CN106952725A - 一种超导线圈的绕线机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超导线圈的绕线机构，包括主壳体，所述主壳体内设置中心轴，所述中心轴的两端活动连接于所述主壳体上，所述中心轴可绕自身轴线转动；所述中心轴上穿设若干锥形套；所述主壳体上设置若干个限位壳，每个所述限位壳内活动设置伸缩杆，所述伸缩杆的内端与所述锥形套的锥面相连接；所述伸缩杆的外端设置用于绕制线圈的支撑架；所述主壳体内设置驱动所述中心轴转动的传动机构。该发明中主壳体外部通过设置传动机构控制中心轴的转动，使锥形套轴向运动带动伸缩杆伸缩运动，使得操作人员以较少的力量就可以实现支撑架的横向伸缩，以兼容不同内径的线圈骨架，从而制备不同半径的线圈，降低生产成本，提高设备的适用性。

Description

一种超导线圈的绕线机构

技术领域

本发明涉及超导线圈绕线工装技术领域，具体地，本发明涉及一种超导线圈的绕线机构。

背景技术

医用核磁共振成像技术近年来发展十分迅速，已日臻成熟完善。其应用范围基本上覆盖了全身各个系统，并在世界范围内得到推广使用。参与核磁共振成像的因素较多，信息量大而且不同于现有各种影像学成像，该技术以它所提供的特有信息对诊断疾病具有很大的优越性和应用潜力。

核磁共振成像系统无创伤地获取人体各部位任意断层的图像，可获得清晰的软组织图像，得到人体解剖学信息，是当今发现和诊断早期癌症及其他多种疾病最先进的临床诊断设备，在国际医学界和技术界均受到重视。

超导磁体是核磁共振成像系统的主要硬件。超导磁体提供一个稳定度极高的背景磁场，是核磁共振成像系统的主要硬件，也是整个系统的关键部分。超导线圈的绕制是整个超导磁体制作的重要环节。在超导线圈的绕制工序中，普通的工装设备只能绕制单一内径的线圈，绕制不同内径的超导线圈需要更换不同的绕线设备，这增加了制造成本。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种超导线圈的绕线机构，该发明中主壳体外部通过设置传动机构控制中心轴的转动，使锥形套轴向运 动带动伸缩杆伸缩运动，使得操作人员以较少的力量就可以实现支撑架的横向伸缩，以兼容不同内径的线圈骨架，从而制备不同半径的线圈，降低生产成本，提高设备的适用性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种超导线圈的绕线机构，包括主壳体，所述主壳体内设置中心轴，所述中心轴的两端活动连接于所述主壳体上，所述中心轴可绕自身轴线转动；所述中心轴上穿设若干锥形套，所述锥形套随所述中心轴转动而轴向运动；所述主壳体上设置若干个限位壳，每个所述限位壳内活动设置伸缩杆，所述伸缩杆的内端与所述锥形套的锥面相连接；所述伸缩杆的外端设置用于绕制线圈的支撑架；所述主壳体内设置驱动所述中心轴转动的传动机构。

通过上述技术方案，所述主壳体内设置中心轴，中心轴两端活动连接在主壳体上，使得中心轴可以在主壳体内自由转动；伸缩杆的内端与锥形套的锥面相连接，当中心轴转动使得锥形套沿中心轴运动，伸缩杆的内端逐渐被锥形套顶起，使得伸缩杆在限位壳中运动，实现支撑架的横向伸缩运动，以兼容不同内径的线圈骨架，从而制备不同半径的线圈，降低生产成本，提高设备的适用性；主壳体内设置传动机构，便于使用者以较小的力量，控制中心轴的转动，进而控制支撑架的横向伸缩，根据人们的需求制备不同半径的线圈。

进一步地，所述传动机构包括啮合连接的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮设于所述中心轴上；所述主壳体外壁开设安装孔，所述安装孔中设置可绕自身轴线旋转的齿轮轴，所述齿轮轴上设置操作部和所述第二齿轮；所述操作部设于主壳体外壁。

