CN116115247B - Ct设备扫描机架配平机构、动平衡自动调节系统及方法 - Google Patents

Ct设备扫描机架配平机构、动平衡自动调节系统及方法 Download PDF

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CN116115247B CN202310395858.1A CN202310395858A CN116115247B CN 116115247 B CN116115247 B CN 116115247B CN 202310395858 A CN202310395858 A CN 202310395858A CN 116115247 B CN116115247 B CN 116115247B
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Abstract

本发明公开了一种CT设备扫描机架配平机构、动平衡自动调节系统及方法，包括：定位框架，固接装配于扫描机架；移动框架，滑动装配于定位框架；第一驱动结构，固接装配于定位框架，且第一驱动结构传动装配有第一传动件，第一传动件传动装配有驱动块，移动框架与驱动块固接相连；第二驱动结构，固接装配于定位框架且传动装配固接有第二传动件，第二传动件分别传动装配有设于移动框架的第一调位座和第二调位座；第一调位座转接有第一支撑连杆，第二调位座转接有第二支撑连杆，第一支撑连杆与第二支撑连杆转接相连。解决了现有对于扫描机架的动不平衡采用拆卸或安装配重进行配平时，需反复拆卸和调节配重大小，费时费力，工作效率低的技术问题。

Description

CT设备扫描机架配平机构、动平衡自动调节系统及方法
技术领域
本发明涉及CT系统设备技术领域，具体而言，涉及一种CT设备扫描机架配平机构、动平衡自动调节系统及方法。
背景技术
目前，CT系统主要由扫描机架和扫描床两部分组成，其中扫描机架分为固定机架和旋转机架。但是，如果旋转机架的重心与其旋转轴不共线，在高速旋转的过程中会产生动不平衡，则机架发生振动会导致图像质量差，降低产品可靠性，甚至发生危险。当前已知技术普遍采用现场动平衡的方法配平旋转机架，需要根据仪器测试结果多次拆卸或安装配重进行配平，直至将振动量控制在可接受范围，由于旋转机架结构复杂，反复拆卸和调节配重费时费力。
发明内容
为此，本发明提供了一种CT设备扫描机架配平机构、动平衡自动调节系统及方法，以解决现有技术中对于扫描机架的动不平衡采用拆卸或安装配重进行配平时，需反复拆卸和调节配重大小，费时费力，工作效率低的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
根据本发明的第一方面，提供一种CT设备扫描机架配平机构，包括：
定位框架，固接装配于所述扫描机架的至少一个边侧部；
移动框架，滑动装配于所述定位框架的内侧部；
第一驱动结构，固接装配于所述定位框架的内侧部，且所述第一驱动结构的动能输出端传动装配固接有第一传动件，所述第一传动件传动装配有可位移式驱动块，所述驱动块的位移方向与所述扫描机架的轴向相同，所述移动框架与所述驱动块之间固接传动相连；
第二驱动结构，固接装配于所述定位框架的内侧部，且所述第二驱动结构的动能输出端传动装配固接有第二传动件，所述第二传动件对应延伸至所述移动框架的内侧部，且所述第二传动件分别传动装配有可位移式设于所述移动框架的内侧部第一调位座和第二调位座，所述第一调位座和所述第二调位座的位移方向均与所述扫描机架的轴向相同，且基于所述第二传动件的传动作用的所述第一调位座与所述第二调位座的同步位移方向相反；所述第一调位座转接装配有第一支撑连杆的一端，所述第二调位座转接装配有第二支撑连杆的一端，所述第一支撑连杆的另一端与所述第二支撑连杆的另一端之间通过转接杆转接装配相连，所述转接杆固接装配有配重块，基于所述第一调位座与所述第二调位座的同步相反位移作用且分别经所述第一支撑连杆和所述第二支撑连杆传动的所述配重块位移方向与所述扫描机架的径向相同。
在上述技术方案的基础上，对本发明做如下进一步说明：
作为本发明的进一步方案，所述第一驱动结构为第一驱动电机，所述第一传动件为丝杠杆，所述驱动块为螺母块。
所述第一驱动电机的旋转动能输出端与所述丝杠杆的一端之间传动固接相连，所述螺母块螺合装配于所述丝杠杆，且所述螺母块与所述定位框架之间相滑动装配。
所述第二驱动结构为第二驱动电机，所述第二传动件为分段双向式丝杠杆，所述第一调位座和所述第二调位座均为螺母座。
所述第二驱动电机的旋转动能输出端与所述分段双向式丝杠杆的一端之间传动固接相连，所述第一调位座和所述第二调位座分别一一对应螺合装配于所述分段双向式丝杠杆的两个分段双向外螺纹部。
根据本发明的第二方面，提供一种CT设备扫描机架动平衡自动调节系统，包括所述的CT设备扫描机架配平机构，还包括：
振动传感器，装配于所述扫描机架；
电控模块，包括通过电路相连的电源模块和控制模块；所述控制模块的控制输入端与所述振动传感器之间通过电路相连；所述控制模块的控制输出端通过电路连接有继电器的输入端，所述继电器的输出端分别与所述第一驱动结构和所述第二驱动结构之间通过电路相连。
根据本发明的第三方面，提供一种CT设备扫描机架动平衡自动调节方法，包括如下步骤：
S100：装配并调节配平机构至初始位置；
S200：旋转测试初始振动幅值和相位；
S300：调节配平机构完成第一次试重；
S400：旋转测取第一次试重条件下的振动幅值和相位；
S500：重置配平机构至初始位置；
S600：重置配平机构至初始位置后，调节配平机构完成第二次试重；
S700：旋转测取第二次试重条件下的振动幅值和相位；
S800：计算初始不平衡量；
S900：根据初始不平衡量计算结果，自动调节配平机构至配平状态；
S1000：判断平衡，若平衡，则配平完成；反之，则返回重复S200~S900。
作为本发明的进一步方案，所述装配并调节配平机构至初始位置，具体包括：
设置两组配平机构分别装配至扫描机架对应于相位225°和相位315°方向的外壁位置；扫描机架垂直于轴向的一端所处平面作为第一平衡面，扫描机架垂直于轴向的另一端所处平面作为第二平衡面。
作为本发明的进一步方案，所述旋转测试初始振动幅值和相位，具体包括：
启动扫描机架以既定转速旋转，通过振动传感器分别测得记录第一平衡面的初始振动
