專利名稱：用于從設(shè)備向接收單元傳輸數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從例如在內(nèi)窺鏡檢查或顯微外科中使用的設(shè)備向接收單元傳輸數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)，具有在該設(shè)備中或該設(shè)備上布置并由驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的磁偶極子， 其中通過(guò)磁偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率的變化產(chǎn)生數(shù)據(jù)并由接收單元接收和分析磁偶極子的變化的磁場(chǎng)。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)中使用的顯微外科和內(nèi)窺鏡檢查器械特別用于診斷并當(dāng)在敏感或難以接近的組織和器官上進(jìn)行手術(shù)時(shí)使用。這些手術(shù)通常由計(jì)算機(jī)和/或攝像機(jī)控制進(jìn)行并且大多需要最大程度的器械精確歸位，定位和運(yùn)動(dòng)。為此使用探測(cè)器系統(tǒng)例如磁或電磁探測(cè)器。 因此在美國(guó)專利文獻(xiàn)5，836，869和6，248，074中描述了固定的磁場(chǎng)源以及磁場(chǎng)傳感器，通過(guò)磁體以及傳感器的三軸結(jié)構(gòu)測(cè)量運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)的三個(gè)空間坐標(biāo)。但是由此不能實(shí)現(xiàn)內(nèi)窺鏡檢設(shè)備的空間精確或時(shí)間精確的位置確定。這說(shuō)明在美國(guó)專利文獻(xiàn)5，836，869中描述的磁場(chǎng)坐標(biāo)的確定在三軸磁體中使得三個(gè)不同磁場(chǎng)的測(cè)量成為必要，通過(guò)單個(gè)的軸時(shí)間延遲地產(chǎn)生電磁信號(hào)從而這三個(gè)不同磁場(chǎng)時(shí)間延遲地先后測(cè)量以避免重合。此處測(cè)量在患者體外進(jìn)行并且該測(cè)量此外還需要換 算，從而可以計(jì)算出內(nèi)窺鏡在體內(nèi)的位置。美國(guó)專利文獻(xiàn)6，248，074描述了患者體外磁場(chǎng)源的固定；此處通過(guò)確定檢測(cè)器相對(duì)于外部磁場(chǎng)的相對(duì)位置通過(guò)在內(nèi)窺鏡遠(yuǎn)側(cè)端安裝的磁場(chǎng)傳感器進(jìn)行定位。此處也可能造成相對(duì)不精確的測(cè)量，因?yàn)閮?nèi)窺和傳感器相對(duì)于固定的磁場(chǎng)活動(dòng)并且因此不能得出固定的磁場(chǎng)坐標(biāo)和傳感器的變化的空間定向之間的確切關(guān)系。另外會(huì)產(chǎn)生其它造成障礙并妨礙精確度的因素，例如在距離身體表面遠(yuǎn)近不同的區(qū)域內(nèi)測(cè)量的問(wèn)題或通過(guò)外部磁場(chǎng)妨礙測(cè)量情確度。與此相對(duì)地，在身體內(nèi)部使用的探測(cè)器通常非常敏感，需要復(fù)雜的電線系統(tǒng)或持續(xù)使用并更換電池。相對(duì)于前述方法更加優(yōu)化的用于設(shè)備定位的方法由WO 2003/103492 Al公知。其中公開(kāi)了在醫(yī)學(xué)設(shè)備或者例如鉆頭的外殼內(nèi)布置磁偶極子，該磁偶極子不依賴必要時(shí)進(jìn)行的外殼旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。為了定位該設(shè)備，由磁偶極子產(chǎn)生的磁場(chǎng)由三軸磁力計(jì)(磁通門(mén))進(jìn)行測(cè)量并分析。這使得精確確定例如醫(yī)學(xué)設(shè)備在患者體內(nèi)的位置成為可能。在WO 2003/103492 Al中此外還公開(kāi)了確定設(shè)備外殼的滾動(dòng)角的可能性。另外產(chǎn)生并由磁力計(jì)測(cè)量取決于滾動(dòng)角的磁場(chǎng)變化部件，其中描述了關(guān)于外殼的預(yù)定義的相對(duì)位置上的偶極子的短期停止或傾倒作為具體實(shí)施方式
。此外在WO 2003/103492 Al中還概括提到了通過(guò)調(diào)制磁偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率從設(shè)備向磁力計(jì)傳輸數(shù)據(jù)的可能性。但是在WO 2003/103492 Al中沒(méi)有公開(kāi)用于偶極子的旋轉(zhuǎn)的這種頻率調(diào)制的具體實(shí)施方式
