手柄、操控杆装置及成像设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种手柄及操控杆装置，其中，包括：一外壳；一压电构件，其沿着外壳的长度方向设置于所述外壳的内侧；一内杆，其沿着外壳的长度方向设置于所述压电构件的内侧，所述压电构件的一个面与所述外壳对置，所述压电构件的与所述一个面相反的另一个面与所述内杆对置，当作用力施加于所述压电构件时，所述压电构件的一个面与所述另一个面之间产生电势差。根据本实用新型的手柄及操控杆装置，能够以简单地构造来更灵敏地进行操控杆的操控，同时能够有效地避免误操作。
【专利说明】手柄、操控杆装置及成像设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种手柄、操控杆装置及成像设备，特别是一种用于X光机、计算机X射线断层扫描(CT)设备、磁共振成像(MRI)设备等医疗系统的操控杆装置及成像设备。
【背景技术】
[0002]当前，医疗系统越来越广泛地得到应用。对于医疗系统来说，由于需要保证在运动部件运动时病人和操作者的安全，因此需要提高运动部件的运动控制的安全性。对于运动部件的控制，通常包括如下三个环节:通过控制台的人机界面输入运动控制信号而获取运动控制信号，最常用的有按键和操控杆两种方式；通过开关信号或通讯总线的方式将运动控制信号从控制台传输到运动控制器；由运动控制器的控制电机根据运动控制信号来控制运动部件执行相关运动。
[0003]由于运动控制信号的传输往往要经过很长的电缆和很复杂的电气环境，极其容易受到电器环境干扰。在受到干扰的情况下，就有可能引起运动部件的误动作，造成安全隐患。因此，通常在运动信号传输的过程中，提供一个抗干扰能力强的安全电路来控制运动控制器的使能信号，就能保证在运动控制信号的传输过程中，即使受到干扰，也不会产生误动作。
[0004]为了解决上述问题，例如，目前，采用了一种电容式操控杆。医疗系统的远程控制台具备一个具有DMG功能的控制杆。在该操控杆中设有感应电极，当操作者的手与操控杆接触时，感应电极与操作者的手之间形成电容器，当电容器的电容量增大到预设的阈值以上时，可以控制操控杆接通安全电路电流，使操控杆开始工作。而当其他物品如手机、书等碰触到操控杆时，无法与感应电极之间构成电容，所以不会使操控杆工作，避免了无操作情况的出现。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型提出了一种能够提高反应灵敏度且防止误操作的手柄及操作杆装置。
[0006]本实用新型的一个方面提供一种手柄，其中，包括:一外壳；一压电构件，其沿着外壳的长度方向设置于所述外壳的内侧；一内杆，其沿着外壳的长度方向设置于所述压电构件的内侧，所述压电构件的一个面与所述外壳对置，所述压电构件的与所述一个面相反的另一个面与所述内杆对置，当作用力施加于所述压电构件时，所述压电构件的一个面与所述另一个面之间产生电势差。
[0007]此外，在上述手柄中，优选沿着所述内杆的周向设置有多个所述压电构件，且各个所述压电构件之间设置有绝缘部件。
[0008]此外，在上述手柄中，优选所述绝缘部件以放射状设置于所述内杆与所述外壳之间。
[0009]本实用新型的另一个方面提供一种操控杆装置，其中，包括:上述手柄；一驱动电路，其根据对所述手柄的操作而产生驱动信号；一控制电路，其用于控制是否输出所述驱动信号；一安全电路，其产生一标识信号用于使所述控制电路能够输出所述驱动信号，所述手柄的压电构件与所述安全电路电连接，当作用力施加于所述压电构件时，利用所述压电构件的一个面与所述另一个面之间产生的电势差使所述安全电路产生所述标识信号。
[0010]此外，本实用新型的操控杆装置中，优选沿着所述内杆的周向设置有多个所述压电构件，且各个所述压电构件之间设置有绝缘部件。
[0011]此外，本实用新型的操控杆装置中，优选各个所述压电构件与所述安全电路分别电连接，当两个以上的压电构件分别产生电势差时，使所述安全电路产生所述标识信号。
