一種醫用加速器機架的控制驅動方法技術

本發明專利技術公開了一種醫用加速器機架的控制驅動方法，其包括：步驟1，V/F輸出：實時采樣機架角度信息，解析后將其發送給V/F輸出單元和判斷單元；V/F輸出單元將機架角度信息轉換為頻率值后實時輸出給主控機；步驟2，主控機判斷機架標零單元是否完成機架標零操作，若已完成則執行步驟4；若未完成則執行步驟3；步驟3，執行機架標零操作后執行步驟4；步驟4，主控機發送旋轉指令給主機命令響應單元，主機命令響應單元響應該旋轉指令并將其發送至變頻單元，變頻單元根據該旋轉指令進行機架的三級變速控制。本發明專利技術采用醫用加速器機架的控制驅動系統實現醫用加速器機架的控制驅動，具有可靠性好、機架旋轉控制精度高等優勢。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于醫療和工業輻照應用的電子直線加速器
，具體涉及一種醫用 加速器機架的控制驅動方法。
技術介紹
在中高能醫用電子直線加速器應用中，自動弧度治療功能是系統的重要和特色功 能之一。 為了保證自動弧度治療功能的實現，需要對機架旋轉實現精確的控制，保證機架 旋轉的到位精度高，達到系統指標。在治療的過程中可隨時調整機架的運行速度，機架的旋 轉速度應能在規定的速度范圍內可控。機架旋轉要求有剎車的功能，能夠在緊急的情況下 在極短的時間內停止機架的運動。 目前醫用加速器機架控制驅動系統結構比較復雜，機架的到位精度較差，容易受 到干擾，工作不穩定，異常狀態下保護措施不完善，無法高質量地完成自動弧度治療任務。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的是提供，具有可靠 性好、機架旋轉控制精度高等優勢。 本專利技術的醫用加速器機架的控制驅動方法，其采用醫用加速器機架的控制驅動系 統實現醫用加速器機架的控制驅動： 其中，所述醫用加速器機架的控制驅動系統包括：主控機、RS485串口通訊模塊、 變頻器、電機、光電編碼器、光電編碼器解析模塊、電機剎車模塊和機架旋轉精確控制模塊； 所述RS485串口通訊模塊，其包括：第一 RS485標準串口和第二RS485標準串口；所述機架 旋轉精確控制模塊，包括判斷單元、機架標零單元、變頻單元、剎車單元、主機命令響應單元 和V/F輸出單元； 步驟1，V/F輸出：利用光電編碼器實時采樣機架角度信息，并將該機架角度信息 編碼后發送至光電編碼器解析模塊；利用光電編碼器解析模塊進行光電編碼器的機架角度 信息的解析，并將其發送給V/F輸出單元和判斷單元；V/F輸出單元將光電編碼器解析模塊 獲得的機架角度信息轉換為頻率值后通過第一 RS485標準串口實時輸出給主控機； 步驟2,主控機根據機架運動換算公式計算出機架的當前角度，再判斷機架標零單 元是否完成機架標零操作，若已完成機架標零操作則執行步驟4 ;若未完成機架標零操作， 則執行步驟3 ; 步驟3,主控機通過第一 RS485標準串口發送標零指令給主機命令響應單元，主機 命令響應單元響應該標零指令并將其發送至機架標零單元，機架標零單元根據所述標零指 令將機架當前角度作為初始角度位置以實現機架標零操作，即實現機架0°的設置工作； 然后執行步驟4 ; 步驟4,主控機發送旋轉指令給主機命令響應單元，主機命令響應單元響應該旋轉 指令并將其發送至變頻單元，變頻單元根據該旋轉指令進行機架的三級變速控制： 步驟41，讀取光電編碼器解析模塊中機架角度信息的絕對編碼值，將絕對編碼值 換算成機架當前角度值，然后判斷機架當前角度值是否大于或等于主控機設定角度，若大 于或等于則進入步驟42的機架正轉分支流程，小于則進入步驟43的機架反轉分支流程； 步驟42,在正轉分支流程中，此時機架當前角度值逐漸減小逼近主控機設定角度， 當機架當前角度值減去主控機設定角度之差大于10度時，通過第二RS485串口給變頻器發 送頻率為30Hz的正轉指令從而控制電機以高速為30Hz正轉；當機架當前角度值減去主控 機設定角度之差小于或等于10度但大于5度時，通過第二RS485串口給變頻器發送頻率為 15Hz的正轉指令從而控制機架電機以中速為15Hz正轉；當機架當前角度值減去主控機設 定角度之差小于或等于5度但大于0. 