通过上述技术方案，安装孔中设置可绕自身轴线旋转的齿轮轴，使得齿轮轴在安装孔中能够自由转动；通过操作人员使用工具作用于操作部上使得第二齿轮转动，第二齿轮与第一齿轮啮合连接，从而带动中心轴转动，结构简单，操作方便。

进一步地，所述操作部为插槽，所述插槽的开口轮廓为椭圆或者多边形。

通过上述技术方案，操作部为插槽，使用工具可以插接在插槽中，拆装方便，插槽的开口轮廓为椭圆或者多边形，从而人么使用工具转动操作部。

进一步地，所述第一齿轮设于所述中心轴的中段位置。

通过上述技术方案，第一齿轮设于中心轴的中段位置，在第二齿轮传递给第一齿轮一定的扭矩时，中心轴的两端所受到的外力相互平衡，提高中心轴的转动平衡性，提高了中心轴的使用寿命。

进一步地，所述安装孔设置为两个以上，且周向分布于所述主壳体的中段位置，每个所述安装孔内均对应设置所述齿轮轴和所述第二齿轮，每个所述第二齿轮均与所述第一齿轮啮合连接。

通过上述技术方案，安装孔设置为两个以上，且周向分布于所述主壳体的中段位置，在绕线过程中，操作者可以在主壳体的不同方位操作齿轮轴转动，操作方便。

进一步地，所述伸缩杆的内端设置滚动轴承，所述滚动轴承与所述锥形套的锥面滚动连接。

通过上述技术方案，滚动轴承与锥形套的锥面滚动连接，减小摩擦阻力，也减小了锥形套的磨损程度，提高锥形套的使用寿命。

进一步地，所述伸缩杆的内端设置径向凸台，所述径向凸台与所述伸缩杆同步运动；所述限位壳的开口上设置端盖，所述限位壳内设置复位件，所述复位件的两端分别与所述径向凸台和所述端盖相抵触。

通过上述技术方案，复位件可以为弹簧等，当伸缩杆在锥形套的抵触作用下沿限位壳远离主壳体向外运动，径向凸台也向外运动，致使弹簧所在空间变小，弹簧被压缩产生回复力作用，当锥形套撤去对伸缩杆的抵触力后，弹簧的回复力使得伸缩杆在限位壳内靠近主壳体，直至伸缩杆收回到限位壳中，结构简单，减少了人们的操作步骤，提高工作效率。

进一步地，所述限位壳对称设置于所述主壳体的两端，每个所述支撑架的两端与所述主壳体的两端相对应的两个限位壳中的伸缩杆连接；所述中心轴的两端均设置一个所述锥形套。

通过上述技术方案，支撑架的两端均设置一个伸缩杆，提高了支撑架的支撑刚度，防止伸缩杆打转，提高整体刚性和稳定性；中心轴的两端均设置一个锥形套，使得中心轴转动时，两个锥形套同步轴向运动，使得主壳体两端的伸缩杆实现同步伸缩，保证支撑架的运动稳定性，提高绕线合格度和工作效率。

进一步地，所述支撑架与所述伸缩杆之间可拆卸连接，所述主壳体与所述限位壳可拆卸连接。

通过上述技术方案，支撑架与伸缩杆之间可拆卸连接，主壳体与限位壳可拆卸连接，方便更换不同尺寸的支撑架和限位壳，以兼容不同线圈骨架的内径，降低制造成本，提高适用性；在不使用时，将支撑架。伸缩杆、限位壳从主壳体上拆下分开运输或保存，节省空间，运输方便。

进一步地，所述主壳体外壁上设置若干减重槽。

通过上述技术方案，减重槽的设置，减轻了主壳体的重量，节省了主壳体的制造成本，便于搬运。

进一步的，所述第一齿轮与第二齿轮的齿数比优选为100∶1，所述中心轴端部连接的所述锥形套的螺纹导程为5mm，即第二齿轮转100囤，第一齿轮转1囤，中心轴转一囤，锥形套6移动5mm。进一步的，锥形套的锥面与中心轴的轴线之间的夹角a优选为10度。

