CN103363932A - 一种运动位置检测机构和x线影像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运动位置检测机构，包括固定架，其用于固定在运动部件和行走轨道两者中的一个上；滚轮转轴，可转动地固定在固定架上；滚轮，固定在滚轮转轴上，滚轮表面用于与运动部件和行走轨道两者中的另一个的表面接触，并当运动部件运动时，滚轮和所述运动部件和行走轨道两者中的另一个的接触面上产生摩擦力，所述滚轮在摩擦力的作用下滚动，并带动滚轮转轴旋转；位置传感器，与所述滚轮转轴联接，在滚轮转轴的带动下转动，输出运动部件的位置信号。本发明还公开了一种X线影像设备。本发明利用运动部件运动时的滚动摩擦力使一个固定在位置检测机构上的滚轮转动，并将滚轮的转动转化给位置传感器，从而实现对运动部件的位置检测。

Description

一种运动位置检测机构和X线影像设备

技术领域

本发明涉及一种运动位置检测机构和采用该运动位置检测机构的X线影像设备。

背景技术

在某些设备上，其中的一些部件需要手动移动，并且需要知道该运动部件的移动位置，因此需要对该运动部件的移动位置进行检测。目前应用在一些非精密定位设备上的运动部件位置检测方式，多数是将运动部件的运动行程通过一些啮合类的传动机构传递到运动位置检测机构，最后再传递到位置传感器上。采用这种检测运动部件的运动位置的方式时，运动位置检测机构和运动部件的行走轨道之间存在着运动的传动，要求存在传动机构，即需要将两者的接触面设计为更复杂的可传递运动的接触面，或在两者的接触面上分别设置传动部件，一般应用到的传动机构如齿轮传动，齿轮齿条传动，丝杆螺母，同步带传动等。并且，这些传动机构的零部件均需要较为精密的设备进行加工，而对于那些非精密定位设备而言，这些传动部件会使得整体结构复杂，成本上升。

发明内容

本发明提供一种运动位置检测机构，对运动部件的运动位置进行检测。

根据本发明的一方面，提供一种运动位置检测机构，包括：

固定架，其用于固定在运动部件和行走轨道两者中的一个上；

滚轮转轴，可转动地固定在固定架上；

滚轮，固定在滚轮转轴上，所述滚轮表面用于与运动部件和行走轨道两者中的另一个的表面接触，并当运动部件运动时，滚轮和所述运动部件和行走轨道两者中的另一个的接触面上产生滚动摩擦力，所述滚轮在摩擦力的作用下滚动，并带动滚轮转轴旋转；

位置传感器，与所述滚轮转轴联接，在所述滚轮转轴的带动下转动，输出运动部件的位置信号。

本发明还提供一种X线影像设备，包括上述运动位置检测机构，例如X线影像设备包括：

可移动的X线发射装置；

用于限定X线发射装置移动轨迹的行走轨道；

用于接收X线照射被测物后的信号的探测器；

上述的运动位置检测机构，所述运动部件为X线发射装置；

处理器，其接收位置传感器输出的X线发射装置的位置信号并进行处理。

本申请实施例中利用运动部件运动时的滚动摩擦力使一个固定在位置检测机构上的滚轮转动，并将滚轮的转动转化给位置传感器，从而实现对运动部件的位置检测。

附图说明

图1为本申请一种实施例中运动位置检测机构的结构示意图；

图2为本申请一种实施例中运动位置检测机构的另一视觉角度的结构示意图；

图3为本申请一种实施例中运动位置检测机构安装座的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本申请实施例中的运动位置检测机构利用运动时的滚动摩擦力直接带动滚轮转动来检测运动部件的运动位置，在运动部件运动时，由于滚动摩擦力使一个固定在运动位置检测机构上的滚轮转动，并将滚轮的转动转化给位置传感器从而检测运动位置。本申请实施例中的运动位置检测机构包括固定架、滚轮转轴、滚轮和位置传感器。固定架固定在运动部件和行走轨道两者中的一个上；滚轮转轴可转动地固定在固定架上；滚轮固定在滚轮转轴上，滚轮的表面用于与运动部件和行走轨道两者中的另一个的表面接触，并当运动部件运动时，滚轮和运动部件和行走轨道两者中的另一个的接触面上产生摩擦力，滚轮在摩擦力的作用下产生滚动，并带动滚轮转轴旋转；位置传感器与滚轮转轴联接，在滚轮转轴的带动下转动，输出运动部件的位置信号。