。也沒(méi)有公開(kāi)可以傳輸哪種類型的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于進(jìn)一步發(fā)展由WO 2003/103492 Al公開(kāi)的方法并特別可以實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)(類型)的傳輸。通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決該技術(shù)問(wèn)題。具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式是各從屬權(quán)利要求的主題并由本發(fā)明的下列描述得出。
本發(fā)明的思想在于，通過(guò)旋轉(zhuǎn)偶極子的頻率調(diào)制這樣實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)類型的傳輸， 使得在其內(nèi)部可以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)磁偶極子的轉(zhuǎn)速范圍被劃分為確定的子范圍并分別分配給一個(gè)具體數(shù)據(jù)類型的一個(gè)或多個(gè)子范圍，其中在這些子范圍內(nèi)通過(guò)磁偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率的相應(yīng)變化傳輸每個(gè)數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)。用于從設(shè)備向接收單元傳輸數(shù)據(jù)的相應(yīng)的根據(jù)本發(fā)明的方法規(guī)定，通過(guò)在設(shè)備上布置的磁偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率的變化產(chǎn)生數(shù)據(jù)并且借助接收單元接收磁偶極子的磁場(chǎng)而且通過(guò)分析磁場(chǎng)確定傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明此外還規(guī)定，可驅(qū)動(dòng)磁偶極子的轉(zhuǎn)速范圍被劃分為分別分配給一個(gè)數(shù)據(jù)類型的多個(gè)子范圍。用于從設(shè)備向接收單元傳輸數(shù)據(jù)的相應(yīng)的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)具有至少一個(gè)在設(shè)備中或設(shè)備上布置的磁偶極子，該磁偶極子由驅(qū)動(dòng)裝置(例如電機(jī))旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，其中磁偶極子的變化磁場(chǎng)可以由接收單元接收并分析，并且此外還具有用于有針對(duì)性地改變磁偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率的控制單元，其中可驅(qū)動(dòng)磁偶極子的轉(zhuǎn)速范圍劃分為分別分配給一個(gè)數(shù)據(jù)類型的多個(gè)子范圍。優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的方法或根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)用于從醫(yī)學(xué)和特別是顯微外科或內(nèi)窺鏡檢查設(shè)備向外部接收單元傳輸數(shù)據(jù)。但是其并不限于這種用途，還基本適于從必要時(shí)難以接近的設(shè)備向接收單元傳輸數(shù)據(jù)。例如此處應(yīng)該提到土方作業(yè)裝置和特別是水平鉆孔
直O(jiān)“ 土方作業(yè)裝置，，可理解為任意用于建立鉆孔，用于擴(kuò)展鉆孔以及用于將管道或管線嵌入到土壤內(nèi)的鉆孔中的裝置。根據(jù)本發(fā)明，“土壤”可理解為材料或混合材料的每個(gè)集合，在該材料或混合材料中可插入鉆孔；特別是，此處指的應(yīng)該不僅是土壤本身，而且還指地表上的任意材料灌注， 例如建筑材料灌注。在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施方式中規(guī)定，為了傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)類型的特別是相對(duì)慢變化的值，旋轉(zhuǎn)磁偶極子的頻率在分配給這種數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)速范圍的相應(yīng)子范圍內(nèi)線性變化。由此可以無(wú)需轉(zhuǎn)速跳躍而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)頻率的簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)。在此，“相對(duì)慢”意味著這種數(shù)據(jù)類型的值慢變化，從而在考慮旋轉(zhuǎn)偶極子的慣性的情況下偶極子的頻率變化可以基本跟上期望的進(jìn)程。