悬吊装置的助力系统和方法以及x射线成像系统
技术领域：
1.本发明涉及医学成像技术，更具体地涉及一种悬吊装置的助力系统和方法，以及x射线成像系统。
背景技术：
：2.在x射线成像系统中，来自x射线源的辐射射向受试者，该被检测对象通常为医学诊断应用中的患者。辐射的一部分通过所述被检测对象且冲击探测器，该探测器被划分成离散元件(例如像素)的矩阵。读出探测器元件以基于冲击每个像素区域的辐射的数量或强度而产生输出信号。可接着处理所述信号以产生可显示以供检视的医学图像，该医学图像可以显示在x射线成像系统的显示装置中。3.传统的安装在天花板上的球管吊架(overheadtubesuspension,ots)通常包括五轴的运动，悬吊装置可以沿房间坐标系中的三个坐标轴移动，球管装置可以在水平面和竖直面内进行旋转，悬吊装置可以被配置为全手动模式，五轴全自动模式，四轴自动或三轴自动等等不同的模式。4.即使对于五轴全自动模式，在电机驱动悬吊装置移动到预设的距离时，由于被检测对象位置移动或其他原因需要对球管位置进行微调时，或者对于下一个检测对象，仅需要对球管装置进行微调时，用户会选择手动操作悬吊装置以实现上述的微调，但是悬吊装置的重量特别大，用户需要极大的力才能操作悬吊装置，对于检测或拍摄需求量特别大的医院，高频次的手动操作会给用户带来极大的消耗。技术实现要素：5.本发明提供一种悬吊装置的助力系统和方法，以及x射线成像系统。6.本发明的示例性实施例提供了一种悬吊装置的助力系统，所述悬吊装置包括球管装置，球管控制器，运动驱动装置和助力系统，所述运动驱动装置能够驱动所述悬吊装置沿第一坐标系运动，所述助力系统包括测量装置和控制装置，所述测量装置安装在所述球管装置和所述球管控制器之间，以用于获取操作者的初始力，其中，所述初始力包括沿所述测量装置所在的第二坐标系的力的大小和方向，所述控制装置包括校准单元和计算单元，所述校准单元用于对所述初始力进行校准，以获取校准力，所述计算单元用于对所述校准力进行坐标变换，以获取对应于所述第一坐标系的力矩值，并将所述力矩值发送给所述运动驱动装置，以使得所述运动驱动装置能够基于所述力矩值以提供助力。7.具体的，所述运动驱动装置包括自动模式和助力模式，所述助力系统进一步包括模式切换装置，所述模式切换装置位于所述球管控制器上，以将所述运动驱动装置在所述自动模式和所述助力模式中进行切换。8.具体的，所述模式切换装置包括多个切换按钮，所述多个切换按钮分别对应沿所述第一坐标系中的每个轴的运动，以将其从自动模式切换至助力模式。9.具体的，所述球管控制器包括显示屏和操作把手，所述模式切换装置进一步包括至少一个传感器，所述至少一个传感器设置在所述显示屏底部或所述操作把手上，以当所述操作者操作所述操作把手时，将所述运动驱动装置从自动模式切换至助力模式。10.具体的，所述多个切换按钮分别包括指示灯，当至少一个切换按钮被按压时，该指示灯亮起以指示操作者的按压，当所述操作把手被操作时，多个切换按钮的指示灯均亮起以指示操作者的操作。11.具体的，所述校准单元进一步用于基于当前的第一旋转角和第二旋转角，根据查找表对所述初始力进行校准，以获取所述校准力，所述第一旋转角为所述球管在竖直面内旋转的角度所述第二旋转角为所述球管在水平面内的旋转的角度。12.具体的，所述校准单元进一步包括基于所述运动驱动装置的实时反馈值，对所述校准力进行限制，并对所述经过限制的校准力进行坐标变换，所述实时反馈值包括所述悬吊装置运动的速度和位置中的至少一个。13.具体的，所述计算单元进一步用于基于所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的位置关系进行坐标变换。14.具体的，第一坐标系和所述第二坐标系之间的位置关系包括与第一旋转角和第二旋转角相关的矩阵。15.具体的，所述力矩值包括对经过坐标变换得到的力与倍数的乘积，所述倍数为可调节的。16.具体的，所述计算单元进一步用于对经过所述坐标变换得到的变换力进行斜率限制，且所述力矩值包括经过所述斜率限制的力与倍数的乘积。