CN103989524B - 一种小动物成像承载系统及小动物成像系统 - Google Patents
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Abstract
一种小动物成像承载系统，其包括，一小动物承载装置，其包括升降台，所述升降台上设有平移台，所述平移台上设有小动物床，所述小动物床能够在升降台及平移台的作用下在垂直方向和水平方向上移动；一成像设备承载装置，其包括一旋转圆盘，所述旋转圆盘上设有一中心通孔，所述小动物床能够通过所述中心通孔；同时，所述旋转圆盘能够以所述平移台平移方向为轴转动。小动物床也可以在垂直方向和水平方向上移动，因此不需要转动小动物即可得到小动物的360度影像，同时，旋转圆盘可以连续转动也可以一度一度的转动，可以极大的提高影像精度。同时通过滑环连接计算机与成像装置也解决了连接线缠绕的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种小动物成像承载系统及小动物成像系统。
背景技术
分子影像技术可在组织水平、细胞和亚细胞水平监测特定分子的生理和病理变化，通过发展新的工具、试剂及方法，探查疾病过程中细胞和分子水平异常，在尚无解剖改变的疾病前检出异常，探索疾病发生、发展和转移机理，评价药物疗效，对提高重大疾病诊治水平和建立疾病预警机制起着决定性作用。本学科重点研究的方向之一有：多模态小动物分子成像系统的研制，自主研究与开发适合于小动物疾病模型观测的高时间分辨率和高空间分辨率的成像设备为疾病的早期诊断、药物开发、药效评估、基因治疗等提供在体、实时、连续、无创的观测方法。
随着多模态小动物分子成像系统的研制，小动物成像配套装置也急需发展，特别是对高精度的机械系统和控制系统。小动物成像装置对机械系统有特殊的要求，特别是高精度和需要满足的特殊结构。因此小动物成像的机械系统要特别注意这两点。
传统的小动物成像设备的模式大多是这样的：将成像设备安装在固定的光学平台上，然后将小动物直立绑在可旋转的支架上，通过小动物的旋转对小动物成像，这样做的缺点是：小动物处于非正常体位，从而使实验得不出最佳的数据，而且设备移动不灵活，做实验也不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用方便，实验数据准确的小动物成像承载系统，其包括，
一小动物承载装置，其包括升降台，所述升降台上设有平移台，所述平移台上设有小动物床，所述小动物床能够在升降台及平移台的作用下在垂直方向和水平方向上移动；
一成像设备承载装置，其包括一旋转圆盘，所述旋转圆盘上设有一中心通孔，所述小动物床能够通过所述中心通孔；同时，
所述旋转圆盘能够以所述平移台平移方向为轴转动。
在上述技术方案的基础上，所述旋转圆盘用于承载成像设备，且所述成像设备承载装置还包括底座、安装于底座上的轴承座，所述轴承座中装有轴筒，所述旋转圆盘安装于所述轴筒上。
在上述技术方案的基础上，所述小动物成像承载系统还设有传动装置，所述传动装置驱动所述轴筒带动所述旋转圆盘转动。
在上述技术方案的基础上，所述传动装置包括伺服电机、与所述伺服电机相连的减速机，与减速机相连的同步带轮，且所述同步带轮驱动所述轴筒。
在上述技术方案的基础上，所述小动物成像承载系统还包括通信模块，所述通信模块包括滑环，所述滑环组设于所述轴筒中，所述滑环一端电性连接所述旋转圆盘上的成像设备另一端电性连接控制所述成像设备的计算机。
在上述技术方案的基础上，所述小动物成像承载系统还包括转动角度反馈模块，所述转动角度反馈模块包括圆光栅，所述圆光栅安装于所述轴筒上。
在上述技术方案的基础上，所述控制模块还包括大闭环控制系统和小闭环控制系统形成双闭环控制系统，伺服驱动器和伺服电机组成小闭环控制系统：上位PC，伺服驱动器，伺服电机，减速机，转盘和光栅尺形成大闭环控制系统。