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及第二平衡面的初始振动/>
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，并根据两平面动平衡影响系数法得到第一平衡面的不平衡量/>
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为影响系数，其分别表示各个不平衡矢量对于相应位置的振动幅值和相位的影响。
作为本发明的进一步方案，所述调节配平机构完成第一次试重，具体包括：
通过第一驱动结构输出的驱动能依次经第一传动件和驱动块带动移动框架，使移动框架以及分别装配于移动框架的第一调位座、第二调位座、第一支撑连杆、第二支撑连杆、转接杆和配重块形成的总配重沿扫描机架的轴向运动位移，调整总配重在第一平衡面与第二平衡面之间的第一相对位置，改变第一平衡面与第二平衡面的质量等效分布关系，完成第一次试重。
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为对应分布于第二平衡面的质径积，质径积即为质量与半径的乘积；由于总配重沿扫描机架的轴向运动位移，其半径不变，因此通过/>
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表示第一平衡面与第二平衡面的质量等效分布关系，公式如下：
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为第二平衡面与总配重位置所处平面之间间距。
所述旋转测取第一次试重条件下的振动幅值和相位，具体包括：
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及第二平衡面的第一次试重振动/>
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为第二平衡面的第一次试重对应的质径积变化量。
作为本发明的进一步方案，所述重置配平机构至初始位置后，调节配平机构完成第二次试重，具体包括：
重置配平机构至初始位置后，通过第一驱动结构输出的驱动能再次经第一传动件和驱动块带动移动框架，使移动框架及其装配结构形成的总配重再次沿扫描机架的轴向运动位移，调整总配重在第一平衡面与第二平衡面之间的第二相对位置，改变第一平衡面与第二平衡面的质量分布关系，完成第二次试重。
所述旋转测取第二次试重条件下的振动幅值和相位，具体包括：
启动扫描机架以既定转速旋转，通过振动传感器分别测得记录第一平衡面的第二次试重振动
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及第二平衡面的第二次试重振动/>
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为第二平衡面的第二次试重对应的质径积变化量。
作为本发明的进一步方案，所述计算初始不平衡量，具体包括：
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基于两平面动平衡影响系数法，换算得到第一平衡面和第二平衡面的
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根据影响系数
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作为本发明的进一步方案，所述根据初始不平衡量计算结果，自动调节配平机构至配平状态，具体包括：
根据已知扫描机架分别在第一平衡面的初始不平衡量
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和第二平衡面的初始不平衡量/>
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，结合两组配平机构分别装配至扫描机架对应于相位225°和相位315°的方向位置，基于矢量分布计算在第一平衡面消除初始不平衡量/>
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分别在相位225°和相位315°方向需要的配重，同时基于矢量分布计算在第二平衡面消除初始不平衡量/>
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分别在相位225°和相位315°方向需要的配重。
根据第一平衡面和第二平衡面在相位225°方向计算需要的径向配重对应的总质径积，调整在相位225°方向的配平机构中的配重块与扫描机架旋转轴线之间半径，调整实际质径积与计算需要的总质径积相同。
根据第一平衡面和第二平衡面在相位315°方向计算需要的径向配重对应的总质径积，调整在相位315°方向的配平机构中的配重块与扫描机架旋转轴线之间半径，调整实际质径积与计算需要的总质径积相同。
在调整配重块时，分别调整在相位225°方向和相位315°方向的配平机构的第二驱动结构，利用第二驱动结构输出的驱动能经第二传动件带动第一调位座和第二调位座沿相反向位移，经第一支撑连杆和第二支撑连杆的三角支撑带动配重块做沿扫描机架的径向运动，改变配重块与扫描机架旋转轴线之间半径以调整实际质径积
Figure SMS_87
，结合上述第一平衡面与第二平衡面的质量分布关系，得到公式如下：
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为对应分布于第一平衡面的质径积，/>
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均为方向向量；/>
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为配平机构在扫描机架安装时相对于扫描机架旋转轴线的安装半径，/>
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为配重块的重心以配平机构在扫描机架安装位置为基础的重心纵坐标。
调整配重块的重心纵坐标
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，公式如下：
