磁共振成像磁体组装件系统和方法与流程

磁共振成像磁体组装件系统和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年3月2日提交的代理人案卷号为o0354.70050us01、标题为“magnetic resonance imaging magnet assembly systems and methods”的美国临时专利申请62/984,001以及于2019年12月10日提交的代理人案卷号为o0354.70050us00、标题为“magnetic resonance imaging magnet assembly systems and methods”的美国临时专利申请62/945,979在美国法典第35编第119(e)款下的权益，其各自通过引用而被全部包含于此。
技术领域
3.本发明通常涉及磁共振成像(mri)装置，并且更具体地，涉及用于组装被配置为与mri装置一起使用的磁体组装件的系统和方法。


背景技术：

4.mri为许多应用提供了重要的成像模式，并且广泛应用于临床和研究环境中以产生人体内部的图像。一般地，mri基于检测磁共振(mr)信号，该mr信号是原子响应于由所施加的电磁场引起的状态变化而发射的电磁波。例如，核磁共振(nmr)技术涉及检测在被成像对象中的原子(例如，人体组织中的原子)的核自旋重新对准或弛豫时从激发原子的核所发射的mr信号。可以对检测到的mr信号进行处理以产生图像，这使得在医学应用的背景下能够对体内的内部结构和/或生物过程进行调查以用于诊断、治疗和/或研究目的。
5.mri由于能够在不存在其他模式的安全问题的情况下(例如，在不需要将被检体暴露于电离辐射(例如，x射线)或没有将放射性材料引入身体的情况下)产生具有相对高分辨率和对比度的非侵入性图像，因此为生物成像提供了有吸引力的成像模式。另外，mri特别适合于提供软组织对比度，可以利用该软组织对比度来对其他成像模式无法令人满意地成像的被检体进行成像。此外，mr技术能够捕获与其他模式无法获取的结构和/或生物过程有关的信息。


技术实现要素：

6.一些实施例包括一种夹持器，包括：基座；第一爪，其能够移动地联接到所述基座，并且具有布置在所述第一爪的第一面上的第一衬垫；第二爪，其能够移动地联接到所述基座，并且具有布置在所述第二爪的第二面上的第二衬垫；以及线性致动器，其包括：马达，以及至少一个导螺杆，其联接到所述马达并且联接到所述第一爪和所述第二爪，使得所述至少一个导螺杆的转动使所述第一爪和所述第二爪沿着所述基座朝向彼此或远离彼此移动，其中，在所述线性致动器转动所述至少一个导螺杆以使得所述第一爪和所述第二爪朝向彼此移动来夹持布置在所述第一面和所述第二面之间的对象的情况下，所述第一爪和所述第二爪在所述对象上施加至少150lbf的力。
7.一些实施例包括一种机器人，包括：机械臂，其包括能够沿着各个自由度独立移动
的多个臂段，所述多个臂段包括能够沿着第一自由度移动的第一臂段；末端执行器，其联接到所述机械臂并且包括夹持器，所述夹持器包括：基座，第一爪和第二爪，其能够移动地联接到所述基座；至少一个马达；以及至少一个导螺杆，其联接到所述至少一个马达和所述第一臂段，其中所述至少一个导螺杆的转动使得所述第一臂段沿着所述第一自由度移动，其中，所述至少一个马达与所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪分开了至少250毫米。
8.一些实施例包括一种系统，包括：机器人，其被配置为根据磁性组装件所用的永磁体布局将多个永磁体放置在铁磁面上，所述机器人包括：机械臂，其包括能够沿着各个自由度移动的多个臂段，夹持器，其包括基座以及能够移动地联接到所述基座的第一爪和第二爪，以及至少一个控制器，其被配置为：访问用于指定所述永磁体布局的信息；使用所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪，从所述多个永磁体中抓取第一永磁体；使用所述机械臂，根据所述永磁体布局将所述第一永磁体定位在所述铁磁面上的某一位置处；以及在定位所述第一永磁体之后，将所述第一永磁体从所述夹持器释放。
9.一些实施例包括一种用于使用机器人根据磁性组装件所用的永磁体布局将永磁体放置在铁磁面上的方法，所述机器人包括：机械臂，其包括能够沿着各个自由度移动的多个臂段；以及夹持器，其具有能够移动地联接到所述夹持器的基座的第一爪和第二爪，所述方法包括：访问用于指定所述磁性组装件所用的永磁体布局的信息；以及控制所述机器人以：使用所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪，从多个永磁体中抓取第一永磁体，使用所述机械臂，根据所述永磁体布局将所述第一永磁体定位在所述铁磁面上的某一位置处，以及在定位所述第一永磁体之后，将所述第一永磁体从所述夹持器释放。
10.一些实施例包括一种存储有指令的计算机可读介质，所述指令在由被配置为根据磁性组装件所用的永磁体布局将永磁体放置在铁磁面上的设备执行时，使所述设备进行处理，所述设备包括机器人，所述机器人包括：机械臂，其具有能够沿着各个自由度移动的多个臂段；以及夹持器，其具有可移动地联接到所述夹持器的基座的第一爪和第二爪，所述处理包括：访问用于指定所述磁性组装件所用的所述永磁体布局的信息；控制所述机器人以：使用所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪，从多个永磁体中抓取第一永磁体，使用所述机械臂，根据所述永磁体布局将所述第一永磁体定位在所述铁磁面上的某一位置处，以及在定位所述第一永磁体之后，将所述第一永磁体从所述夹持器释放。
11.一些实施例包括一种用于组装磁共振成像系统的方法，所述方法包括：组装磁性组装件，其中，组装所述磁性组装件包括：控制机器人以进行以下操作，所述机器人包括：机械臂，其具有能够沿着各个自由度移动的多个臂段；以及夹持器，其具有能够移动地联接到所述夹持器的基座的第一爪和第二爪：使用所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪抓取多个永磁体，以及使用所述机械臂，将所述多个永磁体定位在铁磁面上；基于所述磁性组装件的一个或多于一个磁场测量结果来产生永磁体垫片；以及使用所述磁性组装件和所述永磁体垫片来组装所述磁共振成像系统。
附图说明
12.将参考以下附图描述本技术的各种非限制性实施例。应当理解，附图没有必要一定按比例绘制。出现在多个图中的项在它们出现的所有图中都由相同的附图标记表示。
13.图1例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于组装磁体组装件的示例系统的
架构。
14.图2a至图2b例示根据本文所述的技术的一些实施例的图1的示例系统的硬件模块图。
15.图3示出根据本文所述的技术的一些实施例的图1的示例系统的例示性图形用户界面。
16.图4a例示根据本文所述的技术的一些实施例的被配置为组装磁体组装件的机器人的例示性示例的立体图。
17.图4b例示根据本文所述的技术的一些实施例的图4a的示例机器人的放大立体图。
18.图4c至图4d例示根据本文所述的技术的一些实施例的图4a的示例机器人和系统的尺寸。
19.图4e1至图4e3例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于图4a的示例机器人的一个或多于一个马达的示意电力控制图。
20.图4f例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于图4a的示例机器人的一个或多于一个马达的反馈控制回路图的示例。
21.图4g例示根据本文所述的技术的一些实施例的测量图4a的示例机器人的马达转矩相对于位移(vs位移)的曲线图。
22.图4h例示根据本文所述的技术的一些实施例的测量图4a的示例机器人上的马达转矩相对于拉力(vs拉力)的曲线图。
23.图5至图10例示根据本文所述的技术的一些实施例的图4a的示例机器人的附加图。
24.图11a例示根据本文所述的技术的一些实施例的被配置为抓取对象的夹持器(gripper)的例示性示例。
25.图11b至图11c例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的示例夹持器的尺寸。
26.图12至图14例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的示例夹持器的附加图。
27.图15例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的示例夹持器的爪(jaw)和驱动螺母。
28.图16和图17a至图17b例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的示例夹持器的衬垫。
