一种强辐射环境下无磁性驱动的五轴载物台及使用方法与流程

1.本发明涉及载物平台技术领域，具体涉及一种强辐射环境下无磁性驱动的五轴载物台及使用方法。


背景技术：

2.进行x射线的检测或测试时，由于x射线本身的强辐射特性，对操作人员存在较大的身体伤害，因此为了消除安全隐患，需要将操作人员与强辐射环境进行隔绝或屏蔽，而一般是在金属盒之类的具有屏蔽特性的空间内进行测试操作，进而实现屏蔽效果。
3.在屏蔽空间内进行测试操作时，会需要载物台来放置测试对象，但是在强辐射环境下，对于载物台的限制较多。
4.第一，由于x射线的强辐射性，采用电动驱动时，由于电机的磁性以及电机转动时引起的干扰会影响微电子类测试对象的检测结果，使得测试结果为不精确或错误的数据，进而使得测试无效，因此无法使用电动驱动方式，只能选择手动驱动的操作方式。
5.第二，使用手动驱动时，常规的驱动方式采用齿轮啮合之类的刚性连接进而实现动力传递的方式，但是刚性连接要么需要操作人员进入屏蔽空间进行操作，要么无法形成密闭的屏蔽空间，要么是需要长距多构件传动机构，存在调整精度低、成本高的缺点，并且均存在辐射影响的缺陷。
6.第三，现有载物平台多为基座式载物平台，且只能实现三轴运动，超过三轴运动的载物台因为传动结构过于复杂庞大，体积都很大，无法应用于屏蔽室中；并且基座式载物台在垂直于基座面的方向上无法进行相应的测试操作，只有两个维度的测试方向，局限较大。
7.本发明提供一种强辐射环境下无磁性驱动的五轴载物台及使用方法解决上述问题。


技术实现要素：

8.本发明提供一种强辐射环境下无磁性驱动的五轴载物台及使用方法，提供一种小型化、无磁性、多测量方向的多轴载物台，满足强辐射环境下的载物要求。
9.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种强辐射环境下无磁性驱动的五轴载物台，包括支撑座、移动架、工作平台和动力结构，所述移动架设在支撑座上，所述工作平台设在移动架上，所述动力结构设在支撑座上，并与移动架和工作平台连接；所述动力结构包括动力装置一、动力装置二、动力装置三和动力装置四，所述动力装置一、动力装置二与移动架连接，所述动力装置三、动力装置四与工作平台连接；所述工作平台包括俯仰架和旋转盘，所述俯仰架活动连接在移动架上，所述旋转盘活动连接在俯仰架上，所述动力装置三与俯仰架连接，所述动力装置四与旋转盘连接；所述俯仰架沿其自身的横轴前后俯仰转动，所述旋转盘沿其自身竖轴在平面内转动，所述俯仰架的横轴与旋转盘的竖轴位于同一平面，且均穿过旋转盘的圆心。
10.进一步地，所述旋转盘包括载物盘和动力筒，所述载物盘活动连接在俯仰架上，所述动力筒设在载物盘下方，并与动力装置四连接。
11.进一步地，所述动力装置四包括旋钮、控制构件、牵引绳和安放架，所述安放架设在支撑座上，所述控制构件设在安放架上；所述控制构件包括端座、丝杆和滑块，所述端座设在安放架上，所述丝杆设在端座之间，所述滑块设在丝杆上，所述牵引绳的活动端连接在滑块上，其控制端连接在动力筒上，所述旋钮设在丝杆端部；所述动力装置四设置两根牵引绳，所述动力装置四的控制构件上设置两个滑块，两个滑块位于丝杆的两端，并进行相向运动，两根牵引绳的活动端分别连接在两个滑块上；所述动力装置四的牵引绳的控制端螺旋缠绕在动力筒上，两根牵引绳的缠绕方向相反。
12.进一步地，所述移动架包括横移架和纵移架，所述横移架设在支撑座上，所述纵移架垂直设在横移架上；所述横移架和纵移架均包括水平架、移动块和复位弹簧，所述横移架的水平架活动连接在支撑座上，所述纵移架的水平架固定连接在横移架的移动块上；所述水平架上设有滑轨，所述移动块设在水平架的滑轨上，所述复位弹簧的两端分别连接在移动块和水平架上。
13.进一步地，所述动力装置一和动力装置二均包括旋钮、控制构件、牵引绳和安放架；所述动力装置一与横移架连接，所述动力装置一牵引绳的控制端连接在横移架的移动块上；所述动力装置二与纵移架连接，所述横移架的移动块上设有换向滑轮，所述动力装置二的牵引绳的中部绕在换向滑轮上，且其控制端连接在纵移架的移动块上；所述动力装置一和动力装置二上的牵引绳与复位弹簧分别连接在移动块的两端，且受力方向相反。
