专利名称：驱动装置及x光机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种驱动装置及X光机。
背景技术：
在一些自动化程度较高的应用中，有时会需要进行多个方向的运动及定位，例如， 应用于医疗卫生领域的X光机，为了对被检测物体，如人体，进行多方位的X光成像检查，而不需要反复改变被检测物体的位置，其X光源侧(如球管)便具有多个方向的自由度。现有技术中，针对不同方向上的控制是通过不同的电机来实现的，即对于现有技术中一种具有三个轴向运动的χ光机驱动装置来说，其采用第一电机驱动球管沿水平面上的X方向线性导轨运动，采用第二电机驱动球管沿水平面上的Y方向线性导轨运动，采用第三电机驱动球管沿垂直方向线性导轨运动。除了上述X光机球管的三轴运动是由三个电机来分别驱动以外，目前所有的三轴运动都是由三个电机来分别驱动的，这种情况下，每个电机都分别需要一个驱动控制来实现其运动功能，此外还需要一个总体控制单元来协调三个电机之间的运动顺序以最终保证运动目标的位置精度，可见，这种结构所需的运动零件较多，总体成本偏高，且维护也较为复杂。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提出了一种驱动装置及X光机，用以降低成本，提高维护的简易性。本实用新型提供的驱动装置，包括单个电机、安装所述电机的电机支架、垂直运动部件、带动垂直运动部件在水平面上运动的水平运动部件、用于连接所述电机和所述垂直运动部件的第一离合器、用于连接所述电机和所述水平运动部件的第二离合器和一个驱动控制单元；其中，所述垂直运动部件包括直线垂直导向元件、通过所述第一离合器受所述电机驱动的垂直驱动元件和与所述垂直驱动元件配套使用且能够沿所述直线垂直导向元件运动的垂直运动元件，所述线性垂直导向部件与所述电机支架相连；所述水平运动部件包括通过所述第二离合器受所述电机驱动的水平驱动元件、 受所述水平驱动元件驱动的水平直线运动部件和水平旋转运动部件、对所述水平直线运动部件的运动进行制动的第一制动元件和对所述水平旋转运动部件的运动进行制动的第二制动元件，所述水平旋转运动部件能够带动所述水平直线运动部件做圆周运动；所述驱动控制单元用于在需要进行垂直运动时，使所述第二离合器与所述电机分离，所述第一离合器与所述电机接合，并使所述电机驱动与所述第一离合器相连的垂直驱动元件；在需要进行水平运动时，使所述第一离合器与所述电机分离，所述第二离合器与所述电机接合，并使所述电机驱动与所述第二离合器相连的水平驱动元件；其中，进行水平旋转运动时，使所述第一制动元件制动，所述第二制动元件松开，进行水平直线运动时，使所述第二制动元件制动，所述第一制动元件松开。较佳地，所述水平驱动元件为位于所述电机支架上并通过所述第二离合器受所述电机驱动的第一驱动传动轮；所述水平直线运动部件包括水平直线导向元件、位于所述水平直线导向元件两端的导向传动轮、与所述第一驱动传动轮及导向传动轮相配合的传动带、安装在所述电机支架上用于使所述电机支架悬挂在所述水平直线导向元件上并能够沿所述水平直线导向元件运动的第一运动组件；所述第一制动元件用于阻止所述电机支架沿所述水平直线导向元件运动；所述水平旋转运动部件包括位置固定的环形水平旋转导向元件、使得水平直线导向元件能够悬挂在所述水平旋转导向元件上并沿所述水平旋转导向元件做圆周运动的第二运动组件、与所述水平旋转导向元件同心且直径小于所述水平旋转导向元件直径的位置固定的环形旋转齿轮盘、与所述旋转齿轮盘啮合的旋转齿轮、驱动所述旋转齿轮与自身同步旋转的第二驱动传动轮，所述第二驱动传动轮位于所述水平直线导向元件中间的设定位置，并通过压带轮与所述传动带相啮合；所述第二制动元件用于阻止所述第二驱动传动轮旋转。其中，所述第二运动组件为与所述水平旋转导向元件相配合的弧形滑块，或者为能够沿所述水平旋转导向元件的一个上表面滚动的旋转轮。其中，所述第一运动组件为与所述水平直线导向元件相配合的滑块，或者为能够沿所述水平直线导向元件的一个上表面滚动的旋转轮。