CN110220926A - 一种基于五轴运动平台的x射线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，包括铅房、五轴运动平台、安装组件、X射线源总成、探测器、运动控制室和射线源控制室；五轴运动平台设置在铅房内部，五轴运动平台包括刚性框架、三轴直线运动机构、两轴回转运动机构和支撑组件，三轴直线运动机构通过支撑组件固定在刚性框架内部底端，两轴回转运动机构固定在刚性框架内部顶端；X射线源总成固定在三轴直线运动机构上，探测器固定在两轴回转运动机构上；运动控制室、射线源控制室分别设置在铅房内部底面两端。通过刚性框架和支撑组件的设置，使得三轴直线运动机构和两轴回转运动机构能保持稳定，利用安装组件将刚性框架固定在铅房内部，使得五轴运动平台整体能保持稳定。

Description

一种基于五轴运动平台的X射线检测装置

技术领域

本发明涉及X射线检测装置领域，具体为一种基于五轴运动平台的X射线检测装置。

背景技术

X射线检测装置主要面向集成电路封装可靠性检测，检查电路及其封装以检查缺陷的存在以便确定缺陷的原因。在较高放大率情况下成像时，将X射线源缩减为尽可能小的光点，才能使图像的边缘清晰度较高，提高X射线识别能力。然而，在光点非常小时，X射线检测装置的稳定性严重影响较高放大率下的边缘清晰度。集成电路技术的发展，对用于X射线检测装置提出了三点要求：1)运动平台高稳定性，以提高细节分辨力；2)多轴运动，可允许探测器在若干平面内进行相对转动，实现物体的倾斜扫描检测功能；被测物体可绕三个轴线运动，从而改变放大率，而且物体保持在探测器的视野内；3)便于维修。

2005年，美国Nordson Dage公司提出了一种X射线操纵器(US7497617B2)，其技术特征在于：载物台在可沿X、Y和Z向运动，探测器沿弓形框架运动，弓形两端由轴承以可枢转方式安装，并设有配重。缺点是：三轴运动机构一侧固定，稳定性差；弓形框架的稳定性依赖配重大小；弓形框架上圆弧滑块的线缆一端固定在弓形框架侧面，探测器在近似半个圆弧上运动，导致线缆走线复杂。

YXLON公司提出了一种技术方案，其技术特征在于：载体台可沿X、Y向和水平面回转运动，探测器可进行摆动和升降运动。缺点是：光源离样品距离不可调，难以高分辨成像；探测器安装在悬臂上，稳定性较差.

美国GE公司提出一种技术方案，其技术特征在于：载物台可沿X、Y、Z向和水平面回转运动，探测器位于载物台下方，射线源位于载物台上方，探测器安装在圆弧导轨上进行摆动。缺点是：受结构限制，难以实现大倾斜角度扫描检测.

2013年，日本Nikon公司提出一种X射线检测装置(US2016/0377558A1)，其技术特征在于：载物台可沿X、Y向运动，探测器可进行摆动和回转运动。缺点是：采用1/4圆弧导轨，单端固定，稳定性较差；光源离样品距离不可调，难以高分辨成像；回转运动传动结构位于上方，加大了检测装置的垂向尺寸；维修结构复杂。因此，该公司最终研制的产品结构特征在于：探测器沿水平Y向运动，并与Dage公司类似，可进行摆动。缺点是：探测器沿水平Y向运动时，放大率是变化的，无法实现中心放大比不变功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：现有的X射线检测装置的载物台安装的稳定性差；且X射线源总成和探测器安装的稳定性较差，受结构限制，难以实现大倾斜角度扫描检测。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，其特征在于：包括铅房、五轴运动平台、安装组件、X射线源总成、探测器、运动控制室和射线源控制室；所述五轴运动平台设置在铅房内部，所述五轴运动平台包括刚性框架、三轴直线运动机构、两轴回转运动机构和支撑组件，所述刚性框架为镂空的方体框架结构，所述三轴直线运动机构通过所述支撑组件固定在刚性框架的内部底端，所述两轴回转运动机构固定在所述刚性框架的内部顶端；所述X射线源总成固定在三轴直线运动机构上，所述探测器固定在两轴回转运动机构上；所述运动控制室、射线源控制室分别设置在所述铅房内部底面两端；所述刚性框架的框体底部两端通过所述安装组件固定在运动控制室、射线源控制室上；所述运动控制室用于对三轴直线运动机构、两轴回转运动机构和支撑组件的运动进行控制；所述射线源控制室用于对X射线源总成的射线源的发射进行控制；通过安装组件的设置，利用安装组件将五轴运动平台上的刚性框架固定在铅房内部，使得五轴运动平台整体能保持稳定，通过将两轴回转运动机构安装在刚性框架内部顶端，并将探测器安装在两轴回转运动机构上，使得两轴回转运动机构运动时探测器能保持稳定，并通过支撑组件将三轴直线运动机构的两侧固定在刚性框架上，再将X射线源总成安装在支撑组件上，使得三轴直线运动机构运动时X射线源总成的射线的发射能保持稳定，探测器通过两轴回转运动机构稳定运行，进而可提高细节分辨率。

优选地，所述安装组件包括支撑座和顶丝，且所述安装组件设置有两组；两个所述支撑座分别通过两个所述顶丝固定在所述刚性框架的框体底部与所述运动控制室、所述射线源控制室之间；通过安装组件的设置，通过“先抬起再固定”的方式，先用顶丝将刚性框架抬起，再用支撑块将刚性框架固定安装在运动控制室、所述射线源控制室上，使得五轴运动平台在工作状态或运输状态时能够保持稳定；且支撑座和顶丝安装和拆卸方便，可实现维修状态和工作状态的切换。

