CN109512447A - 一种电动可伸缩悬挂式g型臂及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动可伸缩悬挂式G型臂，包括底座、连接在底座上端的矩形伸缩杆、连接在矩形伸缩杆上端的整机旋转机构、连接在整机旋转机构上的连接块和连接在连接块上的L形臂以及滑动连接在L形臂内侧壁上的可收缩G型臂，所述可收缩G型臂包括大臂，所述大臂的外弧面上开设有用于小臂滑动的第一弧形凹槽，且小臂的外弧面上开设有第二弧形凹槽。本发明克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，解决了应用于临床的C臂或者G臂运动自由度少，工作空间小，整体移动不便，立体成像效率低的问题，通过采用了多种结构，实现了C臂与G臂的转换，结合两种设备的优点，提高了手术效率，方便实用。
Description
技术领域
本发明涉及G型臂设备技术领域，具体涉及一种电动可伸缩悬挂式G型臂及其工作方法。
背景技术
随着我国经济技术迅速发展，大众对医疗服务及器械的需求急剧增加。
目前医疗行业在C臂和G臂的研发使用领域，比较常见的是单源的小C臂，另外就是双源双支点的G臂。对于小C臂来说，最大的缺陷就是移动距离太小，不能一次得到正侧两位的图像，也就是说不能得到病灶的立体图，需要通过不停的转动C臂进行曝光成像。而现有G臂大多都是采用双支点支撑，在使用过程中因为G臂的形状限制和开口问题，只能通过与病床垂直的方向横向推进，并且需要至少两人合作移动，对操作使用移动造成了很大的不便。
除了以上的问题之外，目前应用于临床的C臂或者G臂还存在不能一次成像，运动自由度少，工作空间小，整体移动不便，立体成像效率低等不足。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种电动可伸缩悬挂式G型臂，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，解决了应用于临床的C臂或者G臂运动自由度少，工作空间小，整体移动不便，立体成像效率低的问题，通过采用了多种结构，实现了C臂与G臂的转换，结合两种设备的优点，提高了手术效率，方便实用。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种电动可伸缩悬挂式G型臂，包括底座、连接在底座上端的矩形伸缩杆、连接在矩形伸缩杆上端的整机旋转机构、连接在整机旋转机构上的连接块和连接在连接块上的L形臂以及滑动连接在L形臂内侧壁上的可收缩G型臂，所述可收缩G型臂包括大臂，所述大臂的外弧面上开设有用于小臂滑动的第一弧形凹槽，且小臂的外弧面上开设有第二弧形凹槽，所述大臂靠近小臂一端的底壁上固定连接有伸缩装置，所述小臂包括弧形齿条，所述弧形齿条固定连接在小臂的底壁上开设的第三弧形凹槽中。
优选的，所述整机旋转机构包括安装框，所述安装框的上端固定连接有第一步进电机，所述第一步进电机的驱动轴上连接有电机减速器，所述电机减速器另一端的驱动杆上连接有第一齿轮，所述第一齿轮啮合第二齿轮，所述第二齿轮的中心插接有转动轴，所述转动轴穿过安装框的两端侧壁并连接有固定盘，所述固定盘连接连接块。
优选的，所述大臂上固定连接有两个球管，其中一个所述球管位于大臂的下端，另一个所述球管连接在大臂的中部。
优选的，所述大臂和小臂上均连接有平板探测器，所述大臂靠近小臂一端的侧壁上固定连接有平板探测器，所述小臂远离大臂一端的侧壁上连接有可转动的平板探测器。
优选的，所述第一弧形凹槽靠近小臂一端的侧壁上连接有定位导向装置，所述定位导向装置包括两个对称的滚针轴承和两个对称的轴承固定板，两个所述滚针轴承连接在大臂第一弧形凹槽的侧壁上，且滚针轴承抵触小臂的外弧面，两个所述轴承固定板连接在大臂第一弧形凹槽的侧壁上，且两个轴承固定板位于小臂的第二弧形凹槽内，两个所述轴承固定板相背的一侧均连接有侧面固定块，且侧面固定块的下端连接有深沟球轴承，两个所述轴承固定板相背的一侧均连接有多个深沟球轴承，所述深沟球轴承抵触小臂。
