CN212622322U - 用于微焦点ct系统的机械扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于微焦点CT系统的机械扫描装置，包括设备框架、载物台组件、探测器组件和射线源组件，载物台位于设备框架的上端，转盘和载物台上表面的中心固连，升降螺杆位于设备框架的两侧，螺杆轴承座与设备框架的两侧固连，升降螺杆的第一端与螺杆轴承座连接，升降螺杆的第二端与旋转皮带轮连接，旋转皮带轮通过传动皮带和第四旋转皮带轮连接；转轴横梁位于设备框架上端的一侧，探测器支架第一端悬出，第二端和第一旋转皮带轮连接，第一旋转皮带轮通过旋转皮带和第一电机连接，第一电机固定在转轴横梁上；升降台的下端和设备框架下端的底面固连，升降台的上端和射线源连接。本实用新型通过提高运动精度，保证微焦点CT图像的质量。

Description

用于微焦点CT系统的机械扫描装置

技术领域

本实用新型涉及机械装备领域，特别涉及一种用于微焦点CT系统的机械扫描装置。

背景技术

电子计算机断层扫描检测(Computed Tomography，CT)是利用具有某种能量的射线束对物体进行扫描，根据物体外部获得的投影数据，运用特定的重建算法，以二维或三维图像方式呈现物体内部的密度分布。CT检测广泛应用于医学检查、工业检测和安保检测等领域。

空间分辨率是衡量CT图像质量的一个重要参数，在CT系统中，机械扫描部件的运动精度是影响CT系统空间分辨率的一个主要因素。CT系统的机械扫描部件用于实现CT扫描时，试件的旋转或平移以及射线源-待测物体-探测器之间物理位置的相对调整。如果机械扫描部件的运动精度不能得到保证，那么重建的CT图像将存在伪影等，影响测量者真实地了解待测物体的结构信息，致使测量者产生误判。

对于常见的待测物体平移/旋转-探测器旋转的CT扫描方式来说，探测器通常安装在旋转机架上绕旋转中心旋转。探测器的运动精度受旋转机架的加工质量、动态特性、结构设计和安装方式等多种因素的制约，这对于空间分辨率要求非常高的微焦点CT系统来说，这种检测方式难以很好地保证微焦点CT的图像质量。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种用于微焦点CT系统的机械扫描装置，主要是通过确保射线源-待测物体-探测器三者之间的相对位置精度和提高探测器的运动精度，最终保证微焦点CT系统的成像质量，为测量者提供更准确的数据。

本实用新型提供了一种用于微焦点CT系统的机械扫描装置，其包括设备框架、载物台组件、探测器组件和射线源组件。所述载物台组件，其包括载物台、转盘、第一升降螺杆、第二升降螺杆、第一螺杆轴承座、第二螺杆轴承座、第二旋转皮带轮、第三旋转皮带轮、传动皮带、第四旋转皮带轮、第二电机、第三电机、第四电机、第一手轮和第二手轮，所述载物台位于所述设备框架的上端，所述转盘和所述载物台上表面固定连接，所述第一升降螺杆和所述第二升降螺杆分别位于所述设备框架的两侧，所述第一升降螺杆和所述第二升降螺杆的螺母座分别和载物台连接，所述第一螺杆轴承座和所述第二螺杆轴承座分别与所述载物台相对两侧的设备框架固定连接，所述第一升降螺杆和所述第二升降螺杆的第一端分别与所述第一螺杆轴承座和所述第二螺杆轴承座连接，所述第一升降螺杆和所述第二升降螺杆的第二端分别与所述第二旋转皮带轮和所述第三旋转皮带轮的内圆孔连接，所述第二旋转皮带轮和所述第三旋转皮带轮的外圆通过所述传动皮带和所述第四旋转皮带轮的外圆连接，所述第四旋转皮带轮的内圆孔和所述第二电机连接，所述第三电机和所述第四电机垂直安装在所述载物台上，所述第一手轮和所述第二手轮分别位于所述载物台相邻的两侧。所述探测器组件，其包括探测器、探测器支架、转轴横梁、旋转皮带、第一旋转皮带轮和第一电机，所述转轴横梁位于所述设备框架上端的一侧，所述探测器支架的第一端和所述探测器固定连接，所述探测器支架的第二端和所述第一旋转皮带轮连接，所述第一旋转皮带轮的外圆通过所述旋转皮带和所述第一电机连接，所述第一电机的外壳固定在所述转轴横梁上；所述射线源组件，其包括射线源、升降台、第三手轮和底板，所述底板位于所述设备框架的下端，所述升降台的下端和底板的上表面固定连接，所述升降台的上端和所述射线源连接，所述第三手轮位于所述升降台的一侧。