优选地，所述三轴直线运动机构包括第一支撑框架、Y轴滑轨、第二丝杠、第二支撑框架、X轴滑轨、第三丝杠、活动板、第一连接杆、第一滑动块、第二连接杆和第二滑动块；所述第一支撑框架为矩形框架结构，所述第一支撑框架的框体底部两侧通过所述支撑组件固定在刚性框架的内部底端；所述Y轴滑轨设置在所述第一支撑框架Y轴方向框体的上表面；所述第二丝杠安装在所述第一支撑框架Y轴方向框体的侧面；

所述第二支撑框架为矩形框架结构，所述第二支撑框架与第二丝杠的活塞杆通过第一连接杆固定，所述第一滑动块固定在所述第二支撑框架Y轴方向框体的底部并与所述Y轴滑轨在其长度方向上滑动配合；所述X轴滑轨设置在第二支撑框架X轴方向框体的上表面；所述第三丝杠安装在所述第二支撑框架X轴方向框体的侧面；所述活动板与所述第三丝杠的活塞杆通过第二连接杆固定；所述第二滑动块固定在所述活动板底部并与所述X轴滑轨在其长度方向上滑动配合；通过三轴直线运动机构设置，三轴直线运动机构的两侧通过支撑组件固定在刚性框架上，相比于现有技术的对三轴运动机构一侧固定的方式，本发明采用的对三轴直线运动机构两侧进行固定的方式的稳定性高，且本发明中的X射线源总成刚性安装在三轴直线运动机构上，三轴直线运动机构运动时仍能保持稳定，这样有利于调节X射线源总成与探测器的距离，从而提高分辨成像。

优选地，所述支撑组件包括竖直支撑板、滑轨安装板、Z轴滑轨、第一丝杠、滑动支撑架、辅助竖直支撑板、辅助滑轨和辅助滑动支撑架；所述竖直支撑板为“倒梯形”的框架结构，所述竖直支撑板的上框体的两端分别固定在所述刚性框架的X轴方向框体底部并保证所述竖直支撑板的位置靠近刚性框架底部中间；所述X射线源总成安装在所述竖直支撑板内侧，且所述X射线源总成发射的射线贯穿活动板并定位在所述两轴回转运动装置底部中心位置；所述滑轨安装板沿着Z轴方向固定在所述竖直支撑板中部，所述滑轨安装板上设置有Z轴滑轨；所述第一丝杠安装在所述滑轨安装板下端；所述滑动支撑架的底部固定在所述第一丝杠的活塞杆上，且所述滑动支撑架的侧面与所述Z轴滑轨在其长度方向上滑动配合；所述滑动支撑架的顶端与所述第一支撑框架底部的一侧固定，所述第一支撑框架底部的另一侧与所述辅助滑动支撑架的顶端固定；

所述辅助竖直支撑板为“倒三角形”的框体结构，辅助竖直支撑板的上框体的两端所述辅助竖直支撑板的中部设置有辅助滑轨，所述分别固定在所述刚性框架的X轴方向框体底部的另一侧；所述辅助滑轨沿Z轴方向设置在所述辅助竖直支撑板的中部，所述辅助滑动支撑架的侧面与所述辅助滑轨在其长度方向上滑动配合；利用滑动支撑架和辅助滑动支撑架将三轴直线运动机构的两侧分别固定在竖直支撑板和辅助竖直支撑板上，使得三轴直线运动机构整体保持稳定，进而可保证高分辨成像。

优选地，所述两轴回转运动机构包括水平回转装置和圆弧运动装置；所述刚性框架框体的顶部设置有回转支撑架；所述水平回转装置通过所述回转支撑架固定在刚性框架框体内部顶端；所述圆弧运动装置设置在水平回转装置下侧；所述探测器安装在所述圆弧运动装置上。

优选地，所述水平回转装置包括上安装板、下支撑板、圆弧连接板、回转电机、回转支撑架、回转齿轮和通孔；所述上安装板固定在回转支撑板上；所述回转支撑架为轴承，所述回转支撑架的轴承内环的内侧设置有内齿，所述回转支撑架的轴承内环的顶部固定在所述上安装板底部；

所述下支撑板固定在所述回转支撑架的轴承外环底部，所述下支撑板上位于回转支撑架的轴承内环内侧的位置设置有多个均匀分布的通孔；所述回转电机安装所述下支撑板底部并保证所述回转电机的输出轴能贯穿所述通孔；所述回转齿轮的轴心位置固定在所述回转电机的输出轴的顶端，所述回转齿轮与所述回转支撑架的轴承内环上的内齿啮合连接；所述圆弧连接板顶端与所述下支撑板的底面中部固定，所述圆弧连接板下端为圆弧结构；所述圆弧运动装置固定在所述圆弧连接板上；通过水平回转装置的设置，将水平回转装置安装在刚性框架上的回转支撑板上，使得水平回转装置保持稳定，同时利用水平回转装置的转动带动圆弧运动装置的转动，进而带动探测器沿着水平回转装置的圆周方向运动，可实现待成像物体在水平面上做圆周形扫描检测。

