CN103330574A - 一种扫描床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扫描床，能够精确地测量患者的体重。所述扫描床包括用于支撑人体的床架和驱动所述床架运行的升降组件，所述扫描床还包括与所述升降组件相连的测力部件，以检测所述升降组件对所述床架的支撑力。由于升降组件对床架的支撑力与患者所处位置以及床架的位置变化相关，当升降组件与测力部件相连，测力部件所测得的力能够更加真实、精准地反映患者的体重情况；不管患者处于床架的任何位置、床架处于何种高度以及床架的水平位置如何，测力部件均能够侦测到升降组件对床架的支撑力的变化，进而结合床架的相关数据计算得出患者体重，其测量精度较高。

Description

一种扫描床

技术领域

本发明涉及医疗机械技术领域，特别是涉及一种能测量患者体重的扫描床。 

背景技术

通常，在大型医疗影像诊断设备的实际工作过程中，患者的体重对于后续扫描计量的安排、扫描床的运动过程与其他部件之间的运动干涉关系判断等方面具有重要的参考价值。但是，目前的大型医疗设备，例如CT、MRI以及PET-CT等用的扫描床，也称患者床、扫描支架（本文中统称为扫描床），均没有称重功能。 

现有技术中，能够测量体重的病床主要是针对行动不便的患者设计的具有简单称重功能的病床，以便在护理时用于监测患者体重的变化。 

专利号为ZL200720175287.7的专利公开了一种能测体重的病床。为实现称重功能，上述现有的病床在支撑人体的结构件上安装一个或两个测力计，例如，将测力计安装在床上架或者床板支撑点上，然后读取测力计垂直方向的分力，通过简单的累加即可得出所承载的人体重量。 

众所周知，扫描床的床板在使用过程中通常需要沿水平方向进给到不同的位置，不同的患者在扫描床上停留的位置也不一致。因此，虽然在扫描床的床上架或者床板支点上安装测力计能够进行病人体重的测量，但往往由于人体位置、床板位置等判断条件的复杂性以及床板在悬挂停留中的变形等原因造成测量结果的不准确；此外，由于扫描床的运动需求，床上架与支撑部件之间的铰接点较多，而当扫描床运动到不同位置时，各个铰接点所承受的力会产生变化，故如果采用在扫描床的床上架或者床板支点上安装测力计的测量方式，至少需要安装两个以上的测力计，这进一步增加了测量结构的复杂性。 

因此，如何设计一种扫描床，以实现患者体重的精确测量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种扫描床，能够精确地测量患者的体重。 

为解决上述技术问题，本发明提供一种扫描床，包括用于支撑人体的床架和驱动所述床架运行的升降组件，所述扫描床还包括与所述升降组件相连的测力部件，以检测所述升降组件对所述床架的支撑力。 

本发明的扫描床，在床架的升降组件上连接有测力部件，当升降组件完成对床架的升降驱动后，将床架支撑定位在预定位置，则测力部件能够实时感应到升降组件对床架的支撑力，从而换算得到患者体重；此时，由于升降组件对床架的支撑力与患者所处位置以及床架的位置变化相关，则当升降组件与测力部件相连，测力部件所测得的力能够更加真实、精准地反映患者的体重情况；不管患者处于床架的任何位置、床架处于何种高度以及床架的水平位置如何，测力部件均能够侦测到升降组件对床架的支撑力的变化，进而结合床架的相关数据计算得出患者体重，能够实时、准确地测量患者体重。 

优选地，所述扫描床还包括床底座，所述升降组件包括第一摆杆、第二摆杆和驱动支撑杆，所述第一摆杆和第二摆杆相互平行地铰接于所述床架，两者的另一端固定连接在所述床底座上，所述驱动支撑杆的伸缩端与所述第一摆杆或所述第二摆杆铰接，其固定端与所述床底座固连并连接有测力部件。 

优选地，所述测力部件为与所述驱动支撑杆的固定端铰接的销轴测力传感器，所述销轴测力传感器具有应变片，所述驱动支撑杆的轴心线垂直于所述测力部件的应变片，所述驱动支撑杆的摆动带动所述测力部件的销轴转动。 

