CN103263276B - 扫描用支撑设备及其运行机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扫描用支撑设备及其运行机构，扫描用支撑设备包括床板和床架，运行机构包括支撑床板的支撑结构；床板能够与支撑结构同步运动或相对运动，还包括驱动装置，驱动装置包括：动力源；第一丝杠，由动力源驱动转动，与床板螺纹配合以驱动床板运动；第二丝杠，与支撑结构螺纹配合以驱动支撑结构运动；同步控制件，控制第二丝杠和所述动力源连接以与第一丝杠同步转动，或分离。该运行机构中，驱动支撑结构运动的动力源依附于驱动扫描床板的动力源，不再需要独立的动力源成本较低；支撑结构和扫描床板同步运动时，由于是同一动力源控制，速度大小无需协调控制，故能够确保支撑结构和扫描床板运动的同步性，电器控制也相应得以简化。

Description

扫描用支撑设备及其运行机构

技术领域

本发明涉及医用器械技术领域，特别涉及一种扫描用支撑设备及其运行机构。

背景技术

扫描用支撑设备主要用于支撑被扫描者，扫描时，被扫描者躺于该支撑设备上，并被送入扫描设备内。目前的扫描设备并非作单一的扫描，以PET/CT扫描床为例，进入该扫描设备的被扫描者首先进行CT扫描，然后再进行PET扫描，通过两种扫描图像的合成形成最终的扫描图，以供分析。

因此，该扫描用支撑设备需具备最基本的两个功能：

一、能够做到支撑被扫描者完成扫描运动；

二、确保扫描床在扫描运动过程中反映在CT扫描视野和PET扫描视野内的变形量保持一致。

第二个功能的原因在于，PET和CT图像需要合成，比如，CT图像中的A位置反应的被扫描者的a部位，按照预定距离送入PET扫描视野后，PET图像中A位置也应当反应的是a部位，若扫描床在PET扫描视野发生了与CT扫描视野内不同的变形量，则PET图像中A位置反应的可能是b部位，导致合成图像失真，或是无法合成。

如图1所示，图1为现有技术中一种PET/CT扫描床的结构示意图。应用的扫描设备包括PET机132和CT机131。

该PET/CT扫描床包括底座基体111和位于底座基体111上的床架112、主扫描床板122和切换床板121，切换床板121支撑于床架112上，主扫描床板122支撑于切换床板121上，即切换床板121为主扫描床板122的支撑结构。另外，还设置了专门驱动主扫描床板122相对床架112运动的驱动装置，以及专门驱动切换床板121相对床架112运动的驱动装置。

工作过程如下：

CT扫描时，驱动主扫描床板122相对床架112运动至CT扫描视野内，并完成CT扫描；

驱动切换床板121相对床架112运动，此时，也同步驱动主扫描床板122随之运动，并进入PET扫描视野，然后完成PET扫描。

该PET/CT扫描床的主扫描床板122进入CT和PET扫描视野后切换床板121还具有一定的支撑作用，使得主扫描床板122的变形量得到了一定控制。

然而，上述扫描床存在下述技术问题：

第一、作为支撑结构的切换床板和扫描床板由两套驱动装置驱动，需要两个动力源，成本较高；另外，切换床板和扫描床板同步运动时，两套驱动装置需保证驱动的同步性，电器控制较为麻烦。

第二、一般设置上、下双层导轨以分别导向扫描床板和切换床板的运动，机械成本高，且对两副导轨的契合要求较高，契合度低容易导致运动过程中，床板受力不一致，变形量发生变化，导致扫描图像不准确。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种扫描用支撑设备的运行机构，该机构使得床板和其支撑结构由同一驱动装置驱动，成本较低，同步性好，电器控制相对简单。

本发明提供的扫描用支撑设备的运行机构，扫描用支撑设备包括床板和床架，所述运行机构包括支撑所述床板于所述床架的支撑结构；所述床板能够与所述支撑结构同步运动，以及相对运动，还包括驱动装置，所述驱动装置包括：

