本申請(qǐng)涉及一種自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制裝置。

背景技術(shù)：

隨著自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域利用該技術(shù)通過控制裝置控制被控制裝置的運(yùn)動(dòng)，以減輕人們的工作負(fù)擔(dān)，例如，在機(jī)械加工領(lǐng)域，生產(chǎn)加工零部件用的車床，在生產(chǎn)加工零部件過程的不同階段，對(duì)車床所處的位置、車床的高度或車床的方向等的要求可能不同，則可通過車床的控制器控制車床運(yùn)動(dòng)來滿足要求。

相關(guān)技術(shù)中，控制裝置通常包括多個(gè)功能按鍵，每個(gè)功能按鍵用于控制被控制裝置進(jìn)行該功能按鍵對(duì)應(yīng)的一種運(yùn)動(dòng)。例如，當(dāng)操作上升按鍵時(shí)，被控制裝置將進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng)；當(dāng)操作下降按鍵時(shí)，被控制裝置將進(jìn)行下降運(yùn)動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)的一個(gè)方面提供一種控制裝置，包括：

操作主體，用于承受作用力；

力學(xué)傳感裝置，設(shè)置于所述操作主體表面，用于感應(yīng)所述作用力，并將所述作用力轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；及

控制模塊，用于根據(jù)所述電信號(hào)確定所述作用力的合力，并控制被控制裝置沿所述作用力的合力的方向運(yùn)動(dòng)。

本申請(qǐng)的另一個(gè)方面提供一種包括上述控制裝置的醫(yī)療設(shè)備，其中，所述被控制裝置具體為掃描床。

附圖說明

圖1所示為控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖2所示為控制裝置中應(yīng)變片的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3所示為控制裝置的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖4所示為控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的應(yīng)用場(chǎng)景示意圖；

圖5所示為控制裝置控制被控制裝置平移的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖6所示為控制裝置控制被控制裝置下降的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖7所示為控制裝置控制被控制裝置傾斜的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖8所示為控制裝置控制被控制裝置搖擺的一個(gè)實(shí)施例的正視圖；

圖9所示為圖8所示控制裝置控制被控制裝置搖擺的右視圖；

圖10所示為控制裝置控制被控制裝置旋轉(zhuǎn)的一個(gè)實(shí)施例的正視圖；

圖11所示為圖10所示控制裝置控制被控制裝置旋轉(zhuǎn)的右視圖。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本申請(qǐng)相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本申請(qǐng)的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

在本申請(qǐng)使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本申請(qǐng)。除非另作定義，本申請(qǐng)使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本申請(qǐng)說明書以及權(quán)利要求書中使用的“一個(gè)”或者“一”等類似詞語也不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)?！鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃圃~語意指出現(xiàn)在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件?！斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機(jī)械的連接，而且可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。在本申請(qǐng)說明書和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”是指并包含一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目的任何或所有可能組合。

圖1所示為控制裝置10的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。所述控制裝置10可以為醫(yī)療器械領(lǐng)域中掃描床的運(yùn)動(dòng)控制器。以醫(yī)療影像設(shè)備中掃描床的運(yùn)動(dòng)控制器為例，該運(yùn)動(dòng)控制器可以用于控制掃描床進(jìn)行不同的運(yùn)動(dòng)，例如旋轉(zhuǎn)、傾斜、搖擺、平移、上升和下降等運(yùn)動(dòng)中的一種或多種。一般情況下，當(dāng)操作者操作運(yùn)動(dòng)控制器時(shí)，掃描床進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)操作者停止操作運(yùn)動(dòng)控制器時(shí)，掃描床則停止運(yùn)動(dòng)。圖1所示的控制裝置10可以包括：操作主體11、力學(xué)傳感裝置12以及控制模塊13、固定裝置14、固定基座15。

所述操作主體11表面設(shè)置有力學(xué)傳感裝置12，且可用于承受不同的作用力并將該作用力轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂茠呙璐策M(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)。在一實(shí)施例中，操作主體11可以通過固定裝置14設(shè)置于固定基座15上，以使操作主體11僅能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，而在其他方向上固定不動(dòng)。

