一種醫(yī)用電子直線加速器防碰撞保護裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種醫(yī)用電子直線加速器防碰撞保護裝置，包括：限位開關(guān)設置在預定水平位置，預定水平位置為旋轉(zhuǎn)機架位于預定的角度范圍內(nèi)時升降地板需要下降到位的位置；限位開關(guān)判斷升降地板是否觸動到限位開關(guān)；信號調(diào)理電路將限位開關(guān)對應的第一數(shù)字信號發(fā)送給邏輯判斷電路；傾角傳感器設置在旋轉(zhuǎn)機架上，檢測旋轉(zhuǎn)機架的角度；角度判斷電路判斷角度位于預定的角度范圍內(nèi)時，發(fā)送控制信號給邏輯判斷電路；邏輯判斷電路對第一數(shù)字信號和控制信號進行邏輯計算；控制電路判斷計算結(jié)果符合碰撞條件時，控制旋轉(zhuǎn)機架停止旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)機架由驅(qū)動電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。該裝置所有器件是純硬件來實現(xiàn)，控制簡單，不需要通信線路，因此，抗干擾能力強，可靠性較高。
【專利說明】-種醫(yī)用電子直線加速器防碰撞保護裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種醫(yī)用電子直線加速器防碰撞保護裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，6MV醫(yī)用電子直線加速器采用駐波加速管，駐波加速管垂直安裝，如圖1所 示，駐波加速管設置于治療頭5上，治療頭5在旋轉(zhuǎn)機架2的帶動下可以旋轉(zhuǎn)?？梢岳斫獾?是，旋轉(zhuǎn)機架2可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸1在360°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。
[0003] 基于醫(yī)學上的要求，對于旋轉(zhuǎn)軸1與地平面8之間的高度有要求，因此，當旋轉(zhuǎn)機 架2旋轉(zhuǎn)到垂直位置時，治療頭5的水平位置需要比地平面8低。
[0004] 基于這樣的需求，在一定的范圍內(nèi)設置了升降地板6,當旋轉(zhuǎn)機架2旋轉(zhuǎn)到預定的 角度范圍內(nèi)時，需要升降地板6下降，保證治療頭5能夠比地平面8低，并且還要保證治療 頭5不會碰撞到升降地板6。當旋轉(zhuǎn)機架2處于預定的角度范圍以外時，升降地板6上升回 地平面的高度，這樣不會影響醫(yī)生對患者的治療擺位。
[0005] 需要說明的是，所述預定的角度范圍是根據(jù)實際需要設定的，例如圖1中的預定 的角度范圍就是碰撞角度范圍，以135°?225°為例進行說明，當旋轉(zhuǎn)機架2位于這個 135°?225°范圍內(nèi)時，升降地板6需要下降到位。該下降到位指的是升降地板6下降到 位的水平位置能夠保證旋轉(zhuǎn)機架2不碰到升降地板6。
[0006] 但是，在實際使用過程中，如果由于機械、電氣或者軟件的原因會導致升降地板6 沒有下降或者下降不到位，這樣當旋轉(zhuǎn)機架2位于預定的角度范圍內(nèi)時，旋轉(zhuǎn)機架2的頂部 (安裝治療頭的一端）會和升降地板6發(fā)生碰撞，這樣將導致嚴重的后果，可能會造成價值 昂貴的駐波加速管的損壞。
[0007] 因此，當旋轉(zhuǎn)機架2位于預定的角度范圍內(nèi)時，升降地板6沒有下降到位，這時必 須可靠地控制旋轉(zhuǎn)機架2停止運動。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)中，防止旋轉(zhuǎn)機架2與升降地板6防撞的方法是，升降地板6的位置信息 和旋轉(zhuǎn)機架2的角度信息均由各自對應的光電編碼器采集，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)過485總線發(fā) 送給控制器，控制器對數(shù)據(jù)進行處理后對升降地板6的高度和旋轉(zhuǎn)機架2的角度進行比較， 進而控制旋轉(zhuǎn)機架2停止運動，避免旋轉(zhuǎn)機架2和升降地板6發(fā)生碰撞。
[0009] 但是，現(xiàn)有技術(shù)這種防碰撞方式存在以下缺點：測量升降地板6的位置信息使用 拉線式編碼器，價格昂貴，一個需要五千元左右；另外，由于拉線式編碼器的位置接近駐波 加速器的X射線源，長時間X射線照射時，編碼器故障率比較高。另外，由于拉線式編碼器 的位置信息通過485通訊的方式傳輸給控制器，控制器是軟件和硬件的結(jié)合來讀取升降地 板的位置信息，這樣通信線路復雜、傳輸干擾大，容易造成誤判斷或誤操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種醫(yī)用電子直線加速器防碰撞保護裝置，成本 低，可靠性高，能夠準確防止旋轉(zhuǎn)機架和升降地板發(fā)生碰撞。 toon] 本發(fā)明實施例提供一種醫(yī)用電子直線加速器防碰撞保護裝置，包括：限位開關(guān)、信 號調(diào)理電路、傾角傳感器、角度判斷電路、邏輯判斷電路和控制電路；