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为第一支撑连杆和第二支撑连杆的长度；/>
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为第一调位座和第二调位座之间间距，/>
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为第一支撑连杆和第二支撑连杆的质量，/>
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为配重块的质量。
通过调整第一调位座和第二调位座之间间距
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改变配重块的重心纵坐标/>
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，进而实现调整实际质径积/>
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与计算需要的总质径积相同。
进而根据在相位225°方向的配平机构分别对应于第一平衡面和第二平衡面计算的径向配重比例，进一步利用相位225°方向配平机构的第一驱动结构按比例调节轴向配重，同时根据在相位315°方向的配平机构分别对应于第一平衡面和第二平衡面计算的径向配重比例，进一步利用相位315°方向配平机构的第一驱动结构按比例调节轴向配重，以此达到配平状态。
本发明具有如下有益效果：
该机构及方法能够基于第一驱动结构和第二驱动结构有效实现内部结构驱动位移，在相垂直的两个方向精确调位配重，进而可实现对应于旋转式CT设备扫描机架的轴向及径向进行精确调位配重，使得扫描机架的重心与旋转中心轴重合，达到连续配平的目的，不需要提前准备各种体积、形状、厚度材料的配重，有助于降低成本，且不需要反复拆卸和安装配重，从而提高了产品的组装调试效率，显著增强了功能实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的CT设备扫描机架配平机构的整体结构示意图。
图2为本发明实施例提供的CT设备扫描机架配平机构的装配应用架构示意图之一。
图3为本发明实施例提供的CT设备扫描机架配平机构的装配应用架构示意图之二。
图4为本发明实施例提供的CT设备扫描机架动平衡自动调节系统的功能原理示意图。
图5为本发明实施例提供的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法中第一平衡面与第二平衡面的质量分布关系示意图。
图6为本发明实施例提供的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法中第一平衡面抵消初始不平衡量的原理示意图。
图7为本发明实施例提供的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法中调整配重块改变质径积的原理示意图。
图8为本发明实施例提供的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法中调整配重块重心纵坐标的计算原理示意图。
图9为本发明实施例提供的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法中第一平衡面和第二平衡面的初始配平质量分布均为5时的原理示意图。
图10为本发明实施例提供的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法中第一平衡面和第二平衡面的初始配平质量分布均为5时的质量分布示意图。
图11为本发明实施例提供的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法中第一平衡面和第二平衡面消除初始不平衡量的原理示意图。
图12为本发明实施例提供的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法中第一平衡面和第二平衡面消除初始不平衡量的质量分布示意图。
图13为本发明实施例提供的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法中对于相位225°配平计算的质量分布示意图。
图14为本发明实施例提供的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法中对于相位315°配平计算的质量分布示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
定位框架1；移动框架2；第一驱动结构3；第一传动件4；驱动块5；导向滑杆6；导向滑块7；第二驱动结构8；第二传动件9；第一调位座10；第二调位座11；第一支撑连杆12；第二支撑连杆13；转接杆14；配重块15；扫描机架16。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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做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。
本说明书所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种CT设备扫描机架配平机构，包括装配于所述扫描机架16的定位框架1、移动框架2、第一驱动结构3、第一传动件4、驱动块5、导向滑杆6、导向滑块7、第二驱动结构8、第二传动件9、第一调位座10、第二调位座11、第一支撑连杆12、第二支撑连杆13、转接杆14和配重块15，用以能够基于第一驱动结构3和第二驱动结构8有效实现内部结构驱动位移，在相垂直的两个方向精确调位配重，进而可实现对应于旋转式CT设备扫描机架16的轴向及径向进行精确调位配重，使得扫描机架16的重心与旋转中心轴重合，达到连续配平的目的，不需要提前准备各种体积、形状、厚度材料的配重，有助于降低成本，且不需要反复拆卸和安装配重，从而提高了产品的组装调试效率，增强了功能实用性。具体设置如下：