所述力學(xué)傳感裝置12可以用于感受作用于上述操作主體11上的作用力。力學(xué)傳感裝置12可以包括若干應(yīng)力傳感器121，應(yīng)力傳感器121可以設(shè)置于操作主體11的表面。具體地，應(yīng)力傳感器121可以設(shè)置于操作主體11的上表面111、側(cè)表面112以及下表面113。在一實(shí)施例中，若干應(yīng)力傳感器121可以均勻分布于操作主體11的上表面111、側(cè)表面112以及下表面113。應(yīng)力傳感器121可以將其所在位置的作用力轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，從而可以向控制模塊傳送該電信號(hào)。

具體地，應(yīng)力傳感器121可以包括傳感元件122。如圖2所示，在一實(shí)施例中，傳感元件122可以包括兩條引線123、覆蓋層124、電阻柵125以及基底126等。其中，電阻柵125可以通過粘合劑固定于基底126上，兩條引線123分別與電阻柵125的兩輸出端連接，用于從電阻柵125引出電信號(hào)，覆蓋層124覆蓋于電阻柵125上面，可用于保護(hù)電阻柵125。在應(yīng)力傳感器121承受作用力而產(chǎn)生變形的情況下，可使得其內(nèi)部傳感元件122中的電阻柵125產(chǎn)生應(yīng)變，進(jìn)而導(dǎo)致電阻柵125的電阻發(fā)生變化，從而產(chǎn)生與作用力對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。在一實(shí)施例中，所述電阻柵125可由高電阻系數(shù)的電阻絲彎曲而成。該高電阻系數(shù)的電阻絲其直徑一般可以為0.01mm～0.05mm。由于這種高電阻系數(shù)的電阻絲靈敏度高，因而，采用這種電阻絲的應(yīng)力傳感器可以較為準(zhǔn)確的感受作用力的變化，從而獲得較為準(zhǔn)確的電信號(hào)。

所述控制模塊13可用于接收來自力學(xué)傳感裝置12的電信號(hào)，并根據(jù)該電信號(hào)確定作用力的合力。具體地，控制模塊13可以根據(jù)電信號(hào)確定作用力的合力的大小和方向，并根據(jù)該作用力的合力的大小和方向，控制被控制裝置41以相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)速度沿著作用力的合力的方向運(yùn)動(dòng)。其中，被控制裝置41的運(yùn)動(dòng)速度可根據(jù)作用力的合力的大小確定。在一實(shí)施例中，被控制裝置41的運(yùn)動(dòng)速度與作用力合力的大小正相關(guān)。

在一實(shí)施例中，所述控制模塊13可包括信號(hào)放大模塊131、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊132以及控制子模塊133，如圖3所示。其中，所述信號(hào)放大模塊131可用于接收力學(xué)傳感裝置12發(fā)送的電信號(hào)，并將該電信號(hào)放大，從而生成放大電信號(hào)。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊132可用于將該放大電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。進(jìn)而，控制子模塊133可用于根據(jù)該數(shù)字信號(hào)確定作用力的合力(包括作用力的合力的大小和方向)，并根據(jù)該作用力的合力控制被控制裝置41運(yùn)動(dòng)，以使該被控制裝置41沿該作用力的合力方向運(yùn)動(dòng)。此外，控制被控制裝置41運(yùn)動(dòng)的速度可根據(jù)作用力的合力的大小來確定。

在一實(shí)施例中，控制模塊13還可以包括防抖模塊。該防抖模塊可用于對(duì)由力學(xué)傳感裝置12根據(jù)作用力轉(zhuǎn)化并輸出的電信號(hào)進(jìn)行防抖處理，以保留作用力中有效作用力轉(zhuǎn)化成的電信號(hào)。相應(yīng)地，控制模塊13可根據(jù)所述作用力中有效作用力轉(zhuǎn)化成的電信號(hào)控制被控制裝置41沿所述作用力中有效作用力的合力方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，控制被控制裝置41運(yùn)動(dòng)的速度可根據(jù)作用力中有效作用力的合力的大小來確定。

