CN109900461B - 一种ct旋转板安全性测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CT旋转板安全性测试方法及装置，所述方法包括：S11：将旋转板安装于基础支撑部件，使旋转板能够实现绕其轴线进行360度自由旋转，将模拟负载固定于旋转板；S12：安装传力部件，使传力部件传递的模拟作用力作用于模拟负载的质心，使模拟作用力通过模拟负载的质心向旋转板扩散；依次连接传力部件、测力计及位置调整装置；S13：通过位置调整装置，对施力部件在竖直方向上的位置进行调整，使施力部件的施力方向通过模拟负载的质心；S14：通过施力部件施加测试载荷，读取测力计的显示的载荷数值，当测力计检测的载荷值达到测试要求时，停止加载，检查所述旋转板。该方法和装置能够以更低的成本及更安全的方式实现CT旋转板的安全性测试。

Description

一种CT旋转板安全性测试方法及装置

技术领域

本发明涉及医疗器械的测试设备，特别是用于测试CT机旋转板安全性能的测试方法。本发明还涉及用于测试CT机旋转板安全性能的测试装置。

背景技术

CT机（即计算机断层扫描设备）作为一种高端医疗影像设备广泛应用于医疗卫生领域，协助医生对患者进行断层扫描成像。旋转板作为CT机的主要支撑部件，承载着诸多关键部件进行高速旋转扫描，如：X线球管、高压发生器、X线探测器、X线前后准直器等。

目前，CT机使用的旋转板材料主要以铸造铝合金为主，其材料断裂延伸率小于5%。按照相关法规要求，对于材料断裂延伸率小于5%的零件，设计的安全系数要大于6。所以对旋转板进行安全性测试是CT产品所必须的一项测试。

现有技术的主要方式，是搭建一套完整的CT旋转板安全测试平台。该平台包括机架、旋转板、回转轴承、电机、传动装置及相关关键部件（高压、球管等）的模拟负载。通过调整电机转速使CT旋转板所受离心力达到正常使用的六倍，进而验证CT旋转板的安全系数是否大于6。

由于CT机的旋转速度可达223rpm，以223rpm的转速计算，使CT旋转板所受离心力达到正常使用的六倍，转速需要达到约547rpm。如此高的转速，加上CT机旋转部分的大转动惯量，对CT旋转板安全测试平台电机选型及传动装置的设计要求较高。此外，随着旋转速度越来越快，CT旋转板安全测试平台的电机还需要进行升级。

可见，现有安全测试平台前期投入成本及后期升级成本比较大，而且由于旋转速度较高，如果安装人员操作不当，可能导致高速旋转时安装在旋转板上的模拟负载飞出的问题，存在安全风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种CT旋转板安全性测试方法。该方法能够以更低的成本及更安全的方式实现CT旋转板的安全性测试。

本发明的另一目的是提供一种用于测试CT机旋转板安全性能的测试装置。

为实现上述目的，本发明提供一种CT旋转板安全性测试方法，包括以下步骤：

S11：将旋转板安装于基础支撑部件，使旋转板能够实现绕其轴线进行360度自由旋转，转动旋转板至测试位置，将模拟负载固定于旋转板；

S12：安装传力部件，使传力部件传递的模拟作用力作用于模拟负载的质心，使模拟作用力通过模拟负载的质心向旋转板扩散，与旋转板实际使用状态所受离心力作用形式一致；依次连接传力部件、测力计及位置调整装置。