动力源；

第一丝杠，由所述动力源驱动转动，与所述床板螺纹配合以驱动所述床板运动；

第二丝杠，与所述支撑结构螺纹配合以驱动所述支撑结构运动；

同步控制件，控制所述第二丝杠和所述动力源连接以与所述第一丝杠同步转动，和分离。

该运行机构，扫描床板单独运动时，由同步控制件控制第二丝杠和动力源分离，第一丝杠驱动扫描床板单独运动；需要支撑结构与扫描床板同步运动时，同步控制件控制第二丝杠和动力源连接，以与第二丝杠同步转动，以使扫描床板和支撑结构同步运动。可见，该运行机构中，驱动支撑结构运动的动力源依附于驱动扫描床板的动力源，不再需要独立的动力源，一个动力源即可为第一丝杠、第二丝杠提供动力，成本较低；支撑结构和扫描床板同步运动时，由于是同一动力源控制，相较于背景技术的两个动力源，速度大小无需协调控制，故能够确保支撑结构和扫描床板运动的同步性，电器控制也相应得以简化。

优选地，所述第二丝杠由所述同步控制件控制连接所述第一丝杠，以实现与所述动力源的连接。

即通过第一丝杠带动第二丝杠转动，如此设计，易于两个丝杠的实际布置，便于由动力源同时控制。

优选地，所述同步控制件包括传动带、主动轮、从动轮，以及离合器；所述第一丝杠驱动所述主动轮转动；所述主动轮通过所述传动带驱动所述从动轮转动；所述从动轮与所述第二丝杠通过所述离合器连接。

通过设计主动轮、从动轮、传动带以及离合器，简单地实现了第一丝杠和第二丝杠的同步转动，或是第一丝杠单独转动，继而控制扫描床板及其支撑结构按照所需状态运动。

优选地，所述同步控制件还包括制动器，所述制动器锁死或解锁所述第二丝杠。

制动器的设置可以确保第二丝杠能够在需要的时候保持静止。

优选地，所述动力源为电机。

电机易于控制，且成本较低，体积小，便于安装。

优选地，所述电机的输出轴通过联轴器连接所述第一丝杠。

联轴器实现电机的输出轴和第一丝杠的连接，以简单可靠地实现共同旋转。

优选地，所述支撑结构为悬臂支撑件，所述床板支撑于所述悬臂支撑件的悬臂端；所述运行机构还包括支撑所述床板的床板支撑件，所述第一丝杠通过驱动所述床板支撑件驱动所述床板运动。

扫描床板支撑于悬臂支撑件的悬臂端，则扫描床板的该支撑点从扫描前至扫描结束，与床架始终具有预定间隙，则相对床架的受力状态几乎不变，相较于背景技术中切换扫描床板作为支撑结构的技术方案，显然，悬臂支撑件在扫描过程中变形量能够保持一致。而且，悬臂支撑件始终支撑扫描床板，从而在确保支撑精度的基础上，降低了扫描床板的相对变形量，以使不同扫描区域内的变形量趋于一致，提高扫描图像合成质量。

优选地，所述悬臂支撑件包括支撑于所述床架上的支撑板，所述支撑板的一端连接所述第二丝杠，另一端为所述悬臂端，所述悬臂端设有支撑滚轮，所述床板支撑于所述支撑滚轮。

支撑板使力的传递更为均匀，而支撑滚轮可减小扫描床板相对悬臂支撑件运动时的摩擦力，以使二者相互不干涉。

优选地，所述运行机构还包括至少一副导轨，所述支撑板和所述床板支撑件均沿所述导轨运动。

导轨对悬臂支撑件和床板支撑件的运动可以起到良好的导向作用。

优选地，所述运行机构设有一副所述导轨，所述支撑板和所述床板支撑件均沿同一副所述导轨运动。

扫描床板(与床板支撑件一致)和支撑结构(悬臂支撑件)的运动均沿同一导轨运动，相较于传统的上、下双层导轨设置，显然，该种设计方式可显著简化机械结构，降低机械设计成本。而且，扫描床板和支撑结构共用同一导轨，可确保导向一致，不会对扫描床板的受力造成影响，避免变形量变化影响扫描图像的质量。

