医疗设备底座和医疗设备系统的制作方法

1.本发明涉及医疗设备系统，特别是医疗设备底座。

背景技术：

2.在进行ct扫描时，病人通常由病人支持系统(检查床)移动。然而，在一些特殊情况下，例如手术下或具有开放创口，病人不能被移动，通过移动机架进行ct扫描。这就需要能够承载和运输机架的可移动机架底座。有了这个底座，机架还能被运到扫描室之外并且在几个房间使用。
3.对于移动ct，运动精度很重要，这直接关系到扫描的图像质量。但是，移动ct的移动精度受到多种因素的影响，包括地面平整度和机械结构的安装精度。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提出了一种医疗设备底座和医疗设备系统。
5.根据本发明的第一方面，提供一种医疗设备底座，包括一对前轮、一对后轮、位于一对前轮中间的第一位置传感器、位于一对后轮中间的第二位置传感器和控制器；
6.所述控制器根据第一位置传感器的位置和第二位置传感器的位置计算所述后轮的齿轮齿数比。
7.在一实施例中，所述第一位置传感器的位置偏差为e
p
(n)，则所述控制器根据下式计算e
p
(n)：
[0008][0009]
其中，n为正整数，dt是采样时间间隔，k
pp
、k
pi
、k
pd
分别是有关位置的比例积分微分系数。
[0010]
在一实施例中，所述第一位置传感器的位置为p1，所述第二位置传感器的位置为p2，所述第二位置传感器的角度偏差为ea(n)，则所述控制器根据下式计算ea(n)：
[0011][0012]
其中，d(p
2-p1)是所述第一位置传感器和第二位置传感器的位置差。
[0013]
在一实施例中，所述后轮的齿轮齿数比为gr，则所述控制器根据下式计算gr：
[0014][0015]
其中，k
ap
、k
ai
、k
ad
分别是有关角度的比例积分微分系数。
[0016]
在一实施例中，n∈[25，1000]。
[0017]
在一实施例中，所述前轮包括移动编码器、移动电机和移动驱动，所述后轮包括转向编码器、转向电机和转向驱动。
[0018]
根据本发明的第二方面，提供一种医疗设备系统，包括医疗设备和如上文所述的医疗设备底座，所述医疗设备置于所述医疗设备底座上，所述控制器将所述后轮的齿轮齿数比发送给所述医疗设备。
[0019]
本发明的医疗设备底座和系统不需轨道来控制运动，也不需要绝对平整的地面。它可用于相对平整的地面，成本低廉，且环境依赖性低。
附图说明
[0020]
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
[0021]
图1为根据本发明的实施例的医疗设备底座的结构示意图。
[0022]
图2为根据本发明的实施例的医疗设备底座的功能框图。
[0023]
图3为根据本发明的实施例的医疗设备底座位置和角度偏差的示意图。
[0024]
图4为根据本发明的实施例的医疗设备底座的运动示意图。
[0025]
在上述附图中，所采用的附图标记如下：
[0026]
100 医序设备底座
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
110 激光束
[0027]
101 转向电机
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
111 移动驱动
[0028]
102 底板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
112 位置偏差
[0029]
103 转向编码器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
113 控制器
[0030]
104 后轮
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
114 角度偏差
[0031]
105 转向驱动
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
116 路径规划
[0032]
106 前轮
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
117 医疗设备
[0033]
107 移动电机
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
118 原点
[0034]
108 第二位置传感器
ꢀꢀꢀꢀ
120 第一位置传感器
[0035]
109 移动编码器
具体实施方式
[0036]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
[0037]
图1为根据本发明的实施例的医疗设备底座100的结构示意图，图2为根据本发明的实施例的医疗设备底座100的功能框图。理想情况下，医疗设备底座100将沿y方向行进，但实际上它会在x方向产生偏移。机架的运动惰性很大，并且移动机构存在回差距(back gap)，因此难以测量静态误差。为了降低对扫描和重建的影响，x方向的偏差应该控制在2mm以内。
[0038]
如图1和2所示，医疗设备底座100包括底板102、一对前轮106、一对后轮104、位于一对前轮106中间的第一位置传感器120、位于一对后轮104中间的第二位置传感器108和控制器113。第一位置传感器120、第二位置传感器108发出激光束110.
[0039]
如图2所示，前轮106包括移动编码器109、移动电机107和移动驱动111，后轮104包
