一种X射线机的叶片驱动机构的制作方法

本实用新型涉及医用X射线机配件技术领域，具体涉及了一种X射线机的叶片驱动机构。

背景技术：

在X射线机系统中，其限束器通常安装在球管下面，球管发射出X射线，该X射线通过限束器内部的叶片开口投射到被摄主体上。限束器的叶片开口的大小，即叶片打开的大小，决定了出射的X射线的投射范围，而球管发射出的超出叶片开口的范围多余部分射线，将被叶片吸收、阻挡而不能射出。X射线对人身体是有害的，需要控制X射线的投射范围使其只照射到病人需要检查的部位，这样可以保护病人不需要检查的部位受到不必要的X射线的照射。

为避免多余X射线对人体的伤害，需要限束器来屏蔽多余X射线；用于控制限束器叶片开口大小的装置通常称为叶片驱动装置。目前限束器叶片驱动装置有齿轮摆杆驱动装置、钢丝绳摆杆驱动装置及丝杠加直线导轨驱动装置等。

用齿轮摆杆来驱动限束器叶片的装置的工作原理为：限束器面板上旋钮的转动通过传动机构传递到一对啮合的相同齿数的齿轮上并带动齿轮转动，从而使这一对齿轮产生互相反向对称的转动，该反向运动驱动固定在这一对齿轮上的一对摆杆运动，进而使固定在摆杆上的叶片产生对称的打开或关闭的运动，使叶片完全打开或完全关闭，也可以停留在需要的中间任意角度上。然而，在此驱动装置中，前后叶片和左右叶片分别需要两组齿轮来独立控制，如中国专利公布的限束器开口驱动装置及具有其的限束器和X射线系统，其专利号为200910141786.8，就是这种情况。

用丝杠加直线导轨来驱动限束器叶片的装置的工作原理为：电机直接或通过齿轮带动丝杠，把转动变换为直线运动，再带动直线导轨的滑块，驱动叶片运动，使叶片完全打开或完全关闭，也可以停留在需要的中间任意角度上。然而，在此驱动装置中，前后叶片和左右叶片分别需要两套共四组丝杠加直线导轨来控制。

用钢丝绳摆杆来驱动限束器叶片的装置的工作原理为：限束器基板上旋钮的转动通过钢丝绳变换成直线运动，经过一组导向滚轮传递到驱动轮使其转动，并带动固定在驱动轮上的摆杆转动，从而带动固定在摆杆上的叶片运动，使叶片完全打开或完全关闭，也可以停留在需要的中间任意角度上。然而，在此驱动装置中，前后叶片和左右叶片分别需要两组钢丝绳来独立控制。

上述介绍的这些限束器叶片驱动装置，结构都比较复杂，零件多，成本比较高。在齿轮摆杆驱动装置中，齿轮加工比较复杂；旋钮都布置在前部面板上时，左右叶片驱动还需要有换向齿轮变换；齿轮的间歇会影响叶片运动的精度，装配调整比较困难。在丝杠加直线导轨驱动装置中，丝杠和直线导轨的成本都比较高，也很难实现用旋钮手动操作。在钢丝绳摆杆驱动装置中，虽然零件比较好加工，但是存在和齿轮摆杆驱动装置一样的问题，就是叶片运动对应的开度和旋钮转动对应的角度是非线性关系，造成刻度只能是非线性绘制；同时左右叶片和前后叶片由于摆杆成圆弧曲线运动，上下间距比较大，无法作很好的X射线屏蔽，造成即使是叶片完全闭合的情况下，也存在着比较大的辐射泄露。

综上所述，现有技术的限束器叶片驱动装置屏蔽多余X射线，对病人不需要检查的部位仍有伤害，结构复杂，不利于维修，使用成本高，使得很多医院无法承受购买或维修上述X射线机的费用，给医院和病人均带来不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述不足，提供一种结构简单、使用成本低和提高对多余X射线屏蔽的X射线机的叶片驱动机构。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种X射线机的叶片驱动机构，包括叶片框架，叶片框架上固接有水平导轨和垂直导轨，叶片框架上设有两个滑动连接在水平导轨上的水平叶片基板和两个滑动连接在垂直导轨上的垂直叶片基板，水平叶片基板上均固接有水平叶片，垂直叶片基板上均固接有垂直叶片，叶片框架上转动连接有水平主动轮、水平从动轮、垂直主动轮和垂直从动轮，水平主动轮与水平从动轮之间绕接有水平同步带，垂直主动轮与垂直从动轮之间绕接有垂直同步带，水平叶片基板上均设有与水平同步带固接的水平同步带连接板，垂直叶片基板上均设有与垂直同步带固接的垂直同步带连接板，叶片框架上设有用于驱动水平主动轮和垂直主动轮转动的驱动单元。

