扫描装置以及车载式辐射检查系统的制作方法

本实用新型涉及扫描检测设备技术领域，特别是涉及一种扫描装置以及车载式辐射检查系统。

背景技术：

随着全球贸易的增长，集装箱的需求数量与日俱增。更多的货物使用集装箱进行运输和交易。为了避免违禁品如武器、炸药、非法药品或贵金属藏匿于集装箱，但同时又不能打开集装箱进行检测的情况下，采用射线扫描系统对集装箱进行非接触式检测能够很好地解决该问题。射线扫描系统通常包括水平支撑臂和竖直探测臂。当需要使用射线扫描系统进行检测工作时，竖直探测臂会在驱动装置的驱动下逐渐展开。当竖直探测臂展开至预定位置，但驱动装置继续对竖直探测臂施加牵拉作用力时，竖直探测臂会在水平面内围绕自身的轴线发生扭转，从而使得竖直探测臂上设置的探测器将无法准确地接收放射线，进而导致检测结果发生误差，检测精度低。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种扫描装置以及车载式辐射检查系统。扫描装置检测精度高，能够提高检测准确度。

本实用新型实施例一方面提出了一种扫描装置，包括：水平支撑臂；竖直探测臂，与水平支撑臂通过转轴转动连接，相对于水平支撑臂具有折叠位置和展开位置，竖直探测臂具有与转轴垂直的中轴线；转矩平衡组件，设置于中轴线两侧；竖直探测臂在展开位置通过转矩平衡组件与水平支撑臂抵靠，以在水平面内保持平衡。

根据本实用新型实施例的一个方面，转矩平衡组件包括相互配合的第一限位部件和第二限位部件，第一限位部件和第二限位部件中的一者设置于水平支撑臂，另一者设置于竖直探测臂。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一限位部件为限位柱，第二限位部件为限位块，或者，第一限位部件为限位块，第二限位部件为限位柱。

根据本实用新型实施例的一个方面，限位柱的顶部为球面，限位块包括与球面相配合的凹面或凸面。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一限位部件为柱状结构、且包括连接端以及自由端，自由端的直径大于连接端的直径，第二限位部件包括具有开口且用于容纳自由端的容纳孔。

根据本实用新型实施例的一个方面，第二限位部件包括本体以及与本体相连接的卡环，容纳孔设置于本体，自由端能够穿过卡环插入容纳孔，卡环用于卡接自由端。

根据本实用新型实施例的一个方面，卡环包括多个弧形段，每个弧形段与本体滑动连接，每个弧形段能够沿容纳孔的径向方向往复移动。

根据本实用新型实施例的一个方面，本体上与每个弧形段对应的区域设置有定位孔，定位孔与容纳孔相连通，每个弧形段包括插入定位孔的凸部，第二限位部件还包括设置于定位孔内的复位件，复位件与凸部相抵接。

根据本实用新型实施例的一个方面，复位件包括弹簧以及与弹簧相连接的弹簧座，弹簧座与本体相连接，弹簧设置于凸部与弹簧座之间。

根据本实用新型实施例的一个方面，第二限位部件还包括压力传感器，压力传感器设置于容纳孔的孔壁。

根据本实用新型实施例的一个方面，扫描装置还包括可相互吸合的第一磁性部件和第二磁性部件，第一磁性部件设置于水平支撑臂，第二磁性部件设置于竖直探测臂。

根据本实用新型实施例提供的扫描装置，其包括水平支撑臂、竖直探测臂以及转矩平衡组件。水平支撑臂与竖直探测臂通过转轴转动连接。竖直探测臂相对于水平支撑臂具有折叠位置和展开位置。竖直探测臂与水平支撑臂均具有垂直于转轴的中轴线。竖直探测臂与水平支撑臂处于折叠位置时，两者的中轴线平行。竖直探测臂与水平支撑臂处于展开位置时，两者的中轴线垂直。转矩平衡组件设置于竖直探测臂的中轴线的两侧。当竖直探测臂转动至竖直状态时，竖直探测臂通过转矩平衡组件与水平支撑臂抵靠。在转矩平衡组件的作用下，竖直探测臂中轴线两侧各自受到的力矩相等，方向相反，从而竖直探测臂不会围绕自身的中轴线作水平扭转运动，而是保持平衡状态，从而竖直探测臂整体保持于最佳探测位置，提高探测精度。