括转向编码器103、转向电机101和转向驱动105.第一位置传感器120、第二位置传感器108向控制器113发送它们的位置信息。控制器113根据第一位置传感器120的位置和第二位置传感器108的位置计算后轮104的齿轮齿数比。医疗设备底座100上可以放置医疗设备117，控制器113可向医疗设备117发送齿轮齿数比。
[0040]
从根据第一位置传感器120和第二位置传感器108可以得到底座100上两个位置相对于行进方向的偏移量。第一位置传感器120的位置为p1，第二位置传感器108的位置为p2，则第一位置传感器120的位置p1为位置误差，p
2-p1为角度误差。
[0041]
图3为根据本发明的实施例的医疗设备底座100位置偏差112和角度偏差114的示意图。
[0042]
首先，为了将p1的位置误差减小，将位置偏差做为第一个pid(比例积分微分)环的输入，在这里采用的是半位置式pid算法。记录位置传感器在n个采样点的偏差值做为输入偏差值，n可在25至1000之间取值，既能增加偏差修正的可靠性，还减少了处理器负担。
[0043]
第一位置传感器120的位置偏差为f
p
(n)，控制器113可根据下式计算f
p
(n)：
[0044][0045]
其中，n为正整数，dt是采样时间间隔，k
pp
、k
pi
、k
pd
分别是有关位置的比例积分微分系数，可经测试调整而得。
[0046]
然后将得到的修正偏差加入到角度偏差的调节中，使角度的偏差的调节在趋近于0的同时去减少位置偏差。
[0047]
第二位置传感器108的角度偏差为ea(n)，则控制器113可根据下式计算ea(n)：
[0048][0049]
其中，d(p
2-p1)是第一位置传感器120和第二位置传感器108的位置差。本实施例中，d(p
2-p1)的单位是微米，所以要除以1000进行单位转换。
[0050]
在这个pid环之后得到的修正量与现有速度差值做对比，进行进一步修正。与此同时，为了增加运动的灵活性和平滑度，加入后轮转角，后轮转角的角度依据需修正的差速偏差，以运动中心为原点，实时得到偏转角度。
[0051]
若后轮104的齿轮齿数比为gr，则控制器113可根据下式计算gr：
[0052][0053]
其中，k
ap
、k
ai
、k
ad
分别是有关角度的比例积分微分系数，可经测试调整而得。
[0054]
图4为根据本发明的实施例的医疗设备底座100的运动示意图。后轮104围绕原点118偏转，使得底板102具有路径规划116，从而返回理想的行进路线y。
[0055]
高精度位置传感器(psd)的测量范围是+/-17mm，分辨率是0.01mm。在本实施例中，转向轮(后轮)的距离是2605mm，直径是198mm。如果仅仅实时同步地控制行进轮(前轮)，那么在以100mm/s移动1000mm的情况下，将产生5-7mm的偏差。采用本实施例的控制器，偏差将
降至2mm。
[0056]
本发明还提供一种医疗设备系统，包括医疗设备117和医疗设备底座100，医疗设备117置于医疗设备底座100上，控制器113将后轮104的齿轮齿数比发送给医疗设备117。
[0057]
本发明的医疗设备底座和系统不需轨道来控制运动，也不需要绝对平整的地面。它可用于相对平整的地面，成本低廉，且环境依赖性低。
[0058]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种医疗设备底座(100)，包括一对前轮(106)、一对后轮(104)、位于一对前轮(106)中间的第一位置传感器(120)、位于一对后轮(104)中间的第二位置传感器(108)和控制器(113)；所述控制器(113)根据第一位置传感器(120)的位置和第二位置传感器(108)的位置计算所述后轮(104)的齿轮齿数比。2.如权利要求1所述的医疗设备底座(100)，其特征是，所述第一位置传感器(120)的位置偏差为e
p
(n)，则所述控制器(113)根据下式计算e
p
(n)：其中，n为正整数，dt是采样时间间隔，k
pp
、k
pi
、k
pd
分别是有关位置的比例积分微分系数。3.如权利要求2所述的医疗设备底座(100)，其特征是，所述第一位置传感器(120)的位置为p1，所述第二位置传感器(108)的位置为p2，所述第二位置传感器(108)的角度偏差为e
a
(n)，则所述控制器(113)根据下式计算e
a
(n)：其中，d(p
2-p1)是所述第一位置传感器(120)和第二位置传感器(108)的位置差。4.如权利要求3所述的医疗设备底座(100)，其特征是，所述后轮(104)的齿轮齿数比为gr，则所述控制器(113)根据下式计算gr：其中，k
ap
、k
ai
、k
ad
分别是有关角度的比例积分微分系数。5.如权利要求2所述的医疗设备底座(100)，其特征是，n∈[25，1000]。6.如权利要求1所述的医疗设备底座(100)，其特征是，所述前轮(106)包括移动编码器(109)、移动电机(107)和移动驱动(111)，所述后轮(104)包括转向编码器(103)、转向电机(101)和转向驱动(105)。7.一种医疗设备系统，包括医疗设备(117)和如权利要求1至6中任一项所述的医疗设备底座(100)，所述医疗设备(117)置于所述医疗设备底座(100)上，所述控制器(113)将所述后轮(104)的齿轮齿数比发送给所述医疗设备(117)。

技术总结

本发明公开了一种医疗设备底座和医疗设备系统。该医疗设备底座，包括一对前轮、一对后轮、位于一对前轮中间的第一位置传感器、位于一对后轮中间的第二位置传感器和控制器；所述控制器根据第一位置传感器的位置和第二位置传感器的位置计算所述后轮的齿轮齿数比。本发明的医疗设备底座和系统不需轨道来控制运动，也不需要绝对平整的地面。它可用于相对平整的地面，成本低廉，且环境依赖性低。且环境依赖性低。且环境依赖性低。