本实用新型的原理：通过驱动单元驱动水平主动轮和垂直主动轮转动，水平主动轮将带动水平同步带和水平从动轮转动，水平同步带将通过水平同步带连接板带动两个水平叶片基板在水平导轨上进行相反运动(即相对运动或者相向运动)，实现水平叶片的开合调节；垂直主动轮将带动垂直同步带和垂直从动轮转动，垂直同步带将通过垂直同步带连接板带动两个垂直基板在垂直导轨上进行相反运动，实现垂直叶片的开合调节，从而实现对X射线光束的调节，屏蔽多余X射线对人体的伤害。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：通过设置水平导轨和垂直导轨，分别供水平叶片基板和垂直叶片基板进行滑动，即能够实现对叶片的调节，又能够起到支撑的作用。通过设置水平同步带，利用水平主动轮和水平从动轮的配合，实现传动，并通过两个水平同步带连接板与水平同步带固接，实现水平同步带对两个水平同步带连接板的驱动，使两个水平同步带连接板进行相反运动，实现对水平叶片的开合调节(垂直叶片的开合调节同理)；与现有技术中分别对两个水平叶片进行调节相比，本机构对水平叶片的调节更加快速、简单，提高了使用效率；与现有技术中采用钢索与弹簧驱动叶片的方式相比，本机构通过同步带的方式更加稳定、准确，避免了因弹簧长期使用出现疲劳而造成调节精度降低的现象。

进一步，所述驱动单元包括与水平主动轮同轴连接的水平锥齿轮以及用于驱动水平锥齿轮转动的驱动件，叶片框架上设有与垂直主动轮固接的转轴，转轴上花键联接有轴套，轴套上固定套接有用于与水平锥齿轮啮合的垂直锥齿轮，轴套上固接有磁铁，转轴上固接有用于与磁铁相吸的电磁铁，电磁铁与磁铁之间连接有弹簧，叶片框架上设有用于启闭电磁铁的开关。

初始时，垂直锥齿轮与水平锥齿轮啮合，电磁铁未通电，电磁铁与磁铁相隔一段距离，此时弹簧处于自然状态；当需要调节水平叶片和垂直叶片时，通过驱动件驱动水平锥齿轮转动，水平锥齿轮将带动水平主动轮转动，由水平主动轮通过水平从动轮、水平同步带、水平同步带连接板、水平叶片基板带动水平叶片进行滑动，实现水平叶片的开合调节；水平锥齿轮还将通过垂直锥齿轮、轴套、转轴带动垂直主动轮转动，由垂直主动轮通过垂直从动轮、垂直同步带、垂直同步带连接板、垂直叶片基板带动垂直叶片进行滑动，实现垂直叶片的开合调节；当垂直叶片的位置调节好后，即可使驱动件停止工作；若此时水平叶片的位置未调节好，可通过开关给电磁铁通电，使电磁铁与磁铁之间产生磁吸力，此时电磁铁将通过磁吸力带动磁铁向其靠近，弹簧发生形变，由于磁铁固接在轴套上，垂直锥齿轮固定套接在轴套上，且轴套与转轴为花键联接，因此磁铁将通过轴套带动垂直锥齿轮远离水平锥齿轮移动，使垂直锥齿轮与水平锥齿轮分离，此时即使水平锥齿轮带动水平主动轮转动对水平叶片进行调节也不会影响垂直叶片的位置。

通过设置水平锥齿轮和垂直锥齿轮，仅需设置一个驱动件，即可实现水平叶片和垂直叶片的联动驱动，一方面提高了调节的效率，另一方面达到降低能耗的效果；同时通过设置电磁铁和磁铁，利用两者之间的磁吸力，并设置与转轴花键联接的轴套，实现对水平锥齿轮和垂直锥齿轮之间的啮合、分离进行调节，从而也能够实现对水平叶片或者垂直叶片的单独驱动；通过本方案既能够对水平叶片和垂直叶片进行联动驱动，又能够对水平叶片或者垂直叶片的单独驱动，提高了本机构的使用感。

