一种可实现多向独立运动的X射线无级限束器的制作方法

本实用新型属于x射线成像设备，尤其涉及一种可实现多向独立运动的x射线无级限束器。

背景技术：

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。

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。如中国专利201520943731x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。

中国专利2013206779570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。中国专利2013104002251与上述结构存在相同的缺点。

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。因此，本实用新型提出一种可实现多叶片单独控制的无级限束器。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种x射线无级限束器装置，可实现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，具有较高的控制精度，且空间尺寸紧凑。

为实现上述实用新型目的，所采用的技术方案为：所述的一种可实现多向独立运动的x射线无级限束器装置，包括：用于阻挡x射线的若干片射线挡板及对应的若干个导向机构和驱动机构，每片射线挡板在各自的导向机构和驱动机构的联合作用下能单独运动；所述导向机构包括导轨、滑块，射线挡板与滑块连接，滑块在驱动机构的驱动下沿导轨做运动。

优选的，所述导向机构中的导轨有至少两组，每组至少两根导轨；每组内的导轨互相平行；组与组之间的导轨呈一定角度排列；所述导轨为直线型导轨或曲线型导轨；所述两组导轨均为直线型导轨，组与组之间的导轨的角度范围为0°-90°；或者，所述两组导轨均为曲线型导轨，组与组之间的导轨的角度范围为0°-360°；或者，一组导轨为直线型导轨，另一组导轨为曲线型导轨，组与组之间的导轨的角度范围为0°-360°。

优选的，所述驱动机构包括电机、齿轮、齿条；齿轮装在电机驱动轴上，且与齿条啮合；所述齿条为直线型齿条或曲线型齿条，直线型齿条对应直线型导轨，曲线型齿条对应曲线型导轨且两者曲线形状一样。

优选的，所述电机个数与导轨个数一致，从而实现多向独立运动控制；所述电机为步进电机或伺服电机；所述驱动机构中的电机，多个电机均分布在同一层面。

优选的，所述的一种可实现多向独立运动的x射线无级限束器装置，该装置还包括安装基座、挡板座，所述安装基座为射线挡板、导向机构和驱动机构提供安装平台；所述挡板座固定射线挡板。

优选的，所述驱动机构位于两组射线挡板之间，布局在两层安装基座之间，从而减少整个限束器的厚度尺寸；两层安装基座分别设有数个安装孔位，两层安装基座通过支撑柱来连接固定；所述支撑柱将射线挡板、导向机构和驱动机构连接堆叠在一起。

优选的，所述的一种可实现多向独立运动的x射线无级限束器装置，该装置还包括定位机构，所述定位机构由触发开关和触发件组成，所述触发开关是光电开关、接近开关、行程开关；所述触发件是用来控制触发开关的开或关；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。

优选的，所述的一种可实现多向独立运动的x射线无级限束器装置，该装置还包括挡板座，所述射线挡板安装在所述挡板座上，所述挡板座的前端固定在滑块上；每个挡板座的前端都装有一根齿条，且装有一个触发件；所述电机上的齿轮与所述挡板座上的齿条啮合。

优选的，所述射线挡板采用纯铅或铅锑合金材料；所述射线挡板有四片，四片射线挡板形成x射线窗口。

优选的，所述驱动机构中的齿条的中线与导向机构中的导轨的形状匹配，从而驱动射线挡板沿导轨运动；整个x射线无级限束器装置的厚度不大于45mm。

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；

与现有的x射线限束器装置和叶片驱动装置相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.可实现x射线窗口多向控制，可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；

2.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45mm，空间占用少。

3.所有驱动均由电机驱动，控制方便且精度高；

4.通过齿轮齿条传动，结构简单，传动效率高，可靠性高，且易维护。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种可实现多向独立运动的x射线无级限束器立体结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种可实现多向独立运动的x射线无级限束器的俯视图。

附图标记说明：射线挡板1、挡板座2、滑块3、导轨4、电机5、齿轮6、齿条7、第一安装基座8、第二安装基座9、支撑柱10、触发开关11、触发件12、x射线窗口13。

