CN219511481U - 柔性x射线探测装置的曲率计算数据获取装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，包括基座,两条水平轨道平行布置在基座上,其延伸方向为z方向。龙门式框架包括立柱和横向轨道装置，每条水平轨道上竖立安装一根立柱，两根立柱平行且正对，横向轨道装置两端分别安在两根立柱顶端,横向轨道装置延伸方向为x方向。升降装置以可沿x方向移动方式安装在横向轨道装置上,其升降方向为y方向。微动测量头安在升降装置下端。第一位移检测传感器用于检测升降装置x方向的位移。第二位移检测传感器用于检测升降装置y方向的位移。控制端与第一、第二位移检测传感器、微动测量头电路连接。本申请能够以简单且较为精确的方式实现柔性X射线探测装置曲率计算数据的获取。

Description

柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置

技术领域

本申请涉及X射线柔性探测装置的辅助工具领域，具体而言，涉及一种柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置。

背景技术

X射线探测装置是利用X射线对物体的穿透、差别吸收、感光及荧光作用，将物体各部分的密度分布信息投射到X射线采集和成像装置上，形成相应的影像，从而观察物体内部构造和情况。其可广泛地应用于医疗、工业无损检测等领域。

传统的X射线探测装置一般为平板型，其采用如玻璃型TFT(Thin FilmTransistor的简称，即薄膜场效应晶体管)等非柔性的检测面板和刚性的结构设计，一般适用于对一些表面为平面或具有较小曲率的待测物体进行探测。为了适应对具有曲率的待测物体的X射线探测，现在出现一些固定曲率的X射线探测装置，还有比较新兴的柔性X射线探测装置。

柔性X射线探测装置，是一种可按期望的曲率进行弯折变化的X射线探测装置，因此需要对弯曲状态下的柔性X射线探测装置的曲率进行测量，以确定其是否按预期产生曲率变化，并为图像测试和评判提供相关参数。但是现有技术中，大多是人工使用卷尺、卡尺、内径表等工具进行手动测量，相对来说测量步骤复杂，容易出现更大的累积误差，对后续柔性X射线探测装置的使用及图像测评也造成影响。

为了能够对各种曲率的柔性X射线探测装置的进行专门曲率测量，亟需一种针对柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，其能够以简单且较为精确的方式实现柔性X射线探测装置曲率计算数据的获取。

一种柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，包括基座、两条水平轨道、龙门式框架、升降装置、微动测量头、第一位移检测传感器、第二位移检测传感器和控制端。

其中，基座可以为平板状，或者至少具有一水平的上表面两条水平轨道，两条水平轨道平行布置在基座上，水平轨道延伸方向记为z方向。龙门式框架包括两根立柱和一根横向轨道装置，在每条水平轨道上竖立安装一根立柱，两根立柱平行且正对，横向轨道装置两端分别安装在两根立柱顶端，横向轨道装置延伸方向记为x方向；立柱下方和两条水平轨道之间用于放置柔性X射线探测装置。升降装置以可沿x方向移动的方式安装在横向轨道装置上，升降装置的升降方向记为y方向。微动测量头安装在升降装置的下端。第一位移检测传感器设置在龙门式框架或升降装置上，用于检测升降装置在x方向的位移距离。第二位移检测传感器设置在升降装置上，用于检测升降装置在y方向的位移距离。控制端与第一位移检测传感器、第二位移检测传感器、微动测量头电路连接，在微动测量头向控制端传输预定信号时，控制端获取第一位移检测传感器和第二位移检测传感器的信号。

在一种可实施的方案中，还包括定向装置，其设置在基座上且其延伸方向与水平轨道平行。

在一种可实施的方案中，定向装置包括定向条和顶持机构，在两条水平轨道中间对应的基座z方向的两边分别设置有定向条，两根定向条平行且沿x方向延伸，在每条定向条的后端连接一顶持机构，两个顶持机构用于使两个定向条靠近或远离运动。

在一种可实施的方案中，包括支撑组件，在立柱下方且靠近每条水平轨道的位置都设置有一支撑组件：支撑组件包括伸缩柱和贴合片；贴合片一面平整，另一面设置有铰接件与伸缩柱顶端铰接；贴合片平整的一面用于与柔性X射线探测装置的端部的下表面贴合以形成支撑。

