扫描成像装置的制作方法

1.本技术属于扫描成像技术领域，具体涉及一种扫描成像装置。


背景技术：

2.工业ct(计算机断层成像技术，
computed tomography
)是指在对被测物体无损伤的情况下，以二维断层图像或三维立体图像的形式，清晰、准确、直观地展示被测物体的内部结构、组成、材质及缺损状况等情况。具体表现为射线源发出的射线照射被测物体后投影至探测器，探测器获取被测物体的图像。
3.相关技术中，射线源和探测器采用插补画圆的方式在运动平面内平移运动，从而采集被测物体的图像。具体来讲，射线源和探测器均依靠两个丝杠组件驱动运动，其中一个丝杠组件驱动射线源或探测器沿第一方向运动，另一个丝杠组件驱动射线源或探测器沿第二方向运动，第一方向与第二方向相互垂直，因此，通过两个丝杠组件调节射线源或探测器在运动平面内的位置，使射线源或探测器的运动轨迹趋近于圆形轨迹，最终探测器获取被测物体在不同探测角度下的图像。该过程中，射线源、被测物体和探测器始终位于同一直线上，以保证射线源的射线能够投影至探测器。
4.由于对射线源和探测器的运行轨迹有要求，故对各个丝杠组件的控制要求高；而且，射线源和探测器的运行轨迹并非规则圆形，故射线源、被测物体和探测器并非准确地位于同一直线上，使得成像效果较差。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的是提供一种扫描成像装置，至少能够解决相关技术中扫描成像装置对驱动机构的控制要求高以及成像效果差的问题。
6.本技术实施例提供一种扫描成像装置，包括发射组件和接收组件，其中：
7.所述发射组件和所述接收组件间隔设置，所述发射组件包括射线源和第一旋转驱动机构，所述第一旋转驱动机构的输出轴与所述射线源相连，所述第一旋转驱动机构驱动所述射线源转动，
8.所述接收组件包括探测器和第二旋转驱动机构，所述第二旋转驱动机构的输出轴与所述探测器相连，所述第二旋转驱动机构驱动所述探测器转动，
9.所述发射组件和所述接收组件之间设有用于放置被测物的被测区，且所述射线源、所述被测物和所述探测器位于同一直线上，以使所述射线源发出的射线经过所述被测物后被所述探测器接收。
10.在本技术实施例中，在第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构的驱动作用下，射线源和探测器的运动轨迹呈圆形，无需持续控制第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构来保证射线源和探测器的运动轨迹，降低对驱动机构的控制要求；而且，由于射线源和探测器的运动轨迹呈规则圆形，故在射线源和探测器的转动过程中，能够保证射线源、被测物和探测器准确地位于同一直线上，保证有效成像，改善成像效果。
附图说明
11.图1是本技术实施例公开的扫描成像装置的正视图；
12.图2是本技术实施例公开的在成像过程中射线源、探测器与被测物的示意图；
13.图3是本技术实施例公开的发射组件的结构示意图；
14.图4是本技术实施例公开的发射组件的爆炸图；
15.图5是本技术实施例公开的接收组件的结构示意图。
16.附图标记说明：
17.100-发射组件、110-射线源、120-第一旋转驱动机构、130-安装件、131-第一平板、a-第一安装面、132-楔形板、133-第二平板、b-第二安装面、140-第一支撑板、150-第一直线驱动机构、
18.200-接收组件、210-探测器、220-第二旋转驱动机构、230-第二支撑板、240-第二直线驱动机构、
19.300-被测物、
20.410-旋转驱动源、420-丝杆、430-螺纹套、440-连接件、450-丝杆支撑块、460-轴承、470-驱动源安装块、480-联轴器、
21.500-限位传感器、
22.600-第一导向机构、610-第一导轨、620-第一滑块、
23.700-第二导向机构、710-第二导轨、720-第二滑块、
24.810-旋转驱动件、811-旋转输出部、820-转接环、830-开口、
