一种易实现高精度多向独立运动的X射线无级限束器装置的制作方法

一种易实现高精度多向独立运动的x射线无级限束器装置
技术领域
1.本实用新型属于x射线成像技术领域，特别是涉及一种易实现高精度多向独立运动的x射线无级限束器装置。


背景技术：

2.在x射线成像设备中，限束器作为一种调整x射线照射范围的装置，可将不需要照射的区域的射线遮挡，只照射关注的目标位置，可有效降低辐射剂量。此外，可有效降低x射线的散射，使得拍摄出来的影像更加清晰准确。
3.传统的限束器多为联动结构，即同一层中的射线挡板以对称中心为基准，做对称运动，无法单独运动，如：
4.申请号为201520943731x的中国专利中公布的双层四叶片限束器，共有两个驱动电机，每层中的两个叶片均为联动，只能形成关于几何中心对称的射线窗口；且采用钢丝传动，传动效率较低，无法实现精确控制。申请号为2013206779570的中国专利公布了一种单层双叶片联动的限束器，同样无法实现非对称的射线窗口，有局限性；申请号为2013104002251的中国专利与上述结构存在相同的缺点。
5.申请号为2019213125751的中国专利公布了一种可实现多向独立运动的x射线无级限束器，该专利采用齿轮齿条传动结构，传动精度在一定程度上取决于齿轮齿条啮合情况或者说对装配水平要求高，传动精度得不到很好的保证。
6.而随着x射线成像技术的发展，联动的射线挡板已无法满足成像需求，当前限束器结构均无法实现关于射线中心的非对称射线窗口，同时成像技术对机械传动技术提出更高要求。
7.因此，本实用新型提出一种易实现、控制精度高、稳定性高、多叶片单独控制的无级限束器。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种易实现高精度多向独立运动的x射线无级限束器装置，通过若干片可动射线挡板、驱动机构和导向机构的设置，解决了现有的限束器多为联动结构，即同一层中的射线挡板以对称中心为基准，做对称运动，无法单独运动的问题，易实现高精度多向运动的独立控制，实现非对称的射线窗口，从而实现特定形状下任意尺寸的x射线范围控制，具有控制精度高、稳定性高且空间尺寸紧凑的优点。
9.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
10.本实用新型为一种易实现高精度多向独立运动的x射线无级限束器装置，包括用于阻挡x射线的若干片可动射线挡板；若干个驱动机构和导向机构；每片可移动的所述射线挡板在相对应的驱动机构、导向机构的联合作用下做平移运动或直接在相对应的驱动机构作用下做旋转运动。
11.进一步地，所述导向机构包括相配合对应的直线导轨、滑块，所述射线挡板随导向
机构的滑块在驱动机构的驱动下沿直线导轨做平移运动。
12.进一步地，所述导向机构中的直线导轨有至少两组，每组直线导轨包括至少一根直线导轨；组与组之间的直线导轨呈一定角度排列，其角度范围为0
°
～90
°
。
13.进一步地，所述驱动机构包括平移运动驱动机构和旋转运动驱动机构，其中：所述平移运动驱动机构包括电机、丝杠、丝杠螺母；所述旋转运动驱动机构包括电机、旋转连接件。
14.进一步地，所述电机的数量与射线挡板的个数一致，从而实现多向独立运动控制；所述电机为步进电机、伺服电机、舵机或直流电机；所述驱动机构中的多个电机均分布在同一层面，且整个x射线无级限束器装置的厚度不大于48mm。
15.进一步地，所述射线挡板安装在挡板座上，所述挡板座包括平移挡板座、旋转挡板座；所述平移挡板座固定安装在导向机构的滑块上，用于固定做平移运动的射线挡板；所述旋转挡板座固定安装在驱动机构的旋转连接件上，用于固定做旋转运动的射线挡板。
16.进一步地，还包括若干定位机构，所述定位机构定义射线挡板的基准零位，从而获取射线挡板的绝对位置信息；所述定位机构包括触发开关、触发件、触发开关固定座和触发开关连接板；所述触发开关为光电开关、接近开关或行程开关；对于做平移运动的射线挡板部分，所述触发件安装在挡板座上；对于做旋转运动的射线挡板部分，所述触发件为挡板座，即挡板座即充当触发件功能，用来控制触发开关的开或关；所述触发开关固定座和触发开关连接板为触发开关提供安装平台。
17.进一步地，还包括安装基座，所述安装基座为射线挡板、导向机构、驱动机构和定位机构提供安装平台。
18.进一步地，所述射线挡板采用纯铅射线挡板或铅锑合金射线挡板；所述射线挡板至少4片，所述射线挡板有三种安装运动形式：直接固定在安装基座上、固定安装在平移挡板座上做平移运动、固定在旋转挡板座上做旋转运动，射线挡板之间形成x射线窗口。
