CN103760615B - 一种进行人体扫描检查的俯仰升降机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种进行人体扫描检查的俯仰升降机构主要用于人体背散X射线检查设备中。其包括主框架、扫描平台组件、前驱动组件、后驱动组件、配重组件。扫描平台组件可相对于前驱动组件的销轴做旋转和直线运动，扫描平台组件则相对于后驱动组件的销轴做旋转运动；在前驱动组件和后驱动组件电机的共同驱动下，调节电机的速度便可实现扫描平台组件的俯仰升降复合运动本发明综合了摆头式和垂直升降式升降机构的优点，即能提高图像检查质量、又能提高检查效率。

Description

一种进行人体扫描检查的俯仰升降机构

技术领域

本发明涉及一种进行人体扫描检查的俯仰升降机构，主要用于人体背散X射线检查设备中。

背景技术

在民航、海关对旅客进行安全检查包括对其身体检查和其携带的物品检查两部分。随着各国安全与反恐形势的恶化，对人员的安检日益成为安检工作的薄弱环节、长期以来广泛使用的金属安检门根本无法应对爆炸物、非金属刀具、液体危险品等各类非金属危险品和武器的威胁，使得一段时期以来人员安检方面安全漏洞严重，迫使民航机场这样对安检要求很高的场所强制进行人工“搜身”检查，且对人的检查精细程度也相差甚远。这样不仅严重侵犯了人们的隐私，有辱人格，而且也降低了安检速度。因此，对旅客身体检查使用人体背散X射线检查设备就显得格外重要。如何有效的增大扫描范围、提高成像质量已成为人体背散技术的重点。

现在市场上比较典型的人体背散扫描机构有Fiscan（中盾安民）的摆头式人体背散扫描机构和Rapiscan的丝杠式垂直升降机构。Fiscan摆头式扫描机构的检测效率较高、图像质量整体较好；但是在图像的边缘地带，比如人的头部和脚部位置的图像相对中间位置较差。Rapiscan的丝杠式垂直升降机构在图像质量上相对均匀，图像边缘地带和中间位置无明显差异，其扫描机构运动形式为垂直上升——向上摆头——向下摆头——垂直下降向下摆头——向上摆头，然后重复循环运动，其图像质量均匀，但运动形式相对繁琐。

目前市场上现有的人体背散射X射线检查设备的执行机构多为摆头式和垂直升降式升式升降机构。从原理上看，本机构集两者所长，即能提高图像检查质量、又能提高检查效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种进行人体扫描检查的俯仰升降机构，以解决现有技术中的不足，即能提高图像检查质量、又能提高检查效率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种进行人体扫描检查的俯仰升降机构，，包括主框架、扫描平台组件、前驱动组件、后驱动组件、配重组件。

所述主框架为长方体框架式外形，其四根立柱上有导轨安装面，用于安装前驱动组件和后驱动组件中的直线导轨，立柱侧面设有螺纹孔用于安装前驱动组件和后驱动组件中的行程开关；主框架顶部和底部有辅助结构件用于固定安装前驱动组件和后驱动组件的同步带轮和电机；主框架顶部和底部设有安装螺纹孔用于安装配重组件。

扫描平台组件由扫描支撑架、X摄像扫描组件、第一销孔、第二销孔、直线导轨、链接头、限位板组成。扫描支撑架底部为U型结构，上面固定连接两根方钢，方钢一端设有第一销孔，方钢另一端固定连接直线导轨；扫描支撑架的底部固定连接X摄像扫描组件；；所述第一销孔有两个，分别在扫描支撑架的两根方钢上，用于与前驱动组件配合连接；所述直线导轨有两根，分别在扫描支撑架的两根方钢上，且端部安装有限位板；第二销孔固定在直线导轨的滑块上，用于与后驱动组件配合连接；链接头固定在方钢上。

所述前驱动组件由电机、减速器、同步带轮、同步带、夹板、销轴、连接板、直线导轨、液压缓冲器、行程开关组成。电机驱动减速器、同步带轮和同步带运动；直线导轨有两根；连接板的两端分别固定于直线导轨中的两个滑块上，连接板可做竖直方向的上下运动；连接板的中部安装有两个销轴和两个夹板；夹板将同步带固定连接在连接板上；电机工作时，连接板上的销轴便可以做竖直上下运动；直线导轨的两端均安装有液压缓冲器，每根直线导轨上有两个液压缓冲器，作为电机失控时的安全保护，防止其他零部件损坏；两个液压缓冲器的内侧布置有行程开关，且连接板上的触片可以触发该行程开关。