17.本发明的示例性实施例还提供了一种x射线成像系统，所述系统包括如上所述的悬吊装置的助力系统。18.本发明的示例性实施例还提供了一种悬吊装置的助力方法，所述悬吊装置包括运动驱动装置，所述助力实现方法包括获取操作者施加到所述悬吊装置上的初始力，基于所述初始力将所述运动驱动装置切换至助力模式，对所述初始力进行校准，以获取校准力，对所述校准力进行坐标变换，以获取对应于所述悬吊装置的初始位置的第一坐标系的力矩值，以及基于所述力矩值，控制所述运动驱动装置工作以提供助力。19.具体的，所述校准包括基于当前悬吊装置的第一旋转角和第二旋转角，根据查找表对初始力进行校准。20.具体的，所述坐标变换包括基于第一坐标系和第二坐标系之间的位置关系进行坐标变换。21.具体的，第一坐标系和第二坐标系之间的位置关系包括与第一旋转角和第二旋转角相关的矩阵。22.具体的，获取力矩值包括将经过坐标变换得到的力与倍数相乘，其中，所述倍数为可调节的。23.具体的，所述助力方法进一步包括基于运动驱动装置的实时反馈值，对校准力进行限制，并对经过限制的校准力进行坐标变换。24.具体的，所述助力方法进一步包括对经过坐标变换得到的变换力进行斜率限制。25.通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。附图说明26.通过结合附图对于本发明的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：27.图1是根据本发明一些实施例的x射线成像系统的示意图；28.图2是根据本发明一些实施例的悬吊装置的示意图；29.图3是根据本发明一些实施例的悬吊装置的助力系统示意图；30.图4是根据图3所示的助力系统中的测量装置的位置示意图；31.图5是根据图3所示的助力系统中的模式切换装置的示意图；32.图6是本发明一些实施例的悬吊装置的助力方法的流程图；以及33.图7是本发明另一些实施例的悬吊装置的助力方法的流程图。具体实施方式34.以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。35.除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属
技术领域：
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。36.图1示出了根据本发明一些实施例的x射线成像系统100。如图1所示，x射线成像系统100包括x射线源104，探测器106，以及控制子系统108。在一些实施例中，所述的x射线成像系统100可以是设置在固定x射线成像室中的固定x射线成像系统，也可以是移动x射线成像系统。37.x射线源104可以向被检测对象102中的预期感兴趣区域投射x射线114。具体地，x射线源104可以邻近限束器116定位，限束器116用于将x射线114对准到被检测对象102中的预期感兴趣区域。x射线114的至少一部分可以通过被检测对象102衰减，并且可以入射到探测器106上。38.控制子系统108包括源控制器(图中未示出)和探测器控制器(图中未示出)。源控制器用于命令x射线源104发出x射线114用于图像曝光。探测器控制器用于协调各种探测器功能的控制，例如，可执行各种信号处理和过滤功能，具体地，用于动态范围的初始调整、数字图像数据的交错等。在一些实施例中，控制子系统108可以提供用于控制x射线源104和探测器106的操作的功率和定时信号。确切地说，控制子系统108可以分别通过使用电源110以及一个或多个有线和/或无线通信链路112向x射线源104和/或探测器106提供功率和定时信号，其中，通信链路112可以对应于背板总线、局域网、广域网和/或互联网等。在一些实施例中，电源110包括一个或多个电池，此外，尽管图1示出了电源110与x射线源104通过通信链路连接，然而，本领域技术人员应该理解，电源110和x射线源104也可以直接耦合。39.