在上述技术方案的基础上，所述轴筒外表面为阶梯状，且所述小动物能够穿过所述中心通孔进入所述轴筒中。
在上述技术方案的基础上，所述轴筒与所述旋转圆盘连接的区域的接触面为锥面。
本发明还提供一种小动物成像系统，所述的小动物成像承载系统中旋转圆盘上设置有成像装置，所述成像装置的视野位于所述旋转圆盘中心通孔所在区域，小动物床通过升降台的上下移动和平移台的左右移动将小动物床送入成像装置的视野范围内。
本发明有益效果在于：由于旋转圆盘可以转动，小动物床也可以在垂直方向和水平方向上移动，因此不需要转动小动物即可得到小动物的360度影像，同时，旋转圆盘可以连续转动也可以一度一度的转动，可以极大的提高影像精度。同时通过滑环连接计算机与成像装置也解决了连接线缠绕的问题。
附图说明
图1是本发明小动物成像承载系统示意图；
图2是图1所示小动物成像承载系统爆炸图；
图3是本发明轴筒装配剖视图；
图4是本发明带轮预紧装置；
图5是本发明控制系统线框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
请参考图1及图2，本发明一种小动物成像承载系统，其包括，一小动物承载装置，其包括升降台17，升降台17上设有平移台18，平移台18上设有小动物床19，所述小动物床19能够在升降台17及平移台18的作用下在垂直方向和水平方向上移动；成像设备承载装置包括一旋转圆盘1，旋转圆盘1上设有一中心通孔，小动物床19能够通过所述中心通孔；同时旋转圆盘1能够以所述平移台18平移方向为轴转动。其中升降台17通过螺钉固定在底板10上，平移台18固定在升降台17顶端，小动物床固定在平移台上。小动物床的控制线和计算机相连，由计算机控制小动物床19的移动。
旋转圆盘1用于承载成像设备，成像设备承载装置还包括底座10、安装于底座10上的轴承座5，轴承座5中装有轴筒2，旋转圆盘1安装于所述轴筒2上。传动装置驱动所述轴筒2带动所述旋转圆盘1转动。传动装置包括伺服电机16、与伺服电机16相连的减速机13，与减速机13相连的同步带轮11、12，且所述同步带轮11.12之间用同步带连接，并驱动轴筒2。轴筒2外表面为阶梯状，小动物能够穿过所述中心通孔进入所述轴筒2中，以便于成像设备对小动物成像。轴筒2与所述旋转圆盘1连接的区域的接触面为锥面。以提供更高的同轴度。
同时，轴承5上还装有大轴承3,小轴承4，轴承座5，轴承定位套筒6,大端轴承盖7,小端轴承盖8，其中转盘1和轴筒2通过锥面接触，并通过螺栓轴向固定。轴筒2和两轴承通过紧配合连接从而径向定位，两轴承内圈通过轴承定位套筒轴向定位，轴承座程筒状结构，两轴承外圈和轴承座紧配合连接从而径向定位，两轴承外圈通过轴承盖轴向定位。轴承座5由螺栓固定在支座上，支座由螺栓固定在底板10上。
小动物成像承载系统还包括通信模块，通信模块包括滑环14，滑环14组设于所述轴筒2中，所述滑环14一端电性连接所述旋转圆盘1上的成像设备另一端电性连接控制所述成像设备的计算机。使得旋转圆盘1旋转时连接线不会缠绕。转动角度反馈模块包括圆光栅20，所述圆光栅20安装于所述轴筒2上，圆光栅监测转筒2的转动角度和位置信息，并将测得的转动角度和位置信息传给上位PC。通信模块还包括闭环控制系统，其为大闭环控制系统和小闭环控制系统形成双闭环控制系统，伺服驱动器和伺服电机16组成小闭环控制系统，计算机，伺服驱动器，伺服电机16，减速机13，轴筒和光栅尺形成大闭环控制系统。