25.a-转动轴线。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
28.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的扫描成像装置进行详细地说明。
29.请参考图1-图5，本技术实施例公开的扫描成像装置包括发射组件100和接收组件200。其中，发射组件100和接收组件200间隔设置，且发射组件100和接收组件200之间设有用于放置被测物300的被测区，即被测物300位于发射组件100和接收组件200之间。
30.发射组件100包括射线源110和第一旋转驱动机构120，射线源110的射线发射位置朝向接收组件200，且第一旋转驱动机构120的输出轴与射线源110相连，以使第一旋转驱动机构120驱动射线源110转动，此处指射线源110的整体绕第一转动轴线转动，而并非指射线
源110自转。可选地，第一旋转驱动机构120可以为电机或旋转马达。
31.接收组件200包括探测器210和第二旋转驱动机构220，探测器210的射线接收位置朝向发射组件100，且第二旋转驱动机构220的输出轴与探测器210相连，以使第二旋转驱动机构220驱动探测器210转动，此处也指探测器210的整体绕第二转动轴线转动，而并非指探测器210自转。可选地，第二旋转驱动机构220可以为电机或旋转马达。
32.在被测物300置于被测区的情况下，射线源110、被测物300和探测器210位于同一直线上，以使射线源110发出的射线经过被测物300后被探测器210接收，探测器210能够采集被测物300的图像。其中，被测物300可以为电路板。可选地，在射线源110转动的过程中，探测器210跟随射线源110转动，可以根据需要调节第一旋转驱动机构120的转动速度和第二旋转驱动机构220的旋转速度，以保持射线源110、被测物300和探测器210始终位于同一直线上，从而使探测器210始终能够采集被测物300的周向上的各个图像。
33.在本技术实施例中，在第一旋转驱动机构120和第二旋转驱动机构220的驱动作用下，射线源110和探测器210的运动轨迹呈圆形，无需持续控制第一旋转驱动机构120和第二旋转驱动机构220来保证射线源110和探测器210的运动轨迹，对驱动机构的控制要求降低；而且，由于射线源110和探测器210的运动轨迹呈规则圆形，故在射线源110和探测器210的转动过程中，能够保证射线源110、被测物300和探测器210准确地位于同一直线上，保证有效成像，改善成像效果。而且，射线源110的位置确定后，射线源110转动时，射线源110最靠近第一转动轴线的部分不会发生变化，进而使得射线源110所发出的射线中，距离第一转动轴线最近的射线始终是同一部分射线，换言之，射线源110所发出的射线中，处于中心射线内侧的射线始终保持在中心射线的内侧，处于中心射线外侧的射线始终保持在中心射线的外侧，故在环绕第一转动轴线的同一圆周上，射线的均匀性基本不变，避免产生成像差异。
34.一种可选的实施例中，第一转动轴线和第二转动轴线可以为不同的轴线。如此，在射线源110和探测器210转动的过程中，可以时时调节第一旋转驱动机构120的转动速度和第二旋转驱动机构220的旋转速度，以保证射线源110、被测物300和探测器210始终位于同一直线上。
35.在另一种可选的实施例中，射线源110的转动轴线与探测器210的转动轴线为同一轴线，即上文中的第一转动轴线和第二转动轴线为同一轴线，射线源110的转动平面与探测器210的转动平面相平行，被测区的被测物300经过转动轴线，而且，射线源110的转动角速度与探测器210的转动角速度相同。具体地，第一旋转驱动机构120的输出轴以第一转动轴线为轴线，第二旋转驱动机构220的输出轴以第二转动轴线为轴线，实现射线源110和探测器210共轴转动。如此，仅在初始位置保持射线源110、被测物300和探测器210位于同一直线上即可，在射线源110和探测器210的转动过程中，无需时时调节第一旋转驱动机构120的转动速度和第二旋转驱动机构220的旋转速度，仍旧能够保证射线源110、被测物300和探测器210始终位于同一直线上，使探测器210持续采集被测物300在不同探测角度下的图像，故对第一旋转驱动机构120和第二旋转驱动机构220的控制要求降低。
