專利名稱：一種用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置及其防碰撞方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療診斷和治療設(shè)備領(lǐng)域，具體的涉及ー種用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰
撞裝置。
背景技術(shù)：
目前臨床上各類診斷和治療設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是介入治療和手術(shù)導(dǎo)航領(lǐng)域，一般要求醫(yī)療設(shè)備具有可運(yùn)動(dòng)的裝置，特別是關(guān)鍵的成像鏈或者實(shí)施治療的探頭，可以對(duì)患者的不同部位實(shí)施診斷和治療。在操作過(guò)程中，有可能因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)路徑設(shè)置失當(dāng)，途中有障礙物，或者患者或者醫(yī)護(hù)人員身體運(yùn)動(dòng)，使得醫(yī)療設(shè)備與障礙物或者人體發(fā)生碰撞，容易造成醫(yī)療設(shè)備的損壞和人員的受傷。因此，采取一定的防碰撞方法，保障人機(jī)安全，對(duì)于醫(yī)療設(shè)備來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。傳統(tǒng)方式的防碰撞方法多采用接觸時(shí)產(chǎn)生的壓カ來(lái)判斷碰撞的發(fā)生，并采取相應(yīng)的應(yīng)急防護(hù)措施。其中壓カ的感應(yīng)裝置可以是壓力傳感器或者機(jī)械限位開(kāi)關(guān)，通過(guò)感知作用在醫(yī)療設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件表面的力是否超過(guò)設(shè)定的閾值，或者是否發(fā)生機(jī)械限位來(lái)判斷碰撞事件是否發(fā)生。這種方式原理和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単，易于控制。缺點(diǎn)是只有發(fā)生接觸才能判定碰撞發(fā)生，并采取規(guī)避措施，在醫(yī)療設(shè)備需要以較高速度運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，這種防碰撞方式難以發(fā)揮作用。另ー方面，在其他領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的測(cè)距傳感器可以比較精確地測(cè)得運(yùn)動(dòng)物體到前方障礙物的距離。這種測(cè)距傳感器使用的信號(hào)可以是紅外信號(hào)或者超聲信號(hào)，還可以是其他適用于測(cè)距的調(diào)制信號(hào)。其工作方式是，通過(guò)控制電路控制測(cè)距傳感器的發(fā)生器發(fā)送ー 定功率的調(diào)制信號(hào)，這種調(diào)制波在遇到障礙物后會(huì)發(fā)生漫反射，其中一部分反射波會(huì)被測(cè)距傳感器的接收器接收，通過(guò)計(jì)算發(fā)射和接收的時(shí)間間隔，結(jié)合各種調(diào)制波在空氣中傳播速度的經(jīng)驗(yàn)值，即可計(jì)算出運(yùn)動(dòng)設(shè)備到障礙物的距離。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控距離的變化，制定相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)速度控制策略，確保在發(fā)生碰撞前使設(shè)備減速甚至停止運(yùn)動(dòng)，避免嚴(yán)重碰撞的發(fā)生。當(dāng)然，測(cè)距傳感器至少存在兩個(gè)方面的弊端。第一，探測(cè)角度覆蓋范圍有限；第二， 對(duì)于收發(fā)合置的測(cè)距傳感器，還會(huì)有探測(cè)盲區(qū)。而壓カ傳感器或者限位開(kāi)關(guān)沒(méi)有這方面的問(wèn)題。為了獲得全面的防碰撞效果，有必要將非接觸式測(cè)距傳感器和接觸式的壓カ傳感器或者限位開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，組成兩級(jí)防碰撞系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置。本發(fā)明的另ー個(gè)目的在在于提供一種用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置的防碰撞方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置，其包括設(shè)置在設(shè)備運(yùn)動(dòng)端的第一級(jí)防碰撞裝置和第二級(jí)防碰撞裝置，所述第一級(jí)防碰撞裝置連接第一數(shù)據(jù)采集器，所述第一數(shù)據(jù)采集器連接ー距離計(jì)算器，所述第二級(jí)防碰撞裝置連接第二數(shù)據(jù)采集器，所述第二數(shù)據(jù)采集器和距離計(jì)算器分別連接在一控制器上，所述控制器連接有一報(bào)警器和通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制的電機(jī)。進(jìn)ー步的，所述控制器內(nèi)設(shè)置有一計(jì)時(shí)時(shí)鐘，所述計(jì)時(shí)時(shí)鐘分別連接在所述第一
