一种数字x线摄影设备中吊架和立柱的控制装置的制作方法

专利名称：一种数字x线摄影设备中吊架和立柱的控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于医用X射线设备领域，涉及一种适用于数字X线摄 影(DR-DigitalRadiographic)附属装置操控系统的结构设计。
背景技术：
在我国，医院的常规放射诊断设备正由DR逐步取代传统X线摄影 检查——胶屏系统，向医学影像诊断的数字化迈进。
所谓DR，简单讲就是由X射线机、探测器、附属装置和图像处理 工作站组合而成。在这个组合里X射线管与探测器的支承与配合(由附 属装置完成)，对成像质量，医生操作的便捷性关系重大。
目前医疗单位所用的X线摄影设备包括普通摄影和DR，其结构组 成与上述相似，但X射线管与探测器的动作和控制是独立的、手动的。 操作烦琐，控制精度欠佳，医生的劳动强度大。
发明内容
为了解决的技术问题，本实用新型的目的是实现对X射线管与探测 器的程序操作，提高对准与跟踪联动精度，为此，提供一种适用于数字 X线摄影设备中吊架和立柱的控制装置。
解决技术问题的技术方案
为了实现所述目的，本实用新型数字X线摄影设备中吊架和立柱的 控制装置解决技术问题的技术方案如下所述
一吊架控制部安装在吊架上，用于对吊架进行五维运动的控制，通
过人机界面控制吊架的动作；
一立柱控制部安装在立柱上，用于对立柱的运动进行控制； 一吊架上安装X射线管，用于对X射线管的运动实现方位的自动控
制；
一立柱上安装数字X线摄影的探测器，用于对数字X线摄影的探测 器的运动实现方位的自动控制；
吊架控制部和立柱控制部经CAN总线连接，将吊架控制部与立柱 控制部的控制信息进行交互，用于控制吊架上的X射线管和立柱上的探
测器同步运动，吊架通过CAN总线连接立柱，实现X射线管和探测器
的连锁动作和跟踪。
根据本发明的实施例，所述吊架控制部包括
吊架传感器与传感器监测模块连接，用于将吊架位移和角度的信号 送入传感器监测模块；
吊架升降电机与变频器连接，接收变频器发出的电机驱动信号，用
于控制吊架的升、降和快、慢运行；
第一继电器控制模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，接收吊 架主控模块的控制帧，控制吊架横向滑行电机和吊架纵向滑行电机正转 或反转、快速或慢速运行；
第二继电器控制模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，接收吊 架主控模块的控制信号，用于对电磁刹车与离合器的吸合与释放的控 制；第二继电器控制模块与薄膜开关连接，接收薄膜开关的开关信号， 由CAN总线传递给吊架主控模块，吊架主控模块据此输出运行指令；
变频器通与吊架升降电机和吊架主控模块连接，接收吊架主控模块 给出的参数写入、运行指令和变频器复位信息，用于驱动吊架升降电机 正转、反转、快速、慢速的运行；
第一控制器与第一步进旋转电机和吊架主控模块连接，第一控制器 接收吊架主控模块的控制脉冲和方向信号对第一步进旋转电机进行步 进模式控制，或第一控制器直接接收吊架主控模块的PWM信号对第一 步进旋转电机进行速度和转向控制；
第二控制器与第二步进旋转电机和吊架主控模块连接，第二控制器 接收吊架主控模块的控制脉冲和方向信号对第二步进旋转电机进行步 进模式控制，或第二控制器直接接收吊架主控模块的PWM信号对第二 步进旋转电机进行速度和转向控制；
图像采集工作站通过CAN总线与吊架主控模块连接，完成在采集
工作站上对吊架的运动控制；
吊架主控模块通过CAN总线与立柱主控模块连接，用于吊架与立 柱的跟踪联动；
吊架主控模块与第一触摸屏经串口相连，显示吊架的状态，用于控 制吊架运动；
吊架主控模块与X射线发生器经串口连接，吊架主控模块读取X射
线发生器的曝光参数并在第一触摸屏上显示，或经第一触摸屏设定x射
线发生器的曝光参数。
根据本发明的实施例，所述吊架传感器和传感器监测模块包括 一吊架高度传感器与第一传感器监测模块连接，用于将吊架高度位 置信号送入第一传感器监测模块；
一吊架x轴向角度传感器与第二传感器监测模块连接，用于将吊架
X轴向角度信号送入第二传感器监测模块；
一吊架Y轴向角度传感器与第三传感器监测模块连接，用于将吊架 Y轴向角度信号送入第三传感器监测模块；
一吊架纵向位置传感器与第四传感器监测模块连接，用于将吊架纵 向位置信号送入第四传感器监测模块；
一吊架横向位置传感器与第五传感器监测模块连接，用于将吊架横 向位置信号送入第五传感器监测模块。
根据本发明的实施例，所述传感器监测模块还包括
一第一传感器监测模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，接收 吊架高度传感器对应不同位置量的电压信号并传递给吊架主控模块；
一第二传感器监测模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，第二 传感器监测模块接收吊架X轴向角度传感器对应不同X射线管沿水平轴
旋转角度的电压信号并传递给吊架主控模块；
一第三传感器监测模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，第三 传感器监测模块接收吊架Y轴向角度传感器对应不同X射线管沿垂直轴 旋转角度的电压信号并传递给吊架主控模块；
一第四传感器监测模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，第四 传感器监测模块接收吊架纵向位置传感器对应不同的吊架纵向位置量
的电压信号并传递给吊架主控模块；
一第五传感器监测模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，第五 传感器监测模块接收吊架横向位置传感器对应不同的吊架横向位置量 的电压信号并传递给吊架主控模块。
根据本发明的实施例，所述吊架横向滑行电机和吊架纵向滑行电 机，其中
一吊架横向滑行电机与第一继电器控制模块连接，第一继电器控制 模块发出的开关信号，用于控制吊架横向滑行电机的正转、反转、快速 和慢速运行；
一吊架纵向滑行电机与第一继电器控制模块连接，接收第一继电器 控制模块发送的开关信号，用于控制吊架纵向滑行电机的正转、反转、 快速和慢速运行。
根据本发明的实施例，所述立柱控制部含有
立柱高度传感器与立柱高度传感器监测模块连接，用于向立柱高度 传感器监测模块发送立柱移动的高度信号；
立柱角度传感器与立柱角度传感器监测模块连接，用于向立柱角度
传感器监测模块发送立柱旋转的角度信号；
升降电机与第一变频器连接，用于接收第一变频器发送的驱动信
号；
旋转电机与第二变频器连接，用于接收第二变频器发送的驱动信
号；
