[发明专利]一种悬吊式X射线机的自动跟随控制装置

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域。

背景技术

X射线的本质是一种波长很短但能穿透人体的射线，应用在医学上就是医用X射线机，也是医学六大成像设备之一。医用X射线机是医院放射科和骨科的常规设备和必备设备。医用X射线成像技术发展至今，X射线机的品种和产量都有很大的增加，目前高频、数字化、多功能医用X射线机已经成为市场的主流。但是由于我国X射线成像技术起步较晚，目前中高端X射线机市场绝大部分被国外生产厂家占据。典型生产企业如美国GE医疗，荷兰皇家飞利浦医疗，美国柯达医疗和日本岛津医疗等等。

随着临床应用复杂程度的增加，医用X射线机集成的功能越来越多，自动化程度也在不断提升。全面支持立位、位卧、侧位水平、全自由角度及担架轮椅紧急摄影的医用X射线机也开始逐步投入市场，以满足医生在各种条件下的X射线摄影需求，悬吊式X射线机正是这样一款支持全自由角度的医用X射线摄影系统。其中球管和胸片夹机构的同步跟随运动是悬吊式X射线机运动系统中最为实用，也是最核心的功能。同步跟随运动是指球管随着胸片夹机构的上下运动而运动，无需人工干预，自动完成调节和定位。基本原理是被跟随方检测到运动控制指令后，开始作上升或者下降运动，随后跟随方能够检测到被跟随方在往某个方向运动，同时控制自身电机运转，也同步追踪到被跟随方定位的水平面上。

发明内容

本发明提出了一种实现悬吊式X射线机球管与胸片夹机构自动跟随运动的控制装置，球管和胸片夹机构各自拥有独立的运动控制电路，两者之间保持通信连接，共享两者的运动方向和位置信息，利用两个运动控制电路中的软件算法实现自动跟随功能。无需任何的传感器，实现简单，控制灵活。

本发明采用如下技术方案：

一种悬吊式X射线机的自动跟随控制装置，分为被跟随方(胸片夹机构)的运动控制装置和跟随方(球管)的运动控制装置。两部分运动控制装置都由电机控制电路、电机驱动电路、通信电路、保护电路和电机组成，其特征在于：自动跟随两方中的电机控制电路相互独立，并通过通信电路连接，两方的电机控制电路独立控制自身的电机运转，并经由通信电路实时交换信息，由电机控制电路中的软件处理后，做出跟随动作。

电机控制电路以高性能8位单片机Atmegal6为核心组成，被跟随方(胸片夹机构)的电机控制电路主要由以下几部分电路组成：外围接口单元，单片机处理单元，输出接口单元。外围接口单元主要检测用户控制面膜按键是否被按下，输出与单片机处理单元相连接，单片机接收到用户控制信号后，经过处理后发出控制信号给电机驱动电路，最后由电机驱动电路推动电机运转，同时把位置信息通过通信电路实时地传送给跟随方单片机处理电路。跟随方(球管)由单片机处理电路，通信电路，电机驱动电路，保护电路和电机组成。单片机处理电路接收被跟随方的位置信息后，依据软件算法判别是否做出跟随动作，如果是则发出控制命令给电机驱动电路，推动电机做出跟随运动，与此同时，跟随方也需把位置信息实时反馈给被跟随方，形成闭环控制。

电机驱动电路购买市场上成熟的全数字交流伺服系统，包括交流伺服驱动器和交流伺服电机两个部分。交流伺服驱动器可以以多种接口方式与电机控制电路保持连接，用于接收电机运转控制命令，同时与交流伺服电机保持全闭环连接，确保电机按照命令运行。本发明的电机控制电路通过普通I/O形式与交流伺服驱动器连接，以位置方式作为控制交流伺服驱动器的方法。

本发明具有的特点如下：

1、跟随双方具有各自独立的电机运动控制装置，可方便实现多种跟随方式。

2、跟随双方的电机驱动电路购买市场上技术成熟的全数字交流伺服系统，功能强大，性能优异。

3、跟随动作依靠单片机中的软件算法完成，灵活性强，调整方便。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明被跟随方(胸片夹机构)的电路原理图。

图3是本发明跟随方(球管)的电路原理图。

图4是本发明被跟随方(胸片夹机构)运动控制装置的软件流程图。

图5是本发明跟随方(球管)运动控制装置的软件流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。