优选的，所述小臂靠近大臂的一端连接有小臂尾部固定装置，所述小臂尾部固定装置包括尾部整体固定块，所述尾部整体固定块连接有多个轴承固定座，所述轴承固定座上连接有包塑轴承，所述尾部整体固定块上有多个压缩弹簧与轴承固定座连接。
优选的，所述伸缩装置包括安装箱，所述安装箱的内侧壁上连接有第二步进电机，所述第二步进电机的驱动轴穿过安装箱的侧壁并连接有主动齿轮，所述主动齿轮啮合从动齿轮，所述从动齿轮的侧壁上连接有转杆，且转杆穿过安装箱的一端侧壁并转动连接在安装箱的另一端内侧壁上，所述转杆位于安装箱内的一段上套接有与弧形齿条相对应的伸缩臂齿轮轴，且安装箱的外壁上开设有与伸缩臂齿轮轴相对应的矩形通孔。
优选的，所述底座的下端转动连接有多个行走轮，且行走轮为麦克纳姆轮。
一种电动可伸缩悬挂式G型臂的工作方法，包括步骤：
S1、调节控制装置底座的行走轮，移动本装置至预设拍摄位置；
S2、根据预检测部位的高度，相应控制调整矩形伸缩杆的伸缩长度，进而调整可收缩G形臂达到指定位置；
S3、根据所述预检测部位的待检测角度，调整整机旋转机构的拍摄角度参数带动L形臂转动，进而调整可收缩G形臂的拍摄方向；
S4、选择拍摄模式，调整可收缩G型臂伸缩参数，控制X光源和X光面接收器移动至所需拍摄段位；
S5、固定设备，预设拍片的剂量参数；
S6、控制X光源按照所述预检测部位的待检测角度和所述段位对应的预设剂量参数发射X光，控制可收缩G型臂伸缩，获得待检测部位的全方位检测图；
S7、收起可收缩G形臂，切换为C形状态，并控制本装置移动远离预设拍摄位置直至装置初始放置位置。
10、如权利要求9所述的一种电动可伸缩悬挂式G型臂的工作方法，其特征在于：所述预设拍片的剂量参数，具体根据不同人体的不同段位厚度及体积分布，确定所述段位的厚度体积比例，所述剂量参数以所述比例为参考值按照预设规则计算。
(三)有益效果
本发明实施例提供了一种电动可伸缩悬挂式G型臂。具备以下有益效果：
1、通过在底座的下端添加了行走轮，方便装置移动，同时通过矩形伸缩杆调整整机G型臂的高度，方便后续对应不同病床及不同体态的病人进行曝光成像。
2、通过添加了整机旋转机构，提高了可曝光方位的多样性，根据病灶所在不同身***置，方便对应调整G型臂的曝光方位，从而利于曝光成像。
3、通过球管和平板探测器可以对病人的身体进行曝光成像，同时通过第二步进电机，第二步进电机带动主动齿轮转动，从而带动可收缩G型臂收缩延伸，完形成C臂和G臂的转换，增大了G臂开口，提高了医务工作的效率，减少了人员配置，智能操作简单，具有很强的实用性。
4、通过在大臂上设置有定位导向装置和滚针轴承，滚针轴承不断的抵触小臂从而使小臂滑动的更稳定，与此同时定位导向装置上的多个深沟球轴承也与小臂保持接触，防止小臂在移动的时候晃动，影响曝光成像结果。
5、通过在小臂上添加了小臂尾部固定装置，小臂尾部固定装置上的多个包塑轴承不断的抵触第一弧形凹槽，也能够提高小臂滑动的稳定性，同时压缩弹簧、尾部轴承固定座和包塑轴承的设计，能够确保小臂一直抵触着第一弧形滑槽进行滑动，再次提升了稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明立体结构示意图；
图2本发明整机旋转机构立体结构示意图；
图3本发明可收缩G型臂立体结构示意图；
图4本发明伸缩装置立体结构示意图；
图5本发明定位导向装置立体结构示意图；
图6本发明小臂尾部固定装置立体结构示意图；
图7本发明工作方法流程图。