立柱高度传感器监测模块通过CAN总线与立柱主控模块连接，接 收立柱高度传感器对应于不同的立柱运行高度的电压信号并传递给吊 架主控模块；
立柱角度传感器监测模块通过CAN总线与立柱主控模块连接，接 收立柱角度传感器对应不同的立柱旋转角度的电压信号并递给吊架主 控模块；
第一变频器和第二变频器通过总线与立柱主控模块连接，用于接收 立柱主控模块发送的运行指令、运行参数设定、参数写入、参数读出、 变频器复位信号；
立柱主控模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，用于对吊架与 立柱的位置高度进行跟踪；立柱主控模块接收立柱运行的高度、角度信 息，用于判断立柱上的探测器垂直方向的位置和所处角度，作为X射线 管和探测器跟踪的参考值；
第二触摸屏与立柱主控模块经串口相连，通过第二触摸屏显示立柱
的状态，控制立柱的运动；
无线遥控接收模块与立柱主控模块连接，接收遥控器发出的无线 码，将无线码解码生成对应遥控器键位的高低电平，立柱主控模块接收 到这个电平进行判断向第一变频器和第二变频器发出指令，驱动升降电 机或旋转电机动作。
本实用新型的有益效果
本实用新型适用于提高数字X线摄影检查的操作性能，本实用新型
的x射线管吊架具有五维电动功能，实现了全方位的自动控制，通过触
摸屏来操控吊架的动作，实现点动，或按预设运行路径动作。采用高精
度电阻传感器，传感器模块采用16位高采样率AD，并通过数字滤波提 高信噪比；严格规范定标过程，通过最小二乘法线性拟合出实际高度传感 器数值的直线，并给出线性度数值结果，要求其满足>=99.9%;在获取到 探测器位置信息后，吊架计算出X射线管所需到达跟踪位置，其间采用 32位浮点型来减少计算所带来的舍入误差；采用二段速运行方式逼近跟 踪位置。本实用新型中X射线管与探测器能同时动作，提高了 X射线管 与探测器的对准与跟踪联动精度。


图1为本实用新型系统总图； 图2为本实用新型系统实施例结构图； 图3为本实用新型传感器监测模块框图 图4为本实用新型继电器控制模块框图 图5为本实用新型吊架工作动态流程图 图6为本实用新型立柱工作动态流程图 图7为本实用新型程序控制关系图
具体实施方式
下面将结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型方法作进一 步详细描述，应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本实用新 型的理解，而对其不起任何限定作用。
如图1本实用新型的系统结构所示，含有吊架控制部1、立柱控 制部2、吊架3、立柱4。吊架控制部1安装在吊架3上，立柱控制部2
安装在立柱4上，X射线管安装在吊架3上，吊架控制部1与吊架3电 气连接，吊架控制部1用于对吊架3上的X射线管进行五维运动的控制， 对X射线管的运动实现全方位的自动控制，通过人机界面控制吊架3的 动作；
数字X线摄影的探测器安装在立柱4上，立柱控制部2与立柱4电 气连接，立柱控制部2用于对立柱4上探测器的运动进行控制；
吊架控制部1与立柱控制部2用CAN总线连接，将吊架控制部1 与立柱控制部2的控制信息进行交互，用于控制吊架3上的X射线管和 立柱4上的探测器同步运动，吊架3通过CAN总线通讯获得立柱4的 运行状态，经分析判断后进行相应的运动，从而实现X射线管和探测器 的连锁动作和跟踪。
如图2本实用新型的系统实施例结构图所示-
所述吊架控制部l包括吊架高度传感器ll、吊架X轴向角度传感 器12、吊架Y轴向角度传感器13、吊架纵向位置传感器14、吊架横向 位置传感器15、吊架横向滑行电机16、吊架纵向滑行电机17、电磁刹 车组和离合器18、薄膜开关117、吊架升降电机19、第一步进旋转电机 110、第二步进旋转电机127、第一传感器监测模块111、第二传感器监 测模块112、第三传感器监测模块113、第四传感器监测模块114、第五 传感器监测模块115、第一继电器控制模块116、第二继电器控制模块 118、变频器119、第一控制器120、第二控制器128、图像采集工作站 121、吊架主控模块122、第一触摸屏123、发生器124;
吊架传感器与传感器监测模块连接，用于将吊架位移和角度的信号 送入传感器监测模块；其中
吊架高度传感器11与第一传感器监测模块111连接，用于将吊架高 度位置信号送入第一传感器监测模块111;
吊架X轴向角度传感器12与第二传感器监测模块112连接，用于 将吊架X轴向角度信号送入第二传感器监测模块112;
吊架Y轴向角度传感器13与第三传感器监测模块113连接，用于
将吊架Y轴向角度信号送入第三传感器监测模块113;
吊架纵向位置传感器14与第四传感器监测模块114连接，用于将吊
架纵向位置信号送入第四传感器监测模块114;
吊架横向位置传感器15与第五传感器监测模块115连接，用于将吊 架横向位置信号送入第五传感器监测模块115;
吊架横向滑行电机16与第一继电器控制模块116连接，吊架横向滑 行电机16接收第一继电器控制模块116发出的开关信号，该开关信号用 于控制吊架横向滑行电机16的正转、反转、快速和慢速运行；
吊架纵向滑行电机17与第一继电器控制模块116连接，吊架纵向滑 行电机17接收第一继电器控制模块116发送的开关信号，用于控制吊架 纵向滑行电机17的正转、反转、快速和慢速运行；
电磁刹车组和离合器18与第二继电器控制模块118连接，第二继电 器控制模块118送出开关信号，控制电磁刹车组和离合器18的动作，使 电磁刹车锁止或释放，电磁离合器离或合。电磁刹车组包括吊架升降电 机19的电机刹车、吊架纵向运动刹车、吊架横向运动刹车、吊架垂直 运动刹车和吊架X射线管X轴向旋转刹车；离合器为切换电动升降和手 动升降的电磁控制部件。
薄膜开关117与第二继电器控制模块118连接，其开关信号经第二 继电器控制模块118内光电隔离和转换后经CAN总线126送入吊架主 控模块122。
吊架升降电机19与变频器119连接，吊架升降电机19接收变频器 119发出的电机驱动信号，用于控制吊架3的升、降和快、慢运行；
第一步进旋转电机110与第一控制器120连接，第一控制器120接 收上位机的控制脉冲和方向信号，每一个脉冲对应电机运转一个步宽， 其输出驱动第一步进旋转电机110运转；或第一控制器120接收上位机
既吊架主控模块122的PWM信号，实现对第一步进旋转电机110的速
度和转向控制；
第二步进旋转电机127与第二控制器128连接，第二控制器128接 收上位机的控制脉冲和方向信号，每一个脉冲对应电机运转一个步宽， 其输出驱动第二步进旋转电机127运转；或第二控制器128接收上位机 既吊架主控模块122的PWM信号，实现对第二步进旋转电机127的速 度和转向控制；