[0012] 所述限位開關(guān)設置在預定水平位置，所述預定水平位置為旋轉(zhuǎn)機架位于預定的角 度范圍內(nèi)時升降地板需要下降到位的位置；
[0013] 所述限位開關(guān)，用于判斷所述升降地板是否觸動到限位開關(guān)；
[0014] 所述信號調(diào)理電路，用于將所述限位開關(guān)對應的第一數(shù)字信號發(fā)送給邏輯判斷電 路；
[0015] 所述傾角傳感器設置在所述旋轉(zhuǎn)機架上，用于檢測旋轉(zhuǎn)機架的角度，將檢測的旋 轉(zhuǎn)機架的角度發(fā)送給所述角度判斷電路；
[0016] 所述角度判斷電路，用于判斷所述角度位于所述預定的角度范圍內(nèi)時，發(fā)送控制 信號給所述邏輯判斷電路；
[0017] 所述邏輯判斷電路，用于對所述第一數(shù)字信號和所述控制信號進行邏輯計算，將 計算結(jié)果輸出給控制電路；
[0018] 所述控制電路，用于判斷所述計算結(jié)果符合碰撞條件時，控制所述旋轉(zhuǎn)機架停止 旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)機架由驅(qū)動電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
[0019] 優(yōu)選地，所述限位開關(guān)包括靜觸點、常閉觸點和常開觸點；
[0020] 所述靜觸點連接第一電源；
[0021] 所述限位開關(guān)不動作時，所述常閉觸點連接所述靜觸點，所述常閉觸點作為限位 開關(guān)的信號輸出端；
[0022] 所述限位開關(guān)動作時，所述常開觸點連接所述靜觸點；
[0023] 所述信號調(diào)理電路包括光耦；
[0024] 所述常閉觸點通過第一電阻連接所述光耦的發(fā)光二極管的陽極，所述發(fā)光二極管 的陰極連接所述第一電源對應的地；
[0025] 所述光耦的第一輸出端輸出所述第一數(shù)字信號，所述光耦的第一輸出端通過第二 電阻連接第二電源，所述光耦的第二輸出端連接所述第二電源對應的地。
[0026] 優(yōu)選地，所述傾角傳感器包括兩個單軸傾角傳感器，分別為第一單軸傾角傳感器 和第二單軸傾角傳感器；
[0027] 所述第一單軸傾角傳感器水平設置；
[0028] 所述第二單軸傾角傳感器垂直設置；
[0029] 所述第一單軸傾角傳感器和第二單軸傾角傳感器聯(lián)合實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機架360°度范圍 內(nèi)的角度檢測。
[0030] 優(yōu)選地，所述控制信號包括第一控制信號和第二控制信號；
[0031] 所述角度判斷電路，用于判斷所述角度大于所述預定的角度范圍內(nèi)的最小值時， 輸出所述第一控制信號給所述控制電路；用于判斷所述角度小于所述預定的角度范圍內(nèi)的 最大值時，輸出所述第二控制信號給所述控制電路；
[0032] 所述角度判斷電路輸出第一控制信號時，所述控制電路控制所述旋轉(zhuǎn)機架逆時針 旋轉(zhuǎn)；
[0033] 所述角度判斷電路輸出第二控制信號時，所述控制電路控制所述旋轉(zhuǎn)機架順時針 旋轉(zhuǎn)。
[0034] 優(yōu)選地，所述角度判斷電路包括：第一比較器、第二比較器、第三比較器、第一或非 門、第二或非門和非門；
[0035] 所述第一比較器的第一輸入端連接第一傾角傳感器的信號輸出端，所述第一比較 器的第二輸入端連接第一參考電壓；
[0036] 所述第二比較器的第一輸入端連接第二傾角傳感器的信號輸出端，所述第二比較 器的第二輸入端連接第二參考電壓；
[0037] 所述第三比較器的第一輸入端連接第二傾角傳感器的信號輸出端，所述第三比較 器的第二輸入端連接第三參考電壓；
[0038] 所述第一比較器的輸出端連接所述第一或非門的第一輸入端；所述第二比較器的 輸出端連接所述第一或非門的第二輸入端；
[0039] 所述第一比較器的輸出端連接所述第二或非門的第一輸入端，所述第三比較器的 輸出端連接所述非門的輸入端，所述非門的輸出端連接所述第二或非門的第二輸入端；
[0040] 所述第一或非門輸出所述第一控制信號；
[0041] 所述第二或非門輸出所述第二控制信號。
[0042] 優(yōu)選地，所述角度判斷電路還包括：第一光耦繼電器和第二光耦繼電器；
[0043] 所述第一或非門的輸出端連接所述第一光耦繼電器的發(fā)光二極管的陽極，所述發(fā) 光二極管的陰極接地，所述第一光稱繼電器的第一輸出端接電源，所述第一光稱繼電器的 第二輸出端為所述第一控制信號對應的輸出端；
[0044] 所述第二或非門的輸出端連接所述第二光耦繼電器的發(fā)光二極管的陽極，所述發(fā) 光二極管的陰極接地，所述第二光耦繼電器的第一輸出端接電源，所述第二光耦繼電器的 第二輸出端為所述第二控制信號對應的輸出端。
[0045] 優(yōu)選地，所述邏輯判斷電路，用于在所述第一數(shù)字信號為有效狀態(tài)時，并且所述第 一控制信號為有效狀態(tài)時，輸出計算結(jié)果為逆時針控制信號給所述控制電路；
[0046] 所述邏輯判斷電路，還用于在所述第一數(shù)字信號為有效狀態(tài)時，并且所述第二控 制信號為有效狀態(tài)時，輸出計算結(jié)果為順時針控制信號給所述控制電路。
[0047] 優(yōu)選地，所述邏輯判斷電路包括：第一反相器、第一與門和第二與門；