29.图18例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的示例夹持器的立体图。
30.图19a至图19b例示根据本文所述的技术的一些实施例的示例夹持器的替代实施例的示例。
31.图20示出根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的示例夹持器在测力传感器(load cell)上施加夹紧力的的例示性示例。
32.图21示出根据本文所述的技术的一些实施例的由图20中的示例夹持器施加在测力传感器上的夹紧力的读数的例示性示例。
33.图22a至图22b例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于确定示例夹持器的爪的最大位移的fem模拟。
34.图22c例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于确定示例夹持器的爪上的应力的fem模拟。
35.图22d例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于确定示例夹持器的爪上的应变的fem模拟。
36.图23例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于测量图11a的示例夹持器的防滑力的实验设置的示例。
37.图24例示根据本文所述的技术的一些实施例的由示例夹持器无滑移地保持的磁性块上的测量拉力。
38.图25示出根据本文所述的技术的一些实施例的由图1的示例系统组装的定点照护(point-of-care)mri的环型磁性布局的例示性示例。
39.图26a至图26b例示根据本文所述的技术的一些实施例的包括多个同心环的永磁体(这些环各自包括多个永磁体)的b0磁体的示例。
40.图26c例示根据本文所述的技术的一些实施例的锥形永磁体的示例。
41.图26d例示根据本文所述的技术的一些实施例的使用图26c的锥形永磁体形成的组装磁性环的示例。
42.图27a至图27b例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的示例夹持器将永磁体放置和组装在铁磁板上的图。
43.图27c至图27j例示根据本文所述的技术的一些实施例的根据永磁体布局组装具有多个同心环的磁体组装件的示例处理。
44.图28至图29例示根据本文所述的技术的一些实施例的由图1的示例系统组装的环型磁体的示例永磁体布局。
45.图30例示根据本文所述的技术的一些实施例的具有处于锚固位置(anchoring position)的永磁体环的示例磁体组装件。
46.图31例示根据本文所述的技术的一些实施例的一组永磁体放置在已放置于锚固位置处的永磁体之间的、具有永磁体环的示例磁体组装件的一部分。
47.图32a至图32d例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于将永磁体放置在铁磁板上的例示性处理的流程图。
48.图33示出根据本文所述的技术的一些实施例的图1的系统将永磁体插入放置在锚固位置处的一对永磁体之间的示例。
49.图34示出根据本文所述的技术的一些实施例的图1的系统将永磁体保持在放置于锚固位置中的一对永磁体之间以使环氧树脂硬化的示例。
50.图35示出根据本文所述的技术的一些实施例的图1的系统释放插入在放置于锚固位置处的一对永磁体之间的永磁体的示例。
51.图36例示根据本文所述的技术的一些实施例的定位在铁磁板上的由图1的示例系统组装的三个永磁体的示例。
52.图37例示根据本文所述的技术的一些实施例的图1的系统将永磁体插入已定位在铁磁板上的永磁体之间的示例。
53.图38a至图38d例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于监测永磁体在铁磁板上的放置的示例监测系统的方面。
54.图39a例示根据本文所述的技术的一些实施例的在将永磁体定位在磁体组装件中期间施加在永磁体上的力的示例模型。
55.图39b例示根据本文所述的技术的一些实施例的在组装磁体组装件之前制备永磁体的示例方法。
56.图39c例示根据本文所述的技术的一些实施例的在组装磁体组装件之前制备图11a的示例夹持器的示例方法。
57.图40a至图40b例示根据本文所述的技术的一些实施例的具有锥形爪的夹持器的示例实施例。
58.图40c至图40d例示根据本文所述的技术的一些实施例的与被配置为组装磁体组装件的系统一起使用的可移除保持固定件的示例实施例。
59.图41例示根据本文所述的技术的一些实施例的具有可互换的爪的示例夹持器。
60.图42a至图42b例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于转动磁体组装件的磁轭的示例旋转机构的立体图。
61.图42c例示根据本文所述的技术的一些实施例的图42a至图42b的示例旋转机构的框架的立体图。
62.图43a例示根据本文所述的技术的一些实施例的与图4a的示例机器人组合的图42a至图42b的示例旋转机构的立体图。
63.图43b例示根据本文所述的技术的一些实施例的在安装磁体组装件的磁轭的处理中的图42a至图42b的示例旋转机构。
64.图43c至图43e例示根据本文所述的技术的一些实施例的在组装磁体组装件的处理期间与图4a的示例机器人组合的图42a至图42b的示例旋转机构。
65.图44a至图44d例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于将永磁体放置到磁体组装件的磁轭上的示例方法。
66.图45a至图45f例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于将永磁体插入到磁体组装件的磁轭上的示例方法。
67.图46例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于组装磁共振成像系统的示例方法。
68.图47例示根据本文所述的技术的一些实施例的磁共振成像系统的示例组件。
69.图48a至图48b例示根据本文所述的技术的一些实施例的示例便携式mri系统的图。
70.图48c例示根据本文所述的技术的一些实施例的便携式mri系统的另一示例。
具体实施方式
71.一些mri系统使用永磁体来生成对被检体进行成像的主磁场(b0场)。这种mri系统包括磁体组装件，在该磁体组装件中，永磁体以特定布局布置以创建具有期望特性(包括大小、几何形状、均匀度和强度)的主磁(b0)场。磁体组装件是包括一个或多于一个磁体(例如，一个或多于一个永磁体)的组装件。这种磁体组装件在本文可以被称为“b0磁体组装件”或“b0组装件”。除了永磁体之外，b0磁体组装件还可以包括由铁磁材料(例如，钢、硅钢等)制成的一个或多于一个其他组件和/或一个或多于一个非铁磁组件(例如，塑料、玻璃纤维
等)。
72.发明人已认识到，制造使多个永磁体根据指定布局来定位的b0磁体组装件存在挑战。各永磁体必须在不偏离其在布局中的指定位置的情况下精确地定位；即使小的偏差也可能会极大地改变主磁场的特性。由于在组装期间存在强磁力，因此该精确度特别难以实现，这些强磁力包括：(1)b0磁体组装件中的正定位的永磁体与b0磁体组装件中的已定位的邻近或附近永磁体之间的磁力；以及(2)b0磁体组装件中的正定位的永磁体与一个或多于一个其他铁磁组件(例如，永磁体可以放置于的铁磁板)之间的磁力。
73.尽管可以将永磁体手动组装到b0磁体组装件中，但发明人已认识到手动组装具有数个缺点。首先，永磁体的手动定位和放置缺乏精确度，并且可能在对b0磁体组装件中的磁体的对准中造成不准确。其次，手动技术经常需要使用专门设计的工具和固定件，从而使手动技术昂贵。组装b0磁体组装件的高成本导致了mri系统的整体高成本，这即使在mri的使用将有利的情况下也限制了mri作为可用成像模式的可获得性。第三，手动组装技术是耗时的。
74.因此，发明人开发了用于以必要的精确度、比使用手动方法更快地并且以比使用手动方法更低的成本构造b0磁体组装件的系统和方法。本文所述的构造b0磁体组装件的技术将能够使得mri系统和mri作为成像模式的可用性增加。与手动技术相比，本文所述的技术的各方面可以将制造定点照护mri系统的成本降低高达50％。
75.在本文所述的多个创新中，发明人开发了用于使b0磁体组装件的构造自动化的机器人系统。
76.发明人所开发的机器人系统的新颖方面包括但不限于：机器人系统为了抓取永磁体所使用的夹持器、联接到夹持器的机械臂、机器人系统组件所使用的材料、各个机器人系统组件的设计、各个机器人系统组件在机器人系统内的放置、用于与机器人系统交互(例如，用于控制系统、监测系统的性能、指定永磁体布局等)的图形用户界面、以及用于使用机器人系统将永磁体组装成指定布局的方法。本文描述了机器人系统的这些和许多其他新颖方面。