传感器监测模块(简称SWM)的构成和工作过程是这样的，参见 图3，构成电阻传感器是一个电位器，Vcc与GND是由传感器监测模 块加在电位器两端的5V基准电压，Vcc为正极，GND为参考0点；ADC 是模数转换器；MCU是ARM单片机；CAN是CAN电平转换器。工作 过程ADC在MCU控制下定时采样电阻传感器的中端电压，该电压根 据所监测的位置或角度的变化而改变，经过比例换算后得到当前位置信 息。为了提高系统精度，在SWM中采用了梳状数字滤波。当SWM收 到CAN总线上上位机传来的查询帧时，它组成数据回文帧将位置信息 发送给上位机，上位机为吊架主控模块122或立柱主控模块29。 模块设计特点-
>模拟数字电源隔离，降低系统噪声
>高速高精度AD
>数字滤波
> CAN总线通讯 下面分别描述其在系统中的作用
第一传感器监测模块111通过CAN总线126与吊架主控模块122 连接，第一传感器监测模块111接收吊架高度传感器11的电压信号，不 同的电压值对应不同的位置量。第一传感器监测模块lll中的数据处理 过程同"传感器监测模块(简称SWM)的构成和工作过程"所述。吊 架主控模块122获知该吊架高度信息后由触摸屏123显示出垂直向X射 线管与探测器间距离SID的值和作为与探测器跟踪的位置参考值；吊架 高度传感器采用电位器。
第二传感器监测模块112通过CAN总线126与吊架主控模块122
连接，第二传感器监测模块112接收吊架X轴向角度传感器(电位器) 12的电压信号，不同的电压值对应不同的X射线管旋转角度(围绕水平 轴旋转)。第二传感器监测模块112中的数据处理过程同"传感器监测模
块(简称SWM)的构成和工作过程"所述。吊架主控模块122获知该X 射线管角度信息后，在触摸屏123上显示出当前X射线管所处角度值， 并作为判断X射线管与探测器是否需要跟踪的依据或跟踪位移变化量的 调整参数；
第三传感器监测模块113通过CAN总线126与吊架主控模块122 连接，第三传感器监测模块113接收吊架Y轴向角度传感器(电位器) 13的电压信号，不同的电压值对应不同的X射线管支臂旋转角度(围绕 吊架垂直轴旋转)。第三传感器监测模块113中的数据处理过程同"传感 器监测模块(简称SWM)的构成和工作过程"所述。吊架主控模块122 获知将该X射线管支臂旋转角度信息在主控模块122中处理后用于判定 X射线管支臂的当前位置；
第四传感器监测模块114通过CAN总线126与吊架主控模块122 连接，第四传感器监测模块l"将接收吊架纵向位置传感器(电位器) 14的电压信号，不同的电压值对应不同的吊架纵向位置量。第四传感器 监测模块114中的数据处理过程同"传感器监测模块(简称SWM)的构 成和工作过程"所述。吊架主控模块122获知该吊架纵向位置信息后由触 摸屏123显示出水平向X射线管与探测器间距离(SID)的值和作为吊 架按预设运行路径动作时纵向停车位的判定值以及运行速度快慢切换 的判定值。
第五传感器监测模块115通过CAN总线126与吊架主控模块122 连接，第五传感器监测模块115将接收吊架横向位置传感器(电位器) 15的电压信号，不同的电压值对应不同的吊架横向位置量。第五传感器 监测模块115中的数据处理过程同"传感器监测模块(简称SWM)的构 成和工作过程"所述。吊架主控模块122获知该吊架横向位置信息后作为 吊架按预设运行路径动作时横向停车位的判定值以及运行速度快慢切 换的判定值；
继电器控制模块(简称RCM)，参见图4。它的基本构成有ARM单片机MCU、 CAN电平转换器、从继电器R0到继电器R7及对应触点。 当收到吊架主控模块122传来的控制帧后，经过逻辑判断，做出相应继 电器控制动作。下面分别描述其在系统中的作用
第一继电器控制模块116通过CAN总线126与吊架主控模块122 连接，第一继电器控制模块116接收吊架主控模块122的控制帧，其相 应继电器动作，继电器RO得电，其相应触点闭合使得吊架横向滑行电 机16正转，继电器RO、继电器R2、继电器R3同时得电其相应触点动 作，吊架横向滑行电机16反转，继电器R1的触点切换吊架横向滑行电 机16的快速或慢速运行；继电器R4、 R5、 R6、 R7的作用同上，控制 吊架纵向滑行电机17的正传、反转、快速或慢速运行。
第二继电器控制模块118通过CAN总线126与吊架主控模块122 连接(第二继电器控制模块118与第一继电器控制模块117的物理结构 完全相同，此处描述仍使用继电器RO、继电器R1—继电器R7来说明) 第二继电器控制模块118接受吊架主控模块122的控制，其相应继电器 动作，完成对电磁刹车组和离合器18的吸合与释放的控制。继电器RO 控制离合器，继电器R1控制升降电磁锁，继电器R2控制纵向电磁锁， 继电器R3控制横向电磁锁，继电器R4控制X射线管旋转电磁锁，继 电器R7控制升降电机自身电磁锁；第二继电器控制模块118还接收薄 膜开关117的开关信号，经第二继电器控制模块118的MCU处理后， 由CAN总线126传递给吊架主控模块122，吊架主控模块122据此发出 运行指令。
变频器119通过485总线125与吊架主控模块122连接，变频器119 接收吊架主控模块122给出的参数写入、运行指令和变频器复位信息， 用于驱动升降电机19正转、反转、快速、慢速的运行；
第一控制器120通过485总线125与吊架主控模块122连接，第一 控制器120接收吊架主控模块122的控制脉冲和方向信号，对第一步进 旋转电机110进行步进模式控制，或第一控制器120直接接收吊架主控 模块122的PWM信号对电机进行速度和转向控制；
第二控制器128通过485总线125与吊架主控模块122连接，第二 控制器128接收吊架主控模块122的控制脉冲和方向信号，对第二步进
旋转电机127进行步进模式控制，或第二控制器128直接接收吊架主控 模块122的PWM信号对电机进行速度和转向控制；
图像采集工作站121是数字X线摄影系统(DR)的医学图像采集 工作站，通过CAN总线126与吊架主控模块122连接，完成在采集工 作站上对吊架3的运动控制。
吊架主控模块122通过CAN总线102与立柱主控模块29连接，用 于吊架3与立柱4的跟踪联动。吊架3通过CAN总线通讯获得立柱4 的迗行状态；经分析判断后进行相应的运动，从而实现连锁跟踪。
吊架主控模块122与第一触摸屏123经串口相连，通过第一触摸屏 123可以显示吊架3的状态，如X射线管与探测器间距离(SID)值、X 射线管所处角度值、X射线发生器124的参数值；可以设定吊架3运行 参数，如变频器119的参数设定、跟踪位置设定、预设运行路径动作(一 键定位)功能的设定；可以控制吊架3的运动，如使吊架3做升降动作、 水平运动、X射线管旋转运动。
吊架主控模块122与X射线发生器124经串口连接，在协议软件的 支持下，吊架主控模块122读取X射线发生器124的曝光参数(KV值、 mAs值)，并在第一触摸屏123上显示和经第一触摸屏123设定X射线 发生器的曝光参数。