进一步，所述转轴远离垂直主动轮的一端上设有限位块。

设置限位块，使垂直锥齿轮能够与水平锥齿轮啮合的前提下，有效地防止轴套滑出转轴，提高轴套处转轴上滑动的稳定性能。

进一步，所述水平叶片基板靠近水平同步带连接板的一端上固接有水平叶片检测挡板，垂直叶片基板靠近垂直同步带连接板的一端上固接有垂直叶片检测挡板。

当调节水平叶片时，由于水平叶片检测挡板将随水平叶片基板移动，因此可通过水平叶片检测挡板对水平叶片的滑动进行指示，避免水平叶片基板滑出水平导轨或者两个水平叶片基板相撞，同时也可在开机启动时对水平叶片基板当前的位置进行指示，同理，垂直叶片检测挡板可对垂直叶片的滑动和位置进行指示，达到更好调节水平叶片和垂直叶片的效果。

进一步，所述水平叶片基板和垂直叶片基板上均固接有滑块，水平叶片基板和垂直叶片基板分别通过滑块与水平导轨、垂直导轨形成滑动连接。

设置滑块，利用滑块与水平导轨、垂直导轨接触，使水平叶片基板和垂直叶片基板分别与水平导轨、垂直导轨形成滑动连接，可减少水平叶片基板和垂直叶片基板的磨损，延长其使用寿命，而滑块可定期进行更换，其更换成本相对较低。

进一步，水平叶片和垂直叶片上均固接有叶片护板。

设置叶片护板，对水平叶片和垂直叶片进行保护，减小其运行过程中的磨损，延长其使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中去掉部分叶片框架再转动180度后的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例中水平叶片基板与水平叶片、叶片护板连接的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例二中驱动单元的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：叶片框架1、水平导轨2、垂直导轨3、水平叶片基板4、垂直叶片基板5、滑块6、水平叶片7、垂直叶片8、叶片护板9、水平主动轮10、水平从动轮11、垂直主动12、垂直从动轮13、水平同步带14、垂直同步带15、水平同步带连接板16、垂直同步带连接板17、水平叶片检测挡板18、垂直叶片检测挡板19、水平锥齿轮20、电机21、转轴22、轴套23、垂直锥齿轮24、磁铁25、电磁铁26、弹簧27、开关28、限位块29。

实施例一基本如附图1至图3所示：

一种X射线机的叶片驱动机构，包括叶片框架1，叶片框架1上固接有直线型的水平导轨2和垂直导轨3(如图2所示)，叶片框架1上设有两个滑动连接在水平导轨2上的水平叶片基板4和两个滑动连接在垂直导轨3上的垂直叶片基板5，水平叶片基板4和垂直叶片基板5上均固接有滑块6，水平叶片基板4和垂直叶片基板5分别通过滑块6与水平导轨2、垂直导轨3形成滑动连接。水平叶片基板4上均固接有水平叶片7，垂直叶片基板5上均固接有垂直叶片8(如图1所示)，水平叶片7和垂直叶片8上均固接有叶片护板9，叶片框架1上转动连接有一个水平主动轮10、三个水平从动轮11、一个垂直主动轮12和三个垂直从动轮13(如图2所示)，水平主动轮10与水平从动轮11之间绕接有水平同步带14，垂直主动轮12与垂直从动轮13之间绕接有垂直同步带15，两个水平叶片基板4的同一端上均固接有与水平同步带14固接的水平同步带连接板16，两个水平同步带连接板16形成相反运动(即两个水平同步带连接板16分别与水平同步带14的上下两侧固接)，两个垂直叶片基板5的同一端上均固接有与垂直同步带15固接的垂直同步带连接板17，两个垂直同步带连接板17形成相反运动，水平叶片基板4靠近水平同步带连接板16的一端上固接有水平叶片检测挡板18，垂直叶片基板5靠近垂直同步带连接板17的一端上固接有垂直叶片检测挡板19。叶片框架1上设有用于驱动水平主动轮10和垂直主动轮12转动的驱动单元，驱动单元包括两个固接在叶片框架1上的电机21，水平主动轮10和垂直主动轮12分别套接在两个电机21的输出轴上。