77.在一些实施例中，用于组装b0磁体的机器人系统包括机器人，该机器人具有机械臂和联接至该机械臂的夹持器。夹持器可以被配置为抓取永磁体并将这些永磁体精确地放置在铁磁板上。机械臂和夹持器可以被配置为沿着一个或多于一个自由度移动以根据指定永磁体布局来定位永磁体。
78.作为设计用于从永磁体自动构造b0磁体组装件的机器人系统的一部分，发明人开发了一种夹持器，该夹持器能够在组装期间不许可永磁体的滑移的情况下抓取和放置这些永磁体。这种滑移可能是由磁力引起的(如上所述，由夹持器保持的永磁体由于被拉向永磁体将放置于的铁磁板而将经受向下的力和/或由于附近的永磁体而将经受侧向力)。永磁体经常被制备成具有摩擦系数非常低的光滑面(例如，以改善b0磁场的均匀度)，这些光滑面可能导致滑移。由发明人开发的夹持器被设计为通过在永磁体上产生足够高以使夹持器无滑移地保持永磁体的夹紧力来避免滑移。在一些实施例中，夹持器包括被配置为在永磁体上施加至少150lbf的夹紧力的相对爪。
79.此外，发明人已认识到，用于定位永磁体的机器人的机械臂必须被设计成使得机械臂能够承受来自磁体组装件的环境的力。例如，如本文所述的磁体组装件的组件所产生
的强拉力可能改变机械臂的位置和/或损坏机械臂。发明人已认识到，机械臂必须足够坚固以承受机械臂在b0磁体的组装期间所经受的高转矩。在一些实施例中，使机械臂的尺寸足够小，以使得机械臂由于磁拉力和永磁体的重量而经受的转矩最小化。
80.发明人还认识到，机器人和夹持器的组件可能被存在于机器人和夹持器附近的磁体组装件的组件所产生的强磁场损坏。因此，发明人开发了用于减少由强磁场引起的潜在损坏的各种方法，这些方法例如包括：由非铁材料(例如，铝)构造机器人和夹持器的至少一些(例如，所有)组件；使机器人和夹持器的马达与永磁体和磁体组装件分开了至少阈值距离；以及将用于装载永磁体的送进(feed-in)区域与铁磁板和组装永磁体分开。
81.发明人还认识到，通过使用用于定位和放置永磁体的自动化系统，可以提高放置永磁体的精确度。在一些实施例中，该系统具有用于根据指定磁体布局定位永磁体的至少一个控制器。在一些实施例中，该系统包括使得用户能够进行对永磁体的定位和放置的控制(包括如本文所述的指定布局的选择)的图形用户界面(gui)。在一些实施例中，该系统包括监测系统，该监测系统具有用于监测永磁体在铁磁板上的放置以确保正在正确地构造b0磁体组装件的一个或多于一个照相机。
82.因此，本发明的方面涉及一种夹持器，包括：基座；第一爪，其能够移动地联接到所述基座，并且具有布置在所述第一爪的第一面上的第一衬垫；第二爪，其能够移动地联接到所述基座，并且具有布置在所述第二爪的第二面上的第二衬垫；以及线性致动器，其包括：马达，以及至少一个导螺杆，其联接到所述马达并且联接到所述第一爪和所述第二爪，使得所述至少一个导螺杆的转动使所述第一爪和所述第二爪沿着所述基座朝向彼此或远离彼此移动，其中，在线性致动器转动至少一个导螺杆(例如，其具有每英寸至少10个螺纹的螺距)使得第一爪和第二爪朝向彼此移动来夹持布置在第一面和第二面之间的对象(例如，永磁体)的情况下，第一爪和第二爪在该对象上施加(例如，至少150lbf、至少200lbf、在150lbf和250lbf之间等的)力。在一些实施例中，可以附加地或可替代地以机械方式(例如，液压地、气动地等)致动夹持器。
83.在一些实施例中，所述第一爪和所述第二爪被配置为在不会使所述第一爪的所述第一面变形超过0.05毫米的情况下，在所述对象上施加至少150lbf的力。在一些实施例中，马达与第一爪和第二爪分开了至少250毫米。
84.在一些实施例中，所述第一爪和所述第二爪被配置为在与所述第一爪和所述第二爪移动所沿着的方向基本上垂直的方向上在所述永磁体上施加拉力(例如，至少200lbf、至少150lbf、在100lbf和120lbf之间等的)的情况下，将所述永磁体保持在所述第一面和所述第二面之间。
85.在一些实施例中，第一爪和第二爪包括非铁材料(例如，铝)。在一些实施例中，第二面基本上平行于第一面且面向第一面。在一些实施例中，衬垫包括硅橡胶。在一些实施例中，衬垫包括蚀刻面。在一些实施例中，基座包括非铁材料。
86.在一些实施例中，所述对象是多个永磁体中的永磁体，以及所述夹持器还包括用于监测所述多个永磁体在铁磁面上的放置的照相机。所述照相机可以被配置为提供在将所述多个永磁体放置在铁磁面上期间的所述铁磁面的顶视图。
87.在一些实施例中，所述第一爪和所述第二爪是自锁的。在一些实施例中，第一爪和第二爪是自定心的。例如，所述至少一个导螺杆可以包括右螺纹部和左螺纹部，以及所述马
达可以包括单个马达，所述单个马达被配置为驱动所述左螺纹部和所述右螺纹部这两者，使得在所述线性致动器使所述至少一个导螺杆转动的情况下，所述右螺纹部转动与所述左螺纹部相同的量。在一些实施例中，所述第一爪联接到第一驱动螺母，所述第二爪联接到第二驱动螺母，以及所述第一驱动螺母和所述第二驱动螺母联接到所述至少一个导螺杆。
88.根据本技术的一些方面，提供了一种机器人，包括：机械臂，其包括能够沿着各个自由度独立移动的多个臂段，所述多个臂段包括能够沿着第一自由度移动的第一臂段；末端执行器，其联接到所述机械臂并且包括夹持器，所述夹持器包括：基座，以及第一爪和第二爪，其能够移动地联接到所述基座；至少一个马达；以及至少一个螺杆，其联接到所述至少一个马达和所述第一臂段，其中所述至少一个螺杆的转动使得所述第一臂段沿着所述第一自由度移动，其中，所述至少一个马达与所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪分开了至少250毫米。
89.在一些实施例中，所述至少一个马达包括多个马达，所述多个马达中的各马达联接到所述多个臂段中的相应臂段，以及所述多个马达中的各马达与所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪分开了至少250毫米。
90.在一些实施例中，所述机器人还包括：第二臂段和第三臂段，其能够分别沿着第二自由度和第三自由度移动，所述第二臂段和所述第三臂段各自联接到所述多个马达中的相应马达；以及第二螺杆和第三螺杆，其联接到所述第二臂段和所述第三臂段及其相应马达，其中所述第二螺杆的转动使得所述第二臂段沿着所述第二自由度移动，并且所述第三螺杆的转动使得所述第三臂段沿着所述第三自由度移动。在一些实施例中，第一臂段、第二臂段和第三臂段被配置为沿着基本上垂直的方向移动。
91.在一些实施例中，所述末端执行器被配置为使所述夹持器沿着与所述多个臂段的各个自由度不同的至少两个附加自由度移动。
92.在一些实施例中，所述至少一个螺杆包括一对螺杆，以及所述马达被配置为使所述一对螺杆同时转动。在一些实施例中，所述第一臂段包括具有第一侧和第二侧的机架，所述第一侧联接到一对螺杆中的第一螺杆，以及所述第二侧联接到一对螺杆中的第二螺杆。机架可以被配置为沿着一对轨滑动。
93.在一些实施例中，所述机器人还包括联接到所述第三臂段的第一齿轮，所述第一齿轮被配置为在所述第一齿轮由第一齿轮马达驱动的情况下，使所述夹持器在所述第一自由度和所述第二自由度所定义的第一平面中转动。在一些实施例中，所述机器人还包括联接到所述第三臂段的第二齿轮，所述第二齿轮被配置为在所述第二齿轮由第二齿轮马达驱动的情况下，使所述第三臂段的至少一部分在所述第二自由度和所述第三自由度所定义的第二平面中转动。所述第一齿轮马达和所述第二齿轮马达可以与所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪分开了至少250毫米。
94.在一些实施例中，机械臂包括非铁材料(例如，铝)。
95.在一些实施例中，所述夹持器被配置为将第一永磁体夹持在所述第一爪和所述第二爪之间，以及所述机器人被配置为根据永磁体布局来定位所述第一永磁体。例如，所述机器人可以被配置为以每个永磁体不超过3.5分钟的速率将多个永磁体定位在铁磁面上。在一些实施例中，所述机器人被配置为根据所述永磁体布局来定位多个永磁体，所述永磁体布局包括至少一环的永磁体。所述至少一环可以包括至少20个永磁体。在一些实施例中，所
述永磁体布局包括至少两个同心环的永磁体。
96.所述机器人可以被配置为根据所述永磁体布局将第二永磁体定位在铁磁面上的与所述第一永磁体相距不超过2毫米的位置。在一些实施例中，所述第一永磁体具有80毫米或更小的最大尺寸。
97.所述第一永磁体可以是锥形的，其包括第一端和与所述第一端相对的第二端，所述第一端可以具有大于或等于20毫米且小于或等于50毫米的长度，以及所述第二端可以具有大于或等于30毫米且小于或等于70毫米的长度。
98.在一些实施例中，所述机器人可以被配置为根据所述永磁体布局来定位多个永磁体，所述多个永磁体包括至少20个永磁体。