所述吊架控制部l中，吊架高度传感器ll、吊架X轴向角度传感器 12、吊架Y轴向角度传感器13、吊架纵向位置传感器14和吊架横向位 置传感器15采用的是同一种高精度电位器；吊架横向滑行电机16和吊 架纵向滑行电机17分别采用交流电机，也可用直流电机；第一步进旋 转电机110、第二步进旋转电机127分别采用小型直流马达；第一传感 器监测模块lll、第二传感器监测模块U2、第三传感器监测模块113、 第四传感器监测模块114、第五传感器监测模块115分别采用带单片机 的电路板；电磁刹车组与离合器18是多个电磁铁、电磁刹车与电磁离 合器的集合；第一继电器控制模块116和第二继电器控制模块118分别 采用带ARM单片机的电路板；变频器119釆用单相220V变频器调速器； 第一控制器120和第二控制器128分别采用与步进电机相匹配的控制驱 动器。薄膜开关117为定制按键开关。图像采集工作站为台式计算机。
第一触摸屏123是采用四线精密电阻网络触摸屏和5.7" TFT液晶屏；吊 架主控模块122采用的是带有ARM单片机的电路板;X射线发生器124 为DR系统中的X射线发生装置；CAN总线126、 212和102连接的物 理结构是屏蔽双绞线，CAN总线126是吊架3的内部CAN总线，CAN 总线212是立柱4的内部CAN总线，CAN总线102是用于吊架3与立 柱4通信的CAN总线；485总线125、 213连接的物理结构是网线。 所述立柱控制部2含有
立柱高度传感器21与立柱高度传感器监测模块25连接，用于向立 柱高度传感器监测模块25发送立柱4移动的高度信号；
立柱角度传感器22与立柱角传感器监测模块26连接，用于向立柱 角传感器监测模块26发送立柱4移动的角度信号；
升降电机23与第一变频器27连接，用于接收第一变频器27发送 的驱动信号；
旋转电机24与第二变频器28连接，用于接收第二变频器28发送 的驱动信号；
立柱高度传感器监测模块25通过CAN总线212与立柱主控模块29 连接，用于接收立柱高度传感器21的电压信号，不同的电压值对应不 同的高度位移，其数据处理过程同"传感器监测模块(简称SWM)的 构成和工作过程"所述，立柱主控模块29获知该立柱高度信息后由第 二触摸屏210显示出立柱4上探测器的高度值和作为吊架3进行跟踪的 位置参考值；立柱高度传感器21采用电位器。立柱高度传感器监测模 块25与吊架3所用传感器监测模块结构和原理一样。
立柱角度传感器监测模块26通过CAN总线212与立柱主控模块29 连接，用于接收立柱角度传感器22的电压信号，不同的电压值对应不 同的探测器旋转角度值，其数据处理过程同"传感器监测模块(简称 SWM)的构成和工作过程"所述，立柱主控模块29获知该角度信息后 由第二触摸屏210显示出立柱4上探测器所处角度值和作为吊架3是否 进行跟踪的判断依据。只有在探测器处于90。时吊架3才启动跟踪。立 柱角度传感器22采用电位器；立柱角度传感器监测模块26与吊架3所 用传感器监测模块结构和原理一样。
第一变频器27通过485总线213与立柱主控模块29连接，用于将 接收的立柱主控模块29发送运行指令、运行参数设定、参数写入、参 数读出、变频器复位信号。
第二变频器28通过485总线213与立柱主控模块29连接，用于将 接收的立柱主控模块29发送运行指令、运行参数设定、参数写入、参 数读出、变频器复位信号。
立柱主控模块29通过CAN总线与吊架主控模块122连接，用于吊 架3与立柱4的跟踪。吊架3通过CAN总线通讯获得立柱4的状态， 所述立柱4的状态为探测器高度和角度信息，经分析判断后进行相应的 动作，从而实现吊架3与立柱4的连锁跟踪。
第二触摸屏210与立柱主控模块29经串口相连，通过第二触摸屏 210显示立柱4的状态，如立柱4上的探测器的高度值、立柱4上的探 测器所处角度值；设定立柱4运行参数，如第一变频器27、第二变频器 28的参数设定、预设立柱4上的探测器常用位置"一键定位"功能；控 制立柱4的运动，如使立柱4做升降动作、立柱4上探测器的旋转运动。
无线遥控接收模块211与立柱主控模块29连接，它接收遥控器发出 的无线码，在无线遥控接收模块211内将无线码解码，生成对应遥控器 键位的高低电平，立柱主控模块29接收到这个电平进行判断后，向第 一变频器27和第二变频器28发出指令，驱动升降电机23或旋转电机 24动作。
所述立柱控制部2中立柱高度传感器21和立柱角度传感器22采用 高精度电位器；升降电机23和旋转电机24采用200W交流电机；立柱 高度传感器监测模块25、立柱角度传感器监测模块26采用带ARM单 片机的电路板；第一变频器27、第二变频器28分别采用单相220V变频 器调速器；立柱主控模块29是一带有ARM单片机的电路板；第二触摸 屏210采用的是四线精密电阻网络触摸屏和5.7" TFT液晶屏。无线遥控 接收模块211是依超外差原理制作带有解码IC的电路板。
吊架控制部1的控制流程请参看图5:
第一触摸屏123是操作的输入和状态显示界面，当在第一触摸屏123 上按下某一按键，或在薄膜开关117上按下某一按键，即发出动作指令，
在吊架主控模块122接收动作指令的同时获得传感器的位置值，做出综 合判断，输出动作指令。如从触摸屏123发出X射线管旋转指令，吊架
主控模块122要做以下判断，(l)X射线管是否到达极限位或设定位，(2) 旋转指令是否发出，(3)旋转指令是否终止，只有当未到达极限位或设定 位，旋转指令正在发出，旋转指令未终止，X射线管旋转指令才能送达 控制器120和继电器控制模块118。控制器120获得控制脉冲，驱动步 进旋转电机110或转动，同时第二继电器控制模块118得到继电器动作 的指令，将电磁刹车组与电磁离合器18中的X射线管的旋转刹车解锁， X射线管开始转动，第一触摸屏123上所显示的X射线管的角度随之改 变。当转动到极限位或设定位或旋转指令终止，步进旋转电机110停转。 吊架横向滑行电机16、吊架纵向滑行电机17和吊架升降电机19的动作 过程类似。
立柱控制部2的控制流程，请参看图6:
第二触摸屏210是立柱4操作的输入和状态显示界面，当在第二触 摸屏210上按下某一按键，即发出动作指令，立柱主控模块29接收动 作指令的同时获得传感器的位置值，做出综合判断，输出动作指令。如 当从触摸屏发出探测器上升指令，立柱主控模块29要做以下判断，(1) 探测器是否到达极限位或设定位；(2)上升指令是否发出；(3)上升指令是 否终止；只有当未到达极限位或设定位，上升指令正在发出，上升指令 未终止，探测器上升指令送达第一变频器27，驱动升降电机23转动， 探测器开始上升，第二触摸屏210上所显示的探测器高度值随之变化。 当上升到极限位或到达设定位置或指令终止(松开按键)，升降电机23 停转。旋转电机24的动作过程类似。当用遥控功能操控立柱4的运动 时，遥控器发出上升、下降、向左旋转、向右旋转等指令，无线遥控接 收模块211接收无线电波，解码，立柱主控模块29获得相应的高低电平， 进行综合判断。如从遥控器发出向左旋转指令立柱主控模块29要做以 下判断，(l)探测器是否到达极限位或设定位；(2)旋转指令是否发出；(3) 旋转指令是否终止；只有当未到达极限位或设定位，旋转指令正在发出， 旋转指令未终止，探测器旋转指令送达第二变频器28，驱动旋转电机 24转动，当指令结束或到达极限位或到达设定位置旋转电机24停转。