较佳地，所述传动带为皮带，所述第一驱动传动轮、第二驱动传动轮和导向传动轮为皮带轮。或者，所述传动带为链条，所述第一驱动传动轮、第二驱动传动轮和导向传动轮为链轮。较佳地，所述旋转齿轮与所述第二驱动传动轮同轴心。较佳地，所述垂直驱动元件为丝杠，所述垂直运动元件为丝母。或者，所述垂直驱动元件为皮带轮，所述垂直运动元件为皮带；或者，所述垂直驱动元件为链轮，所述垂直运动元件为链条。本实用新型提供的X光机，包括上述任一具体实现形式的驱动装置，且所述驱动装置的垂直运动元件与所述X光机的球管相连。从上述方案中可以看出，由于本实用新型实施例中用单个电机在不同时刻与两个离合器相连，其中一个离合器连接垂直运动部件，另一个离合器连接水平运动部件，实现了单个电机对水平和垂直两个方向运动的控制，进一步地，在控制水平运动时，通过设置在旋转运动方向和直线运动方向上的两个制动元件在不同时刻的制动与松开，实现了在水平方向上单个电机对旋转运动和直线运动的控制，从而实现了单个电机对三维方向上的控制。 这种结构的驱动装置，只需单个电机，并且只需一个驱动控制单元便可实现三轴运动的控制，即可实现在三维空间内的精确定位，降低了零件及控制成本，并且提高了维护的简易性。进一步地，通过将第二运动组件和第一运动组件设置为旋转轮的形式，可使运动组件更灵活地在对应的导向元件上运动。[0022]此外，通过将传动带设置为皮带，将第一驱动传动轮、第二驱动传动轮和导向传动轮设置为皮带轮，可提高控制的精度。
下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中图1和图2分别从不同角度示出了本实用新型实施例中驱动三轴运动的驱动装置的示例性立体结构图。其中，图1为侧俯视图，图2为侧仰视图。图中ι-电机[0026]2-电机支架[0027]3-垂直运动部件[0028]4-水平运动部件[0029]5-第一离合器[0030]6-第二离合器[0031]31-直线垂直导向元件[0032]42-水平直线运动部件[0033]43-水平旋转运动部件[0034]44-第一制动元件[0035]45-第二制动元件[0036]41-第一驱动传动轮[0037]421-水平直线导向元件[0038]422-导向传动轮[0039]4 -传动带[0040]424-压带轮[0041]425-第一运动组件[0042]431-水平旋转导向元件[0043]432-第二运动组件[0044]433-旋转齿轮盘[0045]434-旋转齿轮[0046]435-第二驱动传动轮[0047]436-压带轮
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。图1和图2分别从不同角度示出了本实用新型实施例中驱动三轴运动的驱动装置的示例性立体结构图，其中，图1为侧俯视图，图2为侧仰视图。结合图1和图2可以看出，本实施例中的驱动装置包括单个电机1、安装所述电机的电机支架2、垂直运动部件3、带动垂直运动部件3在水平面上运动的水平运动部件4、用于连接所述电机1和所述垂直运动部件3的第一离合器5、用于连接所述电机1和所述水平运动部件4的第二离合器6、以及一个驱动控制单元(图中未示出)。其中，垂直运动部件3包括直线垂直导向元件31、通过所述第一离合器5受所述电机1驱动的垂直驱动元件(图中未示出)和与所述垂直驱动元件配套使用且能够沿所述直线垂直导向元件31运动的垂直运动元件(图中未示出)。其中，所述线性垂直导向部件 31与所述电机支架2相连。本实施例中，直线垂直导向元件31为可伸缩的垂直导向框架， 并且垂直驱动元件和垂直运动元件位于该垂直导向框架31的内部。为了使得垂直运动元件能够沿所述直线垂直导向框架运动，可将所述垂直运动元件与所述垂直导向框架的自由端相连。另外，具体实现时，直线垂直导向元件31也可以为垂直直线导轨，相应地，垂直运动元件可与能够沿该垂直直线导轨滑动的滑块相连。此外，还可以有其他的具体实现方式， 此处不再一一列举。