需要說明的是，防抖模塊具體用于將電信號(hào)中的干擾信號(hào)過濾，從而可以排除由于干擾作用力導(dǎo)致的被控制裝置41進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)。例如，當(dāng)操作者不小心碰到控制裝置10時(shí)，通過防抖模塊可將由該碰到控制裝置10的作用力轉(zhuǎn)化來的電信號(hào)濾除，以避免由于操作者不小心碰到控制裝置10而導(dǎo)致被控制裝置41的突然運(yùn)動(dòng)。在一實(shí)施例中，可采用濾波的方法進(jìn)行防抖處理，具體地，防抖模塊可按照某一時(shí)長間隔(例如1ms、3ms)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行采集，并對(duì)采集到的電信號(hào)進(jìn)行防抖處理，從而得到作用力中有效應(yīng)力對(duì)應(yīng)的電信號(hào)；其中，時(shí)長間隔可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶋H應(yīng)用設(shè)置，在此不做具體限制。采用濾波的方法進(jìn)行防抖處理時(shí)，可以采用如消抖濾波法、限幅濾波法、中位值濾波法或算術(shù)平均濾波法等濾波算法，這里對(duì)于采用的濾波算法不做具體限制。

進(jìn)一步地，該控制裝置10還包括驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)被控制裝置41進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。通常，控制模塊13根據(jù)作用力的合力控制被控制裝置41的運(yùn)動(dòng)可通過該驅(qū)動(dòng)裝置來完成。

圖4所示為控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的應(yīng)用場(chǎng)景示意圖。如圖4所示的應(yīng)用場(chǎng)景中，包括控制裝置10、被控制裝置41以及支撐裝置42。其中，支撐裝置42可以是獨(dú)立于被控制裝置41之外存在的裝置，也可以屬于被控制裝置41的一部分。在一實(shí)施例中，被控制裝置41可以是醫(yī)療設(shè)備中的掃描床，該掃描床可以進(jìn)行多種方式的運(yùn)動(dòng)；相應(yīng)地，控制裝置10為控制該掃描床運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制器，該控制裝置10可以通過驅(qū)動(dòng)裝置控制掃描床進(jìn)行多種不同方式的運(yùn)動(dòng)，例如旋轉(zhuǎn)、傾斜、搖擺、平移、上升和下降等運(yùn)動(dòng)中的一種或多種。如圖4所示，被控制裝置10的長邊與z軸平行，被控制裝置10的短邊與y軸平行，被控制裝置10的上表面與x軸垂直。為了將控制裝置10控制被控制裝置41的運(yùn)動(dòng)描述的更加清楚明白，結(jié)合圖5至圖11進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖5所示為控制裝置10控制被控制裝置41平移的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。所述平移指被控制裝置41做平行于yz平面的移動(dòng)，例如圖5所示被控制裝置41沿z軸負(fù)方向的移動(dòng)。此外，平移還包括被控制裝置沿z軸正方向的移動(dòng)、沿y軸正方向的移動(dòng)、沿y軸負(fù)方向的移動(dòng)以及在當(dāng)前平面內(nèi)沿與z軸或y成一夾角的方向移動(dòng)等。在圖5所示實(shí)施例中，當(dāng)操作主體11的側(cè)面112承受到沿z軸負(fù)方向的作用力51時(shí)，設(shè)置于該側(cè)面112的力學(xué)傳感裝置12可感受到該作用力51(如圖5所示黑色的應(yīng)力傳感器121)，將該作用力51轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將該電信號(hào)發(fā)送給控制模塊13?？刂颇K13可根據(jù)該電信號(hào)確定作用力51的合力的大小和方向，其中，可確定作用力51的合力的方向?yàn)檠貁軸負(fù)方向，從而控制被控制裝置41沿z軸負(fù)方向(即圖5中箭頭52指示的方向)進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)，此外，被控制裝置41的運(yùn)動(dòng)速度可以根據(jù)作用力51的合力的大小確定。需要說明的是，圖5所示操作主體側(cè)面112上應(yīng)力傳感器121為黑色時(shí)，表示該應(yīng)力傳感器121感應(yīng)到作用力。同理，控制裝置10控制被控制裝置41在該平面內(nèi)向其他方向的平移運(yùn)動(dòng)與圖5所示的平移運(yùn)動(dòng)的原理相同，例如，當(dāng)需要被控制裝置向y軸正方向平移時(shí)，在操作主體上施加沿y軸正方向的推力即可。