級(jí)防撞裝置、第一數(shù)據(jù)采集器和第二數(shù)據(jù)采集器上。優(yōu)選的，所述第一級(jí)防撞裝置由一個(gè)或多個(gè)測(cè)距傳感器組成，所述第二級(jí)防撞裝置由一個(gè)或多個(gè)壓カ傳感器或限位開(kāi)關(guān)組成。優(yōu)選的，所述測(cè)距傳感器的發(fā)射器及接收器設(shè)置在一起。優(yōu)選的，所述測(cè)距傳感器的發(fā)射器及接收器分開(kāi)設(shè)置。進(jìn)ー步的，所述第一級(jí)防撞裝置設(shè)置在ー活動(dòng)端蓋上，所述活動(dòng)端蓋通過(guò)若干導(dǎo)向軸機(jī)構(gòu)連接有一底座，所述導(dǎo)向軸機(jī)構(gòu)包括一導(dǎo)向軸及ー設(shè)置在所述導(dǎo)向軸內(nèi)的彈簧， 所述第二級(jí)防撞裝置設(shè)置在與所述導(dǎo)向軸機(jī)構(gòu)正好接觸的下方。一種用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置的防碰撞方法，其包括以下步驟601)確認(rèn)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)端以一定的速度在運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)第一級(jí)防碰撞裝置和第二級(jí)防碰撞裝置；602)所述第一級(jí)防碰撞裝置以固定的時(shí)間間隔發(fā)射短脈沖，并接收障礙物的回波信號(hào)，使用計(jì)時(shí)時(shí)鐘記錄發(fā)射和接收的時(shí)刻，根據(jù)時(shí)間差計(jì)算運(yùn)動(dòng)端到障礙物的實(shí)測(cè)距罔；603)將實(shí)測(cè)距離與數(shù)據(jù)庫(kù)中的距離閾值進(jìn)行比較，一旦實(shí)測(cè)距離小于距離閾值， 立即通過(guò)控制器控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器減小電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以降低設(shè)備運(yùn)動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)速度，并通過(guò)報(bào)警器發(fā)出預(yù)警；604)如果障礙物躲過(guò)了第一級(jí)防碰撞裝置的監(jiān)測(cè)，與設(shè)備運(yùn)動(dòng)端發(fā)生接觸，則可通過(guò)第二級(jí)防碰撞裝置感應(yīng)障礙物垂直作用在設(shè)備運(yùn)動(dòng)端的壓カ；605)當(dāng)碰撞產(chǎn)生的壓カ超過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的壓カ閾值吋，或者使限位開(kāi)關(guān)發(fā)生限位吋，立即通過(guò)控制器停止設(shè)備運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)報(bào)警器發(fā)出碰撞警報(bào)；606)檢測(cè)設(shè)備是否停止運(yùn)動(dòng)，若停止了，則結(jié)束監(jiān)測(cè)；若沒(méi)停止，以設(shè)定的時(shí)間間隔循環(huán)監(jiān)測(cè)設(shè)備上第一級(jí)防碰撞裝置和第二級(jí)防碰撞裝置的測(cè)量值或狀態(tài)，判斷是否有碰撞即將或正在發(fā)生，實(shí)現(xiàn)防碰撞裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)控。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的裝置可以安裝在醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)動(dòng)端，用于探測(cè)運(yùn)動(dòng)路徑前方的障礙物，包括患者或醫(yī)護(hù)人員、治療床、手術(shù)器械等，對(duì)即將或正在發(fā)生的碰撞進(jìn)行感應(yīng)和規(guī)避。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。 本發(fā)明的具體實(shí)施方式
由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置的框架結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置的防碰撞方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1所示，一種用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置，其包括設(shè)置在設(shè)備運(yùn)動(dòng)端的第一級(jí)防碰撞裝置7和第二級(jí)防碰撞裝置6，所述第一級(jí)防碰撞裝置7連接第一數(shù)據(jù)采集器8，所述第一數(shù)據(jù)采集器8連接ー距離計(jì)算器10，所述第二級(jí)防碰撞裝置6連接第二數(shù)據(jù)采集器9，所述第二數(shù)據(jù)采集器9和距離計(jì)算器10分別連接在一控制器11上，所述控制器 11連接有一報(bào)警器14以及通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器12連接電機(jī)13。