控制子系统108可以被设置和/或布置成以不同的方式使用。例如，在一些实现中，可以使用单个控制子系统108；在其他实现中，多个控制子系统108被配置成一起(例如，基于分布式处理配置)或单独地工作，每个控制子系统108被配置成处理特定方面和/或功能，和/或处理用于生成仅用于特定的x射线成像系统的模型的数据。在一些实现中，控制子系统108可以是本地的(例如，与一个或多个x射线成像系统100同地，例如在同一设施和/或同一局部网络内)；在其他实现中，控制子系统108可以是远程的，因此只能经由远程连接(例如，经由因特网或其他可用的远程访问技术)来访问。在特定实现中，控制子系统108可以以类似云的方式配置，并且可以以与访问和使用其他基于云的系统的方式基本上相似的方式被访问和/或使用。40.在一些实施例中，系统100还包括计算装置120，计算装置120可以配置成使用数字化信号来重建一个或多个所需图像和/或确定与被检测对象102相对应的有用诊断信息，其中，计算装置120可以包括一个或多个专用处理器、图形处理单元、数字信号处理器、微型计算机、微控制器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他适当的处理装置。41.在一些实施例中，系统100还包括存储装置122，计算装置120可以将数字化信号存储在存储装置122中。例如，存储装置122可包括硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘读/写(cd-r/w)驱动器、数字通用磁盘(dvd)驱动器、闪存驱动器和/或固态存储装置。该存储装置用于存储可以由计算机执行的程序，当计算机执行程序时，可以使x射线成像系统的多个部件实施对应于上述成像序列的操作。当计算机执行程序时，还可以执行x射线成像方法，以对原始图像进行后处理，以得到后处理之后的优化图像。42.尽管图1将存储装置122、计算装置120、和控制子系统108图示成单独的装置，但是在一些实施例中，它们中的一个或多个可以组合成单个装置，以有效地使用占地面积和/或满足预期的成像要求。43.在一个实施例中，系统100还包括显示装置124，显示装置124可以用于显示重建图像和/或诊断信息等。44.在一个实施例中，系统100还包括操作员工作站126，操作员工作站126允许用户接收和评估重建图像，以及输入控制指令(操作信号或控制信号)。操作员工作站126可以包括用户接口(或用户输入设备)，诸如键盘、鼠标、语音激活控制器或任何其他适合的输入设备等操作者界面的某个形式，操作者可以通过用户接口来向控制子系统108输入操作信号/控制信号，例如一个或多个扫描参数和/或请求所需诊断信息和/或图像以评估被检测对象102的内部结构和/或机能。45.图2示出了根据本发明一些实施例的悬吊装置200的示意图。图4示出了根据本发明一些实施例的悬吊装置的助力系统300的示意图。根据如图2至图3所示，悬吊装置200包括横向导轨201，纵向导轨203，可伸缩筒202，球管装置204，限束器206以及球管控制器208。46.为了便于描述，在本技术中，将x轴、y轴和z轴定义为x轴和y轴位于水平面内且互相垂直，z轴垂直于所述水平面，具体的，在以房间为基准的第一坐标系中，将横向导轨201所在的方向定义为x轴，将纵向导轨203所在的方向定义为y轴方向，将可伸缩筒202的延伸方向定义为z轴方向，z轴方向即为竖直方向。此外，悬吊装置的运动进一步包括球管装置204在竖直面内旋转，以及球管装置204在水平面内旋转，也就是说，球管装置204在竖直面内旋转，即为绕y轴旋转，而球管装置204相对于初始位置旋转角度定义为第一旋转角α，球管装置204在水平面内旋转，即为绕z轴旋转，而球管装置204相对于初始位置旋转角度定义为第二旋转角θ。为了便于显示，图2中均省略了波纹管。47.具体的，横向导轨201安装在天花板上，纵向导轨203安装在横向导轨201上且垂直于横向导轨201，可伸缩筒202即为可伸缩筒，其一端与纵向导轨203连接，另一端与球管装置204连接，或者通过旋转部件(图中未示出)与球管装置204连接。