1度時，通過第二RS485串口給變頻器發送頻率為5Hz 的正轉指令從而控制機架電機以低速為5Hz正轉；當機架當前角度值減去主控機設定角度 之差達到第一門限閾值T1= 0. Γ時，執行步驟44 ; 步驟43,在反轉分支流程中，此時機架當前角度值逐漸增大逼近主控機設定角度， 當主控機設定角度減去機架當前角度值之差大于10度時，通過第二RS485串口給變頻器發 送頻率為30Hz的反轉指令從而控制機架電機以高速為30Hz反轉；當主控機設定角度減去 機架當前角度值之差小于或等于10度但大于5度時，通過第二RS485串口給變頻器發送頻 率為15Hz的反轉指令從而控制機架電機以中速為15Hz反轉；當主控機設定角度減去機架 當前角度值之差小于或等于5度但大于0. 1度時，通過第二RS485串口給變頻器發送頻率 為5Hz的反轉指令從而控制機架電機以低速為5Hz反轉；當主控機設定角度減去機架當前 角度值之差達到第一門限閾值T 1= 0. Γ時，執行步驟44 ; 步驟44,判斷單元根據主控機發送的旋轉設定角度和機架當前角度位置自動判斷 機架到位時產生第一剎車指令給剎車單元，所述剎車單元根據第一剎車指令啟動電機剎車 模塊實現電機的抱閘，待電機停止后，機架運動到位。 進一步的，步驟44中，在機架根據第一剎車指令開始執行抱閘后的減速過程中， 當機架當前角度值減去主控機設定角度之差達到第二門限閾值T 2= 0.04°時，判斷單元自 動產生第二剎車指令給剎車單元，所述剎車單元根據第二剎車指令信號再次啟動電機剎車 模塊實現電機的抱閘，待電機停止后，機架運動到位。 進一步的，第一 RS485標準串口的通信波特率為9600bit/s，第二RS485標準串口 的通信波特率為19200bit/s。 本專利技術具有如下有益效果： 1、該控制驅動系統采用光電編碼器，保證了編碼采樣的精度，比A/D芯片的數字 量化精度高得多，不受噪聲的影響，實現了機架位置信息的準確反饋。 2、控制精度高。首先光電編碼器實現機架位置信息的準確反饋，機架旋轉精確控 制模塊中的三級變速控制實現了自動調整機架的運行速度，在很小的誤差范圍內進行自動 剎車，使得機架的到位精度達到0.06°左右，方差為0.0Γ。 3、設計雙門限剎車，是由于機架旋轉運動的慣性原因，做了剎車雙重保護。當越過 第一門限閾值T 1= 0. Γ時，產生第一級剎車，但由于運動慣性機架繼續旋轉微小角度，此 時機架的旋轉到位精度為0.06°左右，方差為0.0Γ。若第一級剎車失效（基本不會）， 當越過第二門限閾值T 2= 0.04°時，產生第二級剎車，同理由于運動慣性，機架的旋轉到位 精度為0°左右，方差為0.01°。所以實際上機架的旋轉到位精度為0.06°左右，方差為 0.01。。【附圖說明】 圖1為本專利技術的醫用加速器機架的控制驅動方法的系統示意圖； 圖2為本專利技術的醫用加速器機架的控制驅動方法流程圖。【具體實施方式】 下面結合附圖并舉實施例，對本專利技術進行詳細描述。 本專利技術的醫用加速器機架的控制驅動方法，其采用醫用加速器機架的控制驅動系 統實現醫用加速器機架的控制驅動。如圖1所示，所述的醫用加速器機架的控制驅動系統， 其包括：主控機、RS485串口通訊模塊、變頻器、電機、光電編碼器、光電編碼器解析模塊、電 機剎車模塊和機架旋轉精確控制模塊，被控對象為機架； 所述RS485串口通訊模塊，其包括：第一 RS485標準串口和第二RS485標準串口。 