优选地，所述圆弧运动装置包括圆弧导轨、圆弧导轨滑块、探测器安装板、限位凸起、运动电机和运动齿轮；所述圆弧导轨的圆弧顶部与所述圆弧连接板圆弧端固定，所述圆弧导轨的内侧圆弧面上设置有内齿；所述限位凸起设置在所述圆弧导轨的两端部，用于对圆弧导轨滑块的滑动位置进行限定；所述圆弧导轨滑块设置在所述圆弧导轨上并与所述圆弧导轨在其弧形长度方向上滑动配合；

所述探测器安装板为“L”型连接板结构，所述探测器安装板的竖直板上端固定在所述圆弧导轨滑块上；所述运动电机安装在所述探测器安装板的横板上；所述运动齿轮固定在所述运动电机的输出轴上，所述运动齿轮与所述圆弧导轨的内齿啮合连接；所述探测器安装在所述探测器安装板底部；通过圆弧运动装置的设置，将圆弧导轨的圆弧顶部与圆弧连接板固定，使得圆弧运动装置保持稳定，同时利用运动电机带动探测器安装板、探测器沿着圆弧导轨滑动，可实现待成像物体的2.5维大角度倾斜扫描检测。

优选地，所述刚性框架的框体上还设置有滑动机构，所述刚性框架的框体上表面、侧面和下表面均通过所述滑动机构与所述铅房内侧壁活动连接；所述滑动机构包括支撑轮、行走轮、侧导向轮、上导向轮和导向槽；所述支撑轮、行走轮、侧导向轮、上导向轮、导向槽均设置有两个；两个所述支撑轮分别固定在所述运动控制室的顶部前侧和射线源控制室的顶部前侧，所述支撑轮与所述刚性框架底部左右两侧滑动配合；两个所述行走轮对称固定在所述刚性框架底部两端的后侧，两个所述行走轮分别与所述运动控制室的顶部、射线源控制室的顶部滑动配合；两个所述侧导向轮对称固定在所述铅房的内侧壁上方，所述侧导向轮与所述刚性框架侧面上端滑动配合；两个所述上导向轮对称固定在所述刚性框架顶部的两端后侧；两个所述导向槽对称设置在所述铅房内部顶侧壁面的两端，所述上导向轮与所述导向槽在其长度方向上滑动配合；所述导向槽上设置有限位块，所述限位块用于对上导向轮的滑动位置进行限定；通过支撑轮、行走轮、侧导向轮、上导向轮和导向槽的设置，在维修状态时，五轴运动平台可通过滚轮进行移动，可实现五轴运动平台易于大半拉出铅房的功能，便于维修。

优选地，所述运动控制室为箱体结构；所述射线源控制室为梯形箱体结构。

优选地，所述支撑座为金属件或橡胶隔振垫。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过安装组件的设置，利用安装组件将五轴运动平台上的刚性框架固定在铅房内部，使得五轴运动平台整体能保持稳定，通过将两轴回转运动机构安装在刚性框架内部顶端，并将探测器安装在两轴回转运动机构上，使得两轴回转运动机构运动时探测器能保持稳定，并通过支撑组件将三轴直线运动机构的两侧固定在刚性框架上，再将X射线源总成安装在支撑组件上，使得三轴直线运动机构运动时X射线源总成的射线的发射能保持稳定，探测器通过两轴回转运动机构稳定运行，进而可提高细节分辨率。

2、相比于现有技术的对三轴运动机构一侧固定的方式，本发明采用的对三轴直线运动机构两侧进行固定的方式的稳定性高，且本发明中的X射线源总成刚性安装在竖直支撑板上，三轴直线运动机构运动时仍能保持稳定，这样有利于调节X射线源总成与探测器的距离，从而提高分辨成像；且通过运动控制室控制三轴直线运动机构的运动，可实现被测物体可沿着X、Y、Z方向上运动，实现待成像物体的大角度倾斜扫描检测。

3、通过水平回转装置的设置，将水平回转装置安装在刚性框架上的回转支撑板上，使得水平回转装置保持稳定，同时利用水平回转装置的转动带动圆弧运动装置的转动，进而带动探测器沿着水平回转装置的圆周方向运动，可实现待成像物体在水平面上做圆周形扫描检测。

4、通过圆弧运动装置的设置，将圆弧导轨的圆弧顶部与圆弧连接板固定，使得圆弧运动装置保持稳定，同时利用运动电机带动探测器安装板、探测器沿着圆弧导轨滑动，可实现待成像物体的2.5维大角度倾斜扫描检测。

5、通过支撑轮、行走轮、侧导向轮、上导向轮和导向槽的设置，在维修状态时，五轴运动平台可通过滚轮进行移动，可实现五轴运动平台易于大半拉出铅房的功能，便于维修。

附图说明

图1为本发明实施例一的一种基于五轴运动平台的X射线检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一的五轴运动平台的结构示意图；