另一个方面，本实用新型实施例提供一种车载式辐射检查系统，包括：车身以及设置于车身上的上述的扫描装置。

附图说明

下面将通过参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型一实施例的扫描装置处于折叠状态的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的扫描装置处于工作状态的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的扫描装置的局部结构示意图；

图4是本实用新型另一实施例的扫描装置的局部结构示意图；

图5是图4中A处局部放大图；

图6是图4中B-B剖视结构示意图；

图7是本实用新型一实施例的水平支撑臂和竖直探测臂连接状态结构示意图；

图8是图7中C处局部放大图；

图9是本实用新型一实施例的车载式辐射检查系统的工作状态结构示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、竖直支撑臂；2、水平支撑臂；3、竖直探测臂；31、探测器；

4、转矩平衡组件；41、第一限位部件；411、连接部；412、抵接部；411’、连接端；412’、自由端；42、第二限位部件；421容纳孔；422、本体；422a、定位孔；423、卡环；423a、弧形段；424、第一斜面；425、过渡面；426、第二斜面；427、复位件；427a、弹簧；427b、弹簧座；428、凸部；429、压力传感器；5、驱动杆；6、第一磁性部件；7、第二磁性部件；8、车身；98、转轴；99、中轴线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的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装置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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图9根据本实用新型实施例的扫描装置进行详细描述。

本实用新型实施例的扫描装置主要用于对集装箱或者车辆等待检测物体进行扫描检测，以快速有效地检查集装箱或者车辆内部是否存在目标物品。

参见图1和图2所示，本实用新型实施例的扫描装置包括依次相连接的竖直支撑臂1、水平支撑臂2以及竖直探测臂3。竖直探测臂3相对于水平支撑臂2具有折叠位置和展开位置。当扫描装置从折叠状态切换至展开状态时，竖直支撑臂1能够从水平状态切换至竖直状态，同时竖直支撑臂1与水平支撑臂2相互垂直，竖直探测臂3与水平支撑臂2相互垂直。这样，竖直支撑臂1、水平支撑臂2以及竖直探测臂3能够构成框型结构。待测物体能够通过该框型结构，从而被放射线扫描检测。可选地，本实施例的竖直支撑臂1、水平支撑臂2以及竖直探测臂3可以为实心柱状结构或中空柱状结构。

本实施例的竖直探测臂3和水平支撑臂2通过转轴98转动连接。竖直探测臂3能够相对水平支撑臂2转动，以在折叠位置和展开位置之间进行切换。本实施例的竖直探测臂3和水平支撑臂2均具有垂直于转轴98的中轴线99。竖直探测臂3和水平支撑臂2处于折叠位置时，两者各自的中轴线99相互平行。竖直探测臂3和水平支撑臂2处于展开位置时，两者各自的中轴线99相互垂直。优选地，竖直探测臂3和水平支撑臂2各自的中轴线99位于同一平面内。

本实施例的竖直探测臂3上设置有探测器31。探测器31用于接收放射线。本实用新型实施例的扫描装置还包括转矩平衡组件4。转矩平衡组件4能够使得在展开位置的竖直探测臂3保持在预定位置，避免竖直探测臂3在水平面内发生扭转，进而避免探测器31的接收角度发生偏移，保证探测器31保持于最佳接收射线位置，以准确接收穿过待测物体的放射线剂量，保证竖直探测臂3的检测精度。

本实施例的转矩平衡组件4设置于竖直探测臂3的中轴线99的两侧，从而转矩平衡组件4能够向竖直探测臂3上处于自身中轴线99的两侧区域上施加作用力。竖直探测臂3的中轴线99的两侧区域上各自受到的作用力与中轴线99之间形成的水平转矩相等，从而使得处于展开位置的竖直探测臂3不会由于中轴线99两侧区域受力不均衡而在水平面内围绕自身的中轴线99发生扭转。这样，竖直探测臂3内部设置的探测器31处于预定接收射线位置，接收角度最佳，保证检测精度。

参见图3和图4所示，本实施例的转矩平衡组件4包括相互配合的第一限位部件41和第二限位部件42。第一限位部件41和第二限位部件42彼此形成限位，能够保证竖直探测臂3定位准确。第一限位部件41和第二限位部件42中的一者设置于水平支撑臂2，另一者设置于竖直探测臂3。竖直探测臂3围绕转轴98转动至展开位置时，第一限位部件41和第二限位部件42相抵接，从而阻止竖直探测臂3继续展开，使竖直探测臂3保持于竖直状态，此时竖直探测臂3的中轴线99与水平支撑臂2的中轴线99相垂直。同时第一限位部件41和第二限位部件42相抵接后，竖直探测臂3上位于自身中轴线99两侧的区域受力均衡，产生的转矩相等，避免竖直探测臂3在水平面内发生扭转。

