一种仪器与人体距离自动调节装置的制作方法

本实用新型涉及医疗器械与自动控制技术领域，具体涉及一种仪器与人体距离自动调节装置。

背景技术：

目前，很多基于电磁波、激光或红外线等辐射进行治疗的医疗或康复理疗仪器，在治疗或检测过程中仪器与人体之间的距离是一个非常重要的参数。所述距离过近时，辐射作用太强可能会对人体造成损害；所述距离过远时，辐射作用太弱达不到治疗或检测效果。因此，仪器与人体之间的距离存在一个既安全又有效的距离范围，简称有效距离范围。为了使仪器与人体的距离落在有效距离范围内，一般是通过仪器操作者凭经验通过手动移动仪器或让被治疗者前后移动实现。这种方法既费时费力，又较难达到理想的效果。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出一种仪器与人体距离自动调节装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种仪器与人体距离自动调节装置，包括中央处理单元和与中央处理单元相连的距离测量模块、距离调节模块和报警模块。中央处理单元用于与距离测量模块配合测量仪器与人体的距离，并通过控制距离调节模块改变仪器的位置，或触发报警模块提示被治疗者前后移动，使仪器与人体的距离落在设定的距离范围内。在设定的距离范围内，仪器对人体无损害且能对人体进行有效治疗或检测。

进一步地，所述距离测量模块为主要由超声波探头、激励电路和回波调理电路组成的超声波测距电路。激励电路在中央处理单元产生的触发脉冲作用下输出高压脉冲信号至超声波探头，超声波探头在高压脉冲信号的作用下产生脉冲调制的超声波信号；回波调理电路对超声波探头接收的回波信号进行放大滤波处理及A/D变换后输入至中央处理单元；中央处理单元通过计算回波信号相对触发脉冲的延迟时间计算仪器与人体的距离。

进一步地，所述距离调节模块包括导轨、用于固定仪器的支架、安装在支架底座上的电机驱动机构和在导轨上滚动的轮子，电机驱动机构在中央处理单元控制下带动支架和仪器沿导轨前后移动。

进一步地，所述装置还包括与中央处理单元相连的人机交互模块。

进一步地，所述装置还包括与中央处理单元相连的显示模块。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提出的一种仪器与人体距离自动调节装置，通过设置中央处理单元和与中央处理单元相连的距离测量模块、距离调节模块和报警模块，实现了仪器与人体之间的距离的自动测量和调节，通过控制距离调节模块改变仪器的位置，或触发报警模块提示被治疗者前后移动，使仪器与人体之间的距离保持在仪器对人体无损害且能对人体进行有效治疗或检测的距离范围内。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种仪器人体距离自动调节装置的方框图。

图中：1-中央处理单元，2-距离测量模块，21-超声波探头，22-激励电路，23-回波调理电路，3-距离调节模块，4-报警模块，5-人机交互模块，6-显示模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例一种仪器人体距离自动调节装置如图1所示，所述装置中央处理单元1和与中央处理单元1相连的距离测量模块2、距离调节模块3和报警模块4。中央处理单元1用于与距离测量模块2配合测量仪器与人体的距离，并通过控制距离调节模块3改变仪器的位置，或触发报警模块4提示被治疗者前后移动，使仪器与人体的距离落在设定的距离范围内。在设定的距离范围内，仪器对人体无损害且能对人体进行有效治疗或检测。

在本实施例中，所述装置主要由中央处理单元1、距离测量模块2、距离调节模块3和报警模块4组成。距离测量模块2用于与中央处理单元1配合测量仪器与人体之间的距离。测距方法很多，最常用的方法是基于无线电定位原理进行距离测量，如激光测距、超声波测距和红外线测距。距离调节模块3用于在中央处理单元1控制下改变仪器的位置，从而改变仪器与人体之间的距离，直到所述距离落在设定的距离范围内；报警模块4用于在中央处理单元1控制下提示被治疗者前后移动，从而改变仪器与人体之间的距离，直到所述距离落在设定的距离范围内。设定的距离范围是既对人体无害又能对人体进行有效治疗或检测的距离。距离调节模块3一般通过设置一个可以前后移动的仪器承载平台实现。可以基于电气原理进行控制，比如电机驱动；也可以采用气动原理进行控制，比如气缸伸缩。报警模块4一般采用语音电路，事先录制好提示被治疗者向前或身后移动以及移动多少的音频信号。改变仪器与人体之间距离的原理是：当测得的距离落在设定的距离范围内时，不改变距离；当测得的距离小于设定的距离范围的最小值时，说明距离太近，仪器或人向后移动，拉远仪器与人体之间距离，直到符合要求；当测得的距离大于设定的距离范围的最大值时，说明距离太远，仪器或人向前移动，拉近仪器与人体之间距离，直到符合要求。报警模块4和距离调节模块3可以单独使用，也可以配合使用。配合使用时以距离调节模块3为主，当即使距离调节模块3使仪器达到极限位置也不能使仪器与人体的距离落在设定的距离范围内时，再启动报警模块4。