14.进一步地，所述俯仰架包括安装架体、转轴和固定块，所述转轴位于安装架体的内端，并与移动架活动连接，所述固定块位于安装架体的外端，所述动力装置四穿过固定块与旋转盘连接；所述安装架体中部设有安装槽，所述旋转盘设在安装槽中。
15.进一步地，所述动力装置三包括旋钮、控制构件、牵引绳、安放架和复位扭簧；所述动力装置三的牵引绳的控制端连接在安装架体外侧，所述复位扭簧设在转轴上。
16.进一步地，所述支撑座包括底板和竖移架，所述竖移架设在底板上；所述竖移架包括竖架、竖丝杆和滑移块，所述竖丝杆设在竖架中，所述滑移块活动连接在竖丝杆上，所述横移架设在滑移块上，所述竖丝杆顶部设有旋钮。
17.进一步地，所述安装架体底部设有换向轴，所述动力装置四的牵引绳的控制端绕过换向轴连接在动力筒上；所述安装架体中设有安装槽，所述载物盘设在安装槽中。
18.一种强辐射环境下无磁性驱动的五轴载物台的使用方法，包括以下步骤：s1，放置调试：将载物台放置在屏蔽壳内的测试平台上，并进行归零调试；s2，物品固定：调整完毕后，在工作平台上放置待测物品并进行固定，固定时，保证
待测物品的旋转轴与载物盘的圆心对齐；s3，测试准备：在工作平台的上方安装检测装置，在支撑座上放置接收装置，调整检测装置和接收装置的位置，使其上下对齐，形成旋转竖轴；s4，轴线对齐：通过动力装置三控制工作平台处于水平状态，然后通过动力装置一控制横移架进行横移，使得载物盘的圆心在纵向上与旋转竖轴对齐，通过动力装置二控制纵移架进行横移，使得载物盘的圆心在横向上与旋转竖轴对齐，进而使得检测装置、待测物品、载物盘和接收装置均与旋转竖轴共线；s5，测试操作：关闭屏蔽壳并启动检测装置，通过动力装置三控制工作平台按要求进行前后俯仰动作，完成俯仰角度上的检测操作，测量完成后，工作平台调整至要求角度，通过动力装置四控制载物盘在平面内旋转，完成旋转角度上的检测，直至检测操作完成。
19.本发明有益效果如下：采用手动驱动解决了在强辐射环境下的驱动问题，避免了电动驱动带来的磁性干扰的问题，使用柔性连接实现了屏蔽空间的完整屏蔽性，同时也能够保证控制的精确性；共设置五轴运动实现了多向运动，具有三向平移、前后俯仰以及平面旋转的动作维度，满足在不同角度上移动进行测量的需求，并且避免了基座型结构会导致的缺少一个维度的动作的问题；本发明在强辐射环境下对待测物品进行承载，具有五轴方向动作满足测量要求，满足了小型化、无磁性、多测量方向的要求。
附图说明
20.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的支撑座结构示意图；图3为本发明的移动架结构示意图；图4为本发明的横移架结构示意图；图5为本发明的工作平台结构示意图；图6为本发明的动力装置四连接状态示意图；图7为本发明的俯仰架结构示意图；图8为本发明的旋转盘结构示意图；图9为本发明的旋转盘与动力装置四连接状态示意图；图10为本发明的动力结构示意图。
21.附图标记：1-支撑座，11-底板，12-竖移架，2-移动架，21-横移架，211-水平架，212-移动块，213-复位弹簧，22-纵移架，3-工作平台，31-俯仰架，311-安装架体，312-转轴，313-固定块，32-旋转盘，321-载物盘，322-动力筒，4-动力结构，41-动力装置一，42-动力装置二，43-动力装置三，431-复位扭簧，44-动力装置四，441-旋钮，442-控制构件，443-牵引绳，444-安放架。
具体实施方式
22.下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
23.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，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专利的限制。
24.如图1所示，一种强辐射环境下无磁性驱动的五轴载物台，包括支撑座1、移动架2、工作平台3和动力结构4，支撑座1放置在测试平台上，为移动架2提供竖向运动，所述移动架2设在支撑座1上，具有横向及纵向移动，所述工作平台3设在移动架2上，具有前后俯仰及平面内旋转的动作，所述动力结构4设在支撑座1上，并与移动架2和工作平台3连接，为起提供动力使其进行运动。
