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CN108135765B - 操作手柄 - Google Patents

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CN108135765B
CN108135765B CN201680059628.6A CN201680059628A CN108135765B CN 108135765 B CN108135765 B CN 108135765B CN 201680059628 A CN201680059628 A CN 201680059628A CN 108135765 B CN108135765 B CN 108135765B
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Maquet GmbH
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Abstract

本发明涉及一种用于承载表面运输器的操作手柄(14)，所述承载表面运输器用于容纳待运输的物体如手术台的承载表面，所述承载表面运输器包括至少两个机动化的驱动辊，其中所述操作手柄(14)包括：手柄件(15)，所述手柄件可围绕其纵向轴线旋转；旋转角度传感器(18)，所述旋转角度传感器用于检测所述手柄件(15)的旋转角度和旋转方向并用于向所述至少两个驱动辊(8)的控制单元(13)提供传感器信号；以及力传感器(19)，所述力传感器用于检测在所述手柄件(15)的纵向轴线的方向上施加到所述手柄件上的力并用于向所述至少两个驱动辊(8)的所述控制单元(13)提供传感器信号。

Description

操作手柄
发明背景
本发明涉及一种操作手柄，其可以用于例如手术台的承载表面运输器中。在手术台中，通常将用于支撑患者的承载表面可拆卸地安装在基座上，并且为了运输承载表面和患者，可以使用机动化的承载表面运输器。这种承载表面运输器通常包括用于容纳手术台的承载表面的上部和具有用于移动承载表面运输器的轮子的下部。
一些承载表面运输器必须与它们的承载表面以及患者一起被手动推动。有时候，必须移动高达630kg的总质量。因此，开发了具有机动化的驱动辊的承载表面运输器，以便使用户能够更容易地将承载表面运输器移动较长距离。然而，机动化的驱动辊的操作对于用户来说是繁琐的；具体地，用户难以同时控制驱动速度和使笨重和庞大的承载表面运输器转向。
因此，本发明的任务是提供一种用于承载表面运输器或更一般地用于机动化框架的操作手柄，所述操作手柄使得用户能够容易地控制驱动速度和驱动方向两者。
发明内容
上述任务是借助于一种用于承载表面运输器的操作手柄而实现的，所述承载表面运输器用于容纳待运输的物体如手术台的承载表面，所述承载表面运输器包括至少两个机动化的驱动辊，其中，操作手柄包括可围绕其纵向轴线旋转的手柄件。所述操作手柄还包括旋转角度传感器，所述旋转角度传感器用于检测手柄件的旋转角度和旋转方向并且用于向至少两个驱动辊的控制单元提供传感器信号。因此，例如可以通过手柄件的旋转来控制承载表面运输器的行进速度和(向前或向后)行进方向。此外，提供力传感器以检测在手柄件的纵向轴线方向上施加到手柄件上的力，并向所述至少两个驱动辊的控制单元提供传感器信号。经由力传感器可以记录转向运动，即到操作手柄上的横向于承载表面运输器的行进方向的压力。因此，操作手柄的传感器允许检测手柄件围绕其纵向轴线的旋转以及检测在手柄件的纵向轴线方向上的横向力，并使用它们来控制驱动辊。因此，用户可以例如借助于手柄件的相应旋转来控制运动的速度和向前或向后方向，并且同时通过向操作手柄上施加相应的侧向力来执行转向运动。这允许单手控制承载表面运输器的运动，其中通过在相应方向上移动操作手柄来直观地运输转向脉冲。根据一些实施方案，操作手柄可以进一步包括释放开关，所述释放开关被设计成使得当释放开关未被致动时驱动辊的马达是断电的。这可以防止驱动辊由于操作手柄的故障或者由于用户无意中触摸手柄件而被意外启动。
