一种核磁专用全自动测场装置的制作方法

本实用新型涉及一种磁场强度测量装置，特别是一种核磁专用全自动测场装置。

背景技术：

目前，核磁共振磁体要达到使用要求，除了磁体场强外，还要保证技术要求所规定的的在一定空间范围的场强均匀性，这就需要匀场工程师进行磁体匀场操作，匀场操作需要测量空间范围内所有点的数据，这就需要我们把场强探头固定在某一装置上进行多点测量，得出数据。

在现在核磁共振测量磁体均匀性时以及匀场工程师匀场时，多是使用匀场专用支架，通过人工手动无磁支架的旋转角度，以及支架平面上固定不同位置点来测量所需的数据，不同的磁体测量，需要不同的测量支架，通常都需要双人操作，一人操作支架，一人记录数据，不仅操作过程过于繁琐，时间过长，增加工作人员工作的强度，工作效率低，而且测量的坐标点精度低，采集数据有偏差，数据应用有误差。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种通用性强、测量精度高，既可减少定位测量时间，又降低了操作者工作强度，大大提高工作效率的的核磁专用全自动测场装置。

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本实用新型是一种核磁专用全自动测场装置，该装置包括场强测量装置、三轴运动机器人和便于指令输入和信息显示的上位机，场强测量装置的测量探头固定安装在三轴运动机器人的手臂上，上位机通过可编程逻辑控制器与三轴运动机器人和场强测量装置连接，可编程逻辑控制器上还连接有便于控制三轴运动机器人将场强测量装置的测量探头移动至各个测量点的三轴运动控制器。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的核磁专用全自动测场装，所述场强测量装置为毫特斯拉计。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的核磁专用全自动测场装，所述上位机为计算机。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的核磁专用全自动测场装，所述三轴运动机器人包括横向运动臂、竖向运动臂和纵向运动臂，横向运动臂的底部固定安装有横向移动轮和用于驱动移动轮转动的横向驱动电机；竖向运动臂通过横向滚珠丝杆垂直安装在横向运动臂上，横向运动臂上设置有与横向滚珠丝杠配合的横向槽，横向滚珠丝杠的两端通过轴承和轴承安装在横向槽内，横向滚珠丝杠上套装有横向螺母，竖向运动臂通过横向固定块与横向螺母固定连接，横向运动臂上还固定安装有用于驱动横向滚珠丝杠转动的竖向驱动电机；纵向运动臂通过竖向滚珠丝杆垂直安装在竖向运动臂上，竖向运动臂上设置有与竖向滚珠丝杠配合的竖向槽，竖向滚珠丝杠的两端通过轴承和轴承安装在竖向槽内，竖向滚珠丝杠上套装有竖向螺母，纵向运动臂通过竖向固定块与竖向螺母固定连接，竖向运动臂上还固定安装有用于驱动竖向滚珠丝杠转动的纵向驱动电机；横向驱动电机、竖向驱动电机和纵向驱动电机均与三轴运动控制器连接。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的核磁专用全自动测场装，所述三轴运动机器人还包括与横向移动轮配合的直线移动的导轨，横向运动臂上设置有与导轨配合的导向槽。

与现有技术相比，本实用新型通过把场强测量装置的测量探头固定在三轴运动机器的手臂上，通过上位机的人机交互界面操作，预先输入所需要的坐标数据，传输给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器经过数据处理后对三轴运动控制器进行数据传送，三轴运动控制器即可根据输入的坐标数据控制三轴运动机器人将测量探头移动到各个需要测量的坐标点，然后场强测量装置会把采集的数据反馈到可编程逻辑控制器进行数据处理，保存，并传输给上位机，方便操作人员查看。该装置能够提高操作人员的测场效率，节省操作时间，并且单人即可操作，节约劳动力，同时能够适用于不同型号尺寸的核磁磁体的均匀性测量，测量准确性高。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型的结构连接框图；