图中：底座1、矩形伸缩杆2、整机旋转机构3、安装框31、第一步进电机32、电机减速器33、第一齿轮34、第二齿轮35、转动轴36、固定盘37、连接块4、L形臂5、可收缩G型臂6、大臂61、定位导向装置611、滚针轴承6111、轴承固定板6112、侧面固定块6113、深沟球轴承6114、小臂62、弧形齿条621、小臂尾部固定装置622、尾部整体固定块6221、尾部轴承固定座6222、包塑轴承6223、压缩弹簧6224、伸缩装置63、安装箱631、主动齿轮632、从动齿轮633、伸缩臂齿轮轴634、球管7、平板探测器8。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。
参照附图1，一种电动可伸缩悬挂式G型臂，包括底座1、连接在底座1上端的矩形伸缩杆2、连接在矩形伸缩杆2上端的整机旋转机构3、连接在整机旋转机构3上的连接块4和连接在连接块4上的L形臂5以及滑动连接在L形臂5内侧壁上的可收缩G型臂6，工作时，通过行走轮移动本装置，通过矩形伸缩杆2调整可收缩G型臂6的高度，方便对病人进行曝光成像。
本实施例中，如图3所示，所述可收缩G型臂6包括大臂61，所述大臂61的外弧面上开设有用于小臂62滑动的第一弧形凹槽，且小臂62的外弧面上开设有第二弧形凹槽，所述大臂61靠近小臂62一端的底壁上固定连接有伸缩装置63，所述小臂62包括弧形齿条621，所述弧形齿条621固定连接在小臂62的底壁上开设的第三弧形凹槽中，所述大臂61上固定连接有两个球管7，其中一个所述球管7位于大臂61的下端，另一个所述球管7连接在大臂61的中部，所述大臂61和小臂62上均连接有平板探测器8，所述大臂61靠近小臂62一端的侧壁上固定连接有平板探测器8，所述小臂62远离大臂61一端的侧壁上连接有可转动的平板探测器8，开始曝光成像时，将病人置于可收缩G型臂6内，同时启动球管7、平板探测器8的外接电源，通过球管7和平板探测器8可以对病人的身体进行曝光成像。
本实施例中，如图4所示，为了增大G臂开口，便于机器摆位，在大臂61上增加了伸缩装置63，所述伸缩装置63包括安装箱631，所述安装箱631的内侧壁上连接有第二步进电机，所述第二步进电机的驱动轴穿过安装箱631的侧壁并连接有主动齿轮632，所述主动齿轮632啮合从动齿轮633，所述从动齿轮633的侧壁上连接有转杆，且转杆穿过安装箱631的一端侧壁并转动连接在安装箱631的另一端内侧壁上，所述转杆位于安装箱631内的一段上套接有与弧形齿条621相对应的伸缩臂齿轮轴634，且安装箱631的外壁上开设有与伸缩臂齿轮轴634相对应的矩形通孔，通过第二步进电机带动主动齿轮632转动，主动齿轮632啮合从动齿轮633带动从动齿轮633转动，从而使伸缩臂齿轮轴634转动，伸缩臂齿轮轴634啮合弧形齿条621将带动小臂62沿着大臂61上的第一弧形凹槽滑动，完成C臂和G臂的转换，增大了G臂开口，提高了医务工作的效率，减少了人员配置，智能操作简单，具有很强的实用性。
本实施例中，如图2所示，所述整机旋转机构3包括安装框31，所述安装框31的上端固定连接有第一步进电机32，所述第一步进电机32的驱动轴上连接有电机减速器33，所述电机减速器33另一端的驱动杆上连接有第一齿轮34，所述第一齿轮34啮合第二齿轮35，所述第二齿轮35的中心插接有转动轴36，所述转动轴36穿过安装框31的两端侧壁并连接有固定盘37，所述固定盘37连接连接块4，通过启动第一步进电机32，第一步进电机32带动电机减速器33转动，同时电机减速器33可以降低第一步进电机32的转速，于此同时电机减速器33也带动第一齿轮34转动，第一齿轮34转动啮合并带动第二齿轮35转动，从而通过转动轴36和固定盘37带动连接块4转动，继而带动L形臂5转动，方便调整可收缩G型臂6的方向，同样方便对病人进行曝光成像。
