对器械进行无线控制的布置、系统和方法
专利汇可以提供对器械进行无线控制的布置、系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种对设备进行无线控制的布置，系统以及方法，在所述布置、系统和方法中，每个具有一设备(10)，该设备(10)具有至少一个应答器(40a至40m)，至少一个触发元件(12至36)被分配至这些应答器(40a至40m)，并且器械的控制功能被分配至这些触发元件(12至36)，该设备(10)用于起动和/或者关闭器械的控制功能。，下面是对器械进行无线控制的布置、系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种对器械进行无线控制的布置，包括一台设备(10)，该设备(10)具 有至少一个应答器(40a至40m)，至少一个触发元件(12至36)被分配至 应答器(40a至40m)，为控制器械，将至少一个控制功能分配至该触发元 件(12至36)。
2.根据权利要求1所述的布置，其特征在于：该设备(10)具有至少两个应 答器(40a至40m)，每个应答器与至少一个触发元件(12至36)相关联， 为控制器械，将至少一个控制功能分配至每个触发元件(12至36)。
3.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：分配至该应答器(40a 至40m)的至少一个触发元件(12至36)起动和/或者关闭该应答器(40a 至40m)
和/或者在于分配至该应答器(40a至40m)的至少一个触发元件(12至 36)起动和/或者关闭该应答器(40a至40m)的数据传送
和/或者在于通过该触发元件(12至36)，借助于该应答器(40a至40m) 与远程设置的通信单元之间的数据传送可以改变每个被传送的信息。
4.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：该控制功能起动和/或 者关闭一个驱动器，具体的讲，是一个调整驱动器和/或者锁止元件的驱动器。
5.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：该驱动元件(12至36) 是一种开关元件，最好是一种按钮。
6.根据权利要求5所述的布置，其特征在于：该开关元件具有一个簧片触点。
7.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：每个应答器(40a至40m) 在各自的触发元件(12至36)的至少一种开关状态下与一个通信单元，优选 为一个读取单元，进行通信，该通信单元与器械的控制单元相连接。
8.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：该应答器(40a至40m) 是被动式应答器，半主动式或者主动式应答器，优选为被动式、半主动式或 者主动式RFID标签。
9.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：对该应答器(40a至40m) 的电能供应，至少是与一个通信单元进行通信所需的电能，每次通过与一电 源单元进行无线耦合而产生，该电源单元优选地作为该通信单元的一部分。
10.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：至少在每个应答器(40a 至40m)和至少一个通信单元之间进行的无线通信发生在UHF传输频带上。
11.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：至少从应答器发送至 通信单元的数据被加密。
12.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：该该设备(10)为一 种适合于器械进行无线控制的手持式发射机，优选为一种无线遥控驱动器或 者遥控设备，该受控的器械优选为一个手术台。
13.根据权利要求12所述的布置，其特征在于：通过触发一个触发元件(12 至38)，起动和/或者关闭该器械的至少一个驱动器和/或者锁止元件。
14.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：在该触发元件(12至 38)处于开关状态下，该触发元件(12至38)将至少一个应答器(40a至40m) 的接收电路短路，一个电源单元至少将应答器(40a至40m)与至少一个通 信单元进行通信所需的能量以电气的和/或者电磁的方式传输至接收电路。