[0048] 所述第一反相器的輸入端連接所述第一數(shù)字信號；
[0049] 所述第一與門的第一輸入端連接所述第一反相器的輸出端，所述第一與門的第二 輸入端連接所述第一控制信號；
[0050] 所述第二與門的第一輸入端連接所述第一反相器的輸出端，所述第二與門的第二 輸入端連接所述第二控制信號；
[0051] 所述第一與門的輸出端輸出所述順時針控制信號；
[0052] 所述第二與門的輸出端輸出所述逆時針控制信號。
[0053] 優(yōu)選地，所述控制電路包括：第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一二極管和第二二極管；
[0054] 所述第一開關(guān)的控制端連接所述逆時針控制信號；
[0055] 所述第二開關(guān)的控制端連接所述順時針控制信號；
[0056] 所述第一二極管的陽極連接所述第一開關(guān)的第一端，所述第一二極管的陰極連接 所述第一開關(guān)的第二端；
[0057] 所述第一開關(guān)的第一端連接驅(qū)動電機的速度控制信號，所述速度控制信號由上位 機輸出；
[0058] 所述第一開關(guān)的第二端連接所述第二開關(guān)的第一端；
[0059] 所述第二二極管的陰極連接所述第二開關(guān)管的第一端，所述第二二極管的陽極連 接所述第二開關(guān)的第二端；
[0060] 所述第二開關(guān)的第二端連接所述驅(qū)動電機。
[0061] 優(yōu)選地，還包括電壓轉(zhuǎn)換電路；
[0062] 所述速度控制信號為電流信號；
[0063] 所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括放大器，第一電阻和第二電阻；
[0064] 所述放大器的負輸入端連接所述第二開關(guān)的第二端；
[0065] 所述放大器的正輸入端接地；
[0066] 所述放大器的輸出端連接所述驅(qū)動電機；
[0067] 所述第一電阻的一端連接所述放大器的負輸入端，所述第一電阻的另一端連接所 述放大器的輸出端；
[0068] 所述第二電阻的一端連接所述放大器的輸出端，所述第二電阻的另一端接地。
[0069] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0070] 本實施例提供的防撞保護裝置，采用限位開關(guān)檢測升降地板的高度，采用傾角傳 感器測量旋轉(zhuǎn)機架的角度，由于限位開關(guān)和傾角傳感器均比現(xiàn)有技術(shù)中的編碼器便宜，因 此，該裝置比現(xiàn)有技術(shù)中的成本要低很多。另外，由于限位開關(guān)是機械觸點形式，因此，可靠 性比較高。并且，該裝置所有器件是純硬件來實現(xiàn)，控制簡單，不需要通信線路，因此，抗干 擾能力強，可靠性較高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0071] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0072] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的醫(yī)用電子直線加速器的裝置示意圖；
[0073] 圖2是本發(fā)明提供的醫(yī)用電子直線加速器防撞的裝置示意圖；
[0074] 圖3是本發(fā)明提供的醫(yī)用電子直線加速器防碰撞保護裝置實施例一示意圖；
[0075] 圖4是本發(fā)明提供的限位開關(guān)和信號調(diào)理電路示意圖；
[0076] 圖5是本發(fā)明提供的角度判斷電路示意圖；
[0077] 圖6是本發(fā)明提供的邏輯判斷電路的示意圖；
[0078] 圖7是本發(fā)明提供的控制電路示意圖。

【具體實施方式】
[0079] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0080] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0081] 實施例一：
[0082] 參見圖2,該圖為本發(fā)明提供的醫(yī)用電子直線加速器防撞裝置示意圖。
[0083] 本發(fā)明實施例中提供的防撞裝置中設置了傾角傳感器3和限位開關(guān)7 ;
[0084] 需要說明的是，所述傾角傳感器3設置在所述旋轉(zhuǎn)機架上，用于檢測旋轉(zhuǎn)機架2的 角度。
[0085] 所述限位開關(guān)7設置在預定水平位置，所述預定水平位置為旋轉(zhuǎn)機架2位于預定 的角度范圍內(nèi)時升降地板6需要下降到位的位置；即旋轉(zhuǎn)機架2旋轉(zhuǎn)到預定的角度范圍內(nèi) 時，升降地板6下降到位時，旋轉(zhuǎn)機架2將不會與升降地板6發(fā)生碰撞。
[0086] 參見圖3,該圖為本發(fā)明提供的醫(yī)用電子直線加速器防碰撞保護裝置實施例一示 意圖。
[0087] 本實施例提供的醫(yī)用電子直線加速器防碰撞保護裝置，包括：限位開關(guān)7、信號調(diào) 理電路100、傾角傳感器3、角度判斷電路200、邏輯判斷電路300和控制電路400。
[0088] 所述限位開關(guān)7設置在預定水平位置，所述預定水平位置為旋轉(zhuǎn)機架2位于預定 的角度范圍內(nèi)時升降地板6需要下降到位的位置。