可伸缩筒202可以相对于纵向导轨201移动进而带动可伸缩筒202沿y轴方向移动，纵向导轨201可以相对横向导轨201移动，进而带动可伸缩筒202沿x轴方向移动。48.悬吊装置202包括多个内径大小不同的套筒(或外壳)，且该多个套筒从下到上依次可以套设在位于其上的套筒内进而实现伸缩，进而使得可伸缩筒202或球管装置204实现沿z轴方向的移动。具体的，悬吊装置202与纵向导轨203的连接部分可以包括转轴，电机以及卷筒等部件，电机能够驱动卷筒绕转轴旋转，进而带动可伸缩筒202沿z轴移动。49.悬吊装置200进一步包括运动驱动装置210，运动驱动装置210包括电机驱动器和多个电机，该多个电机分别用于控制悬吊装置在第一坐标系中的运动，包括沿x轴、y轴和z轴的移动。50.具体的，对于控制悬吊装置沿x轴的运动，运动驱动装置210包括x轴电机驱动器211，x轴电机221以及x轴反馈单元231。同样的，对于控制悬吊装置沿y轴的运动，运动驱动装置210包括y轴电机驱动器212，y轴电机222以及y轴反馈单元232，对于控制悬吊装置沿z轴的运动，运动驱动装置210包括z轴电机驱动器213，y轴电机223以及z轴反馈单元233。x/y/z轴电机驱动器可以基于控制器的指令控制x/y/z轴电机进行转动，以带动悬吊装置沿x/y/z轴移动，而x/y/z轴反馈单元可以实时监测悬吊装置的速度和位置，以进行实时反馈。具体的，x/y/z轴反馈单元包括编码器和电位计。51.当然的，运动驱动装置还包括卷筒、同步轮和钢丝绳等其他用于实现运动的部件。52.具体的，运动驱动装置包括自动模式(又称位置模式)和助力模式(又称力矩模式)，在自动模式下，电机驱动器可以驱动相应的电机转动至达到预设的位置，而在助力模式下，电机驱动器可以驱动相应的电机按照力矩值转动。53.运动驱动装置210可以设置在可伸缩筒202和导轨201/203之间的连接部分205内，关于运动驱动装置的具体的安装位置和/或方式以及如何自动地控制悬吊装置沿三个轴运动在此不再赘述。54.尽管本发明一些实施例中示出了运动驱动装置210包括三个电机驱动器，然而本领域技术人员应该理解，也可以仅设置一个总的电机驱动器，以控制三个轴的电机进行工作。55.悬吊装置200进一步包括助力系统300，助力系统300包括测量装置310和控制装置320。56.图4示出了图3所示的助力系统300中的测量装置的位置示意图。如图4所示，测量装置310其安装在球管装置204和球管控制器208之间，以用于获取操作者的初始力，其中，所述初始力包括沿测量装置310所在的第二坐标系的力的大小和方向。57.在一些实施例中，测量装置310为三维传感器，可以测量施加在其上的力的大小和方向。58.具体的，将测量装置310的长宽高所在坐标系定义为第二坐标系，当悬吊装置处于如图2所示的默认位置时，第一坐标系和第二坐标系重合，然而在实际的检查扫描的过程中，根据被检测对象的检查协议或位置等，通常需要移动和/或旋转悬吊装置到预设位置和/或角度，以使得球管对准被检测对象的感兴趣区域，也就是说，球管装置204会绕y轴或z轴有一定的旋转，第一坐标系和第二坐标系也会存在一定的偏移或旋转量，如果运动驱动装置直接基于从测量装置获取到的三维的力的力矩提供助力，会使得控制出现较大的偏差，助力系统不能在操作者移动的方向上提供助力。59.请返回参考图2，在一些实施例中，控制装置320包括校准单元321和计算单元322。校准单元311其用于对初始力f进行校准，以获取校准力f0，计算单元322用于对校准力f0进行坐标变换，以获取对应于第一坐标系的力矩值，并将力矩值发送给运动驱动装置，以使得运动驱动装置能够基于力矩值以提供助力。60.校准单元311进一步用于基于当前的第一旋转角α和第二旋转角θ，根据查找表(look-uptable)对初始力进行校准，以获取校准力f0，第一旋转角为所述球管在竖直面内旋转的角度，第二旋转角为球管在水平面内的旋转的角度。