专利名称：一种用于医疗设备的两级防碰撞装置及其防碰撞方法
技术领域：
本发明涉及医疗诊断和治疗设备领域，具体的涉及ー种用于医疗设备的两级防碰
撞装置。
背景技术：
目前临床上各类诊断和治疗设备应用越来越广泛，特别是介入治疗和手术导航领域，一般要求医疗设备具有可运动的装置，特別是关键的成像链或者实施治疗的探头，可以对患者的不同部位实施诊断和治疗。在操作过程中，有可能因为运动路径设置失当，途中有障碍物，或者患者或者医护人员身体运动，使得医疗设备与障碍物或者人体发生碰撞，容易造成医疗设备的损坏和人员的受伤。因此，采取一定的防碰撞方法，保障人机安全，对于医疗设备来说至关重要。传统方式的防碰撞方法多采用接触时产生的压カ来判断碰撞的发生，并采取相应的应急防护措施。其中压カ的感应装置可以是压力传感器或者机械限位开关，通过感知作用在医疗设备运动部件表面的力是否超过设定的阈值，或者是否发生机械限位来判断碰撞事件是否发生。这种方式原理和结构简単，易于控制。缺点是只有发生接触才能判定碰撞发生，并采取规避措施，在医疗设备需要以较高速度运动的场合，这种防碰撞方式难以发挥作用。另ー方面，在其他领域广泛应用的测距传感器可以比较精确地测得运动物体到前方障碍物的距离。这种测距传感器使用的信号可以是红外信号或者超声信号，还可以是其他适用于测距的调制信号。其工作方式是，通过控制电路控制测距传感器的发生器发送ー 定功率的调制信号，这种调制波在遇到障碍物后会发生漫反射，其中一部分反射波会被测距传感器的接收器接收，通过计算发射和接收的时间间隔，结合各种调制波在空气中传播速度的经验值，即可计算出运动设备到障碍物的距离。通过实时监控距离的变化，制定相应的运动速度控制策略，确保在发生碰撞前使设备减速甚至停止运动，避免严重碰撞的发生。当然，测距传感器至少存在两个方面的弊端。第一，探測角度覆盖范围有限；第二， 对于收发合置的测距传感器，还会有探測盲区。而压カ传感器或者限位开关没有这方面的问题。为了获得全面的防碰撞效果，有必要将非接触式测距传感器和接触式的压カ传感器或者限位开关的优点结合起来，組成两级防碰撞系统。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种用于医疗设备的两级防碰撞装置。本发明的另ー个目的在在于提供一种用于医疗设备的两级防碰撞装置的防碰撞方法。为了解决上述技术问题，实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现一种用于医疗设备的两级防碰撞装置，其包括设置在设备运动端的第一级防碰撞装置和第二级防碰撞装置，所述第一级防碰撞装置连接第一数据采集器，所述第一数据采集器连接ー距离计算器，所述第二级防碰撞装置连接第二数据采集器，所述第二数据采集器和距离计算器分别连接在一控制器上，所述控制器连接有一报警器和通过电机驱动器控制的电机。进ー步的，所述控制器内设置有一计时时钟，所述计时时钟分别连接在所述第一
级防撞装置、第一数据采集器和第二数据采集器上。优选的，所述第一级防撞装置由一个或多个测距传感器組成，所述第二级防撞装置由一个或多个压カ传感器或限位开关组成。优选的，所述测距传感器的发射器及接收器设置在一起。优选的，所述测距传感器的发射器及接收器分开设置。进ー步的，所述第一级防撞装置设置在ー活动端盖上，所述活动端盖通过若干导向轴机构连接有一底座，所述导向轴机构包括一导向轴及ー设置在所述导向轴内的弹簧， 所述第二级防撞装置设置在与所述导向轴机构正好接触的下方。