本申请实施例中，滚轮与运动部件及行走轨道之间的固定、接触位置关系是可以根据需要变换的。当固定架固定在运动部件上时，滚轮与行走轨道的表面接触；当固定架固定在行走轨道上时，滚轮与运动部件的表面接触。由于行走轨道为静止物体，运动部件为相对于行走轨道运动的运动物体，所以当滚轮与行走轨道的表面或运动物体的表面接触时，因运动部件和行走轨道之间的相对运动，使滚轮与行走轨道的接触面或与运动物体的接触面之间产生滚动摩擦力，该摩擦力使滚轮转动，而滚轮转动又带动位置传感器转动，从而位置传感器可检测出运动部件的运动位置。

在本申请实施例中，滚轮和运动部件的表面或行走轨道的表面之间不存在运动的传动，所以不需要在两者之间设置传动机构，或将两者的接触面设计为更复杂的可传递运动的接触面，精简了传统位置检测机构复杂的结构形式，降低了零部件的加工精度，以及安装、维护和维修的难度，从而降低了产品的成本。本申请实施例中的技术方案尤其适用于手动移动模式和行程较长情况下的位置检测。

请参考图1至图3，以固定架固定在运动部件上，滚轮与行走轨道的表面接触为例，对运动位置检测机构的结构进行说明。

运动位置检测机构包括固定架2、滚轮转轴7、滚轮1和位置传感器3，滚轮1固定地套在滚轮转轴7上，滚轮1的表面可以设计为具有一定的摩擦力，以便相对接触面滚动时不打滑，例如设计为磨砂面，或者在其表面设置一些规则的纹路或凹凸点，当然，本领域技术人员根据本申请公开的内容也可以将滚轮1的表面设计为平滑的表面。滚轮转轴7可转动地固定在固定架2上，例如可通过转动副或滑动副固定在固定架2上。位置传感器3与滚轮转轴7联接，在所述滚轮转轴7的带动下转动，并根据其自身的转动圈数计算出运动位置。位置传感器3可以采用现有的通过转动来检测运动位置的位置传感器，例如霍尔位置传感器。当滚轮转轴7和位置传感器3之间的传动比符合要求时，即滚轮1在全行程中的转动圈数满足位置传感器3的检测量程，位置传感器3可以直接地与滚轮转轴7接触，滚轮转轴7直接将其自身的转动传递给位置传感器3，例如将位置传感器3的转轴和滚轮转轴7固定在一起。位置传感器3也可以间接地与滚轮转轴7耦合，滚轮转轴7通过中间的传动机构将其自身的转动传递给位置传感器3，例如可通过齿轮啮合或同步带传动等。在一种具体实例中，位置传感器3的转轴上固定有第一齿轮10，滚轮转轴7上固定有第二齿轮12，第一齿轮10和第二齿轮12啮合并且两者之间具有设定的传动比。例如第一齿轮10为大齿轮，第二齿轮12为小齿轮，即第一齿轮10的半径大于第二齿轮12的半径，因此第二齿轮12的转动圈数多于第一齿轮10的转动圈数，即多于位置传感器3的转动圈数。这种方案便于传动比的设计，并且有利于对运动行程较长的运动部件的位置进行检测。

本实施例中，运动位置检测机构的各零件固定在检测机构固定架2上，并通过检测机构固定架2固定在运动部件14上，滚轮1的表面和行走轨道的表面接触。当运动部件14沿行走轨道13运动时，利用滚动摩擦使滚轮1跟随运动部件14在行走轨道13上转动，图2中1A处为滚轮1与行走轨道13的接触面。运动部件14的运动通过滚轮1的转动传递到滚轮转轴7上，第二齿轮12固定在滚轮转轴7上，滚轮转轴7转动时带动小齿轮12，又第二齿轮12与第一齿轮10啮合，第一齿轮10与位置传感器3联结，从而将转动传递给位置传感器3，通过设计合适的传动比将运动部件14的整个行程转化为位置传感器3的有效转动圈数，位置传感器3通过检测自身的转动圈数，可计算出运动的位移，当运动部件的初始部位已知时，即可确定运动部件的当前位置。

在另一实施例中，如图1、2所示，为了更好的确保滚轮1与运动部件13的行走轨道14表面接触紧密，在运动位置检测机构上设置滚轮压紧力自调整机构，滚轮压紧力自调整机构固定在固定架上，且在垂直于滚轮与行走轨道的接触面的方向上可伸缩或移动，而滚轮转轴可转动地固定在滚轮压紧力自调整机构上，随着滚轮压紧力自调整机构的伸缩而产生微小位移。当然，滚轮压紧力自调整机构也可以与接触面成一定的倾斜角度，只要能达到调整压紧力的目的即可。滚轮压紧力自调整机构可以通过滑块进行移动，当滚轮压紧力自调整机构在垂直于滚轮与行走轨道的接触面的方向上移动时可带动滚轮转轴产生微小位移；滚轮压紧力自调整机构也可以通过弹性件进行伸缩，当滚轮压紧力自调整机构在垂直于滚轮与行走轨道的接触面的方向上伸缩时也可以带动滚轮转轴产生微小位移。为了减小滚轮1和滚轮转轴7转动时的反向摩擦力或者转动阻力，滚轮转轴和滚轮压紧力自调整机构之间形成转动副或滑动副，例如采用轴承形成转动副，采用轴套形成滑动副。