图3为本发明实施例三的刚性框架的结构示意图；

图4为本发明实施例二的维修机构的结构示意图；

图5为本发明实施例一的刚性框架的结构示意图；

图6为本发明实施例一的三轴直线运动机构和支撑组件的结构示意图；

图7为本发明实施例一的三轴直线运动机构的结构示意图；

图8为本发明实施例一的两轴回转运动机构的结构示意图；

图9为本发明实施例一的水平回转装置和圆弧运动装置的结构示意图；

图10为本发明实施例四的上安装板的结构示意图；

图11为本发明实施例四的探测器安装板的结构示意图；

图12为本发明实施例二的五轴运动平台维修状态的结构示意图；

图13为本发明实施例三的三轴直线运动机构的结构示意图。

附图标号说明：

1、铅房；2、五轴运动平台；21、刚性框架；211、回转支撑架；22、三轴直线运动机构；221、第一支撑框架；222、Y轴滑轨；223、第二丝杠；224、第二支撑框架；225、X轴滑轨；226、第三丝杠；227、活动板；228、第一连接杆；229、第一滑动块；2210、第二连接杆；2211、第二滑动块；23、两轴回转运动机构；231、水平回转装置；2311、上安装板；2312、下支撑板；2313、圆弧连接板；2314、回转电机；2315、回转支撑架；2316、回转齿轮；2317、通孔；232、圆弧运动装置；2321、圆弧导轨；2322、圆弧导轨滑块；2323、探测器安装板；2324、限位凸起；2325、运动电机；2326、运动齿轮；24、支撑组件；241、竖直支撑板；242、滑轨安装板；243、Z轴滑轨；244、第一丝杠；245、滑动支撑架；246、辅助竖直支撑板；247、辅助滑轨；248、辅助滑动支撑架；3、滑动机构；31、支撑轮；32、行走轮；33、侧导向轮；34、上导向轮；35、导向槽；351、限位块；4、安装组件；41、支撑座；42、顶丝；5、X射线源总成；6、探测器；7、运动控制室；8、射线源控制室。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

如图1、图2所示，本实施例公开了一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，包括铅房1、五轴运动平台2、安装组件4、X射线源总成5、探测器6、运动控制室7和射线源控制室8；所述五轴运动平台2设置在铅房1内部，所述五轴运动平台2包括刚性框架21、三轴直线运动机构22、两轴回转运动机构23和支撑组件24，所述刚性框架21为镂空的方体框架结构，所述三轴直线运动机构22通过所述支撑组件24固定在刚性框架21的内部底端，所述两轴回转运动机构23固定在所述刚性框架21的内部顶端；所述X射线源总成5固定在三轴直线运动机构22上，所述探测器6固定在两轴回转运动机构23上；所述运动控制室7、射线源控制室8分别设置在所述铅房1内部底面两端；所述刚性框架21的框体底部两端通过所述安装组件4固定在运动控制室7、射线源控制室8上；所述运动控制室7为箱体结构，用于对三轴直线运动机构22、两轴回转运动机构23和支撑组件24的运动进行控制，所述射线源控制室8为梯形箱体结构，用于对X射线源总成5的射线源的发射进行控制；

本实施例通过安装组件4的设置，利用安装组件4将五轴运动平台2上的刚性框架21固定在铅房1内部，使得五轴运动平台2整体能保持稳定，通过将两轴回转运动机构23安装在刚性框架21内部顶端，并将探测器6安装在两轴回转运动机构23上，使得两轴回转运动机构23运动时探测器6能保持稳定，并通过支撑组件4将三轴直线运动机构22的两侧固定在刚性框架21上，再将X射线源总成5安装在支撑组件4上，使得三轴直线运动机构22运动时X射线源总成5的射线的发射能保持稳定，探测器6通过两轴回转运动机构23稳定运行，进而可提高细节分辨率。

所述安装组件4包括支撑座41和顶丝42，且所述安装组件4设置有两组；两个所述支撑座41分别通过两个所述顶丝42固定在所述刚性框架21的框体底部与所述运动控制室7、所述射线源控制室8之间；通过安装组件的设置，通过“先抬起再固定”的方式，先用顶丝将刚性框架抬起，再用支撑块将刚性框架固定安装在运动控制室7、所述射线源控制室8上，使得五轴运动平台在工作状态或运输状态时能够保持稳定；且支撑座41和顶丝安装和拆卸方便，可实现维修状态和工作状态的切换。

优选地，所述支撑座41为金属件或橡胶隔振垫。

如图6、图7所示，并具体以图6的方位为参照，所述三轴直线运动机构22包括第一支撑框架221、Y轴滑轨222、第二丝杠223、第二支撑框架224、X轴滑轨225、第三丝杠226、活动板227、第一连接杆228、第一滑动块229、第二连接杆2210和第二滑动块2211；所述第一支撑框架221为矩形框架结构，所述第一支撑框架221的框体底部两侧通过所述支撑组件24固定在刚性框架21的内部底端；所述Y轴滑轨222设置在所述第一支撑框架221Y轴方向框体的上表面；所述第二丝杠223安装在所述第一支撑框架221Y轴方向框体的侧面；

所述第二支撑框架224为矩形框架结构，所述第二支撑框架224与第二丝杠223的活塞杆通过第一连接杆228固定，所述第一滑动块229固定在所述第二支撑框架224Y轴方向框体的底部并与所述Y轴滑轨222在其长度方向上滑动配合；所述X轴滑轨225设置在第二支撑框架224X轴方向框体的上表面；所述第三丝杠226安装在所述第二支撑框架224X轴方向框体的侧面；所述活动板227与所述第三丝杠226的活塞杆通过第二连接杆2210固定；所述第二滑动块2211固定在所述活动板227底部并与所述X轴滑轨225在其长度方向上滑动配合；

本实施例通过三轴直线运动机构22设置，三轴直线运动机构22的两侧通过支撑组件4固定在刚性框架21上，相比于现有技术的对三轴运动机构一侧固定的方式，本发明采用的对三轴直线运动机构22两侧进行固定的方式的稳定性高。