在一个实施例中，竖直探测臂3靠近水平支撑臂2的端部包括第一安装面和第二安装面。第一安装面和所述第二安装面分别位于竖直探测臂3的自身中轴线99的两侧。第一安装面和第二安装面均设置有第一限位部件41。第二限位部件42设置于水平支撑臂2靠近竖直探测臂3的端部，且与第一限位部件41的数量和位置对应设置。竖直探测臂3相对于水平支撑臂2转动至展开位置时，第一限位部件41准确地抵接于第二限位部件42，从而使竖直探测臂3的第一安装面和第二安装面均受到压应力。竖直探测臂3的第一安装面上受到的压应力与竖直探测臂3的中轴线99之间形成的水平转矩与竖直探测臂3的第二安装面上受到的压应力与竖直探测臂3的中轴线99之间形成的水平转矩相等，以使竖直探测器31在水平面内保持平衡，从而避免竖直探测臂3围绕自身中轴线99作水平扭转。

在一个实施例中，扫描装置包括驱动杆5。水平支撑臂2为中空柱状结构。驱动杆5设置于水平支撑臂2内。驱动杆5的轴线与水平支撑臂2的中轴线99平行或重合。驱动杆5的自由端与竖直探测臂3与水平支撑臂2转动连接的端部铰接。驱动杆5包括多个伸缩段。驱动杆5的各个伸缩段做伸缩运动以带动竖直探测臂3围绕转轴98转动。竖直探测臂3的第一安装面和第二安装面分别处于驱动杆5的两侧。可选地，第一限位部件41的数量为两个，其中一个设置于第一安装面，另一个设置于第二安装面。对应地，第二限位部件42的数量为两个，其中一个设置于驱动杆5的一侧，另一个设置于驱动杆5的另一侧。

在一个实施例中，第一限位部件41设置于水平支撑臂2，第二限位部件42设置于竖直探测臂3。第一限位部件41为限位柱。第二限位部件42为限位块。本实施例的限位柱包括相对的两个端部，其中一个端部为连接部411，另一个端部为抵接部412。连接部411与水平支撑臂2连接固定。抵接部412处于自由状态。竖直探测臂3转动至展开位置时，限位块能够直接抵压于限位柱的抵接部412，以实现水平支撑臂2和竖直探测臂3相互限位，保证水平支撑臂2的中轴线99和竖直探测臂3的中轴线99相互垂直。

可选地，连接部411设置有外螺纹，以便于与水平支撑臂2螺纹连接。抵接部412的端面为球面。限位块包括与球面相配合的凹面或凸面。限位块包括固定耳。限位块的固定耳通过螺钉与竖直探测臂3连接固定。竖直探测臂3转动至展开位置时，限位块的凹面或凸面直接与限位柱的球面刚性抵接。

可选地，第一限位部件41也可以设置于竖直探测臂3，第二限位部件42设置于水平支撑臂2。第一限位部件41和第二限位部件42的结构与上述实施例相同，在此不再赘述。

在另一个实施例中，第一限位部件41设置于竖直探测臂3，第二限位部件42设置于水平支撑臂2。第一限位部件41包括连接端411’和自由端412’。自由端412’的径向尺寸大于连接端411’的径向尺寸。第二限位部件42包括具有开口的容纳孔421。容纳孔421用于容纳第一限位部件41的自由端412’。竖直探测臂3转动至展开位置时，第一限位部件41的自由端412’能够插入第二限位部件42的容纳孔421内，并抵压于容纳孔421的孔壁，从而实现水平支撑臂2和竖直探测臂3相互限位，保证水平支撑臂2的中轴线99和竖直探测臂3的中轴线99相互垂直。处于展开位置的竖直探测器31在水平面内保持平衡，从而避免竖直探测臂3围绕自身中轴线99作水平扭转。

可选地，第一限位部件41为阶梯式柱状结构。自由端412’的直径大于连接端411’的直径。自由端412’可以是锥台结构或圆柱结构。第二限位部件42的容纳孔421可以是锥形孔或圆柱形盲孔。