圖6所示為控制裝置10控制被控制裝置41下降的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。所述下降指被控制裝置41沿x軸負(fù)方向移動(dòng)。如圖6所示，當(dāng)操作主體11的上表面111承受到沿x軸負(fù)方向的作用力61時(shí)，設(shè)置于該上表面111的力學(xué)傳感裝置12可感受到該作用力61(如圖6所示黑色的應(yīng)力傳感器121)，將該作用力61轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將該電信號(hào)發(fā)送給控制模塊13?？刂颇K13可根據(jù)該電信號(hào)確定作用力61的合力的大小和方向，其中，可確定作用力61的合力的方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向，從而控制被控制裝置41沿x軸負(fù)方向(即圖6中箭頭62指示的方向)運(yùn)動(dòng)。此外，被控制裝置41的運(yùn)動(dòng)速度可以根據(jù)作用力61的合力的大小確定。需要說明的是，圖6所示操作主體11上表面111上應(yīng)力傳感器121為黑色時(shí)，表示該應(yīng)力傳感器121感應(yīng)到作用力。同理，控制裝置10控制被控制裝置41沿x軸正方向的運(yùn)動(dòng)可參照?qǐng)D6所示的運(yùn)動(dòng)，不同的是，需要在操作主體11上施加沿x軸正方向的作用力，例如可在操作主體11的下表面113上施加沿x軸正方向的作用力。

圖7所示為控制裝置10控制被控制裝置41傾斜的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。所述傾斜指被控制裝置41沿圖7中箭頭72所指方向或其相反方向進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，當(dāng)操作主體11承受作用力71時(shí)，設(shè)置于該操作主體11表面的力學(xué)傳感裝置12可感受到該作用力71(如圖7所示黑色的應(yīng)力傳感器121)，將作用力71轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將該電信號(hào)發(fā)送給控制模塊13?？刂颇K13可根據(jù)該電信號(hào)確定作用力71的合力的大小和方向，從而控制被控制裝置41沿圖7中箭頭72所指方向傾斜。在一實(shí)施例中，被控制裝置41可以沿圖7中箭頭72所指方向傾斜至虛線73所指的位置。此外，被控制裝置41的運(yùn)動(dòng)速度可以根據(jù)作用力71的合力的大小確定。需要說明的是，當(dāng)圖7所示操作主體11側(cè)面112上的應(yīng)力傳感器121為黑色時(shí)，表示該應(yīng)力傳感器121感應(yīng)到作用力。在一實(shí)施例中，應(yīng)力傳感器121的黑色面積的大小可用于表示其感受作用力的大小，應(yīng)力傳感器121的黑色面積越大，表示其感受的作用力越大。同理，當(dāng)需要控制被控制裝置41沿圖中箭頭72所指方向的相反方向傾斜時(shí)，則可在操作主體11上施加一個(gè)與作用力71方向相反的作用力。