[0089] 所述限位開關(guān)7,用于判斷所述升降地板6是否觸動到限位開關(guān)7。
[0090] 可以理解的是，限位開關(guān)7與現(xiàn)有技術(shù)中的拉線編碼器相比成本低很多。由于拉 線編碼器內(nèi)部集成了 EEPR0M等半導體芯片，因此，拉線編碼器長時間受X射線輻射容易損 壞。而本實施例使用的限位開關(guān)7僅是機械的觸點，內(nèi)部沒有半導體器件，因此不容易損 壞，可靠性高，并且成本很低。
[0091] 升降地板6不觸動限位開關(guān)7時，限位開關(guān)7為一個狀態(tài)；當升降地板6觸動到限 位開關(guān)7時，限位開關(guān)7為另一個狀態(tài)。即限位開關(guān)7被升降地板6觸動時對應的第一數(shù) 字信號是一個電平狀態(tài)，限位開關(guān)7不被升降地板6觸動時對應的第一數(shù)字信號是另一個 電平狀態(tài)。通過判斷第一數(shù)字信號的電平狀態(tài)便可以判斷升降地板6是否觸動到限位開關(guān) 7。
[0092] 所述信號調(diào)理電路100,用于將所述限位開關(guān)7對應的第一數(shù)字信號發(fā)送給邏輯 判斷電路300。
[0093] 需要說明的是，所述第一數(shù)字信號為高電平或低電平，例如，當升降地板6觸動限 位開關(guān)7時，限位開關(guān)動作，對應的信號調(diào)理電路100輸出高電平。當升降地板6不觸動限 位開關(guān)7時，對應的信號調(diào)理電路100輸出低電平。
[0094] 所述傾角傳感器3設置在所述旋轉(zhuǎn)機架2上，用于檢測旋轉(zhuǎn)機架2的角度，將檢測 的旋轉(zhuǎn)機架2的角度發(fā)送給所述角度判斷電路200。
[0095] 需要說明的是，傾角傳感器3可以檢測旋轉(zhuǎn)機架2的角度。
[0096] 所述角度判斷電路200,用于判斷所述角度位于所述預定的角度范圍內(nèi)時，發(fā)送控 制信號給所述邏輯判斷電路300。
[0097] 所述邏輯判斷電路300,用于對所述第一數(shù)字信號和所述控制信號進行邏輯計算， 將計算結(jié)果輸出給控制電路400。
[0098] 需要說明的是，所述第一數(shù)字信號相當于一個使能信號，只有第一數(shù)字信號為有 效狀態(tài)時，所述控制信號才會被進行邏輯判斷。
[0099] 所述控制電路400,用于判斷所述計算結(jié)果符合碰撞條件時，控制所述旋轉(zhuǎn)機架2 停止旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)機架2由驅(qū)動電機用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
[0100] 例如，當判斷旋轉(zhuǎn)機架2大于135°時，控制旋轉(zhuǎn)機架2停止旋轉(zhuǎn)。當判斷旋轉(zhuǎn)機 架2小于225°時，控制旋轉(zhuǎn)機架2停止旋轉(zhuǎn)。
[0101] 本實施例提供的防撞保護裝置，采用限位開關(guān)檢測升降地板的高度，采用傾角傳 感器測量旋轉(zhuǎn)機架的角度，由于限位開關(guān)和傾角傳感器均比現(xiàn)有技術(shù)中的編碼器便宜，因 此，該裝置比現(xiàn)有技術(shù)中的成本要低很多。另外，由于限位開關(guān)是機械觸點形式，因此，可靠 性比較高。并且，該裝置所有器件是純硬件來實現(xiàn)，控制簡單，不需要通信線路，因此，抗干 擾能力強，可靠性較高。
[0102] 實施例二：
[0103] 下面結(jié)合具體電路圖來詳細介紹各個部門的組成以及工作原理。
[0104] 參見圖4,該圖為本發(fā)明提供的限位開關(guān)和信號調(diào)理電路示意圖。
[0105] 所述限位開關(guān)S1包括靜觸點COM、常閉觸點N01和常開觸點N02 ;
[0106] 所述靜觸點COM連接第一電源；需要說明的是，該第一電源可以為+24V。
[0107] 所述限位開關(guān)S1不動作時，所述常閉觸點N01連接所述靜觸點C0M，所述常閉觸點 N01作為限位開關(guān)的信號輸出端；
[0108] 所述限位開關(guān)S1動作時，所述常開觸點N02連接所述靜觸點COM ;
[0109] 所述信號調(diào)理電路包括光耦U1B ;
[0110] 所述常閉觸點N01連接所述光耦U1B的發(fā)光二極管的陽極，所述發(fā)光二極管的陰 極連接所述第一電源對應的地，即圖中的DCCOM，DCC0M是+24V電源對應的地；
[0111] 所述光f禹U1B的第一輸出端輸出所述第一數(shù)字信號A，同時所述光f禹U1B的第一輸 出端通過第二電阻連接第二電源。第二電源可以為+5V。所述光耦U1B的第二輸出端連接 所述第二電源對應的地，即圖中的LGND，LGND是+5V電源對應的地。
[0112] 需要說明的是，所述光耦U1B的作用是將電信號轉(zhuǎn)成光信號，再轉(zhuǎn)成電信號，實現(xiàn) 電氣隔離的同時也實現(xiàn)了信號電平轉(zhuǎn)換。
[0113] 從圖中可以看出，光耦U1B輸入端的地DCC0M和輸出端的地LGND不是同一個地， 是不共地的，這樣可以實現(xiàn)信號的隔離。光耦U1B輸出的信號為+5V或0V的邏輯電平信號。
[0114] 圖4的工作原理是，當限位開關(guān)S1不動作時，A為低電平；當限位開關(guān)S1動作時， A為1?電平。
