CN107764843B - 一种工业ct组合升降机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工业CT组合升降机构，含框架结构及设于框架结构上的滚珠丝杠驱动组件、升降平台、伺服电机与控制单元，伺服电机与滚珠丝杠驱动组件连接，控制单元与伺服电机相连；框架结构的四角分别固定有立柱；各立柱相互平行，在立柱上设有竖直固定的直线导轨；直线导轨上设有多个滑块；滚珠丝杠驱动组件固定于框架结构上，滚珠丝杠驱动组件与升降平台连接；远离滚珠丝杠驱动组件一侧直线导轨上的两个滑块之间设有副受力连接结构，靠近滚珠丝杠驱动组件一侧直线导轨上的两个滑块之间设有主受力连接结构；主受力连接结构与副受力连接结构均与升降平台刚性连接；本发明取消了配平结构，降低了CT设备的整体高度，也便于读取载面或升降平台高度。

Description

一种工业CT组合升降机构
技术领域
本发明涉及一种升降机构，具体涉及一种工业CT组合升降机构。
背景技术
工业CT是在射线检测的基础上发展起来的，其基本原理是当由射线源发出、经过准直且具有一定能量的射线束穿过被检物体时，根据各个透射方向上各体积元的衰减系数所不同，探测器接收到的透射能量也不同。经过一系列的信号转换，按照一定的图像重建算法，即可获得被检工件截面一薄层无影像重叠的断层扫描图像，重复上述过程又可获得一个新的断层图像，当测得足够多的二维断层图像就可重建出三维图像。而要获得足够多的二维断层图像，在检测过程中就需要射线源和探测器做同步精密直线运动(升降或平移)，或者工件做精密直线运动(升降或平移)；同时为了使图像获得更高的像素，也需要射线源和探测器做同步精密插值运动(升降或平移)，或者工件做精密插值运动(升降或平移)。
根据以上所述可知，工业CT需要设计精密运动机构，特别是重负荷物体的长行程精密升降运动机构。现有工业CT对于重量较重的大吨位部件或工件的长行程精密升降运动多采用滚珠丝杠副传动加配平机构的升降机构方案，这种方案需要根据具体情况设计不同的配平机构，结构复杂、成本较高，最主要的是设备整体高度过高，当遇到高度受限的设备(比如机动式车载CT)时，此方案就无法满足要求。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种工业CT组合升降机构，其目的在于取消配平机构后仍满足重量较重的大吨位部件或工件的长行程精密升降运动需求。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种工业CT组合升降机构，包含框架结构及设于框架结构上的滚珠丝杠驱动组件、升降平台、伺服电机与控制单元，伺服电机与滚珠丝杠驱动组件连接，控制单元与伺服电机相连；所述框架结构的四角分别固定有立柱；各立柱相互平行，在立柱上设有竖直固定的直线导轨；直线导轨上设有沿直线导轨运行的多个滑块；滚珠丝杠驱动组件固定于框架结构上，滚珠丝杠驱动组件与升降平台连接；远离滚珠丝杠驱动组件一侧直线导轨上的两个滑块之间设有副受力连接结构，靠近滚珠丝杠驱动组件一侧的直线导轨上至少设有四个滑块，且四个滑块对应设有两个主受力连接结构；主受力连接结构与副受力连接结构均与升降平台刚性连接，并使升降平台的载面与水平面平行；两个主受力连接结构分别对应处于副受力连接结构中心的上下两侧；在升降平台上设有径向驱动机构，径向驱动机构的驱动方向与升降方向垂直；径向驱动机构的驱动端固定连接有载台。
本发明在任一直线导轨上设置的多个滑块增加了与直线导轨的作用面积，两个主受力连接结构与副受力连接结构的分布在几何结构上呈三角形，且所呈三角形的任一顶点均由两个相距一定距离的滑块连接，整体增加了主受力连接结构端滑块与直线导轨的作用长度或作用面积；由主受力连接结构、副受力连接结构与升降平台的刚性连接，在滑块与直线导轨的限位下，通过四根立柱有效保持了升降平台活动的稳定性，在缺少配平结构的作用下，有效维持了升降平台的平衡与稳定，满足大吨位部件或工件的长行程精密升降运动需求；而去掉配平结构则降低了CT设备的高度，既方便运输，也便于扩展CT设备的有效工作高度。