25.如图1、3、5、6、9、10所示，所述动力结构4包括动力装置一41、动力装置二42、动力装置三43和动力装置四44，所述动力装置一41、动力装置二42与移动架2连接，所述动力装置三43、动力装置四44与工作平台3连接；如图5、6所示，所述工作平台3包括俯仰架31和旋转盘32，所述俯仰架31活动连接在移动架2上，进行前后俯仰的动作，所述旋转盘32活动连接在俯仰架31上，在俯仰架31中进行旋转的动作，所述动力装置三43与俯仰架31连接，所述动力装置四44与旋转盘32连接。
26.所述俯仰架31在动力装置三43的牵引绳443的牵动下被拉动，沿其自身的横轴前后俯仰转动，所述旋转盘32沿其自身竖轴在平面内前后转动，所述俯仰架31的横轴与旋转盘32的竖轴位于同一平面，且均穿过旋转盘32的圆心。
27.如图6、8、9所示，进一步地，所述旋转盘32包括载物盘321和动力筒322，所述载物盘321活动连接在俯仰架31上，所述动力筒322设在载物盘321下方，并与动力装置四44连接。
28.如图6所示，优选的，所述动力筒322上设有螺旋状槽，所述动力装置四44的牵引绳443位于螺旋状槽中，牵引绳443的末端通过锁紧螺栓锁固。
29.如图9、10所示，进一步地，所述动力装置四44包括旋钮441、控制构件442、牵引绳443和安放架444，所述安放架444设在支撑座1上，动力装置一41、动力装置二42、动力装置三43和动力装置四44均设置在安放架444上，所述控制构件442设在安放架444上。
30.如图9、10所示，所述控制构件442包括端座、丝杆和滑块，所述端座设在安放架444上，所述丝杆设在端座之间，所述滑块设在丝杆上，所述牵引绳443的活动端连接在滑块上，其控制端连接在动力筒322上，所述旋钮441设在丝杆端部。
31.进一步地，所述牵引绳443包括外套管和牵引丝，所述牵引丝设在外套管中，所述外套管的内端固定连接在端座上，所述牵引丝的活动端连接在滑块上。
32.优选的，所述丝杆和滑块为丝杠螺母结构，所述安放架444上设有限位槽，所述滑块连接在限位槽中，将滑块通过限位槽进行限制，可以保证只在旋钮441的控制下进行调节，不会因为牵引绳443的拉动使得滑块移动。
33.控制构件442的控制原理如下：转动旋钮441，旋钮441和丝杆一同转动，丝杆转动时，滑块在丝杆上沿丝杆轴向前后移动，拉动与滑块连接的牵引绳443的缩放，然后带动移动架2或工作平台3进行动作。
34.所述动力装置四44设置两根牵引绳443，所述动力装置四44的控制构件442上设置两个滑块，两个滑块位于丝杆的两端，并进行相向运动，两根牵引绳443的活动端分别连接在两个滑块上；所述动力装置四44的牵引绳443的控制端螺旋缠绕在动力筒322上，两根牵引绳443的缠绕方向相反。
35.优选的，所述动力装置四44的牵引绳443的外套管的外端固定连接在固定块313，其牵引丝绕过换向轴缠绕在动力筒322上。
36.通过动力装置四44实现旋转盘32的旋转原理如下：在旋转旋钮441时，位于丝杆两端的两个滑块相向运动，分别带动其上的两根牵引绳443同时进行动作，使得其中一根牵引绳443收缩，另一根牵引绳443伸长，通过两根牵引绳443同时做相反的动作，拉动动力筒322进行旋转，并且通过调整旋钮441的转动方向改变旋转盘32的旋转方向。
37.进一步地，所述移动架2包括横移架21和纵移架22，所述横移架21设在支撑座1上，所述纵移架22垂直设在横移架21上。
38.如图3、4所示，所述横移架21和纵移架22均包括水平架211、移动块212和复位弹簧213，所述横移架21的水平架211活动连接在支撑座1上，所述纵移架22的水平架211固定连接在横移架21的移动块212上；所述水平架211上设有滑轨，所述移动块212设在水平架211的滑轨上，所述复位弹簧213的两端分别连接在移动块212和水平架211上。
39.所述横移架21和纵移架22分别通过动力装置一41和动力装置二42上的牵引绳带动进行平移。