优选地，所述导轨沿所述床架两侧设置，所述支撑板的两侧分别与两侧的所述导轨配合。

两侧均设置导轨，可进一步提高导向性，将悬臂支撑件限定于两侧导轨之间。

本发明还提供一种扫描用支撑设备，包括床架、床板，以及运行机构，所述运行机构为上述任一项所述运行机构。由于上述运行机构具有上述技术效果，具有该运行机构的扫描用支撑设备也具有相同的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中一种PET/CT扫描床的结构示意图；

图2为本发明所提供运行机构一种具体实施例的结构示意图，该运行机构上设有床板；

图3为图2中去除床板后的结构示意图；

图4为图3中悬臂支撑件和床板支撑件朝前同步运动后的结构示意图。

图1中：

底座基体111、床架112、切换床板121、扫描床板122、CT机131、PET机132；

图2-4中：

21电机、22导轨、23悬臂支撑件、231支撑板、231a滑槽、232支撑滚轮、241主动轮、242传动带、243从动轮、244离合器、245制动器、25第二丝杠、26从动丝母、27第一丝杠、28联轴器、29床板支撑件、30扫描床板、40床架

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2-4，图2为本发明所提供运行机构一种具体实施例的结构示意图，该运行机构上设有床板；图3为图2中去除扫描床板后的结构示意图；图4为图3中悬臂支撑件和床板支撑件朝前同步运动后的结构示意图。

扫描用支撑设备包括床架40和扫描床板30，床架40置于基座上，扫描床板30相对于床架40运动。该扫描用支撑设备的运行机构用于支撑扫描床板30于床架40上，并运行床板以使其相对床架40运动。

运行机构具体包括支撑扫描床板30且能够与扫描床板30同步运动或相对运动的支撑结构，可参考背景技术中的切换床板理解，扫描床板30可以单独运动，需要时，支撑结构再与扫描床板30同步运动。

本实施例中，支撑结构为靠近扫描床板30前端的悬臂支撑件23，悬臂支撑件23一端支撑于床架40，另一端为其悬臂端，悬臂端用于支撑扫描床板30，由于是悬臂支撑，为确保支撑稳定性，运行机构还包括靠近扫描床板30后端的床板支撑件29。文中，“前”、“后”以扫描设备为参照物，扫描床板30靠近扫描设备的一端为前端，远离扫描设备的一端为后端。

运行机构还包括驱动装置，驱动装置具体包括动力源、第一丝杠27、第二丝杠25，以及同步控制件。

第一丝杠27，直接由动力源驱动转动，以驱动扫描床板30运动。扫描床板30与第一丝杠27存在螺纹配合，第一丝杠27相对床架40只能周向转动，由于扫描床板30无法周向转动，则可将第一丝杠27的转动转化为扫描床板30的直线运动。本实施例中，床板支撑件29与扫描床板30固定，第一丝杠27通过驱动床板支撑件29以带动扫描床板30运动，显然，床板支撑件29上设有连接固定丝母的结构，以与第一丝杠27配合。

第二丝杠25用于驱动支撑结构运动。与第一丝杠27同床板支撑件29的配合原理相同，第二丝杠25与支撑结构也是有连接固定丝母的结构，第二丝杠25同样相对于床架40只能周向转动，支撑结构无法周向转动，从而将第二丝杠25的转动转化为支撑结构的直线运动。本实施例中，支撑结构具体为悬臂支撑件23，从图3中可看出，悬臂支撑件23的后端设有从动丝母26，第二丝杠25插入从动丝母26中。

上述实施例中，床板支撑件29和悬臂支撑件23上均固定丝母，以与相应的丝杠配合使用。可以理解，在床板支撑件29和悬臂支撑件23上直接加工出螺纹孔，与丝杠配合使用也是可行的。当然，实际使用中，采用丝母更合适，无需加工，而且丝杠与丝母一般配套加工，另外，丝母上也设有连接盘结构，易于实现与床板支撑件29或是悬臂支撑件23的固定。

