弹簧配重装置及医用x光机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种弹簧配重装置及医用X光机，其中，该弹簧配重装置包括底座、设置在底座上的立柱、固定在立柱上端的塔轮机构、弹簧和钢丝绳，所述塔轮机构包括塔轮、塔轮架和塔轮轴，所述塔轮的一侧设置有沿阿基米德螺旋线延伸的第一沟槽，另一侧设置有沿半径可变的螺旋线延伸的第二沟槽，所述塔轮通过塔轮轴与塔轮架转动连接，所述钢丝绳在塔轮上缠绕一定圈数，其缠绕在第一沟槽的一端连接负载，缠绕在第二沟槽的一端连接弹簧，所述弹簧的一端与底座固定，其另一端与钢丝绳连接。本实用新型的弹簧配重装置结构紧凑，通过调节弹簧的预拉伸量来满足负载的重量需求，相比传统配重块结构重量轻很多。
【专利说明】
弹簧配重装置及医用X光机
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种弹簧配重装置及医用X光机。
【背景技术】
[0002] 医用X光机供医学教学、科研、医疗单位作X射线摄影诊断使用，而为了方便使用， 现在出现了移动式的医用X光机。移动式医用X光机主要使用在患者床边或空间狭小的摄影 环境中，因此对系统的使用摆位要求较高，升降、伸缩、旋转，均需要实现灵活摆位的功能， 以满足不同位置的摄影需求。系统机头做升降运动时，需要有一个配重机构来抵消机头部 分自身的重量，包括球管重量、限束器重量、伸缩臂等结构件的重量。传统的配重机构是用 钢丝绳的一端连接机头部分，另一端挂上一个相等重量的配重块，保证机头部分升降运动 时的顺畅性。但其缺点是增加了系统整机重量，这对移动式设备的轻便灵活是有影响的；另 一方面，配重块自身有一定体积，在空间有限的情况下，其体积会影响机头升降的行程范 围。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的主要目的是提供一种弹簧配重装置，旨在有效减轻移动式医用X光 机整体重量的同时增大其机头部分升降的行程范围。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提出的弹簧配重装置包括底座、设置在底座上的立 柱、固定在立柱上端的塔轮机构、弹簧和钢丝绳，其特征在于，所述塔轮机构包括塔轮、塔轮 架和塔轮轴，所述塔轮的一侧设置有沿阿基米德螺旋线延伸的第一沟槽，另一侧设置有沿 半径可变的螺旋线延伸的第二沟槽，所述塔轮通过塔轮轴与塔轮架转动连接，所述钢丝绳 缠绕于塔轮，该钢丝绳缠绕在第一沟槽的一端连接负载，缠绕在第二沟槽的一端连接弹簧， 所述弹簧的一端与底座固定，其另一端与钢丝绳连接。
[0005] 优选地，所述立柱内部包括一个具有容纳作用的空腔，所述塔轮机构、弹簧均设置 于空腔内。
[0006] 优选地，所述塔轮为铝合金塔轮。
[0007] 优选地，所述钢丝绳与弹簧的连接处设置有滑轮组和滑轮架，所述滑轮组包括一 个定滑轮、一个或多个动滑轮，所述滑轮架包括上滑轮架和下滑轮架，所述定滑轮通过上滑 轮架固定在塔轮架下部，所述动滑轮通过下滑轮架与弹簧上端固定连接。
[0008] 优选地，所述塔轮架的下方设置有固定块，所述固定块通过调节螺栓与塔轮架连 接，所述钢丝绳的一端连接负载后缠绕于塔轮，再依次绕过定滑轮、动滑轮，最后固定在固 定块上。
[0009] 优选地，所述底座为可转动式结构。
[0010] 优选地，所述弹簧和底座之间还设置有弹簧座，所述弹簧座通过调节螺杆与底座 连接。
[0011]优选地，所述弹簧座通过至少两根调节螺杆与底座连接。
[0012] 优选地，所述弹簧座通过一根调节螺杆与底座连接，所述立柱的空腔处设置有一 条沿立柱长度方向延伸的滑槽，所述弹簧座的一侧设置有与滑槽适配的凸台。
[0013] 本实用新型还提供一种医用X光机，该医用X光机包括如上所述的弹簧配重装置。
[0014] 本实用新型的技术方案可以通过调节弹簧的预拉伸量来满足负载的重量需求;配 重装置结构紧凑，整体重量比传统配重块结构重量轻很多；可根据实际情况调整塔轮位置 来满足设备工作时升降的行程需求，增加了配重装置的适用性。
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中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示出的结构获得其他的附图。
[0016] 图1为本实用新型弹簧配重装置的结构示意图；
[0017] 图2为本实用新型塔轮的结构示意图。
[0018] 附图标号说明：
[0019]