S13：通过位置调整装置，对施力部件在竖直方向上的位置进行调整，使施力部件的施力方向通过模拟负载的质心，与旋转板实际使用状态所受离心力作用形式一致；

S14：通过施力部件施加测试载荷，读取测力计的显示的载荷数值，当测力计检测的载荷值达到测试要求时，停止加载，检查所述旋转板是否完好。

进一步地，所述施力部件施加的测试载荷值大于所受离心力与实际负载重力之和的六倍。

为实现上述另一目的，本发明提供一种CT旋转板安全性测试装置，包括：

基础支撑部件，用于安装旋转板，并使所述旋转板能够绕其自身轴线进行360度转动；

模拟负载，用于安装在所述旋转板上，其质量及质心位置与所模拟的实际负载相同；

传力部件，用于向所述模拟负载的质心所在的位置沿离心力方向传递模拟作用力；

位置调整装置，安装于所述基础支撑部件，其上设有用于产生模拟作用力的施力部件；所述位置调整装置在所述基础支撑部件上的位置可调，以调整所述施力部件的位置，使所述施力部件的施力方向通过所述模拟负载的质心，并与所述旋转板的轴线垂直共面；

测力计，用于显示载荷数值，其一端连接所述传力部件，另一端连接设于所述位置调整装置的测力计安装件，所述测力计安装件由所述施力部件驱动，能够沿施力方向移动；所述施力部件施加的模拟作用力通过所述位置调整装置、所述测力计、所述传力部件、及所述模拟负载作用于所述旋转板。

优选地，所述基础支撑部件包括固定板、回转轴承、底座、压板及紧固螺栓；所述固定板通过所述压板和紧固螺栓压紧在所述底座上，所述回转轴承的外圈固定于所述固定板，所述回转轴承的内圈用于安装所述旋转板。

优选地，所述传力部件包括承载轴、承载支架、传力轴、传力螺母及过渡套；所述承载支架呈“U”形，用于将所述传力轴的作用力传递到所述承载轴；所述承载轴安装于所述承载支架的开口端，其轴线竖直方向经过所述模拟负载的质心，直接作用于所述模拟负载；所述传力轴沿施力方向安装于所述承载支架的“U”形开口底部，其位于所述承载支架开口内部的一端设有所述传力螺母，伸出所述承载支架的另一端设有过渡套，所述传力轴与过渡套、传力螺母螺纹连接，以将模拟作用力传递至所述承载轴。

优选地，所述承载支架与传力轴配合的孔为竖直方向的调节孔，所述传力轴与承载支架在竖直方向的相对位置通过位于伸出端一侧的限位板和锁紧螺钉固定。

优选地，所述位置调整装置包括固定支架、竖直滑座、水平滑座、及测力计安装板；所述固定支架安装于所述基础支撑部件，用于为所述竖直滑座提供安装位置；所述施力部件设于所述竖直滑座与水平滑座之间，所述水平滑座设有至少两根与所述竖直滑座沿施力方向滑动配合的导向杆；所述测力计安装板安装于所述导向杆的端部并通过锁紧螺母锁紧，能够沿施力方向移动 。

优选地，所述固定支架设有用于夹持在所述基础支撑部件上的上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板与所述基础支撑部件通过螺钉固定。

优选地，所述竖直滑座两侧有设有调节孔，以调整其在所述固定支架上的位置，使所述施力部件的模拟作用力通过所述模拟负载的质心并且与所述旋转板的轴线垂直共面。

优选地，所述施力部件为分离式液压千斤顶。

按照相关医疗法规要求，材料断裂延伸率小于5%的零件，其设计安全系数应大于6，即承载能力至少要大于正常载荷的六倍。对于CT旋转板，现有技术为搭建一套完整的CT旋转板安全系数测试平台，利用高扭矩、高转速电机使旋转部分达到特定转速，利用该转速下产生的离心力测试CT旋转板安全系数。本发明转变了这种测试形式，采用施力部件对旋转板施加测试载荷，测试过程中，旋转板无需转动，使用测力计记录实际加载数值，既规避了现有技术中由于高速旋转带来的安全隐患，又减少了现有技术中电机及传动装置的投入，节约了成本。