优选地，当距离测量模块2测得的仪器与人体的距离为L，且设定的距离范围的最小值为L1、最大值为L2时，距离调节模块3按下面方法调节仪器的位置：

如果L1<L<L2，仪器不移动；

如果L<L1，控制仪器向后移动(L1+L2)/2-L；

如果L>L2，控制仪器向前移动L-(L1+L2)/2。

本实施例给出了距离调节模块3在中央处理单元1控制下定量改变仪器位置的一种技术方案。在本实施例中，如果测得的仪器与人体的距离L落在设定的距离范围内，不必改变仪器位置；如果L小于设定的距离范围的最小值L1，使仪器向后移动(L1+L2)/2-L，移动后的距离变为：L+(L1+L2)/2-L＝(L1+L2)/2，此时的距离位于设定的距离范围中心，近似最佳距离。同理，如果L大于设定的距离范围的最大值L2，使仪器向前移动L-(L1+L2)/2后的距离也位于设定的距离范围中心，近似最佳距离。

作为一种可选实施例，所述距离测量模块2为主要由超声波探头21、激励电路22和回波调理电路23组成的超声波测距电路。激励电路22在中央处理单元1产生的触发脉冲作用下输出高压脉冲信号至超声波探头21，超声波探头21在高压脉冲信号的作用下产生脉冲调制的超声波信号；回波调理电路23对超声波探头21接收的回波信号进行放大滤波处理及A/D变换后输入至中央处理单元1；中央处理单元1通过计算回波信号相对触发脉冲的延迟时间计算仪器与人体之间的距离。

本实施例给出了距离测量模块2的一种技术方案。在本实施例中，距离测量模块2采用超声波测距技术，主要由超声波探头21、激励电路22和回波调理电路23组成。超声波探头21用于发射和接收超声波信号；激励电路22用于在中央处理单元1输出的触发脉冲信号的作用下，产生用于驱动所述超声波探头21的高压脉冲信号；回波调理电路23用于对超声波探头21接收的微弱的超声波信号进行放大滤波等变换，输出满足要求的超声波回波信号，并经A/D变换后送至中央处理单元1。中央处理单元1计算回波信号相对触发脉冲的延迟时间τ，并按下式计算仪器与人体之间的距离L：

L＝cτ/2

式中，c为光速。

作为一种可选实施例，所述距离调节模块3包括导轨、用于固定仪器的支架、安装在支架底座上的电机驱动机构和在导轨上滚动的轮子，电机驱动机构在中央处理单元1控制下带动支架和仪器沿导轨前后移动。

本实施例给出了距离调节模块3的一种技术方案。在本实施例中，距离调节模块3主要由支架、导轨和电机驱动机构组成。仪器固定在支架上与支架同步移动。当然，距离测量模块2也应该固定在支架或仪器外壳上与它们一起同步移动。支架底座上固定电机驱动机构和在导轨上滚动的轮子。电机驱动机构主要由电机和变速传动机构组成，用于提供支架移动的驱动力。电机可以采用一般的交流或直流电机，也可以采用适于精确控制系统的步进电机，有利于精确控制仪器的位置。

作为一种可选实施例，所述装置还包括与中央处理单元1相连的人机交互模块5。

在本实施例中，所述装置还包括与中央处理单元1相连的人机交互模块5。人机交互模块5主要由键盘组成，主要用于进行参数设置，如设置距离范围的最大最小值等。

作为一种可选实施例，所述装置还包括与中央处理单元1相连的显示模块6。

在本实施例中，设置显示模块6主要用于数据显示，如显示仪器与人体的距离，以及用箭头等显示仪器或人应该移动的方向等。

上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所做出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本实用新型的保护范围。