99.在一些实施例中，所述夹持器还包括至少一个线性致动器，所述至少一个线性致动器包括夹持器马达和至少一个螺杆，其中，在所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪朝向彼此移动以夹持布置在所述第一爪和所述第二爪之间的对象(例如，永磁体)的情况下，所述第一爪和所述第二爪在所述对象上施加至少150lbf的力。在一些实施例中，所述第一爪和所述第二爪被配置为在不会使所述第一爪的第一面变形超过0.05毫米的情况下，在所述对象上施加至少150lbf的力。在一些实施例中，所述夹持器包括分别布置在所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪上的第一衬垫和第二衬垫，以及所述衬垫包括硅。在一些实施例中，所述第一衬垫包括蚀刻面。
100.在一些实施例中，所述机械臂被配置为承受至少1000nm的静力矩。
101.在一些实施例中，所述机器人联接到系统基座，以及所述系统基座被配置为：支撑铁磁面；以及使所述铁磁面转动。
102.根据本技术的一些方面，提供了一种系统，包括：机器人，其被配置为根据磁性组装件所用的永磁体布局将多个永磁体放置在铁磁面上，所述机器人包括：机械臂，其包括能够沿着各个自由度移动的多个臂段，夹持器，其包括基座以及能够移动地联接到所述基座的第一爪和第二爪，以及至少一个控制器，其被配置为：(1)访问用于指定所述永磁体布局的信息；(2)使用所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪，从所述多个永磁体中抓取第一永磁体；(3)使用所述机械臂，根据所述永磁体布局将所述第一永磁体定位在所述铁磁面上的某一位置处；以及(4)在定位所述第一永磁体之后，将所述第一永磁体从所述夹持器释放。
103.至少一个控制器还可以被配置为根据所述永磁体布局将包括所述第一永磁体的所述多个永磁体中的各永磁体定位在所述铁磁面上。至少一个控制器可以被配置为以每个永磁体不超过3.5分钟的速率将所述多个永磁体定位在所述铁磁面上。
104.在一些实施例中，至少一个控制器可以被配置为定位所述多个永磁体中的各永磁体，以在所述铁磁面上形成至少一环的永磁体。所述至少一环可以包括多个同心环的永磁体。在一些实施例中，所述至少一环可以包括至少20个永磁体。
105.在一些实施例中，所述至少一个控制器还被配置为使用所述机械臂，将第二永磁体定位在所述铁磁面上的与所述第一永磁体相距不超过2毫米的位置。在一些实施例中，多个永磁体包括至少20个永磁体。
106.在一些实施例中，所述第一永磁体具有80毫米或更小的最大尺寸。在一些实施例中，所述第一永磁体是锥形的，并且包括第一端和与所述第一端相对的第二端，所述第一端具有大于或等于20毫米且小于或等于50毫米的长度，以及所述第二端具有大于或等于30毫
米且小于或等于70毫米的长度。
107.在一些实施例中，所述至少一个控制器还被配置为：(1)将所述第一永磁体放置在所述铁磁面上；(2)使所述铁磁面转动；以及(3)在所述铁磁面的转动之后，将所述多个永磁体中的第二永磁体放置在所述铁磁面上。
108.在一些实施例中，所述至少一个控制器还被配置为：(1)将第一组永磁体定位在环布局中的锚固位置处；以及(2)在定位所述第一组永磁体之后，将第二组永磁体定位在所述环布局中的锚固位置之间的各位置处。所述环布局中的锚固位置可以彼此等距。
109.在一些实施例中，所述系统还包括至少一个照相机，所述至少一个照相机用于监测所述多个永磁体在所述铁磁面上的放置。在一些实施例中，所述至少一个照相机包括第一照相机，所述第一照相机联接到所述夹持器并且被配置为提供在将所述多个永磁体放置在所述铁磁面上期间的所述铁磁面的顶视图。所述至少一个照相机还可以包括第二照相机，所述第二照相机在所述机器人外部并且被配置为提供在将所述多个永磁体放置在所述铁磁面上期间的所述铁磁面的侧视图。
110.在一些实施例中，所述机器人被配置为基于用于指定永磁体布局的信息来确定为了将所述多个永磁体放置在所述铁磁面上而要进行的一系列移动。在一些实施例中，用于指定永磁体布局的信息表示所述机器人将所述多个永磁体放置在所述铁磁面上所要进行的一系列移动。
111.在一些实施例中，所述系统还包括显示器，并且所述至少一个控制器被配置为使得所述显示器显示包含所述永磁体布局的可视化的图形用户界面即gui。
112.在一些实施例中，所述夹持器还包括至少一个线性致动器，所述至少一个线性致动器包括马达和至少一个螺杆，其中，在所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪朝向彼此移动以夹持所述多个永磁体中的布置在所述第一爪和所述第二爪之间的一个永磁体的情况下，所述第一爪和所述第二爪在所述多个永磁体中的所述一个永磁体上施加至少150lbf的力。在一些实施例中，所述第一爪和所述第二爪被配置为在不会使所述第一爪的第一面变形超过0.05毫米的情况下，在所述多个永磁体中的一个永磁体上施加至少150lbf的力。
113.在一些实施例中，所述夹持器包括布置在所述夹持器的所述第一爪上的第一衬垫，所述第一衬垫包括硅。在一些实施例中，所述第一衬垫包括蚀刻面。
114.在一些实施例中，所述铁磁面包括第一铁磁面和布置在所述第一铁磁面上方的第二铁磁面，以及所述系统还包括框架，所述框架联接到所述第一铁磁面和所述第二铁磁面并且被配置为使所述第一铁磁面和所述第二铁磁面转动，使得在使所述第一铁磁面和所述第二铁磁面转动之后，所述第二铁磁面布置在所述第一铁磁面下方。
115.根据本技术的一些方面，提供了一种用于使用机器人根据磁性组装件所用的永磁体布局将永磁体放置在铁磁面上的方法，所述机器人包括：机械臂，其包括能够沿着各个自由度移动的多个臂段；以及夹持器，其具有能够移动地联接到所述夹持器的基座的第一爪和第二爪，所述方法包括：访问用于指定所述磁性组装件所用的永磁体布局的信息；以及控制所述机器人以：(1)使用所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪，从多个永磁体中抓取第一永磁体，(2)使用所述机械臂，根据所述永磁体布局将所述第一永磁体定位在所述铁磁面上的某一位置处，以及(3)在定位所述第一永磁体之后，将所述第一永磁体从所述夹持器释放。
116.在一些实施例中，控制所述机器人以定位所述第一永磁体包括：以四个自由度中的至少一个自由度移动所述第一永磁体。
117.在一些实施例中，所述方法还包括：在控制所述机器人以抓取所述第一永磁体之前，将所述第一永磁体装载到与所述铁磁面隔离的进给区域中。
118.在一些实施例中，所述方法还包括：在将所述第一永磁体从所述夹持器释放之后，使用联接到所述铁磁面的马达使所述铁磁面转动。
119.在一些实施例中，所述方法还包括：控制所述机器人以将第一多个永磁体放置在所述铁磁面上，然后控制所述机器人以将第二多个永磁体中的一个或多于一个永磁体放置在所述第一多个永磁体中的各个永磁体之间。
120.在一些实施例中，所述方法还包括：在控制所述机器人以抓取所述第一永磁体之前，将一个或多于一个塑料垫片添加到所述第一永磁体。
121.在一些实施例中，所述铁磁面包括第一铁磁面和布置在所述第一铁磁面上方的第二铁磁面，以及所述方法还包括：使第一铁磁面和第二铁磁面转动，使得在所述转动之后，所述第二铁磁面布置在所述第一铁磁面下方。
122.根据本技术的一些方面，提供了一种存储有指令的计算机可读介质，所述指令在由被配置为根据磁性组装件所用的永磁体布局将永磁体放置在铁磁面上的设备执行时，使所述设备进行处理，所述设备包括机器人，所述机器人包括：机械臂，其具有能够沿着各个自由度移动的多个臂段；以及夹持器，其具有联接到所述夹持器的基座的第一爪和第二爪，所述处理包括：访问用于指定所述磁性组装件所用的所述永磁体布局的信息；以及控制所述机器人以：(1)使用所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪，从多个永磁体中抓取第一永磁体，(2)使用所述机械臂，根据所述永磁体布局将所述第一永磁体定位在所述铁磁面上的某一位置处，以及(3)在定位所述第一永磁体之后，将所述第一永磁体从所述夹持器释放。
123.根据本技术的一些方面，提供了一种用于组装磁共振成像系统的方法，所述方法包括：(1)组装磁性组装件，其中，组装所述磁性组装件包括：控制机器人以进行以下操作，所述机器人包括：机械臂，其具有能够沿着各个自由度移动的多个臂段；以及夹持器，其具有能够移动地联接到所述夹持器的基座的第一爪和第二爪：(a)使用所述夹持器的所述第一爪和所述第二爪抓取多个永磁体，以及(b)使用所述机械臂，将所述多个永磁体定位在铁磁面上；(2)基于所述磁性组装件的一个或多于一个磁场测量结果来产生永磁体垫片；以及(3)使用所述磁性组装件和所述永磁体垫片来组装所述磁共振成像系统。