如图5、图6所示，并具体以图6的方位为参照，所述支撑组件24包括竖直支撑板241、滑轨安装板242、Z轴滑轨243、第一丝杠244、滑动支撑架245、辅助竖直支撑板246、辅助滑轨247和辅助滑动支撑架248；所述竖直支撑板241为“倒梯形”的框架结构，所述竖直支撑板241的上框体的两端分别固定在所述刚性框架21的X轴方向框体底部并保证所述竖直支撑板241的位置靠近刚性框架21底部中间；所述X射线源总成5安装在所述竖直支撑板241内侧，且所述X射线源总成5发射的射线贯穿活动板277并定位在所述两轴回转运动装置23底部中心位置；所述滑轨安装板242沿着Z轴方向固定在所述竖直支撑板241中部，所述滑轨安装板242上设置有Z轴滑轨243；所述第一丝杠244安装在所述滑轨安装板242下端；所述滑动支撑架245的底部固定在所述第一丝杠244的活塞杆上，且所述滑动支撑架245的侧面与所述Z轴滑轨243在其长度方向上滑动配合；所述滑动支撑架245的顶端与所述第一支撑框架221底部的一侧固定，所述第一支撑框架221底部的另一侧与所述辅助滑动支撑架248的顶端固定；

所述辅助竖直支撑板246为“倒三角形”的框体结构，辅助竖直支撑板246的上框体的两端所述辅助竖直支撑板246的中部设置有辅助滑轨247，所述分别固定在所述刚性框架21的X轴方向框体底部的另一侧；所述辅助滑轨247沿Z轴方向设置在所述辅助竖直支撑板246的中部，所述辅助滑动支撑架248的侧面与所述辅助滑轨247在其长度方向上滑动配合；本实施例中的X射线源总成5安装在竖直支撑板241的内侧，且X射线源总成5发射的射线贯穿活动板277并始终能定位在两轴回转运动装置23底部中心位置；三轴直线运动机构22运动时X射线源总成5固定在竖直支撑板241上位置不变仍能保持稳定，通过调节三轴直线运动机构22的运动使得被测物体可绕三个轴线运动，从而改变放大率，而且物体保持在探测器6的视野内。

如图8、图9、图10所示，所述两轴回转运动机构23包括水平回转装置231和圆弧运动装置232；所述刚性框架21框体的顶部设置有回转支撑架211；所述水平回转装置231通过所述回转支撑架211固定在刚性框架21框体内部顶端；所述圆弧运动装置232设置在水平回转装置261下侧；所述探测器6安装在所述圆弧运动装置232上。

进一步地，所述水平回转装置231包括上安装板2311、下支撑板2312、圆弧连接板2313、回转电机2314、回转支撑架2315、回转齿轮2316和通孔2317；所述上安装板2311固定在回转支撑板211上；所述回转支撑架2315为轴承，所述回转支撑架2315的轴承内环的内侧设置有内齿，所述回转支撑架2315的轴承内环的顶部固定在所述上安装板23121底部；

所述下支撑板2312固定在所述回转支撑架2315的轴承外环底部，所述下支撑板2312上位于回转支撑架2315的轴承内环内侧的位置设置有多个均匀分布的通孔2317；所述回转电机2314安装所述下支撑板2312底部并保证所述回转电机2314的输出轴能贯穿所述通孔2317；所述回转齿轮2316的轴心位置固定在所述回转电机2314的输出轴的顶端，所述回转齿轮2316与所述回转支撑架2315的轴承内环上的内齿啮合连接；所述圆弧连接板2313顶端与所述下支撑板2312的底面中部固定，所述圆弧连接板2312下端为圆弧结构；所述圆弧运动装置232固定在所述圆弧连接板2313上；通过水平回转装置231的设置，将水平回转装置231安装在刚性框架21上的回转支撑板211上，使得水平回转装置231保持稳定，同时利用水平回转装置231的转动带动圆弧运动装置232的转动，进而带动探测器6沿着水平回转装置231的圆周方向运动，可实现待成像物体在水平面上做圆周形扫描检测。

更进一步地，所述圆弧运动装置232包括圆弧导轨2321、圆弧导轨滑块2322、探测器安装板2323、限位凸起2324、运动电机2325和运动齿轮2326；所述圆弧导轨2321的圆弧顶部与所述圆弧连接板2313圆弧端固定，所述圆弧导轨2321的内侧圆弧面上设置有内齿；所述限位凸起2324设置在所述圆弧导轨2321的两端部，用于对圆弧导轨滑块2322的滑动位置进行限定；所述圆弧导轨滑块2322设置在所述圆弧导轨2321上并与所述圆弧导轨2321在其弧形长度方向上滑动配合；

所述探测器安装板2323为“L”型连接板结构，所述探测器安装板2323的竖直板上端固定在所述圆弧导轨滑块2322上；所述运动电机2325安装在所述探测器安装板2323的横板上；所述运动齿轮2326固定在所述运动电机2325的输出轴上，所述运动齿轮2325与所述圆弧导轨2321的内齿啮合连接；所述探测器6安装在所述探测器安装板2323底部；通过圆弧运动装置232的设置，将圆弧导轨2321的圆弧顶部与圆弧连接板2313固定，使得圆弧运动装置232保持稳定，同时利用运动电机2325带动探测器安装板2323、探测器6沿着圆弧导轨2321滑动，可实现待成像物体的2.5维大角度倾斜扫描检测。