15.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：该设备不包括可更换 电池和可充电蓄电池。
16.根据上述权利要求之一所述的布置，其特征在于：至少两个应答器(40a 至40m)为多信道应答器，其可选择地经由一个空闲的通信信道，优选为在 不同的通信信道上，与至少一个通信单元进行通信。
17.一种具有上述权利要求之一所述的对器械进行无线控制的布置的系统， 其特征在于：该系统具有至少两个间隔分开的与该设备(10)进行无线通信 的通信单元，每个通信单元被连接至该设备的控制单元。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于：该控制单元通过确定该设备 (10)的至少一个应答器(40a至40m)的位置而确定该设备(10)的位置， 优选地借助于一个测向系统。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于：设置至少三个通信单元， 每个通信单元和该设备(10)的至少一个应答器(40a至40m)之间的距离 被确定，在该确定的距离的基础上，对于每个通信单元，设备(10)相对于 该通信单元位置被确定。
20.根据权利要求17至19中一个权利要求所述的系统，其特征在于：该器 械的控制单元，依赖该布置传送的数据起动和/或者关闭至少一个该器械的驱 动器和/或者锁止元件。
21.一种对器械进行无线控制的方法，其中，数据在设备(10)的至少一个 分配了至少一个触发元件(12至36)的应答器(40a至40m)和至少一个与 待控器械的控制单元相连接的通信单元和/或者包含于控制单元的一个通信 单元之间，以无线的方式进行传送，
通过对触发元件(12至36)的触发，允许或者阻止在分配了触发元件 (12至36)的应答器(40a至40m)与通信单元之间进行数据传送，以及，
其中，在被分配至应答器(40a至40m)的触发元件(12至36)处于触 发状态时，执行控制该器械的至少一个控制功能。
22.一种无线控制器械的方法，其中，数据在设备(10)的至少两个应答器 (40a至40m)和至少一个与待控器械的控制单元相连接的通信单元和/或者 包含于控制单元的一个通信单元之间，以无线的方式进行传送，至少一个触 发元件(12至36)被分配至每个应答器，
在触发元件(12至36)处于触发状态时，允许或者阻止在每个该触发 元件(12至36)分配至的应答器(40a至40m)与该通信单元之间进行数据 传送，以及，
其中，在被分配至各应答器(40a至40m)的触发元件(12至36)处于 触发状态时，每次执行控制该器械的至少一个控制功能。
23.根据权利要求21或者22所述的方法，其特征在于：设置至少两个通信 单元，每个通信单元实现与该设备(10)的至少一个应答器(40a至40m) 之间的通信，以及确定与该应答器(40a至40m)之间的角度和/或者距离。
24.根据上述权利要求17至23中一个权利要求所述的方法，其特征在于： 至少一个通信单元和设备(10)的至少两个应答器(40a至40m)之间的通 信采用抗冲突方法，由此，为每个应答器(40a至40m)与通信单元进行通 信分配一个时间范围，具体的讲，是分配一个时隙。
25.根据上述权利要求17至23中一个权利要求所述的方法，其特征在于： 确定设备(10)的至少一个应答器(40a至40m)相对于通信单元和/或者器 械的二维空间或者三维空间位置信息。
26.根据上述权利要求17至25中一个权利要求所述的方法，其特征在于： 各应答器(40a至40m)与通信单元之间传送的数据执行多重对称密码加密。
27.根据上述权利要求17至26中一个权利要求所述的方法，其特征在于： 通过电感耦合，电容耦合和/或者电磁波将能量从一个电源单元传送至各应答 器(40a至40m)。
28.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：该通信单元重复地发 送数据，由此要求应答器(40a至40m)，具体的讲，是在其接收到由通信 单元发送的数据后的一个确定时间间隔内，向该通信单元发送数据。
29.根据上述权利要求25至28中一个权利要求所述的方法，其特征在于： 只有当确定的应答器(40a至40m)位置位于一个预定区域内，最好当该应 答器(40a至40m)与至少一个通信单元和/或者器械之间的距离小于一个预 定的最大距离时，才在触发元件(12至36)处于触发状态时起动该控制功能。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于：该距离以基于方向的方式确 定，和/或者在于，该预定的最大距离以基于方向的方式确定。
技术领域