36.相关技术中，射线源110和探测器210采用插补画圆的方式在运动平面内平移运动，从而采集被测物300体的图像，但射线源110的运动轨迹的圆心和探测器210的运动轨迹的圆心为动态虚拟位置，很难被有效检测，故很难保证射线源110的运动轨迹的圆心与探测器210的运动轨迹的圆心在运动平面内的投影重合，进而导致成像效果差。而采用本技术的
方案，射线源110和探测器210的运动轨迹的圆心并非动态虚拟位置，能够根据需要设置第一旋转驱动机构120和第二旋转驱动机构220的位置来确定射线源110和探测器210的转动轴线a，保证射线源110和探测器210在运动过程中持续共轴，进而保证射线源110、被测物300和探测器210始终位于同一直线上，保证有效成像，改善成像效果。
37.在一种可选的实施例中，发射组件100包括安装件130，安装件130具有相背设置的第一安装面a和第二安装面b，第一安装面a与第二安装面b相平行，第一旋转驱动机构120的输出轴连接于第一安装面a，第一安装面a与射线源110的转动轴线a相垂直，射线源110设置于第二安装面b，此时射线源110的射线发射方向可以与转动轴线a相平行。在此情况下，如果射线源110所在位置与探测器210之间的距离较大，为了保证射线源110的发射射线抵达被测物300和探测器210，实现被测物300的完整成像，需要射线源110能够支持较大的射线发射角(有较大发射角才能支持射线覆盖到被测物300)，即对射线源110的参数要求会较高，不适于兼容射线发射角较小的射线源110。
38.故，在另一种实施例中，优选地，第一安装面a和第二安装面b之间的夹角为锐角，此时，如图1-图3所示，射线源110的中心射线发射方向与转动轴线a相交。如此，射线源110可以朝向被测物300倾斜，相比射线源110的射线发射方向与转动轴线a相平行的情况，为实现被测物300的完整成像，对射线源110的射线发射角的角度要求相对较低，即使是射线发射角较小的射线源，本方案也可适用。进一步地，还可以通过调整射线源110和探测器210分别在与第一安装面a平行的平面上的位置，调整射线源110和探测器210之间的距离，进一步降低对射线源110的射线发射角的角度要求，例如随着射线源110和探测器210之间的距离减小，需要的射线源110的射线发射角可以相应较小，从而增加射线源110的类型选择范围。
39.在可选的实施例中，如图4所示，安装件130包括第一平板131、楔形板132和第二平板133，第一平板131和第二平板133分别可拆卸连接于楔形板132的相对两侧，第一平板131和第二平板133分别与楔形板132贴合接触，第一平板131背离楔形板132的一面为第一安装面a，第二平板133背离楔形板132的一面为第二安装面b。可选地，第一平板131与楔形板132之间、第二平板133与楔形板132之间可以通过螺栓连接等可拆卸方式相连。实际应用时，可以先将第二平板133与楔形板132相连，并将射线源110安装于第二平板133，实现射线源110与楔形板132的连接，再将第一平板131与第一旋转驱动机构120相连，最后将楔形板132与第一平板131进行连接。如此，通过设置楔形板132，并依次安装各个部件，即可使射线源110倾斜设置，实现射线发射方向与转动轴线a相交，安装方便，无需为射线源110创造复杂的安装环境，并且楔形板132的表面积较大，相比于框架类结构可以提供更大的支撑力。