在一种可实施的方案中，横向轨道装置为电动直线模组，升降装置也为电动直线模组，控制端与横向轨道装置和升降装置信号连接。

在一种可实施的方案中，水平轨道安装有滑块，滑块的下表面设置有导轨钳制器，导轨钳制器用于将滑块锁定在水平轨道的预定位置；立柱的底部固定在滑块的上表面上。

在一种可实施的方案中，升降装置包括底座部和升降活动部，底座部可沿x方向移动的方式安装在横向轨道装置上，升降活动部可沿y方向移动的方式安装在底座部上，微动测量头安装在升降活动部上。第一位移检测传感器采用第一拉线传感器，第一拉线传感器包括第一固定端和第一拉线端，第一固定端固定在横向轨道装置的一端，第一拉线端连接在底座部上，第一拉线传感器的拉线与x方向平行。第二位移检测传感器采用第二拉线传感器，第二拉线传感器包括第二固定端和第二拉线端，第二固定端固定在底座部上，第二拉线端连接在升降活动部上，第二拉线传感器的拉线与y方向平行。

在一种可实施的方案中，微动测量头为微动位移传感器或微动压力传感器。

在一种可实施的方案中，第一位移检测传感器和第二位移检测传感器为激光位移传感器或光栅尺传感器。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

由上述可以看出，本申请的方案在获取柔性X射线探测装置的曲率计算数据时，无需使用卷尺、卡尺、内径表等工具进行手动测量，只需将柔性X射线探测装置放置在曲率计算数据获取装置的基座上，然后升降装置沿横向轨道装置移动到至少三个不同位置处，然后升降装置降低使微动测量头下降接触柔性X射线探测装置表面时，便可以借助第一和第二位移检测传感器记录下三个位置处的微动测量头与柔性X射线探测装置接触位置处的坐标，由此便拥有了计算柔性X射线探测装置曲率的计算数据，后续进行相关计算即可。

整个测量中无需移动柔性X射线探测装置，利于减少变量，提高测量精度。测量的整个过程基本只需升降装置动作即可完成不同位置的坐标获取，步骤简单，数据获取灵活，减少了测量步骤，相对可以降低累积误差。

同时，测量的至少三个位置的坐标能满足位于同一平面内，且此平面是与柔性X射线探测装置弯曲后形成的轴线基本垂直，这可以保证获取的坐标数据基本处于同一个圆周上，从而利于提高测量精度。

进一步地，无论柔性X射线探测装置的曲率大小如何，本申请的装置都可以适配并获取到其曲率计算的坐标数据，因此本申请具有可以对任意曲率半径进行测量的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置的整体结构图；

图2为根据本申请实施例示出的曲率计算数据获取装置的使用状态示意图；

图3为根据本申请实施例示出的基座及相关结构的示意图；

图4为根据本申请实施例示出的具有支撑组件的曲率计算数据获取装置的结构侧面示意图；

图5为根据本申请实施例示出的立柱下方的滑块及导轨钳制器的配合结构示意图；

图6为根据本申请实施例示出的龙门式框架的结构示意图；

图7为根据本申请实施例示出的升降装置的爆炸结构示意图；

图8为根据本申请实施例示出的升降装置上用于安装微动测量头的结构示意图。

图中：10、基座；20、水平轨道；21、滑块；22、导轨钳制器；30、龙门式框架；31、立柱；32、横向轨道装置；40、升降装置；41、底座部；42、升降活动部；50、微动测量头；60、定向装置；61、定向条；62、顶持机构；70、支撑组件；71、伸缩柱；72、贴合片；811、第一固定端；812、第一拉线端；821、第二固定端；822、第二拉线端；100、柔性X射线探测装置。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，下文中提及的柔性X射线探测装置在弯曲后会保持弯曲状态，而不会自动恢复平展状态。

如图1所示，本申请提供一种柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，包括基座10、两条水平轨道20、龙门式框架30、升降装置40、微动测量头50、第一位移检测传感器、第二位移检测传感器和控制端。

其中，基座10可以为平板状，或者至少具有一水平的上表面。两条水平轨道20平行且水平布置在基座10上表面上，水平轨道20延伸方向记为z方向。龙门式框架30包括两根立柱31和一根横向轨道装置32，在每条水平轨道20上竖立安装一根立柱31，两根立柱31平行且正对，横向轨道装置32两端分别安装在两根立柱31顶端，横向轨道装置32延伸方向记为x方向；立柱31下方和两条水平轨道20之间用于放置柔性X射线探测装置100。升降装置40以可沿x方向移动的方式安装在横向轨道装置32上，升降装置40的升降方向记为y方向。微动测量头50安装在升降装置40的下端。第一位移检测传感器设置在龙门式框架30或升降装置40上，用于检测升降装置40在x方向的位移距离。第二位移检测传感器设置在升降装置40上，用于检测升降装置40在y方向的位移距离。控制端至少与第一位移检测传感器、第二位移检测传感器、微动测量头50电路连接，在微动测量头50向控制端传输预定信号时，控制端获取第一位移检测传感器和第二位移检测传感器的信号。