本发明涉及一种对器械进行无线控制的布置、系统和方法，具体的讲， 适合于对医疗器械进行无线控制。通过无线控制，能够对特别是一种电控的 包括至少一个功能模块的电机驱动手术台进行远程控制和远程驱动。许多医 疗机器和器械在使用过程中，需要操作者通过一种适当的人机界面(HMI) 完成起动操作。对于一个简单的手术，如在治疗过程中，像在手术室中进行 的外科手术，除了一个附加的牢固地与各自的医疗器械或者机器连接的人机 界面外，还可以一种手持式设备，最好是遥控器的形式再设置一个人机界面 是有利的。借助于遥控设备可以在远离各医疗器械的位置上对这些器械进行 操作。在有线连接遥控设备的情况下，操作功能所需的驱动元件可以集成到 各自驱动器的电流通路中。根据所提供的操作功能，提供一种有线连接的遥 控设备，需要在器械和遥控操作单元之间设置多条信号线。
背景技术
在公开号为US 2006/020267737 A1的美国专利文献中，公开了一种具有 RFID标签的遥控设备，该遥控设备可以通过一个触发开关进行起动，使得 只有在触发开关处于起动状态下才能与该RFID标签进行通信。如此，可以 避免无意中读出该RFID标签。借助于这种遥控设备，可以实现对某人的身 份控制。然而，该文献没有公开如何在开关处于触发状态时直接执行一个控 制功能以控制一台器械。
发明内容
该目的通过主题为布置、系统和方法的各自的独立权利要求进行解决。 在从属权利要求中给出本发明的进一步扩展。
对一种器械进行无线控制的布置可实现通过触发一个触发元件而起动一 个用于控制该器械的控制功能，其中，应答器向一个远程设置的与该器械的 一个控制单元相连接的通信单元，或者集成于该控制单元的通信单元分别发 送数据，从而能够执行控制器械的该控制功能。
当该种布置应用于医疗器械的无线控制时更为有利。根据本发明，医疗 机器更适宜被看作是医疗器械。优选地，该医疗器械是一个手术台。作为一 个触发元件，优选地可以设置为一个开关元件，例如一个按钮或者一个簧片 触点。该设备优选为一种遥控设备。
作为一种应答器，具体的讲，被动式、半主动式或者主动式应答器均可。 这些应答器可以具体的被实现为被动式、半主动式或者主动式RFID标签。 该应答器的电源，至少是与通信单元进行通信所需的电能，经由每次与一电 源单元进行无线耦合而产生，该电源单元优选地作为该通信单元的一部分。 由此，操作应答器所需的能量以无线的方式提供给该应答器。在遥控设备所 使用的每个应答器和至少一个通信单元之间进行的无线通信优选地发生在 UHF传输频带上。至少从应答器发送至通信单元的数据被加密，优选地借助 于适当的密码方式。该设备优选为一种适合于无线控制医疗器械的手持式发 射机，优选为一种无线遥控设备。
通过触发一个触发元件而起动的控制功能，具体的讲引起一个驱动器的 起动和/或关闭，该驱动器具体的讲是一个调整驱动器和/或者锁止元件的驱 动器。
有利的是，对至少一台应答器的接收电路在触发元件的一个开关位置进 行短路连接，一电源单元将至少被应答器与至少一个通信单元进行通信所需 的能量以电气的，感应的和/或者电磁的方式传送至接收电路。通过将至少一 个应答器的接收电路进行短路连接，可以确定在通信单元的通信区域内，是 否至少一个应答器将其接收电路进行了短路连接。这可以，例如，通过对由 电源单元传送至应答器的能量进行分析进行确定。
根据本发明的设备，优选地不包括可更换电池和可充电蓄电池，使得可 以省略对于更换电池和蓄电池充电的费用需求。另外，该布置可以被容易地 和低成本地实现，并且由于不需要在该布置中集成额外的动力源，因此可以 保证实现无中断功能。
应答器，具体可以是多信道应答器，其可选择地经由一个空闲的通信信 道与至少一个通信单元进行通信。由此，与多个应答器的通信可同时进行， 各个通信不会被其他的应答器与通信单元间的通信所影响或阻断。从而，可 以在应答器与通信单元之间进行通信时避免冲突的发生。
特别需要指出的是，在独立权利要求中说明的方法和系统，每个都可以 通过从属权利要求中的技术特征进行扩展，或者通过，分别地，在说明书中 说明的与发明的布置或者方法相关联的方法或者系统各自的技术特征和/或 者附加技术特征进行扩展。
由以下与附图有关的说明所产生的本发明的附加技术特征和优点说明了 本发明的一个具体实施例。
附图说明
具体实施方式