名词解释：伸缩杆的内端是指伸缩杆伸入主壳体内的一端；伸缩杆的外端是指伸缩杆伸出限位壳和主壳体外的一端。

综上所述，本发明的有益效果为：

(1)、使用者在主壳体外部通过传动机构控制中心轴的转动，使锥形套轴向运动带动伸缩杆伸缩运动，以兼容不同内径的线圈骨架，降低生产成本，提高设备的适用性。

(2)、限位壳内设置复位件，优选为复位弹簧，实现伸缩杆的自动复位，减少工作步骤，提高工作效率。

(3)、第一齿轮设置在中心轴的中段，在中心轴的两端各设置一个锥形套，使得中心轴运转平衡，提高了中心轴的运动稳定性。

(4)、主壳体的中段周向分布多个安装孔，使用者通过工具转动主壳 体上任意方位的齿轮轴均可以实现中心轴的转动，操作方便。

(5)、支撑架的两端分别连接主壳体两端相对应的伸缩杆，防止伸缩杆打转，提高整体刚性和稳定性。

附图说明

图1为实施例中绕线机构的结构示意图；

图2为图1的A部放大图；

图3为图4的B部放大图；

图4为实施例中绕线机构的剖视图；

图中，各个附图标记对应的部件名称是：1、主壳体；11、安装孔；12、转动轴；13、减重槽；14、封盖；2、中心轴；21、第一齿轮；3、传动机构；31、齿轮轴；311、第二齿轮；312、操作部；4、伸缩杆；41、径向凸台；5、支撑架；51、通孔；52、连接柱；53、支撑梁；531、第一挡块；532、第二挡块；533、第三挡块；54、筋板；55、加强板；56、支撑板；6、锥形套；7、限位壳；71、端盖；8、复位件；9、线圈骨架；10、滚动轴承。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的内容，下面结合具体实施例和附图作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于对本发明进一步说明，而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容后，该领域的技术人员对本发明作出一些非本质的改动或调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例

一种超导线圈的绕线机构，参见图1、图2、图3和图4，包括主壳体1，主壳体1为空心圆柱体，主壳体1内部的轴线方向上设置中心轴2，中心轴2的两端活动安装在主壳体1的两端，可以通过轴承连接，中心轴2可以绕自身轴线自由转动；中心轴2上穿设有两个锥形套6，中心轴2的两端侧面分别设置正螺纹和反螺纹，，两个锥形套6螺纹连接在中心轴上，当中心轴2转动时，两个锥形套6同时靠近中心轴2的中段或者同时远离 中心轴2的中段；主壳体1外侧壁的两端分别对称设置四个限位壳7，限位壳7优选为圆柱形壳体，紧固方式为螺栓连接等，每一端的四个限位壳7在主壳体1外侧壁上均匀周向分布，限位壳7沿主壳体1的径向方向设置，且限位壳7内部与主壳体1内部相通，限位壳7内均穿设伸缩杆4，伸缩杆4伸入主壳体1内的一端即伸缩杆4的内端设置滚动轴承10，滚动轴承10与锥形套6的锥面滚动连接。

伸缩杆4上位于限位壳7内且靠近限位壳7与主壳体1连接处的侧壁上设置径向凸台41，径向凸台41与伸缩杆4同步运动，在限位壳7上远离主壳体1的开口处设置端盖71，在限位壳7内位于端盖71和径向凸台41之间设置复位件8，优选为复位弹簧，复位弹簧穿设在伸缩杆4中并且与端盖71和径向凸台41均抵触；当施加外力使伸缩杆4伸出限位壳7时，径向凸台41挤压复位弹簧，使复位弹簧压缩产生回复力，当撤去外力后在回复力的作用下，伸缩杆4自动收回到限位壳7中，操作简单方便。

在主壳体1两端相应的伸缩杆4的外端可拆卸连接有支撑架5，两个伸缩杆4分别设置在支撑架5的两端，连接方式为螺栓连接等紧固方式，方便更换不同型号的伸缩杆4或支撑架5，提高设备的适用性；支撑架5与主壳体1的轴线平行，由于中心轴2转动时，中心轴2两端的锥形套6随之同步轴向运动，滚动轴承10在锥面上滚过的距离相同，伸缩杆4伸缩的长度也相同，所以支撑架5在运动过程中与主壳体1的轴线始终平行；由于主壳体1的两端均设置4个限位壳7，所以共有4个支撑架5。