在一种优选的实施方式中，所述测力部件可以为销轴测力传感器，该销轴测力传感器与驱动支撑杆铰接，当驱动支撑杆驱动第一摆杆和第二摆杆摆动时，其能够带动销轴测力传感器的销轴转动，且驱 动支撑杆的轴心线垂直于测力部件的应变片，进而使得应变片产生变形，以测得支撑力的大小。 

优选地，所述扫描床还包括U型槽和安装在所述床底座上的底座，所述驱动支撑杆的固定端嵌入并卡固在所述U型槽内，所述底座和所述U型槽分别设有第一销孔和第二销孔，所述测力部件的销轴贯穿所述驱动支撑杆、所述第一销孔和所述第二销孔并与所述U型槽固连。 

测力部件可以通过U型槽实现与驱动支撑杆的随动，测力部件的两端与U型槽的两侧壁固连，U型槽与驱动支撑杆卡固，则可以在不改变驱动支撑杆的情况下实现其与测力部件的连接，有效地对驱动支撑杆进而了保护，不会影响其强度，保证驱动的有效性；另外，由于驱动支撑杆与U型槽卡固，能够限制驱动支撑杆的左右移动和前后晃动，提高其定位的可靠性。 

优选地，所述扫描床还包括固连在所述U型槽的两侧的压板，所述测力部件的销轴两端设有卡口，所述压板卡固在所述卡口内。 

优选地，所述测力部件为与所述驱动支撑杆的固定端铰接的悬臂测力传感器或S型测力传感器，所述悬臂测力传感器或S型测力传感器具有应变片，所述驱动支撑杆的轴心线垂直于所述测力部件的应变片。 

优选地，所述测力部件与所述驱动支撑杆通过杆端关节轴承铰接。 

当测力部件为悬臂式或者S型测力传感器时，可以通过杆端关节轴承等装置实现与驱动支撑杆的铰接，进而借助驱动支撑杆对应变片的作用力测量得到支撑力，其结构简单，精度较高。 

优选地，所述测力部件为集成于所述驱动支撑杆上的应变片。 

由于测力部件集成于驱动支撑杆上，无需设置专门的测力机构，能够进一步精简本发明的扫描床的结构，还可以省去采用专用的测力部件时的繁琐安装过程。 

优选地，所述扫描床还包括床底座，所述升降组件包括驱动丝杠、相互交叉地铰接的第一支杆和第二支杆，所述第一支杆和所述第二支 杆均以其一端与所述床架铰接，其中一者的另一端与所述驱动丝杠螺接，另一者的另一端与所述床底座固连，所述驱动丝杠与所述测力部件连接。 

当升降组件的支撑结构为相互交叉地铰接的第一支杆和第二支杆时，其动力机构为与两个支杆之一螺接的驱动丝杠，将驱动丝杠与测力部件连接，当驱动丝杠转动时，测力部件就能够实时地侦测到驱动力的变化。 

