CN207455099U - 用于x射线ct检测设备的精密转台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于X射线CT检测设备的精密转台，包括：底座、设置于所述底座上的工作台、套设在所述底座的支撑环、连接于所述底座侧壁上的顶起装置、设置于所述底座底部的调节地脚及设置于所述工作台和底座之间的推力轴系、向心轴系、滑环组件。本实用新型的工作台和底座均采用钢板焊接结构，内外筋和围环为双夹层板形式，在满足刚度的前提下，能有效降低了整机重量，使状态的运动控制响应更快；其转台轴系由推力轴系和向心轴系组成，均采用密珠轴承，可保证轴系径向、轴向跳动和角度晃动精度；其精密转台由力矩电机直接驱动，无中间传动误差，同时配置高精度圆弧光栅尺作为角度反馈元件，保证转台精确位置控制和速度控制。

Description

用于X射线CT检测设备的精密转台

技术领域

本实用新型涉及旋转驱动装置领域，特别涉及一种用于X射线CT检测设备的精密转台。

背景技术

大视场相位衬度CT成像设备光学半径超过1米，其支承转台外径尺寸达2米，为尽可能地降低机械振动或运动误差引起的CT重建图像运动伪影，转台系统需具有很高的刚度和稳定性。此外，轴系机械精度直接影响重建图像最重要的指标—空间分辨率。

大型转台常用旋转支撑方式有液体、气体静压，但会引入油液污染、压力泵、振动和噪音等问题，不适合医疗CT场合，且性能受环境温度影响较大，长期可靠性差。

普通大径滚动轴承一般只能承受单向负载，而且由于本体截面惯性矩相对较小，结构刚度有限，加工过程中滚道形状误差很难控制，自身轴系精度得不到保证；交叉滚柱轴承近年来应用广泛，虽能承受径向和轴向综合负载，但轴系极限精度也不高，以日本THK公司超超精密级交叉滚珠轴环RE60040USP型(外径700mm、内径600mm、宽度40mm)为例，径向和轴向公称振摆公差为8μm。因此，需要设计一种新型的轴系结构，来满足相衬CT高分辨率成像要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于X射线CT检测设备的精密转台。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于X射线CT检测设备的精密转台，包括：底座、设置于所述底座上的工作台、套设在所述底座的支撑环、连接于所述底座侧壁上的顶起装置、设置于所述底座底部的调节地脚及设置于所述工作台和底座之间的推力轴系、向心轴系、滑环组件；

所述向心轴系包括垂直轴、设置于所述垂直轴外周的向心轴承、设置于所述向心轴承外周的轴承座、设置于所述轴承座的外周上部的轴环、设置于所述轴承座的外周下部的力矩电机、设置于所述垂直轴上端的光栅尺座及设置于所述光栅尺座上的圆弧光栅尺组件。

优选的是，所述工作台包括第一底板、由内向外依次设置于所述第一底板上的第一内环、第一中环和第一外环、呈辐射态设置于所述第一内环和第一中环之间的第一内筋、呈辐射态设置于所述第一中环和第一外环之间的第一外筋及设置于所述第一外环上的上面板。

优选的是，所述底座包括第二底板、由内向外依次设置于所述第二底板上的第二内环、第二中环和第二外环、呈辐射态设置于所述第二内环和第二中环之间的第二内筋、呈辐射态设置于所述第二中环和第二外环之间的第二外筋及穿插设置在所述底座内的走线管。

优选的是，所述第一内筋、第一外筋、第二内筋、第二外筋、第一内环、第一中环、第一外环、第二内环、第二中环和第二外环均为双夹层板，所述双夹层板包括两块侧板、固接于所述两块侧板中间的方钢管及连接于所述两块侧板底部的垫板。

优选的是，所述推力轴系为密珠轴承，其包括与所述工作台下表面贴合的上轴承环、与所述底座上表面贴合的下轴承环、设置于所述上轴承环和下轴承环之间的第一保持架与第一密排滚珠。