请参考图1至图3，所述定位框架1固接装配于所述扫描机架16的至少一个边侧部，所述移动框架2滑动装配于所述定位框架1的内侧部；具体的是，所述第一驱动结构3固接装配于所述定位框架1的内侧部，且所述第一驱动结构3的动能输出端与所述第一传动件4之间传动装配固接相连，所述驱动块5可位移式传动装配于所述第一传动件4，且所述驱动块5的位移方向与所述扫描机架16的轴向相同，所述移动框架2的一侧部与所述驱动块5之间固接传动相连，用以实现利用第一驱动结构3输出的驱动能依次经第一传动件4和驱动块5有效带动移动框架2做沿扫描机架16的轴向运动。
优选地，所述定位框架1的内侧部还固接装配有所述导向滑杆6，所述导向滑杆6沿所述驱动块5的位移方向延伸设置，所述导向滑块7滑动装配于所述导向滑杆6，且所述导向滑块7与所述移动框架2的另一侧部之间固接传动相连，用以可借助导向滑杆6有效作为移动框架2的辅助定向滑动基础。
所述第二驱动结构8固接装配于所述定位框架1的内侧部，且所述第二驱动结构8的动能输出端与所述第二传动件9之间传动装配固接相连，所述第二传动件9对应延伸至所述移动框架2的内侧部；所述第一调位座10和所述第二调位座11分别对应设于所述移动框架2的内侧部，且所述第一调位座10和所述第二调位座11分别可位移式传动装配于所述第二传动件9，所述第一调位座10和所述第二调位座11的位移方向均与所述扫描机架16的轴向相同，基于所述第二传动件9的传动作用的所述第一调位座10与所述第二调位座11的同步位移方向相反；所述第一支撑连杆12的一端转接装配于所述第一调位座10，所述第二支撑连杆13的一端转接装配于所述第二调位座11，所述第一支撑连杆12的另一端与所述第二支撑连杆13的另一端之间通过所述转接杆14转接装配相连，所述配重块15固接装配于所述转接杆14，基于所述第一调位座10与所述第二调位座11的同步相反位移作用且分别经所述第一支撑连杆12和所述第二支撑连杆13传动的所述配重块15位移方向与所述扫描机架16的径向相同；用以实现利用第二驱动结构8输出的驱动能经第二传动件9有效带动第一调位座10和第二调位座11沿相反向位移，以此实现经第一支撑连杆12和第二支撑连杆13带动配重块15做沿扫描机架16的径向运动。
可选的是，所述第一驱动结构3可采用但不限于第一驱动电机，所述第一传动件4可采用但不限于丝杠杆，所述驱动块5可采用但不限于螺母块，所述第一驱动电机的旋转动能输出端与所述丝杠杆的一端之间传动固接相连，所述螺母块螺合装配于所述丝杠杆，且所述螺母块与所述定位框架1之间相滑动装配，用以以此利用丝杠原理使第一驱动电机输出的旋转动能经丝杠杆转化为螺母块的直线动能；所述第二驱动结构8可采用但不限于第二驱动电机，所述第二传动件9可采用但不限于分段双向式丝杠杆，所述第一调位座10和所述第二调位座11均可采用但不限于螺母座，所述第二驱动电机的旋转动能输出端与所述分段双向式丝杠杆的一端之间传动固接相连，所述第一调位座10和所述第二调位座11分别一一对应螺合装配于所述分段双向式丝杠杆的两个分段双向外螺纹部，用以利用丝杠原理使第二驱动电机输出的旋转动能经分段双向式丝杠杆转化为第一调位座10和第二调位座11的同步相反或相向直线动能。
请参考图4，本发明实施例还提供了一种CT设备扫描机架动平衡自动调节系统，其包括上述CT设备扫描机架配平机构，还包括振动传感器和电控模块；其中，所述振动传感器装配于所述扫描机架16，所述电控模块包括通过电路相连的电源模块和控制模块，所述电源模块可采用但不限于外接电源，所述控制模块可选择但不限于型号为AT80C51的单片机控制板、型号为STM32的微控制器；所述控制模块的控制输入端与所述振动传感器之间通过电路相连，用以利用振动传感器实时监测扫描机架16旋转工作时产生的振动幅值，并同步发送至控制模块进行数据分析；所述控制模块的控制输出端通过电路连接有继电器的输入端，所述继电器的输出端分别与所述第一驱动结构3和所述第二驱动结构8之间通过电路相连，用以实现控制模块基于对振动幅值数据的分析结果进一步经继电器传递至第一驱动结构3和第二驱动结构8，由第一驱动结构3和第二驱动结构8自动调节配平机构配重，直至达到配平状态。
本发明实施例还提供了一种CT设备扫描机架动平衡自动调节方法，包括如下步骤：
S100：装配并调节配平机构至初始位置；
具体为，设置两组配平机构分别装配至扫描机架16对应于相位225°和相位315°方向的外壁位置；扫描机架16垂直于轴向的一端所处平面作为第一平衡面Ⅰ，扫描机架16垂直于轴向的另一端所处平面作为第二平衡面Ⅱ；
S200：旋转测试初始振动幅值和相位；
具体为，启动扫描机架16以既定转速旋转，通过振动传感器分别测得记录第一平衡面的初始振动
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及第二平衡面的初始振动/>
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，并根据两平面动平衡影响系数法得到第一平衡面的不平衡量/>
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为影响系数，其分别表示各个不平衡矢量对于相应位置的振动幅值和相位的影响。
S300：调节配平机构完成第一次试重；
具体为，请参考图5，通过第一驱动结构3输出的驱动能依次经第一传动件4和驱动块5带动移动框架2，使移动框架2以及分别装配于移动框架2的第一调位座10、第二调位座11、第一支撑连杆12、第二支撑连杆13、转接杆14和配重块15形成的总配重沿扫描机架16的轴向运动位移，调整总配重在第一平衡面与第二平衡面之间的第一相对位置，改变第一平衡面与第二平衡面的质量等效分布关系，完成第一次试重。
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为总的质径积，/>
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为对应分布于第一平衡面的质径积，/>
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为对应分布于第二平衡面的质径积，质径积即为质量与半径的乘积，与不平衡量成正比；由于总配重沿扫描机架16的轴向运动位移，其半径不变，因此通过/>
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表示第一平衡面与第二平衡面的质量等效分布关系，公式如下：