19.通过上述结构，实现多组射线挡板的单独控制，且保证了射线挡板的位置精度，实现x射线窗口尺寸及形状的精准控制。
20.本实用新型具有以下有益效果：
21.1、本实用新型可实现x射线窗口多向独立控制，实现关于射线中心的非对称射线窗口，满足成像技术要求的前提下，更有效的降低x射线辐射危害；
22.2、本实用新型结构紧凑，节省安装空间，本实用新型的显著优点是整个装置的厚度小，其厚度不大于48mm，空间占用少；
23.3、本实用新型所有驱动均由电机驱动，控制方便且精度高；
24.4、本实用新型通过丝杆传动，结构简单，易实现，传动效率高，稳定性高，且易维护。
25.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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
其他的附图。
27.图1为本实用新型易实现高精度多向独立运动的x射线无级限束器装置实施例一的结构示意图；
28.图2为本实用新型易实现高精度多向独立运动的x射线无级限束器装置实施例一的结构示意图；
29.图3为本实用新型易实现高精度多向独立运动的x射线无级限束器装置实施例一的结构俯视图；
30.图4为本实用新型易实现高精度多向独立运动的x射线无级限束器装置实施例一的结构俯视图；
31.图5为本实用新型易实现高精度多向独立运动的x射线无级限束器装置实施例二的结构示意图；
32.图6为本实用新型易实现高精度多向独立运动的x射线无级限束器装置实施例二的结构俯视图；
33.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0034]1‑
安装基座，2
‑
电机安装座a，3
‑
电机安装座b，4
‑
电机a，5
‑
电机b，6
‑
丝杠，7
‑
丝杠螺母，8
‑
直线导轨，9
‑
滑块，10
‑
平移挡板座a，11
‑
平移挡板座b，12
‑
旋转连接件，13
‑
旋转挡板座，14
‑
射线挡板a，15
‑
射线挡板b，16
‑
射线挡板c，17
‑
射线挡板d，18
‑
触发开关，19
‑
触发件，20
‑
触发开关固定座a，21
‑
触发开关固定座b，22
‑
触发开关固定座c，23
‑
触发开关连接板a，24
‑
触发开关连接板b，25
‑
x射线窗口一，26
‑
x射线窗口二，27
‑
x射线窗口三。
具体实施方式
[0035]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0036]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“阻挡”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“旋转”、“内”、“平移”、“侧”、“相对”、“底”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0037]
实施例一：如图1～4所示：
[0038]
如图1～2所示的x射线无级限束器装置，包括一向旋转运动和三向平移运动，射线挡板包括一片射线挡板a14、两片射线挡板b15、一片射线挡板c16和一片射线挡板d17，挡板座包括平移挡板座a10、平移挡板座b11、旋转挡板座13，其中射线挡板a14和射线挡板b15分别固定安装在平移挡板座a10和平移挡板座b11上可做平移运动，射线挡板c16直接固定在安装基座1上，射线挡板d17固定在旋转挡板座13上可做旋转运动，旋转挡板座13成l形，且通过旋转连接件12与电机转动连接，射线挡板由高密度材料组成，为纯铅或铅锑合金，可有效阻挡x射线。
[0039]
如图3～4所示的x射线无级限束器的俯视图，图示中阴影辨识处分别为x射线窗口一25和x射线窗口二26，根据特定成像功能要求通过控制旋转射线挡板d17来切换。具体的：
在某种成像功能要求情况下，成像窗口如图3所示，射线挡板d17处于图3中所示横向位置，在功能上替换了射线挡板c16的作用；在另一种成像功能要求情况下，成像窗口如图4所示，射线挡板d17处于图4所示的竖直位置，即射线挡板d17在电机a 4驱动下逆时针旋转90
°
，此时，射线挡板d17未发挥射线阻挡作用，而由射线挡板d16起阻挡作用，再配合其余三向射线挡板的平移运动从而形成大小可调节的矩形x射线窗口25一和矩形x射线窗口26二。