所述后驱动组件的结构及驱动方式与前驱动组件相同，不同的是连接板的运动行程比连接板小，因而相应的行程开关、液压缓冲器的位置靠近直线导轨的中部。

所述配重组件由配重块、钢索、滑轮组成。配重块两端连接钢索，钢索穿过滑轮。

前驱动组件中的直线导轨固定于主框架的前立柱面，行程开关固定于主框架的前立柱面侧面；后驱动组件中的直线导轨固定于主框架的后立柱面，后驱动组件中的行程开关固定于主框架的后立柱面侧面；前驱动组件和后驱动组件中的电机、同步带轮固定安装于主框架的辅助结构件上；扫描平台组件中的第一销孔与前驱动组件中的销轴配合连接；第二销孔与后驱动组件中的销轴配合连接；配重组件中的钢索的分别与扫描平台组件中的链接头连接；滑轮固分别定于主框架顶部和底部。

扫描平台组件可相对于前驱动组件的销轴做旋转和直线运动，扫描平台组件则相对于后驱动组件的销轴做旋转运动；在前驱动组件和后驱动组件电机的共同驱动下，调节电机的速度便可实现扫描平台组件的俯仰升降复合运动。

本发明的一种进行人体扫描检查的俯仰升降机构，其优点及功效在于：本发明综合了摆头式和垂直升降式升降机构的优点，升降机构的运动形式为连续、复合的俯仰运动、提高了检测范围、提高了成像质量、提高了检测效率等功能，使人体背散技术在安全检查中得到有效的发挥和利用。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的立体结构爆炸示意图。

图3为本发明实施例中主框架的立体结构示意图。

图4为本发明实施例中扫描平台组件的立体结构示意图。

图5为本发明实施例中前驱动组件的立体结构示意图。

图6为本发明实施例中前驱动组件的平面结构示意图。

图7为本发明实施例中后驱动组件的立体结构示意图。

图8为本发明实施例中后驱动组件的平面结构示意图。

图9为本发明实施例中配重组件的平面结构示意图。

图10为本发明实施例中扫描平台组件工作区域示意图。

图11～图14为本发明实施例典型工作状况下的结构示意图。

附图标记：

1、主框架，2、扫描平台组件，3、前驱动组件，4、后驱动组件，

5、配重组件，6、被测对象，7、X光，2-1、扫描支撑架，

2-2、X摄像扫描组件，2-3、第一销孔，2-4、第二销孔，

2-5、第一直线导轨，2-6、链接头，2-7、第二直线导轨，2-8、限位板，

3-1、电机，3-2、减速器，3-3、第一同步带轮，3-4、第一同步带，

3-5、第二同步带轮，3-7、第三同步带轮，3-8、传动轴，3-9、张紧机构，

3-10、第二同步带，3-11、第四同步带轮，3-12、夹板，3-13、第一销轴，

3-14、第一连接板，3-15、第三直线导轨，3-16、第一液压缓冲器，

3-171、第一行程开关，3-172、第二行程开关，

3-173、第三行程开关，4-11、第四行程开关，

4-12、第五行程开关，4-13、第六行程开关，

4-2、第二液压缓冲器，4-3、第二销轴，4-4、第二连接板，

5-1、配重块，5-2、第一钢索，5-3、第二钢索，5-4、滑轮，

8-1、低点，8-2、加减速缓冲区，8-3、最低工作点，

8-4、检查行程区，8-5、最高工作点，8-6、高点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细描述。

如图1、图2所示，本发明一种进行人体扫描检查的俯仰升降机构，由主框架1、扫描平台组件2、前驱动组件3、后驱动组件4、配重组件5组成。

如图3所示，所述主框架1为钢结构焊接件，为长方体外形；主框架1的四根立柱上有导轨安装面，用于安装前驱动组件3和后驱动组件4中的直线导轨，立柱侧面设有螺纹孔用于安装前驱动组件3和后驱动组件4中的行程开关；主框架1顶部和底部有辅助结构件用于固定安装前驱动组件3和后驱动组件4的同步带轮和电机；主框架1顶部和底部设有安装螺纹孔用于安装配重组件5。

如图4所示，扫描平台组件2由扫描支撑架2-1、X摄像扫描组件2-2、第一销孔2-3、第二销孔2-4、第一直线导轨2-5、链接头2-6、第二直线导轨2-7、限位板2-8组成。扫描支撑架2-1为钢结构焊接件，底部为U型结构，上面固定连接两根方钢，方钢一端设有第一销孔2-3，方钢另一端固定连接第一直线导轨2-5；扫描支撑架2-1的底部固定连接X摄像扫描组件2-2；所述第一销孔2-3有两个，分别在扫描支撑架2-1的两根方钢上，用于与前驱动组件3配合连接；所述第一直线导轨2-5有两个，分别在扫描支撑架2-1的两根方钢上，且端部安装有限位板2-8；第二销孔2-4固定在第一直线导轨2-5的滑块上，销孔2-4有两个，用于与后驱动组件4配合连接；第二直线导轨2-7有两个，分别固定安装于扫描支撑架2-1的方钢中部，第二直线导轨2-7的滑块上通过轴销连接有链接头2-6，链接头2-6可绕第二直线导轨2-7的滑块进行旋转运动。