本实用新型的实施例子中
一、 电气结构-
系统电气结构如图2所示。
二、 控制功能与原理 (一)经按键控制电机动作
对吊架3的操作通过薄膜开关117和第一触摸屏123来完成。
1、 X射线管升降
在第一触摸屏123上按上升键，吊架主控模块122通过串口接受动 作指令，吊架主控模块122根据当前按键指令和经传感器监测模块111 获知的吊架高度传感器11的高度信息，进行综合判断，如己获得上升指 令且吊架高度传感器没给出已到达极限位的信息，则经RS485总线125 向变频器119发出运行指令，由变频器119驱动吊架升降电机19动作， 在升降电机19动作的同时，吊架主控模块122还要经CAN总线125， 向第二继电器控制模块118发送指令，使电磁刹车组和离合器18中的升 降电磁锁释放、离合器吸合，离合器的吸合即将升降电机19的输出经 链条传递给巻轴带动X射线管上升，以适应不同身高的患者，做不同体 位的摄影。手松开按键，即上升指令终止，吊架主控模块122发出动作 终止指令，升降电机19停转，升降电磁锁吸合，离合器释放，吊架稳 定停在预想高度。下降时的动作流程同上升动作，不同点只是电机反转。
薄膜开关117对吊架3的操控与从第一触摸屏123操作流程类似。
2、 纵、横向移动
吊架3有一个天车，在纵、横向轨道上移动。吊架横向滑行电机16 或吊架纵向滑行电机17、减速机和齿形带咬合机构固定在天车上，齿形 带固定在轨道上，电机输出轴的齿轮与齿形带咬合当电机转动时，齿形 带不动，电机连同天车沿齿形带移动，从而实现X射线管的水平运动。
按住薄膜开关117或第一触摸屏123的相应按键，经过吊架主控模 块122的逻辑判断后，经CAN总线126给第一继电器控制模块116和 第二继电器控制模块118发出指令，使相应继电器动作，吊架横向滑行电 机16或吊架纵向滑行电机17得电运行，同时电磁刹车组和离合器18 中的横向电磁锁或纵向电磁锁释放，根据所触动按键的不同吊架横向滑
行电机16带动吊架3沿横向轨道运动，或吊架纵向滑行电机17沿纵向 轨道运动。松开按键，既指令终止，电机停转，电磁锁吸合锁止，吊架 3停在预想位置。
3、 X射线管旋转动作
为完成患者直立位和床上位的摄影，X射线管需要旋转至指定位置。 按下薄膜开关117或第一触摸屏123的X射线管旋转按键，吊架主 控模块122接受按键指令，结合吊架X轴向传感器12给出的角度值进 行分析判断，经485总线125发出控制脉冲和方向信号经控制器120， 驱动第一步进旋转电机110运行，X射线管旋转。或吊架主控模块122 直接给第一控制器120发出相应的PWM脉冲，控制第一步进旋转电机 110动作。在第一步进旋转电机110得电转动的同时，第二继电器控制 模块118获得动作指令，电磁刹车组和离合器18中的X射线管旋转电 磁刹车释放，只有释放了刹车，电机才能平稳、轻松转动。经吊架X轴 向传感器12吊架主控模块122获得角度信息，在第一触摸屏123的角 度显示窗口，指示当前角度值。在吊架主控模块122的软件中设计有在 0°位和90。位时自动定位停止功能，到此角度第一步进旋转电机110停 转，若要继续转动，需松手后再按下按键，才可转过0°位或90°位。因 0°位和卯。位是最常用的摄影位置，所以这样设计的优点是便于准确定 位。松开按键，既终止指令发出，第一步进旋转电机IIO停转，旋转电 磁刹车吸合。
(二)手动移动
为实现吊架3即能电动运动，又能手动推动的要求，本系统在结构 设计上做了充分的工作。
1、 升降用离合器来解决电动与手动操控的切换。电磁刹车组和离 合器18中的离合器，常态下(无电动升降操作)是处于释放状态或说"离" 的状态，吊架升降电机19与负载是脱离的。当按下薄膜开关117上全解 锁或手动升降解锁按键时，经吊架主控模块122的判断，第二继电器控 制模块118的控制，电磁刹车组和离合器18中的升降电磁锁释放，借助 平衡器的平衡作用，轻松推动X射线管升降。
2、 纵、横向移动的手动是基于选择恰当的减速机，当不用电机驱
动时能用手推动。按下薄膜开关117上全解锁按键或纵向或横向解锁按 键，经吊架主控模块122的判断，第二继电器控制模块118的控制，电
磁刹车组和离合器18中的纵或横向电磁刹车解锁，用人力推动吊架，
运动到指定位置。
3、 X射线管旋转的手动操作
X射线管的步进旋转电机110为一直流电机，该直流电机具有自动 保持功能，即在没有外来指令时，该直流电机要有一个恒定扭矩输出以 保持X射线管的位置，要想手动转动X射线管，必须将该直流电机的保 持力去除，本吊架3所采用的方法是将第一控制器120、第一步进旋转 电机110去使能，即当按下手动X射线管旋转按键后，向吊架主控模块 122发出请求，吊架主控模块122判断后，向第二继电器控制模块118 发出指令，使相应继电器动作，X射线管旋转刹车释放；切断第一控制 器120的使能信号，使第一步进旋转电机110处于失控状态。此时用手 转动X射线管即可轻松旋转定位。当释放按键后，第一步进旋转电机110 的使能信号恢复，同时刹车制动，使X射线管保持在指定位置。
(三)程序控制
吊架3在第一触摸屏123上设计有四个"一键到位"功能键，实现按 预设运行路径动作功能。在第一触摸屏123上点触功能键，吊架3即会 自动运行到设定位置。以探测器与X射线管的相对位置来描述，硬件构 成如图7所示， 一个吊架3带X射线管， 一个立柱4带一个探测器和一 个固定式摄影平床带另一个探测器，既一个X射线管和两个探测器间的 相对位置关系。
(1) 立柱4探测器水平位(D-T):立柱4的探测器处于水平位，X射 线管位于探测器的上方。适用于腰椎、膝关节等须在床上摄影的体位；
(2) 立柱4探测器直立l.O米位立柱4的探测器处于直立位，X射 线管位于其前方1.0米处(SID4.0米)，中心线对准。适用于颈、肩等 部位的摄影；
(3) 立柱4探测器直立1.8米位立柱4的探测器处于直立位，X射 线管位于其前方1.8米处(SID4.8米)，中心线对准。适用于胸部摄影；
(4) 固定式摄影平床探测器位(T-T):固定式摄影平床下方的第二探测
器处于水平位，X射线管移动到摄影平床的上方，相距1.0米，对准中 心线。适用于腰椎、膝关节等须在床上摄影的体位。 举例说明
1、从"D-T"位运行到立柱4探测器直立1.0米位。在第一触摸屏123