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为第二平衡面与总配重位置所处平面之间间距。
S400：旋转测取第一次试重条件下的振动幅值和相位；
启动扫描机架16以既定转速旋转，通过振动传感器分别测得记录第一平衡面的第一次试重振动
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及第二平衡面的第一次试重振动/>
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，并运用两平面动平衡影响系数法得到第一平衡面的不平衡量/>
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为影响系数，其分别表示各个不平衡矢量对于相应位置的振动的影响；/>
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为第一平衡面在第一次试重对应的质径积变化量，/>
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为第二平衡面的第一次试重对应的质径积变化量。
S500：重置配平机构至初始位置；
具体为，将第一次试重后的配平机构重置至初始位置；
S600：重置配平机构至初始位置后，调节配平机构完成第二次试重；
具体为，重置配平机构至初始位置后，通过第一驱动结构3输出的驱动能再次经第一传动件4和驱动块5带动移动框架2，使移动框架2及其装配结构形成的总配重再次沿扫描机架16的轴向运动位移，调整总配重在第一平衡面与第二平衡面之间的第二相对位置，改变第一平衡面与第二平衡面的质量分布关系，完成第二次试重。
S700：旋转测取第二次试重条件下的振动幅值和相位；
启动扫描机架16以既定转速旋转，通过振动传感器分别测得记录第一平衡面的第二次试重振动
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及第二平衡面的第二次试重振动/>
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为第二平衡面的第二次试重对应的质径积变化量。
S800：计算初始不平衡量；
具体为，将第一平衡面的不平衡量
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和第二平衡面的不平衡量/>
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分别与初始振动/>
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基于两平面动平衡影响系数法，换算得到第一平衡面和第二平衡面的
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，计算第一平衡面的初始不平衡量/>
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，公式如下：
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S900：根据初始不平衡量计算结果，自动调节配平机构至配平状态；
具体为，根据已知扫描机架16分别在第一平衡面的初始不平衡量
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和第二平衡面的初始不平衡量/>
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，结合两组配平机构分别装配至扫描机架16对应于相位225°和相位315°的方向位置，基于矢量分布计算在第一平衡面消除初始不平衡量/>
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分别在相位225°和相位315°方向需要的配重，同时基于矢量分布计算在第二平衡面消除初始不平衡量/>
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分别在相位225°和相位315°方向需要的配重。
请参考图6，以第一平衡面为例，当初始不平衡量
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在135°~225°区间时，相位225°配平机构配重减小，相位315°配平机构配重增大，抵消初始不平衡量/>
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；
当初始不平衡量
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在45°~135°区间时，相位225°配平机构增大，相位315°配平机构增大，抵消初始不平衡量/>
Figure SMS_194
；
当初始不平衡量
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在225°~315°区间时，相位225°配平机构减小，相位315°配平机构减小，抵消初始不平衡量/>
Figure SMS_196
；
当初始不平衡量
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在315°~45°区间时，相位225°配平机构增大，相位315°配平机构减小，抵消初始不平衡量/>
Figure SMS_198
。
根据第一平衡面和第二平衡面在相位225°方向计算需要的径向配重对应的总质径积，调整在相位225°方向的配平机构中的配重块15与扫描机架16旋转轴线之间半径，以调整实际质径积与计算需要的总质径积相同；根据第一平衡面和第二平衡面在相位315°方向需要的径向配重对应的总质径积，调整在相位315°方向的配平机构中的配重块15与扫描机架16旋转轴线之间半径，以调整实际质径积与计算需要的总质径积相同。
在调整配重块15时，请参考图7和图8，分别调整在相位225°方向和相位315°方向的配平机构的第二驱动结构8，利用第二驱动结构8输出的驱动能经第二传动件9带动第一调位座10和第二调位座11沿相反向位移，经第一支撑连杆12和第二支撑连杆13的三角支撑带动配重块15做沿扫描机架16的径向运动，改变配重块15与扫描机架16旋转轴线之间半径以调整实际质径积