图3为本实用新型三轴运动机器人的结构示意图；

图4为本实用新型上位机输入界面示意图；

图5为本实用新型上位机输出界面示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-5，一种核磁专用全自动测场装置，该装置包括场强测量装置6、三轴运动机器人4和便于指令输入和信息显示的上位机1，场强测量装置6的测量探头5固定安装在三轴运动机器人4的手臂上，上位机1通过可编程逻辑控制器2与三轴运动机器人4和场强测量装置6连接，可编程逻辑控制器2上还连接有便于控制三轴运动机器人4将场强测量装置6的测量探头5移动至各个测量点的三轴运动控制器3。该装置不仅能够根据操作者提供的数据，自动测量空间范围内的所有坐标的场强，而且可以适应不同型号尺寸的磁体测量；使用时，长期测量装置的测量探头5固定在三轴运动机器人4的手臂上，通过上位机1的人机交互界面操作，输入所需要的位置数据，即需要测量的位置的坐标，坐标系可由操作者根据具体情况设定，然后上位机1将坐标传输给可编程逻辑控制器2，可编程逻辑控制器2经过数据处理后对三轴运动控制器3进行数据传送，三轴运动控制器3控制根据接收的数据驱动三轴运动机器人4将测量探头5移动到需要测量的坐标点，接着，场强测量装置6利用测量探头5测量该坐标点处的场强，并把采集的数据反馈到可编程逻辑控制器2进行数据处理，保存、反馈给上位机1，上位机1显示；操作者也可通过手动移动三轴运动机器人4来移动测量探头5，进行手动测量，便于操作人员根据需要进行自动测量或手动测量，以满足操作人员不同的工作要求；三轴运动控制器3采用现有技术中运动控制器，能够在复杂条件下，将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，实现机械运动精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制，实际中采用伺服驱动运动控制器，能够接收输入的坐标参数，对三轴机器人的运动进行控制，从而实现对测量探头5的位置控制。

所述场强测量装置6为毫特斯拉计。毫特斯拉计又称为高斯计，是测量物体于空间上一个点的静态或动态（交流）磁感应强度，由霍尔传感器（精度更高可选择磁通门传感器，经过物体磁力线穿过产生电流电压，主设备上面显示磁感应强度，是根据霍尔效应制成的测量磁感应强度的仪器，它由霍尔探头和测量仪表构成，霍尔探头在磁场中因霍尔效应而产生霍尔电压，测出霍尔电压后根据霍尔电压公式和已知的霍尔系数可确定磁感应强度的大小。

所述上位机1为计算机，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能，是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备，主要包括cpu和显示器，便于在显示器上显示输入界面和输出界面，方便进行测量指令的选择和测量数据的显示，具体为在计算机上编写上位机1成型，通过组态软件实现上位机1控制功能。

可编程逻辑控制器2，即plc，是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行，可编程控制器由cpu、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。本申请中使用的plc为西门子plc，为具有四路高速脉冲输出功能的plc，三轴控制驱动都由plc发出控制，具体为通过plc编写控制程序。

本申请在于提供一种可以对核磁共振测量磁体产生的磁场进行自动测量的装置，发明点在于应用到的硬件及其连接关系，对于应用到的上位机1、plc等程序均采用现有技术的程序来实现，不在本申请的保护范围；附图4、附图5所示的界面为本申请具体应用的界面，实际中可根据需要自行设定，能够进行坐标输入，测量数据输出、显示即可。

所述三轴运动机器人4包括横向运动臂41、竖向运动臂45和纵向运动臂47，横向运动臂41的底部固定安装有横向移动轮43和用于驱动移动轮转动的横向驱动电机，横向驱动电机用于驱动移动轮转动，进而带动横向运动臂41移动；竖向运动臂45通过横向滚珠丝杆垂直安装在横向运动臂41上，横向运动臂41上设置有与横向滚珠丝杠42配合的横向槽，横向滚珠丝杠42的两端通过轴承和轴承安装在横向槽内，横向滚珠丝杠42上套装有横向螺母，竖向运动臂45通过横向固定块46与横向螺母固定连接，横向运动臂41上还固定安装有用于驱动横向滚珠丝杠42转动的竖向驱动电机，横向驱动电机固定安装在横向运动臂41的端部，三轴运动机器人4的输出轴通过联轴器与横向滚珠丝杠42连接；纵向运动臂47通过竖向滚珠丝杆垂直安装在竖向运动臂45上，竖向运动臂45上设置有与竖向滚珠丝杠配合的竖向槽，竖向滚珠丝杠的两端通过轴承和轴承安装在竖向槽内，竖向滚珠丝杠上套装有竖向螺母，纵向运动臂47通过竖向固定块48与竖向螺母固定连接，竖向运动臂45上还固定安装有用于驱动竖向滚珠丝杠转动的纵向驱动电机，纵向驱动电机固定安装在竖向驱动臂的端部，纵向驱动电机的输出轴通过联轴器与竖向滚珠丝杠连接；横向驱动电机、竖向驱动电机和纵向驱动电机均与三轴运动控制器3连接。横向运动臂41、纵向运动臂47和竖向运动臂45均呈长方体状；测量探头5固定竖向固定块48动臂41纵向移动，竖向驱动电机用于驱动横向滚珠丝杠42转动，进而驱动竖向运动臂45沿着横向运动臂41横向移动，纵向驱动电机用于驱动竖向滚珠丝杠沿着竖向运动臂45竖向移动，进而实现测量探头5的横向、纵向、竖向移动，从而可以达到操作人员设定的坐标点。

所述三轴运动机器人4还包括与横向移动轮43配合的直线移动的导轨44，横向运动臂41上设置有与导轨44配合的导向槽49。导轨44和导向槽49均呈长方体状，使用时，纵向设置在地面上，便于三轴运动机器人4通过导向槽49与导轨44配合进行沿着导轨44进行纵向移动，保持直线运动。