CN213302051U - 多自由度ct检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多自由度CT检测设备，包括：平台、射线源模块、产品运动模块、接收器模块，所述射线源模块和所述接收器模块分别分布于所述平台左、右两端，且相向设置，所述产品运动模块位于所述射线源模块和所述接收器模块中间区域；所述射线源模块由两自由度运动平台和射线源组成；所述产品运动模块由四自由度运动平台和载物台组成；所述接收器模块由平板接收器和三自由度运动平台组成；本实用新型通过多次的旋转产品和移动产品，并配合射线源模块、接收器模块移动，形成多次、多角度的照射成像，结合算法得到产品的3D模型和尺寸，并能看到产品的内部结构，在不破坏产品的情况下检测内部可能存在的瑕疵，降低了检测成本，提升了效率。

Description

多自由度CT检测设备

技术领域

本实用新型涉及CT技术领域，特别是涉及一种多自由度CT检测设备。

背景技术

市场上很多产品的内部尺寸或者内部瑕疵检测都需要通过注塑或者横切的方式来检测，这样做会破坏产品结构，因此不能每个产品都这样检测，但合格的公司应该保证出库的每个产品都应受到对应的检测。为此出现了射线(CT)检测方法，射线检测实验原理是通过X-ray发射源发出X射线，透过产品之后打在平板接收器上，然后通过平板接收器接收到的内容成像，但是常见的X-ray设备只能检测产品的一个面或者多个面，还具有很大的局限性。

中国专利CN207055501U的实用新型公开了一种CT影像仪，包括显影设备和支撑台，显影设备的中心位置设有显影孔，支撑台正对显影孔的位置处设有滑动支撑板，滑动支撑板通过电机带动其朝向显影设备的显影孔往复运动；滑动支撑板和支撑台之间通过滑轨配对装置配合连接；滑轨配对装置的左侧和右侧至少分别设有卡爪装置；每一个卡爪装置，通过一个固定座固定在支撑台上，并且分别通过一个伺服电机带动其卡紧人体。上述技术方案具有繁杂的结构和较大的体积，尤其是其需要有一个固定座固定的支撑台，占地面积较大使用起来并不是很方便，缺少待测物/人的多自由度调节能力。

中国专利CN209951284U的实用新型公开的一种CT检查装置，包括支座，所述支座的内侧安装有CT机，所述CT机的一侧设置有仓口，所述支座靠近仓口一侧的底部设置有底板，所述底板顶部的中间位置处固定有支撑台，所述支撑台的顶部设置有传动板，所述传动板的顶部滑动连接有第一床板，所述第一床板靠近仓口的一侧活动连接有铰接轴。上述技术方案同样具有需要固定支撑台支撑的底板，占地面积大且移动起来不方便，同样缺少待测物/人的多自由度调节能力。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种多自由度CT检测设备，可以解决上述问题。

多自由度CT检测设备，包括：平台、射线源模块、产品运动模块、接收器模块；

所述射线源模块和所述接收器模块分别分布于所述平台左、右两端，且相向设置，所述产品运动模块位于所述射线源模块和所述接收器模块中间区域；

所述射线源模块由两自由度运动平台和发射源机箱、发射管组成；所述发射管水平安装于所述发射源机箱一侧面；所述发射源机箱通过支架安装于所述两自由度运动平台上；

所述产品运动模块由四自由度运动平台和载物台组成，所述载物台安装于所述四自由度运动平台上；

所述接收器模块由平板接收器和三自由度运动平台组成，所述平板接收器安装于所述三自由度运动平台上。

进一步，所述发射源机箱为长方体结构，侧面安装有散热装置。

进一步，所述两自由度运动平台主体结构由第一活动平台、第二活动平台组成；

所述第二活动平台上表面沿所述平台横向设置有两条平行导轨，所述第一活动平台(103)通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述第一活动平台与所述第二活动平台(104)间安装有直线运动机构，所述直线运动机构与所述导轨平行设置，所述直线运动机构活动端与所述第一活动平台固定连接，固定端与所述第二活动平台固定连接；

所述第二活动平台下方沿所述平台纵向设置有两条平行导轨，所述第二活动平台通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述第二活动平台与所述平台间沿纵向安装有直线运动机构，所述直线运动机构活动端与所述第二活动平台固定连接，固定端与所述平台固定连接。

进一步，所述四自由度运动平台主体结构由下板、中板、上板组成；

所述下板与所述平台间安装有转动机构，所述转动结构的转动端与所述下板下表面固定连接，所述转动结构的的固定端与所述平台上表面固定连接；

所述下板上表面沿所述平台横向设置有两条平行导轨，所述中板通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述下板与所述中板间安装有直线运动机构，所述直线运动机构与所述导轨平行设置，所述直线运动机构活动端与所述中板固定连接，固定端与所述下板固定连接；