124.在一些实施例中，所述方法还包括：将一个或多于一个附加磁性组件耦接到所述磁共振成像系统，所述一个或多于一个附加磁性组件包括至少一个射频线圈，所述至少一个射频线圈被配置为在被操作时，将射频信号发送到所述磁共振成像系统的视场和/或对从所述视场发射的磁共振信号进行响应。
125.在一些实施例中，所述一个或多于一个附加磁性组件还包括多个梯度线圈，所述多个梯度线圈被配置为在被操作时，生成磁场以提供对所发射的磁共振信号的空间编码。
126.在一些实施例中，产生针对b0磁体的永磁体垫片包括：(1)确定所述磁性组装件所生成的b0场与期望b0场的偏差；(2)确定磁性图案，所述磁性图案在被应用于所述磁性组装件的磁性材料时，产生校正了所确定的偏差中的至少一些偏差的校正磁场；以及(3)将所述磁性图案应用于所述磁性组装件的磁性材料以产生所述垫片。
127.在一些实施例中，将所述一个或多于一个附加磁性组件耦接到所述磁共振成像系统包括：将所述一个或多于一个附加组件机械地耦接到所述磁共振成像系统。在一些实施例中，将所述一个或多于一个附加磁性组件耦接到所述磁共振成像系统包括：将所述一个或多于一个附加组件电气地耦接到所述磁共振成像系统。
128.在一些实施例中，组装所述磁性组装件还包括：访问用于指定所述多个永磁体所用的永磁体布局的信息，以及将所述多个永磁体定位在所述铁磁面上包括：根据所述永磁体布局将所述多个永磁体定位在所述铁磁面上。
129.在一些实施例中，将所述多个永磁体定位在所述铁磁面上包括：(1)将所述多个永磁体中的第一永磁体放置在所述铁磁面上；(2)使所述铁磁面转动；以及(3)在使所述铁磁面转动之后，将多个磁体中的第二永磁体放置在所述铁磁面上。
130.在一些实施例中，所述铁磁面包括第一铁磁面和布置在所述第一铁磁面上方的第二铁磁面，以及将所述多个永磁体定位在所述铁磁面上包括：(1)将所述多个永磁体中的第一永磁体放置在所述第一铁磁面上；(2)使所述第一铁磁面和所述第二铁磁面转动，使得所述第二铁磁面布置在所述第一铁磁面下方；以及(3)在所述转动之后，将所述多个永磁体中的第二永磁体放置在所述第二铁磁面上。
131.以下进一步描述上述的方面和实施例以及附加的方面和实施例。这些方面和/或实施例可以单独使用、全部一起使用或以任何组合使用，因为本技术在这方面不受限制。
[0132]“永磁体”可以是一旦被磁化就维持其自身的持续磁场的任何对象或材料。可以被磁化以产生永磁体的材料在本文被称为“铁磁性的”，并且作为非限制性示例包括铁、镍、钴、钕(ndfeb)合金、钐钴(smco)合金、铝镍钴(alnico)合金、锶铁氧体、钡铁氧体等。尽管ndfeb产生更高的场强度(并且通常比smco更廉价)，但smco表现出更小的热漂移，因此在面对温度波动时提供更稳定的磁场。也可以使用其他类型的(一个或多于一个)永磁体材料，因为这些方面在此不受限制。通常，所利用的永磁体材料的一个或多于一个类型将至少部分地取决于给定b0磁体实现的场强度、温度稳定性、重量、成本和/或易用性要求。
[0133]
永磁材料(例如，已被磁化场驱动至饱和的可磁化材料)在驱动场被移除时保持其磁场。由特定材料保持的磁化量被称为材料的剩磁(remanence)。因此，一旦被磁化，永磁体就产生与其剩磁相对应的磁场，从而不需要电源产生磁场。在本文所述的实施例中，永磁体在组装磁体组装件之前被磁化。
[0134]
在一些实施例中，永磁体可以是实心对象或具有中空部分。永磁体可以由任何合适的一个或多于一个材料(包括本文所述的任何材料)制成。在一些实施例中，如本文所述，可以将涂层涂敷到永磁体。例如，可以将磷酸盐钝化涂层涂敷到用于组装mri系统所用的b0磁体组装件的永磁体。
[0135]
永磁体可以具有任何合适的形状，其非限制性示例包括矩形、梯形、三角形或楔形、圆柱形、锥形等。发明人已认识到，由于各种原因，永磁体的某些形状可能是有利的，这些原因包括指定磁体布局的要求、机器人和夹持器的配置、以及磁体组装件和由此产生的b0场的期望特性。本文描述这种形状的示例。
[0136]
图1例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于组装磁体组装件的示例系统1的架构。如图1所示，系统1包括图形用户界面(gui)300、组装序列规划器14、机架运动控件16、组装处理控件18、数据存储区(data store)20、夹持器控件22、机器人406、监测系统24、
一个或多于一个照相机222、以及分配控件26。本文所述的系统1的各个组件可以与系统1的一个或多于一个其他组件进行通信。应当认识到，系统1是例示性的，并且除了图1所示的组件之外或代替图1所示的组件，该系统可以具有任何合适类型的一个或多于一个其他组件。用于组装磁体组装件的系统通常可以包括图1所示的组件，但如本文进一步详细论述的，特定系统所用的这些组件的实现可以大大不同。
[0137]
如图1所示，系统1可以包括计算装置12(例如，膝上型计算机、耦接到监测器的计算机、平板电脑等)。在一些实施例中，计算装置12包括显示器，并且至少一个控制器(例如，控制器228)被配置为使显示器显示图形用户界面(例如，gui 300)，该图形用户界面包含磁体组装件的各方面和/或组装永磁体的过程的可视化。例如，用户可以经由gui 300控制系统1和/或监测系统1的性能。本文中(包括参考图3)描述了gui 300。
[0138]
在一些实施例中，数据存储区20可以被配置为存储用于指定b0磁体组装件的永磁体布局的信息。本文描述了可以存储在数据存储区20中的指定布局的示例。在一些实施例中，用于指定永磁体布局的信息表示机器人所要进行以将磁性块放置在组装件的铁磁板部上的一系列移动。在一些实施例中，机器人可以被配置为例如使用系统1的至少一个控制器基于用于指定磁性块布局的信息来确定将磁性块放置在铁磁板上所要进行的一系列移动。例如，组装序列规划器14和组装处理控件18可以被配置为确定、通信和/或执行机器人所要进行以将永磁体放置在铁磁板上的一系列移动。
[0139]
例如在图4a中进一步示出的机器人406可以包括机械臂和联接到机械臂的夹持器。夹持器可以被配置为抓取用于组装磁性组装件的永磁体。机械臂可以包括多个段，这多个段其中之一可以是被配置为沿着轨滑动的机架。机架运动控件16、夹持控件22和分配控件26可以被配置为控制机器人406和夹持器的各方面。例如，在一些实施例中，机架运动控件16可以被配置为控制机器人的机械臂，并且夹持器控件22可以被配置为控制夹持器的爪。在一些实施例中，如本文所述，分配控件26可以被配置为控制永磁体向送进区域中的装载。在一些实施例中，机架运动控件16、夹持控件22和分配控件26可以各自包括单独的控制器。在其他实施例中，可以使用单个共享控制器来实现机架运动控件16、夹持控件22和分配控件26中的两个或多于两个。
[0140]
在一些实施例中，系统1包括用于监测b0磁体的组装的监测系统24。如本文将描述的，监测系统24可以包括用于监测永磁体在铁磁板上的定位和放置的一个或多于一个照相机222。
[0141]
图2a至图2b例示根据本文所述的技术的一些实施例的图1的示例系统的硬件模块图。例如，在图2a中，硬件模块200包括电源(power)202、紧急停止204、运动控制器206、伺服驱动器208、伺服马达210、断路器212、限位开关214和216、夹持器马达218、频闪灯220、照相机222、夹持器控制器224和计算装置12。图2a所示的各个组件可以被配置为与系统1的一个或多于一个其他组件进行通信。
[0142]
电源202被配置为向系统1的电子组件提供电力。电源202可以包括系统1的组件所用的电力的一个或多于一个源。如图2a所示和本文中(包括关于图4e1至图4e3)所述，由电源202提供给系统1的组件的电压可以根据组件的类型和组件的功能而变化。
[0143]
在一些实施例中，紧急停止204可以通过与伺服驱动器208进行通信来提供立即停止利用系统1的机器人406的驱动运动的手段。在一些实施例中，紧急停止204可以在系统1
300可以包括开始按钮306，该开始按钮306使得用户能够发起b0磁体的组装。在一些实施例中，gui 300可以包括暂停按钮308，该暂停按钮308使得用户能够暂时暂停b0磁体的组装。更进一步地，在一些实施例中，gui可以包括停止按钮310，该停止按钮310使得用户能够停止b0磁体的组装。
[0158]
gui 300可以包括用于发起各个永磁体的组装的一个或多于一个按钮。例如，用户可以使用按钮302发起第一永磁体的组装。在图3的实施例中，示出用于控制各个永磁体的组装的五个单独块按钮。然而，gui 300可以具有用于控制各个永磁体的放置的任意数量的单独块按钮，因为本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0159]
在一些实施例中，系统1可以被配置为至少部分地基于用于指定永磁体布局232的信息来确定在gui 300上显示多少个单独块按钮。例如，永磁体布局232可以表示具有一定数量的永磁体的磁体组装件，并且gui 300可以被配置为针对永磁体布局232中的各个永磁体显示单独块按钮。