為了傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)類型的周期性變化的值，頻率在分配給這種數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)速范圍的相應(yīng)子范圍內(nèi)優(yōu)選正弦形變化。通過(guò)頻率的正弦振蕩形式的變化可以傳輸數(shù)據(jù)，而無(wú)需磁體發(fā)生大的轉(zhuǎn)速跳躍。這是具有優(yōu)點(diǎn)的，因?yàn)榛谙到y(tǒng)慣性可以在規(guī)定速度內(nèi)另外設(shè)置界限。一個(gè)數(shù)據(jù)類型的周期性變化的值例如是指關(guān)于設(shè)備及外殼或者設(shè)備的外殼部分的滾動(dòng)角的信息?；谡艺袷幍膶?duì)稱性可能發(fā)生的是，應(yīng)該傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型的預(yù)定義值只能模棱兩可地確定，因?yàn)獒槍?duì)每個(gè)旋轉(zhuǎn)頻率值都存在兩個(gè)從屬數(shù)據(jù)值。為了濾出數(shù)據(jù)值的兩可性， 可以優(yōu)選設(shè)置在正弦振蕩的預(yù)定義段內(nèi)額外調(diào)制頻率變化。該操作例如可以這樣進(jìn)行，即正弦振蕩可以劃分為單個(gè)的頻率平穩(wěn)階段，就是說(shuō)，正弦基本振蕩在預(yù)定義頻率值上短期保持不變。在此，頻率平穩(wěn)階段相互之間的距離可以根據(jù)系統(tǒng)條件預(yù)先給定。優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的用于傳輸用于晃動(dòng)繞軸可旋轉(zhuǎn)的設(shè)備的數(shù)據(jù)的方法，其特征優(yōu)選在于，所述晃動(dòng)分割為預(yù)定義晃動(dòng)值，其中每個(gè)晃動(dòng)值對(duì)應(yīng)于正弦形頻率變化的一個(gè)具體調(diào)制。在此，基于旋轉(zhuǎn)偶極子的慣性關(guān)于其旋轉(zhuǎn)頻率可以優(yōu)選設(shè)置，將晃動(dòng)劃分到不過(guò)多的預(yù)定義晃動(dòng)值中。例如可旋轉(zhuǎn)設(shè)備的旋轉(zhuǎn)可以劃分到十二個(gè)位置中。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)本發(fā)明用于運(yùn)行可控制土方作業(yè)裝置的方法，該土方作業(yè)裝置不但可以滑動(dòng)或拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)還可以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，其中通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法傳輸數(shù)據(jù)，其方法在于在規(guī)定相對(duì)低轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的磁偶極子的轉(zhuǎn)速范圍的第一子范圍內(nèi)進(jìn)行偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率變化，以傳輸關(guān)于土方作業(yè)裝置的晃動(dòng)的數(shù)據(jù)；此外還規(guī)定在具有更高轉(zhuǎn)速的第二子范圍內(nèi)結(jié)束頻率變化。這使得另外使用旋轉(zhuǎn)偶極子成為可能，從而在土方鉆孔裝置的控制運(yùn)行中，即當(dāng)這個(gè)土方鉆孔裝置僅滑動(dòng)或拉動(dòng)并在沒(méi)有或只有相對(duì)小的角速度的情況下旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，在以相對(duì)低轉(zhuǎn)速為特征的第一子范圍內(nèi)運(yùn)行旋轉(zhuǎn)的磁偶極子并在此實(shí)旋頻率變化，由此可以傳輸關(guān)于土方鉆孔裝置的晃動(dòng)的數(shù)據(jù)。與此相對(duì)地，在鉆孔裝置的工作運(yùn)行中，即當(dāng)鉆孔裝置不僅滑動(dòng)或拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)此外還(快速)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以設(shè)置在第二子范圍內(nèi)提高磁偶極子的轉(zhuǎn)速。