CN111830069A - 一种基于球域运动探测的用于x射线检测的运动平台和方法 - Google Patents

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CN111830069A CN202010724122.0A CN202010724122A CN111830069A CN 111830069 A CN111830069 A CN 111830069A CN 202010724122 A CN202010724122 A CN 202010724122A CN 111830069 A CN111830069 A CN 111830069A
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张腊梅
李俊英
周杨
王晓红
王鹏
孙龙
吴后平
桑青华
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Abstract

本发明公开了一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台,包括支撑架、水平运动机构、多关节机械臂、射线源组件和探测器;水平运动机构设置在支撑架下方;多关节机械臂首端连接在支撑架顶部;射线源组件固定在支撑架底部且位于水平运动机构下方;探测器固定在多关节机械臂末端;本发明还公开了一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台的运动方法。本发明结构简单、紧凑、集成度高,采用多关节机械臂使探测器在球域内运动,不仅可实现中心放大比不变的大倾角探测,且样品台无需升降即可实现放大比可调功能,解决了现有运动平台因悬臂导致样品台稳定性差的问题。

Description

一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台和方法
技术领域
本发明涉及X射线检测装置领域,具体为一种基于球域运动探测的用 于X射线检测的运动平台和方法。
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。
2005年,美国Nordson Dage公司提出了(US7497617B2)一种X射线 操纵器,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(US2016/0377558A1)一种X射线检测 装置,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。
现有的技术方案多采用样品台三维直线运动和探测器球面运动的方式 或样品台额外增加回转运动和探测器圆弧运动的方式,这些技术路线一方 面依赖大尺寸的圆弧导轨,加工难度较大,另一方面因射线源须位于中心 位置导致样品台不可避免的存在悬臂结构,样品台稳定性较差,影响成像 精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种基于球域运动探测的用 于X射线检测的运动平台,以解决现有技术中运动平台因悬臂导致样品台 稳定性差的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:
一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台,包括支撑架、 水平运动机构、多关节机械臂、射线源组件和探测器;
所述水平运动机构设置在所述支撑架下方;所述多关节机械臂首端连 接在所述支撑架顶部;所述射线源组件固定在所述支撑架底部,且所述射 线源组件位于所述水平运动机构下方;所述探测器固定在所述多关节机械 臂末端;
所述多关节机械臂能致使所述探测器在以射线源组件的X射线源点为 球心的球域内运动,来自射线源组件的X射线透过样品被所述探测器探测 产生X射线图像。
本发明结构简单、紧凑、集成度高,采用多关节机械臂使探测器在球 域内运动,不仅可实现中心放大比不变的大倾角探测,而且样品台无需升 降即可实现放大比可调功能,根本上解决了现有运动平台因悬臂导致样品 台稳定性差的问题。
优选地,所述支撑架包括连接在一起的刚性框架、水平支撑梁和回转 支撑板;
所述刚性框架为镂空的方体框架结构;
所述水平支撑梁设置有多个,多个所述水平支撑梁等间距固定在所述 刚性框架底部;所述水平运动机构设置在所述水平支撑梁顶部;所述射线 源组件固定连接在所述水平支撑梁底部;