[0020] 本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0021] 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的一部分实施例，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 下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022] 需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……） 仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如 果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0023] 另外，在本实用新型中如涉及"第一"、"第二"等的描述仅用于描述目的，而不能理 解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第 一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，"多 个"的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0024] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语"连接"、"固定"等应做广义理 解，例如，"固定"可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可 以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通 或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以 根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0025] 另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领 域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为 这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0026] 本实用新型提出一种弹簧配重装置。
[0027] 请参照图1至图2,本实用新型提出的弹簧配重装置，包括底座1、设置在底座1上的 立柱2、固定在立柱2上端的塔轮机构3、弹簧4和钢丝绳5,所述塔轮机构3包括塔轮31、塔轮 架32和塔轮轴33,所述塔轮31的一侧设置有沿阿基米德螺旋线延伸的第一沟槽311，另一侧 设置有沿半径可变的螺旋线延伸的第二沟槽312,所述塔轮31通过塔轮轴33与塔轮架32转 动连接，所述钢丝绳5在塔轮31上缠绕一定圈数，其缠绕在第一沟槽311的一端连接负载(图 中箭头所示），缠绕在第二沟槽312的一端连接弹簧4,所述弹簧4的一端与底座1固定，其另 一端与钢丝绳5连接。
[0028]所述塔轮31的第二沟槽312的螺旋线是由已知的弹簧4系数，负载重量，阿基米德 螺旋线的初始半径和阿基米德螺旋线系数通过塔轮31两侧转矩平衡的方程推导出来，采用 此种螺旋线形式的第二沟槽312,可以使塔轮31两侧的力矩始终保持动态平衡，使配重装置 达到理想的配重效果。
[0029]塔轮31第二沟槽312螺旋线的半径与转角的微分求解方程如下：
[0030]
[0031] 瓦甲，
[0032] k为弹簧的弹性系数；
[0033] G(常数)为塔轮第一沟槽侧钢丝绳拉力；
[0034] Θ为塔轮转角；
[0035] a为阿基米德常数；
[0036] C为微分方程常数。
[0037]连接负载的最大行程约为钢丝绳5缠绕在整个塔轮31上的长度，减去实际缠绕在 塔轮31负载侧一定圈数的长度。所述钢丝绳5随负载的升降而移动，并带动塔轮31转动，所 述钢丝绳5随其在塔轮31上的缠绕位置不同使负载侧伸出的长度发生变化，同时钢丝绳5的 另一端也发生移动增加或者减少弹簧4的拉伸长度，此时弹簧4的拉力也会发生变化，然而 通过塔轮31半径的变化，保证弹簧4所产生的力矩与负载力矩保持一定，可以达到配重平衡 的效果。采用塔轮31结合弹簧4的结构代替传统的配重块结构，大大减少了配重装置的重量 和体积，使设备具有很好的便携性能。
[0038]优选地，所述立柱2内部包括一个具有收纳作用的空腔，所述塔轮机构3、弹簧4均 设置于空腔内。此时立柱2相当于本配重装置的外壳，既起到了固定整个装置的作用，又可 以增加装置的安全性，避免因弹簧4、钢丝绳5等弹性部件意外脱落而伤人的情况。
[0039]优选地，所述塔轮31为铝合金塔轮，铝合金材料经过数控加工后的塔轮，在保证塔 轮尺寸精度的情况下，可以实现比传统钢制轮更轻的重量，也比市面上相关产品的塑料塔 轮更耐磨损，具有更长的使用寿命。