一种用于医疗设备的两级防碰撞装置的防碰撞方法，其包括以下步骤601)确认设备的运动端以一定的速度在运动，启动第一级防碰撞装置和第二级防碰撞装置；602)所述第一级防碰撞装置以固定的时间间隔发射短脉冲，并接收障碍物的回波信号，使用计时时钟记录发射和接收的时刻，根据时间差计算运动端到障碍物的实测距罔；603)将实测距离与数据库中的距离阈值进行比较，一旦实测距离小于距离阈值， 立即通过控制器控制电机驱动器减小电机的转速，以降低设备运动端的运动速度，并通过报警器发出预警；604)如果障碍物躲过了第一级防碰撞装置的监测，与设备运动端发生接触，则可通过第二级防碰撞装置感应障碍物垂直作用在设备运动端的压カ；605)当碰撞产生的压カ超过数据库中设定的压カ阈值吋，或者使限位开关发生限位吋，立即通过控制器停止设备运动，并通过报警器发出碰撞警报；606)检测设备是否停止运动，若停止了，则结束监测；若没停止，以设定的时间间隔循环监测设备上第一级防碰撞装置和第二级防碰撞装置的测量值或状态，判断是否有碰撞即将或正在发生，实现防碰撞装置的实时监控。与现有技术相比本发明的装置可以安装在医疗设备的运动端，用于探测运动路径前方的障碍物，包括患者或医护人员、治疗床、手术器械等，对即将或正在发生的碰撞进行感应和规避。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。 本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
下面结合附图和实施方式对本发明作进ー步详细的说明。图1是本发明的用于医疗设备的两级防碰撞装置的框架结构示意图。图2是本发明的用于医疗设备的两级防碰撞装置的一实施例的结构示意图。
图3是本发明的用于医疗设备的两级防碰撞装置的防碰撞方法的流程示意图。
具体实施例方式參见图1所示，一种用于医疗设备的两级防碰撞装置，其包括设置在设备运动端的第一级防碰撞装置7和第二级防碰撞装置6，所述第一级防碰撞装置7连接第一数据采集器8，所述第一数据采集器8连接ー距离计算器10，所述第二级防碰撞装置6连接第二数据采集器9，所述第二数据采集器9和距离计算器10分别连接在一控制器11上，所述控制器 11连接有一报警器14以及通过电机驱动器12连接电机13。进ー步的，所述控制器11内设置有ー计时时钟111，所述计时时钟111分别连接在所述第一级防撞装置7、第一数据采集器8和第二数据采集器9上。优选的，所述第一级防撞装置7由一个或多个测距传感器組成，所述第二级防撞装置6由一个或多个压カ传感器或限位开关组成。优选的，所述测距传感器的发射器71及接收器72设置在一起。优选的，所述测距传感器的发射器71及接收器72分开设置。进ー步的，參见图2所示，所述第一级防撞装置7设置在ー活动端盖3上，所述活动端盖3通过若干导向轴机构5连接有一底座1，所述导向轴机构5包括一导向轴4及ー设置在所述导向轴4内的弹簧2，所述第二级防撞装置6设置在与所述导向轴机构5正好接触的下方。參见图3所示，一种用于医疗设备的两级防碰撞装置的防碰撞方法，其包括以下步骤601)确认设备的运动端以一定的速度在运动，启动第一级防碰撞装置7和第二级防碰撞装置6 ；602)所述第一级防碰撞装置7以固定的时间间隔发射短脉冲，并接收障碍物的回波信号，使用计时时钟111记录发射和接收的时刻，根据时间差计算运动端到障碍物的实测距离；603)将实测距离与数据库中的距离阈值进行比较，一旦实测距离小于距离阈值， 立即通过控制器11控制电机驱动器12减小电机13的转速，以降低设备运动端的运动速度，并通过报警器14发出预警；604)如果障碍物躲过了第一级防碰撞装置7的监测，与设备运动端发生接触，则可通过第二级防碰撞装置6感应障碍物垂直作用在设备运动端的压カ；605)当碰撞产生的压カ超过数据库中设定的压カ阈值吋，或者使限位开关发生限位吋，立即通过控制器11停止设备运动，并通过报警器14发出碰撞警报；606)检测设备是否停止运动，若停止了，则结束监测；若没停止，以设定的时间间隔循环监测设备上第一级防碰撞装置7和第二级防碰撞装置6的测量值或状态，判断是否有碰撞即将或正在发生，实现防碰撞装置的实时监控。