40.在本技术的方案中，发射组件100还包括第一支撑板140和第一直线驱动机构150，第一旋转驱动机构120的输出轴与第一支撑板140相连，射线源110和第一直线驱动机构150均设置于第一支撑板140，且第一直线驱动机构150与射线源110相连，第一直线驱动机构150驱动射线源110沿第一方向移动，第一方向平行于射线源110的转动平面，第一方向可以与转动轴线a相垂直。其中，第一直线驱动机构150可以为直线驱动模组、气缸等能够产生直线位移的部件。可选地，第一支撑板140具有相背的第一表面和第二表面，射线源110和第一直线驱动机构150均设置于第一支撑板140的第一表面，第一旋转驱动机构120设置于第一支撑板140的第二表面。
41.采用本实施例，改变射线源110在第一方向上的位置，射线发射的位置改变，射线
相对于被测物300的位置就会改变，那么，在射线源110移动前后，照射被测物300的同一位置的线束的角度是不同的，也就是说，通过不同角度的射线照射被测物300的同一位置，进而获得被测物300更全面的图像。例如，在射线源110移动之前，被测物300上的位置a无法被射线照射到，探测器210无法获取位置a的图像；在射线源110移动之后，位置a能够被射线照射到，故探测器210可以获取位置a的图像。因此，通过移动射线源110在第一方向上的位置，探测器210可以采集被测物300在不同角度的射线照射下的图像，有利于采集被测物300的完整图像。
42.在可选的实施例中，接收组件200还包括第二支撑板230和第二直线驱动机构240，第二旋转驱动机构220的输出轴与第二支撑板230相连，探测器210和第二直线驱动机构240均设置于第二支撑板230，且第二直线驱动机构240与探测器210相连，第二直线驱动机构240驱动探测器210沿第二方向移动，第二方向平行于探测器210的转动平面，第二方向可以与转动轴线a相垂直。其中，第二直线驱动机构240可以为直线驱动模组、气缸等能够产生直线位移的部件。可选地，第二支撑板230具有相背的第三表面和第四表面，探测器210和第一直线驱动机构150均设置于第二支撑板230的第三表面，第二旋转驱动机构220设置于第二支撑板230的第四表面。
43.具体地，在射线源110沿第一方向移动以靠近转动轴线a的情况下，探测器210沿第二方向移动以靠近转动轴线a；在射线源110沿第一方向移动以远离转动轴线a的情况下，探测器210沿第二方向移动以远离转动轴线a。而且，在射线源110、被测物300和探测器210位于同一直线时，射线源110的移动距离与探测器210的移动距离成一定比例，保证射线源110的中心与探测器210的中心的连线始终经过被测物300。在本实施例中，在第一旋转驱动机构120和第二旋转驱动机构220工作之前，第一直线驱动机构150和第二直线驱动机构240分别驱动射线源110和探测器210移动至合适位置，以使射线源110、被测物300和探测器210位于同一直线，射线源110在第一方向上的位置以及探测器210在第二方向上的位置均确定之后，再控制第一旋转驱动机构120和第二旋转驱动机构220工作。
44.采用本实施例，可以根据射线源110在第一方向上的移动位置来调整探测器210在第二方向上的位置，保证射线源110、被测物300和探测器210始终准确地位于同一直线上，提升探测器210在各个探测角度下的成像效果。
45.在可选的实施例中，第一直线驱动机构150和第二直线驱动机构240中的至少一者包括旋转驱动源410、丝杆420和螺纹套430，旋转驱动源410的输出轴与丝杆420相连，丝杆420的延伸方向为第一方向或第二方向，旋转驱动源410驱动丝杆420转动，丝杆420与螺纹套430螺纹配合，螺纹套430与探测器210或射线源110相连。在扫描成像过程中，先通过旋转驱动源410驱动丝杆420转动，螺纹套430沿丝杆420的延伸方向运动，螺纹套430带动探测器210或射线源110移动，进而调节射线源110或探测器210的移动位置。可选地，旋转驱动源410可以为电机或气动马达等，螺纹套430可以为螺母；如图4所示，第一支撑板140或第二支撑板230上设有丝杆支撑块450，丝杆支撑块450设有用于供丝杆420贯穿的通孔，且丝杆420与丝杆支撑块450之间通过轴承460实现转动连接；旋转驱动源410通过驱动源安装块470安装于第一支撑板140或第二支撑板230上，旋转驱动源410的输出轴与丝杆420之间通过联轴器480相连。