61.在一些实施例中，由于球管装置204会绕y轴或z轴有一定的旋转，而测量装置连接在球管装置和球管控制器之间，当球管装置旋转后，球管控制器或其他部件由于其自身的重力会对测量装置产生压力，使得测量装置获取到的力不只是操作者的操作力，因此，通过在实验或安装测试阶段，在不施加外力的情况下，记录测量装置在不同的第一旋转角和第二旋转角下的测量值，以获取上述的查找表，在一些非限定的实施例中，可以在球管装置在每个方向上每间隔5°就记录一次测量装置的值，当然的，为了更精准的控制，角度的间隔也可以设置的更小。62.上述的查找表可以存储在x射线成像系统中的存储装置或校准单元321中，在实际检查的过程中，当完成摆位操作后，即可以获取x射线成像系统记录的第一旋转角和第二旋转角所对应的测量值，校准单元321就可以基于查找表中获取的相对应的测量值对初始力f进行校准，以获取操作者实际施加到悬吊装置上的力的大小和方向，以实现更为精准的控制。63.尽管上述的实施例描述了采用查找表的方式对测量装置获取的初始力进行校准，然而本领域技术人员应该理解，也可以采用其他示意的方式对初始力进行校准，例如，采用公式计算的方式等等。64.在一些实施例中，计算单元322用于基于第一坐标系和第二坐标系之间的位置关系进行坐标变换。65.具体的，第一坐标系和第二坐标系之间的位置关系包括与第一旋转角和第二旋转角相关的矩阵。66.具体的，测量装置所测量的初始力的大小和方向是基于测量装置所在的第二坐标系的，而x/y/z轴的电机以及电机驱动器等都是基于房间所在的第一坐标系的，因此，可以基于第一旋转角和第二旋转角之间的矩阵，获取第一坐标系和第二坐标系之间的位置关系，然后将第二坐标系中经过校准的力的大小和方向换算变换到对应于第一坐标系中的力的大小和方向，然后将其对应的力矩值分别发送给x/y/z轴的电机驱动器，即可以控制x/y/z轴电机进行转动，以在操作者想要的方向上提供助力。67.在一些实施例中，力矩值包括对经过坐标变换得到的力与倍数的乘积，所述倍数为可调节的。具体的，在x射线成像系统中，通过提供不同的倍数选择，用户可以根据实际需要进行选择，以调节助力系统的敏锐程度，系统中的倍数是预设的，可以给用户提供较佳的用户体验，但是如果用户想要实现小距离的精准移动，可以将倍数选择的较小，当用户想要仅需要较小的力就能移动悬吊装置，则可以将倍数选择的较大，通过倍数的可调节，给用户提供了个性化的定制。68.在一些实施例中，计算单元可以基于图1所示的通信链路将力矩值发送给相对应的电机驱动器(或运动驱动装置)。具体的，该通信链路包括can总线。69.在一些实施例中，计算单元322进一步用于对经过坐标变换得到的变换力进行斜率限制，且力矩值包括经过斜率限制的力与倍数的乘积。70.具体的，上述的斜率限制是指将单位时间内力的变化的幅度(或大小)超过阈值的力进行限制。71.通过对经过坐标变化之后的变换力进行斜率限制，可以将在单位时间内力的变化超过阈值的力去除或限制，一方面，可以在悬吊装置有外部干扰或撞机的情形下，避免助力系统因外部瞬间的力而提供助力，另一方面，可以在用户施加一个极限的不均匀的力的情况下，提供稳定的平滑的助力。72.在一些实施例中，校准单元321可以进一步包括基于运动驱动装置的实时反馈值，对校准力进行限制，并对经过限制的校准力进行坐标变换，实时反馈值包括悬吊装置运动的速度和位置中的至少一个。73.具体的，x/y/z轴的反馈单元可以实时反馈悬吊装置的速度和位置，通过将实时反馈的速度和位置信息发送给校准单元，校准单元可以基于实时反馈的速度和位置对校准力进行限制，例如，当悬吊装置即将到达极限位置时(导轨的两端位置)或者速度太快时，如果这时操作者施加在悬吊装置上的初始力仍然较大时，助力系统就相应的减小发送给运动驱动装置的力矩，以减小悬吊装置的速度，避免由于速度过快引起冲撞。74.图5示出了图4所示的助力系统中的模式切换装置的示意图。如图5所示，助力系统300进一步包括模式切换装置300，模式切换装置330位于球管控制器208上，以将运动驱动装置在自动模式和助力模式中进行切换。