较佳地，上述垂直驱动元件可以为丝杠，相应地，垂直运动元件为丝母。此外，具体实现时，或者，上述垂直驱动元件也可以为皮带轮，相应地，垂直运动元件为皮带。又或者， 上述垂直驱动元件还可以为链轮，相应地，垂直运动元件为链条。具体采用何种实现方式， 可根据实际需要进行确定，本实用新型中不对其进行限定。其中，水平运动部件4可包括通过所述第二离合器6受所述电机1驱动的水平驱动元件41、受所述水平驱动元件41驱动的水平直线运动部件42和水平旋转运动部件43、 对所述水平直线运动部件42的运动进行制动的第一制动元件44和对所述水平旋转运动部件43的运动进行制动的第二制动元件45。其中，水平旋转运动部件43能够带动所述水平直线运动部件42做圆周运动。具体实现时，所述水平驱动元件41可以为位于所述电机支架2上并通过所述第二离合器6受所述电机1驱动的第一驱动传动轮41。水平直线运动部件42可包括水平直线导向元件421、位于所述水平直线导向元件421两端的导向传动轮422、与所述第一驱动传动轮41及导向传动轮422相配合的传动带423、安装在所述电机支架2上用于使所述电机支架2悬挂在所述水平直线导向元件421 上并能够沿所述水平直线导向元件421运动的第一运动组件424。所述第一制动元件44用于阻止所述电机支架2沿所述水平直线导向元件421运动。具体实现时，为了使水平驱动元件41，如图中所示的第一驱动传动轮41与所述传动带423之间更好的啮合，可在所述第一驱动传动轮41的两侧设置压带轮425。具体实现时，上述第一运动组件似4可以是如图中所示的能够沿所述水平直线导向元件421的一个上表面滚动的旋转轮，该旋转轮的数量可根据实际需要确定，如一到多个，图中示出了两个旋转轮的情况。此外，上述第一运动组件似4也可以是与所述水平直线导向元件421相配合的滑块。图中，该水平直线导向元件421为一个横向的U型结构，旋转轮嵌入该U型槽内，并沿该U型槽的上表面进行旋转运动。所述水平旋转运动部件43包括位置固定的环形水平旋转导向元件431、使得水平直线导向元件421能够悬挂在所述水平旋转导向元件431上并沿所述水平旋转导向元件 431做圆周运动的第二运动组件432、与所述水平旋转导向元件431同心且直径小于所述水平旋转导向元件431直径的位置固定的环形旋转齿轮盘433、与所述旋转齿轮盘433啮合的旋转齿轮434、驱动所述旋转齿轮434与自身同步旋转的第二驱动传动轮435，所述第二驱
7动传动轮435位于所述水平直线导向元件421中间的设定位置，并通过压带轮436与所述传动带423相啮合。所述第二制动元件45用于阻止所述第二驱动传动轮435旋转。其中， 旋转齿轮434可以与第二驱动传动轴435同轴心，也可以在所述旋转齿轮434与第二驱动传动轴435之间设置中间传动机构。具体实现时，上述第二运动组件432可以为如图中所示的能够沿所述水平旋转导向元件431的一个上表面滚动的旋转轮，该旋转轮的数量可根据实际需要确定，如一到多个，图中示出了两个旋转轮的情况。此外，上述第二运动组件432也可以是与所述水平旋转导向元件431相配合的弧形滑块。图中，旋转轮是在该水平旋转导向元件431的上端面上旋转的，实际应用中，也可以在水平旋转导向元件431的侧面开个凹槽，并将旋转轮嵌入该凹槽内，使得旋转轮沿该凹槽的上表面进行旋转运动等。较佳地，上述传动带423可以为皮带，如齿型皮带；相应地，第一驱动传动轮41、第二驱动传动轮435和导向传动轮422为皮带轮。此外，具体实现时，上述传动带423也可以为链条，相应地，第一驱动传动轮41、第二驱动传动轮435和导向传动轮422为链轮。当进行控制时，驱动控制单元用于在需要进行垂直运动时，使第二离合器6与电机1分离，第一离合器5与电机1接合，即使得电机1与连接垂直驱动元件的第一离合器5 连接，电机1驱动垂直驱动元件转动，以丝杠为例，则电机1驱动丝杠转动，从而驱动丝母沿垂直导向元件做垂直运动。