[0160]
在一些实施例中，gui 300还可以包括用于控制下一永磁体的进给的块进给按钮304。在一些实施例中，块进给按钮304可以控制系统返回到抓取其他永磁体的位置。在一些实施例中，块进给按钮304可以控制将下一永磁体装载到进给区域中。在一些实施例中，将下一永磁体装载到进给区域中可以手动进行。在其他实施例中，将下一永磁体装载到进给区域中可以由外部机器人装置(包括例如多轴标准机器人)进行。在其他实施例中，将下一永磁体装载到进给区域中可以由系统1自身进行。
[0161]
在一些实施例中，gui 300可以使得用户11能够查看和/或控制磁体组装处理的数个附加方面。例如，gui 300可以使得用户11能够从要组装的多个永磁体布局232中进行选择。在一些实施例中，用户11可以使用gui 300指定和/或定义自定义布局。在一些实施例中，gui 300可以使得用户能够查看由系统1的一个或多于一个照相机222生成的磁体组装处理的图像和/或视频。在一些实施例中，gui 300可以显示使得用户11能够监测永磁体在铁磁板上的放置的图像和/或视频，使得用户11可以确定永磁体的放置符合指定永磁体布局的程度有多好。例如，在一些实施例中，如本文所述，系统1可以使用由系统1的一个或多于一个照相机222收集的数据来计算与永磁体布局的偏差。在一些实施例中，gui可以向用户11提供所计算的同与永磁体布局的偏差有关的信息，以指定永磁体的放置是否符合永磁体布局。在一些实施例中，所计算的同与永磁体布局的偏差有关的信息可以允许偏差容限，该偏差容限表示永磁体的实际定位与永磁体在指定永磁体布局中的定位之间的可接受偏差量。在一些实施例中，用户11可以设置自定义偏差容限，该自定义偏差容限表示永磁体的实际定位与永磁体在指定永磁体布局中的定位之间的可接受偏差量。
[0162]
图4a至图4d和图5至图10示出根据本文所述的技术的一些实施例的被配置为组装磁体组装件的系统1的机器人的示例。如图4a至图4b所示，系统400包括机器人406，该机器人406包括被配置为定位对象的机械臂408。在一些实施例中，机械臂被配置为根据永磁体布局将一个或多于一个永磁体定位在磁体组装件中。
[0163]
在一些实施例中，机械臂408可以被配置为沿着一个或多于一个不同的自由度移动，以根据指定磁体布局将永磁体定位在磁体组装件中。在图4a至图4d和图5至图10所示的实施例中，机器人406被配置为沿着至少三个自由度移动。例如，第一自由度可以包括沿着图4b中标记为“a”的纵轴的移动。第二自由度可以包括沿着图4b中标记为“b”的侧轴的移
动。第三自由度可以包括沿着图4b中标记为“c”的横轴的移动。在一些实施例中，a轴、b轴和c轴基本上彼此垂直。
[0164]
在一些实施例中，一个或多于一个不同的自由度包括在一个或多于一个转动平面中的转动。在一些实施例中，第一转动平面可以由纵轴和侧轴来定义(“ab”平面，在本文中也称为绕c轴的转动)。在一些实施例中，第二转动平面可以由侧轴和横轴来定义(“bc”平面，在本文中也称为绕a轴的转动)。
[0165]
机器人406可以被配置为沿着任意数量和任意组合的自由度移动和/或以任意数量和任意组合的自由度转动，并且本文所述的技术的各方面在此不受限制。例如，在一些实施例中，机器人406可以被配置为仅沿着本文所述的自由度中的一些自由度移动和/或以本文所述的自由度中的一些自由度转动。在其他实施例中，机器人406可以被配置为沿着至少本文所述的自由度移动和/或以至少本文所述的自由度转动。在一些实施例中，机器人406可以被配置为在替代和/或附加方向上移动。例如，附加和/或替代方向可以基本上垂直于本文所定义的a轴、b轴和c轴，也可以不是基本上垂直于本文所定义的a轴、b轴和c轴。此外，机器人406可以被配置为不论机器人406是否能够进行在本文所述的任何轴或其他轴上的线性运动，都在这些轴所定义的平面中转动。发明人已认识到，能够在本文所述的各种方向上移动的机器人可以进行永磁体在磁体组装件中更快且更精确的放置。
[0166]
如图4b所示，例如，机器人406可以包括机械臂408，该机械臂408包括多个臂段。例如，机械臂408可以包括第一臂段419、第二臂段415和第三臂段411。在一些实施例中，第一臂段419、第二臂段415和第三臂段411各自可以被配置为沿着各个自由度独立地移动。例如，在一些实施例中，第一臂段419可以被配置为沿着“a”轴移动，第二臂段415可以被配置为沿着“b”轴移动，并且第三臂段411可以被配置为沿着“c”轴移动。
[0167]
在一些实施例中，第一臂段419、第二臂段415和第三臂段411可以彼此机械地联接，并且可以被配置为在这些臂段中的另一臂段沿着各个自由度移动时沿着该相应自由度移动。例如，在例示实施例中，第二臂段415联接到第一臂段419，使得第二臂段415被配置为在第一臂段419沿着a轴移动时沿着a轴移动。第二臂段415被配置为独立于第一臂段419而沿着b轴移动。第三臂段411联接到第二臂段415，使得第三臂段411被配置为在第二臂段415沿着b轴移动时沿着b轴移动。另外，第三臂段411被配置为在第一臂段419和第二臂段415沿着a轴移动时沿着a轴移动。另外，第三臂段411可以被配置为独立于第一臂段419和第二臂段415这两者而沿着c轴移动。在这方面，机械臂408的第一臂段419、第二臂段415和第三臂段411可以被配置为不但沿着相应的a轴、b轴和c轴一起移动，而且彼此独立地移动。
[0168]
在一些实施例中，机器人406可以包括被配置为移动机械臂408的一个或多于一个线性致动器。例如，在一些实施例中，线性致动器可以包括至少一个马达和联接到马达的至少一个导螺杆。在一些实施例中，线性致动器可以被配置为使用至少一个马达来转动至少一个导螺杆。在其他实施例中，致动器可以是液压致动器、气动致动器或任何其他合适类型的线性致动器，因为本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0169]
在图4b所示的例示性实施例中，机器人406包括第一马达421和联接到第一马达421的第一导螺杆418。第一臂段419联接到第一导螺杆418，使得第一导螺杆418通过第一马达421的转动引起第一臂段419沿着第一自由度移动。例如，例示实施例中的沿着第一自由度的移动包括沿着图4b中标记为a轴的纵轴的移动。
[0170]
在一些实施例中，机器人406还包括第二马达417和第三马达413。在例示实施例中，第二马达417联接到第二导螺杆414，并且第三马达413联接到第三导螺杆410。尽管在例示实施例中，第一导螺杆418、第二导螺杆414和第三导螺杆410各自具有联接到导螺杆并被配置为转动导螺杆的单独马达，但在其他实施例中，一个或多于一个马达可以被配置为联接到第一导螺杆418、第二导螺杆414和/或第三导螺杆410中的多个导螺杆并转动这些多个导螺杆。此外，机器人406可以被实现为具有除本文所述的马达以外的附加马达。
[0171]
第二导螺杆414可以联接到第二臂段415，并且第二马达417可以被配置为转动第二导螺杆414，使得第二臂段415被配置为在第二导螺杆414转动时沿着各个自由度移动。例如，在例示实施例中，第二臂段415被配置为在第二马达417转动第二导螺杆414时沿着图4b中标记为“b”轴的侧轴移动。
[0172]
第三导螺杆410可以联接到第三臂段411，并且第三马达413可以被配置为转动第三导螺杆410，使得第三臂段411被配置为在第三导螺杆410转动时沿着各个自由度移动。例如，在例示实施例中，第三臂段411被配置为在第三马达413转动第三导螺杆410时沿着图4b中标记为“c”轴的横轴移动。
[0173]
第一导螺杆418、第二导螺杆414和第三导螺杆410各自可以具有紧密间隔的螺纹。螺杆的螺距是指螺杆的螺纹之间的距离。在一些实施例中，第一导螺杆418、第二导螺杆414和第三导螺杆410的螺距为5mm或更小。在一些实施例中，第一导螺杆418、第二导螺杆414和第三导螺杆410中的一个或多于一个的螺距可以不同于机器人406的其他导螺杆。
[0174]
图5例示根据本文所述的技术的一些实施例的机器人406的侧视图。
[0175]
图6例示根据本文所述的技术的一些实施例的机器人406的顶视图。在一些实施例中，例如，如图6所示，第一臂段419可以包括一个或多于一个板428，该一个或多于一个板428联接到第一导螺杆418并且被配置为沿着第一导螺杆滑动。如本文所述，一个或多于一个板428可以促进将第一臂段419联接到第一导螺杆418。
[0176]
图7例示根据本文所述的技术的一些实施例的机器人406的前视图。
[0177]