释放开关可以包括在手柄件上的棘爪，所述棘爪在用户抓握手柄件时被用户按压。这种棘爪因此当用户抓握手柄件以便使用手柄件来控制驱动辊时被自动地致动。棘爪可以安装在手柄件的后部和/或下部位置上，以便防止棘爪因意外触碰而被无意地致动。
为了提醒用户机动化驱动器的启动，可以提供声音警报，所述声音警报将在释放开关致动时发出。替代地或作为补充，可以例如借助于LED或通过手柄件的振动来发射光学或触觉信号。
根据一些实施方案，力传感器可以包括连接到手柄件的第一元件、连接到承载表面运输器的第二元件、以及布置在所述第一元件与所述第二元件之间的连接桥，所述连接桥可以由于力的施加而在手柄件的纵向轴线的方向上变形。使用这种力传感器，可以以特别简单和准确的方式记录平行于手柄件的纵向轴线施加的剪切力的强度和方向。
根据一些实施方案，承载表面运输器具有如上所述的操作手柄。
承载表面运输器可以包括控制单元，所述控制单元根据来自旋转角度传感器和力传感器的信号作为电子差速来控制驱动辊。因此，借助于差速控制可以实现由驱动辊顺利通过弯曲处。
根据一些实施方案，控制单元可以被设计成根据来自旋转角度传感器的信号来确定承载表面运输器的目标速度和根据来自力传感器的信号来确定承载表面运输器的目标转动/目标横摆角速度(Sollrotation)。例如，目标速度和目标转动的相应前缀可以指示运动是向前运动还是向后运动，以及弯曲处是向左还是向右。至少一个驱动辊的旋转速度可以通过将目标速度与目标转动相加来确定，并且至少一个其它驱动辊的旋转速度可以通过将目标速度与目标转动相减来确定。因此，借助于简单的开关，可以提供电子差速来控制驱动辊的旋转速度。
根据一些实施方案，控制单元可以进一步被配置成将至少一个驱动辊的旋转速度的值和/或突然变化限制为预定的最大值。这可以防止驱动辊由于高旋转速度而自旋，并且这还可以确保承载表面运输器的速度和加速度不会过度增加，这样使得运输不会不必要地加重躺在承载表面上的患者的负担。
根据另一方面，提供了一种用于框架的操作手柄，所述框架包括至少两个机动化的驱动辊，所述操作手柄包括：手柄件，所述手柄件可围绕其纵向轴线旋转；旋转角度传感器，所述旋转角度传感器用于检测手柄件的旋转角度和旋转方向并用于向所述至少两个驱动辊的控制单元提供传感器信号；以及力传感器，所述力传感器用于检测在手柄件的纵向轴线的方向上施加在手柄件上的力并用于向所述至少两个驱动辊的所述控制单元提供传感器信号。
附图简述
以下参照附图描述本发明的示例性实施方案，其中相同的参考编号表示相同或对应的元件。
图1示出了根据本发明的一个实施方案的具有操作手柄的承载表面运输器的下部的透视图；
图2示出操作手柄的一个实施方案的示意图；
图3示出根据一个实施方案使用操作手柄控制驱动辊的电路图；以及
图4示出流程图，示出了根据一个实施方案的操作手柄的操作。
具体实施方式
在以下描述中，将参照附图描述本发明的示例性实施方案。附图不一定按照真实比例；而仅旨在作为相应的特征的示意性说明。
应注意的是，下面描述的特征和部件可以分别与彼此组合，而不管它们是否已经在单个实施方案的上下文中描述。各个实施方案中的特征的组合仅旨在说明要求保护的装置和要求保护的方法的基本结构和功能。
根据一个实施方案的承载表面运输器1基本上由下部2和上部3的组合组成。上部3被配置成使得所述上部可以容纳手术台的承载表面，以便将承载表面和躺在其上的患者运送到期望的位置。上部3的各个部件和功能在此将不详细描述。
承载表面运输器1的下部2包括框架5。为了在任何方向上手动移动承载表面运输器1，提供了多个双脚轮6。在图1所示的实施方案中，四个双脚轮6安装在框架5上，但是替代地，也可以提供三个、五个、六个或甚至更多的双脚轮6。在框架5上，可安装踏板9以选择性地锁定和释放双脚轮6，以便将承载表面运输器1安全地固定在期望位置。