优选的是，所述支撑环套设在所述底座上部外周上，所述支撑环的上表面与所述工作台底面贴合；所述顶起装置包括多组，沿圆周分布在所述底座的外壁上。

优选的是，所述滑环组件包括滑环主体、动力刷、信号刷和光纤端，所述滑环主体通过螺钉固定在所述工作台的底面，以与所述上轴承环的外圆柱面配合；所述动力刷、信号刷和光纤端固定于所述底座上。

优选的是，所述向心轴承为密珠轴承，其包括与所述轴承座的内周贴合的外轴承环、与所述垂直轴的外周贴合的内轴承环、设置于所述外轴承环和内外轴承环之间的第二保持架与第二密排滚珠。

优选的是，所述力矩电机为分体式，其定子端固定于底座上，其转子端与所述轴承座的外周下部连接。

优选的是，所述轴环的外周与所述工作台的第一内环的内壁固接，所述轴环的内周与所述轴承座的外周上部连接。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的工作台和底座均采用钢板焊接结构，内外筋和围环为双夹层板形式，经过对结构的优化设计，在满足刚度的前提下，能效降低了整机重量，使状态的运动控制响应更快；

(2)本实用新型的转台轴系由推力轴系和向心轴系组成，均采用密珠轴承，可保证轴系径向、轴向跳动和角度晃动精度；

(3)本实用新型的精密转台由力矩电机直接驱动，无中间传动误差，同时配置高精度圆弧光栅尺作为角度反馈元件，保证转台精确位置控制和速度控制；

(4)本实用新型的精密转台的负载通过滑环组件传输动力、控制和影像数据，并在底座内部布置方钢管，分离强弱电，走线安全、合理、隐蔽，结构紧凑。

附图说明

图1为本实用新型的用于X射线CT检测设备的精密转台的剖视图；

图2为本实用新型的工作台的结构示意图；

图3为本实用新型的双夹层板的结构示意图；

图4为本实用新型的图1中A处的放大示意图；

图5为本实用新型的图1中B处的放大示意图；

图6为本实用新型的底座的结构示意图；

图7为本实用新型的支撑环的结构示意图。

附图标记说明：

10—工作台；11—上面板；12—第一内环；13—第一中环；14—第一外环；15—第一外筋；16—第一内筋；17—第一底板；20—推力轴系；21—上轴承环；22—第一保持架；23—第一密排滚珠；24—下轴承环；30—支撑环；40—底座；41—第二内环；42—第二中环；43—第二外环；44—第二外筋；45—第二内筋；46—走线管；47—第二底板；50—向心轴系；51—力矩电机；52—垂直轴；53—向心轴承；54—轴承座；55—轴环；56—圆弧光栅尺组件；57—光栅尺座；60—调节地脚；70—顶起装置；80—滑环组件；90—双夹层板；91—侧板；92—方钢管；93—垫板；510—定子端；511—转子端；531—外轴承环；532—第二保持架；533—第二密排滚珠；534—内轴承环。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-7所示，本实施例的一种用于X射线CT检测设备的精密转台，包括：底座40、设置于底座40上的工作台10、套设在底座40的支撑环30、连接于底座40侧壁上的顶起装置70、设置于底座40底部的调节地脚60及设置于工作台10和底座40之间的推力轴系20、向心轴系50、滑环组件80。

