CN109620229A - 一种三自由度磁共振电动床 - Google Patents

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CN109620229A CN201811636534.8A CN201811636534A CN109620229A CN 109620229 A CN109620229 A CN 109620229A CN 201811636534 A CN201811636534 A CN 201811636534A CN 109620229 A CN109620229 A CN 109620229A
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池行强
李菁川
李健
刘祎
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Wuhan Polytechnic University
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging

Abstract

本发明属于医疗设备技术领域，公开了一种三自由度磁共振电动床，包括：底座、床面架和床面；所述底座包括上底座、下底座及连接所述上底座和下底座的剪叉式升降机构；所述床面架包括床面架本体，设于所述床面架本体上的床面移动机构，及连接所述床面架本体与所述上底座的校正机构；所述床面设于所述床面架本体上，且与所述第一滑块固连。本发明的有益效果包括：针对磁共振用的电动床提出三自由度运动功能设计，综合运用剪叉式升降结构、齿轮齿条传动、同步带轮传动，实现了便于电动床在磁共振设备的狭小空间合理布局，便于电动床位置的校正，便于患者上下床等有益效果。

Description

一种三自由度磁共振电动床
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其是涉及一种三自由度磁共振电动床。
背景技术
磁共振检查是医学检查的一种方法，通常使患者以卧姿由电动床送入磁共振设备的方式进行检查。
目前磁共振用电动床仅具有向磁共振设备送入送出的水平方向自由度，且采用体积臃肿的复杂轨道来实现，不利于电动床在磁共振设备检查通道内布局。而且，由于磁共振设备的检查空间小，检查通道又较长，为避免电动床移动时对磁共振设备造成碰撞，在安装电动床时存在高精度对准的要求。并且电动床在长期使用后难免发生位置偏移，此时需要专业人员再次现场调试，费时费力。此外，由于磁共振设备通常体型比较庞大，为配合磁共振设备的检查通道，电动床也必须具有一定的离地高度，这对于身材相对矮小的患者带来上下床的不便，甚至容易发生摔落事故。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种三自由度磁共振电动床，解决现有技术中电动床自由度单一的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种三自由度磁共振电动床，包括：底座、床面架和床面；
所述底座包括上底座、下底座及连接所述上底座和下底座的剪叉式升降机构；
所述床面架包括床面架本体，设于所述床面架本体上的床面移动机构，及连接所述床面架本体与所述上底座的校正机构；所述床面移动机构包括在所述床面架本体长度方向两端布置的同步带轮，绕过所述同步带轮的同步带，设于所述床面架本体且沿所述同步带布置的第一导轨，与所述同步带固连且与所述第一导轨构成滑动连接副的第一滑块，及与所述同步带轮传动连接的第一伺服电机；所述校正机构包括与所述上底座连接且沿所述床面架本体宽度方向布置的第二导轨，与所述床面架本体连接且与所述第二导轨构成滑动连接副的第二滑块，与所述床面架本体连接且与所述第二导轨平行布置的齿条，与所述齿条啮合的齿轮，与所述齿轮传动连接的第二伺服电机；
所述床面设于所述床面架本体上，且与所述第一滑块固连。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：针对磁共振用的电动床提出三自由度运动功能设计，综合运用剪叉式升降结构、齿轮齿条传动、同步带轮传动，实现了便于电动床在磁共振设备的狭小空间合理布局，便于电动床位置的校正，便于患者上下床等有益效果。
附图说明
图1是本发明的轴侧图；
图2是本发明的主视图；
图3是剪叉式升降机构的局部放大图；
图4是床面移动机构的局部放大图；
图5是校正机构的局部放大图；
图6是控制系统的原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种三自由度磁共振电动床，如图1所示，包括：底座100、床面架200和床面(图中未示)。
如图2所示，所述底座100包括上底座110、下底座120及连接所述上底座110和下底座120的剪叉式升降机构130。其中，所述剪叉式升降机构130包括连接所述上底座110和下底座120的剪叉131，与所述剪叉131一活动端铰接的传动轴套132，与所述传动轴套132构成丝杠螺母副的丝杆传动轴133，及与所述丝杆传动轴133传动连接的升降电机134，如图3所示。剪叉式升降机构130为电动床提供了三自由度中的一自由度，使电动床的高度可调，不同身高的患者上下床更为方便、安全。
如图2所示，所述床面架200包括床面架本体210，设于所述床面架本体210上的床面移动机构220，及连接所述床面架本体210与所述上底座110的校正机构230。床面移动机构220用于驱动床面进/出磁共振设备的检查通道，校正机构230用于将发生位置偏移的电动床复位，即重新对准磁共振设备的检查通道，保证电动床工作时的顺畅。