如图5、图6所示，所述前驱动组件3由电机3-1、减速器3-2、第一同步带轮3-3、第一同步带3-4、第二同步带轮3-5、第二同步带轮3-7、传动轴3-8、张紧机构3-9、第二同步带3-10、第四同步带轮3-11、夹板3-12、第二销轴3-13、第一连接板3-14、第三直线导轨3-15、第一液压缓冲器3-16、第一行程开关3-171、第二行程开关3-172、第三行程开关3-173组成。电机3-1驱动减速器3-2，减速器3-2输出轴固定安装第一同步带轮3-3，第一同步带轮3-3带动第一同步带3-4，第一同步带3-4带动另一端的第二同步带轮3-5，第二同步带轮3-5通过传动轴3带动第三同步带轮3-7，第四同步带轮3-7带动第二同步带3-10，第二同步带3-10带动第四同步带轮3-11；这样一来，电机3-1工作时便可驱动第一同步带3-4和第二同步带3-10同时运动；第三直线导轨3-15有两根，而且平行布置；第一连接板3-14的两端分别固定于第三直线导轨3-15中的两个滑块上，第一连接板3-14可做竖直方向的上下运动；第一连接板3-14的中部安装有两个第一销轴3-13和两个夹板3-12；夹板3-12分别将第一同步带3-4和第二同步带3-10固定连接在第一连接板3-14上；电机3-1工作时，第一连接板3-14上的第一销轴3-13便可以做竖直上下运动；第三直线导轨3-15的两端均安装有第一液压缓冲器3-16，每根第三直线导轨3-15上有两个第一液压缓冲器3-16，作为电机失控时的安全保护，防止其他零部件损坏；两个第一液压缓冲器3-16的内侧布置有第一行程开关3-171、第二行程开关3-172、第三行程开关3-173、，且连接板3-14上的触片可以触发该三个行程开关。

如图7、图8所示，所述后驱动组件4的结构及驱动方式与前驱动组件3相同，不同的是第二连接板4-4的运动行程比第一连接板3-14小，因而相应的第四行程开关4-11、第五行程开关4-12、第六行程开关4-13、第二液压缓冲器4-2的位置靠近直线导轨的中部。

如图9所示，所述配重组件5由配重块5-1、第一钢索5-2、第二钢索5-3、滑轮5-4组成。配重块5-1两端分别连接第一钢索5-2和第二钢索5-3，两根钢索分别穿过两个滑轮5-4，滑轮5-4共四个，顶部两个，底部两个。所述配重组件5有两套，分别位于扫描平台组件2的两侧。

如图1、图2所示，前驱动组件3中的第三直线导轨3-15固定于主框架1的前立柱面，前驱动组件3中的第一行程开关3-171、第二行程开关3-172、第三行程开关3-173固定于主框架1的前立柱面侧面；后驱动组件4中的直线导轨固定于主框架1的后立柱面，后驱动组件4中的第四行程开关4-11、第五行程开关4-12、第六行程开关4-13固定于主框架1的后立柱面侧面；前驱动组件3和后驱动组件4中的电机、同步带轮固定安装于主框架1的辅助结构件上；扫描平台组件2中的第一销孔2-3与前驱动组件3中的第一销轴3-13配合连接；第二销孔2-4与后驱动组件4中的第二销轴4-3配合连接；配重组件5中的第一钢索5-2的一端与扫描平台组件2中的链接头2-6的一端连接，第二钢索5-3的一端与链接头2-6的另一端连接；两个滑轮5-4固定于主框架1顶部，两个滑轮5-4固定于主框架1底部。

扫描平台组件2可相对于第一销轴3-13做旋转和直线运动，扫描平台组件2则相对于第二销轴4-3做旋转运动；在前驱动组件3和后驱动组件4电机的共同驱动下，调节电机的速度便可实现扫描平台组件2的俯仰升降复合运动。

如图10所示，为了保证扫描平台运动的均匀性，特别设立上下两个加减速缓冲区8-2，由于加减速缓冲区8-2内扫描平台的速度不稳定，所以该区域内不进行X射线成像，只在最低工作点8-3和最高工作点8-5之间进行成像工作。最低工作点8-3和最高工作点8-5之间的区域为检查行程区8-4。在扫描平台组件2上升时的工作运动过程是：