需要说明的是，控制端可以是单片机集成模块、PLC控制器，也可以是平板、电脑，也可以是一些安卓或者windows系统的工控机等。

如图2所示，本申请的曲率计算数据获取装置使用时，将弯曲后的柔性X射线探测装置放置于两条水平轨道20之间且位于龙门式框架30的横向轨道装置32下方，使弯曲朝向升降装置40的下端，并且柔性X射线探测装置长边方向与水平轨道20尽量平行。

进一步地，如图2所示，将升降装置40沿x方向移动至横向轨道装置32的第一预定位置A1，然后使升降装置40下降，带动微动测量头50沿y方向下降，微动测量头50接触柔性X射线探测装置100表面时，会立即向控制端发送记录信号，此时控制端接收信号并记录下第一位移检测传感器和第二位移检测传感器的数据，便可以得到当前位置处微动测量头50与柔性X射线探测装置100接触位置处的坐标(X₁，Y₁)。

然后改变升降装置40在横向轨道装置32上的位置，至少改变两次位置。例如，如图2所示，改变位置至第二预定位置A2和第三预定位置A3，分别得到对应位置处微动测量头50与柔性X射线探测装置100接触位置处的坐标(X₂，Y₂)和(X₃，Y₃)。

由此得到用于计算柔性X射线探测装置100曲率的至少三个点位的数据，这些点所在的平面可称为测量平面。

假设柔性X射线探测装置100的圆心坐标为(X₀，Y₀)，则根据之前三个位置的坐标可以求出：

然后可由(n＝1，2，3)数值求解对应的半径值r,然后取半径的倒数即可得出柔性X射线探测装置圆弧表面的曲率。

由上述可以看出，本实施例的方案在获取柔性X射线探测装置100的曲率数据时，无需使用卷尺、卡尺、内径表等工具进行手动测量，只需将柔性X射线探测装置100放置在曲率计算数据获取装置的基座10上，然后升降装置40沿横向轨道装置32移动到至少三个不同位置处，然后升降装置40降低使微动测量头50下降接触柔性X射线探测装置100表面时，便可以再借助第一和第二位移检测传感器记录下三个位置处的微动测量头50与柔性X射线探测装置100接触位置处的坐标，由此便拥有了计算柔性X射线探测装置100曲率的计算数据，后续进行相关计算即可。

整个测量中无需移动柔性X射线探测装置100，利于减少变量，提高测量精度。测量的整个过程基本只需升降装置40动作即可完成不同位置的坐标获取，步骤简单，数据获取灵活，减少了测量步骤，相对可以降低累积误差。

同时测量的至少三个位置的坐标能满足同一平面内，且此平面是与柔性X射线探测装置100弯曲后形成的轴线基本垂直，这可以保证获取的坐标数据基本处于同一个圆周上，从而利于提高测量精度。

进一步地，无论柔性X射线探测装置的曲率大小如何，本申请的装置都可以适配并获取到其曲率计算的坐标数据，因此本申请具有可以对任意曲率半径进行测量的优点

除了采集同一平面至少三个位置的坐标外，可以将柔性X射线探测装置100沿水平轨道20前后方向移动预定距离，使升降装置40下部的微动测量头50对应至不同的平面上，从而再采集至少三个位置的坐标数据，然后计算出新的一组曲率，然后与前一组曲率进行综合分析，例如将两次的曲率求取平均值，从而使最后得到的曲率更能反应柔性X射线探测装置100的整体曲率情况。

综上还可以看出，本申请计算曲率只需测量x方向和与方向的坐标即可，相对于三坐标测量仪，本实施例的方案测量数据少。并且综合来看，本实施例的装置具有结构简单轻便、操作简单、购置成本低、场地要求低、便于搬运等优点。

在一种实施方案中，如图1和图2所示，还包括定向装置60，其设置在基座10上且其延伸方向与水平轨道20平行，用于限定柔性X射线探测装置100的位置，使柔性X射线探测装置100的轴线与测量平面垂直，从而使单次测量中所取的所有点基本位于同一个平面内，从而更准确地反应柔性X射线探测装置100的曲率情况。

