[发明专利]一种C形臂的自动平衡装置和自动平衡方法

权利要求书

1.一种C形臂的自动平衡装置，其特征在于，包括可绕旋转轴转动且滑动连接于支架的C形臂，所述支架转动连接有摆杆装置，所述摆杆装置与所述C形臂之间连接有同步传动件，所述摆杆装置与所述支架之间连接有恒力部件；所述恒力部件连接有用于驱动所述恒力部件转动的转动驱动部件；所述恒力部件包括转动件和恒力提供件，所述转动件通过转轴转动连接于所述支架，所述恒力提供件的一端连接于所述转动件，所述恒力提供件的另一端通过绳索或直接连接于摆臂。

2.如权利要求1所述的一种C形臂的自动平衡装置，其特征在于，所述摆杆装置包括摆动轴和所述摆臂，所述摆动轴转动连接于所述支架，所述摆臂的一端连接于所述摆动轴的端部，所述恒力部件的一端转动连接于所述支架，所述恒力部件的另一端连接于所述摆臂的另一端。

3.如权利要求2所述的一种C形臂的自动平衡装置，其特征在于，所述摆动轴转动穿过于所述支架，所述摆臂设置有两个，两个所述摆臂的一端分别连接于所述摆动轴的两端。

4.如权利要求1所述的一种C形臂的自动平衡装置，其特征在于，所述C形臂或/和所述旋转轴设置有用于检测所述C形臂或旋转轴转动角度的传感器；

或者，所述支架或/和转轴连接有用于驱动所述C形臂的驱动电机，所述驱动电机具有用于反馈转动角度的反馈模块或感应模块。

5.如权利要求1所述的一种C形臂的自动平衡装置，其特征在于，所述恒力提供件为恒力弹簧或直线电机。

6.如权利要求1所述的一种C形臂的自动平衡装置，其特征在于，所述转动驱动部件包括驱动电机，所述驱动电机具有输出轴，所述输出轴直接连接于所述转轴或所述转动件；

或者，所述驱动电机的输出轴通过传动机构连接于所述转轴或所述转动件。

7.如权利要求6所述的一种C形臂的自动平衡装置，其特征在于，所述传动机构包括连接于所述输出轴的蜗杆，所述转轴设置有与所述蜗杆啮合的蜗轮。

8.一种C形臂的自动平衡方法，其特征在于，采用如权利要求1至7中任一项所述的一种C形臂的自动平衡装置，包括以下步骤：

C形臂相对C形臂的中心轴或/和相对支架的横轴旋转，C形臂产生不利转矩；

摆杆装置在同步传动件的作用下与C形臂转动相同的角度，转动驱动部件驱动恒力部件转动，使摆杆装置的转矩与C形臂产生不利转矩实时抵消。

9.如权利要求8所述的一种C形臂的自动平衡方法，其特征在于，所述C形臂产生的不利转矩为T＝M*cos(b)*L*cos(a)，其中，M为所述C形臂的自重；b为所述C形臂相对中心轴旋转的角度，L为C形臂的重心M到滑动运动中心点的距离，a为C形臂的重心M到滑动运动中心点之间的连线与旋转轴的轴线之间夹角；

所述摆杆装置产生的平衡转矩T’＝F*cos(β)*h*cos(α)，其中，F为恒力部件中恒力提供件所提供的恒力，β为恒力提供件的恒力与恒力部件中绳索的夹角，h为摆杆装置中摆臂的有效长度，α为摆杆装置随所述C形臂旋转的角度，在同步传动件的作用下，α与a相等，β由转动驱动部件驱动并控制至与b相等，平衡转矩与不利转矩完全实时抵消。