75.具体的，球管控制器208包括显示屏281和操作把手282。76.在一些实施例中，模式切换装置包括多个切换按钮331/332/333，多个切换按钮分别对应沿第一坐标系中的每个轴的运动，以将其从自动模式切换至助力模式。图中示出的其他控制按钮，可以用于进行拍摄前的准备工作，例如病人选择、协议选择以及摆位等。77.多个切换按钮设置在操作把手282上且靠近显示屏281的端部。当然的，该多个切换按钮也可以设置在显示屏上。78.具体的，第一切换按钮331用于控制悬吊装置沿x轴的运动，即第一切换按钮331可以将x轴电机从自动模式切换至助力模式。第二切换按钮332用于控制悬吊装置沿y轴的运动，即第二切换按钮332可以将y轴电机从自动模式切换至助力模式。第三切换按钮333用于控制悬吊装置沿z轴的运动，即第三切换按钮333可以将z轴电机从自动模式切换至助力模式。79.尽管图5中示出了多个切换按钮设置在显示屏的同一侧，然而本领域技术人员应该理解，可以按照任何适宜的顺序或者位置设置该多个切换按钮，例如，均设置在左侧，或者一部分设置在左侧，一部分设置在右侧。此外，尽管图中示出了对称设置的六个切换或控制按钮，然而切换或控制按钮设置的数量和位置并不是固定的。80.在一些实施例中，模式切换装置330进一步包括至少一个传感器335，至少一个传感器335设置在显示屏281底部或操作把手282上，以当操作者操作操作把手282时，将运动驱动装置从自动模式切换至助力模式。81.具体的，传感器335可以安装在显示屏底部或操作把手上，以用于基于感应操作者的手部，以切换至助力模式。在非限定的实施例中，该传感器可以是红外传感器或者相机等。82.在一些实施例中，当用户操作操作把手282时，x轴电机、y轴电机以及z轴电机均切换至助力模式。83.在一些实施例中，多个切换按钮331/332/333分别包括指示灯，当至少一个切换按钮被按压时，该指示灯亮起或改变颜色以指示操作者的按压，当操作把手282被操作时，多个切换按钮的指示灯均亮起或改变颜色以指示操作者的操作，即将三个轴的运动均切换至助力模式。84.具体的，只有用户操作球管控制器(切换按钮或者操作把手)时，运动驱动装置(或电机)才能被切换至助力模式，给用户提供助力，而并非是基于测量装置测量到力时进行切换，这样可以避免当测量装置测量到一些非预期或非操作的力时就切换至助力模式。85.当用户操作球管控制器时，控制器或工作站可以通过通信链路发送指令给相应的轴的电机驱动器，以切换至助力模式。86.图6示出了本发明一些实施例的悬吊装置的助力方法400的流程图。如图6所示，悬吊装置的助力方法400包括步骤410，步骤420，步骤430和步骤440。87.在步骤410中，获取操作者施加到悬吊装置上的初始力，基于初始力将运动驱动装置切换至助力模式。88.在一些实施例中，当用户操作球管控制器上的切换按钮时，将该切换按钮所对应控制的轴的电机切换至助力模式，并在该轴上给用户提供助力。当用户操作球管控制器上的操作把手时，将三个轴的电机均切换至助力模式，并基于测量装置获取的初始力的大小和方向，在相对应轴上给用户提供助力。在助力模式下，电机可以基于相应的力矩值转动。89.在步骤420中，对初始力进行校准，以获取校准力。90.在一些实施例中，校准包括基于当前悬吊装置的第一旋转角α和第二旋转角θ，根据查找表对初始力进行校准。91.具体的，所述查找表时在实验或初始阶段，在不施加外力的情况下，记录测量装置在不同的第一旋转角和第二旋转角下的测量值，以获取上述的查找表，在一些非限定的实施例中，可以在球管装置在每个方向上每间隔5°就记录一次测量装置的值，当然的，为了更精准的控制，角度的间隔也可以设置的更小。92.在步骤430中，对校准力进行坐标变换，以获取对应于悬吊装置的初始位置的第一坐标系的力矩值。93.在一些实施例中，所述坐标变换包括基于第一坐标系和第二坐标系之间的位置关系进行坐标变换。具体的，第一坐标系和第二坐标系之间的位置关系包括与第一旋转角和第二旋转角相关的矩阵。