[0040]优选地，所述钢丝绳5与弹簧4的连接处设置有滑轮组6和滑轮架7,所述滑轮组6包 括一个定滑轮61、一个或多个动滑轮62,所述滑轮架7包括上滑轮架71和下滑轮架72,所述 定滑轮通过上滑轮架71固定在塔轮架32下部，所述动滑轮通过下滑轮架72与弹簧4上端固 定连接。在钢丝绳5和弹簧4之间加入滑轮组6,主要是为了增大弹簧4的工作行程。利用动滑 轮所具有的动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆这一特性，使弹簧4的伸长量减少一半即可满足 负载配重的要求，也即在弹簧4的总长不增加的前提下，能够平衡配重比原有负载值大一倍 的情况，这种适应的负载范围随着动滑轮的数量增加而增加，如有两个动滑轮，能适应的负 载值即可增大到原有值的4倍;如有三个动滑轮，则能适应的负载值即可增大到原有的6倍。 当然，随着动滑轮数量的增加，会增大滑轮组6的结构重量和复杂性，同时会增加钢丝绳5和 滑轮组6的摩擦阻力，故最优化的滑轮组结构以2个动滑轮为宜。
[0041]优选地，所述塔轮架32的下方设置有固定块8,所述固定块8通过一调节螺栓9与塔 轮架32连接，所述钢丝绳5的负载连接端缠绕在塔轮31-定圈数，再依次绕过定滑轮61、动 滑轮62,最后固定在固定块8上。通过微调调节螺栓9,移动固定块8,以此来微调钢丝绳5的 起点位置。
[0042] 优选地，所述底座1为可转动式结构，可以让配重装置的弹簧4围绕立柱2的轴线转 动，增加了整个配重装置的使用灵活度。
[0043] 优选地，所述弹簧4和底座1之间还设置有弹簧座10,所述弹簧座10通过调节螺杆 11与底座1连接，可以预先调节弹簧4的拉伸长度，保证负载力矩与弹簧4拉力的力矩平衡。
[0044] 优选地，所述弹簧座10通过至少两根调节螺杆11与底座1连接，可以防止调节弹簧 4长度时，弹簧4自身发生的扭转。
[0045] 优选地，所述弹簧座10通过一根调节螺杆11与底座1连接，所述立柱2的空腔处设 置有一条沿立柱2长度方向延伸的滑槽，所述弹簧座10的一侧设置有与滑槽适配的凸台。采 用滑槽和凸台的配合，使弹簧座10沿着立柱2上下移动，对弹簧4限位，可以在仅有一根调节 螺杆11的情况下，调节弹簧4的长度而不发生扭转移位，这样能减轻配重装置的结构重量。
[0046] 本实用新型的弹簧配重装置工作时，先将塔轮31固定，不能转动，然后通过调节螺 杆11将弹簧4预拉伸，使其产生的弹力能克服负载的重量。调节好弹簧4的预拉伸长度以后， 解除塔轮31的固定状态，使其能绕塔轮轴33灵活转动。升降负载，感觉负载重量与弹簧4的 拉力是否达到平衡，若不平衡，可再微调调节螺杆11，达到两端平衡。进一步的，升降负载， 在整个行程范围内，保证两端平衡，若在极限位置有轻微不平衡，可微调调节螺栓9，调整钢 丝绳5的起点位置。即调节钢丝绳5缠绕在塔轮31上的位置，可满足弹簧配重装置在整个行 程范围内能提供恒定负载的效果。
[0047] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变 换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种弹簧配重装置，包括底座、设置在底座上的立柱、固定在立柱上端的塔轮机构、 弹簧和钢丝绳，其特征在于，所述塔轮机构包括塔轮、塔轮架和塔轮轴，所述塔轮的一侧设 置有沿阿基米德螺旋线延伸的第一沟槽，另一侧设置有沿半径可变的螺旋线延伸的第二沟 槽，所述塔轮通过塔轮轴与塔轮架转动连接，所述钢丝绳缠绕于塔轮，该钢丝绳缠绕在第一 沟槽的一端连接负载，缠绕在第二沟槽的一端连接弹簧，所述弹簧的一端与底座固定，其另 一端与钢丝绳连接。2. 如权利要求1所述的弹簧配重装置，其特征在于，所述立柱内部包括一个具有容纳作 用的空腔，所述塔轮机构、弹簧均设置于空腔内。3. 如权利要求1所述的弹簧配重装置，其特征在于，所述塔轮为铝合金塔轮。4. 如权利要求1所述的弹簧配重装置，其特征在于，所述钢丝绳与弹簧的连接处设置有 滑轮组和滑轮架，所述滑轮组包括一个定滑轮、一个或多个动滑轮，所述滑轮架包括上滑轮 架和下滑轮架，所述定滑轮通过上滑轮架固定在塔轮架下部，所述动滑轮通过下滑轮架与 弹簧上端固定连接。5. 如权利要求4所述的弹簧配重装置，其特征在于，所述塔轮架的下方设置有固定块， 所述固定块通过调节螺栓与塔轮架连接，所述钢丝绳的一端连接负载后缠绕于塔轮，再依 次绕过定滑轮、动滑轮，最后固定在固定块上。6. 如权利要求1至5中的任一项所述的弹簧配重装置，其特征在于，所述底座为可转动 式结构。7. 如权利要求1所述的弹簧配重装置，其特征在于，所述弹簧和底座之间还设置有弹簧 座，所述弹簧座通过调节螺杆与底座连接。8. 如权利要求7所述的弹簧配重装置，其特征在于，所述弹簧座通过至少两根调节螺杆 与底座连接。9. 如权利要求7所述的弹簧配重装置，其特征在于，所述弹簧座通过一根调节螺杆与底 座连接，所述立柱的空腔处设置有一条沿立柱长度方向延伸的滑槽，所述弹簧座的一侧设 置有与滑槽适配的凸台。10. -种医用X光机，包括如权利要求1至9中的任一项所述的弹簧配重装置。
【文档编号】F16F15/28GK205503859SQ201620204191
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】李力雄
【申请人】深圳市宝润科技有限公司