优选地，所述扫描床还包括与所述测力部件信号连接的变送器和与所述变送器信号连接的显示仪。 

本发明的扫描床还可以设置变送器和显示仪，从而经过信号转换直接将测量结果予以显示，更加简便直观。 

优选地，所述扫描床还包括计算模块，所述计算模块与所述测力部件信号连接，以便通过所述测力部件测得的支撑力换算得到患者体重；所述计算模块与所述显示仪信号连接。 

当设置计算模块时，计算模块可以直接通过换算得出患者的体重，并通过显示仪予以显示，更加直观。 

附图说明

图1为本发明所提供扫描床在第一种具体实施方式中的立体结构示意图； 

图2为图1所示扫描床中测力部件与驱动支撑杆的局部分解示意图； 

图3为图2中测力部件的局部放大示意图； 

图4为图2中测力部件与驱动支撑杆的组装完成示意图； 

图5为本发明所提供扫描床在第二种具体实施方式中测力部件与驱动支撑杆的组装分解示意图； 

图6为图5中测力部件与驱动支撑杆的组装完成示意图； 

图7为本发明所提供扫描床在第三种具体实施方式中测力部件与驱动支撑杆的组装分解示意图； 

图8为图7中测力部件与驱动支撑杆的组装完成示意图； 

图9为本发明所提供扫描床在第四种具体实施方式中测力部件与驱动支撑杆的局部放大示意图； 

图10为本发明的扫描床在前四种具体实施方式中进行体重测量的原理示意图； 

图11为本发明的扫描床在前四种具体实施方式中进行体重测量的数据转换示意图； 

图12为本发明所提供扫描床在第五种具体实施方式中的立体结构示意图； 

图13为图12中所示测力部件与驱动丝杠的组装分解示意图； 

图14为图13中所示测力部件与驱动丝杠的组装完成示意图； 

图15为本发明的扫描床在第五种具体实施方式中进行体重测量的原理示意图； 

图16为图15所示原理示意图的结构简图； 

图17为本发明的扫描床在第五种具体实施方式中进行体重测量的数据转换示意图。 

图1-17中： 

1床架、2升降组件、21第一摆杆、22第二摆杆、23驱动支撑杆、24第一支杆、25第二支杆、26驱动丝杠、261带有螺杆的球关节、27光电编码器、28拉绳传感器、3测力部件、31卡口、32应变孔、4底座、41第一销孔、42压盖、5U型槽、51第二销孔、6压板、7杆端关节轴承、8变送器、9显示仪、10床底座 

具体实施方式

本发明的核心是提供一种扫描床，能够精确地测量患者的体重。 

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。 

请参考图1-4，图1为本发明所提供扫描床在第一种具体实施方 式中的立体结构示意图；图2为图1所示扫描床中测力部件与驱动支撑杆的局部分解示意图；图3为图2中测力部件的局部放大示意图；图4为图2中测力部件与驱动支撑杆的组装完成示意图。 

本发明的扫描床包括床架1和升降组件2，床架1用于支撑人体，升降组件2用于驱动床架1升降，以改变床架1的位置，进而满足扫描需求；本发明的扫描床还包括测力部件3，测力部件3与升降组件2连接，并能够检测升降组件2对床架1的支撑力，由于升降组件2对床架1的支撑力与床架1所承载的人体重量具有相关性，则可以通过换算得出患者体重。 

当升降组件2对床架1进行驱动支撑时，患者的重力作用于床架1，床架1进一步对升降组件2施加压力，则升降组件2将该压力传递给测力部件3，从而通过测力部件3检测得出升降组件2所承受的压力，也就是升降组件2对床架1的支撑力。 

升降组件2对床架1的驱动力与床架1所受到的总的支撑力存在一定关系，也可以说，床架1的重量的变化均能够通过升降组件2的驱动力予以体现，故不管升降组件2将床架1水平移动到任意位置或者将其升降到任何高度，或者患者躺在床架1的任意位置，均可以反应到升降组件2的支撑力上，由于测力部件3与升降组件2连接，则测力部件3能够精确地测量得到患者体重。 

详细地，床架1可以包括床板11和床上架12，床板11用于承载患者，床板11设置在床上架12上；床板11可以设置水平抽拉的结构或者设置滚轮等滑动组件，则床板11可以相对床上架12水平移动，从而改变患者所处的水平位置；升降组件2与床上架12相连，通过升降运动实现对扫描床高度的调整。 

由于床板11与床上架12相连，且床上架12构成床板11的支撑部件，床上架12与升降组件2连接，床上架12将所受到的力传递给升降组件2，则当测力部件3与升降组件2连接时，不管患者处于床板11的任何位置、床板11水平运动到任何位置或者床上架12处于任意高度，均能够反映到测力部件3上，从而提高检测精度。 

此外，为进一步提高测量结果的准确性，可以在力的传导环节设置两个或者两个以上的测力部件3，以实现冗余测量；例如，可以在升降组件2对床架1的驱动端或者其动力源端均设置测力部件3。 

可以对上文所述的本发明的扫描床进行进一步的改进。 

本发明的扫描床还可以设置床底座10，床底座10构成所述扫描床的底盘定位结构，以提高床架1的稳定性，还可以将升降组件2安装在床底座10上；床架1可以与床底座10相互平行地设置。 

实施例1 

如图1-3所示，在第一种具体实施方式中，扫描床包括床底座10，升降组件2可以包括第一摆杆21、第二摆杆22和驱动支撑杆23，第一摆杆21和第二摆杆22相互平行设置，两者的一端铰接于床架1，另一端固定连接在床底座10上，第一摆杆21和第二摆杆22的摆动能够带动床架1升降或平移；驱动支撑杆23可以设置为驱动伸缩缸的形式，其具有伸缩端和固定端，并以其伸缩端与第一摆杆21或第二摆杆22铰接，其固定端与床底座10固定连接，且驱动支撑杆23通过其固定端与测力部件3连接；由于第一摆杆21与第二摆杆22均铰接于床架1，故第一摆杆21与第二摆杆22之间具有联动关系，当驱动支撑杆23与其中一个连接时，即可对两者进行同步驱动。 