附图说明
图1为实施例的结构正视图。
图2为实施例的结构俯视图。
图3为实施例的结构后视图。
图4为实施例中指针式高度计的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
一种工业CT组合升降机构，如图1、图2所示，包含框架结构2及设于框架结构2上的滚珠丝杠驱动组件1、升降平台10、伺服电机18与控制单元，伺服电机18与滚珠丝杠驱动组件连接，控制单元与伺服电机相连；所述框架结构的四角分别固定有立柱；各立柱相互平行，其中在滚珠丝杠驱动组件1一侧的立柱为主立柱6，远离滚珠丝杠驱动组件1一侧的立柱为副立柱14；在各立柱上设有竖直固定的直线导轨13；直线导轨13上设有沿直线导轨运行的多个滑块12；滚珠丝杠驱动组件1固定于框架结构2上，滚珠丝杠驱动组件1与升降平台10连接；远离滚珠丝杠驱动组件1一侧直线导轨上的两个滑块之间设有副受力连接结构17，靠近滚珠丝杠驱动组件1一侧的直线导轨13上至少设有四个滑块12，且四个滑块12对应设有两个主受力连接结构16；主受力连接结构16与副受力连接结构17均与升降平台刚性连接，并使升降平台的载面与水平面平行；两个主受力连接结构16分别对应处于副受力连接结构中心17的上下两侧；在升降平台10上设有径向驱动机构3，径向驱动机构3的驱动方向与升降方向垂直；径向驱动机构3的驱动端固定连接有载台11。
在主立柱6上设有光栅尺5，对应的，还设有光栅尺读数头4，光栅尺读数头4固定于光栅尺5所在立柱对应的滑块12上，光栅尺读数头4的输出通过拖链7走线连接到控制单元，以读取升降平台的行程数据并反馈控制单元；实际使用时，也可用磁栅尺代替光栅尺5，用磁栅尺读数头代替光栅尺读数头4，光栅尺读数头4或磁栅尺读数头用于测量升降运动的具体行程数据，并将数据反馈给伺服控制器以补偿行程误差；光栅尺5或磁栅尺用于测量升降运动的具体行程数据。
框架结构2的底部固定有运输固定支架8与高度可调支架9，用于机构在运输状态升降平台10的支承、固定。在主立柱6上下各安装有安全限位块19，用作升降运动的安全限位。
如图3所示，在框架结构2上还设置有限位光电开关20、减速触发光电开关21，限位光电开关20、减速触发光电开关21与控制单元电性连接，分别用作升降平台的极限限位控制、升降平台有效行程的首末端减速控制。其中限位光电开关20也方便用作运动零点控制。在框架结构上还装有开关感应板22，以与光电开关配合使用，当光电开关与其靠近产生感应信号。
如图4所示，还包含指针式高度计，所述指针式高度计包含与滚珠丝杠驱动组件1轴连接的第一齿轮23及拨动叉24，还包含表度盘15、第二齿轮25、槽轮26、第一指针27、第二指针28、连接轴29以及轴套30；其中，连接轴29与框架结构2通过轴承固定连接，连接轴29的轴向与滚珠丝杠驱动组件1中的滚珠丝杠轴向相互平行；连接轴29与第二齿轮25轴连接，且第一齿轮23与第二齿轮25相啮合；所述槽轮26与轴套30轴连接，轴套30与连接轴29呈同轴心结构；槽轮26与拨动叉24啮合相接；所述表度盘15固定于框架结构2上，表度盘15平面与连接轴29的轴心垂直，在表度盘15的正中设有通孔，轴套与连接轴由通孔穿出，并分别连接第一指针27、第二指针28；其中，第一齿轮23分度圆的周长为20cm～30cm间的偶数，且滚珠丝杠驱动组件中滚珠丝杠的螺距为毫米单位的整数，当第一齿轮23在滚珠丝杠驱动组件的带动下旋转一周时，对应升降平台10上升或下降整数单位的距离，第二齿轮25的分度圆直径与第一齿轮的分度圆直径相同，通过第二齿轮25与连接轴29的带动使得第二指针28旋转，表度盘15上设有两圈同心表盘刻度，分别用作第一指针27、第二指针的指向及读数；第二指针28对应指向的表盘刻度以第一齿轮23分度圆的周长圆周分布，第一指针27对应指向的表盘刻度最小值以滚珠丝杠驱动组件中滚珠丝杠的螺距相等或是螺距的N分之一，N的数值与拨动叉的叉齿数量匹配；拨动叉的叉齿数量在1～3个之间，且在圆周向平均分布。