46.采用本实施例，利用丝杆420和螺纹套430，将旋转驱动源410的旋转动力转化为直
线移动动力，传动效率高，保证射线源110稳定地沿第一方向移动，或者，保证探测器210稳定地沿第二方向移动。
47.一种可选的实施例中，发射组件100和接收组件200中的至少一者还包括限位传感器500，限位传感器500安装于第一支撑板140或第二支撑板230，限位传感器500与旋转驱动源410通信连接，在限位传感器500检测到探测器210或射线源110移动至极限位置的情况下，旋转驱动源410停止工作。可选地，限位传感器500可以为光电传感器，也可以为限位开关；限位传感器500可以与旋转驱动源410直接通信连接，或者，扫描成像装置还包括控制器，限位传感器500和旋转驱动源410分别与控制器通信连接，限位传感器500将探测器210或射线源110移动至极限位置的信息传递至控制器，控制器依据该信息控制旋转驱动源410停止工作。在本实施例中，在丝杆420的延伸方向上，限位传感器500间隔设置至少两个。
48.利用限位传感器500限制射线源110或探测器210在丝杆420的延伸方向上的移动范围，避免射线源110或探测器210移动距离过大。
49.在可选的实施例中，发射组件100和接收组件200中的至少一者还包括安装件130，安装件130与螺纹套430相连，安装件130设有挡片(图上未示出)，在挡片与限位传感器500的位置相对的情况下(即挡片处于此情况下的位置时，能够触发限位传感器500检测探测器210或射线源110是否移动至极限位置)，说明探测器210或射线源110移动至极限位置，此时旋转驱动源410停止工作，探测器210或射线源110停止移动。可选地，限位传感器500可以为光电传感器，在挡片与光电传感器错开的情况下(例如挡片未处于光电传感器用于发射光束的凹槽内)，挡片未遮挡光电传感器的光束；在挡片与光电传感器的位置相对的情况下(例如挡片处于光电传感器用于发射光束的凹槽内)，挡片遮挡光电传感器的光束，从而使得光电传感器的输出信号发生变化，进而基于该变化的信号控制旋转驱动源410停止工作。采用本实施例，利用挡片和限位传感器，能够准确检测射线源110或探测器210是否移动至极限位置，对射线源110或探测器210进行限位保护。
50.一种可选的实施例中，发射组件100和接收组件200中的至少一者还包括安装件130，安装件130相背设置有第一安装面a和第二安装面b，第一安装面a朝向螺纹套430，射线源110或探测器210与第二安装面b相连，射线源110或探测器210可直接安装于第二安装面b；第一直线驱动机构150和第二直线驱动机构240中的至少一者还包括连接件440，连接件440与螺纹套430在丝杆420的延伸方向上依次设置，且连接件440分别与螺纹套430的端部和安装件130的端部相连，即螺纹套430通过连接件440与安装件130间接相连，连接件440设有用于供丝杆420贯穿的开孔，避免连接件440阻碍丝杆420的转动。可选地，螺纹套430的端部和安装件130的端部均设有法兰盘，连接件440设有安装孔，利用螺钉等紧固件贯穿安装孔并旋紧于法兰盘，从而实现螺纹套430与连接件440的连接以及实现安装件130与连接件440的连接。
51.如此，利用连接件440分别连接螺纹套430和安装件130，实现安装件130与螺纹套430间接相连，解决安装件130与螺纹套430不便直接连接的问题，使安装件130跟随螺纹套430沿丝杆420的延伸方向移动，进而带动射线源110或探测器210沿丝杆420的延伸方向移动。
52.可选地，发射组件100的安装件130可以为上文中的安装件130，即安装件130包括第一平板131、楔形板132和第二平板133，第一平板131和第二平板133分别可拆卸连接于楔