图2中示出了一种应答器单元40a，其包括一个由接收电路42形成的天 线，一个电源电路44，一个应答器电路46和一个存储器48。该接收电路42 以一种类似于线圈的形式实现，优选地作为一种印制电路，其线圈末端通过 开关元件50与电源电路44电连接。借助于开关元件50，位于该电源电路44 和接收电路42之间的电路可以被短路。借助于开关元件52，可以关闭该接 收电路42。通过开关元件58，该天线的接收电路42可与应答器电路46电 连接，以进行数据传送。通过开关元件54，该电源电路44可以与应答器电 路46电连接。另外，该电源电路44可以借助于开关元件56进行短路。应答 器电路46的信号输入与开关元件60、62电连接，使得该应答器电路46可以 检测这些开关元件60、62的开关状态。另外，该应答器电路46通过开关元 件64，在一条信号线上与存储器48连接。为了设定触发元件的开关功能， 只需要开关元件50至64中的一个开关元件。然而，可在应答器单元40a中 设置开关元件50至64中的多个，从而可以通过作为应答的由应答器单元40a 发射的信息或包含相应信息的数据，实现其他多个控制功能。
图3中示出了根据图1的遥控设备10，图3中去除了图1中所示的该遥 控设备的上盖，而且应答器单元40a至40m排列在遥控设备10的外壳内部。 每个应答器单元40a至40m被进一步连接至分配给触发元件38的开关单元 38＇，以通过触发该开关元件38＇起动应答器单元40a至40m，以及/或者实现 触发元件12至36的可供选择的控制功能。在本实施例中，该应答器单元40a 至40m具有与根据图2所示的应答器40a同样的结构。另外，在本实施例中， 每个应答器单元40a至40m为1位或者多位的应答器单元，该应答器单元40a 至40m的形式为被动式应答器，优选的为RFID应答器。优选地，该应答器 单元40a至40m的形式为多信道应答器，以减低在通过一个通信单元或者， 读取单元对该应答器单元40a至40m进行询问时发生冲突的可能性。除了使 用多个并行的传输信道，可选择采用更进一步的抗冲突策略，具体的讲，可 以为在相同信道上进行通信的每个应答器单元40a至40m设置一个时间窗， 在该时间窗内，在读取单元要求进行传输之后，应答器单元40a至40m将数 据传输至读取单元。在存储器48中存储了待传输的用于设定开关元件50至 64的不同开关状态的数据，具体的讲，是设定开关元件60、62的不同开关 状态的数据，以及为该种数据进行加密所需要的，以及用于对待发送数据进 行密码加密和/或者对接收到的数据进行解密的多个密钥。
另外，彼此相距一段距离地设置多个读取单元，并且确定应答器单元40a 至40m中的至少一个相对于各读取单元的角度，使得借助于所确定的角度信 息可以通过一个控制单元确定遥控设备10的位置。借助于所确定的位置，可 以检查该遥控设备10与将借助于该遥控设备10起动的手术台，和/或者将借 助于该遥控设备10起动的另一医疗器械的是否间隔适当的距离。如此，可以 安全地避免对手术台或者另一医疗器械进行无意识的操作。
该遥控设备10可以以同样的方式使用在更多的医疗器械和机器中，也可 以使用在非医疗器械和机器中，而且并不限制于这种应用。该遥控设备10 优选地不设置内部动力源，具体的讲，是不设置可更换电池和蓄电池。然而， 可以使用半主动式应答器，对此，由天线42的接收电路和电源电路44提供 与通信单元进行通信所需要的电源，该半主动式应答器还是通过一个内部电 源提供操作应答器电路64所需要的电源。使用所谓的UHF-RFID应答器单 元或者其它允许在遥控设备和读取单元之间具有足够距离的应答器是有利 的。通过在将被起动的器械周围区域设置多个读取单元可以在该遥控设备10 或者，应答器单元40a至40m与至少一个读取单元之间进行安全地通信。优 选地，在一个房间内，各读取单元的读取区域彼此交迭，使得在房间，例如 一间手术室，内的每个点上，该遥控设备10与读取单元，或者与读取单元连 接的用于控制器械的控制单元之间的通信是可能的。这些读取单元可以通过 数据线、无线数据连接或者其它适合的网络和/或者数据连接至借助于遥控设 备10控制的或启动的器械的一个或多个控制单元，数据线优选的是一种网 络，如LAN(局域网)，无线数据连接是，如WLAN数据连接(无线局域 网络)、红外数据连接、蓝牙数据连接。
遥控设备和/或者触发元件的独特的身份具体的讲，可以通过由一个应答 器单元40a至40m发送至读取设备的报头信息，即应答器报头实现。当在至 少一个读取设备的区域内存在或者，探测到多台遥控设备10时，为了检测到 由应答器单元40a至40m发送的信息，及/或，在至少一个读取设备的探测区 域内存在或者，探测到具有相同功能的多个应答器单元40a至40m时，报头 信息是尤为有用的。另外，从读取设备向应答器单元40a至40m发送信息， 并且在应答器单元40a至40m内存储这些设置，和/或者自动执行与这个信息 相应的设置，并且据此对该应答器40a至40m进行配置同样是可能的。由此， 特别是应答器单元40a至40m中的至少一个应答器的编码能够适应需要被起 动的器械的需求。
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