可能在這個(gè)子范圍內(nèi)，基于磁偶極子的質(zhì)量慣性不能再進(jìn)行用于傳輸(特別是周期性變化的)數(shù)據(jù)(例如關(guān)于晃動(dòng)角的數(shù)據(jù))的有意義的頻率調(diào)制；但是通過(guò)磁偶極子的旋轉(zhuǎn)的更高頻率可以如同現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣通過(guò)磁場(chǎng)的測(cè)量和分析極大改善土壤內(nèi)土方鉆孔裝置的定位，因?yàn)槊總€(gè)時(shí)間段內(nèi)都可以進(jìn)行變化磁場(chǎng)的多次測(cè)量。因?yàn)樵阢@孔運(yùn)行期間通常不需要傳輸關(guān)于土方鉆孔裝置的晃動(dòng)的數(shù)據(jù)，所以在這類情況下必要時(shí)可以放棄數(shù)據(jù)傳輸。在特別適于實(shí)施該方法的系統(tǒng)中優(yōu)選可以規(guī)定，設(shè)備不依賴磁偶極子而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，其中設(shè)備和磁偶極子的旋轉(zhuǎn)軸平行或同軸定向。這實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立于設(shè)備旋轉(zhuǎn)的磁偶極子旋轉(zhuǎn)頻率的簡(jiǎn)單控制，此外基于旋轉(zhuǎn)軸的平行性或同軸性實(shí)現(xiàn)了關(guān)于設(shè)備，特別是土壤內(nèi)的土方鉆孔裝置的定向的簡(jiǎn)單分析。不言而喻，也可能出現(xiàn)相對(duì)于設(shè)備旋轉(zhuǎn)軸的偶極子旋轉(zhuǎn)軸的位置傾斜。


下面根據(jù)附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。附圖中圖1在示意圖中示出了包括水平鉆孔裝置的鉆頭的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)；圖2在圖表中示出了用于傳輸?shù)谝粩?shù)據(jù)類型的圖1的水平鉆孔裝置的磁偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率調(diào)制的進(jìn)程；并且圖3在圖表中示出了用于傳輸?shù)诙?shù)據(jù)類型的磁偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率調(diào)制的進(jìn)程。
具體實(shí)施例方式圖1在示意圖中示出了用于從設(shè)備向接收單元傳輸數(shù)據(jù)的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)。在這種情況下設(shè)備指的是水平鉆孔裝置的鉆頭1。這個(gè)鉆頭構(gòu)成為傾斜鉆頭；其具有相對(duì)于鉆頭的縱軸傾斜定向的控制面2?？刂泼?在向前推進(jìn)鉆頭1穿過(guò)土壤時(shí)產(chǎn)生側(cè)面定向的力，通過(guò)這種力鉆頭1轉(zhuǎn)移到拱形鉆孔進(jìn)程中。控制面2實(shí)現(xiàn)了鉆頭1的可控制性。為了有針對(duì)性地在一個(gè)方向上控制鉆頭1，可以設(shè)置有針對(duì)性地在預(yù)定義角(晃動(dòng)角)中停止鉆頭1的旋轉(zhuǎn)，由此在土壤內(nèi)進(jìn)行控制面2的相應(yīng)定向。在隨后純靜態(tài)向前推進(jìn)鉆頭1穿過(guò)土壤時(shí)，該鉆頭持續(xù)轉(zhuǎn)移到通過(guò)控制面2的定向和因此通過(guò)鉆頭1的晃動(dòng)角定義的方向中。與此相對(duì)地，在該鉆頭靜態(tài)向前推進(jìn)期間，為了利用根據(jù)圖1的傾斜鉆頭一直向前鉆孔而設(shè)置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)鉆頭1。由此側(cè)面定向的力通過(guò)鉆頭1的完全旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)到鉆頭1上，從而平均得出直線形的鉆孔進(jìn)程。在鉆頭1內(nèi)可旋轉(zhuǎn)設(shè)置磁偶極子3 (此處是永磁體)。磁偶極子3通過(guò)軸4與電機(jī) 5連接，該電機(jī)5驅(qū)動(dòng)這個(gè)磁偶極子?？蛇x的是，驅(qū)動(dòng)裝置也可以設(shè)置為液壓(例如借助鉆孔液體)或氣體驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，例如相應(yīng)的渦輪機(jī)。偶極子3的旋轉(zhuǎn)軸在此同軸于鉆頭1 的縱軸。旋轉(zhuǎn)磁偶極子3產(chǎn)生同樣旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)例如可以由在地表上布置的可以優(yōu)選為三軸磁力計(jì)的接收單元6接收。從接收單元6的固定的坐標(biāo)系出發(fā)，偶極子3的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)表示為在描述磁場(chǎng)的矢量的大小和方向方面的變化的磁場(chǎng)。