CN103371838B - X射线设备及其升降结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了X射线设备及其升降结构。所述升降结构包括基座、升降柱以及旋转台，其中，升降柱的一端附着在基座上，并且升降柱的另一端与旋转台相连接从而使得升降柱的伸缩运动能够驱动旋转台进行上下运动。通过根据本发明的升降结构，可以简化结构、节省空间、降低成本。

Description

X射线设备及其升降结构

技术领域

本发明总体上涉及X射线检测领域，更具体地涉及X射线设备及其升降结构。

背景技术

在X射线设备中，尤其在用于乳房X射线照相术的X射线设备中，用于C型臂上下运动的升降结构是一种常见的装置。在一般的升降结构中，通过利用气弹簧或配重物来补偿C型臂的重量，通常由马达驱动的丝杠来提供升降的动力。C型臂沿着线性轴承上下运动。图1示出了现有技术中用于X射线设备中的典型升降结构的一个示例，其中该升降结构带动C型臂8作升降运动。如图1所示，该升降结构包括：基座1、主框架2、马达3、马达框架4、丝杠5、两个轴承6、滑轮/皮带(或齿轮箱-联动轴)7，以及图1中未示出的马达电源、马达控制板、制动器、编码器、限制开关等。这种升降结构至少具有以下缺点：

1)复杂的机械结构：线性轴承6需要坚固的框架；为了承受弯曲力矩需要至少2个线性轴承6；为了获得完整的升降行程，丝杠5的长度需要很长；马达3需要框架4；马达3需要滑轮/传动皮带6或者齿轮箱-联动轴来与螺杆连接。

2)复杂的电气控制体系：需要马达3、马达电源、马达控制板；需要自动防故障制动器；需要指示高度的编码器；在最高位置和最低位置处需要两个开关；还需要气弹簧故障指示器。

3)这些复杂的机械结构和电力结构导致相对高的成本。

4)梯形丝杠的噪声水平较高。

5)气弹簧在生产线上的安装以及在现场的替换需要特定的工装夹具。

6)当发生气弹簧故障时，系统升降功能将崩溃。并且，该崩溃容易导致马达过热。

发明内容

本发明的发明人开发出能够解决上述问题中的一个或多个的一种新型的升降结构。

根据本发明的一方面，提供一种升降结构，其包括基座、升降柱以及旋转台，其中，升降柱的一端附着在基座上，并且升降柱的另一端与旋转台相连接从而使得升降柱的伸缩运动能够驱动旋转台进行上下运动。

根据本发明的一个实施例，该升降结构还包括弹性装置，所述弹性装置的一端附着到基座，而所述弹性装置的另一端附着到旋转台。

根据本发明的一个实施例，该升降结构还包括故障指示器，用于指示所述弹性装置的故障的发生。

根据本发明的一个实施例，所述故障指示器包括压杆、弹性元件以及微动开关，其中所述弹性元件位于所述压杆及所述基座之间，并且所述弹性元件的一端固定在基座上而另一端附着到所述压杆的一端，所述压杆的中间部分铰接地附着到所述基座，并且所述压杆的另一端与所述弹性装置相连以使得所述弹性装置通过所述故障指示器而附着到所述基座。

根据本发明的一个实施例，在所述弹性装置正常工作的情况下，所述弹性装置对所述压杆的所述另一端的弹力与所述弹性元件对所述压杆的所述一端的拉力保持平衡，从而使得固定到所述基座的所述微动开关与所述压杆的所述一端保持接触而处于激活状态。

根据本发明的一个实施例，在所述弹性装置发生故障的情况下，所述压杆由于所述弹性装置的弹力的消失而失去平衡，从而使得所述微动开关与所述压杆的所述一端相分离而处于去激活状态。