同步控制件用于控制第二丝杠25和第一丝杠27连接以同步转动，或分离。则需要扫描床板30和支撑结构同步运动时，同步控制件控制第二丝杠25和第一丝杠27连接而联动，即第二丝杠27通过与第一丝杠27连接，而间接地连接动力源电机21。扫描床板30需要单独运动时，同步控制件控制两丝杠分离，第一丝杠27单独转动，仅扫描床板30能够运动以靠近进入扫描设备或远离撤出扫描设备。

实际上，第二丝杠25由同步控制件控制直接与动力源电机21输出轴连接或分离，也是可行的。比如，电机21可以是双轴电机，两个丝杠分别与一个输出轴连接，基于实际布置需求，两个丝杠与电机21输出轴的连接可能需要依靠比联轴器复杂的传动机构。比如上述的主、从动轮以及传动带等。或者，即使采用单轴电机，也可以通过同步控制件控制第二丝杠25与该输出轴的连接或分离，只是可能影响第一丝杠27的转动。因此，由第一丝杠27带动第二丝杠25转动易于实际布置，传动性能好，也便于动力源控制第一丝杠27、第二丝杠25的同步转动。

可见，该实施例的运行机构，驱动支撑结构运动的动力源依附于驱动扫描床板30的动力源，不再需要独立的动力源，一个动力源即可为第一丝杠27、第二丝杠25提供动力，成本较低；支撑结构和扫描床板30同步运动时，由于是同一动力源控制，相较于背景技术的两个动力源，速度大小无需协调控制，故能够确保支撑结构和扫描床板30运动的同步性，电器控制也相应得以简化。

具体地，同步控制件可以包括传动带242、主动轮241、从动轮243，以及离合器244；第一丝杠27驱动主动轮241转动，如图3所示，主动轮241和第一丝杠27可以同轴固定，则主动轮241可随第一丝杠27同步转动。主动轮241通过传动带242驱动从动轮243转动，从动轮243则与第二丝杠25通过离合器244连接，图中，第一丝杠27和第二丝杠25并列设置，从动轮243、主动轮241、传动带242以及离合器244设置于两个丝杠的端部。

离合器244具有吸合和分离功能，当离合器244吸合时，第二丝杠25和从动轮243连接，从动轮243旋转将扭矩传递至第二丝杠25，则第二丝杠25和第一丝杠27同步转动；离合器244分离时，从动轮243无法传递扭矩至第二丝杠25，从动轮243空转，此时，第一丝杠27单独转动，第二丝杠25保持静止。通过设计主动轮241、从动轮243、传动带242以及离合器244，简单地实现了第一丝杠27和第二丝杠25的同步转动，或是第一丝杠27单独转动，继而控制扫描床板30及其支撑结构按照所需状态运动。离合器244可以是电控型的离合器，控制灵敏。

该实施例中，第二丝杠25和从动轮243通过离合器244连接，实现连接或分离。可以理解，主动轮241和第一丝杠27通过离合器244连接也是可行的，当需要扫描床板30单独运动时，离合器244分离，主动轮241不转动，相应地从动轮243、第二丝杠25均无法转动。

进一步地，同步控制件还可以包括制动器245，制动器245锁死或解锁第二丝杠25。如图3、4所示，当只需要扫描床板30单独运动时，第二丝杠25需要保持静止，此时，从动轮243空转，但扫描床板30运动时，基于摩擦或是离合器244未及时分离，可能导致第二丝杠25随之运动，进一步导致扫描床板30和支撑结构的运动不符合预定轨迹，制动器245的设置可以确保第二丝杠25能够在需要的时候保持静止。而扫描床板30和支撑结构同步运动时，只要控制制动器245解锁即可，操作简便且控制精准。