上点触对应按键，则吊架控制部1与立柱控制部2会协调做如下动作
(1) 吊架主控模块122首先对第一触摸屏123发来的指令和当前传感 器值进行判断，调用相应程序，经CAN总线126对第一继电器控制模 块116、第二继电器控制模块118发出指令，第一继电器控制模块116、 第二继电器控制模块H8送出开关信号使得吊架3纵向电磁锁、旋转电 磁锁释放，吊架纵向滑行电机17得电运行，吊架3沿纵轴方向运动， 远离立柱4探测器，当纵向位置传感器14检测到吊架3己离开立柱4 探测器上方，到达安全位置时，立柱4开始运动(见后面(2)的叙述)， 当纵向运行到接近SID为1.0米时，吊架主控模块122获得吊架纵向位 置传感器14的值，发出减速指令，经第一继电器控制模块116切换慢速 运行模式，为在预定位置准确停车做准备，当运行到SID4.0米的位置
(设定位)，吊架纵向位置传感器14，将该位置值传送给吊架主控模块 122，吊架主控模块122判断后发出停止纵向移动的指令，吊架纵向滑 行电机17停转，纵向电磁锁吸合。
(2) 当吊架3沿纵轴方向移动离开探测器上方后，吊架主控模块122 由吊架纵向位置传感器14获得这个位置值，经CAN总线与立柱主控模 块29通信，立柱主控模块29发出指令，经485总线213向第一变频器 27、第二变频器28发出动作的指令，驱动升降电机23和旋转电机24 运转，立柱4上的探测器做上升和旋转动作，当立柱4上的探测器上升 到设定位置，立柱主控模块29经立柱高度传感器监测模块25获得立柱 高度传感器21的当前值，发出电机停转指令，升降电机23停止；当探 测器旋转到垂直位(90°位)立柱主控模块29获得立柱角度传感器22 的当前值，发出旋转电机24停转指令，探测器停止旋转，处于直立位。
(3) 在吊架4开始纵向运动的同时，吊架主控模块122经485总线125 向第一控制器120发出控制脉冲，第一控制器120驱动第一步进旋转电 机110转动，带动X射线管由0。位旋转到90°位，当到达90°位时，吊
架3X轴向角度传感器12，将当前角度值经第二传感器监测模块112传
递给吊架主控模块122，吊架主控模块122对第一控制器120发出停转 指令，X射线管停在90。位，旋转电磁锁吸合。
(4)当立柱4探测器转动到直立位，立柱角度传感器22将角度信息 经立柱角度传感器监测模块25传递给立柱主控模块29;立柱高度传感 器21将高度信息经立柱高度传感器监测模块26传递给立柱主控模块 29，立柱主控模块29分析判断，由CAN总线102将立柱高度传感器21 提供的高度信息和立柱角度传感器22提供的探测器所处角度信息(90° 位)，传递给吊架主控模块122，探测器的角度信息(90°位)激活吊架3 与立柱4的跟踪状态，立柱高度传感器21提供的探测器所处高度信息 与吊架高度传感器11提供的X射线管所处高度信息在吊架主控模块122 进行比较，获得立柱高度传感器21与吊架高度传感器11两者高度的相 对差值，吊架主控模块122综合判断后经CAN总线126向第二继电器 控制模块118发出指令使相应继电器动作，电磁刹车组和离合器18中升 降电磁锁、电机电磁锁解锁，离合器吸合，为升降电机23动作做好准 备，同时吊架主控模块122经485总线125给变频器119发出运行指令， 驱动吊架升降电机19转动，X射线管做上升或下降动作，当立柱高度传 感器21与吊架高度传感器11两者高度的相对差值减小到一定值时(直 观上X射线管中心线与探测器中心线相差2CM)，吊架主控模块122发 出减速指令，升降电机23减速，以慢速运行，直至中心线对准，升降 电机19停转，电机电磁锁、升降电磁锁吸合锁止，至此，这个程序完 成。
2、若点触"T-T"位键，既令吊架3从"D-T"位或立柱4探测器直立 1.0米位或立柱4探测器直立1.8米位运行到"T-T"位。这个程序涉及到 吊架3的纵向移动、横向移动、升降运动和X射线管的旋转运动。
吊架主控模块122首先对第一触摸屏123发来的"T-T"指令和当前传 感器值进行判断，吊架纵向位置传感器14提供吊架3所处纵轴的位置 信息，吊架横向位置传感器15提供吊架3所处横轴的位置信息，吊架 高度传感器11提供吊架3所处高度信息，吊架X轴向角度传感器12提 供X射线管旋转角度的信息，对这些信息进行综合判断，调用相应程序。
(l)吊架主控模块122经CAN总线126对第一继电器控制模116和第二 继电器控制模118发出指令，一方面电磁刹车组和离合器18中的纵向电 磁刹车解锁、横向电磁刹车解锁，吊架横向滑行电机16和吊架纵向滑 行电机17运转，吊架3沿纵轴和横轴向摄影平床探测器的中心逼近， 吊架主控模块122随时获知吊架纵向位置传感器14、吊架横向位置传感 器15的纵、横向位置信息，判断当前X射线管所处的位置，纵、横向 运动接近预定位置时发出减速指令，以较慢速度运行到指定位置，保证 精确定位。(2)吊架主控模块122经485总线125向变频器119发出指令， 变频器119驱动吊架升降电机19转动，提升X射线管(避免吊架3平移 运动时与床相碰)。吊架主控模块122向第二继电器控制模118发出指令， 电磁刹车组和离合器18中的升降电磁锁、电机电磁锁解锁。吊架主控 模块122随时获知吊架高度传感器11的高度信息，到达设定高度后吊架 升降电机19停转，电机电磁锁、升降电磁锁刹车。(3)吊架主控模块122 判断吊架X轴向角度传感器12的角度信息，如X射线管未处于0。位， 则向控制器120发送控制脉冲，驱动步进旋转电机110转动，同时吊架 主控模块122向第二继电器控制模118发出指令，电磁刹车组和离合器 18中的X射线管旋转电磁刹车解锁，X射线管转到0。位，停止。这三 个组合动作完成后，吊架3运行到固定式摄影平床的上方，X射线管处 于0。位，对准探测器的中心线。
其他功能键具有类似的功能和动作。
(四)吊架3与立柱4的跟踪联动
吊架3与立柱4的通讯是通过CAN总线102来完成的，CAN (Controller Area Network)即"控制器局域网络",属于工业现场总线的范 畴。与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、 实时性和灵活性。
在硬件结构上吊架3与立柱4具有相同的主控模块和通讯接口，从 而保证了两者配合的稳定可靠。控制流程如下
跟踪的前提是立柱4的探测器处于直立位，吊架3的X射线管处于 卯°位。吊架3与立柱4分别设有高度传感器也就是吊架高度传感器11、 立柱高度传感器21，在前提得到满足时(由吊架主控模块122判断X射
线管所处的角度，立柱主控模块29判断探测器所处的角度)，吊架主控