所述回转支撑板固定连接在所述刚性框架顶部;所述多关节机械臂首 端固定连接在所述回转支撑板底部。
优选地,所述水平运动机构包括Y直线运动组件、X直线运动组件和 活动板;
所述Y直线运动组件设置在所述水平支撑梁顶部;所述X直线运动组 件设置在所述Y直线运动组件顶部;所述活动板设置在所述X直线运动组 件顶部。
优选地,所述Y直线运动组件包括第一支架、Y轴滑轨、第一线性致 动器和第一连接块;
所述第一支架为矩形框架结构,所述第一支架底部与所述水平支撑梁 顶部固定连接;所述Y轴滑轨设置在所述第一支架的Y轴方向框体的顶部; 所述第一线性致动器固定在所述第一支架的Y轴方向框体的侧面;所述第 一连接块固定连接在所述第一线性致动器的丝杠的螺母端部。
优选地,所述X直线运动组件包括第二支架、第一滑块、X轴滑轨、 第二线性致动器和第二连接块;
所述第二支架为矩形框架结构,所述第二支架的Y轴方向框体的侧面 与所述第一连接块侧端固定连接;所述第一滑块固定连接在所述第二支架 的Y轴方向框体的底部,且所述第一滑块与所述Y轴滑轨在其长度方向上 滑动配合;所述X轴滑轨设置在所述第二支架的X轴方向框体的顶部;所 述第二线性致动器固定在所述第二支架的X轴方向框体的侧面;所述第二 连接块固定连接在所述第二线性致动器的丝杠的螺母端部。
优选地,所述活动板为矩形框架结构,所述活动板的X轴方向框体侧 面与所述第二连接块侧端固定连接;
所述活动板的X轴方向框体的底部固定连接有第二滑块,且所述第二 滑块与所述X轴滑轨在其长度方向上滑动配合。
优选地,所述多关节机械臂包括从上到下依次连接的安装法兰、第一 关节、第二关节、第一臂、第三关节、第二臂、第四关节和末端安装板;
所述安装法兰顶端与所述水平支撑梁底部固定连接;
所述第一关节上端与所述安装法兰内孔转动连接;
所述第二关节、第三关节和第四关节的旋转轴线相互平行,并与所述 第一关节的旋转轴线相垂直;
所述末端安装板一侧与所述第四关节一端固定连接;
所述探测器固定连接在所述末端安装板另一侧。
优选地,所述第一关节、第二关节、第三关节和第四关节包括编码器、 电机、减速器以及外壳。
优选地,还包括支撑腿,所述支撑腿设置有四组,四组所述支撑腿分 别固定连接在所述刚性框架的底部四角;
四组所述支撑腿上均装配有隔振器。
本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种基于球域运动探测的用 于X射线检测的运动平台的运动方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:
一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台的运动方法,包 括以下步骤:
S1、首先将样品置于活动板上,分别启动Y直线运动组件和X直线运 动组件,第一线性致动器的丝杠转动并带动螺母移动进而带动第一连接块 沿Y轴方向运动,带动第二支架在Y轴滑轨上滑动,进而带动活动板在Y 轴方向上运动,同时第二线性致动器的丝杠转动并带动螺母移动进而带动 第二连接块运动沿X轴方向运动,带动活动板在X轴滑轨上滑动,进而实 现样品在相互垂直的水平面内运动,调节好样品在水平面上的位置;
S2、然后分别启动射线源组件和探测器;
S3、启动多关节机械臂,根据探测角度的需求,启动第一关节,第一 关节以其旋转轴线为中心的区域内做水平方向的360°的自由转动,再分别 启动第二关节、第三关节和第四关节,调节第二关节、第三关节和第四关节 在其旋转轴线为中心的区域内转动,进而带动探测器在以所述射线源组件 的X射线源点为球心的球域内运动,来自所述射线源组件的X射线透过样 品被所述探测器探测产生X射线图像;
设纸面水平向右为x轴正向,竖直向上为y轴正向,所述射线源组件 的点光源位于原点o上;
将第二关节、第三关节和第四关节的中心点分别记为A、B和P;
A点到B点之间的距离与B点到P点之间的距离均记为r;
设探测器相对于点光源与水平x轴之间的仰角为θ,所述探测器做球域 运动的球径为R时,满足:
Figure BDA0002601054620000061
Figure BDA0002601054620000062
Figure BDA0002601054620000063
其中,α为AB相对于x轴的角度,β为BA与BP之间的夹角,γ为探 测器5的探测面与BP的夹角,d为A到原点的距离,P点在圆弧的单位法 向量
Figure RE-GDA0002636407340000064
沿顺时针方向的单位切向量