所述中板上表面沿所述平台纵向设置有两条平行导轨，所述上板通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述中板与所述上板间安装有直线运动机构，所述直线运动机构与所述导轨平行设置，所述直线运动机构活动端与所述上板固定连接，固定端与所述中板固定连接；

所述上板立式安装有直线运动机构，所述直线运动机构活动端通过支架转接水平安装的所述载物台。

更进一步，所述转动机构为DD马达。

进一步，所述三自由度运动平台主体结构由L型支架、中间板、底板组成；

所述平板接收器安装于所述L型支架的垂直面，所述L型支架的水平面与所述中间板之间安装有升降机构；

所述底板上表面沿所述平台横向设置有两条平行导轨，所述中间板通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述底板与所述中间板之间安装有直线运动机构，所述直线运动机构与所述导轨平行设置，所述直线运动机构活动端与所述中间板固定连接，固定端与所述底板固定连接；

所述底板下方沿所述平台纵向设置有两条平行导轨，所述底板通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述底板与所述平台间沿纵向安装有直线运动机构，所述直线运动机构活动端与所述底板固定连接，固定端与所述平台固定连接。

更进一步，至少一个所述直线运动机构的运动方向上并列安装有一组行程开关。

更进一步，所述行程开关为槽型光电传感器，每组所述行程开关共有三个，依次沿所述直线运动机构的运动方向设置，两端所述行程开关为限位开关，发出停止信号，中间所述行程开关设置为零点；所述直线运动机构活动端与所述行程开关的遮光板固定连接。

更进一步，至少一个所述直线运动机构的运动方向上并列安装有行程测量机构。

更进一步，所述行程测量机构为光栅尺；所述直线运动机构活动端与所述行程测量机构的光栅读数头固定连接。

本实用新型的有益效果为：通过多次的旋转产品和移动产品，并配合发射源、接收器移动，形成多次照射成像，最终通过算法得到产品的3D模型和尺寸数据，并能看到产品的内部结构，在不破坏产品的情况下检测内部可能存在的瑕疵，降低了检测成本，提升了效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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。附图中体现的相同结构分布位置及分布数量仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的方位、分布数量，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图1为本实用新型正视图；

图2为本实用新型左侧等轴视图；

图3为射线源模块左侧等轴视图；

图4为射线源模块右侧等轴视图；

图5为产品运动模块左侧等轴视图；

图6为产品运动模块右侧等轴视图；

图7为接收器模块左侧等轴视图；

图8为接收器模块右侧等轴视图。

图中：

1-射线源模块；2-产品运动模块；3-接收器模块；4-行程开关；5-行程测量机构；101-发射管块；102-发射源机箱；103-第一活动平台；104-第二活动平台；201-下板；202-中板；203-上板；204-载物台；205-一维电动位移台；301-平板接收器；302-L型支架；303-中间板；304-底板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在本实用新型描述中，术语“纵向”为图1中左-右的方向，术语“横向”为基于图1，由阅读者一侧指向阅读文本一侧。

如图1、2中所示，多自由度CT检测设备，主要包括：平台、射线源模块1、产品运动模块2、接收器模块3；

射线源模块1和接收器模块3分别分布于平台左、右两端，且相向设置，产品运动模块2位于射线源模块1和接收器模块1中间区域；

结合图3、4，射线源模块1由两自由度运动平台和发射源机箱102、发射管101组成；发射管101水平安装于发射源机箱102一侧面；发射源机箱102通过支架安装于两自由度运动平台上；优选地，发射源机箱102为长方体结构，侧面安装有散热装置。支架选取Z型结构，使发射源向内延伸。

其中，两自由度运动平台由第一活动平台103、第二活动平台104组成；第二活动平台104上表面沿平台横向设置有两条平行导轨，第一活动平台103通过滑块与导轨形成滑动连接；第一活动平台103与第二活动平台104间安装有直线运动机构，优选地，直线运动机构选取手摇式丝杠，丝杠座通过螺栓或铆钉安装于第二活动平台104上表面，丝杠螺母与第一活动平台103固定连接，且手摇式丝杠与导轨平行设置；该设计不仅可以调节发射源横向位置，而且因为实际使用中，横向位置调节次数较少，故可选取手摇式结构。第二活动平台104下方沿平台纵向设置有两条平行导轨，第二活动平台104通过滑块与导轨形成滑动连接，使第一活动平台103可以沿纵向滑动，而第二活动平台104与平台间的直线运动机构选取电动丝杠，即沿纵向安装有丝杠，丝杠一端连接伺服电机，丝杠座和伺服电机均固定安装于平台上，丝杠螺母与第二活动平台104固定连接，可以使射线源模块1沿纵向运动，调节发射源1到待测物品的距离。优选地，为了使电动结构运动更加精确，结合图3、4所示，在第二活动平台104两侧分别安装了行程开关4和行程测量机构5，其中行程开关4选取槽型光电传感器，总共三个依次沿纵向分布，其遮光板安装于第二活动平台104上，两端的光电传感器负责第二活动平台104纵向运动的极限位置测量，目的是一旦第二活动平台104运动到两端，可及时发出停止指令，防止其下部滑块脱离滑轨或上部发射源与产品运动模块2相碰撞；而中间设置的光电传感器设为零点位置，负责日常使用中的校准工作，由电控***发出指令使伺服电机带动第二活动平台104运动到设计位置，触发中间设置的光电传感器，表示此时到达零点位置，完成了位置校核。形成测量机构5选取光栅尺，光栅读数头安装于第二活动平台104上，可实时读取出纵向的位移量，以便较好的控制伺服电机，并且配合行程开关4进行校核测量，可提升整体运动精度。