当床架1与床底座10平行设置时，可以将第一摆杆21和第二摆杆22的一端与床架1铰接，两者的另一端与床底座10铰接，则第一摆杆21、第二摆杆22、床架1和床底座10形成平行四边形结构，第一摆杆21和第二摆杆22摆动的同步性较高。 

具体地，测力部件3可以为销轴测力传感器，如图2-图4所示，所述销轴测力传感器与驱动支撑杆23的固定端通过销轴铰接；销轴测力传感器具有应变孔32，应变孔32中具有应变片，当应变孔32的轴心线与驱动支撑杆23的轴心线平行设置时，驱动支撑杆23的轴心线垂直于应变片，以便应变片能够准确地感应到驱动支撑杆23的作用力；驱动支撑杆23摆动时能够带动第一摆杆21和第二摆杆22摆动，进而改变床架1的位置，同时，驱动支撑杆23的摆动能够带动测力部 件3的销轴转动，进而改变测力部件3的应变孔32的位置，以使得驱动支撑杆23与应变片保持垂直关系。 

另外，本发明的扫描床还可以包括底座4和U型槽5，底座4安装在床底座10上，U型槽5枢接在底座4上，将驱动支撑杆23的固定端嵌入U型槽5内，且U型槽5与驱动支撑杆23卡固；底座4设有第一销孔41，连接时，测力部件3以其销轴穿过第一销孔41和驱动支撑杆23后，其两端分别与U型槽5的两侧壁固连，则驱动支撑杆23与测力部件3之间实现销轴连接；由于测力部件3的销轴两端与U型槽5的两侧壁固连，则测力部件3的销轴的周向与U型槽5的关系固定，驱动支撑杆23的摆动就能够通过U型槽5转化为测力部件3的销轴转动。 

当然，底座4可以采用螺接等形式固定连接在床底座10上，实现床底座10与驱动支撑杆23的连接，如图2-图4所示。 

可以想到，实现测力部件3的销轴两端与U型槽5的两侧壁固连的方式多样，例如，可以在U型槽5的两侧壁与测力部件3的销轴两端卡固，或者采用焊接的方式固定，也可以通过连接件实现两者的周向固定连接。 

在其中一种周向固定方式中，本发明的扫描床还可以包括压板6，压板6固定设置在U型槽5的两侧，测力部件3的销轴两端可以设置卡口31，压板6适配地卡固在卡口31内，U型槽5的两侧壁上均设有供测力部件3的销轴穿过的第二销孔51；进行安装时，测力部件3的销轴两端分别穿过U型槽5的两侧壁向外伸出，然后将压板6卡入处于销轴两端的卡口31内，则U型槽5的运动能够通过压板6传递给测力部件3，进而通过压板6拨动测力部件3的销轴转动。 

通过上述连接方式，提高了U型槽5与测力部件3的独立性，同时还便于测力部件3的组装和拆卸。 

在实施例2-4中，升降组件2也包括第一摆杆21、第二摆杆22和驱动支撑杆23，且上述三者的关系与实施例1中类同，以下不再赘述，具体结构请参照实施例1。 

实施例2 

请参考图5-图6，图5为本发明所提供扫描床在第二种具体实施方式中测力部件与驱动支撑杆的组装分解示意图；图6为图5中测力部件与驱动支撑杆的组装完成示意图。 

在第二种具体实施方式中，测力部件3可以为具有应变片的悬臂测力传感器，所述悬臂测力传感器与驱动支撑杆23的固定端铰接，驱动支撑杆23的轴心线垂直于测力部件3的应变片；患者的重力作用于驱动支撑杆23，进而通过驱动支撑杆23传递到测力部件3的应变片，引起应变片的形变，从而测量得到对床架1的支撑力。 

此时，可以在悬臂测力传感器设有应变片的一端（以下简称感应端）连接杆端关节轴承7，然后在驱动支撑杆23的固定端设置连接孔，然后借助销钉等连接件将驱动支撑杆23的固定端与杆端关节轴承7铰接；一方面，驱动支撑杆23可以自由地绕铰接轴转动，从而完成对第一摆杆21和第二摆杆22的驱动；另一方面，驱动支撑杆23还可以通过杆端关节轴承7作用于测力部件3的应变片，实现支撑力的测量。 