在图1和图2所示的实施方案中，在框架5上设置有两个机动化的驱动辊8，所述驱动辊可以分别借助于手动致动的踏板7和下降机构而从地面抬起或者推抵到地面上。根据本发明的其它实施方案，可以提供多于两个驱动辊8。驱动辊8可以具体实施为例如无刷外部电动马达。
此外，用于承载表面运输器1的上部3的高度调节的踏板11可以例如借助于由踏板11致动的液压机构和泵而设置在框架5上，并且用于术前或术后承载表面运输的两个脚踏开关12和一控制单元13可以结合在框架5上或框架5中。
用户可以借助于操作手柄14来移动承载表面运输器1。如图1中示意性示出且由箭头指示的，手柄件15以允许所述手柄件绕其纵向轴线旋转的方式安装在操作手柄14的传感器外壳16上。
图2示出了操作手柄14。释放开关17以棘爪17的形式安装在手柄件15上，所述棘爪在用户抓握手柄件15时被用户按压。或者，可以设想将释放开关以压力开关或按钮的形式设置在操作手柄14上的任意位置处的，或者提供压力传感器，所述压力传感器借助于释放开关来检测对手柄件14的抓握。在本发明的实施方案中，释放开关17接通驱动辊8的电动马达的电力供应，使得在不致动释放开关17的情况下不可能通过机动装置来移动承载表面运输器1。
因此，释放开关17确保即使在释放开关因误操作而被激活时，在释放开关不被致动的情况下也不会发生承载表面运输器1的运动。在释放开关17被致动时，声音警报可以发信号表示运动是可能的。其它声音信号可以指示例如低电池电量。在如果用户希望手动地移动承载表面运输器1而不使用机动化支撑的情况下，当释放开关17被释放时，驱动辊8的马达被设置成断电状态。这确保马达将不会发挥任何制动作用。
此外，手柄件14包括旋转角度传感器18，所述旋转角度传感器用于检测手柄件14相对于传感器外壳16的旋转角度。借助于旋转角度传感器18，用户可以控制驱动辊8的速度以及(向前或向后)驱动方向。力传感器19集成到操作手柄14的传感器外壳16中，所述力传感器检测由用户施加到操作手柄14上的横向力。旋转角度传感器18和力传感器19的信号可以例如在承载表面运输器1的控制单元13中被评估，或者可以提供附加的控制装置。由旋转角度传感器18和力传感器19检测到的运动示意性地示出于图2中并用箭头标记。
图2示意性地示出了力传感器19的实例，所述力传感器包括第一元件19a、第二元件19b和连接桥19c的。第一元件19a与手柄件15的不能围绕纵向轴线旋转的部件(例如中心支柱)连接，手柄件15围绕所述中心支柱安装，以使得手柄件可以旋转。第二元件19b牢固地连接到承载表面运输器1。在力沿着手柄件15的纵向轴线作用的情况下，第一元件19a因此相对于第二元件19b移动，以使得连接桥19c变形。力传感器19提供变形的强度和方向作为信号。
如果用户希望向右转，他将会直观地将操作手柄14的手柄件15向左推。如果用户希望向左转，他将会将操作手柄14的手柄件15向右推。此信息由控制单元13分析，所述控制单元相应地使两个驱动辊8转向，以便顺利通过相应的弯曲处。这被称为电子差速。
因此，上述操作手柄14允许单手操作具有四个从动辊6和两个主动驱动辊8的承载表面运输器1。
根据一些实施方案，通过在操作手柄14上施加横向力，可以实现对旋转速度和旋转方向的控制(“转向”)。施加到操作手柄的力可以确定转向运动的旋转速度，并且力的方向可以确定旋转方向。通过使手柄件15绕其纵向轴线旋转，可以实现对速度和(向前或向后)方向的控制。速度可以借助于偏转宽度来确定，而运动方向可以借助于偏转方向来确定。通过向前旋转手柄件15，承载表面运输器1将向前移动，并且通过沿相反方向旋转手柄件，运动将被逆向。还可以经由释放开关17来释放运动，这是因为释放开关17的致动激活了对驱动辊8的电动马达的控制。
因此，对承载表面运输器1的直观操作成为可能，因为所述运动和由用户为了使运输器转向而施加到操作手柄14上的力对应于推力的自然方向，并且自然转向推进以围绕弯曲处推动框架。