结合图5、6所示，产品运动模块2由四自由度运动平台和载物台204组成，载物台204安装于四自由度运动平台上。优选地，四自由度运动平台由下板201、中板202、上板203组成；下板201为圆盘状结构，周边有为减重设计的不规则镂空结构。下板201与平台间安装有转动机构，转动机构选取DD马达，DD马达垂直安装于平台上，其转动端与下板201下表面固定连接，固定端与平台上表面固定连接，形成绕U轴的自由度。以DD马达初始安装位置或零点位置为基础，在此情况下，下板201上表面沿平台横向设置有两条平行导轨，中板202通过滑块与导轨形成滑动连接；下板201与中板202间安装有直线运动机构，直线运动机构选取电动丝杠，电动丝杠与导轨平行设置，为了减少横向尺寸，伺服电机与丝杠采取并列的安装方式，并通过带轮、皮带连接传动，具体如图5中所示。中板202上表面沿平台纵向设置有两条平行导轨，上板203通过滑块与导轨形成滑动连接；中板202与上板203间安装有直线运动机构，该直线运动机构组成、安装方式与射线源模块1中电动丝杠的相同。上板203立式安装有直线运动机构，可选取一维电动位移台205，其活动端上直接安装载物台204，或选择直线电机，输出端通过支架转接水平安装的载物台204，优选地如图5、6所示，选择现有一维电动位移台205，其自带水平转接的支架，上部可直接安装载物台204，由此便形成了X、Y、Z三个方向的自由度，加上U轴(绕Z轴转动)共计四个自由度。优选地，因上述X、Y两个水平方向的直线运动均采用电动方式，且具备安装条件，故在各个直线运动方向的两侧均安装了行程开关4和行程测量机构5，组成及功能与射线源模块1中的相同，具体结合图5、6所示。

结合图7、8所示，接收器模块3由平板接收器301和三自由度运动平台组成，平板接收器301安装于三自由度运动平台上。优选地，三自由度运动平台由L型支架302、中间板303、底板304组成；平板接收器301安装于L型支架302的垂直面，L型支架302的水平面与中间板303之间安装有升降机构；底板304上表面沿平台横向设置有两条平行导轨，中间板303通过滑块与导轨形成滑动连接；底板304与中间板303之间安装有直线运动机构，直线运动机构与导轨平行设置，直线运动机构活动端与中间板303固定连接，固定端与底板304固定连接；底板304下方沿平台纵向设置有两条平行导轨，底板304通过滑块与导轨形成滑动连接；底板304与平台间沿纵向安装有直线运动机构，直线运动机构活动端与底板304固定连接，固定端与平台固定连接，由此形成了X、Y、Z三个方向的自由度，其中，X、Y两个水平方向的直线运动均采用电动方式，且具备安装条件，故在各个直线运动方向的两侧均安装了行程开关4和行程测量机构5，行程开关4和行程测量机构5的组成及功能与射线源模块1中的相同。

优选地，上述技术方案中，为了保护各电动运动单元(伺服电机、一维电动位移台205)的通信、供能线路，均将其安装于拖链中。

工作原理：

结合图1、2所示，将待检测产品放置到产品运动模块2的载物台204上，按需求可先手动调节手摇式丝杠或自动调节各直线运动机构，待调节完毕后启动射线源，射线源发射源机箱102内部的射线源发生器会产生射线并通过发射管101发射。启动产品运动模块2的四自由度运动平台，自动调节检测产品的位置及U轴角度。通过平板接收器301将监测数据传输至上位机，并通过软件构建出检测产品的3D模型，进而查找产品瑕疵。

以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.多自由度CT检测设备，其特征在于，包括：平台、射线源模块(1)、产品运动模块(2)、接收器模块(3)；