工作台10包括第一底板17、由内向外依次设置于第一底板17上的第一内环12、第一中环13和第一外环14、呈辐射态设置于第一内环12和第一中环13之间的第一内筋16、呈辐射态设置于第一中环13和第一外环14之间的第一外筋15及设置于第一外环14上的上面板11。底座40包括第二底板47、由内向外依次设置于第二底板47上的第二内环41、第二中环42和第二外环43、呈辐射态设置于第二内环41和第二中环42之间的第二内筋45、呈辐射态设置于第二中环42和第二外环43之间的第二外筋44及穿插设置在底座40内的走线管46。走线管46用于布置转台内部电机动力线、控制线和冷却管路。第一内筋16、第一外筋15、第二内筋45、第二外筋44、第一内环12、第一中环13、第一外环14、第二内环41、第二中环42和第二外环43均为双夹层板90，双夹层板90包括两块侧板91、焊接于两块侧板91中间的方钢管92及连接于两块侧板91底部的垫板93。工作台10和底座40均采用钢板焊接结构，内外筋和围环为双夹层板90形式，经过对结构的优化设计，在满足刚度的前提下，能效降低了整机重量，使状态的运动控制响应更快。

采用上述结构的工作台10和底座40具有很高的机械强度，且重量轻，制造和安装简单。

图4给出了图1中A部位即推力轴系20的放大示意图。推力轴系20为密珠轴承，其包括与工作台10下表面贴合的上轴承环21、与底座40上表面贴合的下轴承环24、设置于上轴承环21和下轴承环24之间的第一保持架22与第一密排滚珠23。其中，轴承环与第一密排滚珠23接触面为平面，滚珠数量由赫兹接触应力公式计算。上轴承环21和工作台10的配合面经刮研达到合适接触刚度后，以螺钉紧固组合，再对轴承环21工作平面进行磨削、研磨加工，容易获得极高的平面度。下轴承环24和底座40的工艺顺序也同样如此。

密珠轴承相比一般滚动轴承，特点在于：(1)轴承内各元件的局部误差在密珠平均效应作用下，对轴系精度影响比较小；(2)密珠轴承内外环设计时预留一定的过盈量，可提高主轴的回转精度和刚度。

支撑环30套设在底座40上部外周上，支撑环30的上表面与工作台10底面贴合，支撑环30由若干环形钢板和筋板焊接而成；顶起装置70包括多组，沿圆周分布在底座40的外壁上。为避免搬运和运输过程中振动对推力轴系20的损伤，用圆周分布的多组顶起装置70顶起支撑环30，以托起工作台10，使上轴承环21与第一密排滚珠23小间隙分离，从而保护轴系关键部件，转台正常工作时，将支撑环30落下，通过在支撑环30上端填充密封毡可以起到防尘作用。

图5给出了图1中B部位即向心轴系50的放大示意图。向心轴系50包括垂直轴52、设置于垂直轴52外周的向心轴承53、设置于向心轴承53外周的轴承座54、设置于轴承座54的外周上部的轴环55、设置于轴承座54的外周下部的力矩电机51、设置于垂直轴52上端的光栅尺座57及设置于光栅尺座57上的圆弧光栅尺组件56。上述各轴系组件之间同轴配合，通过法兰分布螺钉连接。向心轴承53为密珠轴承，其包括与轴承座54的内周贴合的外轴承环531、与垂直轴52的外周贴合的内轴承环534、设置于外轴承环531和内外轴承环531之间的第二保持架532与第二密排滚珠533。外轴承环531、内外轴承环531与第二密排滚珠533的接触面均为圆柱面，为消除径向间隙，内外轴承环与密排滚珠之间预留5～10μm过盈量。精密转台由力矩电机51直接驱动，无中间传动误差，同时配置高精度圆弧光栅尺作为角度反馈元件，保证转台精确位置控制和速度控制。

力矩电机51为分体式，其定子端510固定于底座40上，其转子端511与轴承座54的外周下部连接。垂直轴52与底座40通过法兰定位连接。轴环55的外周与工作台10的第一内环12的内壁固接，可采用焊接方式固接，轴环55的内周与轴承座54的外周上部连接配合。

滑环组件80包括滑环主体、动力刷、信号刷和光纤端，滑环主体通过螺钉固定在工作台10的底面，以与上轴承环21的外圆柱面配合；动力刷、信号刷和光纤端固定于底座40上。本实用新型的精密转台的电气负载模块通过滑环组件80传输动力、控制和影像数据。