可优选的是，所述第二旋转皮带轮、所述第三旋转皮带轮、所述传动皮带、所述第四旋转皮带轮和所述第二电机位于所述设备框架的下端，所述升降台和所述第二电机位于所述底板的同一工作平面上，所述第二旋转皮带轮、所述第三旋转皮带轮、所述传动皮带和所述第四旋转皮带轮的中心平面在同一平面内。

可优选的是，所述射线源、所述升降台、所述转盘和所述探测器的中心在同一条直线上。

可优选的是，所述第一升降螺杆和所述第二升降螺杆对称分布在所述载物台的两侧，所述第一螺杆轴承座和所述第二螺杆轴承座对称分布在所述载物台的两侧，所述第二旋转皮带轮和所述第三旋转皮带轮对称分布在所述载物台的两侧，所述第一升降螺杆、所述第二升降螺杆、所述第一螺杆轴承座、所述第二螺杆轴承座、所述第二旋转皮带轮和所述第三旋转皮带轮的中心轴线在同一平面内。

可优选的是，所述探测器支架、所述旋转皮带和所述第一旋转皮带轮的中心平面在同一平面内，所述探测器支架的长度可以根据实际情况进行调整。

本实用新型具有如下优点：

1.本实用新型机械扫描装置结构设计合理，将射线源、载物台和探测器集成在设备框架上，确保射线源、载物台和探测器三个运动部件为相同的运动基准；该机械扫描装置减少了结构层级，降低结构累积误差，从而可以很好地保证射线源、载物台和探测器三者之间的相对位置精度，进而有效地提高微焦点CT系统的成像质量。

2.本实用新型机械扫描装置采用结构刚性强的材料制成探测器支架，将探测器与旋转中心的相对位置通过探测器支架进行保证。相比与依靠轨道形状来保证探测器与旋转中心相对位置的传统轨道式机架，该机械扫描装置对零部件的加工要求更低，运动精度更高。

附图说明

图1为本实用新型用于微焦点CT系统的机械扫描装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型用于微焦点CT系统的机械扫描装置的主视图；

图3为本实用新型用于微焦点CT系统的机械扫描装置的左视图；

图4为本实用新型用于微焦点CT系统的机械扫描装置的俯视图；以及

图5为本实用新型用于微焦点CT系统的机械扫描装置的仰视图。

主要附图标记：

设备框架1，载物台2，探测器支架3，转轴横梁4，射线源5，升降台6，转盘7，第一升降螺杆8，第二升降螺杆9，第一螺杆轴承座10，第二螺杆轴承座11，旋转皮带12，第一旋转皮带轮13，第一电机14，第二电机15，第三电机16，第四电机17，第二旋转皮带轮18，第三旋转皮带轮19，传动皮带20，第四旋转皮带轮21，探测器22，底板23，第一手轮24，第二手轮25，第三手轮26。

具体实施方式

为详尽本实用新型之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

用于微焦点CT系统的机械扫描装置，如图1所示，其包括设备框架1、载物台组件、探测器组件和射线源组件。

载物台组件，如图3和图5所示，其包括载物台2、转盘7、第一升降螺杆8、第二升降螺杆9、第一螺杆轴承座10、第二螺杆轴承座11、第二旋转皮带轮18、第三旋转皮带轮19、传动皮带20、第四旋转皮带轮21、第二电机15、第三电机16、第四电机17、第一手轮24和第二手轮25。载物台2位于设备框架1的上端，转盘7和载物台2的上表面固定连接。

如图3所示，第一升降螺杆8和第二升降螺杆9分别位于设备框架1的两侧，第一升降螺杆8和第二升降螺杆9分别通过螺母座驱动载物台2产生升降运动，第一螺杆轴承座10和第二螺杆轴承座11分别与载物台2相对两侧的设备框架1固定连接，第一升降螺杆8和第二升降螺杆9的螺母座分别和载物台2连接，第一升降螺杆8和第二升降螺杆9的第一端分别与第一螺杆轴承座10和第二螺杆轴承座11连接，第一升降螺杆8和第二升降螺杆9的第二端分别与第二旋转皮带轮18和第三旋转皮带轮19的内圆孔连接，如图5所示，第二旋转皮带轮18和第三旋转皮带轮19的外圆通过传动皮带20和第四旋转皮带轮21的外圆连接，第四旋转皮带轮21的内圆孔和第二电机15连接。