主壳体1内设置传动机构3，使得操作人员在外部能够控制中心轴2的转动，传动机构3包括第一齿轮21和第二齿轮311，第一齿轮21和第二齿轮311均为锥形齿轮，第一齿轮21设置在中心轴2的中段位置，使得中心轴2两端受到相同大小的外力，保持设备的平衡，提高设备的使用寿命；在主壳体1的中段外壁开设4个安装孔11，安装孔11在主壳体1的中段周向均匀分布；安装孔11内安装齿轮轴31，齿轮轴31在安装孔11内可绕自身轴线转动，可以通过轴承连接，齿轮轴31外露在主壳体外的端设置操作部312，优选为插槽，插槽的开口轮廓为椭圆形或者多边形，优选为正方形，将带有端面成正方形的凸块的工具插入插槽，转动工具从而带动齿轮轴31转动；齿轮轴31伸入主壳体内的一端设置第二齿轮311， 齿轮轴31与第二齿轮311一体成型制造，使用寿命高，工作稳定性好；4个第二齿轮311均与第一齿轮21相啮合，安装孔11设置为4个，方便操作人们从不同方向控制中心轴2的转动，此外，同时转动多个安装孔11中的齿轮轴31，减轻转动阻力，提高转速，提高工作效率，且中心轴2受到各个方向的外力相同，提高运转平衡性。

在主壳体1的外壁设置设置若干减重槽13，用于减轻设备重量，节省制造成本，便于运输；在主壳体1的两端分别轴向延伸有转动轴12，用于架设在绕线机上，方便绕线操作。

使用设备时，将线圈骨架9固定在支撑架5上，用工具转动齿轮轴31，第二齿轮311与第一齿轮21啮合转动，使中心轴2转动，实现支撑架5沿主壳体1的径向方向向外运动，从而固定线圈骨架9，进行绕线，待绕线完成后，使用工具反方向转动齿轮轴31，使支撑架5沿主壳体1的径向方向向内运动，解除支撑架5对线圈骨架9的锁定，从而方便将线圈骨架9取下，此外，支撑架5沿主壳体1径向方向的运动可以制造出不同半径的线圈，降低生产成本，提高适用性。

主壳体1的两端通过螺栓连接等紧固方式均固定有封盖14，中心轴2通过轴承安装在封盖14中心处，拆装方便，转动轴12垂直设置在封盖14的外表面，转动轴12的轴线、主壳体1的轴线以及中心轴2的轴线在一条直线上

支撑架5包括与主壳体1两端的伸缩杆4紧固连接的连接柱52，两个连接柱52的顶端一体设置支撑梁53，支撑梁53平行于主壳体1的轴线；支撑梁53与连接柱52之间设置筋板54，两个连接柱52之间设置加强板55，加强板55的两端分别固定连接在两个连接柱52的侧壁，从而提高支撑架5的刚度；支撑梁53上靠近两端的上表面设置支撑板56，用来支撑和固定线圈骨架9，支撑板56与支撑梁53之间采用可拆卸的固定方式，方便更换不同尺寸的支撑板56，以适应不同内径的线圈骨架9；支撑梁53上固定设置若干挡块，挡块与支撑板56的两端相抵触，且挡块垂直并高出支撑板56的上表面，从而对支撑板56上的线圈骨架9在轴向方向起到了很好的固定作用。

挡块在支撑梁53上的位置不同可分为第一挡块531，第二挡块532和 第三挡块533，第一挡块531一体设置在支撑梁53一端的端面上，提高对线圈骨架9的固定作用；第二挡块532可拆卸设置在支撑梁53另一端的端面上，用于对线圈骨架9进行固定和轴向微调；支撑梁53上表面设置若干个通孔51，用来安装第三挡块533，，第三挡块533的截面形状为L形，通孔51沿支撑梁53长度方向间隔排列，用于调整第三挡块533在支撑梁53上的安装位置，以适应不同尺寸的支撑板56。