附图说明

图1为本发明所提供CT旋转板安全性测试方法在一种具体实施方式中的流程示意图；

图2为本发明所提供CT旋转板安全性测试装置在一种具体实施方式中的结构示意图；

图3为本发明所提供CT旋转板安全性测试装置在一种具体实施方式中的基础支撑部件结构示意图；

图4为本发明所提供CT旋转板安全性测试装置在一种具体实施方式中的传力部件结构示意图；

图5为本发明所提供CT旋转板安全性测试装置在一种具体实施方式中的位置调整装置结构示意。

图中：

1.旋转板 2.基础支撑部件 3.模拟负载 4.传力部件 5.测力计 6.位置调整装置 7.分离式液压千斤顶 8.固定板 9.回转轴承 10.底座 11.压板 12.紧固螺栓 13.承载轴 14.销轴 15.弹性销 16.承载支架 17.传力轴 18.传力螺母 19.大垫片 20.锁紧螺钉 21.过渡套 22.限位板 23.固定支架 24.竖直滑座 25.水平滑座 26.锁紧螺母 27.测力计安装板 28.传力导向杆

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本文所述的竖直方向是指旋转板轴线方向，与地面垂直，指向地面的方向为向下，远离地面的方向为向上；本文所述的水平方向是指分离式液压千斤顶施力轴线方向，远离旋转板轴线的方向为向前，指向旋转板轴线的方向为向后。

如图1所示，结合图2、图3、图4及图5的结构示意图，本发明提供了一种CT旋转板安全性测试方法，具体包括以下步骤：

S11：使用螺钉固定旋转板1于基础支撑部件2的回转轴承9的内圈，可实现旋转板1绕其轴线360度自由旋转，以满足不同测试位置需求；转动旋转板1至测试位置，使用螺钉将模拟负载3固定于旋转板1。

S12：安装承载轴13，使承载轴13轴线竖直方向穿过模拟负载3质心，保证承载力通过模拟负载3的质心向旋转板扩散，与旋转板1实际使用状态所受离心力作用形式一致；通过螺纹连接的方式依次连接传力部件4、测力计5及位置调整装置6。

S13：通过位置调整装置6，对分离式液压千斤顶7竖直方向进行调整，保证液压千斤顶轴线水平方向通过模拟负载3质心，与旋转板1实际使用状态所受离心力作用形式一致。

S14：通过分离式液压千斤顶7施加测试载荷，载荷值应大于所受离心力与实际负载重力之和的六倍；注意观察测力计读数，当测力计所示载荷值达到测试要求时，停止加载，检查旋转板1是否有裂纹或者明显变形。

在上述基础上，本发明还提供了一种CT旋转板安全性测试装置，该测试装置根据上述CT旋转板安全性测试方法设置，并用于执行上述CT旋转板安全性测试方法。

请参考图2、图3、图4、图5，图3为本发明实施例公开的一种CT旋转板安全性测试装置处于使用状态时的结构示意图；图3为图2中所示基础支撑部件的结构示意图；图4为图2中所示力传递部件的结构示意图；图5为图2中所示位置调整装置的结构示意图.

如图2所示，本实施例提供的CT旋转板安全性测试装置包括旋转板1、基础支撑部件2、模拟负载3、力传递部件4、测力计5、位置调整装置6及分离式液压千斤顶7。

使用螺钉安装旋转板1于基础支撑部件2上，保留一个自由度，保证旋转板1可以绕其自身轴线实现360度转动；固定模拟负载3于旋转板1，设计保证模拟负载3的质量及质心位置与实际负载相同；通过螺纹形式连接传力部件4、测力计5及位置调整装置6；通过位置调整装置6对分离式液压千斤顶7进行调整，保证分离式液压千斤顶轴线通过模拟负载3质心，并与旋转板1轴线垂直共面。

如图3所示，本实施例提供的CT旋转板安全性测试装置装中的基础支撑部件2包括固定板8、回转轴承9、底座10、压板11及紧固螺栓12。其中底座10在整个装置中起主要支撑作用，使用碳钢方管型材焊接而成；固定板8使用压板11及紧固螺栓12压紧在底座10上，考虑使测试效果更接近于实际情况，本实施例使用的固定板8与实际产品相同，其主要作用为提供回转轴承9的安装位置；回转轴承9外圈使用螺钉固定于固定板8，其主要作用为实现旋转板1的360度旋转功能。