同理，制动器245也可以是电控制动器，此时，可以在扫描设备的控制器中设定制动器245和离合器244的控制方式，即一者开启、另一者关闭，确保二者的精准配合。进一步地，以PET/CT扫描为例，在输入扫描程序或是控制指令时，比如输入CT扫描指令时，控制器发出电机21开启、离合器244分离、制动器245锁死的指令，输入继续进行PET扫描指令时，控制器可发出电机21开启、离合器244吸合、制动器245解锁的指令。

上述实施例中的同步控制件主要通过主动轮241、从动轮243实现第一丝杠27和第二丝杠25的同步转动，或分离以使第一丝杠27单独转动。实际上，同步控制件还可以采取其他结构，比如两个丝杠分别设有能够相互啮合的齿轮，通过控制其中一个齿轮与对应丝杠的连接或分离，也可以实现本发明的目的。

针对上述各实施例，动力源优选地为电机21，电机21易于控制，且成本较低，体积小，便于安装。当然，采用其他常规的动力源也是可以的，比如液压动力源。电机21的输出轴可以通过联轴器28连接第一丝杠27。联轴器28实现电机21的输出轴和第一丝杠27的连接，以简单可靠地实现共同旋转。

需要说明的是，上述实施例中，支撑结构为悬臂支撑件23，且扫描床板30支撑于悬臂支撑件23的悬臂端，则扫描床板30的该支撑点从扫描前至扫描结束，与床架40始终具有预定间隙，则相对床架40的受力状态几乎不变，相较于背景技术中切换床板作为支撑结构的技术方案，显然，悬臂支撑件23在扫描过程中变形量能够保持一致。而且，悬臂支撑件23始终支撑扫描床板30，从而在确保支撑精度的基础上，降低了扫描床板30的相对变形量，以使不同扫描区域内的变形量趋于一致，提高扫描图像合成质量。

悬臂支撑件23具体可包括支撑于床架40上的支撑板231，支撑板231的前端即为悬臂端，悬臂端设有支撑滚轮232，扫描床板30则支撑于支撑滚轮232上。支撑板231使力的传递更为均匀，而支撑滚轮232可减小扫描床板30相对悬臂支撑件23运动时的摩擦力，以使二者相互不干涉。

针对上述实施例，运行机构还可以包括至少一副导轨22，悬臂支撑件23和床板支撑件29均可沿导轨22运动，导轨22设于床架40上。导轨22对悬臂支撑件23和床板支撑件29的运动可以起到良好的导向作用。

进一步地，本实施例中可仅设置一副导轨22，扫描床板30和支撑结构的运动均沿同一副导轨22运动，如图3、4所示，相较于传统的上、下双层导轨设置，显然，该种设计方式可显著简化机械结构，降低机械设计成本。而且，扫描床板30和支撑结构共用同一导轨22，可确保导向一致，不会对扫描床板30的受力造成影响，避免变形量变化影响扫描图像的质量。

该副导轨22可沿床架40两侧设置，悬臂支撑件23的支撑板231的两侧与导轨22配合，显然两侧均设置导轨22，可进一步提高导向性，将悬臂支撑件23限定于两侧导轨22之间。图3、4中，支撑板231的两侧设有滑槽231a，导轨22插入滑槽231a内，实现导向配合；可以想到，导轨22设计为卡槽结构，支撑板231的两侧设置插入卡槽式导轨22的滑轨也是可以的。床板支撑件29与导轨22的配合方式，可以参照支撑板231理解。

针对该具体的运行机构，以PET/CT扫描为例，具体过程如下：

首先，进行CT扫描：

电机21驱动第一丝杠27转动，第一丝杠27带动床板支撑件29直线运动，即带动扫描床板30向CT扫描机运动，一般是匀速运动，以进行匀速扫描；此时，第一丝杠27同时也带动主动轮241、传动带242、从动轮243转动，控制离合器244分离，则从动轮243空转，第二丝杠25静止，制动器245吸合抱闸锁死，确保第二丝杠25静止状态的稳定性，则悬臂支撑件23静止不动，如图3所示；