[0115] 可以理解的是，當升降地板沒有故障時，旋轉(zhuǎn)機架旋轉(zhuǎn)到預定的角度范圍時，升降 地板和旋轉(zhuǎn)機架不會碰撞。只有當升降地板故障時，即旋轉(zhuǎn)機架旋轉(zhuǎn)到預定的角度范圍內(nèi) 時，升降地板沒有下降，升降地板不會觸動限位開關(guān)，此時限位開關(guān)不動作，即A-直為低 電平。
[0116] 實施例三：
[0117] 參見圖5,該圖為本發(fā)明提供的角度判斷電路示意圖。
[0118] 本發(fā)明提供的實施例中采用兩個單軸傾角傳感器實現(xiàn)360°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)機架的角 度檢測。
[0119] 由于一個單軸傾角傳感器可以測量180°范圍內(nèi)的角度。
[0120] 例如，單軸傾角傳感器可以采用SCA60C，該傾角傳感器的供電電壓為+5V，測量范 圍為±90°，對應的模擬電壓輸出范圍0.5V?4. 5V，即輸出電壓與測量的角度是成線性比 例關(guān)系的。
[0121] 需要說明的是，單軸傾角傳感器輸出的電壓對應的是角度，電壓的數(shù)值不同，則對 應的角度不同。
[0122] 所述傾角傳感器包括兩個單軸傾角傳感器，分別為第一單軸傾角傳感器N2和第 二單軸傾角傳感器N5 ;
[0123] 所述第一單軸傾角傳感器N2水平設置；
[0124] 所述第二單軸傾角傳感器N5垂直設置；
[0125] 所述第一單軸傾角傳感器N2和第二單軸傾角傳感器N5聯(lián)合實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機架360° 度范圍內(nèi)的角度檢測。
[0126] 需要說明的是，利用兩個單軸傾角傳感器相互垂直設置實現(xiàn)360°范圍內(nèi)的角度 檢測。由于單軸傾角傳感器的價格比較低，因此，這樣使整個裝置的成本更低。
[0127] 本實施例中，所述控制信號包括第一控制信號和第二控制信號；
[0128] 所述角度判斷電路，用于判斷所述角度大于所述預定的角度范圍內(nèi)的最小值時， 輸出所述第一控制信號給所述控制電路；用于判斷所述角度小于所述預定的角度范圍內(nèi)的 最大值時，輸出所述第二控制信號給所述控制電路；
[0129] 需要說明的是，所述預定的角度范圍以135°?225°為例進行說明，則所述預定 的角度范圍內(nèi)的最小值指的是135°，所述預定的角度范圍內(nèi)的最大值指的是225°。
[0130] 所述角度判斷電路輸出第一控制信號時，所述控制電路控制所述旋轉(zhuǎn)機架逆時針 旋轉(zhuǎn)；
[0131] 所述角度判斷電路輸出第二控制信號時，所述控制電路控制所述旋轉(zhuǎn)機架順時針 旋轉(zhuǎn)。
[0132] 參見圖5,本實施例提供的角度判斷電路包括：第一比較器N2A、第二比較器N2B、 第三比較器N2C、第一或非門D6B、第二或非門D6C和非門；
[0133] 需要說明的是，所述非門在本實施例中是由一個或非門來實現(xiàn)，即圖中的第三或 非門D6A，將第三或非門D6A的兩個輸入端連接在一起完成非門的功能。
[0134] 本實施例中之所以用第三或非門D6A實現(xiàn)非門的邏輯，是因為一個或非門芯片中 有多個或非門，為了節(jié)省硬件成本，直接用集成的或非門中剩余的或非門來實現(xiàn)非門的功 能。
[0135] 所述第一比較器N2A的第一輸入端連接第一傾角傳感器N2的信號輸出端，所述第 一比較器N2A的第二輸入端連接第一參考電壓REF2. 5V ;
[0136] 所述第二比較器N2B的第一輸入端連接第二傾角傳感器N5的信號輸出端，所述第 二比較器N2B的第二輸入端連接第二參考電壓SET1 ;需要說明的是SET1對應的預定的角 度范圍的最小值，例如，對于135°?225°來說，SET1對應的角度是對應135° ;
[0137] 所述第三比較器N2C的第一輸入端連接第二傾角傳感器N5的信號輸出端，所述第 三比較器N2C的第二輸入端連接第三參考電壓SET2 ;需要說明的是SET1對應的預定的角 度范圍的最小值，例如，對于135°?225°來說，SET1對應的角度是對應225° ;
[0138] 需要說明的是，第一參考電壓、第二參考電壓和第三參考電壓的數(shù)值均是不相同 的。當角度為135°?180°時，ALARM1輸出高電平進行報警，其他角度輸出低電平；當角 度為18Γ?225°時，ALARM2輸出高電平進行報警，其他角度輸出低電平；
[0139] 所述第一比較器N2A的輸出端連接所述第一或非門D6B的第一輸入端；所述第二 比較器N2B的輸出端連接所述第一或非門D6B的第二輸入端；
[0140] 所述第一比較器N2A的輸出端連接所述第二或非門D6C的第一輸入端，所述第三 比較器N2C的輸出端連接所述非門的輸入端，所述非門的輸出端連接所述第二或非門D6C 的第二輸入端；
[0141] 所述第一或非門D6B輸出所述第一控制信號；
[0142] 所述第二或非門D6C輸出所述第二控制信號。
[0143] 本實施例中，角度判斷電路還包括：第一光耦繼電器和第二光耦繼電器；
[0144] 需要說明的是，第一光耦繼電器和第二光耦繼電器集成在一個芯片內(nèi)，如圖5所 示的D7。
[0145] 所述第一或非門D6B的輸出端連接所述第一光耦繼電器的發(fā)光二極管的陽極，所 述發(fā)光二極管的陰極接地，所述第一光稱繼電器的第一輸出端接電源（+5V)，所述第一光奉禹 繼電器的第二輸出端為所述第一控制信號ALARM1對應的輸出端；