具體而言，可以借助磁力計(jì)確定旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)矢量，其原點(diǎn)定義旋轉(zhuǎn)磁偶極子的位置。通過(guò)相應(yīng)分析通過(guò)磁場(chǎng)3產(chǎn)生的隨時(shí)間變化的穿過(guò)接收單元6的磁場(chǎng)可以隨后確定位于土壤中的鉆頭1的位置。用于通過(guò)分析通過(guò)旋轉(zhuǎn)磁偶極子產(chǎn)生的磁場(chǎng)定位設(shè)備的這個(gè)方法已經(jīng)在現(xiàn)有技術(shù)中充分公開(kāi)。 為此例如可以參考 DE 102 25 517，WO 2003/103492 Al, DE 10 2004 058 272 Al 以及 WO 2007/048515 Al，這些文獻(xiàn)在其中公開(kāi)的用于確定旋轉(zhuǎn)磁偶極子的位置的方法方面完全用于本專利申請(qǐng)的主題。圖1中示出的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)此外還可以通過(guò)分析由磁偶極子3產(chǎn)生的磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)特別是多種數(shù)據(jù)類型的傳輸。為此電機(jī)5與控制單元7連接，通過(guò)該控制單元可以影響電機(jī)5和因此磁偶極子3的旋轉(zhuǎn)。通過(guò)控制單元7可以有針對(duì)性地影響磁偶極子3的旋轉(zhuǎn)頻率，這又對(duì)磁場(chǎng)具有影響。由此帶來(lái)的磁場(chǎng)的變化由接收單元6測(cè)量并可以相應(yīng)分析。根據(jù)本發(fā)明，偶極子3的旋轉(zhuǎn)變化包括將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)磁偶極子3的轉(zhuǎn)速范圍劃分為至少部分分別分配給一個(gè)預(yù)定義數(shù)據(jù)類型的多個(gè)子范圍。磁偶極子3的旋轉(zhuǎn)頻率變化在轉(zhuǎn)速范圍的特定子范圍內(nèi)設(shè)置用于傳輸相應(yīng)分配的數(shù)據(jù)類型。根據(jù)本發(fā)明的方法適于傳輸任意數(shù)據(jù)類型，其中下面描述一種具體并特別優(yōu)選的使用情況。利用圖1中示出的系統(tǒng)首先無(wú)線傳送關(guān)于鉆頭1的晃動(dòng)角的信息(數(shù)據(jù))，從而可以將該信息顯示給通過(guò)鉆頭1的控制裝置授權(quán)的操作人員。通常只在鉆頭1的控制運(yùn)行中， 即當(dāng)該鉆頭以極小或零角速度(旋轉(zhuǎn))驅(qū)動(dòng)時(shí)需要晃動(dòng)角的相應(yīng)傳送。為了在鉆頭1的控制運(yùn)行期間可以傳輸關(guān)于晃動(dòng)角的數(shù)據(jù)，設(shè)置磁偶極子3的旋轉(zhuǎn)頻率借助控制單元7下降到相對(duì)低轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)(第一子范圍)。然后在第一子范圍內(nèi)再次借助控制單元7進(jìn)行磁偶極子3的旋轉(zhuǎn)頻率的繼續(xù)調(diào)制。不言而喻，也可以這樣設(shè)置，即偶極子3的旋轉(zhuǎn)頻率在子范圍內(nèi)沿著另一任意走向的曲線變化，例如沿著指數(shù)上升或下降的曲線。但是該曲線優(yōu)選應(yīng)該這樣構(gòu)成，從而給出明確的分配；就是說(shuō)，對(duì)于旋轉(zhuǎn)頻率的每個(gè)值只存在待傳輸數(shù)據(jù)類型的一個(gè)從屬值。在靜止，即不旋轉(zhuǎn)的鉆頭1中晃動(dòng)角的值恒定不變。在這種情況下，偶極子3的旋轉(zhuǎn)頻率可以簡(jiǎn)單地沿著預(yù)定義的線性進(jìn)程調(diào)整到對(duì)應(yīng)于晃動(dòng)角的值的數(shù)值上。圖3舉例示出了用于這種情況的預(yù)定義頻率進(jìn)程，其中在橫坐標(biāo)上代替百分比值優(yōu)選也對(duì)應(yīng)于相應(yīng)鐘表時(shí)間中的鐘表的表盤(pán)的劃分將晃動(dòng)角劃分為十二個(gè)部分(對(duì)此參考圖1)。偶極子3的旋轉(zhuǎn)頻率可以通過(guò)分析磁場(chǎng)借助接收單元6確定并且這個(gè)值可以分配給晃動(dòng)角的相應(yīng)值。在旋轉(zhuǎn)鉆頭1中鉆頭的晃動(dòng)角的值是周期性反復(fù)的數(shù)據(jù)。緩慢旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)還位于控制運(yùn)行中的鉆頭1。此外在這種運(yùn)行狀態(tài)中應(yīng)將關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)角的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮諉卧?