1）、由低点8-1加速运行到最低工作点8-3；

2）、然后再匀速运行到最高工作点8-5；

3）、由最高工作点8-5减速运行到高点8-6；

从而完成一次向上扫描。同样，扫描平台组件2下降扫描时的运动过程正好相反。

在对旅客进行检查时，行人按照站立位置要求，站在安检设备的前面。此时扫描平台位于低点位置，如图11所示。其中第四行程开关4-11、第五行程开关4-12、第六行程开关4-13分别是低点、最低工作点、最高工作点的行程开关。具体流程为：

1）接到检查命令后，前后两套驱动升降装置同时加速上升至最低工作点，如图12所示，然后触发最低工作点的第五行程开关4-12。

2）射线源开启，扫描平台进入正常扫描状态。扫描平台上升的同时进行人体扫描工作。当运行到最高工作点时，如图13所示，触发最高工作点第六行程开关4-13。

3）电机减速运行到液压缓冲器的位置，即最高点，如图14所示，此时射线源关闭。从而完成人体正面的扫描工作。

检查人体背面时，行人背对安检设备。具体流程为：

1）接到检查命令后，前后两套驱动升降装置同时由最高点，如图14所示，加速下降至最高工作点，如图13所示，然后触发最高工作点的第六行程开关4-13。

2）射线源开启，扫描平台进入正常扫描状态。扫描平台下降的同时进行人体扫描工作。当运行到最低工作点时，如图12所示，触发最低工作点第五行程开关4-12。

3）电机减速运行到液压缓冲器的位置。扫描平台停止在最低点，如图11所示。射线源关闭。完成人体背面的扫描工作。整个扫描过程完成。

Claims (1)

1.一种进行人体扫描检查的俯仰升降机构，其特征在于：其包括主框架、扫描平台组件、前驱动组件、后驱动组件、配重组件；

所述主框架为长方体框架式外形，其四根立柱上有导轨安装面，用于安装前驱动组件和后驱动组件中的直线导轨，立柱侧面设有螺纹孔用于安装前驱动组件和后驱动组件中的行程开关；主框架顶部和底部有辅助结构件用于固定安装前驱动组件和后驱动组件的同步带轮和电机；主框架顶部和底部设有安装螺纹孔用于安装配重组件；

扫描平台组件由扫描支撑架、X摄像扫描组件、第一销孔、第二销孔、直线导轨、链接头、限位板组成；扫描支撑架底部为U型结构，上面固定连接两根方钢，方钢一端设有第一销孔，方钢另一端固定连接直线导轨；扫描支撑架的底部固定连接X摄像扫描组件；所述第一销孔有两个，分别在扫描支撑架的两根方钢上，用于与前驱动组件配合连接；所述直线导轨有两根，分别在扫描支撑架的两根方钢上，且端部安装有限位板；第二销孔固定在直线导轨的滑块上，用于与后驱动组件配合连接；链接头固定在方钢上；

所述前驱动组件由电机、减速器、同步带轮、同步带、夹板、销轴、连接板、直线导轨、液压缓冲器、行程开关组成；电机驱动减速器、同步带轮和同步带运动；直线导轨有两根；连接板的两端分别固定于直线导轨中的两个滑块上，连接板可做竖直方向的上下运动；连接板的中部安装有两个销轴和两个夹板；夹板将同步带固定连接在连接板上；电机工作时，连接板上的销轴便可以做竖直上下运动；直线导轨的两端均安装有液压缓冲器，每根直线导轨上有两个液压缓冲器，作为电机失控时的安全保护，防止其他零部件损坏；两个液压缓冲器的内侧布置有行程开关，且连接板上的触片可以触发该行程开关；

所述后驱动组件的结构及驱动方式与前驱动组件相同，不同的是连接板的运动行程比连接板小，因而相应的行程开关、液压缓冲器的位置靠近直线导轨的中部；

所述配重组件由配重块、钢索、滑轮组成；配重块两端连接钢索，钢索穿过滑轮；

前驱动组件中的直线导轨固定于主框架的前立柱面，行程开关固定于主框架的前立柱面侧面；后驱动组件中的直线导轨固定于主框架的后立柱面，后驱动组件中的行程开关固定于主框架的后立柱面侧面；前驱动组件和后驱动组件中的电机、同步带轮固定安装于主框架的辅助结构件上；扫描平台组件中的第一销孔与前驱动组件中的销轴配合连接；第二销孔与后驱动组件中的销轴配合连接；配重组件中的钢索的分别与扫描平台组件中的链接头连接；滑轮分别固定于主框架顶部和底部；

扫描平台组件可相对于前驱动组件的销轴做旋转和直线运动，扫描平台组件则相对于后驱动组件的销轴做旋转运动；在前驱动组件和后驱动组件电机的共同驱动下，调节电机的速度便可实现扫描平台组件的俯仰升降复合运动。