Figure SMS_199
，结合上述第一平衡面与第二平衡面的质量分布关系，得到公式如下：
Figure SMS_200
式中，
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为总的质径积，/>
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为对应分布于第一平衡面的质径积，/>
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为对应分布于第二平衡面的质径积，/>
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均为方向向量；/>
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为总质量，/>
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为配平机构在扫描机架16安装时相对于扫描机架16旋转轴线的安装半径，/>
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为配重块15的重心以配平机构在扫描机架16安装位置为基础的重心纵坐标。
请继续参考图8，调整配重块15的重心纵坐标
Figure SMS_210
，公式如下：
Figure SMS_211
式中，
Figure SMS_212
为第一支撑连杆12和第二支撑连杆13的长度；/>
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为第一调位座10和第二调位座11之间间距，/>
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为第一支撑连杆12和第二支撑连杆13的质量，/>
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为配重块15的质量。
通过调整第一调位座10和第二调位座11之间间距
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改变配重块15的重心纵坐标
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，进而实现调整实际质径积/>
Figure SMS_218
与计算需要的总质径积相同。
进而根据在相位225°方向的配平机构分别对应于第一平衡面和第二平衡面计算的径向配重比例，进一步利用相位225°方向配平机构的第一驱动结构3按比例调节轴向配重，同时根据在相位315°方向的配平机构分别对应于第一平衡面和第二平衡面计算的径向配重比例，进一步利用相位315°方向配平机构的第一驱动结构3按比例调节轴向配重，以此达到配平状态。
举例说明：请参考图9和图10，假设第一平衡面和第二平衡面的初始配平质量分布均为5。
请参考图11和图12，经过测量和计算初始不平衡量
Figure SMS_219
和/>
Figure SMS_220
后，通过矢量分析，得到在第一平衡面上需要分别在相位225°方向配平+8，在相位315°方向配平-3，第二平衡面上需要分别在相位225°方向配平-3，在相位315°方向配平-3。由于初始配平质量分布均为5，因此在调节总配重后，第一平衡面配平后质量分布，在相位225°方向/>
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=5∠225°+8∠225°=13∠225°，在相位315°方向/>
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=5∠315°-3∠315°=2∠315°，第二平衡面配平后质量分布，在相位225°方向/>
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=5∠225°-3∠225°=2∠225°，在相位315°方向/>
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=5∠315°-3∠315°=2∠315°。
请参考图13，对于相位225°配平计算：
配平后质量分布，
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=5∠225°+8∠225°=13∠225°，/>
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=15∠225°≠10∠225°，因此需要调节配重块15，通过减小第一调位座10和第二调位座11之间间距d，增大配重块15的重心纵坐标/>
Figure SMS_229
，直至质径积增大为15，之后根据比例关系13：2调节移动框架2及其装配结构，分配第一平衡面和第二平衡面的质量；
请参考图14，对于相位315°配平计算：
配平后质量分布，
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=5∠315°-3∠315°=2∠315°，/>
Figure SMS_231
=5∠315°-3∠315°=2∠315°，/>
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Figure SMS_234
，直至质径积减小为4，之后根据比例关系2：2调节移动框架2及其装配结构，分配第一平衡面和第二平衡面的质量；
S1000：判断平衡；
具体为，对配平状态进行检测，如扫描机架16的不平衡量在可接受范围之内，则配平完成；反之，则返回步骤S200，并重复S200~S900，即可。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种CT设备扫描机架配平机构，其特征在于，包括：
定位框架，固接装配于所述扫描机架的至少一个边侧部；
移动框架，滑动装配于所述定位框架的内侧部；