Figure RE-GDA0002636407340000065
BP=(Rcosθ-rcosα,Rsinθ-d-rsinα)。
本发明的优点在于:
1、本发明结构简单、紧凑、集成度高,采用多关节机械臂使探测器在 球域内运动,不仅可实现中心放大比不变的大倾角探测,而且样品台无需 升降即可实现放大比可调功能,根本上解决了现有运动平台因悬臂导致样 品台稳定性差的问题。
2、通过水平运动机构,使地样品可在相互垂直的水平面内运动。
3、通过在支撑腿上均装配有隔振器,可提高支撑架的稳定性,进而可 提高X射线检测操作的稳定性。
4、本发明的多关节机械臂由支撑架的回转支撑板支撑,并位于水平运 动机构正上方,多关节机械臂使探测器在以射线源组件的X射线源点为球 心的球域内运动,进而可使得来自射线源组件的X射线透过样品被所述探 测器探测产生X射线图像,实现样品的多角度X射线检测操作。
附图说明
图1为本发明的一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台的 结构示意图;
图2为本发明实施例的支撑架的结构示意图;
图3为本发明实施例的水平运动机构的结构示意图;
图4为本发明实施例的多关节机械臂的结构示意图;
图5为本发明实施例的多关节机械臂使用状态的结构示意图;
图6为本发明实施例的多关节机械臂使用状态的结构示意图;
图7为本发明实施例的结构示意图;
图8为本发明实施例的的结构示意图。
附图标号说明:
1、支撑架;11、刚性框架;12、水平支撑梁;13、回转支撑板;2、 水平运动机构;21、Y直线运动组件;211、第一支架;212、Y轴滑轨;213、 第一线性致动器;214、第一连接块;22、X直线运动组件;221、第二支架; 222、第一滑块;223、X轴滑轨;224、第二线性致动器;225、第二连接块; 23、活动板;231、第二滑块;3、多关节机械臂;31、安装法兰;32、第 一关节;33、第二关节;34、第一臂;35、第三关节;36、第二臂;37、 第四关节;38、末端安装板;4、射线源组件;5、探测器;6、支撑腿。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本 发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然, 所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得 的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示,本实施例公开了一种基于球域运动探测的用于X射线检 测的运动平台,包括支撑架1、水平运动机构2、多关节机械臂3、射线源 组件4和探测器5。
如图1、图2所示,并具体以图2的方位为参照,支撑架1包括连接在 一起的,也可以是一体成型的刚性框架11、水平支撑梁12和回转支撑板 13;
刚性框架11为镂空的方体框架结构,刚性框架11由现有技术的方钢 相互焊接而成,本实施例的刚性框架11也可以是采用螺栓或者螺钉将方钢 相互连接而成的镂空的方体框架结构;
本实施例的水平支撑梁12设置有多个,且每个水平支撑梁12均为条 形钢板结构,多个水平支撑梁12等间距固定在刚性框架11底部,多个水 平支撑梁12的两端分别与刚性框架11底部左右两个边框焊接固定,也可 以采用现有的螺栓或者螺钉连接的方式固定连接;
回转支撑板13为矩形的钢板状结构,回转支撑板13的四边与刚性框 架11顶面四边框可以直接焊接固定,也可以采用现有的螺栓或者螺钉连接 的方式固定,且本实施例的回转支撑板13上还开设有多个减重孔。
如图1、图3所示,水平运动机构2包括Y直线运动组件21、X直线 运动组件22和活动板23;
如图1、图3所示,并具体以图1的方位为参照,Y直线运动组件21 包括第一支架211、Y轴滑轨212、第一线性致动器213和第一连接块214;
本实施例的第一支架211为矩形框架结构,第一支架211底部与水平 支撑梁12顶部焊接固定,也可以采用现有的螺栓或者螺钉连接的方式固定 连接;Y轴滑轨212设置有两个,两个Y轴滑轨212的底部对称焊接在第 一支架211的两个Y轴方向框体的顶部;第一线性致动器213采用现有的 支架并配以螺栓或者螺钉安装在第一支架211的Y轴方向框体的左侧壁前 侧;第一连接块214焊接在第一线性致动器213的丝杠的螺母端部。
如图1、图3所示,并具体以图1的方位为参照,X直线运动组件22 包括第二支架221、第一滑块222、X轴滑轨223、第二线性致动器224和 第二连接块225;