第三电机16和第四电机17垂直安装在载物台2上，第一手轮24和第二手轮25分别位于载物台2相邻的两侧，可以粗略调节载物台2在X和Y轴两个方向的距离，分别控制第三电机16或者第四电机17可实现载物台2沿平面内的某一方向平移，联合控制第三电机16或者第四电机17可实现载物台2在平面内旋转。

探测器组件，如图2和图4所示，其包括探测器22、探测器支架3、转轴横梁4、旋转皮带12、第一旋转皮带轮13和第一电机14。转轴横梁4位于设备框架1上端的一侧，探测器支架3的第一端和探测器22固定连接，探测器支架3的第二端和第一旋转皮带轮13连接，即探测器22的运动基准为设备框架1，第一旋转皮带轮13的外圆通过旋转皮带12和第一电机14连接，第一电机14的外壳固定在转轴横梁4上。

通过驱动第一电机14，来带动第一旋转皮带轮13和旋转皮带12运动，进而使得探测器支架3绕旋转中心旋转，来接受射线源5发出的穿透待测物体不同部位后的射线信号，进而实现CT图像重建。

射线源组件，如图2所示，其包括射线源5、升降台6、第三手轮26和底板23，底板23位于设备框架1的下端，升降台6的下端和底板23的上表面固定连接，升降台6的上端和射线源5连接，第三手轮26位于升降台6的一侧，可通过调节位于升降台6一侧的第三手轮26调节射线源5和载物台2之间的距离。

如图5所示，第二旋转皮带轮18、第三旋转皮带轮19、传动皮带20、第四旋转皮带轮21和第二电机15位于设备框架1的下端，升降台6和第二电机15位于底板23的同一工作平面上，升降台6和第二电机15两者具有相同的安装基准，第二旋转皮带轮18、第三旋转皮带轮19、传动皮带20和第四旋转皮带轮21的中心平面在同一平面内。

如图2所示，射线源5、升降台6、转盘7和探测器22的中心在同一条直线上。设备框架1、载物台2、转轴横梁4和底板23采用刚度好的铝合金材料制成。

第一升降螺杆8和第二升降螺杆9对称分布在载物台2的两侧，第一螺杆轴承座10和第二螺杆轴承座11对称分布在载物台2的两侧，第二旋转皮带轮18和第三旋转皮带轮19对称分布在载物台的两侧，第一升降螺杆8、第二升降螺杆9、第一螺杆轴承座10、第二螺杆轴承座11、第二旋转皮带轮18和第三旋转皮带轮19的中心轴线在同一平面内。

探测器支架3、旋转皮带12和第一旋转皮带轮13的中心平面在同一平面内，探测器支架3的长度可以根据实际情况进行调整。

以下结合实施例对本实用新型一种用于微焦点CT系统的机械扫描装置做进一步描述：

在使用本实用新型进行相关操作之前，需要对该装置进行组装以及基准的校对，从而确保射线源、机械扫描部件和探测器三者之间的相对位置精度，进而有效地提高CT系统的成像质量。

首先，将载物台2固定在设备框架1的上端，将转盘7和载物台2的上表面固定连接，接着，将第一螺杆轴承座10和第二螺杆轴承座11分别与载物台2相对的两侧固定连接，将第一升降螺杆8和第二升降螺杆9的第一端分别与第一螺杆轴承座10和第二螺杆轴承座11连接，第一升降螺杆8和第二升降螺杆9的第二端分别与第二旋转皮带轮18和第三旋转皮带轮19的内圆孔连接，然后，将第二旋转皮带轮18和第三旋转皮带轮19的外圆通过传动皮带20和第四旋转皮带轮21的外圆连接，第四旋转皮带轮21的内圆孔和第二电机15连接。

接着，再将转轴横梁4固定在设备框架1上端的一侧面，以设备框架1为基准，为后续安装探测器组件做铺垫，然后，将探测器支架3的第一端和探测器22固定连接，将探测器支架3的第二端和第一旋转皮带轮13连接，将第一旋转皮带轮13的外圆通过旋转皮带12和第一电机14连接，第一电机14的外壳固定在转轴横梁4上。最后，将升降台6的下端和底板23的上表面固定连接，将升降台6的上端和射线源5连接，并将第三手轮26固定于升降台6的一侧面。