[0040]
优选的，驱动机构包括一个做旋转运动的驱动机构和三个做平移运动驱动机构，对于做旋转运动的驱动机构部分，电机安装座b 3固定在安装基座1上，电机a 4固定在电机安装座b 3上，旋转连接件12与电机b 5直连，旋转挡板座13固定在旋转连接件12上在电机a 4的驱动下随旋转连接件12做旋转运动，即而射线挡板d17也随之做旋转运动；对于做平移运动的部分，电机安装座a 2固定在安装基座1上，电机b 5固定在电机安装座a 2上，丝杠6与电机b 5直连，丝杠螺母7固定在丝杆6上，丝杆螺母7与平移挡板座a10(或平移挡板座b11)相连，平移挡板座a10和平移挡板座b11在电机b 5的驱动下随丝杠螺母7沿直线导轨做平移运动，即而射线挡板a14和射线挡板b15也随之做平移运动。
[0041]
优选的，导向机构由直线导轨8、滑块9组成，直线导轨8固定在安装基座1上，滑块9在直线导轨8上滑动，平移挡板座a10和平移挡板座b11与滑块9相连，直线导轨8与相对应的驱动机构中的丝杠6平行，在和驱动机构的联合作用下驱动射线挡板a14和两片射线挡板b15沿着相对应的直线导轨做平移运动。
[0042]
优选的，射线挡板a14、两片射线挡板b15和射线挡板d17的基准零位由定位机构定义，对于做旋转运动部分的射线挡板d17，其定位机构由触发开关18、触发开关固定座a 20和旋转挡板座13组成，触发开关固定座a 20安装在安装基座1上，触发开关18安装在触发开关固定座a 20上，旋转挡板座13充当触发件19的作用；对于做平移运动部分的射线挡板a14和射线挡板b15，其定位机构由触发开关18、触发开关固定座b 21(或触发开关固定座c 22)、触发开关连接板a 23(或触发开关连接板b 24)和触发件19组成，触发开关连接板a 23(或触发开关连接板b 24)安装在安装基座上，触发开关固定座b 21(或触发开关固定座c 22)安装在触发开关连接板a 23(或触发开关连接板b 24)上，触发开关18安装在触发开关固定座b 21(或触发开关固定座c 22)上，触发件19固定在平移挡板座a10、平移挡板座b11上；每片可动射线挡板运动的极限位置都在对应有一个触发开关18，触发开关18可以为光电开关、接近开关、行程开关等；对于做旋转运动部分的射线挡板d17，当旋转挡板座13处于图示1、2(或图示3)状态时，即触发触发开关18，而对于做平移运动部分的射线挡板a14和射线挡板b15，当触发件19随平移挡板座a10、平移挡板座b 11沿直线导轨8运动到触发触发开关18时，该位置即为射线挡板的位置零点，以此实现射线窗口尺寸的精准控制。
[0043]
本实施例中的x射线无级限束器装置结构简单紧凑，控制精度高及稳定性高，在满足x射线窗口尺寸范围调整的需求条件下，可有效的节省安装空间。
[0044]
实施例二：如图5～6所示：
[0045]
如图5所示的x射线无级限束器立体结构示意图，包括四向独立平移运动，如图6所示的x射线无级限束器俯视图，图示中阴影辨识处为x射线窗口三27。该实施例与实施例一的主要区别是四向独立控制运动均为平移运动，即将实施例一中的一向旋转运动部分替换成图示3或图示4所示的纵向平移运动部分，更换的部分如图5所示的h区域。具体的，驱动机构选用电机安装座a 2、电机b 5、丝杠6和丝杠螺母7，导向机构选用直线导轨8、滑块9，射线
挡板为射线挡板a14、挡板固定座选用平移挡板座a10，定位机构选用触发件19和触发开关1、触发开关固定座b 21和触发开关连接板a 23。
[0046]
一种易实现高精度多向独立运动的x射线无级限束器装置，通过若干射线挡板，可有效阻挡x射线，且射线挡板呈一定角度排列，每片挡板可单独运动；通过导向结构提供射线挡板的运动导向；通过驱动电机分别驱动与之相配合射线挡板运动(做平移运动或旋转运动)；通过定位机构定义射线挡板的基准零位，从而获取射线挡板的绝对位置信息；若干片射线挡板中间的区域即为射线通过的区域，通过控制射线挡板的位置，可实现一定范围内射线窗口任意大小任意形状的无级调节。本实用新型的显著优点是整个装置的结构简单紧凑，空间占用少，控制精度高及稳定性高。
[0047]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0048]
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。