本实施例中，如图5所示，为了提高小臂62滑动的稳定性，在大臂61上添加了定位导向装置611，所述第一弧形凹槽靠近小臂62一端的侧壁上连接有定位导向装置611，所述定位导向装置611包括两个对称的滚针轴承6111和两个对称的轴承固定板6112，两个所述滚针轴承6111连接在第一弧形凹槽的侧壁上，且滚针轴承6111抵触小臂62的外弧面，两个所述轴承固定板6112连接在第一弧形凹槽的侧壁上，且两个轴承固定板6112位于小臂62的第二弧形凹槽内，两个所述轴承固定板6112相背的一侧均连接有侧面固定块6113，且侧面固定块6113的下端连接有深沟球轴承6114，两个所述轴承固定板6112相背的一侧均连接有多个深沟球轴承6114，所述深沟球轴承6114抵触小臂62，滚针轴承6111不断的抵触小臂62从而使小臂62滑动的更稳定，与此同时定位导向装置611上的多个深沟球轴承6114也与小臂62保持接触，防止小臂62在移动的时候晃动，影响曝光成像结果。
本实施例中，如图6所示，所述小臂62靠近大臂61的一端连接有小臂尾部固定装置622，所述小臂尾部固定装置622包括尾部整体固定块6221，所述尾部整体固定块6221上连接有多个尾部轴承固定座6222，所述尾部轴承固定座6222上连接有包塑轴承6223，且尾部轴承固定座6222通过压缩弹簧6224连接在尾部整体固定块6221上，由于小臂62上连接有小臂尾部固定装置622，小臂尾部固定装置622上的多个包塑轴承6223不断的抵触第一弧形凹槽，也能够提高小臂62滑动的稳定性，同时压缩弹簧6224、尾部轴承固定座6222和包塑轴承6223的设计，能过确保小臂62一直抵触着第一弧形滑槽进行滑动，再次提升了稳定性。
所述底座1的下端转动连接有多个行走轮，且行走轮为麦克纳姆轮，多个行走轮能够方便装置移动，同时采用麦克纳姆轮，是由于麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，是很成功的一种全方位轮。
如图1-6所示，一种电动可伸缩悬挂式G型臂工作原理如下：
经工作人员调试完成后，工作时，通过行走轮移动本装置，通过矩形伸缩杆2调整整体G型臂的高度，方便对病人进行曝光成像，同时可以通过启动第一步进电机32，第一步进电机32带动电机减速器33转动，同时电机减速器33可以降低第一步进电机32的转速，于此同时电机减速器33也带动第一齿轮34转动，第一齿轮34转动啮合并带动第二齿轮35转动，从而通过转动轴36和固定盘37带动连接块4转动，继而带动L形臂5转动，方便调整可收缩G型臂6的方向，同样方便后续对应不同病床及不同体态的病人进行曝光成像；
将病人置于可收缩G型臂6内，同时启动球管7、平板探测器8的外接电源，通过球管7和平板探测器8可以对病人的身体进行曝光成像，通过第二步进电机带动主动齿轮632转动，主动齿轮632啮合从动齿轮633带动从动齿轮633转动，从而使伸缩臂齿轮轴634转动，伸缩臂齿轮轴634啮合弧形齿条621将带动小臂62沿着大臂61上的第一弧形凹槽滑动，完成C臂和G臂的转换，增大了G臂开口，提高了医务工作的效率，减少了人员配置，智能操作简单，具有很强的实用性。
同时由于在大臂61上设置有定位导向装置611和滚针轴承6111，滚针轴承6111不断的抵触小臂62从而使小臂62滑动的更稳定，与此同时定位导向装置611上的多个深沟球轴承6114也与小臂62保持接触，防止小臂62在移动的时候晃动，影响曝光成像结果；
另外由于小臂62上连接有小臂尾部固定装置622，整体固定块6221上的多个包塑轴承6223不断的抵触第一弧形凹槽，也能够提高小臂62滑动的稳定性，同时压缩弹簧6224、尾部轴承固定座6222和包塑轴承6223的设计，能过确保小臂62一直抵触着第一弧形滑槽进行滑动，再次提升了稳定性。
该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220伏市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电动可伸缩悬挂式G型臂，包括底座、连接在底座上端的矩形伸缩杆、连接在矩形伸缩杆上端的整机旋转机构、连接在整机旋转机构上的连接块和连接在连接块上的L形臂以及滑动连接在L形臂内侧壁上的可收缩G型臂，其特征在于：所述可收缩G型臂包括大臂，所述大臂的外弧面上开设有用于小臂滑动的第一弧形凹槽，且小臂的外弧面上开设有第二弧形凹槽，所述大臂靠近小臂一端的底壁上固定连接有伸缩装置，所述小臂包括弧形齿条，所述弧形齿条固定连接在小臂的底壁上开设的第三弧形凹槽中。