形板132的相背两侧，第一平板131背向楔形板132的一面为第一安装面a，第一安装面a朝向螺纹套430，第二平板133背向楔形板132的一面为第二安装面b，射线源110设置于第二安装面b，且第二平板133的端部与连接件440相连，进一步地，当安装件130需要设置挡片时，挡片可以安装于第一平板131的端部。
53.可选地，接收组件200的安装件130可以包括第一平板131，第一平板131相背的两个表面分别为第一安装面a和第二安装面b，螺纹套430朝向第一安装面a，探测器210设置于第二安装面b，且第一平板131的端部与连接件440相连，进一步地，当安装件130需要设置挡片时，挡片可以安装于第一平板131的端部。
54.在一种可选的实施例中，发射组件100还包括第一导向机构600，第一导向机构600包括第一导轨610和第一滑块620，第一导轨610设置于第一支撑板140，第一滑块620与发射组件100中安装件130的第一安装面a相连，且第一导轨610与第一滑块620在第一方向上滑动配合。其中，第一导轨610的导向方向为第一直线驱动机构150中丝杆420的延伸方向，也即上文中的第一方向。如此，通过第一导向机构600，对射线源110的移动方向进行导向，避免射线源110的移动方向发生偏移。
55.可选地，第一导向机构600的数量为至少两个，各第一导向机构600间隔设置，其中两个第一导向机构600分别设置于第一直线驱动机构150的丝杆420的两侧，即其中两个第一导向机构600分别设置于第一直线驱动机构150的两侧，各第一导向机构600的第一滑块620均与第一平板131的第一安装面a相连。如此，利用至少两个第一导向机构600，对射线源110准确导向，而且，能够从第一直线驱动机构150的两侧支撑安装件130和射线源110，保证射线源110在移动过程中的稳定性。
56.在另一种可选的实施例中，接收组件200还包括第二导向机构700，第二导向机构700包括第二导轨710和第二滑块720，第二导轨710设置于第二支撑板230，第二滑块720与接收组件200中安装件130的第一安装面a相连，且第二导轨710与第二滑块720在第二方向上滑动配合。其中，第二导轨710的导向方向为第二直线驱动机构240中丝杆420的延伸方向，也即上文中的第二方向。如此，通过第二导向机构700，对探测器210的移动方向进行导向，避免探测器210的移动方向发生偏移。
57.可选地，第二导向机构700的数量为至少两个，各第二导向机构700间隔设置，其中两个第二导向机构700分别设置于第二直线驱动机构240的丝杆420的两侧，即其中两个第二导向机构700分别设置于第二直线驱动机构240的两侧，各第二导向机构700的第二滑块720均与第一平板131的第一安装面a相连。如此，利用至少两个第二导向机构700，对探测器210准确导向，而且，能够从第二直线驱动机构240的两侧支撑安装件130和探测器210，保证探测器210在移动过程中的稳定性。
58.在本技术的方案中，第一旋转驱动机构120和第二旋转驱动机构220中的至少一者包括旋转驱动件810和转接环820，旋转驱动件810包括旋转输出部811，转接环820套设在旋转输出部811的外部，且转接环820与第一支撑板140或第二支撑板230相连，旋转驱动件810工作时，旋转输出部811转动并通过转接环820驱动第一支撑板140或第二支撑板230转动，而且，转接环820的环壁设有用于走线的开口830。如图4所示，线路可依次通过旋转输出部811、转接环820的中心区域以及转接环820的开口830，从而根据需要将线路引至外部。可选地，旋转驱动件810可以为旋转马达。
59.通过旋转输出部811和转接环820的配合结构，使旋转驱动件810的输出轴能够稳定驱动第一支撑板140或第二支撑板230转动；而且，通过设置开口830，能够根据需要将线路引至第一旋转驱动机构120或第二旋转驱动机构220之外。
60.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。