所述第一丝杠244、第二丝杠223、第三丝杠226、回转电机2314和运动电机2325上均安装有编码器和减速机，可保证三轴直线运动机构22可实现活动板227在X向、Y向和Z向三个互相垂直方向运动；并采用带有编码器和减速机的步进电机、滚珠丝杠进行传动，X向、Y向行程400mm，Z向行程240mm。

优选地，所述运动控制室7为箱体结构；所述射线源控制室8为梯形箱体结构。

本实施例的工作原理是：本发明提供的一种基于五轴运动平台的X射线高精度检测装置在工作状态时，工作人员可先用通过顶丝42将刚性框架21抬起，然后将支撑座41分别固定安装在刚性框架21的底部两端和运动控制室7、射线源控制室8之间，进而将五轴运动平台2整体稳定的固定在运动控制室7和射线源控制室8上；然后将X射线源总成5安装在竖直支撑板241内侧，且X射线源总成5发射的射线贯穿活动板277并定位在圆弧导轨的中心位置，保证在进行倾斜扫描成像过程中，视野中心细节特征位置及其放大比不随倾斜角度变化而变化；紧接着通过射线源控制室8打开X射线源总成5，然后通过操控运动控制室7控制三轴直线运动机构22运动，三轴直线运动机构22可使活动板227在三个互相垂直的平面内运动，从而改变放大率，首先运行第一丝杠244，第一丝杠244的活塞杆带动滑动支撑架245和辅助滑动支撑架248分别沿着Z轴滑轨243和辅助滑轨247上下移动，从而带动第一支撑框架221、第二支撑框架224、活动板227沿Z轴方向移动，位于活动板227上的被测物体可沿Z轴方向运动；然后运行第二丝杠223，第二丝杠223的活塞杆带动第二支撑框架224、活动板227沿着Y轴方向移动，位于活动板227上的被测物体可沿Y轴方向运动；紧接着运行第三丝杠226，第三丝杠226的活塞杆带动活动板227沿着X轴方向移动，位于活动板227上的被测物体可沿X轴方向运动；进一步地，使得探测器6在平面内进行相对转动和圆弧转动，实现物体的倾斜扫描检测功能；通过操作运动控制室7运行回转电机2314，回转电机2314的输出轴带动回转齿轮2316沿着回转支撑架2315的轴承内环转动，进而带动下支撑板2312做回转运动，下支撑板2312运动同时带动圆弧运动装置232做回转运动，从而带动安装在圆弧运动装置232上的探测器6做回转运动；最后运行运动电机2325，运动电机2325的输出轴带动运动齿轮2326沿着圆弧导轨2321进行弧形运动，圆弧导轨滑块2322带动探测器安装板2323进行弧形运动，进而安装在探测器安装板2323上的探测器6做弧形运动,进而实现待成像物体的大角度倾斜扫描检测。

实施例二

如图2、图4、图12所示，本实施例与实施例一不同的是，所述刚性框架21的框体上还设置有滑动机构3，所述刚性框架21的框体上表面、侧面和下表面均通过所述滑动机构3与所述铅房1内侧壁活动连接；所述滑动机构3包括支撑轮31、行走轮32、侧导向轮33、上导向轮34和导向槽35；所述支撑轮31、行走轮32、侧导向轮33、上导向轮34、导向槽35均设置有两个；两个所述支撑轮31分别固定在所述运动控制室7的顶部前侧和射线源控制室8的顶部前侧，所述支撑轮31与所述刚性框架21底部左右两侧滑动配合；两个所述行走轮32对称固定在所述刚性框架21底部两端的后侧，两个所述行走轮32分别与所述运动控制室7的顶部、射线源控制室8的顶部滑动配合；两个所述侧导向轮33对称固定在所述铅房1的内侧壁上方，所述侧导向轮33与所述刚性框架21侧面上端滑动配合；两个所述上导向轮34对称固定在所述刚性框架21顶部的两端后侧；两个所述导向槽35对称设置在所述铅房1内部顶侧壁面的两端，所述上导向轮34与所述导向槽35在其长度方向上滑动配合；所述导向槽35上设置有限位块351，所述限位块351用于对上导向轮34的滑动位置进行限定；

本实施例的铅房1内含有铅层，对X射线进行屏蔽，铅房1左下角为运动控制室,7，右下角为射线源控制室8，在维修状态时，侧导向轮33作为后导向轮，上导向轮34作为前导向轮，五轴运动平台2可沿导向槽35依靠行走轮32和支撑轮31进行移动，移动至限位块351停止，五轴运动平台2大半部分被拉出铅房1外，便于工作人员进行维修。

实施例三

如图3、图5、图13所示，本实施例与实施例一不同的是，刚性框架21由结构钢、钢板焊接而成，在其下方设有竖直支撑板241，竖直支撑板241上设有一对Z轴导轨安装面和Z轴丝杠支座安装面，竖直支撑板241上具有减重孔洞；在刚性框架21上方设有回转支撑板211，与两轴回转运动机构23的上安装板2311刚性连接，竖直支撑板241焊接在刚性框架21的下方一侧，辅助竖直支撑板246安装在刚性框架21下方的另一侧，与竖直支撑板241平行，竖直支撑板241与竖直辅助支撑板246之间留有空间，供X射线源总成5的安装；辅助竖直支撑板246由结构钢焊接而成，辅助竖直支撑板246上还设有一个辅助滑轨247，Z轴滑轨243与辅助滑轨247分别与滑动支撑架245、辅助滑动支撑架248滑动配合，使得三轴直线运动机构22整体能在Z轴方向进行运动，同时保证了三轴直线运动机构22整体的稳定性。