如图8a至图8b所示，例如，机器人406还可以包括联接到机械臂408的末端执行器(end effector)427。在一些实施例中，末端执行器427包括被配置为抓取永磁体的夹持器422。如本文中(包括关于图11a至图15和图18)所述，夹持器422可以包括被配置为抓取永磁体的第一爪和第二爪。
[0178]
如图8a所示，例如，机器人406还可以包括联接到末端执行器427的壳体434。壳体434可以由包括例如非铁材料(例如，铝)的任何合适的材料构成。发明人已认识到，将非铁材料用于机器人的一个或多于一个元件是有利的，因为非铁材料不受磁体组装件所产生的强磁力的影响。在其他实施例中，壳体434可以包括含铁材料和非铁材料这两者，因为本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0179]
如本文所述，发明人已认识到，在仍提供具有相对紧凑尺寸的机器人406以使机器人406所经受的转矩最小化的同时，将机器人406的(一个或多于一个)马达(诸如第一马达421、第二马达417、第三马达413、第一齿轮马达446和第二齿轮马达442等)与末端执行器427的爪以及磁体组装件402分开了最小距离，这是有利的。发明人已认识到，维持机器人406的一个或多于一个马达与末端执行器427的爪和/或磁体组装件402之间的最小距离，这降低了一个或多于一个马达的电气组件由于磁体组装件及其组件所产生的强磁力而受到
影响(例如，变得损坏、无法正确操作等)的可能性。例如，在末端执行器427的爪之间抓取的永磁体可以产生可能影响(一个或多于一个)马达的操作的磁场。通过将机器人406的马达中的一个、一些或全部与末端执行器427的爪分开、并由此与这些爪所抓取的永磁体分开，减小或消除了施加在(一个或多于一个)马达上的磁力的影响。
[0180]
因此，在一些实施例中，马达中的一个、一些或全部各自与末端执行器427的爪分开了至少阈值距离(例如，至少200mm、至少250mm、至少300mm、至少400mm、至少500mm等)。阈值距离可以取决于被机器人移动的磁体所产生的磁场的强度(磁场越强，马达将被放置得离爪越远，以避免受到磁场的影响)。
[0181]
在一些实施例中，末端执行器427被配置为以与机器人406的移动不同的附加自由度(诸如通过在一个或多于一个转动平面中转动等)移动。例如，在一些实施例中，末端执行器427可以被配置为绕图4b所示的a轴和/或b轴转动。以这种方式，末端执行器427可以通过使夹持器422在bc平面中转动180
°
(在本文中也被称为绕a轴的转动)，使得该夹持器能够将永磁体放置在彼此相对布置的底部铁磁板和顶部铁磁板(例如，如图7所示的板403a和403b)这两者上。
[0182]
在例示实施例中，例如，在图8a至图9中，机器人406包括联接到机械臂408的第一齿轮马达446和第二齿轮马达442。在例示实施例中，第一齿轮马达446联接到第一齿轮436，并且第二齿轮马达442联接到第二齿轮440。尽管在例示实施例中，第一齿轮436和第二齿轮440各自具有联接到齿轮并被配置为转动齿轮的单独齿轮马达，但在其他实施例中，一个或多于一个齿轮马达可以被配置为联接到多个第一齿轮436和第二齿轮440并转动这多个齿轮。
[0183]
在例示实施例中，第一齿轮436联接到末端执行器427，并且第一齿轮马达446被配置为转动第一齿轮436，使得在第一齿轮436转动时末端执行器427沿着各个自由度移动。在一些实施例中，末端执行器427可以被配置为在第一齿轮436由第一齿轮马达446转动时在转动平面中转动。例如，在例示实施例中，末端执行器427被配置为在第一齿轮马达446转动第一齿轮436时，在a轴和b轴所定义的“ab”平面中转动(在本文也称为绕c轴的转动)。
[0184]
在例示实施例中，第二齿轮440联接到末端执行器427，并且第二齿轮马达442被配置为转动第二齿轮440，使得在第二齿轮440转动时末端执行器427沿着各个自由度移动。在一些实施例中，末端执行器427可以被配置为在第二齿轮440由第二齿轮马达442转动时在转动平面中转动。例如，在例示实施例中，末端执行器427被配置为在第二齿轮马达442转动第二齿轮440时，在b轴和c轴所定义的“bc”平面中转动(在本文也称为绕“a”轴的转动)。
[0185]
如图9所示，第一臂段419可以包括具有第一侧段(side segment)409a和第二侧段409b的机架。在例示实施例中，第一导螺杆418是一对导螺杆，并且第一马达421包括被配置为转动这对导螺杆的一对马达。在一些实施例中，第一导螺杆418是单个导螺杆。在一些实施例中，第一马达421可以包括被配置为转动这对导螺杆中的这两个导螺杆的单个马达。在例示实施例中，例如，一对导螺杆可以由第一马达421同时转动。尽管图4a至图10所示的实施例将第一导螺杆418示出为一对导螺杆，但在其他实施例中，第一导螺杆418可以被实现为具有左螺纹部和右螺纹部这两者的单个连续螺杆。第一臂段419的第一侧段409a可以联接到第一导螺杆418的左螺纹部和右螺纹部中的一个，而第一臂段419的第二侧段409b可以联接到第一导螺杆418的左螺纹部和右螺纹部中的另一个。
[0186]
图10例示根据本文所述的技术的实施例的被配置为组装磁体组装件的机器人406的顶视图。在图10所示的实施例中，机器人406还包括用于将末端执行器427联接到机器人406的安装件448和适配器430。
[0187]
在一些实施例中，系统400还包括联接到系统基座404的一个或多于一个直线轨和轴承。一个或多于一个直线轨和轴承可以被配置为辅助机械臂408的平移运动。例如，在例示实施例中，第一直线轨420被配置为促进第一臂段419沿着第一自由度的运动。第二直线轨416被配置为促进第二臂段415沿着第二自由度的运动。第三直线轨420被配置为促进第三臂段411沿着第三自由度的运动。
[0188]
在一些实施例中，机器人406还包括联接到第一齿轮436和第二齿轮440的一个或多于一个套筒轴承。套筒轴承可以被配置为辅助机械臂408的转动运动。例如，在例示实施例中，第一套筒轴承438联接到第一齿轮436并且被配置为促进末端执行器427在第一转动平面中的转动。第二套筒轴承444联接到第二齿轮440并且被配置为促进末端执行器在第二转动平面中的转动。此外，一个或多于一个套筒轴承可以足够坚固，例如具有高达500kgf的负载能力。
[0189]
在一些实施例中，可以省略第一套筒轴承438和第二套筒轴承444中的一个或多于一个，并且第一齿轮436和第二齿轮440中的一个或多于一个可以作为代替直接联接到机器人406。在一些实施例中，可以省略被配置为促进末端执行器427在第一转动平面中的转动的第一齿轮436。在这样的实施例中，可以使用旋转固定件来切换顶部铁磁板403a和底部铁磁板403b的位置，使得可以在无需进一步转动机器人406的情况下在顶部铁磁板上进行磁体组装。
[0190]
尽管在这些图中未示出，但机械臂408的一个或多于一个段可以通过一个或多于一个驱动螺母联接到一个或多于一个导螺杆。例如，第一臂段419可以通过被配置为沿着第一导螺杆418滑动的一个或多于一个驱动螺母联接到第一导螺杆418。在一些实施例中(诸如在第一臂段419包括第一侧段409a和第二侧段409b的情况下等)，例如，第一侧段409a可以通过第一驱动螺母联接到一个第一导螺杆418，并且第二侧段409b可以通过第二驱动螺母联接到第二个第一导螺杆418。
[0191]
机器人406可以由任何合适的材料构成。发明人已认识到，在一些实施例中，机器人406的全部或部分可以由非铁材料(诸如铝、锌、青铜和/或其组合等)构成。发明人已认识到，将非铁材料用于机器人的一个或多于一个组件是有利的，因为非铁材料不受磁体组装件所产生的强磁力的影响。然而，在一些实施例中，机器人406可以由除了本文所述的材料以外的一个或多于一个材料(包括含铁材料和非铁材料)构成，并且本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0192]
发明人已认识到，本文所述的机器人可以被制造成使得机器人足够坚固以承受磁体组装件的组件所产生的强磁力。例如，机器人406可以被制造成具有足够小的尺寸，以使机械臂408所经受的转矩最小化。在一些实施例中，机器人406可以被制造成使得机械臂408可以承受至少1000nm的静力矩。在一些实施例中，机器人406可以被制造成使得在永磁体和铁磁板之间的间隙为1mm或更小(例如与铁磁板相距0.5mm)时，机械臂408可以承受200kgf的峰值力。
[0193]
图4c至图4d例示机器人406和系统400的示例尺寸。如图4c至图4d所示，在一些实
施例中，机器人406(即，在沿着图4b所示的a轴的方向上)具有约96英寸或更小的长度。在一些实施例中，机器人406(即，在沿着图4b所示的b轴的方向上)具有约48英寸或更小的宽度。在一些实施例中，机器人406(即，在沿着图4b所示的c轴的方向上)具有约39.4英寸或更小的高度。
[0194]