，從而然后在其特征在于相對(duì)低頻率的第一子范圍內(nèi)保持偶極子3的旋轉(zhuǎn)。在這種情況下設(shè)置基本以正弦振蕩的形式調(diào)制偶極子3的旋轉(zhuǎn)頻率。然后在鉆頭1的旋轉(zhuǎn)內(nèi)對(duì)應(yīng)于全正弦振蕩的進(jìn)程而改變偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率。正弦振蕩的優(yōu)點(diǎn)在于，給出旋轉(zhuǎn)頻率的均勻并且因此不會(huì)出現(xiàn)大的轉(zhuǎn)速跳躍。與此相對(duì)地，在旋轉(zhuǎn)鉆頭中，如果也希望實(shí)施基本可能的根據(jù)例如圖 3中示出的線性頻率進(jìn)程的關(guān)于晃動(dòng)角的值的傳輸，必須在達(dá)到100%之后，即鉆頭1的完全旋轉(zhuǎn)之后，將偶極子3的旋轉(zhuǎn)頻率的值再次回設(shè)到原點(diǎn)值上。但是與之相連的是轉(zhuǎn)速跳躍，該轉(zhuǎn)速跳躍應(yīng)該盡量避免，并且基于旋轉(zhuǎn)偶極子3的慣性通常也不能以足夠的程度遵守該轉(zhuǎn)速跳躍。圖2現(xiàn)在示出的是在旋轉(zhuǎn)鉆頭1的控制運(yùn)行中應(yīng)該傳輸關(guān)于晃動(dòng)角的變化的值的情況下磁偶極子3的調(diào)制旋轉(zhuǎn)頻率的相應(yīng)進(jìn)程?；诤?jiǎn)化的目的劃分為十二段(鐘表時(shí)間)的鉆頭1的晃動(dòng)角由晃動(dòng)傳感器8獲得(該晃動(dòng)傳感器也測(cè)量鉆頭1的轉(zhuǎn)速)并且其測(cè)量值被導(dǎo)向控制單元7，從而控制單元7可以產(chǎn)生適于晃動(dòng)角的相應(yīng)頻率調(diào)制。但是，基于“正常的”正弦振蕩的對(duì)稱性在此產(chǎn)生可以將晃動(dòng)角的兩個(gè)值歸因于這個(gè)正弦振蕩內(nèi)的特定頻率的問(wèn)題。此外為了濾出這種兩可性，設(shè)置額外調(diào)制偶極子3的旋轉(zhuǎn)的正弦形頻率變化，其方法在于在預(yù)定義的分別分配給晃動(dòng)角的值的轉(zhuǎn)速中產(chǎn)生頻率平穩(wěn)階段，就是說(shuō)頻率不再對(duì)應(yīng)于正常正弦形變化的進(jìn)程而變化而是在預(yù)定義的短時(shí)間間隔內(nèi)保持恒定。結(jié)果在于出現(xiàn)描繪正弦形基本振蕩的梯形頻率調(diào)制。 在鉆頭1的鉆孔運(yùn)行中，就是說(shuō)當(dāng)期望直線形鉆孔進(jìn)程時(shí)，鉆頭1除靜態(tài)向前推進(jìn)外(相對(duì)快速地)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，由此由控制面2產(chǎn)生的側(cè)面定向的力在完全旋轉(zhuǎn)的進(jìn)程中自行調(diào)節(jié)并平均得出期望的直線形鉆孔進(jìn)程。因?yàn)樵阢@孔運(yùn)行中晃動(dòng)角的知識(shí)對(duì)操作人員而言通常無(wú)關(guān)緊要，所以設(shè)置不再傳輸晃動(dòng)角。確切地說(shuō)，在鉆孔運(yùn)行中偶極子3的旋轉(zhuǎn)頻率由控制單元7提高到具有更高頻率的第二子范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，在這個(gè)第二子范圍內(nèi)偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率應(yīng)該發(fā)生變化，以無(wú)線傳輸關(guān)于其它數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)。在此例如可以傳輸關(guān)于在附加到鉆頭1上的管(未示出)上執(zhí)行并借助牽引力測(cè)量裝置(未示出)測(cè)量的牽引力的值。因?yàn)樵撝低ǔ２粫?huì)周期性變化，所以可以再次根據(jù)在圖3中示出的進(jìn)程進(jìn)行頻率變化，其中不言而喻也可以取代橫坐標(biāo)上的百分比引入將牽引力的具體值分配給偶極子 3的旋轉(zhuǎn)頻率的值。優(yōu)選還可以傳輸?shù)钠渌鼣?shù)據(jù)類型包括關(guān)于電池的充電狀態(tài)的值，該電池可以設(shè)置用于例如晃動(dòng)傳感器，牽引力測(cè)量裝置或者用于偶極子的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的電源，以及環(huán)境溫度，位于鉆頭內(nèi)的部件的運(yùn)行溫度，控制壓力等的值。
權(quán)利要求