具体实施时，可通过水平叶片检测挡板18和垂直叶片检测挡板19的指示得到水平叶片7和垂直叶片8的初始位置。当需要调节水平叶片7和垂直叶片8时，启动电机21，两个电机21将分别驱动水平主动轮10和垂直主动轮12转动；水平主动轮10将带动水平同步带14和水平从动轮11转动(如图2所示)，水平同步带14将通过水平同步带连接板16带动两个水平叶片基板4在水平导轨2上进行相反运动(即相对运动或者相向运动)，实现水平叶片7的开合调节。垂直主动轮12将带动垂直同步带15和垂直从动轮13转动，垂直同步带15将通过垂直同步带连接板17带动两个垂直基板在垂直导轨3上进行相反运动，实现垂直叶片8的开合调节。从而实现对X射线光束的调节，屏蔽多余X射线对人体的伤害。

实施例二基本如附图2至图4所示：

本实施例与实施例一的区别在于：驱动单元包括与水平主动轮10同轴连接的水平锥齿轮20以及用于驱动水平锥齿轮20转动的驱动件(如图4所示)，本实施例中驱动件为电机21，叶片框架1上转动连接有与垂直主动轮12的中心固接的转轴22，转轴22上花键联接有轴套23，轴套23上固定套接有用于与水平锥齿轮20啮合的垂直锥齿轮24，轴套23上固接有磁铁25，转轴22上固接有用于与磁铁25相吸的电磁铁26，电磁铁26与磁铁25之间连焊接有弹簧27，叶片框架1上安装有用于启闭电磁铁26的开关28，转轴22远离垂直主动轮12的一端(即图4中的下端)上固接有限位块29，可有效地防止轴套23滑出转轴22。

具体实施时，可通过水平叶片检测挡板18和垂直叶片检测挡板19的指示得到水平叶片7和垂直叶片8的初始位置。初始时，垂直锥齿轮24与水平锥齿轮20啮合，电磁铁26未通电，电磁铁26与磁铁25相隔一段距离，此时弹簧27处于自然状态，轴套23与限位块29相抵，限位块29对轴套23起到限位作用，防止轴套23滑出转轴22。当需要调节水平叶片7和垂直叶片8时，启动电机21，电机21将驱动水平锥齿轮20转动，水平锥齿轮20将带动水平主动轮10转动，水平主动轮10将带动水平同步带14和水平从动轮11转动(如图2所示)，水平同步带14将通过水平同步带连接板16带动两个水平叶片基板4在水平导轨2上进行相反运动(即相对运动或者相向运动)，实现水平叶片7的开合调节。水平锥齿轮20转动时，还将通过垂直锥齿轮24、轴套23、转轴22带动垂直主动轮12转动，垂直主动轮12将带动垂直同步带15和垂直从动轮13转动，垂直同步带15将通过垂直同步带连接板17带动两个垂直基板在垂直导轨3上进行相反运动，实现垂直叶片8的开合调节。

当垂直叶片8的位置调节好后，即可关闭电机21；若此时水平叶片7的位置还未调节好，可启动开关28给电磁铁26通电，使电磁铁26与磁铁25之间产生磁吸力，此时电磁铁26将通过磁吸力带动磁铁25向其靠近，弹簧27将被压缩，由于磁铁25固接在轴套23上，垂直锥齿轮24固定套接在轴套23上，且轴套23与转轴22为花键联接，因此磁铁25将通过轴套23带动垂直锥齿轮24远离水平锥齿轮20移动，使垂直锥齿轮24与水平锥齿轮20分离；再启动电机21，使电机21带动水平锥齿轮20转动，此时水平锥齿轮20将带动水平主动轮10转动，从而对水平叶片7进行调节；当水平叶片7的位置调节好后，即可关闭电机21，再关闭开关28，此时电磁铁26与磁铁25之间的磁吸力将消失，弹簧27将恢复形变并推动磁铁25带动轴套23与垂直锥齿轮24复位，使垂直锥齿轮24重新与水平锥齿轮20啮合，便于下次垂直叶片8的调节。从而实现对X射线光束的调节，屏蔽多余X射线对人体的伤害。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。