转台轴系由推力轴系20和向心轴系50组成，均采用密珠轴承，可保证轴系径向、轴向跳动和角度晃动精度。

本实用新型的精密转台的工作原理为：力矩电机51通过轴承座54将转矩传递至工作台10，驱动其转动，转台的轴向、径向跳动及晃角误差由推力轴系20和向心轴系50加工和装配精度控制，转台的转动角度定位精度和转速精度由圆弧光栅尺组件56反馈得到。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种用于X射线CT检测设备的精密转台，其特征在于，包括：底座、设置于所述底座上的工作台、套设在所述底座的支撑环、连接于所述底座侧壁上的顶起装置、设置于所述底座底部的调节地脚及设置于所述工作台和底座之间的推力轴系、向心轴系、滑环组件；

所述向心轴系包括垂直轴、设置于所述垂直轴外周的向心轴承、设置于所述向心轴承外周的轴承座、设置于所述轴承座的外周上部的轴环、设置于所述轴承座的外周下部的力矩电机、设置于所述垂直轴上端的光栅尺座及设置于所述光栅尺座上的圆弧光栅尺组件。

2.根据权利要求1所述的用于X射线CT检测设备的精密转台，其特征在于，所述工作台包括第一底板、由内向外依次设置于所述第一底板上的第一内环、第一中环和第一外环、呈辐射态设置于所述第一内环和第一中环之间的第一内筋、呈辐射态设置于所述第一中环和第一外环之间的第一外筋及设置于所述第一外环上的上面板。

3.根据权利要求2所述的用于X射线CT检测设备的精密转台，其特征在于，所述底座包括第二底板、由内向外依次设置于所述第二底板上的第二内环、第二中环和第二外环、呈辐射态设置于所述第二内环和第二中环之间的第二内筋、呈辐射态设置于所述第二中环和第二外环之间的第二外筋及穿插设置在所述底座内的走线管。

4.根据权利要求3所述的用于X射线CT检测设备的精密转台，其特征在于，所述第一内筋、第一外筋、第二内筋、第二外筋、第一内环、第一中环、第一外环、第二内环、第二中环和第二外环均为双夹层板，所述双夹层板包括两块侧板、固接于所述两块侧板中间的方钢管及连接于所述两块侧板底部的垫板。

5.根据权利要求1所述的用于X射线CT检测设备的精密转台，其特征在于，所述推力轴系为密珠轴承，其包括与所述工作台下表面贴合的上轴承环、与所述底座上表面贴合的下轴承环、设置于所述上轴承环和下轴承环之间的第一保持架与第一密排滚珠。

6.根据权利要求1所述的用于X射线CT检测设备的精密转台，其特征在于，所述支撑环套设在所述底座上部外周上，所述支撑环的上表面与所述工作台底面贴合；所述顶起装置包括多组，沿圆周分布在所述底座的外壁上。

7.根据权利要求5所述的用于X射线CT检测设备的精密转台，其特征在于，所述滑环组件包括滑环主体、动力刷、信号刷和光纤端，所述滑环主体通过螺钉固定在所述工作台的底面，以与所述上轴承环的外圆柱面配合；所述动力刷、信号刷和光纤端固定于所述底座上。

8.根据权利要求1所述的用于X射线CT检测设备的精密转台，其特征在于，所述向心轴承为密珠轴承，其包括与所述轴承座的内周贴合的外轴承环、与所述垂直轴的外周贴合的内轴承环、设置于所述外轴承环和内外轴承环之间的第二保持架与第二密排滚珠。

9.根据权利要求1所述的用于X射线CT检测设备的精密转台，其特征在于，所述力矩电机为分体式，其定子端固定于底座上，其转子端与所述轴承座的外周下部连接。

10.根据权利要求1所述的用于X射线CT检测设备的精密转台，其特征在于，所述轴环的外周与所述工作台的第一内环的内壁固接，所述轴环的内周与所述轴承座的外周上部连接。