在需要进行水平运动时，使第一离合器5与电机1分离，第二离合器6与电机1接合，即使得电机1与连接第一驱动传动轮41的第二离合器连接，如果是进行水平旋转运动，则控制第一制动元件44制动，第二制动元件45松开，即电机支架2相对于水平直线导向元件421固定不动，第二驱动传动轮435可转动，此时控制电机1驱动第一驱动传动轮41，第一驱动传动轮41驱动传动带423，传动带423驱动第二驱动传动轮435 同时驱动旋转齿轮434，旋转齿轮434转动，由于与之啮合的旋转齿轮盘433是固定不动的， 因此旋转齿轮434可以带动与之连接的整个水平直线导向元件421绕旋转齿轮盘433的中心做圆周运动；如果是进行水平直线运动，则控制第二制动元件45制动，第一制动元件44 松开，即第二驱动传动轮435不能转动，电机支架2可沿水平直线导向元件421滑动，此时， 控制电机1驱动第一驱动传动轮41旋转，由于第二驱动传动轮435不能转动，因此与之啮合的传动带423也不能传动，因此第一驱动传动轮41只能带动电机支架2沿水平直线导向元件421做直线运动。图1和图2中所示的驱动装置的垂直运动部件位于整个驱动装置的最下方，因此其适用于悬挂安装的场合。实际应用中，也可将垂直运动部件设置在整个驱动装置的最上方，如可在图1和图2的基础上，将垂直运动部件3垂直翻转180度，同时将电机1设置在下方，则得到的驱动装置可适用于安装在底座上。具体采用何种实现方式，可根据实际需求确定。本实用新型实施例中的X光机，可包括上述任意一种实现方式的驱动装置，并且该驱动装置的垂直运动元件可与χ光机的球管相连。可以看出，本实用新型实施例中的驱动装置只需单个电机及一个驱动控制单元便可实现在三维空间内的精确定位，降低了零件及控制成本，并且提高了维护的简易性。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型
8的保护范围之内。
权利要求1.一种驱动装置，其特征在于，包括单个电机(1)、安装所述电机(1)的电机支架 O)、垂直运动部件(3)、能够带动垂直运动部件C3)在水平面上运动的水平运动部件G)、 用于连接所述电机⑴和所述垂直运动部件⑶的第一离合器(5)、用于连接所述电机⑴ 和所述水平运动部件的第二离合器(6)、以及一个驱动控制单元；其中，所述垂直运动部件C3)包括直线垂直导向元件(31)、通过所述第一离合器( 受所述电机(1)驱动的垂直驱动元件、和与所述垂直驱动元件配套使用且能够沿所述直线垂直导向元件(31)运动的垂直运动元件，所述线性垂直导向部件(31)与所述电机支架(2)相连；所述水平运动部件(4)包括通过所述第二离合器(6)受所述电机(1)驱动的水平驱动元件(41)、受所述水平驱动元件驱动的水平直线运动部件0 和水平旋转运动部件(43)、用于对所述水平直线运动部件0 的运动进行制动的第一制动元件(44)、和用于对所述水平旋转运动部件^幻的运动进行制动的第二制动元件(45)，所述水平旋转运动部件^幻能够带动所述水平直线运动部件0 做圆周运动；所述驱动控制单元用于在需要进行垂直运动时，使所述第二离合器(6)与所述电机 (1)分离，所述第一离合器(5)与所述电机(1)接合，并使所述电机(1)驱动与所述第一离合器( 相连的垂直驱动元件；在需要进行水平运动时，使所述第一离合器( 与所述电机 (1)分离，所述第二离合器(6)与所述电机(1)接合，并使所述电机(1)驱动与所述第二离合器(6)相连的水平驱动元件(41)，其中，进行水平旋转运动时，使所述第一制动元件04) 制动且所述第二制动元件0 松开，进行水平直线运动时，使所述第二制动元件0 制动且所述第一制动元件G4)松开。