第二支架221为矩形框架结构,第二支架221的Y轴方向框体的侧面 与第一连接块214侧端焊接固定,也可以采用螺栓或者螺钉连接的方式固 定;第一滑块222固定连接在第二支架221的Y轴方向框体的底部,且第 一滑块222与Y轴滑轨212在其长度方向上滑动配合;X轴滑轨223设置 有两个,两个X轴滑轨223对称焊接在第二支架221的两个X轴方向框体的顶部;第二线性致动器224采用现有的支架并配以螺栓或者螺钉安装在 第二支架221的X轴方向框体的后侧面右端;第二连接块225焊接在第二 线性致动器224的丝杠的螺母端部。
如图1、图3所示,并具体以图1的方位为参照,活动板23为矩形框 架结构,活动板23的X轴方向框体侧面与第二连接块225侧端焊接固定, 也可以采用螺栓或者螺钉连接的方式固定;活动板23的X轴方向框体的底 部焊接有第二滑块231,且第二滑块231与X轴滑轨223在其长度方向上 滑动配合。
如图1、图4所示,并具体以图1的方位为参照,多关节机械臂3包括 安装法兰31、第一关节32、第二关节33、第一臂34、第三关节35、第二 臂36、第四关节37和末端安装板38;安装法兰31、第一关节32、第二关 节33、第一臂34、第三关节35、第二臂36、第四关节37和末端安装板38 从上到下依次连接;
安装法兰31顶端与水平支撑梁12的底部焊接固定,也可以采用现有 的螺栓或者螺钉连接的方式固定连接;第一关节32上端与安装法兰31的 内孔采用现有的轴承进行连接,第一关节32的旋转轴线为竖直线,第一关 节32能在以其旋转轴线为中心的区域内做圆形自由运动;第二关节33相 对于第一关节32水平设置,且第二关节33一端与第一关节32下端通过关 节套进行连接,第二关节33的旋转轴线为水平线,且与第一关节32的旋 转轴线相互垂直,第二关节33的另一端与第一臂34上端焊接固定,也可 以是一体成型的;第一臂34下端通过关节套套在第三关节35一端,第三 关节35的旋转轴线与第二关节33的旋转轴线相互平行,且与第一关节32 的旋转轴线相互垂直,第二关节33的另一端与第二臂36上端焊接固定, 也可以是一体成型的;第二臂36下端通过关节套套在第四关节37一端, 第四关节37旋转轴线与第二关节33、第三关节35的旋转轴线相互平行, 且与第一关节32的旋转轴线相互垂直;末端安装板38一侧焊接在第四关 节37另一端,也可以采用现有的螺栓或者螺钉固定连接在第四关节37另 一端。
本实施例的第一关节32、第二关节33、第三关节35和第四关节37包 括编码器、电机、减速器以及外壳。
如图1-4所示,射线源组件4采用安装板并配以螺栓或者螺钉安装在水 平支撑梁12的底部,并保证射线源组件4的射线源能穿过位于中间两个水 平支撑梁12之间的缝隙,并能照射到活动板23上的样品。
如图1-4所示,探测器5采用安装板并配以螺栓或者螺钉安装在末端安 装板38上。
本实施例还公开了一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平 台的运动方法,包括以下步骤:
S1、首先将样品置于活动板23上,分别启动Y直线运动组件21和X 直线运动组件22,第一线性致动器213的丝杠转动并带动螺母移动进而带 动第一连接块214沿Y轴方向运动,带动第二支架221在Y轴滑轨212上 滑动,进而带动活动板23在Y轴方向上运动,同时第二线性致动器224的 丝杠转动并带动螺母移动进而带动第二连接块225运动沿X轴方向运动, 带动活动板23在X轴滑轨223上滑动,进而实现样品在相互垂直的水平面 内运动,调节好样品在水平面上的位置;
S2、然后分别启动射线源组件4和探测器5;
S3、启动多关节机械臂3,根据探测角度的需求,启动第一关节32, 第一关节32以其旋转轴线为中心的区域内做水平方向的360°的自由转动, 再分别启动第二关节33、第三关节35和第四关节37,调节第二关节33、 第三关节35和第四关节37在其旋转轴线为中心的区域内转动,进而带动 探测器5在以射线源组件4的X射线源点为球心的球域内运动,来自射线 源组件4的X射线透过样品被探测器5探测产生X射线图像,如图5和图 6所示的状态;
如图7、图8所示,设纸面水平向右为x轴正向,竖直向上为y轴正向, 射线源组件4的点光源位于原点o上;
将第二关节33、第三关节35和第四关节37的中心点分别记为A、B 和P;
A点到B点之间的距离与B点到P点之间的距离均记为r;
设探测器5相对于点光源与水平x轴之间的仰角为θ,探测器5做球域 运动的球径为R时,满足:
Figure BDA0002601054620000121
Figure BDA0002601054620000131
Figure BDA0002601054620000132
其中,α为AB相对于x轴的角度,β为BA与BP之间的夹角,γ为探 测器5的探测面与BP的夹角,d为A到原点的距离,P点在圆弧的单位法 向量
Figure BDA0002601054620000133
沿顺时针方向的单位切向量
Figure BDA0002601054620000134
BP=(Rcosθ-rcosα,Rsinθ-d-rsinα)。
本发明相比现有技术存在以下优点:其一,本发明结构简单、紧凑、 集成度高,采用多关节机械臂3使探测器5在球域内运动,不仅可实现中 心放大比不变的大倾角探测,而且样品台无需升降即可实现放大比可调功 能,根本上解决了现有运动平台因悬臂导致样品台稳定性差的问题。其二, 通过水平运动机构2,使地样品可在相互垂直的水平面内运动。其三,本发 明的多关节机械臂3由支撑架1的回转支撑板13支撑,并位于水平运动机 构2正上方,多关节机械臂3使探测器5在以射线源组件4的X射线源点 为球心的球域内运动,进而可使得来自射线源组件4的X射线透过样品被 探测器5探测产生X射线图像,实现样品的多角度X射线检测操作。
实施例二
本实施例与上述实施例的区别在于:如图1、图5和图6所示,本实施 例的基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台还包括支撑腿6,支 撑腿6设置有四组,四组支撑腿6分别焊接在刚性框架11的底部四角,也 可以采用现有的螺栓或者螺钉连接的方式安装在刚性框架11的底部四角;
四组支撑腿6上均装配有隔振器。
通过在支撑腿6上均装配有隔振器,可提高支撑架1的稳定性,进而 可提高X射线检测操作的稳定性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照 前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分 技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本 质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台,其特征在于:包括支撑架、水平运动机构、多关节机械臂、射线源组件和探测器;
所述水平运动机构设置在所述支撑架下方;所述多关节机械臂首端连接在所述支撑架顶部;所述射线源组件固定在所述支撑架底部,且所述射线源组件位于所述水平运动机构下方;所述探测器固定在所述多关节机械臂末端;
所述多关节机械臂能致使所述探测器在以射线源组件的X射线源点为球心的球域内运动,来自射线源组件的X射线透过样品被所述探测器探测产生X射线图像。
2.根据权利要求1所述的一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台,其特征在于:所述支撑架包括连接在一起的刚性框架、水平支撑梁和回转支撑板;
所述刚性框架为镂空的方体框架结构;
所述水平支撑梁设置有多个,多个所述水平支撑梁等间距固定在所述刚性框架底部;所述水平运动机构设置在所述水平支撑梁顶部;所述射线源组件固定连接在所述水平支撑梁底部;
所述回转支撑板固定连接在所述刚性框架顶部;所述多关节机械臂首端固定连接在所述回转支撑板底部。
3.根据权利要求2所述的一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台,其特征在于:所述水平运动机构包括Y直线运动组件、X直线运动组件和活动板;
所述Y直线运动组件设置在所述水平支撑梁顶部;所述X直线运动组件设置在所述Y直线运动组件顶部;所述活动板设置在所述X直线运动组件顶部。
4.根据权利要求3所述的一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台,其特征在于:所述Y直线运动组件包括第一支架、Y轴滑轨、第一线性致动器和第一连接块;
所述第一支架为矩形框架结构,所述第一支架底部与所述水平支撑梁顶部固定连接;所述Y轴滑轨设置在所述第一支架的Y轴方向框体的顶部;所述第一线性致动器固定在所述第一支架的Y轴方向框体的侧面;所述第一连接块固定连接在所述第一线性致动器的丝杠的螺母端部。
