Устройство сканирования Советский патент 1982 года по МПК A61B6/00 

(5) УСТРОЙСТВО СКАНИРОВАНИЯ

Изобретение относится к медицинско технике и может быть использовано в томографии для получения вращательного перемещения рентгеновского источни ка, коллиматора и приемника излучения жестко связанных между собой. Известно устройство сканирования, содержащее основание, силовое кольцо, имеющее зубья, подшипник, одно кольцо которого жестко закреплено на основании, а другое жестко связано с силовым кольцом, электродвигатель, установленный на основании, блок управления, подсоединенный своим выходом к обмоткам электродвигателя, редуктор, закрепленный на основании и сочлененный с валом электродвигателя, малое колесо с зубьямиj насаженное на выход ной вал редуктора, и приводной зубчатый ремень, входящий в зацепление с зубьями силового кольца и малого коле са D . Однако в этом устройстве кинематика передачи не позволяет получить малое время сканирования из-за ограничения верхнего предела рабочих скорое-i ей сканирования вследствие недостаточной жесткости передачи, являющейся источником динамических толчков и вибраций. Применение передачи зубчатыми ремнями становится невозможным и при резкопеременных режимах работы в связи с усиленным износом ремней и сниже;нием долговечности кинематики передачи. Стремление сократить время сканирования связано с необходимостью увеличения угловых ускорений и необходимостью увеличения мощности передачи, а значит - усиления элементов кинематики, увеличения момента инерции движущихся элементов кинематики. Угловое ускорение силового кольца определяется соотношением ШСК. МдвЧкмя кии -ск r-no СК угловое ускорение силового где кольцаМдд- момент двигателя, приведен ный к оси вращения силового кольца КПД кинематики суммарный момент инерции движущихся элементов кинематики, приведенный к оси вращения силового кольца момент инерции силового кольца. Из соотношения (1) видно, что зада ча сокращения времени сканирования ре шается оптимально в том случае, если удается исключить из передачи кинематику. Передача без кинематики имеет такие достоинства, как отсутствие паразитного момента инерции (1к.) более высокий КПД ( кмн) отсутстви люфтов и упругостей, более высокая на дежность и больший срок службы. Угловое ускорение силового кольца в й-акой передаче определяется соотношенией. (/ Понятно, что при Мдв соп51: А6 1-KV1H Целью изобретения является сокра.щение времени сканирования. Поставленная цель достигается тем, что устройство сканирования, содержащее основание, силовое кольцо и подшипник, одно кольцо которого жестко закреплено на основании, а другое жес тко связано с силовым кольцом, и блок управления, снабжено индуктором, установленным на основании напротив одной из поверхностей силового кольца, причем вход индуктора соединен с выходом блока управления. На фиг, 1-4 изображено устройство сканирования, сечение на фиг. 5 схема одной фазы индуктора. Устройство сканирования (фиг. 1 и 2) содержит основание 1, подшипник 2, наружное кольцо 3 которого жестко закреплено на основании 1, силовое коль цо 4, закрепленное на внутреннем коль це 5 подшипника 2 с помощью втулки 6, индуктор 7, жестко закрепленный, на ос новании- 1, примыкающий своей зубцовой поверхностью к йнешней поверхности си 96 4 |лового кольца k (фиг. 1) или к внутренней поверхности силового кольца k (фиг. 2). Кроме того, устройство содержит блок 8 управления, своим выходом соединенный с индуктором 7 в данном случае рентгеновский источник 9, коллиматор 10 и приемник 11 излучения, жестко связанные между собой и закрепленные на силовом кольце 4 с помощью втулки 6. В устройстве сканирования (фиг 3 и 4) внутреннее кольцо 5 подшипника 2 жестко закреплено на основании 1, а силовое кольцо k закреплено на наружном кольце 3 подшипника 2. В устройстве (фиг. 3) индуктор 7 примыка своей зубцовой поверхностью к внеш ей поверхности силового кольца i, а другом варианте устройства (фиг. k)К внутренней поверхности силового кольца , Индуктор 7 представляет собой магнитную систему, содержащую обмотки 12, уложенные в пазах, подсоединенные