[发明专利]一种C形臂的自动平衡装置和自动平衡方法

说明书

本发明适用于具有C形臂的X光机技术领域，公开了一种C形臂的自动平衡装置和自动平衡方法。自动平衡装置包括可绕旋转轴转动且滑动连接于支架的C形臂，支架转动连接有摆杆装置，摆杆装置与C形臂之间连接有用于使摆杆装置与C形臂具有相同的旋转角度的同步传动件，摆杆装置与支架之间连接有恒力部件；恒力部件连接有用于驱动恒力部件转动的转动驱动部件。自动平衡方法，采用上述的自动平衡装置。本发明所提供的一种C形臂的自动平衡装置和自动平衡方法，可以产生与不利转矩时时大小相等、方向相反的平衡转矩，可以保证C形臂的运动过程平稳可靠，X光机成像质量佳，且结构简单可靠，易于推广使用。

技术领域

本发明属于具有C形臂的X光机技术领域，尤其涉及一种C形臂的自动平衡装置和自动平衡方法。

背景技术

具有C形臂的X光机，其C形臂的两端分别装有X射线源和平板探测器用于发射和采集X射线。对于具备三维成像功能的C形臂X光机而言，在三维成像过程中需要C形臂自动绕其中心轴线作滑动运动，同时按需求采集多张二维投影再进行三维重建，这一动态过程导致C形臂的重心变化而难以与其成像运动中心保持重合，产生了额外的不利转矩。在这一不利转矩会影响C形臂工作时的平衡性，使C形臂产生严重的振动，成像质量欠佳。

现有技术中，方法一是通过配重设计和机械加工使C形臂的重心与成像运动中心严格重合，但这一方法对加工和校准技术要求很高，且需要定期校准，导致成本增加；方法二是对C形臂额外施加一个转矩，此转矩与不利转矩大小相等、方向相反，使C形臂在任何位置都处于不受力状态，实现转矩平衡，要增加转矩，就需要提供力臂和力的平衡装置。目前的此类平衡装置，其力臂的实现形式有凸轮平衡装置、齿轮平衡装置等，力的产生多是依靠悬挂质量恒定的配重块，由于C形臂在进行三维成像滑动运动之前，可以通过升降、平移以及绕横轴旋转等运动调节成像角度，尤其是绕横轴旋转的调节会改变C形臂在三维成像过程中的重心变化情况。而现有的此类平衡装置没有考虑C形臂绕横轴旋转的情况，只是简单地采用自然悬挂且质量恒定的配重块，并不能产生合适的平衡转矩，而且采用齿轮或者凸轮机构也较为复杂，可靠性欠佳。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种C形臂的自动平衡装置和自动平衡方法，其可以使C形臂运行平稳，且平衡装置结构简单可靠，易于推广使用。

本发明的技术方案是：一种C形臂的自动平衡装置，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形臂之间连接有用于使所述摆杆装置与所述C形臂具有相同的旋转角度的同步传动件，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。

可选地，所述摆杆装置包括摆动轴和摆臂，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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所述摆臂。

可选地，所述恒力提供件为恒力弹簧或直线电机。

可选地，所述转动驱动部件包括驱动电机，所述电机具有输出轴，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。