[0012]此外，本实用新型的操控杆装置中，优选各个所述压电构件通过一比较器与所述安全电路分别电连接。
[0013]根据本实用新型的手柄及操控杆装置，能够以简单地构造来更灵敏地进行操控杆的操控，同时能够有效地避免误操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中:
[0015]图1是本实用新型的一实施例所涉及的操控杆装置的结构图。
[0016]图2是本实用新型的一实施例所涉及的操控杆装置的手柄的剖面示意图。
[0017]图3是本实用新型的一实施例所涉及的压电构件的示意立体图。
[0018]图4是本实用新型的一实施例所涉及的操控杆装置的控制电路图。
[0019]图5是操控杆装置中各个压电构件与安全电路连接的电路图。
[0020]其中，附图标记如下:
[0021]I操控杆；2防水圈；3手柄；4基座；5外壳；6压电构件；7绝缘构件；8内杆；9内表面；10外表面；110安全电路；120驱动电路；130控制电路；运动部件140 ；300比较器。
【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。
[0023]图1为根据本实用新型一实施例的操控杆装置的立体图。如图1所示，操控杆I包括一个手柄3、一个基座4和一个防水圈2。基座4用来固定该操控杆1，例如，基座4上设置有多个通孔，通过多个螺丝可以将基座4连同整个操控杆I固定在控制台上。防水圈2设置在基座4和手柄3之间，用于防止水或类似物进入操控杆I的内部从而影响操控杆内部的电气环境。
[0024]此外，图2是手柄3的沿与长度方向的轴线垂直的方向上的剖面示意图，在手柄3的外壳5的内侧设置有由压电材料例如压电陶瓷等构成的压电构件6，在压电构件6的内侧进一步设置有内杆8。该内杆8沿着手柄3的长度方向设置，用于支承压电构件6。该压电构件6沿着同样外壳5的长度方向设置，在本实施例中，沿内杆8的周向设置有三个压电构件6，且各个压电构件6之间设置有绝缘构件7，以使各个压电构件6之间电绝缘。此外，压电构件6在沿与手柄3的长度方向垂直的方向上的剖面呈扇形，扇形的圆心角为90°。并且，该绝缘构件7以后述的内杆8为中心放射状地设置于内杆8与外壳5之间。通过这样设置绝缘构件7能够增强手柄3整体的强度，增加手柄3的耐用性。
[0025]此外，图3不出了一个压电构件6的不意立体图。压电构件6的外表面10与外壳5对置，内表面9与内杆8对置。压电构件6以如下方式配置，S卩，当作用力施加于压电构件6时，由于压电材料的压电效应，在其外表面10与内表面9之间产生电势差。
[0026]下面，介绍应用本实用新型所涉及的操控杆I的电路示意图。
[0027]图4例示了本实用新型涉及的操控杆装置的电路图。如图4所示，在本实施例中，以X射线成像装置为例，将操控杆I应用于控制病床运动。参照图4，操控杆I包括手柄3、安全电路110、驱动电路120和控制电路130。
[0028]手柄3的压电部件6与安全电路110电连接。当有作用力施加于压电构件6时，在压电构件6的外表面10与内表面9之间产生电势差，从而输出一电信号H给安全电路110，安全电路110根据该电信号输出一有效的标识信号S，例如高电平信号，来表不压电构件6受到了作用力。通常，高电平信号意味着操作者正在操作该操控杆100，应该接通安全电路，从而输出上述有效的标识信号S。
[0029]驱动电路120用于根据对手柄3的操作产生使成像装置的运动部件140产生运动的驱动信号D，例如根据操作者对手柄3的前后操作而产生的使病床前进或后退等驱动信号。
[0030]控制电路130用于根据有效的标识信号S而输出该驱动信号D。亦即，当安全电路110输出有效的标识信号S时，控制电路130才会向运动部件140输出驱动电路120的驱动信号D ;而当安全电路110没有输出有效的标识信号S(例如输出低电平信号，或者没有输出信号)时，控制电路130不会输出驱动电路的驱动信号D。这样就能够保证安全电路的有效。