圖8所示為控制裝置10控制被控制裝置41搖擺的一個(gè)實(shí)施例的正視圖；圖9所示為圖8所示控制裝置10控制被控制裝置41搖擺的右視圖。所述搖擺指被控制裝置41沿圖8及圖9中箭頭82所指方向或其相反方向進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如圖8和圖9所示，當(dāng)操作主體11承受作用力81時(shí)，設(shè)置于該操作主體11表面的力學(xué)傳感裝置12可感受到該作用力81(如圖8和圖9所示黑色的應(yīng)力傳感器121)，將作用力81轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將該電信號(hào)發(fā)送給控制模塊13。進(jìn)而，控制模塊13可根據(jù)該電信號(hào)確定作用力81的合力的大小和方向，從而控制被控制裝置41沿圖中箭頭82所指方向搖擺。在一實(shí)施例中，被控制裝置41可以沿圖中箭頭82所指方向搖擺至虛線83所指的位置。此外，被控制裝置41的運(yùn)動(dòng)速度可以根據(jù)作用力81的合力的大小確定。需要說明的是，圖8和圖9所示操作主體11側(cè)面112上的應(yīng)力傳感器121為黑色時(shí)，表示該應(yīng)力傳感器121感應(yīng)到作用力。在一實(shí)施例中，應(yīng)力傳感器121中黑色面積的大小可用于表示其感受作用力的大小，應(yīng)力傳感器121的黑色面積越大，表示其感受的作用力越大。同理，當(dāng)需要控制被控制裝置41沿圖中箭頭82所指方向的相反方向搖擺時(shí)，則可在操作主體11上施加一個(gè)與作用力81方向相反的作用力。

圖10所示為控制裝置10控制被控制裝置41旋轉(zhuǎn)的一個(gè)實(shí)施例的正視圖；圖11所示為圖10所示控制裝置10控制被控制裝置41旋轉(zhuǎn)的右視圖。所述旋轉(zhuǎn)指被控制裝置41沿圖10和圖11所示箭頭102所指方向進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如圖10和圖11所示，當(dāng)操作主體11承受旋轉(zhuǎn)作用力101時(shí)，該操作主體11將按圖示作用力101所指方向旋轉(zhuǎn)，從而可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)電信號(hào)，進(jìn)而將該旋轉(zhuǎn)電信號(hào)發(fā)送給控制模塊13?？刂颇K13可根據(jù)該旋轉(zhuǎn)電信號(hào)控制被控制裝置41沿圖中箭頭102所示方向旋轉(zhuǎn)。在一實(shí)施例中，被控制裝置41可以沿箭頭102所指方向旋轉(zhuǎn)至圖中虛線103所指的位置。當(dāng)需要控制被控制裝置41沿圖中箭頭102的相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，則可在操作主體11上施加一個(gè)與作用力101方向相反的旋轉(zhuǎn)作用力。需要說明的是，操作主體11在旋轉(zhuǎn)時(shí)可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)電信號(hào)，控制模塊13可根據(jù)該旋轉(zhuǎn)電信號(hào)控制被控制裝置41旋轉(zhuǎn)，而不需要通過應(yīng)力傳感裝置12將作用力轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

本公開提供的上述控制裝置，操作者采用其控制被控制裝置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，不需要刻意去學(xué)習(xí)或記憶操作按鈕的功能。尤其在需要盲操作的情況下，操作者可以根據(jù)需要向控制裝置施加相應(yīng)的作用力，即可使得被控制裝置向該作用力的合力方向運(yùn)動(dòng)，例如當(dāng)操作者需要被控制裝置沿x正方向平移時(shí)，只需在控制裝置上施加x正方向的推力即可，操作起來簡單方便。此外，本公開提供的上述控制裝置，將用于控制被控制裝置進(jìn)行多種運(yùn)動(dòng)的控制功能集于該控制裝置中，且該控制裝置僅包括一個(gè)操作主體，從而可減少因設(shè)置多個(gè)操作按鍵而占用的空間，并可節(jié)約因需要多個(gè)操作按鍵而耗用的材料成本。

對(duì)于方法實(shí)施例而言，由于其基本對(duì)應(yīng)于裝置實(shí)施例，所以相關(guān)之處參見裝置實(shí)施例的部分說明即可。上述方法可通過本文中所述的裝置實(shí)現(xiàn)，也可通過其他裝置實(shí)現(xiàn)。方法的實(shí)施例和裝置的實(shí)施例互為補(bǔ)充。

以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本申請(qǐng)，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)保護(hù)的范圍之內(nèi)。