安装完毕以后，首先，将待测物体放置于转盘7上，接着先通过第一手轮24和第二手轮25，来粗略的调节待测物体的位置；然后通过分别控制第三电机16和第四电机17，来精确的调节待测物体的位置，从而使得待测物体可以产生平移运动，如果需要待测物体进行相关的旋转运动，需要同时控制第三电机16和第四电机17。

在调整好待测物体的位置以后，通过驱动第二电机15，从而带动第一升降螺杆8、第二升降螺杆9、第二旋转皮带轮18和第三旋转皮带轮19运动，来调节位于载物台2上的待测物体和射线源5之间的距离。最后，通过驱动第一电机14，从而带动旋转皮带12和第一旋转皮带轮13运动，来完成探测器支架3和探测器22的旋转运动，最终确保穿透待测物体的射线信号能够在探测器22上有效成像，从而实现对待测物体进行CT扫描。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于微焦点CT系统的机械扫描装置，其包括设备框架、载物台组件、探测器组件和射线源组件，其特征在于，

所述载物台组件，其包括载物台、转盘、第一升降螺杆、第二升降螺杆、第一螺杆轴承座、第二螺杆轴承座、第二旋转皮带轮、第三旋转皮带轮、传动皮带、第四旋转皮带轮、第二电机、第三电机、第四电机、第一手轮和第二手轮，所述载物台位于所述设备框架的上端，所述转盘和所述载物台上表面固定连接，所述第一升降螺杆和所述第二升降螺杆分别位于所述设备框架的两侧，所述第一升降螺杆和所述第二升降螺杆的螺母座分别和载物台连接，所述第一螺杆轴承座和所述第二螺杆轴承座分别与所述载物台相对两侧的设备框架固定连接，所述第一升降螺杆和所述第二升降螺杆的第一端分别与所述第一螺杆轴承座和所述第二螺杆轴承座连接，所述第一升降螺杆和所述第二升降螺杆的第二端分别与所述第二旋转皮带轮和所述第三旋转皮带轮的内圆孔连接，所述第二旋转皮带轮和所述第三旋转皮带轮的外圆通过所述传动皮带和所述第四旋转皮带轮的外圆连接，所述第四旋转皮带轮的内圆孔和所述第二电机连接，所述第三电机和所述第四电机垂直安装在所述载物台上，所述第一手轮和所述第二手轮分别位于所述载物台相邻的两侧；以及

所述探测器组件，其包括探测器、探测器支架、转轴横梁、旋转皮带、第一旋转皮带轮和第一电机，所述转轴横梁位于所述设备框架上端的一侧，所述探测器支架的第一端和所述探测器固定连接，所述探测器支架的第二端和所述第一旋转皮带轮连接，所述第一旋转皮带轮的外圆通过所述旋转皮带和所述第一电机连接，所述第一电机的外壳固定在所述转轴横梁上；所述射线源组件，其包括射线源、升降台、第三手轮和底板，所述底板位于所述设备框架的下端，所述升降台的下端和底板的上表面固定连接，所述升降台的上端和所述射线源连接，所述第三手轮位于所述升降台的一侧。

2.根据权利要求1所述的用于微焦点CT系统的机械扫描装置，其特征在于，所述第二旋转皮带轮、所述第三旋转皮带轮、所述传动皮带、所述第四旋转皮带轮和所述第二电机位于所述设备框架的下端，所述升降台和所述第二电机位于所述底板的同一工作平面上，所述第二旋转皮带轮、所述第三旋转皮带轮、所述传动皮带和所述第四旋转皮带轮的中心平面在同一平面内。

3.根据权利要求1所述的用于微焦点CT系统的机械扫描装置，其特征在于，所述射线源、所述升降台、所述转盘和所述探测器的中心在同一条直线上。

4.根据权利要求1或者2所述的用于微焦点CT系统的机械扫描装置，其特征在于，所述第一升降螺杆和所述第二升降螺杆对称分布在所述载物台的两侧，所述第一螺杆轴承座和所述第二螺杆轴承座对称分布在所述载物台的两侧，所述第二旋转皮带轮和所述第三旋转皮带轮对称分布在所述载物台的两侧，所述第一升降螺杆、所述第二升降螺杆、所述第一螺杆轴承座、所述第二螺杆轴承座、所述第二旋转皮带轮和所述第三旋转皮带轮的中心轴线在同一平面内。

5.根据权利要求1所述的用于微焦点CT系统的机械扫描装置，其特征在于，所述探测器支架、所述旋转皮带和所述第一旋转皮带轮的中心平面在同一平面内，所述探测器支架的长度可以根据实际情况进行调整。

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