实施例四

如图9、图10和图11所示，本实施例与实施例一不同的是，上安装板2311设有通孔2317，一方面用于回转齿轮2316的安装，另一方面用于走线，回转支撑架2315为加工有内齿的深沟球轴承，上安装板2311与回转支撑架2315的内圈刚性连接，下支撑板2312与回转支撑架2315的外圈刚性连接，回转电机2314通过回转齿轮2316、回转支撑架2315带动下支撑板2312做回转运动；下支撑板2312由钢板焊接而成，含有圆弧安装面、筋板和减重孔洞，减重孔洞用于走线；圆弧导轨2321安装在下支撑板2312的圆弧安装面上，圆弧导轨滑块2322沿圆弧导轨2321作±70度大倾斜滑动，探测器安装板2323为一体成型的呈“L”型钢板结构，一边与圆弧导轨滑块2322刚性连接，另一边用于运动电机2325和探测器6的安装。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，其特征在于：包括铅房(1)、五轴运动平台(2)、安装组件(4)、X射线源总成(5)、探测器(6)、运动控制室(7)和射线源控制室(8)；所述五轴运动平台(2)设置在铅房(1)内部，所述五轴运动平台(2)包括刚性框架(21)、三轴直线运动机构(22)、两轴回转运动机构(23)和支撑组件(24)，所述刚性框架(21)为镂空的方体框架结构，所述三轴直线运动机构(22)通过所述支撑组件(24)固定在刚性框架(21)的内部底端，所述两轴回转运动机构(23)固定在所述刚性框架(21)的内部顶端；所述X射线源总成(5)固定在三轴直线运动机构(22)上，所述探测器(6)固定在两轴回转运动机构(23)上；所述运动控制室(7)、射线源控制室(8)分别设置在所述铅房(1)内部底面两端；所述刚性框架(21)的框体底部两端通过所述安装组件(4)固定在运动控制室(7)、射线源控制室(8)上；所述运动控制室(7)用于对三轴直线运动机构(22)、两轴回转运动机构(23)和支撑组件(24)的运动进行控制；所述射线源控制室(8)用于对X射线源总成(5)的射线源的发射进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，其特征在于：所述安装组件(4)包括支撑座(41)和顶丝(42)，且所述安装组件(4)设置有两组；两个所述支撑座(41)分别通过两个所述顶丝(42)固定在所述刚性框架(21)的框体底部与所述运动控制室(7)、所述射线源控制室(8)之间。

3.根据权利要求1所述的一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，其特征在于：所述三轴直线运动机构(22)包括第一支撑框架(221)、Y轴滑轨(222)、第二丝杠(223)、第二支撑框架(224)、X轴滑轨(225)、第三丝杠(226)、活动板(227)、第一连接杆(228)、第一滑动块(229)、第二连接杆(2210)和第二滑动块(2211)；所述第一支撑框架(221)为矩形框架结构，所述第一支撑框架(221)的框体底部两侧通过所述支撑组件(24)固定在刚性框架(21)的内部底端；所述Y轴滑轨(222)设置在所述第一支撑框架(221)Y轴方向框体的上表面；所述第二丝杠(223)安装在所述第一支撑框架(221)Y轴方向框体的侧面；

所述第二支撑框架(224)为矩形框架结构，所述第二支撑框架(224)与第二丝杠(223)的活塞杆通过第一连接杆(228)固定，所述第一滑动块(229)固定在所述第二支撑框架(224)Y轴方向框体的底部并与所述Y轴滑轨(222)在其长度方向上滑动配合；所述X轴滑轨(225)设置在第二支撑框架(224)X轴方向框体的上表面；所述第三丝杠(226)安装在所述第二支撑框架(224)X轴方向框体的侧面；所述活动板(227)与所述第三丝杠(226)的活塞杆通过第二连接杆(2210)固定；所述第二滑动块(2211)固定在所述活动板(227)底部并与所述X轴滑轨(225)在其长度方向上滑动配合。

4.根据权利要求3所述的一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，其特征在于：所述支撑组件(24)包括竖直支撑板(241)、滑轨安装板(242)、Z轴滑轨(243)、第一丝杠(244)、滑动支撑架(245)、辅助竖直支撑板(246)、辅助滑轨(247)和辅助滑动支撑架(248)；所述竖直支撑板(241)为“倒梯形”的框架结构，所述竖直支撑板(241)的上框体的两端分别固定在所述刚性框架(21)的X轴方向框体底部并保证所述竖直支撑板(241)的位置靠近刚性框架(21)底部中间；所述X射线源总成(5)安装在所述竖直支撑板(241)内侧，且所述X射线源总成(5)发射的射线贯穿活动板(277)并定位在所述两轴回转运动装置(23)底部中心位置；所述滑轨安装板(242)沿着Z轴方向固定在所述竖直支撑板(241)中部，所述滑轨安装板(242)上设置有Z轴滑轨(243)；所述第一丝杠(244)安装在所述滑轨安装板(242)下端；所述滑动支撑架(245)的底部固定在所述第一丝杠(244)的活塞杆上，且所述滑动支撑架(245)的侧面与所述Z轴滑轨(243)在其长度方向上滑动配合；所述滑动支撑架(245)的顶端与所述第一支撑框架(221)底部的一侧固定，所述第一支撑框架(221)底部的另一侧与所述辅助滑动支撑架(248)的顶端固定；