2.如权利要求1所述的一种电动可伸缩悬挂式G型臂，其特征在于：所述整机旋转机构包括安装框，所述安装框的上端固定连接有第一步进电机，所述第一步进电机的驱动轴上连接有电机减速器，所述电机减速器另一端的驱动杆上连接有第一齿轮，所述第一齿轮啮合第二齿轮，所述第二齿轮的中心插接有转动轴，所述转动轴穿过安装框的两端侧壁并连接有固定盘，所述固定盘连接连接块。
3.如权利要求1所述的一种电动可伸缩悬挂式G型臂，其特征在于：所述大臂上固定连接有两个球管，其中一个所述球管位于大臂的下端，另一个所述球管连接在大臂的中部。
4.如权利要求1所述的一种电动可伸缩悬挂式G型臂，其特征在于：所述大臂和小臂上均连接有平板探测器，所述大臂靠近小臂一端的侧壁上固定连接有平板探测器，所述小臂远离大臂一端的侧壁上连接有可转动的平板探测器。
5.如权利要求1所述的一种电动可伸缩悬挂式G型臂，其特征在于：所述第一弧形凹槽靠近小臂一端的侧壁上连接有定位导向装置，所述定位导向装置包括两个对称的滚针轴承和两个对称的轴承固定板，两个所述滚针轴承连接在大臂第一弧形凹槽的侧壁上，且滚针轴承抵触小臂的外弧面，两个所述轴承固定板连接在大臂第一弧形凹槽的侧壁上，且两个轴承固定板位于小臂的第二弧形凹槽内，两个所述轴承固定板相背的一侧均连接有侧面固定块，且侧面固定块的下端连接有深沟球轴承，两个所述轴承固定板相背的一侧均连接有多个深沟球轴承，所述深沟球轴承抵触小臂。
6.如权利要求1所述的一种电动可伸缩悬挂式G型臂，其特征在于：所述小臂靠近大臂的一端连接有小臂尾部固定装置，所述小臂尾部固定装置包括尾部整体固定块，所述尾部整体固定块连接有多个轴承固定座，所述轴承固定座上连接有包塑轴承，所述尾部整体固定块上有多个压缩弹簧与轴承固定座连接。
7.如权利要求1所述的一种电动可伸缩悬挂式G型臂，其特征在于：所述伸缩装置包括安装箱，所述安装箱的内侧壁上连接有第二步进电机，所述第二步进电机的驱动轴穿过安装箱的侧壁并连接有主动齿轮，所述主动齿轮啮合从动齿轮，所述从动齿轮的侧壁上连接有转杆，且转杆穿过安装箱的一端侧壁并转动连接在安装箱的另一端内侧壁上，所述转杆位于安装箱内的一段上套接有与弧形齿条相对应的伸缩臂齿轮轴，且安装箱的外壁上开设有与伸缩臂齿轮轴相对应的矩形通孔。
8.如权利要求1所述的一种电动可伸缩悬挂式G型臂，其特征在于：所述底座的下端转动连接有多个行走轮，且行走轮为麦克纳姆轮。
9.一种电动可伸缩悬挂式G型臂的工作方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1、调节控制装置底座的行走轮，移动本装置至预设拍摄位置；
S2、根据预检测部位的高度，相应控制调整矩形伸缩杆的伸缩长度，进而调整可收缩G形臂达到指定位置；
S3、根据所述预检测部位的待检测角度，调整整机旋转机构的拍摄角度参数带动L形臂转动，进而调整可收缩G形臂的拍摄方向；
S4、选择拍摄模式，调整可收缩G型臂伸缩参数，控制X光源和X光面接收器移动至所需拍摄段位；
S5、固定设备，预设拍片的剂量参数；
S6、控制X光源按照所述预检测部位的待检测角度和所述段位对应的预设剂量参数发射X光，控制可收缩G型臂伸缩，获得待检测部位的全方位检测图；
S7、收起可收缩G形臂，切换为C形状态，并控制本装置移动远离预设拍摄位置直至装置初始放置位置。
10.如权利要求9所述的一种电动可伸缩悬挂式G型臂的工作方法，其特征在于：所述预设拍片的剂量参数，具体根据不同人体的不同段位厚度及体积分布，确定所述段位的厚度体积比例，所述剂量参数以所述比例为参考值按照预设规则计算。
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