模块122要对吊架3与立柱4的相对高度进行比较，当有差异时，吊架 主控模块122经485总线向吊架升降变频器119发出运行指令，再根据 这个差异的大小和正负控制变频器给出正转或反转(升或降)，快速或慢 速的驱动状态，吊架升降电机19带动使X射线管上升或下降，对准探 测器的中心。同时电磁刹车组和离合器18中的升降电磁锁和电机电磁 锁解锁。这个过程，探测器的升降是主动的，X射线管的升降是被动跟 踪的。在X射线管升降过程中吊架高度传感器11的高度值与立柱高度 传感器21的高度值一直在比较，当两者接近时，将升或降运行速度切 换到低速，以保证定位准确，当两者相等时，吊架升降电机19停转， 电磁刹车组和离合器18中的升降电磁锁和电机电磁锁吸合锁止。 为保证跟踪精度,采取了以下措施
1. 本系统所采用的传感器全是一样的高精度电位器,传感器监测模 块也都是一样的均采用16位高采样率模数转换,并通过数字滤波提高信 噪比；
2. 严格规范定标过程,通过最小二乘法线性拟合出立柱高度传感器 21和吊架高度传感器11所采集数值的直线,并给出线性度数值结果,要求 其满足>=99.9%;
3. 在获取到立柱4位置信息后，吊架主控模块122计算出其所需到达 跟踪位置,其间采用32位浮点型来减少计算带来的舍入误差；
4. 采用二段速运行方式逼近跟踪位置； (五)定标操作
定标的目的是将传感器基准值存入吊架主控模块122或立柱主控模 块29中的E2ROM。该系统的定标操作如下 吊架3定标
为避免误操作，要进入设定界面需先输入密码。密码输入正确后， 方可进入定标操作界面。 (l)高度定标
以立柱4的探测器处于水平位并下降到最低位(一种工作状态位) 时前面板平面为0米位，移动吊架3使X射线管到达探测器中心，升降
X射线管使垂直向SID^.8米，点触"0.8m"按键，在吊架主控模块122 的E2ROM中记录0.8米时吊架高度传感器11的当前的高度值；上升X 射线管使垂直向SID=1.0米，点触"1.0m"按键，记录1.0米时吊架高度 传感器11的当前的高度值；再上升X射线管，使垂直向SID=1.2米， 点触"1.2m"按键，记录1.2米时的吊架高度传感器11的当前的高度值。 至此完成高度定标。
(2) X射线管旋转角度定标
进入X射线管旋转设定界面，首先将X射线管旋转到45。位，设置 X轴向角度传感器12的输出电压为2.5V左右，然后将X射线管转到O。 位，点触"Od"定标键，在吊架主控模块122的E2ROM中记录0。位时X 轴向角度传感器12的当前的角度值；同样，将X射线管转到90。位，点 触"90d"定标键；再将X射线管转到-90。位，点触"-90d"定标键，至此X 射线管角度定标完成。正确定标是角度显示和跟踪的前提。
(3) 程序控制设定
本设备具有4个一键定位功能键，即"D-T"位，"1.0米,，位，"1.8
米"位和"T-T"位。
"D-T"位立柱4上的探测器上位(探测器处于水平位，X射线管位
于探测器的上方，垂直SID为1米)。
"1.0米"位立柱4上的探测器直立位，水平SID为1米。 "1.8米"位立柱4上的探测器直立位，水平SID为1.8米。 "T-T"位具有双探测器配套时，固定式摄影平床探测器的床上位。
a. "D-T"位，立柱4上的探测器转到水平位，下降到设定高度(以能 进入移动摄影床面板下为准)。将X射线管移动到探测器的上方，并使X 射线管处于0。位，对准探测器中心，SID4.0米。点触"D-top"定标键。 在吊架主控模块122的E2ROM中记录吊架高度传感器11的高度值、吊 架X轴向角度传感器12的角度值、吊架纵向传感器14的纵向位置值、 吊架横向传感器15的横向位置值。
b. 探测器直立0米位，即将立柱4探测器旋转至垂直状态，探测器 前面板所处位置即为X射线管纵向移动的0米位，移动吊架3将X射线 管焦点对准此位置，点触"0m"定标键，与a.相同记录下当前传感器值。
C. 1.0米位，探测器直立，移动X射线管，使SID4米，X射线管
处于90。，点触"l米"定标键，同a.记录下当前传感器值，设好"l.O米，，位。
d. 1.8米位，探测器直立，再移动x射线管，使SID增大到1.8米， X射线管处于90。。点触"1.8米"定标键，同a.记录下当前传感器值,完成 "1.8米"位设定。
e. "T-T"位，将X射线管移动到固定式摄影平床探测器的上方，这个 移动具有纵、横向运动，X射线管处于0。位，中心线对准探测器中心， SH>1米(高度为1米)，点触"T-top"定标键，同a.记录下当前传感器 值，设定完成。
(六)SID值的显示
本系统需有两种SID值的显示，即一种是垂直方向SID值的显示， 另一种为水平方向的SID值显示。
垂直方向的SID值表示的是床上位时，探测器处于水平位，X射线 管处于探测器的上方且为0°位，X射线管焦点与探测器表面间的距离。
水平方向的SID值表示的是探测器处于直立位，X射线管处于探测 器的前方且为90。时，X射线管焦点与探测器表面间的距离。
这两种SID值又在第一触摸屏123的同一窗口显示，因此就要有切 换，切换的依据是吊架主控模块122检测吊架X轴向角度传感器12的 角度值，当吊架X轴向角度传感器12给出0。信息时，吊架主控模块122 获知、计算在第一触摸屏123上显示的SID值是垂直方向的距离；当吊 架X轴向角度传感器12给出90。信息时，SID值显示的是水平方向的距 离。
以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式
，但本实用新型的保 护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术 范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围 之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1.一种数字X线摄影设备中吊架和立柱的控制装置，其特征在于，包括一吊架控制部安装在吊架上，用于对吊架进行五维运动的控制，通过人机界面控制吊架的动作；一立柱控制部安装在立柱上，用于对立柱的运动进行控制；一吊架上安装X射线管，用于对X射线管的运动实现方位的自动控制；一立柱上安装数字X线摄影的探测器，用于对数字X线摄影的探测器的运动实现方位的自动控制；吊架控制部和立柱控制部经CAN总线连接，将吊架控制部与立柱控制部的控制信息进行交互，用于控制吊架上的X射线管和立柱上的探测器同步运动，吊架通过CAN总线连接立柱，实现X射线管和探测器的连锁动作和跟踪。