94.具体的，通过系统已知的当前的悬吊装置的第一旋转角和第二旋转角的大小，即可获取第一旋转角和第二旋转角之间的矩阵，然后获取第一坐标系和第二坐标系之间的位置关系，然后将第二坐标系中经过校准的力的大小和方向换算变换到对应于第一坐标系中的力的大小和方向，然后将其对应的力矩值分别发送给电机驱动器，即可以控制相应的轴的电机进行转动，以在操作者想要的方向上提供助力。95.在一些实施例中，获取力矩值包括将经过坐标变换得到的力与倍数相乘，其中，所述倍数为可调节的。通过调节力矩值中的倍数，可以调节助力系统的敏锐程度，以提高用户的体验。96.在步骤440中，基于力矩值，控制运动驱动装置工作以提供助力。97.图7示出了本发明另一些实施例的悬吊装置的助力方法500的流程图。与图6所示的助力方法400不同的是，图7所示助力方法500还包括步骤550和步骤560。98.在步骤420对处理力进行校准之后，还包括步骤550。在步骤550中，基于运动驱动装置的实时反馈值，对校准力进行限制，并对经过限制的校准力进行坐标变换。99.具体的，实时反馈值包括悬吊装置运动的速度和位置中的至少一个。具体的，当悬吊装置即将到达极限位置时(导轨的两端位置)或者速度太快时，如果这时操作者施加在悬吊装置上的初始力仍然较大时，助力系统就相应的减小发送给运动驱动装置的力矩，以减小悬吊装置的速度，避免由于速度过快引起冲撞100.在步骤430对校准力进行坐标变换之后，还包括步骤560。在步骤560中，对经过坐标变换得到的变换力进行斜率限制，且力矩值包括经过斜率限制的力与倍数的乘积。101.具体的，上述的斜率限制是指将单位时间内力的变化的幅度(或大小)超过阈值的力进行限制。通过对经过坐标变化之后的变换力进行斜率限制，一方面，可以将在单位时间内力的变化超过阈值的力去除，以在悬吊装置有外部干扰或撞机的情形下，避免助力系统因此外部瞬间的力而提供助力，另一方面，当用户使用极限的力操作悬吊装置时，可以使得助力系统能够以稳定的方式或速度提供助力，以实现平滑且安全的控制或操作。102.本发明一些实施例的悬吊装置的助力系统，首先，通过设置测量装置获取操作者施加的力的大小和方向，并基于球管装置旋转的角度，对测量装置获取的力进行坐标变换，变换成对应于房间坐标系的三个轴的电机的力矩值，可以使得电机可以在操作者想要的方向上提供助力。其次，通过查找表对测量装置获取的力进行校准，以获取操作者施加到悬吊装置上的力的大小和方向，避免球管控制器对测量装置产生的压力对初始力的大小和方向产生影响，以实现更为精准的控制。再者，通过基于实时反馈的速度和位置对校准力进行限制，可以在悬吊装置即将到达极限位置时或者速度太快时，减小悬吊装置的速度，避免由于速度过快引起冲撞。再者，通过对经过坐标变化之后的变换力进行斜率限制，可以在悬吊装置有外部干扰或撞机的情形下，避免助力系统因此外部瞬间的力而提供助力。最后，通过对获取力矩值的倍数设置成可调节的，用户可以通过选择不同的倍数，以调节助力系统的敏锐程度，提高用户的使用体验。最后，本技术的助力系统，除了需要在球管和球管控制器中安装一个测量装置，不需要对运动驱动装置的结构或硬件进行改动，成本较低。103.如本文使用的，术语“计算机”可包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，其包括使用微控制器、精简指令集计算机(risc)、专用集成电路(asic)、逻辑电路和能够执行本文描述的功能的任何其它电路或处理器的系统。上文的示例只是示范性的，并且从而不意在采用任何方式限制术语“计算机”的定义和/或含义。104.上面已经描述了一些示例性实施例，然而，应该理解的是，可以做出各种修改。例如，如果所描述的技术以不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同方式被组合和/或被另外的组件或其等同物替代或补充，则可以实现合适的结果。相应地，其他实施方式也落入权利要求的保护范围内。当前第1页12