在一种具体实例中，滚轮压紧力自调整机构包括导轨5、滑块4和弹性件8，导轨5至少部分固定在固定架2上，且导轨5沿滚轮压紧力自调整机构伸缩或移动方向装配。例如，导轨5为单边滑块轨道，单边滑块轨道的一侧固定在固定架2上，另一侧设有滑道。导轨5除了采用滑动导向机构外还可以采用其他结构，如双导轴滑套结构、双直线导轨结构等。滑块4沿滚轮压紧力自调整机构伸缩或移动方向延伸的至少一个第一侧边与导轨5配合，沿导轨5滑动，滑块4的与第一侧边垂直的第二侧边固定有弹性件8，弹性件8的另一端固定在固定架2上。弹性件8可以为压簧或拉簧，进一步的，滑块的第二侧边还可以向外垂直延伸有导轴9，压簧或拉簧套在导轴9上；弹性件还可以为弹片，弹片抵压在导轴9上；导轴9为弹性件8的伸缩导向。

以弹性件8为压簧为例，本具体实例利用压簧8压紧滑块4，从而使滚轮1压紧行走轨道13，又滑块4可以在滑块轨道5中滑动，当行走轨道13的表面有凹凸或者不平整时，滑块4可在压簧8的作用下沿滑块轨道5伸缩并带动滚轮1移动而使得滚轮1始终压紧行走轨道13的表面，亦即通过滚轮压紧力自调整机构实现自适应的调整滚轮位置来保证滚轮与行走轨道13之间保持合适的压紧状态，从而避免因为行走轨道13的略微不平而导致滚轮1转动不畅。

为保证大齿轮10和小齿轮12始终啮合，大齿轮10和位置传感器3通过传感器支架6固定在滑块4上。当滚轮压紧力自调整机构因行走轨道表面的不平而产生适应性移动时，滑块4同时带动与其相连的大齿轮10产生与滚轮转轴7相同的位移，从而使得大齿轮10与小齿轮12保持啮合。

在又一实施例中，如图1、2所示，为了使滚轮1转动灵活且不产生滑动，本实施例中利用轴承11构成转动副来减少非必要的摩擦。轴承11固定在滑块4上，滚轮转轴7依靠轴承11来支撑。

在进一步改进的实施例中，在运动位置检测机构上增加调节孔配合螺栓或螺丝等来调整机构的整***置，从而调整有相对滚动运动的两部件间的压紧力，达到最佳运动效果。比如，在本实施例中，固定架包括用于固定在运动部件上的安装座，安装座上设有滚轮压紧调节结构，滚轮压紧调节结构用于手动调节滚轮与行走轨道之间的压紧力。在一具体实例中，如图3所示，滚轮压紧调节结构包括开设在安装座上的安装调节孔2A，安装调节孔2A具有长径和短径，长径的延伸方向垂直于滚轮1与行走轨道13的接触面，例如可采用俗称为“腰形孔”的结构。固定螺栓或螺丝穿过安装调节孔2A，并可沿长径移动，可以根据实际情况来调整机构在运动部件14上的安装位置，从而调整滚轮1与运动部件14的行走轨道13间的初始压力大小，使运动达到最佳效果。旋紧螺栓或螺丝将安装座固定在运动部件14上，从而将运动位置检测机构固定在运动部件14上。

根据本申请公开的内容，本领域技术人员应当理解，运动位置检测机构也可以固定在行走轨道上，而使滚轮与运动部件的某个面接触并能够转动。

上述实施例中的运动位置检测机构尤其适用于检测手动移动模式和运动行程较长的情况。

上述的运动位置检测机构可以应用到X线影像设备中，例如，X线影像设备工作时，X线发射装置需要相对于被照射者进行前后左右的移动，并且需要知道X线发射装置的移动位置，以便根据X线发射装置的位置参数进行计算或图像处理，或根据X线发射装置的位置参数判断是否可启用某种功能。因此，上述实施例中的运动位置检测机构可用于检测X线发射装置的运动位置，在这种情况下，X线影像设备包括X线发射装置、探测器、行走轨道、处理器和运动位置检测机构，X线发射装置在外力作用下可沿行走轨道限定的路线相对于被照射者进行前后左右的移动，行走轨道固定在固定物上，例如房间的屋顶或地面，或者专设的固定物上，运动位置检测机构固定在X线发射装置上或固定在行走轨道上，运动位置检测机构中的滚轮则相应地接触行走轨道表面或X线发射装置的某个表面。在X线发射装置移动过程中，运动位置检测机构不断将X线发射装置的移动位置信号发送到处理器。当X线发射装置移动到合适位置时，向被照射者发射X线，探测器通常设置在被照射者后面，接收被照射者透射后的X线，并将数据传送到处理器。

