一種鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置的製作方法
2023-09-13 03:44:00
專利名稱：一種鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫療設備技術領域，具體涉及一種鐮刀型數位化放 射攝影系統防碰撞裝置。
背景技術：
鐮刀型數位化放射攝影系統由以下部分組成球管、鐮刀型機架、 高壓發生器、影像工作採集站、攝影床、DR (Digital Radiography, 數位化放射攝影)探測器、控制箱。鐮刀型機架由於其臂外形像鐮刀而 得其名。球管和DR探測器分別安裝在鐮刀型機架鐮刀臂的兩端。球管 和DR探測器之間的距離可根據攝影人體部位從1米至1。 8米調整。鐮 刀臂在機架上可根據病人所攝影部位的需要上下40cm 200cm垂直運動。 同時也可作-30° 120°的旋轉運動。以滿足立位和臥位等需求。高壓 發生器主要為球管提供設定參數的高壓。這些參數主要包括千伏、毫安、 時間、使球管產生所需劑量的X射線，DR探測器則是把X射線轉化為電 信號，影像工作站把DR探測器採集圖像信號重建成一幅圖像。
進行攝影時，鐮刀臂處於垂直位置。病人躺在攝影床上，放射醫生 打開球管前的束光器指示燈開關，並調整束光器光闌大小，並且移動攝 影床床面，使指示燈十字中心線指向要攝影部位的中心區，然後按下高 壓發生器的曝光按鈕讓球管產生X射線。X射線穿過病人攝影部位後由 DR探測器把記載病人信息的X射線轉化成電信號，由影像工作站把電信 號重建成一幅病人部位的圖像供醫生診斷或傳到PACS (Picture Archiving and Communications System, 醫學影像存檔與通信)系統 上。
臨床操作過程中，醫生總希望鐮刀臂在-30° 120°旋轉的同時， 上下移動也要保持最大的行程，以滿足對更多部位攝影的需要，可是鐮 刀臂下降太多，DR探測器就容易碰撞地面而損壞。鐮刀型數位化放射攝 影系統中，DR探測器為最貴重的部件，若發生碰撞損壞，就會造成重大 損失。現有技術的鐮刀型數位化放射攝影系統亟待改進。
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種鐮刀型數位化放射攝影 系統防碰撞裝置，克服現有技術的鐮刀型數位化放射攝影系統當鐮刀臂 下降太多時，DR探測器容易碰撞地面而損壞的缺陷。
本實用新型為解決上述技術問題所採用的技術方案為
一種鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置，包括升降電機和旋轉 電機，所述升降電機安裝於所述鐮刀型數位化放射攝影系統的立柱上， 所述旋轉電機安裝於所述鐮刀型數位化放射攝影系統的鐮刀臂旋轉軸 前端，還包括高度編碼器、角度編碼器、控制模塊、升降電機驅動模塊 和旋轉電機驅動模塊，
所述高度編碼器和所述角度編碼器分別與所述控制模塊相連，所述 控制模塊與所述升降電機驅動模塊和所述旋轉電機驅動模塊相連，所述 升降電機驅動模塊與所述升降電機相連，所述旋轉電機驅動模塊與所述 旋轉電機相連，所述高度編碼器通過齒輪與所述升降電機相連，所述角 度編碼器通過齒輪與所述旋轉電機相連，
當所述升降電機轉動時，所述高度編碼器向所述控制模塊發送相應 數量的第一脈衝信號，當所述旋轉電機轉動時，所述角度編碼器向所述 控制模塊發送相應數量的第二脈衝信號，所述控制模塊用於根據收到的第一脈衝信號向所述升降電機驅動模塊輸出相應的控制信號或根據收 到的第二脈衝信號向所述旋轉電機驅動模塊輸出相應的控制信號，所述 升降電機驅動模塊用於根據所述控制模塊輸出的控制信號控制所述升 降電機的轉動，所述旋轉電機驅動模塊用於根據所述控制模塊輸出的控 制信號控制所述旋轉電機的轉動。
所述的鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置，其中所述控制模塊
包括相連的觸控螢幕控制器和可編程邏輯控制器PLC。
所述的鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置，其中所述升降電機 驅動模塊設為變頻器。
所述的鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置，其中所述旋轉電機 驅動模塊設為變頻器。
所述的鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置，其中所述高度編碼
器設為TRD-2T2048V。
所述的鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置，其中所述高度編碼 器設為TRD-2T1024V。
本實用新型的有益效果為本實用新型鐮刀型數位化放射攝影系統 防碰撞裝置，根據高度編碼器和角度編碼器的配合工作，保證了鐮刀臂 旋轉任意角度時都具有最大的升降行程，而且操作簡單，縮短了 DR探 測器的定位時間，提高了診斷效率，由於DR探測器不會碰撞地面，也 減輕了醫生的緊張工作狀態。