本领域技术人员可以理解，杆端关节轴承7可以采用螺接的方式固定连接在测力部件3上，如图6所示，杆端关节轴承7可以螺接在悬臂测力传感器的端部；杆端关节轴承7的外壁可以沿其径向设置螺杆，然后以垂直于测力部件3的应变片的方向与其螺接，从而使得驱动支撑杆23的支撑力能够垂直地反应在应变片上，引起应变片的挤压变形，提高检测结果的精度。 

当测力部件3为悬臂测力传感器时，底座4还设置为具有斜面的结构，如图6所示，将悬臂测力传感器固定在底座4的斜面上，以辅助实现驱动支撑杆23的轴心线与应变片的垂直设置。 

实施例3 

请参考图7和图8，图7为本发明所提供扫描床在第三种具体实施方式中测力部件与驱动支撑杆的组装分解示意图；图8为图7中测力部件与驱动支撑杆的组装完成示意图。 

在第三种具体实施方式中，本发明的测力部件3还可以为具有应 变片的S型测力传感器，具体设置请参照实施例2。 

此时，底座4可以设置为压盖式结构，如图7和图8所示，底座4具有压盖42，可以将压盖42盖合在测力部件3上，并通过螺钉等连接件将压盖42与床底座10固定连接，从而将测力部件3的垂向定位，如图7和图8所示。 

实施例4 

请参考图9，图9为本发明所提供扫描床在第四种具体实施方式中测力部件与驱动支撑杆的局部放大示意图。 

在第四种实施方式中，本发明的测力部件3可以集成设置在驱动支撑杆23上，如图9所示，可以在驱动支撑杆23上设置应变片作为测力部件3；例如，可以将应变片直接贴合在驱动支撑杆23上，则当驱动支撑杆23受到来自床架1的挤压力时，驱动支撑杆23会产生一定的挤压变形，处于其上的应变片就会随之产生变形，以测出驱动支撑杆23的支撑力。 

与此同时，还可以设置变送器8和显示仪9，变送器8与应变片信号连接，显示仪9与变送器8信号连接，则应变片将力的信号转化为模拟信号，传递到变送器8的输入端，变送器8进一步将该模拟信号传递到显示仪9，通过显示仪9予以显示，直接读取支撑力。 

所述信号连接是指以有线或者无线的方式实现信号传递的一种连接方式。 

可以理解，变送器8还可以连接信号转换模块，首先，变送器8将测力部件3测得的支撑力转换为电压信号，然后通过信号转换模块转化为数字信号，从而能够通过显示仪9予以显示。 

此外，本发明的扫描床还可以设置计算模块，将计算模块与测力部件3和显示仪9信号连接；计算模块将测力部件3测得的支撑力作为原始数据，然后结合扫描床的其他相关参数进行计算，以得出患者体重，并将患者体重的数值传递给显示仪9，则可以通过显示仪9直接读取患者体重的数值。 

本领域技术人员应该可以想到，在实施例1-3中也可以设置变送 器8和显示仪9，将变送器8与测力部件3信号连接，以便直接读取所测得的支撑力；显然，也可以设置计算模块，以直接获取并读出患者体重。 

在上述四种实施方式中，得到驱动支撑杆23对床架1的支撑力时，可以借助其他相关参数获取患者体重。 

请结合图10和图11，图10为本发明的扫描床在前四种具体实施方式中进行体重测量的原理示意图；图11为本发明的扫描床在前四种具体实施方式中进行体重测量的数据转换示意图。 

需要说明的是，以下运算过程均可以通过上述计算模块完成；当然，在需要对角度和长度进行测量的情况下，可以设置相应的测量部件，且所述测量部件也可以与信号转换模块连接，以转换得到可以为计算模块使用的数字信号。 