2、 根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述吊架控制 部包括吊架传感器与传感器监测模块连接，用于将吊架位移和角度的信号 送入传感器监测模块；吊架升降电机与变频器连接，接收变频器发出的电机驱动信号，用 于控制吊架的升、降和快、慢运行；第一继电器控制模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，接收吊 架主控模块的控制帧，控制吊架横向滑行电机和吊架纵向滑行电机正转 或反转、快速或慢速运行；第二继电器控制模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，接收吊 架主控模块的控制信号，用于对电磁刹车与离合器的吸合与释放的控 制；第二继电器控制模块与薄膜开关连接，接收薄膜开关的开关信号， 由CAN总线传递给吊架主控模块，吊架主控模块据此输出运行指令；变频器通与吊架升降电机和吊架主控模块连接，接收吊架主控模块 给出的参数写入、运行指令和变频器复位信息，用于驱动吊架升降电机 正转、反转、快速、慢速的运行；第一控制器与第一步进旋转电机和吊架主控模块连接，第一控制器 接收吊架主控模块的控制脉冲和方向信号对第一步进旋转电机进行步进模式控制，或第一控制器直接接收吊架主控模块的PWM信号对第一 步进旋转电机进行速度和转向控制；第二控制器与第二步进旋转电机和吊架主控模块连接，第二控制器 接收吊架主控模块的控制脉冲和方向信号对第二步进旋转电机进行步 进模式控制，或第二控制器直接接收吊架主控模块的PWM信号对第二 步进旋转电机进行速度和转向控制；图像采集工作站通过CAN总线与吊架主控模块连接，完成在采集 工作站上对吊架的运动控制；吊架主控模块通过CAN总线与立柱主控模块连接，用于吊架与立 柱的跟踪联动；吊架主控模块与第一触摸屏经串口相连，显示吊架的状态，用于控 制吊架运动；吊架主控模块与X射线发生器经串口连接，吊架主控模块读取X射 线发生器的曝光参数并在第一触摸屏上显示，或经第一触摸屏设定X射 线发生器的曝光参数。
3、根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述吊架传感 器和传感器监测模块包括一吊架高度传感器与第一传感器监测模块连接，用于将吊架高度位 置信号送入第一传感器监测模块；一吊架X轴向角度传感器与第二传感器监测模块连接，用于将吊架 X轴向角度信号送入第二传感器监测模块；一吊架Y轴向角度传感器与第三传感器监测模块连接，用于将吊架 Y轴向角度信号送入第三传感器监测模块；一吊架纵向位置传感器与第四传感器监测模块连接，用于将吊架纵 向位置信号送入第四传感器监测模块；一吊架横向位置传感器与第五传感器监测模块连接，用于将吊架横 向位置信号送入第五传感器监测模块。
4、 根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述传感器监 测模块还包括一第一传感器监测模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，接收 吊架高度传感器对应不同位置量的电压信号并传递给吊架主控模块；一第二传感器监测模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，第二 传感器监测模块接收吊架X轴向角度传感器对应不同X射线管沿水平轴 旋转角度的电压信号并传递给吊架主控模块；一第三传感器监测模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，第三 传感器监测模块接收吊架Y轴向角度传感器对应不同X射线管沿垂直轴旋转角度的电压信号并传递给吊架主控模块；一第四传感器监测模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，第四 传感器监测模块接收吊架纵向位置传感器对应不同的吊架纵向位置量 的电压信号并传递给吊架主控模块；一第五传感器监测模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，第五 传感器监测模块接收吊架横向位置传感器对应不同的吊架横向位置量 的电压信号并传递给吊架主控模块。
5、 根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述吊架横向 滑行电机和吊架纵向滑行电机，其中一吊架横向滑行电机与第一继电器控制模块连接，第一继电器控制 模块发出的开关信号，用于控制吊架横向滑行电机的正转、反转、快速 和慢速运行；一吊架纵向滑行电机与第一继电器控制模块连接，接收第一继电器 控制模块发送的开关信号，用于控制吊架纵向滑行电机的正转、反转、 快速和慢速运行。
6、 根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述立柱控制部含有立柱高度传感器与立柱高度传感器监测模块连接，用于向立柱高度传感器监测模块发送立柱移动的高度信号；立柱角度传感器与立柱角度传感器监测模块连接，用于向立柱角度 传感器监测模块发送立柱旋转的角度信号； 升降电机与第一变频器连接，用于接收第一变频器发送的驱动信号'旋转电机与第二变频器连接，用于接收第二变频器发送的驱动信号；立柱高度传感器监测模块通过CAN总线与立柱主控模块连接，接 收立柱高度传感器对应于不同的立柱运行高度的电压信号并传递给吊 架主控模块；立柱角度传感器监测模块通过CAN总线与立柱主控模块连接，接 收立柱角度传感器对应不同的立柱旋转角度的电压信号并递给吊架主 控模块；第一变频器和第二变频器通过总线与立柱主控模块连接，用于接收 立柱主控模块发送的运行指令、运行参数设定、参数写入、参数读出、 变频器复位信号；立柱主控模块通过CAN总线与吊架主控模块连接，用于对吊架与 立柱的位置高度进行跟踪；立柱主控模块接收立柱运行的高度、角度信 息，用于判断立柱上的探测器垂直方向的位置和所处角度，作为X射线 管和探测器跟踪的参考值；第二触摸屏与立柱主控模块经串口相连，通过第二触摸屏显示立柱 的状态，控制立柱的运动；无线遥控接收模块与立柱主控模块连接，接收遥控器发出的无线 码，将无线码解码生成对应遥控器键位的高低电平，立柱主控模块接收 到这个电平进行判断向第一变频器和第二变频器发出指令，驱动升降电 机或旋转电机动作。
专利摘要本实用新型公开一种数字X线摄影设备中吊架和立柱的控制装置，包括吊架控制部安装在吊架上，立柱控制部安装在立柱上，吊架上安装X射线管，立柱上安装数字X线摄影的探测器，CAN总线分别与吊架控制部和立柱控制部连接，将吊架控制部与立柱控制部的控制信息进行交互，用于控制吊架上的X射线管和立柱上的探测器同步运动，吊架通过CAN总线通讯获得立柱的运行状态，用于实现X射线管和探测器的连锁动作和跟踪。本实用新型适用于提高数字X射线摄影检查的操作性能，X射线管吊架具有五维电动功能，实现了全方位的自动控制，通过触摸屏来操控吊架的动作，可以点动，亦可以按预设运行路径动作。
文档编号G03B42/02GK201197710SQ200820080759
公开日2009年2月25日 申请日期2008年5月23日 优先权日2008年5月23日
发明者刘向晨, 猛 张, 陈光跃, 健 齐 申请人:北京宝利康医学工程公司