所述辅助竖直支撑板(246)为“倒三角形”的框体结构，辅助竖直支撑板(246)的上框体的两端所述辅助竖直支撑板(246)的中部设置有辅助滑轨(247)，所述分别固定在所述刚性框架(21)的X轴方向框体底部的另一侧；所述辅助滑轨(247)沿Z轴方向设置在所述辅助竖直支撑板(246)的中部，所述辅助滑动支撑架(248)的侧面与所述辅助滑轨(247)在其长度方向上滑动配合。

5.根据权利要求1所述的一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，其特征在于：所述两轴回转运动机构(23)包括水平回转装置(231)和圆弧运动装置(232)；所述刚性框架(21)框体的顶部设置有回转支撑架(211)；所述水平回转装置(231)通过所述回转支撑架(211)固定在刚性框架(21)框体内部顶端；所述圆弧运动装置(232)设置在水平回转装置(261)下侧；所述探测器(6)安装在所述圆弧运动装置(232)上。

6.根据权利要求5所述的一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，其特征在于：所述水平回转装置(231)包括上安装板(2311)、下支撑板(2312)、圆弧连接板(2313)、回转电机(2314)、回转支撑架(2315)、回转齿轮(2316)和通孔(2317)；所述上安装板(2311)固定在回转支撑板(211)上；所述回转支撑架(2315)为轴承，所述回转支撑架(2315)的轴承内环的内侧设置有内齿，所述回转支撑架(2315)的轴承内环的顶部固定在所述上安装板(23121)底部；

所述下支撑板(2312)固定在所述回转支撑架(2315)的轴承外环底部，所述下支撑板(2312)上位于回转支撑架(2315)的轴承内环内侧的位置设置有多个均匀分布的通孔(2317)；所述回转电机(2314)安装所述下支撑板(2312)底部并保证所述回转电机(2314)的输出轴能贯穿所述通孔(2317)；所述回转齿轮(2316)的轴心位置固定在所述回转电机(2314)的输出轴的顶端，所述回转齿轮(2316)与所述回转支撑架(2315)的轴承内环上的内齿啮合连接；所述圆弧连接板(2313)顶端与所述下支撑板(2312)的底面中部固定，所述圆弧连接板(2312)下端为圆弧结构；所述圆弧运动装置(232)固定在所述圆弧连接板(2313)上。

7.根据权利要求6所述的一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，其特征在于：所述圆弧运动装置(232)包括圆弧导轨(2321)、圆弧导轨滑块(2322)、探测器安装板(2323)、限位凸起(2324)、运动电机(2325)和运动齿轮(2326)；所述圆弧导轨(2321)的圆弧顶部与所述圆弧连接板(2313)圆弧端固定，所述圆弧导轨(2321)的内侧圆弧面上设置有内齿；所述限位凸起(2324)设置在所述圆弧导轨(2321)的两端部，用于对圆弧导轨滑块(2322)的滑动位置进行限定；所述圆弧导轨滑块(2322)设置在所述圆弧导轨(2321)上并与所述圆弧导轨(2321)在其弧形长度方向上滑动配合；

所述探测器安装板(2323)为“L”型连接板结构，所述探测器安装板(2323)的竖直板上端固定在所述圆弧导轨滑块(2322)上；所述运动电机(2325)安装在所述探测器安装板(2323)的横板上；所述运动齿轮(2326)固定在所述运动电机(2325)的输出轴上，所述运动齿轮(2325)与所述圆弧导轨(2321)的内齿啮合连接；所述探测器(6)安装在所述探测器安装板(2323)底部。

8.根据权利要求1所述的一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，其特征在于：所述刚性框架(21)的框体上还设置有滑动机构(3)，所述刚性框架(21)的框体上表面、侧面和下表面均通过所述滑动机构(3)与所述铅房(1)内侧壁活动连接；所述滑动机构(3)包括支撑轮(31)、行走轮(32)、侧导向轮(33)、上导向轮(34)和导向槽(35)；所述支撑轮(31)、行走轮(32)、侧导向轮(33)、上导向轮(34)、导向槽(35)均设置有两个；两个所述支撑轮(31)分别固定在所述运动控制室(7)的顶部前侧和射线源控制室(8)的顶部前侧，所述支撑轮(31)与所述刚性框架(21)底部左右两侧滑动配合；两个所述行走轮(32)对称固定在所述刚性框架(21)底部两端的后侧，两个所述行走轮(32)分别与所述运动控制室(7)的顶部、射线源控制室(8)的顶部滑动配合；两个所述侧导向轮(33)对称固定在所述铅房(1)的内侧壁上方，所述侧导向轮(33)与所述刚性框架(21)侧面上端滑动配合；两个所述上导向轮(34)对称固定在所述刚性框架(21)顶部的两端后侧；两个所述导向槽(35)对称设置在所述铅房(1)内部顶侧壁面的两端，所述上导向轮(34)与所述导向槽(35)在其长度方向上滑动配合；所述导向槽(35)上设置有限位块(351)，所述限位块(351)用于对上导向轮(34)的滑动位置进行限定。

9.根据权利要求1所述的一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，其特征在于：所述运动控制室(7)为箱体结构；所述射线源控制室(8)为梯形箱体结构。

10.根据权利要求2所述的一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，其特征在于：所述支撑座(41)为金属件或橡胶隔振垫。