另外，连接轴29及轴套30均为变径结构，连接第一指针27、第二指针28的一端横截面直径小于连接槽轮26、第二齿轮25一端横截面的直径；从而实现整体结构的小型化，且便于一体化安装；需要说明的是，轴套30与连接轴29的转动相互独立，互不影响；拨动叉24与槽轮26组成的间隙运动机构在现有技术中有海量资料，在此不加赘述。在升降平台10升降的极限位置对第一指针27、第二指针28进行初始校正后，结合表度盘15可方便读出升降平台10对应的高度；当断电无法从光栅尺及光栅尺读数头4读出高度尺寸时，可由指针式高度计直接读出；在现场调试及光栅尺高度测量相互验证时非常重要，不需要额外测量仪器辅助。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种工业CT组合升降机构，包含框架结构及设于框架结构上的滚珠丝杠驱动组件、升降平台、伺服电机与控制单元，伺服电机与滚珠丝杠驱动组件连接，控制单元与伺服电机相连；其特征在于：所述框架结构的四角分别固定有立柱；各立柱相互平行，在立柱上设有竖直固定的直线导轨；直线导轨上设有沿直线导轨运行的多个滑块；滚珠丝杠驱动组件固定于框架结构上，滚珠丝杠驱动组件与升降平台连接；远离滚珠丝杠驱动组件一侧直线导轨上的两个滑块之间设有副受力连接结构，靠近滚珠丝杠驱动组件一侧的直线导轨上至少设有四个滑块，且四个滑块对应设有两个主受力连接结构；主受力连接结构与副受力连接结构均与升降平台刚性连接，并使升降平台的载面与水平面平行；两个主受力连接结构分别对应处于副受力连接结构中心的上下两侧；在升降平台上设有径向驱动机构，径向驱动机构的驱动方向与升降方向垂直；径向驱动机构的驱动端固定连接有载台；
还包含指针式高度计，所述指针式高度计包含与滚珠丝杠驱动组件轴连接的第一齿轮及拨动叉，还包含表度盘、第二齿轮、槽轮、第一指针、第二指针、连接轴以及轴套；其中，连接轴与框架结构旋转活动连接，连接轴的轴向与滚珠丝杠驱动组件中的滚珠丝杠轴向相互平行；连接轴与第二齿轮轴连接，且第一齿轮与第二齿轮相啮合；所述槽轮与轴套轴连接，轴套与连接轴呈同轴心结构；槽轮与拨动叉啮合相接；所述表度盘固定于框架结构上，表度盘平面与连接轴的轴心垂直，在表度盘的正中设有通孔，轴套与连接轴由通孔穿出，并分别连接第一指针、第二指针；其中，第一齿轮分度圆的周长为整数，滚珠丝杠驱动组件中的滚珠丝杠螺距对应也为整数，拨动叉的叉齿数量在1～3个之间，且在圆周向平均分布。
2.如权利要求1所述的一种工业CT组合升降机构，其特征在于：在框架结构的底部固定有运输固定支架和/或高度可调支架，用于运输时与固定连接。
3.如权利要求1所述的一种工业CT组合升降机构，其特征在于：在其中一个立柱上设有光栅尺或磁栅尺，对应的，还设有光栅尺读数头或磁栅尺读数头，光栅尺读数头/磁栅尺读数头固定于光栅尺/磁栅尺所在立柱对应的滑块上，光栅尺读数头/磁栅尺读数头的输出连接到控制单元，以读取升降平台的行程数据并反馈控制单元。
4.如权利要求1所述的一种工业CT组合升降机构，其特征在于：在框架结构上还设置有限位光电开关和/或减速触发光电开关，限位光电开关、减速触发光电开关与控制单元电性连接。
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