如图1和图2所示，定向装置60可以为固定在基座10上一根横条。但在一种实施方案中，如图3所示(图3中仅为示例)，定向装置60包括定向条61和顶持机构62，在两条水平轨道20中间对应的基座10z方向的两边分别设置有定向条61，两根定向条61平行且沿x方向延伸，在每条定向条61的后端连接一顶持机构62，两个顶持机构62用于使两个定向条61靠近或远离运动。通过两根定向条61夹持住柔性X射线探测装置100的前后两侧，通过两个顶持机构62的动作实现柔性X射线探测装置100在z方向的前后移动，非常方便的改变其位置。相比人工手动调整的方式来说，本实施例的定向条61和顶持机构62可以降低调整误差。顶持机构62可以为电动推杆、丝杆模组、气缸等多种位移机构，优选使用电动，也可以与控制端信号连接，进行统一控制调节，也可以使用单独的开关按钮进行控制。

在一种实施方案中，如图4所示，柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置包括支撑组件70，在立柱31下方且靠近每条水平轨道20的位置都设置有一支撑组件70：支撑组件70包括伸缩柱71和贴合片72；贴合片72一面平整，另一面设置有铰接件与伸缩柱71顶端铰接；贴合片72平整的一面用于与柔性X射线探测装置100的端部的下表面贴合以形成支撑。

在一种实施方案中，横向轨道装置32为电动直线模组，升降装置40也为电动直线模组，控制端与横向轨道装置32和升降装置40信号连接，以便于实现电动位置调节，提高控制精度。当然，也可以采用手动推动的方式实现升降装置40的水平移动和竖向升降，但优选使用电动直线模组，例如同步带模组、丝杠模组等。

在一种实施方案中，如图1和图2所示，水平轨道20安装有滑块21，如图5所示，滑块21的下表面设置有导轨钳制器22，导轨钳制器22用于将滑块21锁定在水平轨道20的预定位置；立柱31的底部固定在滑块21的上表面上。在导轨钳制器22处于打开状态时，可以移动立柱31，进而实现整个龙门式框架30沿z方向的移动。假使柔性X射线探测装置100的位置固定，无法沿z方向移动，此时通过移动龙门式框架30，从而改变测量平面的位置。其中，导轨钳制器22的形式有多种，此处不在一一例举。

由于水平轨道20上面安装的龙门式框架30并不一定需要随时调整，所以前述实施例中的水平轨道20优先采用导轨钳制器22实现立柱31安装位置的调整和锁定，而并不一定需要使用电动直线模组轨道，从而降低成本。

在一种实施方案中，如图7所示，升降装置40包括底座部41和升降活动部42，底座部41可沿x方向移动的方式安装在横向轨道装置32上，升降活动部42可沿y方向移动的方式安装在底座部41上，微动测量头50安装在升降活动部42上。如图6和图7所示，第一位移检测传感器采用第一拉线传感器，第一拉线传感器包括第一固定端811和第一拉线端812，第一固定端811固定在横向轨道装置32的一端，第一拉线端812连接在底座部41上，第一拉线传感器的拉线与x方向平行。如图7和图8所示，第二位移检测传感器采用第二拉线传感器，第二拉线传感器包括第二固定端821和第二拉线端822，第二固定端821固定在底座部41上，第二拉线端822连接在升降活动部42上，第二拉线传感器的拉线与y方向平行。

需要说明的是，升降装置40的底座部41一般包括壳体、内部的框架等不会在y方向移动的部分，而只会沿x方向在横向轨道装置32上位移。升降活动部42是升降装置40中可以升降的部分结构，其底部用于安装微动测量头50。附图7提供了一种示例，升降活动部42与底座部41之间通过导向轴与导向孔的配合实现y方向位移的导向和限位，也可以使用丝杠模组等，其它结构形式不再一一例举。

拉线式传感器的优点是测量精度高，测量距离长，使用寿命长等特点，结构简单、安装方便，信号输出模式多种可选，并可以在比较恶劣的环境中工作。

除此以外，第一位移检测传感器和第二位移检测传感器也可以采用激光位移传感器或光栅尺传感器等。如果采用激光位移传感器，则第一位移检测传感器和第二位移检测传感器的布置位置是比较灵活的。例如，第一位移检测传感器采用激光位移传感器时，第一位移检测传感器可以布置在横向轨道装置32一端，测量升降装置40侧壁到第一位移检测传感器的距离，第一位移检测传感器也可以安装在升降装置40上，在横向轨道装置32的端部安装一遮挡片，测量遮挡片到第一位移检测传感器的距离，进而得到升降装置40沿x方向的位移距离。