[0146] 所述第二或非門的輸出端連接所述第二光耦繼電器的發(fā)光二極管的陽極，所述發(fā) 光二極管的陰極接地，所述第二光耦繼電器的第一輸出端接電源（+5V)，所述第二光耦繼電 器的第二輸出端為所述第二控制信號ALARM2對應的輸出端。
[0147] 需要說明的是，光耦繼電器的作用是為了實現(xiàn)電氣隔離和信號電平轉(zhuǎn)換。
[0148] 圖5所示的角度判斷電路的工作原理是：
[0149] 本實施例中實現(xiàn)的原理是，第一比較器的作用是判斷旋轉(zhuǎn)機架的角度是0°? 180°還是18Γ?360°。而第二比較器的作用是判斷角度是否大于135°，第二三比較器 的作用是判斷角度是否小于225°。
[0150] 當旋轉(zhuǎn)機架的角度大于135°且小于180°時，光耦繼電器D7的5,6腳導通，角度 判斷電路輸出+5V第一控制信號，即ALARM1為高電平；
[0151] 當旋轉(zhuǎn)架角度大于180°且小于225°時，光耦繼電器D7的7,8腳導通，角度判斷 電路輸出+5V第二控制信號，S卩ALARM2為高電平。
[0152] 實施例四：
[0153] 參見圖6,該圖為本發(fā)明提供的邏輯判斷電路的示意圖。
[0154] 本發(fā)明實施例中所述邏輯判斷電路，用于在所述第一數(shù)字信號為有效狀態(tài)時，并 且所述第一控制信號為有效狀態(tài)時，輸出計算結(jié)果為逆時針控制信號給所述控制電路；
[0155] 所述邏輯判斷電路，還用于在所述第一數(shù)字信號為有效狀態(tài)時，并且所述第二控 制信號為有效狀態(tài)時，輸出計算結(jié)果為順時針控制信號給所述控制電路。
[0156] 可以理解的是，為了實現(xiàn)邏輯判斷電路的功能可以使用很多硬件邏輯電路來實 現(xiàn)，例如可以使用CPLD來實現(xiàn)。
[0157] 下面介紹一種具體的邏輯判斷電路。
[0158] 如圖6所示，該邏輯判斷電路包括：第一反相器U2A、第一與門U1A和第二與門 U1B ；
[0159] 所述第一反相器U2A的輸入端連接所述第一數(shù)字信號A ;
[0160] 所述第一與門U1A的第一輸入端連接所述第一反相器U2A的輸出端，所述第一與 門U1A的第二輸入端連接所述第一控制信號ALARM1 ;
[0161] 所述第二與門U1B的第一輸入端連接所述第一反相器U2A的輸出端，所述第二與 門U1B的第二輸入端連接所述第二控制信號ALARM2 ;
[0162] 所述第一與門U1A的輸出端輸出所述順時針控制信號G_LIMIT_ ;
[0163] 所述第二與門U1B的輸出端輸出所述逆時針控制信號G_UMIT+。
[0164] 可以看出進入邏輯判斷電路的信號包括三個：第一數(shù)字信號、第一控制信號和第 二控制信號。
[0165] 當滿足升降地板和旋轉(zhuǎn)機架碰撞條件時，邏輯判斷電路輸出旋轉(zhuǎn)機架的運動禁止 信號。
[0166] 由于角度判斷電路輸出的控制信號有2個，因此邏輯判斷電路可以根據(jù)不同的控 制信號，只是禁止有碰撞趨勢的旋轉(zhuǎn)方向的運動，此時仍然可以控制旋轉(zhuǎn)機架向相反的方 向運動（即遠離碰撞的方向）。
[0167] 實施例五：
[0168] 下面介紹具體控制旋轉(zhuǎn)機架向相反方向運動的控制電路。
[0169] 參見圖7,該圖為本發(fā)明提供的控制電路示意圖。
[0170] 本實施例提供的控制電路包括：第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第一二極管D1和第 二二極管D2 ;
[0171] 所述第一開關(guān)S1的控制端連接所述逆時針控制信號G_UMIT_ ;
[0172] 所述第二開關(guān)S2的控制端連接所述順時針控制信號G_UMIT+ ;
[0173] 所述第一二極管D1的陽極連接所述第一開關(guān)S1的第一端，所述第一二極管D1的 陰極連接所述第一開關(guān)S1的第二端；
[0174] 所述第一開關(guān)S1的第一端連接驅(qū)動電機的速度控制信號G_C0NT1，所述速度控制 信號G_C0NT1由上位機輸出；
[0175] 需要說明的是，G_C0NT1由上位機輸出的，本實施例中的控制電路并不能控制6_ C0NT1的輸出，因為G_C0NT1這個信號是由上位機控制的，控制電路僅是對G_C0NT1進行干 預，控制驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機架轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機不按照G_C0NT1進行工作，即不聽從G_C0NT1的指 揮。
[0176] 所述第一開關(guān)S1的第二端連接所述第二開關(guān)S2的第一端；
[0177] 所述第二二極管D2的陰極連接所述第二開關(guān)管S2的第一端，所述第二二極管D2 的陽極連接所述第二開關(guān)S2的第二端；
[0178] 所述第二開關(guān)S2的第二端連接所述驅(qū)動電機。
[0179] 可以理解的是第二開關(guān)S2的第二端輸出的是對驅(qū)動電機的控制信號。
[0180] 本實施例中利用兩個模擬開關(guān)和兩個二極管的組合，實現(xiàn)了邏輯判斷電路輸出的 兩個方向的邏輯信號G_LIMT+、G_LIMT-對旋轉(zhuǎn)機架的驅(qū)動電機的電流信號的順時針和逆 時針的旋轉(zhuǎn)停止控制。