本實用新型包括如下附圖
圖1為本實用新型鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置模塊示意
圖2為本實用新型控制模塊示意圖3為本實用新型鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置電路框
圖4為本實用新型鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置高度編碼 器和角度編碼器安裝位置示意圖5為本實用新型鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置可編程邏 輯控制器PLC主程序流程圖。
具體實施方式
下面根據附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明
如圖4所示，在鐮刀型數位化放射攝影系統的機架上安裝以下組件
立柱l、鐮刀臂2、 DR探測器3、束光器4、 X球管5、角度編碼器6和
高度編碼器7。
如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型鐮刀型數位化放射攝影系統 防碰撞裝置，包括升降電機和旋轉電機，升降電機安裝於鐮刀型數位化 放射攝影系統的立柱1上，旋轉電機安裝於鐮刀型數位化放射攝影系統 的鐮刀臂2旋轉軸前端，還包括高度編碼器7、角度編碼器6、控制模 塊、升降電機驅動模塊和旋轉電機驅動模塊，高度編碼器7和所述角度 編碼器6分別與控制模塊相連，控制模塊與升降電機驅動模塊和旋轉電 機驅動模塊相連，升降電機驅動模塊與升降電機相連，旋轉電機驅動模 塊與旋轉電機相連，高度編碼器通過齒輪與升降電機相連，角度編碼器 通過齒輪與旋轉電機相連，當升降電機轉動時，高度編碼器6向控制模 塊發送相應數量的第一脈衝信號，當旋轉電機轉動時，角度編碼器向控 制模塊發送相應數量的第二脈衝信號，控制模塊用於根據收到的第一脈 衝信號向升降電機驅動模塊輸出相應的控制信號或根據收到的第二脈 衝信號向旋轉電機驅動模塊輸出相應的控制信號，升降電機驅動模塊用
於根據控制模塊輸出的控制信號控制升降電機的轉動，旋轉電機驅動模 塊用於根據控制模塊輸出的控制信號控制旋轉電機的轉動。其中所述控
制模塊包括相連的觸控螢幕控制器和可編程邏輯控制器PLC。
在具體實施方面，觸控螢幕控制器為人機電公司的MT506S，通過RS422 接口與可編程控制器PLC相連。可編程控制器PLC為三菱公司的 FX2N-4腦K。其輸入埠與傳感器的輸出部分相連，接受角度編碼器和 高度編碼器的輸出信號。角度編碼器6為K0Y0公司TRD-2T2048V，高度 編碼器7為K0Y0公司TRD-2T1024V。
角度編碼器6安裝在鐮刀臂的旋轉軸旁邊，通過齒輪和旋轉電機相 連，其對應關係為角度編碼器6可旋轉10圈，鐮刀臂2旋轉的角度 為-30° 120° ，即旋轉的角度範圍150 ° ，角度編碼器6每轉一圈對應 鐮刀臂2旋轉角度為15 ° ，角度編碼器6每轉一圈發送2048個脈衝， 設-30 °位置對應角度編碼器60脈衝，當旋轉到0°位置時，角度編碼 器6必旋轉2圈，輸出2 X 2048=4096個脈衝，將4096個脈衝送可編 程邏輯控制器PLC，即當可編程邏輯控制器PLC檢測到4096個脈衝時， 鐮刀臂2必在0°位置，因此通過檢測角度編碼器6脈衝數，即可換算 成相應的角度。
高度編碼器7安裝在立柱1上端的升降電機旁邊，通過齒輪和升降 電機相連，其對應關係為高度編碼器7旋轉10圈，鐮刀臂2升降40 200cm，即升降範圍160cm，高度編碼器7每轉一圈對應鐮刀臂2升降為 16cm,高度編碼器7每轉一圈發送1024個脈衝，設40cm位置對應高度 編碼器7的0脈衝，當升到40+16x2=72cm位置時，高度編碼器7必旋 轉2圈，輸出2 X 1024=2048個脈衝，將2048個脈衝送可編程邏輯控 制器PLC，即當可編程邏輯控制器PLC檢測到2048個脈衝時，鐮刀臂 2必在72cm位置。因此通過檢測高度編碼器6的脈衝數，即可換算成鐮 刀臂2相應的高度。
變頻器為日立SY200-007，升降電機為BN80BF，減速機為W110V80; 旋轉電機為BN70BF，減速機為W63UP71。
軟體由主程序MA工N，旋轉子程序XUAN，升降子程序SHEN及子程序 3組成，主程序流程圖如圖5所示，軟體用PLC語言編寫，由PC機寫 到PLC編程控制器。
流程圖字符串定義如下 角度編碼器脈衝數記錄值ANGLE 高度編碼器脈衝數記錄值HIGH 鐮刀臂下降鍵HIGH-DO 鐮刀臂上升鍵HIGH-UP 鐮刀臂順時針按鈕ARM-CW 鐮刀臂逆時針按鈕ARM-CCW 角度在±30°和0°之間對應設定高度值為HE1 角度為O。時對應設定高度值為HE2 角度在30°和90°之間對應高度設定值為HE3 角度為90°對應設定高度值為HE4 角度為90°和120°之間設定高度值為HE1 鐮刀臂旋轉高度設定值為HIGH-D0麗1 PLC輸出升降電機上升信號HE-UC PLC輸出升降電機下降信號HE-DC PLC輸出旋轉電機正轉信號ARM-CWC PLC輸出旋轉電機反轉信號ARM-CCWC PLC寄存器AC存放高度設定值HE1-HE4