第一驱动结构，固接装配于所述定位框架的内侧部，且所述第一驱动结构的动能输出端传动装配固接有第一传动件，所述第一传动件传动装配有可位移式驱动块，所述驱动块的位移方向与所述扫描机架的轴向相同，所述移动框架与所述驱动块之间固接传动相连；
所述第一驱动结构为第一驱动电机，所述第一传动件为丝杠杆，所述驱动块为螺母块；
所述第一驱动电机的旋转动能输出端与所述丝杠杆的一端之间传动固接相连，所述螺母块螺合装配于所述丝杠杆，且所述螺母块与所述定位框架之间相滑动装配；
第二驱动结构，固接装配于所述定位框架的内侧部，且所述第二驱动结构的动能输出端传动装配固接有第二传动件，所述第二传动件对应延伸至所述移动框架的内侧部，且所述第二传动件分别传动装配有可位移式设于所述移动框架的内侧部第一调位座和第二调位座，所述第一调位座和所述第二调位座的位移方向均与所述扫描机架的轴向相同，且基于所述第二传动件的传动作用的所述第一调位座与所述第二调位座的同步位移方向相反；所述第一调位座转接装配有第一支撑连杆的一端，所述第二调位座转接装配有第二支撑连杆的一端，所述第一支撑连杆的另一端与所述第二支撑连杆的另一端之间通过转接杆转接装配相连，所述转接杆固接装配有配重块，基于所述第一调位座与所述第二调位座的同步相反位移作用且分别经所述第一支撑连杆和所述第二支撑连杆传动的所述配重块位移方向与所述扫描机架的径向相同；
所述第二驱动结构为第二驱动电机，所述第二传动件为分段双向式丝杠杆，所述第一调位座和所述第二调位座均为螺母座；
所述第二驱动电机的旋转动能输出端与所述分段双向式丝杠杆的一端之间传动固接相连，所述第一调位座和所述第二调位座分别一一对应螺合装配于所述分段双向式丝杠杆的两个分段双向外螺纹部。
2.一种CT设备扫描机架动平衡自动调节系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的CT设备扫描机架配平机构，还包括：
振动传感器，装配于所述扫描机架；
电控模块，包括通过电路相连的电源模块和控制模块；所述控制模块的控制输入端与所述振动传感器之间通过电路相连；所述控制模块的控制输出端通过电路连接有继电器的输入端，所述继电器的输出端分别与所述第一驱动结构和所述第二驱动结构之间通过电路相连。
3.一种CT设备扫描机架动平衡自动调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100：装配并调节配平机构至初始位置；
S200：旋转测试初始振动幅值和相位；
所述旋转测试初始振动幅值和相位，具体包括：
启动扫描机架以既定转速旋转，通过振动传感器分别测得记录第一平衡面的初始振动
Figure QLYQS_1
及第二平衡面的初始振动/>
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，并根据两平面动平衡影响系数法得到第一平衡面的不平衡量/>
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以及第二平衡面的不平衡量/>
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Figure QLYQS_11
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Figure QLYQS_12
为影响系数，其分别表示各个不平衡矢量对于相应位置的振动幅值和相位的影响；
S300：调节配平机构完成第一次试重；
S400：旋转测取第一次试重条件下的振动幅值和相位；
S500：重置配平机构至初始位置；
S600：重置配平机构至初始位置后，调节配平机构完成第二次试重；
S700：旋转测取第二次试重条件下的振动幅值和相位；
S800：计算初始不平衡量；
S900：根据初始不平衡量计算结果，自动调节配平机构至配平状态；
S1000：判断平衡，若平衡，则配平完成；反之，则返回重复S200~S900。
4.根据权利要求3所述的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法，其特征在于，
所述装配并调节配平机构至初始位置，具体包括：
设置两组配平机构分别装配至扫描机架对应于相位225°和相位315°方向的外壁位置；扫描机架垂直于轴向的一端所处平面作为第一平衡面，扫描机架垂直于轴向的另一端所处平面作为第二平衡面。
5.根据权利要求4所述的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法，其特征在于，
所述调节配平机构完成第一次试重，具体包括：
通过第一驱动结构输出的驱动能依次经第一传动件和驱动块带动移动框架，使移动框架以及分别装配于移动框架的第一调位座、第二调位座、第一支撑连杆、第二支撑连杆、转接杆和配重块形成的总配重沿扫描机架的轴向运动位移，调整总配重在第一平衡面与第二平衡面之间的第一相对位置，改变第一平衡面与第二平衡面的质量等效分布关系，完成第一次试重；
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为总的质径积/>
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为对应分布于第一平衡面的质径积，/>
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为对应分布于第二平衡面的质径积，质径积即为质量与半径的乘积；由于总配重沿扫描机架的轴向运动位移，其半径不变，因此通过/>
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表示第一平衡面与第二平衡面的质量等效分布关系，公式如下：
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所述旋转测取第一次试重条件下的振动幅值和相位，具体包括：
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Figure QLYQS_23
及第二平衡面的第一次试重振动/>
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为第二平衡面的第一次试重对应的质径积变化量。