图3示出了示意图以说明在一个实施方案中，驱动辊8的各个马达8L、8R的致动是如何通过叠加前进部分和转向部分来实现的。
在控制单元13中基于由旋转角度传感器18提供的信号来确定承载表面运输器1的目标速度20。此外，根据由力传感器19提供的信号来确定承载表面运输器1的目标转动21。目标速度20和目标转动21分别在相应的电路22、23中相加或相减，以使得可以产生相关的左和右驱动辊8的每个马达8L、8R的旋转速度。为了防止驱动辊8自旋或防止承载表面运输器1发展出过高的速度，可以设置相应的限制器24L、24R以限制每个马达8L、8R的旋转速度，并且所述限制器例如还可以减轻旋转速度的突然变化。
前进部分，即目标速度20，对于两个马达8L、8R来说是相同的，并且所述前进部分基于手柄件15的偏转度来计算。转向部分，即目标转动21，在左驱动器8R与右驱动器8L之间是不同的。当通过弯曲处向右时，右驱动器8R的转向部分将是负的，而左驱动器的转向部分相应地是正的。因此，提供了电子差速，其中两个马达8R、8L的转速的不同值使承载表面运输器1顺利通过弯曲处成为可能。
图4示意性地示出了根据一个实施方案用于借助于操作手柄14来控制承载表面运输器1的运动的一系列操作的流程。在步骤S1中开始之后，只要释放开关17未被按下，就确保了驱动辊8在步骤S2中自由运转。一旦释放开关17被按下，就可以在步骤S3中执行各种启动测试以验证操作手柄14的传感器的功能和电动马达8R、8L的功能。
接着，在步骤S4中，分析操作手柄14的传感器信号。这种分析可以在承载表面运输器1的通用控制单元13中进行，或者可以为由操作手柄14和驱动辊8组成的系统提供单独的控制单元。只要释放开关17保持被按下，就可以在步骤S5中计算马达的目标值20、21(参见图3)，并且在步骤S6中可以相应地控制电动马达8R、8L，然后返回到步骤S4以分析操作手柄14的其它传感器信号。
当释放开关17被释放时，在步骤S7中，马达断电，以使得驱动辊8可以再次自由运转(步骤S2)。
借助于根据上述各种实施方案的操作手柄14，承载表面运输器1可以用单手操作和移动。操作使用非常短的学习曲线而变得直观。使用驱动和转向支持，患者可以被以非常小的力量进行运输，甚至是运输通过较长的距离。
直观的操作和温和的驱动控制以及其对发动机转速和加速度的限制可以提高患者的舒适度。
在前文中，结合承载表面运输器1描述了操作手柄14。这种类型的操作手柄14也可以与其它机动化框架一起使用，并且当在具有至少两个驱动辊的相应框架上移动其它笨重和/或庞大的负载时同样允许直观的单手操作。

Claims (14)

1.一种用于承载表面运输器(1)的操作手柄(14)，所述承载表面运输器用于容纳待运输的物体，所述承载表面运输器包括至少两个机动化的驱动辊(8)，
其中，所述操作手柄(14)包括：
手柄件(15)，所述手柄件可围绕其纵向轴线旋转；
旋转角度传感器(18)，所述旋转角度传感器用于检测所述手柄件(15)的旋转角度和旋转方向并且用于向所述至少两个驱动辊(8)的控制单元(13)提供传感器信号；
力传感器(19)，所述力传感器用于检测在所述手柄件(15)的纵向轴线方向上施加到所述手柄件上的力并用于向所述至少两个驱动辊(8)的所述控制单元(13)提供传感器信号；
所述力传感器(19)包括与所述手柄件(15)连接的第一元件(19a)、与所述承载表面运输器(1)连接的第二元件(19b)、以及布置在所述第一元件(19a)与所述第二元件(19b)之间的连接桥(19c)，所述连接桥能够由于在所述手柄件(15)的所述纵向轴线方向上施加力而变形。
2.根据权利要求1所述的操作手柄(14)，其中所述操作手柄(14)进一步包括释放开关(17)，所述释放开关被设计成使得当所述释放开关(17)未被致动时所述驱动辊(8)的马达是断电的。
3.根据权利要求2所述的操作手柄(14)，其中所述释放开关(17)可以包括在所述手柄件(15)上的棘爪(17)，所述棘爪在用户抓握所述手柄件(15)时被所述用户按压。