40.优选的，所述横移架21的水平架211和移动块212上均设有卡固板，动力装置一41的牵引绳443的外套管的外端固定连接在横移架21上的水平架211上，其牵引丝连接在横移架21上的移动块212上；动力装置二42的牵引绳443的外套管的外端固定连接在横移架21上的移动块212上，其牵引丝绕过换向滑轮固定连接在纵移架22上的移动块212上；所述纵移架22的移动块212上设有卡固板，动力装置三43的外套管固定连接在纵移架22的移动块212上，其牵引丝连接在俯仰架31上。
41.进一步地，所述动力装置一41和动力装置二42均包括旋钮441、控制构件442、牵引绳443和安放架444；所述动力装置一41与横移架21连接，所述动力装置一41牵引绳443的控制端连接在横移架21的移动块212上；所述动力装置二42与纵移架22连接，所述横移架21的移动块212上设有换向滑轮，所述动力装置二42的牵引绳443的中部绕在换向滑轮上，且其控制端连接在纵移架22的移动块212上；所述动力装置一41和动力装置二42上的牵引绳443与复位弹簧213分别连接在移动块212的两端，且受力方向相反。
42.如图7所示，进一步地，所述俯仰架31包括安装架体311、转轴312和固定块313，所述转轴312位于安装架体311的内端，并与移动架2活动连接，所述固定块313位于安装架体311的外端，所述动力装置四44穿过固定块313与旋转盘32连接；所述安装架体311中部设有安装槽，所述旋转盘32设在安装槽中。
43.优选的，所述俯仰架31为一体式结构。
44.如图8所示，进一步地，所述动力装置三43包括旋钮441、控制构件442、牵引绳443、
安放架444和复位扭簧431；所述动力装置三43的牵引绳443的控制端连接在安装架体311外侧，所述复位扭簧431设在转轴312上，所述复位扭簧431的受力方向与动力装置三43的牵引绳443的拉动方向相反。
45.俯仰架31实现俯仰的操作如下，需要向前俯时，控制动力装置三43的旋钮441，使得牵引绳443伸长，在复位扭簧431的扭力作用下，俯仰架31向前俯；需要向后仰时，控制动力装置三43的旋钮441，使得牵引绳443克服复位扭簧431的扭力回缩，进而拉动俯仰架31向后仰。
46.如图2所示，进一步地，所述支撑座1包括底板11和竖移架12，所述竖移架12设在底板11上；所述竖移架12包括竖架、竖丝杆和滑移块，所述竖丝杆设在竖架中，所述滑移块活动连接在竖丝杆上，所述横移架21的水平架211设在滑移块上，所述竖丝杆顶部设有旋钮。
47.优选的，所述竖丝杆和滑移块形成丝杠螺母结构。
48.如图6所示，进一步地，所述安装架体311底部设有换向轴，所述换向轴设置两个，用于动力装置四44的牵引绳443的换向及限位作用，同时也保证了牵引绳443在动力筒322上的伸缩长度可控，所述动力装置四44的牵引绳443的控制端绕过换向轴连接在动力筒322上；所述安装架体311中设有安装槽，所述载物盘321设在安装槽中。
49.一种强辐射环境下无磁性驱动的五轴载物台的使用方法，包括以下步骤：s1，放置调试：将载物台放置在屏蔽壳内的测试平台上，并进行归零调试；s2，物品固定：调整完毕后，在工作平台3上放置待测物品并进行固定，固定时，保证待测物品的旋转轴与载物盘321的圆心对齐；s3，测试准备：在工作平台3的上方安装检测装置，在支撑座1上放置接收装置，调整检测装置和接收装置的位置，使其上下对齐，形成旋转竖轴；s4，轴线对齐：通过动力装置三43控制工作平台3处于水平状态，然后通过动力装置一41控制横移架21进行横移，使得载物盘321的圆心在纵向上与旋转竖轴对齐，通过动力装置二42控制纵移架22进行横移，使得载物盘321的圆心在横向上与旋转竖轴对齐，进而使得检测装置、待测物品、载物盘321和接收装置均与旋转竖轴共线；s5，测试操作：关闭屏蔽壳并启动检测装置，通过动力装置三43控制工作平台3按要求进行前后俯仰动作，完成俯仰角度上的检测操作，测量完成后，工作平台3调整至要求角度，通过动力装置四44控制载物盘321在平面内旋转，完成旋转角度上的检测，直至检测操作完成。
50.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。