上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种用于医疗设备的两级防碰撞装置，其特征在于包括设置在设备运动端的第一级防碰撞装置(7)和第二级防碰撞装置(6)，所述第一级防碰撞装置(7)连接第一数据采集器(8)，所述第一数据采集器(8)连接ー距离计算器(10)，所述第二级防碰撞装置(6)连接第二数据采集器(9)，所述第二数据采集器(9)和距离计算器(10)分别连接在一控制器 (11)上，所述控制器(11)连接有报警器(14)以及通过电机驱动器(1 控制的电机(13)。
2.根据权利要求1所述的用于医疗设备的两级防碰撞装置，其特征在于所述控制器 (11)内设置有ー计时时钟(111)，所述计时时钟(111)分别连接在所述第一级防撞装置 (7)、第一数据采集器(8)和第二数据采集器(9)上。
3.根据权利要求1或2所述的用于医疗设备的两级防碰撞装置，其特征在于所述第一级防撞装置(7)由一个或多个测距传感器組成，所述第二级防撞装置(6)由ー个或多个压カ传感器或限位开关组成。
4.根据权利要求3所述的用于医疗设备的两级防碰撞装置，其特征在于所述测距传感器的发射器(71)及接收器m可以设置在一起或者分开设置。
5.根据权利要求4所述的用于医疗设备的两级防碰撞装置，其特征在于所述第一级防撞装置(7)设置在ー活动端盖C3)上，所述活动端盖C3)通过若干导向轴机构( 连接有一底座(1)，所述导向轴机构( 包括一导向轴(4)及ー设置在所述导向轴(4)内的弹簧 O)，所述第二级防撞装置(6)设置在与所述导向轴机构( 正好接触的下方。
6.根据权利要求5所述的用于医疗设备的两级防碰撞装置的防碰撞方法，其特征在干，包括以下步骤601)确认设备的运动端以一定的速度在运动，启动第一级防碰撞装置(7)和第二级防碰撞装置(6)；602)所述第一级防碰撞装置(7)以固定的时间间隔发射短脉冲，并接收障碍物的回波信号，使用计时时钟(111)记录发射和接收的时刻，根据时间差计算运动端到障碍物的实际距离；603)将实际距离与数据库中的距离阈值进行比较，一旦实际距离小于距离阈值，立即通过控制器(11)控制电机驱动器(1 减小电机(1 的转速，以降低设备运动端的运动速度，并通过报警器(14)发出预警；604)如果障碍物躲过了第一级防碰撞装置(7)的监测，与设备运动端发生接触，则可通过第二级防碰撞装置(6)感应障碍物垂直作用在设备运动端的压カ；605)当碰撞产生的压カ超过数据库中设定的压力阈值，或者使限位开关发生限位吋， 立即通过控制器(11)停止设备运动，必要时使设备运动端反向运动，并通过报警器(14)发出碰撞警报；606)检测设备是否停止运动，若停止了，则结束监测；若没停止，以设定的时间间隔循环监测设备上第一级防碰撞装置(7)和第二级防碰撞装置(6)的测量值或状态，判断是否有碰撞即将或正在发生，实现对碰撞事件的实时监控。
全文摘要
本发明公开了一种用于医疗设备的两级防碰撞装置，其包括设置在设备运动端的第一级防碰撞装置和第二级防碰撞装置，所述第一级防碰撞装置连接第一数据采集器，所述第一数据采集器连接一距离计算器，所述第二级防碰撞装置连接第二数据采集器，所述第二数据采集器和距离计算器分别连接在一控制器上，所述控制器连接有报警器和通过电机驱动器控制的电机。本发明还公开一种防碰撞方法，包括在即将发生碰撞时对设备的运动速度进行限制并发出碰撞预警，已经发生碰撞时停止设备运动以及发出碰撞警报。本发明用于医疗设备中运动结构及部件的防碰撞装置及方法，防止医疗设备之间、医疗设备与患者或医护人员发生严重碰撞，保障人机安全。
文档编号A61B19/00GK102551888SQ20101058141
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者刘岿, 王邺, 蒯多杰 申请人:苏州生物医学工程技术研究所