如图4所示，本实施例提供的CT旋转板安全性测试装置装中的力传递部件4主要包括承载轴13、承载支架16、传力轴17、传力螺母18及过渡套21。

承载轴13直接作用于模拟负载3，要求能够承受测试所需载荷，使用45#钢管制成，其轴线竖直方向经过模拟负载3的质心，一端开有光孔，插入销轴14，销轴14端部插入弹性销15，保证在测试过程中承载轴13不至脱落；承载支架16大体呈“U”形，使用碳钢方管型材制成，用于将传力轴17的载荷传递到承载轴13上，其内侧设有斜向的加强管；承载支架16与传力轴17配合的孔为竖直方向长孔，对于旋转板1不同位置的安全性测试，承载支架16需要在竖直方向上进行调整。

使用限位板22和锁紧螺钉20可以将传力轴17与承载支架16在竖直方向的相对位置固定；通过螺纹形式将过渡套21、传力轴17及传力螺母18进行连接锁紧，最终将载荷传递到承载轴13。

如图5所示，本实施例提供的CT旋转板安全性测试装置装中的位置调整装置6主要包括固定支架23、竖直滑座24、水平滑座25、锁紧螺母26及测力计安装板27。

固定支架23使用碳钢方管型材制成，利用上下两个钢板夹在底座10上，并使用螺钉固定，其主要作用为竖直滑座24提供安装位置；竖直滑座24及水平滑座25共同固定分离式液压千斤顶7，其中竖直滑座24两侧有长孔，可以调整其在固定支架23上的位置，进而保证分离式液压千斤顶7的轴线通过模拟负载4的质心并且与旋转板1的轴线垂直共面。

水平滑座25设有四根与竖直滑座24沿施力方向滑动配合的传力导向杆28，测力计安装板27安装于传力导向杆28的端部，对应于旋转板1不同的测试位置，测力计安装板27可以在水平滑座25上水平方向移动，以适应不同的测试位置需求，在合适位置使用锁紧螺母26锁紧测力计安装板27。

使用分离式液压千斤顶7施加载荷时，由于分离式液压千斤顶7的施力轴向后移动，水平滑座25随之一起向后移动，竖直滑座24具备水平导向功能，使水平滑座25向后移动时保持水平。

采用上述实例中的CT旋转板安全性测试方法及装置对CT旋转板进行测试过程属于静态加载的一种过程，安全可靠，操作便捷，由于没有价格高昂的电机及传动机构，降低了测试成本

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，采用液压缸来代替分离式液压千斤顶7；或者，将传力部件4和位置调整装置6设计成其他结构形式，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

以上对本发明所提供的CT旋转板安全性测试方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种CT旋转板安全性测试方法，包括以下步骤：

S11：将旋转板安装于基础支撑部件，使旋转板能够实现绕轴线进行360度自由旋转，转动旋转板至测试位置，将模拟负载固定于旋转板；

S12：安装传力部件，使传力部件传递的模拟作用力作用于模拟负载的质心，使模拟作用力通过模拟负载的质心向旋转板扩散，与旋转板实际使用状态所受离心力作用形式一致；依次连接传力部件、测力计及位置调整装置；

S13：通过位置调整装置，对施力部件在竖直方向上的位置进行调整，使施力部件的施力方向通过模拟负载的质心，与旋转板实际使用状态所受离心力作用形式一致；

S14：通过施力部件施加测试载荷，读取测力计的显示的载荷数值，当测力计检测的载荷值达到测试要求时，停止加载，检查所述旋转板是否完好。

2.根据权利要求1所述的CT旋转板安全性测试方法，其特征在于，所述施力部件施加的测试载荷值大于所受离心力与实际负载重力之和的六倍。

3.一种CT旋转板安全性测试装置，其特征在于，包括：

基础支撑部件（2），用于安装旋转板（1），并使所述旋转板（1）能够绕自身轴线进行360度转动；

模拟负载（3），用于安装在所述旋转板（1）上，所述模拟负载（3）的质量及质心位置与所模拟的实际负载相同；

传力部件（4），用于向所述模拟负载（3）的质心所在的位置沿离心力方向传递模拟作用力；

位置调整装置（6），安装于所述基础支撑部件（2），所述位置调整装置（6）上设有用于产生模拟作用力的施力部件；所述位置调整装置（6）在所述基础支撑部件（2）上的位置可调，以调整所述施力部件的位置，使所述施力部件的施力方向通过所述模拟负载（3）的质心，并与所述旋转板（1）的轴线垂直共面；