主程序MIAN功能是初始化系統和對升降，旋轉按鈕進行檢測；
旋轉子程序XUAN的功能是對高度和角度信息進行運算處理，輸 出控制信號；
升降子程序SHEN的功能是對高度和角度信息進行運算處理； 子程序3的功能是判斷高度是否降到極限，輸出下降控制信號； 開機初始化後，PLC讀入角度編碼器和高度編碼器的脈衝數記錄值， 並顯示在觸控螢幕控制器上，當在觸控螢幕控制器上按升降按鈕時，程序進 入升降處理子程序，讀角度編碼器及高度編碼器的脈衝數記錄值，判斷 角度是否在-30°和0°之間，若是，則判斷高度編碼器值是否小於設定 高度值HE1，若是，則表明在此角度範圍內，鐮刀臂不會碰撞地面，PLC 輸出鐮刀臂下降信號HE-DC，該信號通過變頻器驅動升降電機運轉，鐮 刀臂下降，並判斷下降按鍵是否繼續有效，若是，跳至子程序入口處， 繼續運行該子程序，若無效，則返回主程序。若不在-30°和0°之間， 判斷角度是否為0° ，若是，則判斷高度編碼器脈衝數記錄值是否小於 設定高度值HE2，若高度編碼器脈衝數記錄值大於設定高度值HE2，表 明鐮刀臂有碰撞地面的危險，不輸出HE-DC信號，鐮刀臂停止下降。若 角度不為0。，則判斷是否在O。和30°之間，若是，則判斷高度編碼 器值是否小於設定高度值HE1，同理，判斷是否在30。和90°之間，同 樣判斷高度編碼器值是否小於設定高度值服3，否則判斷是否為90。， 同樣判斷高度編碼器值是否小於設定高度值HE4，若不為90° ，必在90° 和120°之間。這樣保證在-30°到120°之間，鐮刀臂下降時，既不會 碰撞地面，又有最大的行程。
當在觸控螢幕控制器上按旋轉按鈕時，程序進入旋轉處理子程序，其 程序流程跟升降處理子程序相同。
本領域技術人員不脫離本實用新型的實質和精神，可以有多種變形 方案實現本實用新型，以上所述僅為本實用新型較佳可行的實施例而 已，並非因此局限本實用新型的權利範圍，凡運用本實用新型說明書及 附圖內容所作的等效結構變化，均包含於本實用新型的權利範圍之內。
權利要求1.一種鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置，包括升降電機和旋轉電機，所述升降電機安裝於所述鐮刀型數位化放射攝影系統的立柱上，所述旋轉電機安裝於所述鐮刀型數位化放射攝影系統的鐮刀臂旋轉軸前端，其特徵在於還包括高度編碼器、角度編碼器、控制模塊、升降電機驅動模塊和旋轉電機驅動模塊，所述高度編碼器和所述角度編碼器分別與所述控制模塊相連，所述控制模塊與所述升降電機驅動模塊和所述旋轉電機驅動模塊相連，所述升降電機驅動模塊與所述升降電機相連，所述旋轉電機驅動模塊與所述旋轉電機相連，所述高度編碼器通過齒輪與所述升降電機相連，所述角度編碼器通過齒輪與所述旋轉電機相連。
2、 根據權利要求1所述的鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置， 其特徵在於所述控制模塊包括相連的觸控螢幕控制器和可編程邏輯控制 器PLC。
3、 根據權利要求2所述的鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置，其特徵在於所述升降電機驅動模塊設為變頻器。
4、 根據權利要求3所述的鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置，其特徵在於所述旋轉電機驅動模塊設為變頻器。
5、 根據權利要求4所述的鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置， 其特徵在於所述高度編碼器設為TRD-2T2048V。
6、 根據權利要求5所述的鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置， 其特徵在於所述高度編碼器設為TRD-2T1024V。
專利摘要本實用新型公開了一種鐮刀型數位化放射攝影系統防碰撞裝置，包括升降電機和旋轉電機，還包括高度編碼器、角度編碼器、控制模塊、升降電機驅動模塊和旋轉電機驅動模塊，所述高度編碼器和所述角度編碼器分別與所述控制模塊相連，所述控制模塊與所述升降電機驅動模塊和所述旋轉電機驅動模塊相連，所述升降電機驅動模塊與所述升降電機相連，所述旋轉電機驅動模塊與所述旋轉電機相連，所述高度編碼器通過齒輪與所述升降電機相連，所述角度編碼器通過齒輪與所述旋轉電機相連。
文檔編號A61B6/03GK201197716SQ200820093240
公開日2009年2月25日 申請日期2008年4月7日 優先權日2008年4月7日
發明者孫學尹 申請人:深圳市藍韻實業有限公司