作为上述床面移动机构220的一种具体方案：如图4所示，所述床面移动机构220包括在所述床面架本体210长度方向两端布置的同步带轮221，绕过所述同步带轮221的同步带222，设于所述床面架本体210且沿所述同步带222布置的第一导轨223，与所述同步带222固连且与所述第一导轨223构成滑动连接副的第一滑块224，及与所述同步带轮221传动连接的第一伺服电机225。同步带222、同步带轮221和第一滑块224的配合为电动床提供了三自由度中的另一自由度。采用同步带222的形式，动力源可以置于所述床面架本体210长度方向的两端或其中一端即可，减小了床面架本体210的厚度，极大减小了传动机构的体积。第一滑块224用以连接床面，带动床面进/出磁共振设备的检查通道；第一导轨223为第一滑块224提供支撑及导向作用，保证了床面运动时的精准度。作为动力源的第一伺服电机225可以提高床面移动的进度。
作为上述校正机构230的一种具体方案：如图5所示，所述校正机构230包括与所述上底座110连接且沿所述床面架本体210宽度方向布置的第二导轨231，与所述床面架本体210连接且与所述第二导轨231构成滑动连接副的第二滑块232，与所述床面架本体210连接且与所述第二导轨231平行布置的齿条233，与所述齿条233啮合的齿轮234，与所述齿轮234传动连接的第二伺服电机235。由第二滑块232和第二导轨231构成的滑动连接副为电动床提供了三自由度中的又一自由度。第二伺服电机235为床面架本体210位置的校正提供高精度驱动，相互啮合的齿轮234和齿条233为床面架本体210在上底座110上沿自身宽度方向位置调整更为精确，并且当第二伺服电机235停机时可以实现自锁，保持精准对位。
所述床面设于所述床面架本体210上，且与所述第一滑块224固连，使得床面与床面移动机构220联动。床面使用的材料可以是玻璃钢，骑中间凹陷，以保护病人不至于从床上摔下来。电动床的参数可设计为，尺寸：2350mm(长)×800mm(宽)×650mm(高)；最大水平移动距离纵向(前后)不小于2000mm；最大垂直(上下)移动距离不小于220mm；最大承重不小于200Kg。
为了实现自动化控制，本三自由度磁共振电动床还包括控制系统300，如图6所示，所述控制系统包括控制所述第一伺服电机225、第二伺服电机235和升降电机134启停的控制器310，及与所述控制器310信号连接的移动位置传感器320、升降位置传感器330，所述移动位置传感器320设于所述第一滑块224的行程两端，所述升降位置传感器330设于所述剪叉131一活动端的行程两端，请再次参阅图3和图4。所述移动位置传感器320用于对第一滑块224行程的限定，所述升降位置传感器330用于对剪叉131伸缩行程的限定，均可采用限位开关或是红外位置传感器等，将位置信号及时传送到控制器310，控制器310根据位置信息控制相关动力源停机。所述控制器310是PLC、MCU、CPU中的任意一种。控制系统选择PLC时，可以采用三菱FX1S-30MT型号的PLC；第一伺服电机225和第二伺服电机235均可采用三菱HF-KN43BJ-S100、400W型号的伺服电机。升降电机134可采用三相感应电动机，例如丹东山川Y2-802-4、0.75KW。升降电机134还可以配合变频器(例如三菱D700、FR-D720S-0.75K-CHT)、减速器使用。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种三自由度磁共振电动床，其特征在于包括：底座、床面架和床面；
所述底座包括上底座、下底座及连接所述上底座和下底座的剪叉式升降机构；
所述床面架包括床面架本体，设于所述床面架本体上的床面移动机构，及连接所述床面架本体与所述上底座的校正机构；所述床面移动机构包括在所述床面架本体长度方向两端布置的同步带轮，绕过所述同步带轮的同步带，设于所述床面架本体且沿所述同步带布置的第一导轨，与所述同步带固连且与所述第一导轨构成滑动连接副的第一滑块，及与所述同步带轮传动连接的第一伺服电机；所述校正机构包括与所述上底座连接且沿所述床面架本体宽度方向布置的第二导轨，与所述床面架本体连接且与所述第二导轨构成滑动连接副的第二滑块，与所述床面架本体连接且与所述第二导轨平行布置的齿条，与所述齿条啮合的齿轮，与所述齿轮传动连接的第二伺服电机；
所述床面设于所述床面架本体上，且与所述第一滑块固连。
2.根据权利要求1所述的三自由度磁共振电动床，其特征在于：所述剪叉式升降机构包括连接所述上底座和下底座的剪叉，与所述剪叉一活动端铰接的传动轴套，与所述传动轴套构成丝杠螺母副的丝杆传动轴，及与所述丝杆传动轴传动连接的升降电机。
3.根据权利要求2所述的三自由度磁共振电动床，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括控制所述第一伺服电机、第二伺服电机和升降电机启停的控制器，及与所述控制器信号连接的移动位置传感器、升降位置传感器，所述移动位置传感器设于所述第一滑块的行程两端，所述升降位置传感器设于所述剪叉一活动端的行程两端。
4.根据权利要求3所述的三自由度磁共振电动床，其特征在于：所述控制器是PLC、MCU、CPU中的任意一种。
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