测力计（5），用于显示载荷数值，所述测力计（5）一端连接所述传力部件（4），另一端连接设于所述位置调整装置（6）的测力计安装件，所述测力计安装件由所述施力部件驱动，能够沿施力方向移动；所述施力部件施加的模拟作用力通过所述位置调整装置（6）、所述测力计（5）、所述传力部件（4）、及所述模拟负载（3）作用于所述旋转板（1）。

4.根据权利要求3所述的CT旋转板安全性测试装置，其特征在于，所述基础支撑部件（2）包括固定板（8）、回转轴承（9）、底座（10）、压板（11）及紧固螺栓（12）；所述固定板（8）通过所述压板（11）和紧固螺栓（12）压紧在所述底座（10）上，所述回转轴承（9）的外圈固定于所述固定板（8），所述回转轴承（9）的内圈用于安装所述旋转板（1）。

5.根据权利要求3所述的CT旋转板安全性测试装置，其特征在于，所述传力部件（4）包括承载轴（13）、承载支架（16）、传力轴（17）、传力螺母（18）及过渡套（21）；所述承载支架（16）呈“U”形，用于将所述传力轴（17）的作用力传递到所述承载轴（13）；所述承载轴（13）安装于所述承载支架（16）的开口端，所述承载轴（13）的轴线竖直方向经过所述模拟负载（3）的质心，直接作用于所述模拟负载（3）；所述传力轴（17）沿施力方向安装于所述承载支架（16）的“U”形开口底部，所述传力轴（17）位于所述承载支架（16）开口内部的一端设有所述传力螺母（18），伸出所述承载支架（16）的另一端设有过渡套（21），所述传力轴（17）与过渡套（21）、传力螺母（18）螺纹连接，以将模拟作用力传递至所述承载轴（13）。

6.根据权利要求5所述的CT旋转板安全性测试装置，其特征在于，所述承载支架（16）与传力轴（17）配合的孔为竖直方向的调节孔，所述传力轴（17）与承载支架（16）在竖直方向的相对位置通过位于伸出端一侧的限位板（22）和锁紧螺钉（20）固定。

7.根据权利要求3所述的CT旋转板安全性测试装置，其特征在于，所述位置调整装置（6）包括固定支架（23）、竖直滑座（24）、水平滑座（25）、及测力计安装板（27）；所述固定支架（23）安装于所述基础支撑部件（2），用于为所述竖直滑座（24）提供安装位置；所述施力部件设于所述竖直滑座（24）与水平滑座（25）之间，所述水平滑座（25）设有至少两根与所述竖直滑座（24）沿施力方向滑动配合的传力导向杆；所述测力计安装板（27）安装于所述传力导向杆的端部并通过锁紧螺母（26）锁紧，能够沿施力方向移动 。

8.根据权利要求7所述的CT旋转板安全性测试装置，其特征在于，所述固定支架（23）设有用于夹持在所述基础支撑部件（2）上的上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板与所述基础支撑部件（2）通过螺钉固定。

9.根据权利要求8所述的CT旋转板安全性测试装置，其特征在于，所述竖直滑座（24）两侧有设有调节孔，以调整其在所述固定支架（23）上的位置，使所述施力部件的模拟作用力通过所述模拟负载（3）的质心并且与所述旋转板（1）的轴线垂直共面。

10.根据权利要求3至9任一项所述的CT旋转板安全性测试装置，其特征在于，所述施力部件为分离式液压千斤顶（7）。

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