根据本发明的一个实施例，当所述微动开关处于去激活状态时，所述故障指示器发出警告以通知用户替换所述弹性装置。

根据本发明的一个实施例，所述弹性装置以铰接的方式与所述压杆的所述另一端相连接。

根据本发明的一个实施例，所述弹性装置为气弹簧。

根据本发明的一个实施例，所述升降柱为线性升降柱。

根据本发明的一个实施例，所述升降结构被用于X射线设备中。

根据本发明的一个实施例，所述升降结构被用于乳房X射线设备中。

根据本发明的一个实施例，所述旋转台与C型臂相连接，从而使得在升降柱的驱动下所述C型臂与旋转台一起运动。

根据本发明的一个实施例，所述弹性装置的弹力基本上抵消所述C型臂及旋转台的重力以及C型臂的弯曲力矩。

根据本发明的另一方面，提供一种X射线设备，其包括：

如上所述的升降结构；以及

C型臂，所述C型臂固定到所述旋转台，从而使得在升降柱的驱动下所述C型臂与旋转台一起运动。

根据本发明的一个实施例，所述弹性装置的弹力基本上抵消所述C型臂及旋转台的重力以及C型臂的弯曲力矩。

根据本发明的一个实施例，所述X射线设备为乳房X射线设备。

通过根据本发明的升降结构以及/或者包括这种升降结构的X射线设备，可以简化结构、节省空间、降低成本。

附图说明

为了更透彻地理解本公开的内容，下面参考结合附图所进行的下列描述，在附图中：

图1是根据现有技术的与乳房X射线设备的C型臂相连的升降结构的示例图；

图2是根据本发明的一个优选实施例的与C型臂相连的升降结构的示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的故障指示器的组成示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的其中气弹簧处于正常工作状态下的故障指示器的示意图；以及

图5是根据本发明的一个实施例的其中气弹簧处于故障状态下的故障指示器的示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，但本发明并不限于下述具体实施例。

本发明的发明人提出一种气弹簧补偿的线性致动器柱驱动的升降结构。在下面的说明中，以将该升降结构用于X射线设备中、尤其是乳房X射线照相术的X射线设备中以用于驱动C型臂进行上下运动为例来进行说明。但是，本领域技术人员应当理解的是，本发明的升降结构不仅适用于X射线设备中，还适用于其它任何用于驱动物体作线性运动的场合中。

图2示出了根据本发明的一个优选实施例的与C型臂26相连的升降结构的示意图。如图2所示，该升降结构的实施例包括基座21、升降柱22以及旋转台23。升降柱22的一端附着在基座21上，并且升降柱22的另一端与旋转台23相连接。

升降柱22为工业中常见的一种用于驱动物体作线性升降运动的装置。在专利申请CN 101801324A中公开了一种这样的升降柱。图2示出了升降柱的一个实施例。如图2所示，升降柱22由口径逐渐递减的几段柱部件连接而成，其中口径较小的柱部件可以通过伸缩运动而缩进口径较大的柱部件的内部，从而使得整个升降柱22的长度变小，由此使得与升降柱相连的旋转台向下运动。另外，缩进口径较大的柱部件的内部的柱部件也可以通过伸缩运动而伸出该口径较大的柱部件之外，从而使得整个升降柱22的长度变大，由此使得与升降柱相连的旋转台向上运动。这样，当升降柱22进行伸、缩运动时，能够驱动旋转台23进行升、降运动，从而带动与旋转台23相连的C型臂26一起进行升、降运动。

在以上的实施例中，使用升降柱作为线性致动器替代了由马达、马达控制板、马达电源、制动器、编码器、限制开关、线性轴承、主框架、丝杠和滑轮/皮带或齿轮箱-联动轴组成的升降结构，从而简化了结构、降低了成本。升降柱22本身具有以大于4的安全因子来升降C型臂的能力，其具有非常高的可靠性，它的使用提高了整个系统的可靠性。另外，升降柱具有纤细的结构，这大大节省了空间。

