红外线直线运动自动跟踪器制造技术

本实用新型专利技术发明专利技术涉及一种在室内非自然光环境下做平行直线运动二个物体间通过红外线发射和反射实现自动跟踪的红外线直线运动自动跟踪器，特别是涉及一种用于电动遥控式医用X射线立式摄片架防护装置的红外线直线运动自动跟踪器。本实用新型专利技术发明专利技术的原理：利用在室内非自然光环境下做平行直线运动二个物体间利用在跟踪物上，沿运动方向等距依次排列红外线接收端、发射端、接收端的方法，将跟踪物与被跟踪物的相对位移的变化导致在2个红外线接收端的红外线光通量变化量，经过A路和B路红外线接收光电转换放大器、比较识别电路，转变为实现自动跟踪的驱动信号；并通过继电器或者脉冲调制发射器及接收端使信号成为控制伺服电机的正、停、反转的指令。

【技术实现步骤摘要】
红外线直线运动自动跟踪器
本技术涉及一种红外线直线运动自动跟踪器，特别是涉及一种用于电动遥控式医用X射线立式摄片架防护装置自动跟踪的红外线直线运动自动跟踪器。
技术介绍
为了减化放射医师在每次使用立式摄片架为受检者拍摄X光片操作过程，为了更加精准利用立式摄片架防护装置的防护帘遮挡不必要的X射线对受检者的辐射，本技术设计了一种通过安装在电动遥控立式摄片架防护装置的上、下防护帘的支架上的红外线直线运动自动跟踪器，利用该跟踪器发射红外线信号和接收器接收一组从X光机机头的限束器反射的红外线信号，使医用X射线电动遥控立式摄片架防护装置的防护帘（本文称为跟踪物）自动跟随X光机机头（本文称为被跟踪物）运动，并随X光机头定位而确定位置，如图1。本红外线直线运动自动跟踪器的基本工作原理：当跟踪物与被跟踪物做直线平行运动，且接收端、发射端、接收端依次沿运动方向等距排列时，由跟踪物发射器发射，由被跟踪物反射回到跟踪物上的每个接收端红外线的光通量的大小与它们之间的相对位移有关；当它们的相对位移为+1/2X或者-1/2X位置时，其中X为发射端与接收端的间距，如图2，两个接收端收到的反射红外线的光通量差值到达最大；当它们的相对位移为0位置时，两个接收端收到的反射红外线的光通量达到相同，光通量差值达到最小。图3是每个接收端转化电压值与相对位移变化图。从图3可以看出：(1)当相对位移位于+1/2X和-1/2X时，△U=（U1-U2)电压信号值最高，其它位置都低于此值，（2）当跟踪物与被跟踪物相对位置处在正向位置时△U=（U1-U2)为正值，当跟踪物与被跟踪物相对位置处在负向位置时△U=（U1-U2)为负值，当跟踪物与被跟踪物相对位置在零位置时△U=（U1-U2）为零值，即为对准位置，上述三种状态可以归纳为某一方向跟踪，另一方向跟踪和停止跟踪的三组信息。利用这三组状态信号就可以通过后续A路和B路红外线接收光电转换放大器、比较识别电路、继电器或者脉冲调制发射器及接收端的设计使之最终变为自动控制跟踪物电机的驱动指令，实现跟踪物与被跟踪物的自动跟踪。为了使△U=（U1-U2）成为反映跟踪物与被跟踪物之间相对位移的控制信号，应使跟踪器的接收端接收到由自己发射，由被跟踪物反射的红外线信号始终是一对差模电压信号，同时，使本跟踪器接收端接收到由环境中的红外线信号始终成为一对共模电压信号。因此，对本产品适用环境做出某些限制条件，如适用于非自然光和光照强度稳定的环境内要求是非常必要的。而本产品设计的初终对象：医用X射线电动遥控立式摄片架防护装置，其所处环境恰恰满足这些条件。
技术实现思路
为了实现在室内非自然光环境下二个做平行直线运动物体间通过红外线发射和反射实现自动跟踪，本红外线直线运动自动跟踪器采用了一种分立元件、模拟电路设计方案。其电路方框图如图4所示。本红外线直线运动自动跟踪器的电路方框图特征为：其红外线发射器共同连接A路红外线接收光电转换放大器、B路红外线接收光电转换放大器，A路红外线接收光电转换放大器、B路红外线接收光电转换放大器共同连接悬空比较识别电路，悬空比较识别电路连接继电器或者脉冲调制发射器。交流220V转换9V直流电源共同连接红外线发射器、A路红外线接收光电转换放大器、B路红外线接收光电转换放大器、悬空比较识别电路、继电器输入端或脉冲调制发射器。A路和B路红外线接收光电转换放大器电路采用如图5的电路，其特征为：其中红外线接收管D1、D2分别为A路和B路红外线接收光电转换放大器的光电转换器件，将光信号转换为电压信号。晶体管BG1、BG2分别组成为A路和B路红外线接收光电转换放大器电路。晶体管BG1、BG2基极分别连接两个光电信号转换的输入电压信号，晶体管BG1、BG2为共射极串联负反馈电阻电路，晶体管BG1、BG2集电极为各自电压信号输出端。A路晶体管BG1基极连接红外线接收管D1正极，红外线接收管D1负极连接正电压+VCC;晶体管BG1集电极共同连接电阻R1、电容C1和电压信号输出端U1，电阻R1、电容C1共同连接正电压+VCC；晶体管BG1发射极连接电阻R2，电阻R2另一端连接地端。B路晶体管BG2基极连接红外线接收管D2正极，红外线接收管D2负极连接正电压+VCC；晶体管BG2集电极共同连接电阻R3、电容C2和电压信号输出端U2，电阻R3、电容C2共同连接正电压+VCC；晶体管BG2发射极连接电阻R4，电阻R4另一端连接地端。A路和B路红外线接收光电转换放大器电路设计理由或作用：1）因输入电压信号包括处在不同工作地点环境下的变化量与相对移动产生的变化量双重叠加。所以，需要放大电路在较大的电压信号变化范围内能正常工作，而共射极串联负反馈电阻电路能够起到此项作用；此外，它还可以减轻零点飘移。2）集电极输出即可以输出放大的电压信号，又可以减少A路和B路红外线接收光电转换放大器元件参数不对称产生输出电压信号的偏差，影响电压信号的失真度。悬空比较识别电路采用如图6的电路，其特征为：晶体管BG3的基极共同连接晶体管BG4发射极和输入端U1，晶体管BG3发射极共同连接晶体管BG4基极和输入端U2，晶体管BG3集电极连接电阻R24，电阻R24另一端共同连接电容C5、晶体管BG6基极，电容C5另一端连接地端，晶体管BG6集电极连接电阻R8，电阻R8另一端连接正电源+VCC；晶体管BG6发射极共同连接电阻R9、电容C4和场效应管BG8栅极，电阻R9、电容C4另一端共同连接地端，场效应管BG8漏极连接地端，场效应管BG8源极共同连接电阻R11和另一方向驱动信号输出端，电阻R11另一端连接正电源+VCC；晶体管BG4集电极连接电阻R23，电阻R23另一端连接晶体管BG5基极，晶体管BG5集电极连接电阻R6，电阻R6另一端连接正电源+VCC；晶体管BG5发射极共同连接电阻R7、电容C3和场效应管BG7栅极，电阻R7、电容C3另一端共同连接地端，场效应管BG7漏极连接地端，场效应管BG7源极共同连接电阻R10、电容C6和某方向驱动信号输出端，电阻R10、电容C6另一端共同连接正电源+VCC。悬空比较识别电路设计理由或作用：1）当晶体管BG3、BG4的基极与发射极的PN结互为反向相互连接在一起，既晶体管BG3发射极与晶体管BG4基极和信号输入点U2连接，同样晶体管BG4发射极与晶体管BG3基极和信号输入点U1连接时，若△U=(U1-U2)为正值并且超过晶体管BG4基、射极PN结正向导通电压值时，则晶体管BG4的集电极电流使晶体管BG5导通，使电阻R7上产生高电位，场效应管BG7导通在电阻R10输出点上产生低电位，在某方向有驱动信号输出，此时，晶体管BG3基、射极PN结为反向截止，晶体管BG3集电极无电流，使晶体管BG6截止，在电阻R9上产生低电位，使场效应管BG8截止，在电阻R11输出点上产生高电位，在另一方向无驱动信号输出，同样，△U=(U1-U2)为负值并且超过晶体管BG3基、射极PN结正向导通电压值时，则晶体管BG3的集电极电流使晶体管BG6导通，使电阻R9上产生高电位，场效应管BG8导通在电阻R11输出点上产生低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外线直线运动自动跟踪器，其包括1个红外线发射端和2个红外线接收端的面板、A路和B路红外线接收光电转换放大器、比较识别电路、继电器或者脉冲调制发射器及接收端，其特征是：使在室内非自然光环境下做平行直线运动的二个物体，通过红外线发射和反射实现自动跟踪。/n