具体地，将本发明的扫描床的各个参数进行如下定义： 

α--------第二摆杆22的上下支点连线与水平面的夹角； 

β--------第二摆杆22的上下支点连线与驱动支撑杆23的上支点到第二摆杆22的下支点连线的夹角； 

θ--------驱动支撑杆23与其上支点到第二摆杆22的下支点连线的夹角； 

γ--------驱动支撑杆23与水平线的夹角； 

L1------第二摆杆22的上下支点连线长度； 

L2------驱动支撑杆23的上支点与第二摆杆22的下支点连线长度； 

L3------驱动支撑杆23的上支点到下支点的水平距离； 

L4------驱动支撑杆23的上支点到下支点的垂直距离； 

L5------驱动支撑杆23的下支点到第二摆杆22的下支点的垂直距离； 

L6------驱动支撑杆23的下支点到第二摆杆22的下支点的水平距离； 

F1------患者体重及床架1共同作用于第一摆杆和第二摆杆上支点 的力； 

F2------支撑力（借助测力部件3实时侦测出）； 

M1------患者负载； 

M2------床架1的重量； 

M3------第一摆杆21的重量； 

M4------第二摆杆22的重量； 

当测力部件3测量得到支撑力F2时，可以通过以下换算得到患者体重： 

驱动支撑杆23的上支点到下支点的水平距离 

L3＝L6-cos(β+α)×L2        (1) 

驱动支撑杆23的上支点到下支点的垂直距离 

L4＝sin(β+α)×L2+L5        (2) 

驱动支撑杆23与地面之间的夹角 

$\mathrm{\γ}-\arctan \frac{L4}{L3}---\left(3\right)$

驱动支撑杆23与其上支点到第二摆杆22的下支点连线的夹角 

θ＝180°-γ-α-β        (4) 

根据力矩平衡会有如下关系： 

F1×L1×cosα＝F2×L2×sinθ        (5) 

其中，    $F1=\frac{(2\×(M1+M2)+M3+M4)\×9.8}{2}---\left(6\right)$

即：    $\frac{(2\×(M1+M2)+M3+M4)\×9.8}{2}=\frac{F2\×L2\×\sin \mathrm{\θ}}{L1\×\cos \mathrm{\α}}---\left(7\right)$

得出患者负载    $M1=\frac{\frac{2\×F2\×L2\×\sin \mathrm{\θ}}{L1\×\cos \mathrm{\α}\×9.8}-M3-M4}{2}-M2---\left(8\right)$

化简得：    $\frac{F2\×L2\×\sin \mathrm{\θ}}{L1\×\cos \mathrm{\α}\×9.8}\frac{M3+M4}{2}\left(9\right)$

此外，如图10所示，本发明的扫描床还可以设置光电编码器27，光电编码器27可以设置在第二摆杆22与底座10的铰接点上，以便测量第二摆杆22与水平面之间的夹角α。同理，可以在其他需要检测角 度的位置设置光电编码器27；显然，光电编码器27还可以采用其他角度测量装置替代。 

如图11所示，进行计算时，首先光电传感器27和测力部件3将测得的数字信号传递给计算模块1，计算模块1换算得到相应的α值和F2值，进而将两者的值传递给计算模块2使用；计算模块2得到相关数据后按照上述公式1-9计算得出患者负载M1，然后可以将其传递给显示仪9予以显示，还可以将其传递给设备控制台，以备使用。 

实施例5 

请参考图12-14，图12为本发明所提供扫描床在第五种具体实施方式中的立体结构示意图；图13为图12中所示测力部件与驱动丝杠的组装分解示意图；图14为图13中所示测力部件与驱动丝杠的组装完成示意图。 

在第五种具体实施方式中，本发明的扫描床包括床底座10，升降组件2包括第一支杆24、第二支杆25和驱动丝杠26，第一支杆24和第二支杆25相互交叉地铰接，第一支杆24和第二支杆25均以其一端均与床架1铰接，第一支杆24的另一端或者第二支杆25的另一端与驱动丝杠26螺接，两者中的另一个以其另一端与床底座10固连，驱动丝杠26与测力部件3相连。 

当第一支杆24与第二支杆25交叉地铰接时，本发明的扫描床形成马架式结构，如图12所示，此时可以采用驱动丝杠26进行驱动，将驱动丝杠26的旋转运动转化为第一支杆24和第二支杆25的摆动。 

以第二支杆25的另一端与驱动丝杠26相连为例，如图12-14所示，当驱动丝杠26旋转时，带动第二支杆25沿驱动丝杠26的轴向移动，进而使得第一支杆24和第二支杆25发生摆动，从而转化为床架1的升降运动。 