具体实施方式

下文内容结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明：

实施例1

如图1和2所示，展示了一种可实现四向独立控制的x射线无级限束器装置。包括四片射线挡板1，其由高密度材料组成，为纯铅或铅锑合金，可有效阻挡x射线；四片射线挡板1分为两组，一组横向排列，另一组纵向排列，两组互相垂直，四片射线挡板1之间可形成大小可调节的矩形x射线窗口13；四片射线挡板1分别安装在四个挡板座2上。挡板座2为碳纤维材料，有效降低了整个装置的重量；导向结构由四根直线导轨4和八个滚珠滑块3组成；在该实施例中，导轨4是直线形状，与之对应的齿条7也是直线型的。挡板座2的前端固定在一个导轨4的其中一个滑块3上，另一端固定在与前端导轨4平行的另一个导轨4的滑块3上，滑块3可沿导轨4运动；每个挡板座2的前端都装有一根直线型齿条7，且装有一个触发件12；每个安装基座上都装有两根直线导轨4，两个步进电机5，齿轮6装在电机5的驱动轴上，步进电机5上的齿轮6与挡板座2上的直线型齿条7啮合，齿条7的中线与导向机构中的导轨4的形状相匹配，当电机5转动时，通过齿条7传动，驱动射线挡板1沿导轨4做直线平移运动；电机5的个数与导轨4的个数一致，每个电机5均可被单独驱动，从而实现多向独立运动控制；电机5为步进电机或伺服电机，从而可实现运动的精确控制；电机5、齿轮6、齿条7，都位于两组射线挡板1之间，布局在两层安装基座之间，电机5全部位于结构的同一层面从而减少整个限束器的厚度尺寸；第一安装基座8和第二安装基座9在安装好以上导向机构（导向机构包括导轨4、滑块3，射线挡板1与滑块3连接，滑块3在驱动机构的驱动下沿导轨4做运动）、驱动机构（驱动机构包括电机5、齿轮6、齿条7；齿轮6装在电机5驱动轴上，且与齿条7啮合）以及射线挡板1后，通过支撑柱10连接堆叠在一起，形成四向运动可单独控制的限束器装置，其中，第一安装基座8和第二安装基座9分别设有数个安装孔位，支撑柱10的一端置于第一安装基座8的安装孔位内，另一端置于第二安装基座9的安装孔位内；以此通过支撑柱10来连接固定第一安装基座8和第二安装基座9。每片射线挡板1有相对应的导向机构和驱动机构；每片射线挡板1能单独运动，因此可实现四向运动可单独控制的限束器装置。第一安装基座8和第二安装基座9为碳纤维材料，有效降低整个装置的重量。此外，射线挡板1的基准零位由定位机构定义，定位机构由触发开关11和触发件12组成；每个射线挡板1运动的极限位置都在对应的安装基座位置装有一个触发开关11，触发开关11可以为光电开关、接近开关、行程开关等；每个挡板座2上装有触发件12，并随挡板座2一起运动，当挡板座2上的触发件12触发光电触发开关11时，该位置即为射线挡板1的位置零点，以此实现射线窗口尺寸的精准控制。本实施例中的x射线无级限束器装置结构紧凑，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。

实施例2

实施例2的导轨均为曲线型导轨，与实施例1的区别在于，当使用曲线型导轨时，导轨4和齿条7为曲线形状且两者曲线形状一样，在始终保证齿条7的中线和齿轮6分度圆是重合关系（传动运动本质所在）情况下，就可以实现独立运动控制，当导轨4为曲线型时，齿条7的运动空间虽不是直线型的，仍未改变其传动运动本质。

实施例3

实施例3的一组导轨为直线型导轨，另一组导轨为曲线型导轨组合使用（组合使用时同组中的导轨为同类型的导轨），与实施例1的区别在于，当某一组使用曲线型导轨时，该组中的导轨4和齿条7为曲线形状且两者曲线形状一样，在始终保证齿条7的中线和齿轮6分度圆是重合关系（传动运动本质所在）情况下，就可以实现独立运动控制，当导轨4为曲线型时，齿条7的运动空间虽不是直线型的，仍未改变其传动运动本质。