【技术特征摘要】
1.一种红外线直线运动自动跟踪器，其包括1个红外线发射端和2个红外线接收端的面板、A路和B路红外线接收光电转换放大器、比较识别电路、继电器或者脉冲调制发射器及接收端，其特征是：使在室内非自然光环境下做平行直线运动的二个物体，通过红外线发射和反射实现自动跟踪。


2.根据权利要求1所述的红外线直线运动自动跟踪器，其特征是：接收端、发射端、接收端依次沿运动方向在80mm-90mm范围内等距排列在红外线直线运动自动跟踪器外盒，面对光机机头的方向面上。


3.根据权利要求1所述的红外线直线运动自动跟踪器，其特征是：在A路和B路红外线接收光电转换放大器电路中，红外线接收管D1、D2分别为A路和B路红外线接收光电转换放大器的光电转换器件，将光信号转换为电压信号,晶体管BG1、BG2分别组成为A路和B路红外线接收光电转换放大器电路,晶体管BG1、BG2基极分别连接两个光电信号转换的输入电压信号，晶体管BG1、BG2为共射极串联负反馈电阻电路，晶体管BG1、BG2集电极为各自电压信号输出端,A路晶体管BG1基极连接红外线接收管D1正极，红外线接收管D1负极连接正电压+VCC;晶体管BG1集电极共同连接电阻R1、电容C1和电压信号输出端U1，电阻R1、电容C1共同连接正电压+VCC；晶体管BG1发射极连接电阻R2，电阻R2另一端连接地端,B路晶体管BG2基极连接红外线接收管D2正极，红外线接收管D2负极连接正电压+VCC；晶体管BG2集电极共同连接电阻R3、电容C2和电压信号输出端U2，电阻R3、电容C2共同连接正电压+VCC；晶体管BG2发射极连接电阻R4，电阻R4另一端连接地端。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松华，
申请(专利权)人：北京市华仁益康科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11