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述水平驱动元件Gl)为位于所述电机支架( 上并通过所述第二离合器(6)受所述电机(1)驱动的第一驱动传动轮Gl)；所述水平直线运动部件G2)包括水平直线导向元件G21)、位于所述水平直线导向元件(421)两端的导向传动轮022)、与所述第一驱动传动轮及导向传动轮(422)相配合的传动带(42 、安装在所述电机支架( 上用于使所述电机支架( 悬挂在所述水平直线导向元件(421)上并能够沿所述水平直线导向元件(421)运动的第一运动组件GM)； 所述第一制动元件G4)用于阻止所述电机支架( 沿所述水平直线导向元件(421)运动；所述水平旋转运动部件^幻包括位置固定的环形水平旋转导向元件G31)、使得水平直线导向元件(421)能够悬挂在所述水平旋转导向元件(431)上并沿所述水平旋转导向元件(431)做圆周运动的第二运动组件(43 、与所述水平旋转导向元件(431)同心且直径小于所述水平旋转导向元件(431)直径的位置固定的环形旋转齿轮盘033)、与所述旋转齿轮盘(43 啮合的旋转齿轮(434)、驱动所述旋转齿轮(434)与自身同步旋转的第二驱动传动轮G35)，所述第二驱动传动轮(43 位于所述水平直线导向元件(421)中间的设定位置，并通过压带轮(436)与所述传动带(42 相啮合；所述第二制动元件0 用于阻止所述第二驱动传动轮(43 旋转。
3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第二运动组件(43 为与所述水平旋转导向元件(431)相配合的弧形滑块，或者为能够沿所述水平旋转导向元件G31)的一个上表面滚动的旋转轮。
4.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第一运动组件(424)为与所述水平直线导向元件(421)相配合的滑块，或者为能够沿所述水平直线导向元件G21)的一个上表面滚动的旋转轮。
5.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述传动带(42 为皮带，所述第一驱动传动轮(41)、第二驱动传动轮(43 和导向传动轮(42 为皮带轮。
6.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述传动带(42 为链条，所述第一驱动传动轮(41)、第二驱动传动轮(43 和导向传动轮(42 为链轮。
7.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述旋转齿轮(434)与所述第二驱动传动轮(435)同轴心。
8.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述垂直驱动元件为丝杠，所述垂直运动元件为丝母。
9.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述垂直驱动元件为皮带轮，所述垂直运动元件为皮带；或者，所述垂直驱动元件为链轮，所述垂直运动元件为链条。
10.一种X光机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的驱动装置，且所述驱动装置的垂直运动元件与所述X光机的球管相连。
专利摘要本实用新型公开了一种驱动装置及X光机。其中，驱动装置包括单个电机、安装所述电机的电机支架、垂直运动部件、带动垂直运动部件在水平面上运动的水平运动部件、用于连接所述电机和所述垂直运动部件的第一离合器、用于连接所述电机和所述水平运动部件的第二离合器和一个驱动控制单元，所述水平运动部件包括水平直线运动部件、带动所述直线运动部件做圆周运动的水平旋转运动部件、对水平直线运动部件的运动进行制动的第一制动元件和对水平旋转运动部件的运动进行制动的第二制动元件，通过驱动控制单元对电机与两个离合器之间的结合与断开、以及对第一制动元件和第二制动元件的制动与松开的控制，实现单个电机对三轴运动的控制。
文档编号A61B6/00GK202184740SQ20112021343
公开日2012年4月11日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者刘剑 申请人:上海西门子医疗器械有限公司