所述射线源模块(1)和所述接收器模块(3)分别分布于所述平台左、右两端，且相向设置，所述产品运动模块(2)位于所述射线源模块(1)和所述接收器模块(3)中间区域；

所述射线源模块(1)由两自由度运动平台和发射源机箱(102)、发射管(101)组成；所述发射管(101)水平安装于所述发射源机箱(102)一侧面；所述发射源机箱(102)通过支架安装于所述两自由度运动平台上；

所述产品运动模块(2)由四自由度运动平台和载物台(204)组成，所述载物台(204)安装于所述四自由度运动平台上；

所述接收器模块(3)由平板接收器(301)和三自由度运动平台组成，所述平板接收器(301)安装于所述三自由度运动平台上。

2.根据权利要求1所述的CT检测设备，其特征在于，所述发射源机箱(102)为长方体结构，侧面安装有散热装置。

3.根据权利要求1所述的CT检测设备，其特征在于，所述两自由度运动平台主体结构由第一活动平台(103)、第二活动平台(104)组成；

所述第二活动平台(104)上表面沿所述平台横向设置有两条平行导轨，所述第一活动平台(103)通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述第一活动平台(103)与所述第二活动平台(104)间安装有直线运动机构，所述直线运动机构与所述导轨平行设置，所述直线运动机构活动端与所述第一活动平台(103)固定连接，固定端与所述第二活动平台(104)固定连接；

所述第二活动平台(104)下方沿所述平台纵向设置有两条平行导轨，所述第二活动平台(104)通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述第二活动平台(104)与所述平台间沿纵向安装有直线运动机构，所述直线运动机构活动端与所述第二活动平台(104)固定连接，固定端与所述平台固定连接。

4.根据权利要求1所述的CT检测设备，其特征在于，所述四自由度运动平台主体结构由下板(201)、中板(202)、上板(203)组成；

所述下板(201)与所述平台间安装有转动机构，所述转动机构的转动端与所述下板(201) 下表面固定连接，所述转动机构的固定端与所述平台上表面固定连接；

所述下板(201)上表面沿所述平台横向设置有两条平行导轨，所述中板(202)通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述下板(201)与所述中板(202)间安装有直线运动机构，所述直线运动机构与所述导轨平行设置，所述直线运动机构活动端与所述中板(202)固定连接，固定端与所述下板(201)固定连接；

所述中板(202)上表面沿所述平台纵向设置有两条平行导轨，所述上板(203)通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述中板(202)与所述上板(203)间安装有直线运动机构，所述直线运动机构与所述导轨平行设置，所述直线运动机构活动端与所述上板(203)固定连接，固定端与所述中板(202)固定连接；

所述上板(203)立式安装有直线运动机构，所述直线运动机构活动端通过支架转接水平安装的所述载物台(204)。

5.根据权利要求4所述的CT检测设备，其特征在于，所述转动机构为DD马达。

6.根据权利要求1所述的CT检测设备，其特征在于，所述三自由度运动平台主体结构由L型支架(302)、中间板(303)、底板(304)组成；

所述平板接收器(301)安装于所述L型支架(302)的垂直面，所述L型支架(302)的水平面与所述中间板(303)之间安装有升降机构；

所述底板(304)上表面沿所述平台横向设置有两条平行导轨，所述中间板(303)通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述底板(304)与所述中间板(303)之间安装有直线运动机构，所述直线运动机构与所述导轨平行设置，所述直线运动机构活动端与所述中间板(303)固定连接，固定端与所述底板(304)固定连接；

所述底板(304)下方沿所述平台纵向设置有两条平行导轨，所述底板(304)通过滑块与所述导轨形成滑动连接；所述底板(304)与所述平台间沿纵向安装有直线运动机构，所述直线运动机构活动端与所述底板(304)固定连接，固定端与所述平台固定连接。

7.根据权利要求3-6任一项所述的CT检测设备，其特征在于，至少一个所述直线运动机构的运动方向上并列安装有一组行程开关(4)。

8.根据权利要求7所述的CT检测设备，其特征在于，所述行程开关(4)为槽型光电传感器，每组所述行程开关(4)共有三个，依次沿所述直线运动机构的运动方向设置，两端所述行程开关(4)为限位开关，发出停止信号，中间所述行程开关(4)设置为零点；所述直线运动机构活动端与所述行程开关(4)的遮光板固定连接。

9.根据权利要求3-6任一项所述的CT检测设备，其特征在于，至少一个所述直线运动机构的运动方向上并列安装有行程测量机构(5)。

10.根据权利要求9所述的CT检测设备，其特征在于，所述行程测量机构(5)为光栅尺；所述直线运动机构活动端与所述行程测量机构(5)的光栅读数头固定连接。

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