[0031]为了防止书、笔等其它物品碰触到操控杆I而导致操控杆I产生意料外的误动作，在本实施例中，在手柄3内设有三个压电构件6，使各个压电构件6与安全电路110分别电连接。
[0032]图5例示了各个压电构件6与安全电路110连接的电路图。如图5所示，三个压电构件6 (在图5中表示为开关S1、S2、S3通过二极管元件V1、V2、V3分别与三个电阻元件R1、R2、R3串联连接)构成并联电路，且一端连接于一比较器300的输入端子IN1，另一端接地。同时，该并联电路与另一电阻元件R5串联连接。在比较器300的另一输入端子IN2上输入有一比较电压U+，该比较电压U+为由预定的电阻元件R8、R9构成的串联电路中电阻元件R8两端的电压。当比较电压U+大于输入端子2上的电压时，比较器300的输出端子OUT输出使安全电路110导通的信号H，从而安全电路110输出标识信号S。
[0033]在本实施例中，当三个压电构件6都处于开路状态或仅有一个压电构件6被碰触到时，向输入端子INl输入的电压U.大于或等于比较器300的输入端子IN2的比较电压U+，此时，比较器300的输出端子OUT不输出使安全电路110导通的信号H。当三个压电构件6中有两个或两个以上的压电构件6分别受力的情况下，向输入端子INl输入的电压U ?变为小于比较器300的输入端子IN2的比较电压U+，从而输出使安全电路110导通的信号H，使安全电路110导通，输出有效的标识信号S。
[0034]这样，当操控杆I被不小心碰触，例如被书、笔、手机等碰触时，通常情况下仅有一个压电构件6会受力，在这种误操作情况下，能够维持安全电路11的断开状态，操作杆I等传递的动作控制信号不会传递到动作控制器，能够保证动作构件的安全运动。
[0035]此外，在本实施例中，例示了设置三个压电构件6，但并不限定于此，也可以仅设置一个压电构件，或者也可以设置多于三个压电构件。
[0036]此外，外壳5可以一体成形，也可包括一个空心的圆柱形套管和一个端盖，并通过螺纹、粘胶等手段固定在一起。
[0037]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种手柄，其中，包括: 一外壳; 一压电构件，其沿着外壳的长度方向设置于所述外壳的内侧； 一内杆，其沿着外壳的长度方向设置于所述压电构件的内侧， 所述压电构件的一个面与所述外壳对置，所述压电构件的与所述一个面相反的另一个面与所述内杆对置，当作用力施加于所述压电构件时，所述压电构件的一个面与所述另一个面之间产生电势差。
2.根据权利要求1所述的手柄，其中， 沿着所述内杆的周向设置有多个所述压电构件，且各个所述压电构件之间设置有绝缘部件。
3.根据权利要求2所述的手柄，其中， 所述绝缘部件以放射状设置于所述内杆与所述外壳之间。
4.一种操控杆装置，其中，包括: 一权利要求1所述的手柄； 一驱动电路，其根据对所述手柄的操作而产生驱动信号； 一控制电路，其用于控制是否输出所述驱动信号； 一安全电路，其产生一标识信号用于使所述控制电路能够输出所述驱动信号， 所述手柄的压电构件与所述安全电路电连接， 当作用力施加于所述压电构件时，利用所述压电构件的一个面与所述另一个面之间产生的电势差使所述安全电路产生所述标识信号。
5.根据权利要求4所述的操控杆装置，其中， 沿着所述内杆的周向设置有多个所述压电构件，且各个所述压电构件之间设置有绝缘部件。
6.根据权利要求5所述的操控杆装置，其中， 各个所述压电构件与所述安全电路分别电连接，当两个以上的压电构件分别产生电势差时，使所述安全电路产生所述标识信号。
7.根据权利要求5所述的操控杆装置，其中， 各个所述压电构件通过一比较器与所述安全电路分别电连接。
8.一种成像设备，其中， 包括权利要求4所述的操控杆装置。
【文档编号】H03K17/96GK204258769SQ201420706291
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】李磊 申请人:上海西门子医疗器械有限公司