参见图5和图6所示，进一步地，第二限位部件42包括本体422以及与本体422相连接的卡环423。容纳孔421设置于本体422。卡环423设置于自由端412’移动路径上。竖直探测臂3转动至展开位置时，第一限位部件41的自由端412’穿过卡环423插入容纳孔421。待自由端412’插入容纳孔421后，卡环423能够卡接自由端412’，以将自由端412’锁止于容纳孔421内，避免竖直探测臂3受到外力冲击发生晃动时导致自由端412’从容纳孔421内脱出，从而保证竖直探测臂3位置保持稳定，探测器31正常接收放射线。

参见图7和图8所示，本实施例的卡环423包括多个弧形段423a。每个弧形段423a与本体422滑动连接。每个弧形段423a能够沿容纳孔421的径向往复移动。多个弧形段423a围绕容纳孔421的轴线分布，并构造成一完整的圆形卡环423。多个弧形段423a围合形成一通孔。第一限位部件41的自由端412’在进入容纳孔421之前，首先会推动每个弧形段423a沿容纳孔421的径向朝远离容纳孔421的轴线方向移动，以扩大通孔的直径，让开容纳孔421的开口。当自由端412’穿过卡环423进入容纳孔421内，每个弧形段423a沿容纳孔421的径向朝靠近容纳孔421的轴线方向移动，以缩小通孔的直径，进而卡接锁止自由端412’，避免竖直探测臂3发生晃动时，带动自由端412’从容纳孔421中退出。可选地，卡环423包括两个、三个或者四个弧形段423a。

本实施例的本体422上与每个弧形段423a对应的区域设置有定位孔422a。定位孔422a与容纳孔421相连通。定位孔422a的轴线与容纳孔421的轴线垂直。每个弧形段423a包括与定位孔422a插接的凸部428。每个弧形段423a沿容纳孔421的径向往复移动时，每个弧形段423a的凸部428沿定位孔422a的轴向移动。每个弧形段423a的凸部428受到定位孔422a的限位，以保证每个弧形段423a往复移动过程中保持位置稳定。

可选地，参见图5所示，弧形段423a包括沿容纳孔421的轴向相继分布的第一斜面424、过渡面425以及第二斜面426。第一限位部件41的自由端412’背向连接端411’的端面设置有与第一斜面424斜度相同的斜坡面，从而第一限位部件41的自由端412’的斜坡面与第一斜面424相对滑动，能够更为容易地推动弧形段423a移动以进入容纳孔421。第一限位部件41的自由端412’朝向连接端411’的端面设置有与第二斜面426斜度相同的斜坡表面，从而自由端412’插入容纳孔421后，第二斜面426与该斜坡表面贴合。当竖直探测臂3需要从展开位置回复到折叠位置时，竖直探测臂3能够带动第一限位部件41的自由端412’移动，以使自由端412’的斜坡表面与第二斜面426相对滑动。这样，第一限位部件41的自由端412’能够较为省力地推动弧形段423a移动并退出容纳孔421。过渡面425为圆弧面，从而第一限位部件41的自由端412’插入或者退出容纳孔421的过程中，该过渡面425与自由端412’的外周表面之间相对滑动摩擦阻力小，利于自由端412’在容纳孔421内进行插拔动作，同时弧形段423a不会对自由端412’外周表面造成刮擦，保证自由端412’的外周表面完整性。

本实施例的第二限位部件42还包括设置于定位孔422a内的复位件427。复位件427与凸部428相抵接。复位件427能够驱动弧形段423a自动复位，提高自动化程度。当第一限位部件41的自由端412’插入容纳孔421内后，复位件427主动驱动弧形段423a沿容纳孔421的径向靠近容纳孔421的轴线移动，以使弧形段423a回复初始位置，以卡接自由端412’。

可选地，复位件427包括弹簧427a以及与弹簧427a相连接的弹簧座427b。弹簧座427b与本体422相连接。弹簧座427b可以通过螺钉与本体422相连接，或者，弹簧座427b自身可以设置螺纹，定位孔422a设置有内螺纹。弹簧座427b直接与本体422螺纹连接。弹簧427a设置于凸部428与弹簧座427b之间。弹簧427a的一端与弧形段423a的凸部428相连接，另一端与弹簧座427b相连接。当第一限位部件41的自由端412’抵压弧形段423a以使弧形段423a沿容纳孔421的径向远离容纳孔421的轴线移动时，弧形段423a的凸部428能够压缩弹簧427a，使弹簧427a蓄积弹性势能。当第一限位部件41的自由端412’插入容纳孔421后，弹簧427a释放弹性势能，以驱动弧形段423a沿容纳孔421的径向靠近容纳孔421的轴线移动。在一个示例中，弹簧427a为螺旋弹簧。