4.根据权利要求2或3所述的操作手柄(14)，其中在所述释放开关(17)致动时发出声音警报。
5.根据权利要求1所述的操作手柄(14)，其中所述物体是手术台的承载表面。
6.一种用于承载表面运输器(1)的操作手柄(14)，所述承载表面运输器用于容纳待运输的物体，所述承载表面运输器包括至少两个机动化的驱动辊(8)，
其中，所述操作手柄(14)包括：
手柄件(15)，所述手柄件可围绕其纵向轴线旋转；
旋转角度传感器(18)，所述旋转角度传感器用于检测所述手柄件(15)的旋转角度和旋转方向并且用于向所述至少两个驱动辊(8)的控制单元(13)提供传感器信号；
力传感器(19)，所述力传感器用于检测在所述手柄件(15)的纵向轴线方向上施加到所述手柄件上的力并用于向所述至少两个驱动辊(8)的所述控制单元(13)提供传感器信号；
释放开关(17)，所述释放开关被设计成使得当所述释放开关(17)未被致动时所述驱动辊(8)的马达是断电的；
其中在所述释放开关(17)致动时发出声音警报。
7.根据权利要求6所述的操作手柄(14)，其中所述释放开关(17)可以包括在所述手柄件(15)上的棘爪(17)，所述棘爪在用户抓握所述手柄件(15)时被所述用户按压。
8.根据权利要求6所述的操作手柄(14)，其中所述物体是手术台的承载表面。
9.根据权利要求8所述的操作手柄，其中所述力传感器(19)包括与所述手柄件(15)连接的第一元件(19a)、与所述承载表面运输器(1)连接的第二元件(19b)、以及布置在所述第一元件(19a)与所述第二元件(19b)之间的连接桥(19c)，所述连接桥能够由于在所述手柄件(15)的所述纵向轴线方向上施加力而变形。
10.一种承载表面运输器(1)，其包括根据权利要求1至9中任一项所述的操作手柄(14)。
11.根据权利要求10所述的承载表面运输器，其还包括控制单元(13)，所述控制单元根据所述旋转角度传感器(18)和所述力传感器(19)的所述信号作为电子差速来控制所述驱动辊(8)。
12.根据权利要求11所述的承载表面运输器，其中所述控制单元(13)被设计成根据所述旋转角度传感器(18)的信号来确定所述承载表面运输器(1)的目标速度(20)和根据所述力传感器(19)的信号来确定所述承载表面运输器(1)的目标转动，至少一个驱动辊(8)的旋转速度通过将所述目标速度(20)与所述目标转动(21)相加来确定，并且至少一个另外的驱动辊(8)的旋转速度通过将所述目标速度(20)与所述目标转动(21)相减来确定。
13.根据权利要求10或11所述的承载表面运输器(1)，其中所述控制单元(13)进一步被设计成将所述至少一个驱动辊(8)的所述旋转速度的值和/或突然变化以预定的最大值为限。
14.一种用于承载表面运输器的框架的操作手柄(14)，所述框架包括至少两个机动化的驱动辊(8)，其中所述操作手柄(14)包括：
手柄件(15)，所述手柄件可围绕其纵向轴线旋转；
旋转角度传感器(18)，所述旋转角度传感器用于检测所述手柄件(15)的旋转角度和旋转方向并且用于向所述至少两个驱动辊的控制单元(13)提供传感器信号；以及
力传感器(19)，所述力传感器用于检测在所述手柄件(15)的纵向轴线方向上施加到所述手柄件上的力并用于向所述至少两个驱动辊的所述控制单元(13)提供传感器信号，
所述力传感器(19)包括与所述手柄件(15)连接的第一元件(19a)、与所述承载表面运输器(1)连接的第二元件(19b)、以及布置在所述第一元件(19a)与所述第二元件(19b)之间的连接桥(19c)，所述连接桥能够由于在所述手柄件(15)的所述纵向轴线方向上施加力而变形。
CN201680059628.6A 2015-08-25 2016-08-18 操作手柄 Active CN108135765B (zh)

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