在驱动丝杠26的端部还可以连接测力部件3，如图13和图14所示，测力部件3设有应变片的一端即为其感应端，可以在驱动丝杠26的端部连接带有螺杆的球关节261，带有螺杆的球关节261通过其螺杆与测力部件3螺接，以便测力部件3能够实时感应驱动丝杠26对床 架1的驱动力和支撑力。 

当然，此时的测力部件3也可以为销轴测力传感器、悬臂测力传感器或者S型测力传感器，然后参照实施例1-4设置测力部件3与驱动丝杠26的关系，以便测量得到驱动丝杠26对床架1的驱动支撑力；还可以参照上述实施例1-4设置底座4，完成测力部件3的组装。 

请进一步结合图15-图17，图15为本发明的扫描床在第五种具体实施方式中进行体重测量的原理示意图；图16为图15所示原理示意图的结构简图；图17为本发明的扫描床在第五种具体实施方式中进行体重测量的数据转换示意图。 

在实施例5中，定义如下参数： 

I--------床架1在某高度位置； 

II-------以床架1在I位置为基础的高度无限小位移处； 

α--------第二支杆25的上下支点连线与水平面的夹角； 

F0------第二支杆25的下端所受驱动力（借助测力部件3实时侦测出）； 

F1------患者体重及床架1的共同作用力； 

F2------第一支杆和第二支杆重量在铰点O处的作用力； 

O------第一支杆和第二支杆铰接中心； 

h------床架1在I位置的高度； 

L------第一支杆和第二支杆的长度； 

△h1—床架1的高度h的无限小位移高度； 

△h2------第一支杆和第二支杆铰点的无限小位移高度； 

△s-------第二支杆25的下端在水平方向的无限小位移距离； 

M1------患者负载； 

M2------床架1的重量； 

M3------第一支杆24的重量； 

M4------第二支杆25的重量。 

详细地，当本发明的扫描床为实施例5中的结构时，可以采用 如下运算得出患者体重： 

$\mathrm{\α}=\arcsin \frac{H}{L}---\left(10\right)$

F1＝(M1+M2)×9.8        (11) 

F2＝(M3+M4)×9.8       (12) 

由结构力学中刚体体系的虚功原理，存在以下功平衡式： 

F1×Δh1+F2×Δh2=F0×Δs        (13) 

其中： 

Δh1=Lsin(α+Δα)-Lsin(α) 

＝2Lcos(α+Δα/2)×sin(Δα/2) 

(14) 

同理：    $\mathrm{\Δh}2-\begin{array}{c}L\\ 2\end{array}\sin \left(\mathrm{\α}\right|\mathrm{\Δ\α})\begin{array}{c}L\\ 2\end{array}\sin \left(\mathrm{\α}\right)$

$=L\cos (\mathrm{\α}+\mathrm{\Δ}/2)\×\sin (\mathrm{\Δ\α}/2)---\left(15\right)$

故：Δh1＝2Δh2        (16) 

Δs＝Lcos(α+α)-Lcos(α)        (17) 

把式子(14)、(15)、(16)、(17)带入平衡式子(13)得： 

$F1\×\mathrm{\Δh}1+F2\×\frac{\mathrm{\Δh}1}{2}=F0\×\mathrm{\Δs}---\left(18\right)$

$(F2+F1)\×\mathrm{\Δh}1=F0\×\mathrm{\Δs}$

化简得： 

$(F1+\frac{F2}{2})=F0\×\tan (\mathrm{\α}+\frac{\mathrm{\Δ\α}}{2})---\left(19\right)$

当    ${\lim }_{\mathrm{\Δ\α}\→0}(F1+\frac{F2}{2})=F0\×{\lim }_{\mathrm{\Δ\α}\→0}\left(\tan (\mathrm{\α}+\frac{\mathrm{\Δ\α}}{2})\right)=F0\×\tan \left(\mathrm{\α}\right)$

(20) 

$(M1+M2+\frac{M3+M4}{2})\×9.8=F0\×\tan \left(\mathrm{\α}\right)---\left(21\right)$

得出： 

$M1=\frac{\mathrm{FO}\×\tan \left(\mathrm{\α}\right)}{9.8}-\frac{M3+M4}{2}-M2---\left(22\right)$

$M1=\frac{\mathrm{FO}\×\left(\arcsin \frac{H}{L}\right)}{9.8}-\frac{M3|M4}{2}-M2---\left(23\right)$