6.根据权利要求5所述的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法，其特征在于，
所述重置配平机构至初始位置后，调节配平机构完成第二次试重，具体包括：
重置配平机构至初始位置后，通过第一驱动结构输出的驱动能再次经第一传动件和驱动块带动移动框架，使移动框架及其装配结构形成的总配重再次沿扫描机架的轴向运动位移，调整总配重在第一平衡面与第二平衡面之间的第二相对位置，改变第一平衡面与第二平衡面的质量分布关系，完成第二次试重；
所述旋转测取第二次试重条件下的振动幅值和相位，具体包括：
启动扫描机架以既定转速旋转，通过振动传感器分别测得记录第一平衡面的第二次试重振动
Figure QLYQS_37
及第二平衡面的第二次试重振动/>
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，并运用两平面动平衡影响系数法得到第一平衡面的不平衡量/>
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7.根据权利要求6所述的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法，其特征在于，
所述计算初始不平衡量，具体包括：
将第一平衡面的不平衡量
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和第二平衡面的不平衡量/>
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Figure QLYQS_61
，
Figure QLYQS_62
，
Figure QLYQS_63
，
Figure QLYQS_64
，
基于两平面动平衡影响系数法，换算得到第一平衡面和第二平衡面的
Figure QLYQS_65
、/>
Figure QLYQS_66
、/>
Figure QLYQS_67
和/>
Figure QLYQS_68
影响系数，公式如下：
Figure QLYQS_69
，
Figure QLYQS_70
，
Figure QLYQS_71
，
Figure QLYQS_72
，
根据影响系数
Figure QLYQS_73
、/>
Figure QLYQS_74
、/>
Figure QLYQS_75
和/>
Figure QLYQS_76
，计算第一平衡面的初始不平衡量/>
Figure QLYQS_77
和第二平衡面的初始不平衡量/>
Figure QLYQS_78
，公式如下：
Figure QLYQS_79
，
计算得到第一平衡面的初始不平衡量
Figure QLYQS_80
和第二平衡面的初始不平衡量/>
Figure QLYQS_81
。
8.根据权利要求7所述的CT设备扫描机架动平衡自动调节方法，其特征在于，
所述根据初始不平衡量计算结果，自动调节配平机构至配平状态，具体包括：
根据已知扫描机架分别在第一平衡面的初始不平衡量
Figure QLYQS_82
和第二平衡面的初始不平衡量/>
Figure QLYQS_83
，结合两组配平机构分别装配至扫描机架对应于相位225°和相位315°的方向位置，基于矢量分布计算在第一平衡面消除初始不平衡量/>
Figure QLYQS_84
分别在相位225°和相位315°方向需要的配重，同时基于矢量分布计算在第二平衡面消除初始不平衡量/>
Figure QLYQS_85
分别在相位225°和相位315°方向需要的配重；
根据第一平衡面和第二平衡面在相位225°方向计算需要的径向配重对应的总质径积，调整在相位225°方向的配平机构中的配重块与扫描机架旋转轴线之间半径，调整实际质径积与计算需要的总质径积相同；
根据第一平衡面和第二平衡面在相位315°方向计算需要的径向配重对应的总质径积，调整在相位315°方向的配平机构中的配重块与扫描机架旋转轴线之间半径，调整实际质径积与计算需要的总质径积相同；
在调整配重块时，分别调整在相位225°方向和相位315°方向的配平机构的第二驱动结构，利用第二驱动结构输出的驱动能经第二传动件带动第一调位座和第二调位座沿相反向位移，经第一支撑连杆和第二支撑连杆的三角支撑带动配重块做沿扫描机架的径向运动，改变配重块与扫描机架旋转轴线之间半径以调整实际质径积
Figure QLYQS_86
，结合上述第一平衡面与第二平衡面的质量分布关系，得到公式如下：
Figure QLYQS_87
，
式中，
Figure QLYQS_90
为总的质径积，/>
Figure QLYQS_92
为对应分布于第一平衡面的质径积，/>
Figure QLYQS_94
为对应分布于第二平衡面的质径积，/>
Figure QLYQS_89
、/>
Figure QLYQS_93
、/>
Figure QLYQS_95
均为方向向量；/>
Figure QLYQS_96
为总质量，/>
Figure QLYQS_88
为配平机构在扫描机架安装时相对于扫描机架旋转轴线的安装半径，/>
Figure QLYQS_91
为配重块的重心以配平机构在扫描机架安装位置为基础的重心纵坐标；
调整配重块的重心纵坐标
Figure QLYQS_97
，公式如下：
Figure QLYQS_98
，
式中，
Figure QLYQS_99
为第一支撑连杆和第二支撑连杆的长度；/>
Figure QLYQS_100
为第一调位座和第二调位座之间间距，/>
Figure QLYQS_101
为第一支撑连杆和第二支撑连杆的质量，/>
Figure QLYQS_102
为配重块的质量；
通过调整第一调位座和第二调位座之间间距
Figure QLYQS_103
改变配重块的重心纵坐标/>
Figure QLYQS_104
，进而实现调整实际质径积/>
Figure QLYQS_105
与计算需要的总质径积相同；
进而根据在相位225°方向的配平机构分别对应于第一平衡面和第二平衡面计算的径向配重比例，进一步利用相位225°方向配平机构的第一驱动结构按比例调节轴向配重，同时根据在相位315°方向的配平机构分别对应于第一平衡面和第二平衡面计算的径向配重比例，进一步利用相位315°方向配平机构的第一驱动结构按比例调节轴向配重，以此达到配平状态。
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