所述主控機，通過第一 RS485標準串口與機架旋轉精確控制模塊進行通訊，發送 機架的旋轉控制指令，接收并實時顯示機架的角度信息；<當前第1頁1 2 3 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種醫用加速器機架的控制驅動方法，其特征在于，其采用醫用加速器機架的控制驅動系統實現醫用加速器機架的控制驅動：其中，所述醫用加速器機架的控制驅動系統包括：主控機、RS485串口通訊模塊、變頻器、電機、光電編碼器、光電編碼器解析模塊、電機剎車模塊和機架旋轉精確控制模塊；所述RS485串口通訊模塊，其包括：第一RS485標準串口和第二RS485標準串口；所述機架旋轉精確控制模塊，包括判斷單元、機架標零單元、變頻單元、剎車單元、主機命令響應單元和V/F輸出單元；步驟1，V/F輸出：利用光電編碼器實時采樣機架角度信息，并將該機架角度信息編碼后發送至光電編碼器解析模塊；利用光電編碼器解析模塊進行光電編碼器的機架角度信息的解析，并將其發送給V/F輸出單元和判斷單元；V/F輸出單元將光電編碼器解析模塊獲得的機架角度信息轉換為頻率值后通過第一RS485標準串口實時輸出給主控機；步驟2，主控機根據機架運動換算公式計算出機架的當前角度，再判斷機架標零單元是否完成機架標零操作，若已完成機架標零操作則執行步驟4；若未完成機架標零操作，則執行步驟3；步驟3，主控機通過第一RS485標準串口發送標零指令給主機命令響應單元，主機命令響應單元響應該標零指令并將其發送至機架標零單元，機架標零單元根據所述標零指令將機架當前角度作為初始角度位置以實現機架標零操作，即實現機架0°的設置工作；然后執行步驟4；步驟4，主控機發送旋轉指令給主機命令響應單元，主機命令響應單元響應該旋轉指令并將其發送至變頻單元，變頻單元根據該旋轉指令進行機架的三級變速控制：步驟41，讀取光電編碼器解析模塊中機架角度信息的絕對編碼值，將絕對編碼值換算成機架當前角度值，然后判斷機架當前角度值是否大于或等于主控機設定角度，若大于或等于則進入步驟42的機架正轉分支流程，小于則進入步驟43的機架反轉分支流程；步驟42，在正轉分支流程中，此時機架當前角度值逐漸減小逼近主控機設定角度，當機架當前角度值減去主控機設定角度之差大于10度時，通過第二RS485串口給變頻器發送頻率為30Hz的正轉指令從而控制電機以高速為30Hz正轉；當機架當前角度值減去主控機設定角度之差小于或等于10度但大于5度時，通過第二RS485串口給變頻器發送頻率為15Hz的正轉指令從而控制機架電機以中速為15Hz正轉；當機架當前角度值減去主控機設定角度之差小于或等于5度但大于0.1度時，通過第二RS485串口給變頻器發送頻率為5Hz的正轉指令從而控制機架電機以低速為5Hz正轉；當機架當前角度值減去主控機設定角度之差達到第一門限閾值T1＝0.1°時，執行步驟44；步驟43，在反轉分支流程中，此時機架當前角度值逐漸增大逼近主控機設定角度，當主控機設定角度減去機架當前角度值之差大于10度時，通過第二RS485串口給變頻器發送頻率為30Hz的反轉指令從而控制機架電機以高速為30Hz反轉；當主控機設定角度減去機架當前角度值之差小于或等于10度但大于5度時，通過第二RS485串口給變頻器發送頻率為15Hz的反轉指令從而控制機架電機以中速為15Hz反轉；當主控機設定角度減去機架當前角度值之差小于或等于5度但大于0.1度時，通過第二RS485串口給變頻器發送頻率為5Hz的反轉指令從而控制機架電機以低速為5Hz反轉；當主控機設定角度減去機架當前角度值之差達到第一門限閾值T1＝0.1°時，執行步驟44；步驟44，判斷單元根據主控機發送的旋轉設定角度和機架當前角度位置自動判斷機架到位時產生第一剎車指令給剎車單元，所述剎車單元根據第一剎車指令啟動電機剎車模塊實現電機的抱閘，待電機停止后，機架運動到位。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：洪偉，陳璞，陳彥來，于乃昭，王金武，于振華，楊溢平，吳建興，
申請(專利權)人：江蘇海明醫療器械有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32