在图2的优选实施例中，升降结构还包括有气弹簧24，其一端附着到基座21，而另一端附着到旋转台23。气弹簧24用于补偿旋转台23和/或C型臂26的重力以及C型臂26在弯曲时产生的弯曲力矩。一般地，气弹簧24的弹力抵消了大部分的所述重力和弯曲力矩，从而使得升降柱工作在很低的负载(规范负载的大约10-20％)下，不受所述重力和弯曲力矩的影响。这使得气弹簧24将具有非常长的使用寿命，并且变得更安全，从而使得系统更可靠。在该实施例中，气弹簧24的一端附着到基座21，另一端直接与旋转台23相连，这样的简单结构便于气弹簧在生产时的安装或在现场的替换。在以前的升降结构中，由于部件之间的相互影响，需要使用专用工具将气弹簧压缩到初始位置才能安装到位，给安装带来麻烦。与此相对照，在本发明的升降结构中，由于结构简单，不存在气弹簧与其它部件之间的相互干涉，不需要任何特定的工具或工装夹具就可以安装或替换气弹簧。应当理解的是，虽然在图2所示的优选实施例中示出了气弹簧24，但是气弹簧24并不是实现本发明的精神所必需的。在没有气弹簧的情况下，本发明的升降结构依然可以进行良好的升降。在以上及以下描述中，将气弹簧作为了弹性装置的示例。但是，还应当理解的是，也可以使用气弹簧之外的其它可以提供弹力以补偿旋转台23和/或C型臂26的重力以及C型臂26在弯曲时产生的弯曲力矩的弹性装置。

在图2的优选实施例中，升降结构还包括故障指示器25，其用于指示气弹簧24的故障的发生。当气弹簧24发生故障时，故障指示器25发出警告以通知用户替换掉故障的气弹簧24，虽然此时升降结构在升降柱22的作用下依然能够良好地工作。由于升降柱22可以在没有气弹簧24的情况下独立地工作，并且故障指示器25可以将气弹簧24的故障通知给用户，因此在气弹簧发生故障与替换掉故障的气弹簧之间不存在停机中断时间。同样应当理解的是，虽然在图2所示的优选实施例中示出了故障指示器25，但是故障指示器25并不是实现本发明的精神所必需的。

图3示出了根据本发明的一个实施例的故障指示器25的组成示意图。如图3所示，故障指示器25包括压杆251、弹性元件252以及微动开关253。弹性元件252在图3-5中被示出为弹簧，应当理解的是，也可以使用其它能够提供弹力/拉力的弹性元件或材料。弹性元件252位于压杆251及基座21之间，并且其一端固定在基座21上而另一端附着到压杆251的一端251a。压杆251的中间部分251c(例如通过铰接结构)铰接到基座21，以使得压杆的两个端部251a、251b可以绕此铰接点转动。这里所说的中间部分并不是特指压杆长度的中点位置，而是指除压杆251的两个端部之外的任何压杆部分。压杆251的另一端251b与气弹簧24相连接，以使得气弹簧24通过所述故障指示器25而附着到基座21。在图3的实施例中，气弹簧24的端部24a以铰接的方式与压杆251的端部251b相连接。微动开关253被固定到基座21，并且被定位在压杆251的端部251a的上方的位置处，以使得：在气弹簧24正常工作的情况下，气弹簧24对压杆251的端部251b的弹力与弹性元件252对压杆251的端部251a的拉力保持平衡，从而使得该位置处的微动开关253的触片253-1与压杆251的端部251a保持接触而使微动开关253处于激活状态(参见图4)；在气弹簧24发生故障的情况下，气弹簧24对端部251b的向下的弹力基本消失，使得压杆251在弹性元件252的向下的拉力下失去平衡，从而使得微动开关253的触片253-1与压杆251的端部251a分离开来，而使得微动开关253处于去激活状态(参见图5)。当微动开关253处于去激活状态(这表明气弹簧24的弹力已失效)时，故障指示器25发出警告以通知用户替换气弹簧24。故障指示器25的使用使得可以及时发现气弹簧24的故障并通知用户进行更换，这增强了系统的可靠性。

上面所述的根据本发明的各个实施例具有以下优点中的一个或多个：

(1)更简单的结构：整个结构仅包括基座、升降柱、气弹簧(可选)和气弹簧故障指示器(可选)，去除了传统升降结构中的主框架、轴承、螺杆、电动马达及其附属部件等，结构更简单。