第一齿轮21与第二齿轮311的齿数比优选为100∶1，中心轴2端部连接锥形套6的螺纹导程为5mm，即第二齿轮311转100囤，第一齿轮21转1囤，中心轴2转一囤，锥形套6移动5mm；参见图3，锥形套6的锥面与中心轴2的轴线之间的夹角a优选为10度，从而操作者使用较少的力就可以转动中心轴2，进而实现支撑架5在垂直于中心轴2轴线的方向运动。

如上所述，便可以较好的实现本发明。

Claims (10)

1.一种超导线圈的绕线机构，包括主壳体(1)，其特征在于，所述主壳体(1)内设置中心轴(2)，所述中心轴(2)的两端活动连接于所述主壳体(1)上，所述中心轴(2)可绕自身轴线转动；所述中心轴(2)上穿设若干锥形套(6)，所述锥形套(6)随所述中心轴(2)转动而轴向运动；所述主壳体(1)上设置若干个限位壳(7)，每个所述限位壳(7)内活动设置伸缩杆(4)，所述伸缩杆(4)的内端与所述锥形套(6)的锥面相连接；所述伸缩杆(4)的外端设置用于绕制线圈的支撑架(5)；所述主壳体(1)内设置驱动所述中心轴(2)转动的传动机构(3)。

2.根据权利要求1所述的一种超导线圈的绕线机构，其特征在于，所述传动机构(3)包括啮合连接的第一齿轮(21)和第二齿轮(311)，所述第一齿轮(21)设于所述中心轴(2)上；所述主壳体(1)外壁开设安装孔(11)，所述安装孔(11)中设置可绕自身轴线旋转的齿轮轴(31)，所述齿轮轴(31)上设置操作部(312)和所述第二齿轮(311)；所述操作部(312)设于主壳体(1)外壁。

3.根据权利要求2所述的一种超导线圈的绕线机构，其特征在于，所述操作部(312)为插槽，所述插槽的开口轮廓为椭圆或者多边形。

4.根据权利要求2所述的一种超导线圈的绕线机构，其特征在于，所述第一齿轮(21)设于所述中心轴(2)的中段位置。

5.根据权利要求2所述的一种超导线圈的绕线机构，其特征在于，所述安装孔(11)设置为两个以上，且周向分布于所述主壳体(1)的中段位置，每个所述安装孔(11)内均对应设置所述齿轮轴(31)和所述第二齿轮(311)，每个所述第二齿轮(311)均与所述第一齿轮(21)啮合连接。

6.根据权利要求1所述的一种超导线圈的绕线机构，其特征在于，所述伸缩杆(4)的内端设置滚动轴承(10)，所述滚动轴承(10)与所述锥形套(6)的锥面滚动连接。

7.根据权利要求1所述的一种超导线圈的绕线机构，其特征在于，所述伸缩杆(4)的内端设置径向凸台(41)，所述径向凸台(41)与所述伸缩杆(4)同步运动；所述限位壳(7)的开口上设置端盖(71)，所述限位壳(7)内设置复位件(8)，所述复位件(8)的两端分别与所述径向凸台(41)和所述端盖(71)相抵触。

8.根据权利要求1所述的一种超导线圈的绕线机构，其特征在于，所述限位壳(7)对称设置于所述主壳体(1)的两端，每个所述支撑架(5)的两端与所述主壳体(1)的两端相对应的两个限位壳(7)中的伸缩杆(4)连接；所述中心轴(2)的两端均设置一个所述锥形套(6)。

9.根据权利要求1所述的一种超导线圈的绕线机构，其特征在于，所述支撑架(5)与所述伸缩杆(4)之间可拆卸连接，所述主壳体(1)与所述限位壳(7)可拆卸连接。

10.根据权利要求1所述的一种超导线圈的绕线机构，其特征在于，所述主壳体(1)外壁上设置若干减重槽(13)。