進(jìn)ー步的，所述控制器11內(nèi)設(shè)置有ー計(jì)時(shí)時(shí)鐘111，所述計(jì)時(shí)時(shí)鐘111分別連接在所述第一級(jí)防撞裝置7、第一數(shù)據(jù)采集器8和第二數(shù)據(jù)采集器9上。優(yōu)選的，所述第一級(jí)防撞裝置7由一個(gè)或多個(gè)測(cè)距傳感器組成，所述第二級(jí)防撞裝置6由一個(gè)或多個(gè)壓カ傳感器或限位開(kāi)關(guān)組成。優(yōu)選的，所述測(cè)距傳感器的發(fā)射器71及接收器72設(shè)置在一起。優(yōu)選的，所述測(cè)距傳感器的發(fā)射器71及接收器72分開(kāi)設(shè)置。進(jìn)ー步的，參見(jiàn)圖2所示，所述第一級(jí)防撞裝置7設(shè)置在ー活動(dòng)端蓋3上，所述活動(dòng)端蓋3通過(guò)若干導(dǎo)向軸機(jī)構(gòu)5連接有一底座1，所述導(dǎo)向軸機(jī)構(gòu)5包括一導(dǎo)向軸4及ー設(shè)置在所述導(dǎo)向軸4內(nèi)的彈簧2，所述第二級(jí)防撞裝置6設(shè)置在與所述導(dǎo)向軸機(jī)構(gòu)5正好接觸的下方。參見(jiàn)圖3所示，一種用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置的防碰撞方法，其包括以下步驟601)確認(rèn)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)端以一定的速度在運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)第一級(jí)防碰撞裝置7和第二級(jí)防碰撞裝置6 ；602)所述第一級(jí)防碰撞裝置7以固定的時(shí)間間隔發(fā)射短脈沖，并接收障礙物的回波信號(hào)，使用計(jì)時(shí)時(shí)鐘111記錄發(fā)射和接收的時(shí)刻，根據(jù)時(shí)間差計(jì)算運(yùn)動(dòng)端到障礙物的實(shí)測(cè)距離；603)將實(shí)測(cè)距離與數(shù)據(jù)庫(kù)中的距離閾值進(jìn)行比較，一旦實(shí)測(cè)距離小于距離閾值， 立即通過(guò)控制器11控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器12減小電機(jī)13的轉(zhuǎn)速，以降低設(shè)備運(yùn)動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)速度，并通過(guò)報(bào)警器14發(fā)出預(yù)警；604)如果障礙物躲過(guò)了第一級(jí)防碰撞裝置7的監(jiān)測(cè)，與設(shè)備運(yùn)動(dòng)端發(fā)生接觸，則可通過(guò)第二級(jí)防碰撞裝置6感應(yīng)障礙物垂直作用在設(shè)備運(yùn)動(dòng)端的壓カ；605)當(dāng)碰撞產(chǎn)生的壓カ超過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的壓カ閾值吋，或者使限位開(kāi)關(guān)發(fā)生限位吋，立即通過(guò)控制器11停止設(shè)備運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)報(bào)警器14發(fā)出碰撞警報(bào)；606)檢測(cè)設(shè)備是否停止運(yùn)動(dòng)，若停止了，則結(jié)束監(jiān)測(cè)；若沒(méi)停止，以設(shè)定的時(shí)間間隔循環(huán)監(jiān)測(cè)設(shè)備上第一級(jí)防碰撞裝置7和第二級(jí)防碰撞裝置6的測(cè)量值或狀態(tài)，判斷是否有碰撞即將或正在發(fā)生，實(shí)現(xiàn)防碰撞裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)控。上述實(shí)施例只是為了說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的實(shí)質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置，其特征在于包括設(shè)置在設(shè)備運(yùn)動(dòng)端的第一級(jí)防碰撞裝置(7)和第二級(jí)防碰撞裝置(6)，所述第一級(jí)防碰撞裝置(7)連接第一數(shù)據(jù)采集器(8)，所述第一數(shù)據(jù)采集器(8)連接ー距離計(jì)算器(10)，所述第二級(jí)防碰撞裝置(6)連接第二數(shù)據(jù)采集器(9)，所述第二數(shù)據(jù)采集器(9)和距離計(jì)算器(10)分別連接在一控制器 (11)上，所述控制器(11)連接有報(bào)警器(14)以及通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(1 控制的電機(jī)(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置，其特征在于所述控制器 (11)內(nèi)設(shè)置有ー計(jì)時(shí)時(shí)鐘(111)，所述計(jì)時(shí)時(shí)鐘(111)分別連接在所述第一級(jí)防撞裝置 (7)、第一數(shù)據(jù)采集器(8)和第二數(shù)據(jù)采集器(9)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置，其特征在于所述第一級(jí)防撞裝置(7)由一個(gè)或多個(gè)測(cè)距傳感器組成，所述第二級(jí)防撞裝置(6)由ー個(gè)或多個(gè)壓カ傳感器或限位開(kāi)關(guān)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置，其特征在于所述測(cè)距傳感器的發(fā)射器(71)及接收器m可以設(shè)置在一起或者分開(kāi)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置，其特征在于所述第一級(jí)防撞裝置(7)設(shè)置在ー活動(dòng)端蓋C3)上，所述活動(dòng)端蓋C3)通過(guò)若干導(dǎo)向軸機(jī)構(gòu)( 連接有一底座(1)，所述導(dǎo)向軸機(jī)構(gòu)( 包括一導(dǎo)向軸(4)及ー設(shè)置在所述導(dǎo)向軸(4)內(nèi)的彈簧 O)，所述第二級(jí)防撞裝置(6)設(shè)置在與所述導(dǎo)向軸機(jī)構(gòu)( 正好接觸的下方。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置的防碰撞方法，其特征在干，包括以下步驟601)確認(rèn)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)端以一定的速度在運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)第一級(jí)防碰撞裝置(7)和第二級(jí)防碰撞裝置(6)；602)所述第一級(jí)防碰撞裝置(7)以固定的時(shí)間間隔發(fā)射短脈沖，并接收障礙物的回波信號(hào)，使用計(jì)時(shí)時(shí)鐘(111)記錄發(fā)射和接收的時(shí)刻，根據(jù)時(shí)間差計(jì)算運(yùn)動(dòng)端到障礙物的實(shí)際距離；603)將實(shí)際距離與數(shù)據(jù)庫(kù)中的距離閾值進(jìn)行比較，一旦實(shí)際距離小于距離閾值，立即通過(guò)控制器(11)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(1 減小電機(jī)(1 的轉(zhuǎn)速，以降低設(shè)備運(yùn)動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)速度，并通過(guò)報(bào)警器(14)發(fā)出預(yù)警；604)如果障礙物躲過(guò)了第一級(jí)防碰撞裝置(7)的監(jiān)測(cè)，與設(shè)備運(yùn)動(dòng)端發(fā)生接觸，則可通過(guò)第二級(jí)防碰撞裝置(6)感應(yīng)障礙物垂直作用在設(shè)備運(yùn)動(dòng)端的壓カ；605)當(dāng)碰撞產(chǎn)生的壓カ超過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的壓力閾值，或者使限位開(kāi)關(guān)發(fā)生限位吋， 立即通過(guò)控制器(11)停止設(shè)備運(yùn)動(dòng)，必要時(shí)使設(shè)備運(yùn)動(dòng)端反向運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)報(bào)警器(14)發(fā)出碰撞警報(bào)；606)檢測(cè)設(shè)備是否停止運(yùn)動(dòng)，若停止了，則結(jié)束監(jiān)測(cè)；若沒(méi)停止，以設(shè)定的時(shí)間間隔循環(huán)監(jiān)測(cè)設(shè)備上第一級(jí)防碰撞裝置(7)和第二級(jí)防碰撞裝置(6)的測(cè)量值或狀態(tài)，判斷是否有碰撞即將或正在發(fā)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)碰撞事件的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于醫(yī)療設(shè)備的兩級(jí)防碰撞裝置，其包括設(shè)置在設(shè)備運(yùn)動(dòng)端的第一級(jí)防碰撞裝置和第二級(jí)防碰撞裝置，所述第一級(jí)防碰撞裝置連接第一數(shù)據(jù)采集器，所述第一數(shù)據(jù)采集器連接一距離計(jì)算器，所述第二級(jí)防碰撞裝置連接第二數(shù)據(jù)采集器，所述第二數(shù)據(jù)采集器和距離計(jì)算器分別連接在一控制器上，所述控制器連接有報(bào)警器和通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制的電機(jī)。本發(fā)明還公開(kāi)一種防碰撞方法，包括在即將發(fā)生碰撞時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行限制并發(fā)出碰撞預(yù)警，已經(jīng)發(fā)生碰撞時(shí)停止設(shè)備運(yùn)動(dòng)以及發(fā)出碰撞警報(bào)。本發(fā)明用于醫(yī)療設(shè)備中運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)及部件的防碰撞裝置及方法，防止醫(yī)療設(shè)備之間、醫(yī)療設(shè)備與患者或醫(yī)護(hù)人員發(fā)生嚴(yán)重碰撞，保障人機(jī)安全。
文檔編號(hào)A61B19/00GK102551888SQ20101058141
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者劉巋, 王鄴, 蒯多杰 申請(qǐng)人:蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所