(2)更低的成本：部件的减少导致更低的成本。

(3)更可靠：升降柱具有非常高的可靠性。在气弹簧补偿了大部分的C型臂重量和弯曲力矩时，升降柱工作在规范负载的大约10-20％的状态下。

(4)节省空间：升降柱和/或气弹簧具有纤细的结构，这会节省台架盖内部的许多空间。

(5)更方便的气弹簧安装：气弹簧在生产时的安装或在现场的替换不需要任何特定的工具或工装夹具。

(6)更少的中断时间：当发生气弹簧故障时，在没有气弹簧补偿的情况下升降结构依然可以进行良好的升降。并且，气弹簧故障指示器会通知用户进行气弹簧更换。在应用现场，气弹簧的故障及其更换之间将没有停机中断时间。

虽然上述已经结合附图描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种改变、修改和等效替代。这些改变、修改和等效替代都意为落入随附的权利要求所限定的精神和范围之内。

Claims (14)

1.一种升降结构，包括：

基座；

升降柱，所述升降柱的一端附着在所述基座上；以及

旋转台，所述旋转台与所述升降柱的另一端相连接，从而使得所述升降柱的伸缩运动能够驱动所述旋转台进行上下运动；

弹性装置，所述弹性装置的一端附着到所述基座，而所述弹性装置的另一端附着到所述旋转台；以及

故障指示器，用于指示所述弹性装置的故障的发生，

其中，所述故障指示器包括压杆、弹性元件以及微动开关，其中所述弹性元件位于所述压杆及所述基座之间，并且所述弹性元件的一端固定在所述基座上而另一端附着到所述压杆的一端，所述压杆的中间部分铰接地附着到所述基座，并且所述压杆的另一端与所述弹性装置相连以使得所述弹性装置通过所述故障指示器而附着到所述基座。

2.如权利要求1所述的升降结构，其中，在所述弹性装置正常工作的情况下，所述弹性装置对所述压杆的所述另一端的弹力与所述弹性元件对所述压杆的所述一端的拉力保持平衡，从而使得固定到所述基座的所述微动开关与所述压杆的所述一端保持接触而处于激活状态。

3.如权利要求2所述的升降结构，其中，在所述弹性装置发生故障的情况下，所述压杆由于所述弹性装置的弹力的消失而失去平衡，从而使得所述微动开关与所述压杆的所述一端相分离而处于去激活状态。

4.如权利要求3所述的升降结构，其中，当所述微动开关处于去激活状态时，所述故障指示器发出警告以通知用户替换所述弹性装置。

5.如权利要求1所述的升降结构，其中所述弹性装置以铰接的方式与所述压杆的所述另一端相连接。

6.如权利要求1所述的升降结构，其中所述弹性装置为气弹簧。

7.如权利要求1所述的升降结构，其中所述升降柱为线性升降柱。

8.如权利要求1所述的升降结构，其中所述升降结构被用于X射线设备中。

9.如权利要求1所述的升降结构，其中所述升降结构被用于乳房X射线设备中。

10.如权利要求1所述的升降结构，其中所述旋转台与C型臂相连接，从而使得在所述升降柱的驱动下所述C型臂与所述旋转台一起运动。

11.如权利要求10所述的升降结构，其中所述弹性装置的弹力基本上抵消所述C型臂及所述旋转台的重力以及所述C型臂的弯曲力矩。

12. 一种X射线设备，包括：

如权利要求1-9中任一项所述的升降结构；以及

C型臂，所述C型臂固定到所述旋转台，从而使得在所述升降柱的驱动下所述C型臂与所述旋转台一起运动。

13.如权利要求12所述的X射线设备，其中所述弹性装置的弹力基本上抵消所述C型臂及所述旋转台的重力以及所述C型臂的弯曲力矩。

14.如权利要求12或13所述的X射线设备，其中所述X射线设备为乳房X射线设备。