[0181] 例如，當旋轉(zhuǎn)機架達到預定的角度范圍內(nèi)時（假設升降地板故障，沒有下降到位） G_LIMT+信號起作用，控制相應的模擬開關(guān)打開，這時模擬信號G_C0NT1為負時才能通過， G_C0NT1為正時不能通過，從而實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)機架不可以繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)，如果G_C0NT1為負 時即改變了旋轉(zhuǎn)方向則可以逆時針旋轉(zhuǎn)。
[0182] 另外，本實施例中，還包括電壓轉(zhuǎn)換電路；因為G_C0NT1為電流信號，需要將該信 號轉(zhuǎn)換為電壓信號。
[0183] 所述速度控制信號G_C0NT1為電流信號；
[0184] 所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括放大器N1B、第一電阻R1和第二電阻R2 ;
[0185] 所述放大器N1B的負輸入端連接所述第二開關(guān)的第二端；
[0186] 所述放大器N1B的正輸入端接地；
[0187] 所述放大器N1B的輸出端連接所述驅(qū)動電機；
[0188] 所述第一電阻R1的一端連接所述放大器的負輸入端，所述第一電阻R1的另一端 連接所述放大器N1B的輸出端；
[0189] 所述第二電阻R2的一端連接所述放大器N1B的輸出端，所述第二電阻R2的另一 端接地。
[0190] 綜上所述，本發(fā)明以上實施例提供的防撞裝置，完全由硬件電路來實現(xiàn)，由于硬件 電路不需要通信線纜進行信號的傳輸，因此可靠性比較高，并且，本發(fā)明中利用限位開關(guān)和 傾角傳感器，成本也很低。
[0191] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明 技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離 本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同 變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種醫(yī)用電子直線加速器防碰撞保護裝置，其特征在于，包括：限位開關(guān)、信號調(diào)理 電路、傾角傳感器、角度判斷電路、邏輯判斷電路和控制電路； 所述限位開關(guān)設置在預定水平位置，所述預定水平位置為旋轉(zhuǎn)機架位于預定的角度范 圍內(nèi)時升降地板需要下降到位的位置； 所述限位開關(guān)，用于判斷所述升降地板是否觸動到限位開關(guān)； 所述信號調(diào)理電路，用于將所述限位開關(guān)對應的第一數(shù)字信號發(fā)送給邏輯判斷電路； 所述傾角傳感器設置在所述旋轉(zhuǎn)機架上，用于檢測旋轉(zhuǎn)機架的角度，將檢測的旋轉(zhuǎn)機 架的角度發(fā)送給所述角度判斷電路； 所述角度判斷電路，用于判斷所述角度位于所述預定的角度范圍內(nèi)時，發(fā)送控制信號 給所述邏輯判斷電路； 所述邏輯判斷電路，用于對所述第一數(shù)字信號和所述控制信號進行邏輯計算，將計算 結(jié)果輸出給控制電路； 所述控制電路，用于判斷所述計算結(jié)果符合碰撞條件時，控制所述旋轉(zhuǎn)機架停止旋轉(zhuǎn)； 所述旋轉(zhuǎn)機架由驅(qū)動電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電子直線加速器防撞保護裝置，其特征在于，所述限位 開關(guān)包括靜觸點、常閉觸點和常開觸點； 所述靜觸點連接第一電源； 所述限位開關(guān)不動作時，所述常閉觸點連接所述靜觸點，所述常閉觸點作為限位開關(guān) 的信號輸出端； 所述限位開關(guān)動作時，所述常開觸點連接所述靜觸點； 所述信號調(diào)理電路包括光耦； 所述常閉觸點通過第一電阻連接所述光耦的發(fā)光二極管的陽極，所述發(fā)光二極管的陰 極連接所述第一電源對應的地； 所述光耦的第一輸出端輸出所述第一數(shù)字信號，所述光耦的第一輸出端通過第二電阻 連接第二電源，所述光耦的第二輸出端連接所述第二電源對應的地。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)用電子直線加速器防撞保護裝置，其特征在于，所述傾角 傳感器包括兩個單軸傾角傳感器，分別為第一單軸傾角傳感器和第二單軸傾角傳感器； 所述第一單軸傾角傳感器水平設置； 所述第二單軸傾角傳感器垂直設置； 所述第一單軸傾角傳感器和第二單軸傾角傳感器聯(lián)合實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機架360°度范圍內(nèi)的 角度檢測。