к блоку 8 управления и создающие бегущее электромагнитное поле, постоянные магниты 13 с ярмом 1, осуществляющие магнитное возбуждение индуктора 7. Магнитопровод индуктора 7 и силовое кольцо k выполнены из листов специальной электротехнической стали. изолированных друг от друга. Индуктор 7 и силовое кольцо 4 расположены коаксиально и отделены один от другого воздушным зазором. Поверхность силового кольца 4, обращенная к воздушному зазору, и полюса магнитопровода индуктора 7 выполнены в виде зубцов 15 гребенчатого типа. Конфигурация зубцов 15 может быть различной и принципиального значения не имеет, так как в меньшей степени отражает основные особенности рассматриваемого процесса, хотя величина зубцов 15 и является важной характеристикой, в значительной мере определяющей точность отработки задания с блока 8 управления, может быть выполнена достаточно малой и ограничивается только технологическими возможностями штамповки. При двухфазном исполнении индуктора 7 одна фаза смещена относительно другой на. величину, равную половине зубца 15. Устройство работает следующим образом, С блока 8 управления задают закон изменения скорости движения и угол пе596ремещения силового кольца k с закреп;ленными на нем рентгеновским-источником 9, коллиматором 10 и приемником 11 излучения, возбуждая в определенной последовательности обметки 12 индуктора 7. В результате взаимодействия полученного таким образом бегущего электромагнитного поля и поля возбуждения, за счет неравномерности магнитной про водимости воздушного зазора, обусловленной конструкций силового кольца и индуктора 7, создается тяговое усилие, величина которого зависит от положения силового кольца 4 относитель но индуктора 7 и достигает наибольшего значения тогда, к&гда зубец 15 силового кольца находится против зубца 15 индуктора 7. На фиг. 5 проиллюртрировано создание индуктором 7 тягового усилия. Линиями схематически показаны направления магнитных потоков , созданного током обмотки 12, и Фр- постоянными наг1 1тами 13 (с целью упрощения направления потоков показано только через один зубец 15 на полюсе). Силовое кольцо 4 (фиг. 5) расположено так, что для заданного тока в обмотках 12 результируюи1ий поток через зазор полюсов И и IV равен сумме потоков, а полюсов I и HI - разности. Поле в зазоре деформируется. Возникает вращающий момент. А так как индуктор 7 жестко закреплен на основании 1, то получают вращательное перемещение силового кольца t с установленными на нем рентгеновским источником 9, коллиматором 10 и приемником 11 без использования вспомогательных механических устройств. Скорость движения силового кольца Ц определяется частотой питающего напряжения, величиной тока в обмотках 12 индуктора 7 от блока 8 управления. 3 Предлагаемая конструкция устройства обеспечивает сокращение времени сканирования путем увеличения частоты (Питающего напряжения и (или) увеличения тока в обмотках 12 индуктора 7. Эффективность предлагаемой конст рукции состоит в том, что полностью исключается кинематика передачи, устраняются л1бфты и упругости, уменьшащтся маховые.массы системы, являющиеся в известном устройстве сканирования основным ограничителем получения малых времен сканирования. Предлагаемое устройство обладает способностью воспринимать значительные перегрузки без существенного повышения напряжений в элементах устро йства ввиду отсутствия механической связи между силовым кольцом и индуктоpoNf, с помощью КОТОРОГО создается тяговое усилие, что позволяет сократить время сканирования по сравнению с известным устройством.; Формула изобретения Устройство сканирования, содержащее основание, силовое кольцо и подшипник, одно кольцо которого жестко закреплено на основании, а другое жестко связано с силовым кольцом, и блок управления, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени сканирЬвания, оно снабжено индуктором, установленным .на основании напротив одной из поверхностей силового кольца, причем вход индуктора соединен с выходом блока управления. , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 2807688, А 61 В 6/00, 1978.

12

f3

12