可以想到，可以在扫描床上设置拉绳传感器28，以检测扫描床的高度变化；如图14和图15所示，可以在扫描床的端部设置拉绳传感器28，在第二支杆25与床底座10的铰接处设置光电编码器27，以分别测量扫描床的高度位移和相关角度变化。 

如图17所示，进行计算时，首先光电传感器27、拉绳传感器28和测力部件3将测得的数字信号传递给计算模块1，计算模块1换算得到相应的α值和F0值，进而将两者的值传递给计算模块2使用；计算模块2得到相关数据后按照上述公式10-23计算得出患者负载M1，然后可以将其传递给显示仪9予以显示，还可以将其传递给设备控制台，以备使用。 

以上对本发明所提供的扫描床进行了详细介绍。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 (11)

1.一种扫描床，包括用于支撑人体的床架（1）和驱动所述床架（1）运行的升降组件（2），其特征在于，所述扫描床还包括与所述升降组件（2）相连的测力部件（3），以检测所述升降组件（2）对所述床架（1）的支撑力。

2.如权利要求1所述的扫描床，其特征在于，所述扫描床还包括床底座（10），所述升降组件（2）包括第一摆杆（21）、第二摆杆（22）和驱动支撑杆（23），所述第一摆杆（21）和第二摆杆（22）的一端相互平行地铰接于所述床架（1），两者的另一端固定连接在所述床底座（10）上，所述驱动支撑杆（23）的伸缩端与所述第一摆杆（21）或所述第二摆杆（22）铰接，其固定端与所述床底座（10）固连并连接有测力部件（3）。

3.如权利要求2所述的扫描床，其特征在于，所述测力部件（3）为与所述驱动支撑杆（23）的固定端铰接的销轴测力传感器，所述销轴测力传感器具有应变片，所述驱动支撑杆（23）的轴心线垂直于所述测力部件（3）的应变片，所述驱动支撑杆（23）的摆动带动所述测力部件（3）的销轴转动。

4.如权利要求3所述的扫描床，其特征在于，所述扫描床还包括U型槽（5）和安装在所述床底座（10）上的底座（4），所述驱动支撑杆（23）的固定端嵌入并卡固在所述U型槽（5）内，所述底座（4）和所述U型槽（5）分别设有第一销孔（41）和第二销孔（51），所述测力部件（3）的销轴贯穿所述驱动支撑杆（23）、所述第一销孔（41）和所述第二销孔（51）并与所述U型槽（5）固连。

5.如权利要求4所述的扫描床，其特征在于，所述扫描床还包括固连在所述U型槽（5）的两侧的压板（6），所述测力部件（3）的销轴两端设有卡口（31），所述压板（6）卡固在所述卡口（31）内。

6.如权利要求2所述的扫描床，其特征在于，所述测力部件（3）为与所述驱动支撑杆（23）的固定端铰接的悬臂测力传感器或S型测力传感器，所述悬臂测力传感器或S型测力传感器具有应变片，所述驱动支撑杆（23）的轴心线垂直于所述测力部件（3）的应变片。

7.如权利要求6所述的扫描床，其特征在于，所述测力部件（3）与所述驱动支撑杆（23）通过杆端关节轴承（7）铰接。

8.如权利要求2所述的扫描床，其特征在于，所述测力部件（3）为集成于所述驱动支撑杆（23）上的应变片。

9.如权利要求1所述的扫描床，其特征在于，所述扫描床还包括床底座（10），所述升降组件（2）包括驱动丝杠（26）、相互交叉地铰接的第一支杆（24）和第二支杆（25），所述第一支杆（24）和所述第二支杆（25）均以其一端与所述床架（1）铰接，其中一者的另一端与所述驱动丝杠（26）螺接，另一者的另一端与所述床底座（10）固连，所述驱动丝杠（26）与所述测力部件（3）连接。

10.如权利要求1-9任一项所述的扫描床，其特征在于，所述扫描床还包括与所述测力部件（3）信号连接的变送器（8）和与所述变送器（8）信号连接的显示仪（9）。

11.如权利要求10所述的扫描床，其特征在于，所述扫描床还包括计算模块，所述计算模块与所述测力部件（3）信号连接，以便通过所述测力部件（3）测得的支撑力换算得到患者体重；所述计算模块与所述显示仪（9）信号连接。

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