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)用電子直線加速器防撞保護裝置，其特征在于，所述控制 信號包括第一控制信號和第二控制信號； 所述角度判斷電路，用于判斷所述角度大于所述預定的角度范圍內(nèi)的最小值時，輸出 所述第一控制信號給所述控制電路；用于判斷所述角度小于所述預定的角度范圍內(nèi)的最大 值時，輸出所述第二控制信號給所述控制電路； 所述角度判斷電路輸出第一控制信號時，所述控制電路控制所述旋轉(zhuǎn)機架逆時針旋 轉(zhuǎn)； 所述角度判斷電路輸出第二控制信號時，所述控制電路控制所述旋轉(zhuǎn)機架順時針旋 轉(zhuǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的醫(yī)用電子直線加速器防撞保護裝置，其特征在于，所述角度 判斷電路包括：第一比較器、第二比較器、第三比較器、第一或非門、第二或非門和非門； 所述第一比較器的第一輸入端連接第一傾角傳感器的信號輸出端，所述第一比較器的 第二輸入端連接第一參考電壓； 所述第二比較器的第一輸入端連接第二傾角傳感器的信號輸出端，所述第二比較器的 第二輸入端連接第二參考電壓； 所述第三比較器的第一輸入端連接第二傾角傳感器的信號輸出端，所述第三比較器的 第二輸入端連接第三參考電壓； 所述第一比較器的輸出端連接所述第一或非門的第一輸入端；所述第二比較器的輸出 端連接所述第一或非門的第二輸入端； 所述第一比較器的輸出端連接所述第二或非門的第一輸入端，所述第三比較器的輸出 端連接所述非門的輸入端，所述非門的輸出端連接所述第二或非門的第二輸入端； 所述第一或非門輸出所述第一控制信號； 所述第二或非門輸出所述第二控制信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的醫(yī)用電子直線加速器防撞保護裝置，其特征在于，所述角度 判斷電路還包括：第一光耦繼電器和第二光耦繼電器； 所述第一或非門的輸出端連接所述第一光耦繼電器的發(fā)光二極管的陽極，所述發(fā)光二 極管的陰極接地，所述第一光耦繼電器的第一輸出端接電源，所述第一光耦繼電器的第二 輸出端為所述第一控制信號對應的輸出端； 所述第二或非門的輸出端連接所述第二光耦繼電器的發(fā)光二極管的陽極，所述發(fā)光二 極管的陰極接地，所述第二光耦繼電器的第一輸出端接電源，所述第二光耦繼電器的第二 輸出端為所述第二控制信號對應的輸出端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的醫(yī)用電子直線加速器防撞保護裝置，其特征在于，所述邏 輯判斷電路，用于在所述第一數(shù)字信號為有效狀態(tài)時，并且所述第一控制信號為有效狀態(tài) 時，輸出計算結(jié)果為逆時針控制信號給所述控制電路； 所述邏輯判斷電路，還用于在所述第一數(shù)字信號為有效狀態(tài)時，并且所述第二控制信 號為有效狀態(tài)時，輸出計算結(jié)果為順時針控制信號給所述控制電路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的醫(yī)用電子直線加速器防撞保護裝置，其特征在于，所述邏輯 判斷電路包括：第一反相器、第一與門和第二與門； 所述第一反相器的輸入端連接所述第一數(shù)字信號； 所述第一與門的第一輸入端連接所述第一反相器的輸出端，所述第一與門的第二輸入 端連接所述第一控制信號； 所述第二與門的第一輸入端連接所述第一反相器的輸出端，所述第二與門的第二輸入 端連接所述第二控制信號； 所述第一與門的輸出端輸出所述順時針控制信號； 所述第二與門的輸出端輸出所述逆時針控制信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的醫(yī)用電子直線加速器防撞保護裝置，其特征在于，所述控制 電路包括：第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一二極管和第二二極管； 所述第一開關(guān)的控制端連接所述逆時針控制信號； 所述第二開關(guān)的控制端連接所述順時針控制信號； 所述第一二極管的陽極連接所述第一開關(guān)的第一端，所述第一二極管的陰極連接所述 第一開關(guān)的第二端； 所述第一開關(guān)的第一端連接驅(qū)動電機的速度控制信號，所述速度控制信號由上位機輸 出； 所述第一開關(guān)的第二端連接所述第二開關(guān)的第一端； 所述第二二極管的陰極連接所述第二開關(guān)管的第一端，所述第二二極管的陽極連接所 述第二開關(guān)的第二端； 所述第二開關(guān)的第二端連接所述驅(qū)動電機。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的醫(yī)用電子直線加速器防撞保護裝置，其特征在于，還包括電 壓轉(zhuǎn)換電路； 所述速度控制信號為電流信號； 所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括放大器，第一電阻和第二電阻； 所述放大器的負輸入端連接所述第二開關(guān)的第二端； 所述放大器的正輸入端接地； 所述放大器的輸出端連接所述驅(qū)動電機； 所述第一電阻的一端連接所述放大器的負輸入端，所述第一電阻的另一端連接所述放 大器的輸出端； 所述第二電阻的一端連接所述放大器的輸出端，所述第二電阻的另一端接地。
【文檔編號】H05H7/22GK104113043SQ201410321394
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】鄒惟濤, 田新智, 柴猛, 楊洪彪 申請人:沈陽東軟醫(yī)療系統(tǒng)有限公司