在一种实施方案中，微动测量头50为微动位移传感器或微动压力传感器。

需要说明的是，前述所有实施方案中，对于一些连接方式并没有详细说明，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选用，例如采用螺钉螺母连接、自攻钉连接、粘接、卡口结构连接等。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，其特征在于，包括：

基座(10)；

两条水平轨道(20)，平行布置在所述基座(10)上，所述水平轨道(20)延伸方向记为z方向；

龙门式框架(30)，包括两根立柱(31)和一根横向轨道装置(32)，在每条所述水平轨道(20)上竖立安装一根所述立柱(31)，两根所述立柱(31)平行且正对，所述横向轨道装置(32)两端分别安装在两根所述立柱(31)顶端，所述横向轨道装置(32)延伸方向记为x方向；所述立柱(31)下方和两条所述水平轨道(20)之间用于放置柔性X射线探测装置(100)；

升降装置(40)，可沿x方向移动的方式安装在所述横向轨道装置(32)上，所述升降装置(40)的升降方向记为y方向；

微动测量头(50)，安装在所述升降装置(40)的下端；

第一位移检测传感器，设置在所述龙门式框架(30)或所述升降装置(40)上，用于检测所述升降装置(40)在x方向的位移距离；

第二位移检测传感器，设置在所述升降装置(40)上，用于检测所述升降装置(40)在y方向的位移距离；

控制端，其与所述第一位移检测传感器、所述第二位移检测传感器、所述微动测量头(50)电路连接。

2.根据权利要求1所述的柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，其特征在于，还包括定向装置(60)，其设置在所述基座(10)上且其延伸方向与所述水平轨道(20)平行。

3.根据权利要求2所述的柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，其特征在于，所述定向装置(60)包括定向条(61)和顶持机构(62)，在两条所述水平轨道(20)中间对应的所述基座(10)z方向的两边分别设置有定向条(61)，两根所述定向条(61)平行且沿所述x方向延伸，在每条所述定向条(61)的后端连接一所述顶持机构(62)，两个所述顶持机构(62)用于使两个所述定向条(61)靠近或远离运动。

4.根据权利要求1所述的柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，其特征在于，包括支撑组件(70)，在所述立柱(31)下方且靠近每条所述水平轨道(20)的位置都设置有一所述支撑组件(70)：

所述支撑组件(70)包括伸缩柱(71)和贴合片(72)；所述贴合片(72)一面平整，另一面设置有铰接件与所述伸缩柱(71)顶端铰接；所述贴合片(72)平整的一面用于与所述柔性X射线探测装置(100)的端部的下表面贴合以形成支撑。

5.根据权利要求1所述的柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，其特征在于，所述横向轨道装置(32)为电动直线模组，所述升降装置(40)也为电动直线模组，所述控制端与所述横向轨道装置(32)和所述升降装置(40)信号连接。

6.根据权利要求1所述的柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，其特征在于，所述水平轨道(20)安装有滑块(21)，所述滑块(21)的下表面设置有导轨钳制器(22)，所述导轨钳制器(22)用于将所述滑块(21)锁定在所述水平轨道(20)的预定位置；

所述立柱(31)的底部固定在所述滑块(21)的上表面上。

7.根据权利要求1-6任一项所述的柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，其特征在于，所述升降装置(40)包括底座部(41)和升降活动部(42)，所述底座部(41)可沿x方向移动的方式安装在所述横向轨道装置(32)上，所述升降活动部(42)可沿y方向移动的方式安装在所述底座部(41)上，所述微动测量头(50)安装在所述升降活动部(42)上；

所述第一位移检测传感器采用第一拉线传感器，所述第一拉线传感器包括第一固定端(811)和第一拉线端(812)，所述第一固定端(811)固定在所述横向轨道装置(32)的一端，所述第一拉线端(812)连接在所述底座部(41)上，所述第一拉线传感器的拉线与所述x方向平行；

所述第二位移检测传感器采用第二拉线传感器，所述第二拉线传感器包括第二固定端(821)和第二拉线端(822)，所述第二固定端(821)固定在所述底座部(41)上，所述第二拉线端(822)连接在所述升降活动部(42)上，所述第二拉线传感器的拉线与所述y方向平行。

8.根据权利要求1-6任一项所述的柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，其特征在于，所述微动测量头(50)为微动位移传感器或微动压力传感器。

9.根据权利要求1-6任一项所述的柔性X射线探测装置的曲率计算数据获取装置，其特征在于，所述第一位移检测传感器和所述第二位移检测传感器为激光位移传感器或光栅尺传感器。