5.根据权利要求4所述的一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台,其特征在于:所述X直线运动组件包括第二支架、第一滑块、X轴滑轨、第二线性致动器和第二连接块;
所述第二支架为矩形框架结构,所述第二支架的Y轴方向框体的侧面与所述第一连接块侧端固定连接;所述第一滑块固定连接在所述第二支架的Y轴方向框体的底部,且所述第一滑块与所述Y轴滑轨在其长度方向上滑动配合;所述X轴滑轨设置在所述第二支架的X轴方向框体的顶部;所述第二线性致动器固定在所述第二支架的X轴方向框体的侧面;所述第二连接块固定连接在所述第二线性致动器的丝杠的螺母端部。
6.根据权利要求5所述的一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台,其特征在于:所述活动板为矩形框架结构,所述活动板的X轴方向框体侧面与所述第二连接块侧端固定连接;
所述活动板的X轴方向框体的底部固定连接有第二滑块,且所述第二滑块与所述X轴滑轨在其长度方向上滑动配合。
7.根据权利要求6所述的一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台,其特征在于:所述多关节机械臂包括从上到下依次连接的安装法兰、第一关节、第二关节、第一臂、第三关节、第二臂、第四关节和末端安装板;
所述安装法兰顶端与所述水平支撑梁底部固定连接;
所述第一关节上端与所述安装法兰内孔转动连接;
所述第二关节、第三关节和第四关节的旋转轴线相互平行,并与所述第一关节的旋转轴线相垂直;
所述末端安装板一侧与所述第四关节一端固定连接;
所述探测器固定连接在所述末端安装板另一侧。
8.根据权利要求7所述的一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台,其特征在于:所述第一关节、第二关节、第三关节和第四关节包括编码器、电机、减速器以及外壳。
9.根据权利要求8所述的一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台,其特征在于:还包括支撑腿,所述支撑腿设置有四组,四组所述支撑腿分别固定连接在所述刚性框架的底部四角;
四组所述支撑腿上均装配有隔振器。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种基于球域运动探测的用于X射线检测的运动平台的运动方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、首先将样品置于活动板上,分别启动Y直线运动组件和X直线运动组件,第一线性致动器的丝杠转动并带动螺母移动进而带动第一连接块沿Y轴方向运动,带动第二支架在Y轴滑轨上滑动,进而带动活动板在Y轴方向上运动,同时第二线性致动器的丝杠转动并带动螺母移动进而带动第二连接块运动沿X轴方向运动,带动活动板在X轴滑轨上滑动,进而实现样品在相互垂直的水平面内运动,调节好样品在水平面上的位置;
S2、然后分别启动射线源组件和探测器;
S3、启动多关节机械臂,根据探测角度的需求,启动第一关节,第一关节以其旋转轴线为中心的区域内做水平方向的360°的自由转动,再分别启动第二关节、第三关节和第四关节,调节第二关节、第三关节和第四关节在其旋转轴线为中心的区域内转动,进而带动探测器在以所述射线源组件的X射线源点为球心的球域内运动,来自所述射线源组件的X射线透过样品被所述探测器探测产生X射线图像;
设纸面水平向右为x轴正向,竖直向上为y轴正向,所述射线源组件的点光源位于原点o上;
将第二关节、第三关节和第四关节的中心点分别记为A、B和P;
A点到B点之间的距离与B点到P点之间的距离均记为r;
设探测器相对于点光源与水平x轴之间的仰角为θ,所述探测器做球域运动的球径为R时,满足:
Figure RE-FDA0002636407330000041
Figure RE-FDA0002636407330000042
Figure RE-FDA0002636407330000051
其中,α为AB相对于x轴的角度,β为BA与BP之间的夹角,γ为探测器5的探测面与BP的夹角,d为A到原点的距离,P点在圆弧的单位法向量
Figure RE-FDA0002636407330000052
沿顺时针方向的单位切向量
Figure RE-FDA0002636407330000053
BP=(Rcosθ-rcosα,Rsinθ-d-rsinα)。
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