本实施例的第二限位部件42还包括压力传感器429。压力传感器429设置于容纳孔421的孔壁，用于采集第一限位部件41的自由端412’抵压在容纳孔421孔壁上的压力值，从而更准确地判断第一限位部件41的自由端412’是否准确地插入到容纳孔421并达到预定位置，进而判断竖直探测臂3是否准确展开至预定的展开位置，提高扫描装置的自动化程度。可选地，压力传感器429可以是压力应变片，压力应变片贴附于容纳孔421的孔壁。当容纳孔421为锥形孔时，压力应变片贴附于锥形孔的壁面上。当容纳孔421为圆柱形盲孔时，容纳孔421包括底壁以及侧壁。压力应变片贴附于底壁。

本实施例的扫描装置还包括第一磁性部件6和第二磁性部件7。第一磁性部件6设置于水平支撑臂2。第二磁性部件7设置于竖直探测臂3。当竖直探测臂3相对水平支撑臂2转动至展开位置时，第一限位部件41和第二限位部件42完成配合，以实现竖直探测臂3位置定位，同时第一磁性部件6和第二磁性部件7相互吸合连接。吸合连接后的第一磁性部件6和第二磁性部件7能够保持水平支撑臂2和竖直探测臂3的相对位置稳定。当竖直探测臂3受到外部应力冲击发生晃动时，由于竖直探测臂3通过第一磁性部件6和第二磁性部件7与水平支撑臂2连接成一个整体，因此竖直探测臂3晃动幅度小，并能够更快地停止晃动，避免竖直探测臂3晃动时间过长而无法进行扫描检测工作，从而提高竖直探测臂3的适应能力以及检测工作效率，同时也避免竖直探测臂3晃动幅度过大而导致第一限位部件41和第二限位部件42脱离连接状态。

可选地，当竖直探测臂3处于展开位置时，第一磁性部件6和第二磁性部件7位于第一限位部件41和第二限位部件42的上方。在一个示例中，第一磁性部件6包括第一连接杆以及第一磁铁。第一磁铁为条状结构，沿转轴98的轴线延伸。第二磁性部件7包括第二连接杆以及第二磁铁。第二磁铁为条状结构，沿转轴98的轴线延伸。在另一个示例中，第一磁性部件6包括第一连接杆以及第一电磁铁。第一电磁铁为条状结构，沿转轴98的轴线延伸。第二磁性部件7包括第二连接杆以及第二电磁铁。第二电磁铁为条状结构，沿转轴98的轴线延伸。

本实用新型实施例的扫描装置还包括设置于竖直支撑臂1远离水平支撑臂2的一端的回转平台以及连接回转平台和竖直支撑臂1的油缸。油缸的一端通过转动轴与回转平台转动连接，另一端通过转动轴与竖直支撑臂1转动连接。油缸能够驱动竖直支撑臂1折叠至水平状态或展开至竖直状态。

本实用新型实施例的扫描装置，其包括水平支撑臂2、竖直探测臂3以及转矩平衡组件4。水平支撑臂2与竖直探测臂3通过转轴98转动连接。竖直探测臂3相对于水平支撑臂2具有折叠位置和展开位置。竖直探测臂3与水平支撑臂2均具有垂直于转轴98的中轴线99。竖直探测臂3与水平支撑臂2处于折叠位置时，两者的中轴线99平行。竖直探测臂3与水平支撑臂2处于展开位置时，两者的中轴线99垂直。转矩平衡组件4设置于竖直探测臂3的中轴线99的两侧。当竖直探测臂3转动至竖直状态时，竖直探测臂3通过转矩平衡组件4与水平支撑臂2抵靠。在转矩平衡组件4的作用下，竖直探测臂3的中轴线99两侧区域各自受到的力矩相等，方向相反，从而竖直探测臂3不会围绕自身的中轴线99作水平扭转运动，而是保持平衡状态，从而竖直探测臂3整体保持于最佳探测位置，提高探测精度。

参见图9所示，本实用新型实施例还提供一种车载式辐射检查系统，其包括车身8以及设置于车身8上的上述实施例的扫描装置。车身8能够携带扫描装置移动，实现快速转场，并在预定位置快速构建扫描通道，开展扫描检测工作。车载式辐射检查系统机动灵活，适应能力强。由于扫描装置的竖直探测臂3处于展开位置时仍然能够保持位置稳定，因此使得车载式辐射检查系统检测精度高。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。