伺服驱动器将驱动信号给伺服电机16来控制伺服电机16的转动，伺服电机16自带编码器将监测到伺服电机16转动的位置，速度，和加速度信号传给伺服驱动器，伺服驱动器根据伺服电机16传过来的位置，速度，加速度信号再次对伺服电机16发出驱动信号，以上过程将反复执行，直到伺服电机16达到期望的运动，以上便是小闭环控制系统，上位PC，伺服驱动器，伺服电机16，减速机13，转盘1和光栅尺20形成大闭环控制系统：上位PC通过编程将控制信号传给伺服驱动器，然后伺服驱动器将接收到的控制信号转化为驱动信号传给伺服电机16，伺服电机16再将接收到的驱动信号转化为机械转动，并经减速机13，带轮传动机构带动轴筒2转动，装在轴筒2上的圆光栅20监测轴筒2的转动角度和位置信息，并将信息传给上位PC,上位PC再根据圆光栅传过来的信号再次对伺服驱动器发出控制信号，以上过程将反复执行直到转筒运动到期望的位置，以上过程便是大闭环控制系统。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种小动物成像承载系统，其特征在于：其包括，
一小动物承载装置，其包括升降台，所述升降台上设有平移台，所述平移台上设有小动物床，所述小动物床能够在升降台及平移台的作用下在垂直方向和水平方向上移动；
一成像设备承载装置，其包括一旋转圆盘，所述旋转圆盘上设有一中心通孔，所述小动物床能够通过所述中心通孔；同时，所述旋转圆盘能够以所述平移台平移方向为轴转动；
一控制模块，所述控制模块还包括大闭环控制系统和小闭环控制系统形成双闭环控制系统，伺服驱动器和伺服电机组成小闭环控制系统：所述小闭环控制系统包括伺服驱动器，其将驱动信号给伺服电机来控制伺服电机的转动，伺服电机自带编码器将监测到伺服电机转动的位置，速度，和加速度信号传给伺服驱动器，伺服驱动器根据伺服电机传过来的位置，速度，加速度信号再次对伺服电机发出驱动信号，以上过程将反复执行，直到伺服电机达到期望的运动；所述大闭环控制系统包括上位PC，伺服驱动器，伺服电机，减速机，转盘和光栅尺，其中上位PC通过编程将控制信号传给伺服驱动器，伺服驱动器将接收到的控制信号转化为驱动信号传给伺服电机，伺服电机再将接收到的驱动信号转化为机械转动，并经减速机，带轮传动机构带动轴筒转动，装在轴筒上的圆光栅监测转筒的转动角度和位置信息，并将信息传给上位PC,上位PC再根据圆光栅传过来的信号再次对伺服驱动器发出控制信号。
2.如权利要求1所述的一种小动物成像承载系统，其特征在于：所述旋转圆盘用于承载成像设备，且所述成像设备承载装置还包括底座、安装于底座上的轴承座，所述轴承座中装有轴筒，所述旋转圆盘安装于所述轴筒上。
3.如权利要求2所述的一种小动物成像承载系统，其特征在于：所述小动物成像承载系统还设有传动装置，所述传动装置驱动所述轴筒带动所述旋转圆盘转动。
4.如权利要求3所述的一种小动物成像承载系统，其特征在于：所述传动装置包括伺服电机、与所述伺服电机相连的减速机，与减速机相连的同步带轮，且所述同步带轮驱动所述轴筒。
5.如权利要求2所述的一种小动物成像承载系统，其特征在于：所述小动物成像承载系统还包括通信模块，所述通信模块包括滑环，所述滑环组设于所述轴筒中，所述滑环一端电性连接所述旋转圆盘上的成像设备另一端电性连接控制所述成像设备的计算机。
6.如权利要求2所述的一种小动物成像承载系统，其特征在于：所述小动物成像承载系统还包括转动角度反馈模块，所述转动角度反馈模块包括圆光栅，所述圆光栅安装于所述轴筒上。8.如权利要求2所述的一种小动物成像承载系统，其特征在于：所述轴筒外表面为阶梯状，以便将多个器件安装在轴筒上，且所述小动物能够穿过所述中心通孔进入所述轴筒中。
7.如权利要求2所述的一种小动物成像承载系统，其特征在于：所述轴筒与所述旋转圆盘连接的区域的接触面为锥面。
8.一种小动物成像系统，其特征在于：权利要求1-7任意一项所述的小动物成像承载系统中旋转圆盘上设置有成像装置，所述成像装置的视野位于所述旋转圆盘中心通孔所在区域，小动物床通过升降台的上下移动和平移台的左右移动将小动物床送入成像装置的视野范围内。
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