运动路径设置失当，途中有障碍物，或者患者或者医护人员身体运动，使得医疗设备与障碍物或者人体发生碰撞，容易造成医疗设备的损坏和人员的受伤。因此，采取一定的防碰撞方法，保障人机安全，对于医疗设备来说至关重要。

传统方式的防碰撞方法多采用接触时产生的压力来判断碰撞的发生，并采取相应的应急防护措施。其中压力的感应装置可以是压力传感器或者机械限位开关，通过感知作用在医疗设备运动部件表面的力是否超过设定的阈值，或者是否发生机械限位来判断碰撞事件是否发生。这种方式原理和结构简单，易于控制。缺点是只有发生接触才能判定碰撞发生，并采取规避措施，在医疗设备需要以较高速度运动的场合，这种防碰撞方式难以发挥作用。

另一方面，在其他领域广泛应用的测距传感器可以比较精确地测得运动物体到前方障碍物的距离。这种测距传感器使用的信号可以是红外信号或者超声信号，还可以是其他适用于测距的调制信号。其工作方式是，通过控制电路控制测距传感器的发生器发送一定功率的调制信号，这种调制波在遇到障碍物后会发生漫反射，其中一部分反射波会被测距传感器的接收器接收，通过计算发射和接收的时间间隔，结合各种调制波在空气中传播速度的经验值，即可计算出运动设备到障碍物的距离。通过实时监控距离的变化，制定相应的运动速度控制策略，确保在发生碰撞前使设备减速甚至停止运动，避免严重碰撞的发生。

当然，测距传感器至少存在两个方面的弊端。第一，探测角度覆盖范围有限；第二，对于收发合置的测距传感器，还会有探测盲区。而压力传感器或者限位开关没有这方面的问题。为了获得全面的防碰撞效果，有必要将非接触式测距传感器和接触式的压力传感器或者限位开关的优点结合起来，组成两级防碰撞系统。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种用于医疗设备的两级防碰撞装置。本发明的另一个目的在在于提供一种用于医疗设备的两级防碰撞装置的防碰撞方法。

为了解决上述技术问题，实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：

一种用于医疗设备的两级防碰撞装置，其包括设置在设备运动端的第一级防碰撞装置和第二级防碰撞装置，所述第一级防碰撞装置连接第一数据采集器，所述第一数据采集器连接一距离计算器，所述第二级防碰撞装置连接第二数据采集器，所述第二数据采集器和距离计算器分别连接在一控制器上，所述控制器连接有一报警器和通过电机驱动器控制的电机。

进一步的，所述控制器内设置有一计时时钟，所述计时时钟分别连接在所述第一级防撞装置、第一数据采集器和第二数据采集器上。

优选的，所述第一级防撞装置由一个或多个测距传感器组成，所述第二级防撞装置由一个或多个压力传感器或限位开关组成。

优选的，所述测距传感器的发射器及接收器设置在一起。

优选的，所述测距传感器的发射器及接收器分开设置。

进一步的，所述第一级防撞装置设置在一活动端盖上，所述活动端盖通过若干导向轴机构连接有一底座，所述导向轴机构包括一导向轴及一设置在所述导向轴内的弹簧，所述第二级防撞装置设置在与所述导向轴机构正好接触的下方。

一种用于医疗设备的两级防碰撞装置的防碰撞方法，其包括以下步骤：

601)确认设备的运动端以一定的速度在运动，启动第一级防碰撞装置和第二级防碰撞装置；

602)所述第一级防碰撞装置以固定的时间间隔发射短脉冲，并接收障碍物的回波信号，使用计时时钟记录发射和接收的时刻，根据时间差计算运动端到障碍物的实测距离；

603)将实测距离与数据库中的距离阈值进行比较，一旦实测距离小于距离阈值，立即通过控制器控制电机驱动器减小电机的转速，以降低设备运动端的运动速度，并通过报警器发出预警；

604)如果障碍物躲过了第一级防碰撞装置的监测，与设备运动端发生接触，则可通过第二级防碰撞装置感应障碍物垂直作用在设备运动端的压力；

605)当碰撞产生的压力超过数据库中设定的压力阈值时，或者使限位开关发生限位时，立即通过控制器停止设备运动，并通过报警器发出碰撞警报；