根据本申请公开的内容，本领域技术人员应该理解，上述实施例中的运动位置检测机构除了用于检测X线发射装置的移动位置，也可以用于检测X线影像设备中其它运动部件的移动位置，或者用于其它的设备中检测运动部件的移动位置。在实际应用中，可根据运动部件和行走轨道之间的具***置设计运动位置检测机构的形状和大小，使运动位置检测机构中的滚轮在运动部件或行走轨道的表面滚动。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种运动位置检测机构，其特征在于包括：

固定架，其用于固定在运动部件和行走轨道两者中的一个上；

滚轮转轴，可转动地固定在固定架上；

滚轮，固定在滚轮转轴上，所述滚轮表面用于与运动部件和行走轨道两者中的另一个的表面接触，并当运动部件运动时，滚轮和所述运动部件和行走轨道两者中的另一个的接触面上产生滚动摩擦力，所述滚轮在摩擦力的作用下滚动，并带动滚轮转轴旋转；

位置传感器，与所述滚轮转轴联接，在所述滚轮转轴的带动下转动并对应输出运动部件的位置信号。

2.如权利要求1所述的运动位置检测机构，其特征在于，还包括滚轮压紧力自调整机构，所述滚轮压紧力自调整机构固定于固定架，且在垂直于所述接触面的方向上可伸缩或移动，所述滚轮转轴可转动地固定于滚轮压紧力自调整机构。

3.如权利要求2所述的运动位置检测机构，其特征在于，所述滚轮转轴和滚轮压紧力自调整机构之间形成转动副或滑动副。

4.如权利要求3所述的运动位置检测机构，其特征在于，所述滚轮转轴和滚轮压紧力自调整机构之间设有轴承或轴套。

5.如权利要求2所述的运动位置检测机构，其特征在于，所述滚轮压紧力自调整机构包括：

导轨，其至少部分固定在固定架上，且所述导轨沿滚轮压紧力自调整机构伸缩或移动方向装配；

滑块，其沿滚轮压紧力自调整机构伸缩或移动方向延伸的至少一个第一侧边与导轨配合，沿导轨移动，所述滑块的与第一侧边垂直的第二侧边固定有弹性件，所述弹性件的另一端固定在固定架上。

6.如权利要求5所述的运动位置检测机构，其特征在于，所述弹性件为压簧或拉簧，所述滑块的第二侧边向外垂直延伸有导轴，所述压簧或拉簧套在导轴上；或所述弹性件为弹片，所述弹片抵压在导轴上。

7.如权利要求2-6中任一项所述的运动位置检测机构，其特征在于，所述位置传感器的转轴上固定有第一齿轮，所述滚轮转轴上固定有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮啮合并且两者之间具有设定的传动比。

8.如权利要求7所述的运动位置检测机构，其特征在于，所述位置传感器和第一齿轮通过传感器支架固定在滚轮压紧力自调整机构上。

9.如权利要求1-8中任一项所述的运动位置检测机构，其特征在于，所述固定架包括用于固定在运动部件和行走轨道两者中的一个上的安装座，所述安装座上设有滚轮压紧调节结构，滚轮压紧调节结构用于调节滚轮和与其固定的运动部件和行走轨道两者中的一个之间的压力。

10.如权利要求9所述的运动位置检测机构，其特征在于，滚轮压紧调节结构包括开设在安装座上的安装调节孔，所述安装调节孔具有长径和短径，所述长径的延伸方向垂直于滚轮与运动部件和行走轨道两者中的另一个的接触面。

11.一种X线影像设备，其特征在于，包括如权1-10中任一项所述的运动位置检测机构。

12.一种X线影像设备，其特征在于，包括：

可移动的X线发射装置；

用于限定X线发射装置移动轨迹的行走轨道；

用于接收X线照射被测物后的信号的探测器；

如权1-10中任一项所述的运动位置检测机构，所述运动部件为X线发射装置；

处理器，其接收位置传感器输出的X线发射装置的位置信号并进行处理。

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