然后，CT扫描结束，扫描床板30需跨视野匀速运动到PET扫描区域，进行PET扫描：

电机21继续驱动第一丝杠27转动，扫描床板30继续运动。此时，控制器离合器244吸合，制动器245解锁，从动轮243驱动第二丝杠25转动，则悬臂支撑件23开始运动，以与扫描床板30同步运动，运动到PET位，如图4所示。

除了上述运行机构，本发明还提供一种扫描用支撑设备，包括床架40、扫描床板30，以及运行机构，所述运行机构为上述任一实施例所述的运行机构。由于上述运行机构具有上述技术效果，具有该运行机构的扫描用支撑设备也具有相同的技术效果，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的一种扫描用支撑设备及其运行机构均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种扫描用支撑设备的运行机构，扫描用支撑设备包括扫描床板(30)和床架(40)，所述运行机构包括支撑所述扫描床板(30)于所述床架(40)的支撑结构；所述扫描床板(30)能够与所述支撑结构同步运动，以及相对运动，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置包括：

动力源；

第一丝杠(27)，由所述动力源驱动转动，与所述扫描床板(30)螺纹配合以驱动所述扫描床板(30)运动；

第二丝杠(25)，与所述支撑结构螺纹配合以驱动所述支撑结构运动；

所述第一丝杠和所述第二丝杠并列设置；

同步控制件，控制所述第二丝杠(25)和所述动力源连接以与所述第一丝杠(27)同步转动，和分离。

2.如权利要求1所述的运行机构，其特征在于，所述第二丝杠(25)由所述同步控制件控制连接所述第一丝杠(27)，以实现与所述动力源的连接。

3.如权利要求2所述的运行机构，其特征在于，所述同步控制件包括传动带(242)、主动轮(241)、从动轮(243)，以及离合器(244)；所述第一丝杠(27)驱动所述主动轮(241)转动；所述主动轮(241)通过所述传动带(242)驱动所述从动轮(243)转动；所述从动轮(243)与所述第二丝杠(25)通过所述离合器(244)连接。

4.如权利要求3所述的运行机构，其特征在于，所述同步控制件还包括制动器(245)，所述制动器(245)锁死或解锁所述第二丝杠(25)。

5.如权利要求1所述的运行机构，其特征在于，所述动力源为电机(21)。

6.如权利要求4所述的运行机构，其特征在于，所述电机(21)通过联轴器(28)连接所述第一丝杠(27)。

7.如权利要求1-6任一项所述的运行机构，其特征在于，所述支撑结构为悬臂支撑件(23)，所述扫描床板(30)支撑于所述悬臂支撑件(23)的悬臂端；所述运行机构还包括支撑所述扫描床板(30)的床板支撑件(29)，所述第一丝杠(27)通过驱动所述床板支撑件(29)驱动所述扫描床板(30)运动。

8.如权利要求7所述的运行机构，其特征在于，所述悬臂支撑件(23)包括支撑于所述床架(40)上的支撑板(231)，所述支撑板(231)的一端连接所述第二丝杠(25)，另一端为所述悬臂端，所述悬臂端设有支撑滚轮(232)，所述扫描床板(30)支撑于所述支撑滚轮(232)。

9.如权利要求8所述的运行机构，其特征在于，所述运行机构还包括至少一副导轨(22)，所述支撑板(231)和所述床板支撑件(29)均沿所述导轨(22)运动。

10.如权利要求9所述的运行机构，其特征在于，所述运行机构设有一副所述导轨(22)，所述支撑板(231)和所述床板支撑件(29)均沿同一副所述导轨(22)运动。

11.如权利要求10所述的运行机构，其特征在于，所述导轨(22)沿所述床架(40)两侧设置，所述支撑板(231)的两侧分别与两侧的所述导轨(22)配合。

12.一种扫描用支撑设备，包括床架(40)、扫描床板(30)，以及运行机构，其特征在于，所述运行机构为权利要求1-11任一项所述运行机构。