1.一種用于從設(shè)備向接收單元(6)傳輸數(shù)據(jù)的方法，設(shè)置在該設(shè)備中或該設(shè)備上的磁偶極子(3)被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，通過(guò)該磁偶極子(3)的旋轉(zhuǎn)頻率的變化產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)，并由該接收單元(6)接收所述磁偶極子(3)的變化的磁場(chǎng)并由此確定所述數(shù)據(jù)，其特征在于，所述磁偶極子(3)能被驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)速范圍被劃分為分別分配給一個(gè)數(shù)據(jù)類型的子范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)類型的相對(duì)緩慢變化的值，頻率在所述轉(zhuǎn)速范圍的相應(yīng)子范圍內(nèi)線性變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)類型的周期性變化的值，頻率在所述轉(zhuǎn)速范圍的相應(yīng)子范圍內(nèi)正弦形變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，頻率變化在正弦振蕩的預(yù)定義段內(nèi)還附加地被調(diào)制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，用于傳輸用于晃動(dòng)能繞軸旋轉(zhuǎn)的所述設(shè)備的數(shù)據(jù)，其特征在于，所述晃動(dòng)分割為預(yù)定義晃動(dòng)值，其中每個(gè)晃動(dòng)值對(duì)應(yīng)于正弦形頻率變化的一個(gè)具體調(diào)制。
6.一種用于運(yùn)行可控制的土方作業(yè)裝置的方法，該土方作業(yè)裝置在控制運(yùn)行中不旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)或只以相對(duì)低頻率旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，并且該土方作業(yè)裝置在工作運(yùn)行中相對(duì)快速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)， 數(shù)據(jù)通過(guò)前述權(quán)利要求之一所述的方法被傳輸，其特征在于，在控制運(yùn)行期間所述磁偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率下降到所述磁偶極子(3)的具有低頻率的第一子范圍內(nèi)，并且進(jìn)行用于傳輸用于晃動(dòng)土方鉆孔裝置的值的頻率變化，該頻率變化在工作運(yùn)行中結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述磁偶極子(3)的旋轉(zhuǎn)頻率在工作運(yùn)行中提高到具有更高轉(zhuǎn)速的第二子范圍內(nèi)。
8.一種用于從設(shè)備向接收單元(6)傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，具有設(shè)置在該設(shè)備中或該設(shè)備上的磁偶極子(3)和用于改變所述磁偶極子(3)的旋轉(zhuǎn)頻率的控制單元(7)，該磁偶極子由驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，由該接收單元(6)接收并分析所述磁偶極子(3)的變化的磁場(chǎng)，其特征在于，所述磁偶極子(3)能被驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)速范圍被劃分為分別分配給一個(gè)數(shù)據(jù)類型的子范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備能不依賴所述磁偶極子(3)地旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，其中所述設(shè)備和所述磁偶極子(3)的旋轉(zhuǎn)軸平行或同軸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從例如在內(nèi)窺鏡檢查或顯微外科中使用的設(shè)備向接收單元傳輸數(shù)據(jù)的方法，其中在該設(shè)備中或該設(shè)備上布置的磁偶極子旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)該磁偶極子的旋轉(zhuǎn)頻率的變化產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)并由該接收單元接收和分析所述磁偶極子的變化的磁場(chǎng)，其中可驅(qū)動(dòng)所述磁偶極子的轉(zhuǎn)速范圍被劃分為分別分配給一個(gè)數(shù)據(jù)類型的多個(gè)子范圍。
文檔編號(hào)E21B47/024GK102256561SQ200980151335
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者E·庫(kù)奇, V·博伊凱 申請(qǐng)人:拉約尼克斯振動(dòng)技術(shù)有限公司