图4e1至图4e3例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于图4a的示例机器人的一个或多于一个马达的示意电力控制图40。在一些实施例中，机器人406具有用于向机器人406的一个或多于一个马达供电的200v的ac电源。机器人406的一个或多于一个马达可以各自具有两个电源输入：用于马达电源的第一输入和用于伺服驱动控制电子器件的第二输入。马达电源线可以与磁体组装区域432隔离，并且可以由监督系统400的操作的技术人员控制。技术人员可以使用启动、停止和/或紧急按钮来控制系统400的电源。例如，在紧急情况下，可以设置紧急按钮，按下该紧急按钮立即切断向系统的电源以保护技术人员和附近的设备。一个或多于一个马达各自所用的电源可以由单独的熔断器和电路断路器保护。
[0195]
可以将基于电流的控制方法应用于机器人的马达(例如，第一马达421、第二马达417、第三马达413、第一齿轮马达446和/或第二齿轮马达442)中的一个或多于一个(例如，所有)。此外，如本文进一步描述的，基于电流的控制方法可以适用于诸如系统马达424和/或夹持器马达1112等的系统400的一个或多于一个附加马达。图4f例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于图4a的示例机器人的一个或多于一个马达的反馈控制回路图42的示例。发明人已认识到，即使在机器人406正在经受大的外力和转矩期间，基于电流的控制方法也可以使得机器人406能够根据与永磁体布局232有关的一系列移动而移动。
[0196]
例如，可以针对一个或多于一个马达被配置为移动机器人406所沿着的各自由度(例如，在一些实施例中为各运动轴)实现比例、积分和微分(pid)反馈控制。各运动轴可以具有向马达轴的转动编码器安装器(rotational encoder mounter)。位置反馈可以用于利用调谐pid值针对马达放大器生成转矩命令。机器人406的各个马达所经受的转矩由以下的式给出：
[0197][0198]
其中，如图4f所示，τ是机器人406的各个马达所经受的转矩，kp是比例增益，kd是微分增益，ki是积分增益，pc是位置命令信号，并且pf是位置反馈信号。由于磁体组装件402及其组件所产生的高磁力，马达放大器必须产生大电流以使一个或多于一个马达能够承受所产生的高转矩。
[0199]
图4g例示根据本文所述的技术的一些实施例的测量图4a的示例机器人的马达转矩相对于位移的曲线图。图4g中的曲线图44例示在从铁磁板403抬起永磁体的处理期间的测量马达转矩值。如图4h所示，机器人406的马达所经受的转矩与施加在马达上的磁力(在本文通常也称为“拉力”)相关。图4h例示根据本文所述的技术的一些实施例的测量图4a的示例机器人上的马达转矩相对于拉力的曲线图46。可以在b0磁体组装件的组装期间测量和/或监测机器人406的组件所经受的磁拉力和转矩。
[0200]
图4a进一步例示磁体组装件402的示例实施例。磁体组装件402可以包括用于根据指定布局来定位和放置永磁体的一个或多于一个板403。在一些实施例中，一个或多于一个板403例如可以由诸如钢等的铁磁材料制成。因此，板403在本文中也被称为铁磁板403。然
而，板403可以由任何合适的一个或多于一个材料构成。
[0201]
在一些实施例中，铁磁板403包括下板403a和上板403b。在这样的实施例中，机器人406可以被配置为通过如本文所述使末端执行器427绕a轴转动来将永磁体放置在下板403a和上板403b上，以产生具有上b0磁体和下b0磁体以及在这二者之间的成像区域的b0磁体组装件。成像区域限定由给定b0磁体产生的b0磁场适合于成像的体积。更特别地，成像区域与b0磁场在期望场强度下足够均匀的区域相对应，该期望场强度使得位于其中的对象响应于射频激发(例如，合适的射频脉冲序列)的施加而发射可检测的mr信号。尽管一个或多于一个板403在本文中被称为下板403a和上板403b，但一个或多于一个板403例如可以被配置成相对于彼此具有任何朝向(诸如并排等)。此外，尽管在例示实施例中，一个或多于一个板403包括两个板，但在一些实施例中，磁体组装件402可以仅包括单个板。
[0202]
在一些实施例中，磁性组装件402还包括磁轭426，该磁轭426磁耦接到一个或多于一个板403a、403b，以捕获在不存在磁轭426的情况下将丢失并且将不会促成下板403a和下板403b之间的成像区域中的通量密度的磁通量。特别地，磁轭426形成连接下板403a和上板403b的“磁路(magnetic circuit)”，以增加下板403a和上板403b之间的成像区域中的通量密度，由此增加成像区域内的场强度。在一些实施例中，磁轭426包括耦接到下板403a的下磁轭部426a和耦接到上板403b的上磁轭部426b。在一些实施例中，磁性组装件402的下磁轭部426a和上磁轭部426b可以通过本文中(包括参考图26a至图26b)所述的组装件框架连接。
[0203]
在图4a至图4b和图5至图10所示的实施例中，例如，机器人406和磁体组装件402由系统基座404支撑。系统基座404可以由非铁材料(诸如铝等)构成。系统基座404可以被配置为向b0磁体组装件402的组装提供精确的接地。此外，系统基座404可以减少磁体组装件402及其组件(包括一个或多于一个永磁体)所产生的强磁场对周围设备和人员造成损坏的危险。在一些实施例中，基座可以具有约48英寸的宽度、约96英寸的长度和约33.6英寸的高度。
[0204]
该系统还可以具有布置在磁体组装件402和系统基座404之间的夹具板(jig plate)429。夹具板429可以增加磁体组装件402的稳定性，以确保在机器人406将永磁体定位和放置在磁体组装件402上期间的磁体组装件402的最小移动。在一些实施例中，夹具板429可以包括诸如铝等的非铁材料。在一些实施例中，夹具板429包括诸如铸铝等的实心材料。夹具板429被制造得相对较薄，例如具有4英尺
×
8英尺
×
1/2英寸的尺寸。在一些实施例中，夹具板429支撑机器人406和磁体组装件402这两者，而在其他实施例中，夹具板429被配置为仅支撑机器人406和磁体组装件402中的一个。
[0205]
在一些实施例中，系统马达424可以联接到系统基座404和下板403a。在例示实施例中，下板403a被配置为能够由系统马达424转动的转台。发明人已认识到，转动下板403a是有利的，因为这使得能够在减少机械臂408所需的移动的同时将永磁体更精确地定位和放置在下板403a上。例如，在例示实施例中，通过转动下板403a，机械臂408在纵向方向上(在本文中也称为沿着a轴)需要较少的移动。因此，机器人406可以被制造成具有较小的尺寸，从而使机械臂408所经受的转矩最小化。
[0206]
在定位和放置永磁体之前，可以将永磁体装载到送进区域430中。如本文所提及的“送进”区域是用于装载机器人406所要组装的永磁体的区域。在将一个或多于一个永磁体放置到送进区域430中之后，机器人406可以被配置为从送进区域430抓取永磁体，并且通过
将该永磁体定位和放置到组装区域432中的铁磁板403a、403b上来将该永磁体组装在磁体组装件402中。如本文所提及的“组装区域”是用于将永磁体组装到磁体组装件402的铁磁板403a、403b上的区域。如本文所述，存在将永磁体装载到送进区域430中的各种方法，诸如手动地将永磁体装载到送进区域430中、和/或例如使用外部装置(诸如多轴机器人等)自动地将永磁体装载到送进区域430中、和/或使用系统400来辅助将永磁体装载到送进区域430中等。在一些实施例中，将永磁体装载到移动带上，该移动带将永磁体移动到该永磁体可以被机器人406抓取的位置。
[0207]
发明人已认识到，将组装区域432与送进区域430隔离是有利的。送进区域430中的永磁体和组装区域432中的磁体组装件402的组件这两者可以对彼此施加磁力，这些磁力在对象最靠近在一起时最强。例如，如果由磁体组装件402的组件施加在未组装的永磁体上的磁力足够强，则该力可能导致未组装的永磁体(在一些情况下以高速)朝向磁体组装件402移动，这可能是危险的。发明人已认识到，将送进区域430与组装区域432隔离可以减少在其他情况下可能由在未组装的永磁体和磁体组装件402的组件之间产生的磁力引起的潜在损坏。在例示实施例中，在图6中，例如，送进区域430远离组装区域432，并且机器人406布置在送进区域430和组装区域432之间。
[0208]
如本文所述，发明人开发了一种夹持器，该夹持器联接到机器人406，并且被配置为即使将大拉力施加于对象(例如，永磁体)也在不许可该对象滑移的情况下抓取该对象。根据本文所述的技术的一些方面，夹持器可以被配置为抓取永磁体并将永磁体放置在(一个或多于一个)铁磁板403a、403b上。在一些实施例中，夹持器可以在夹持器的相对爪之间抓取已被装载到送进区域430中的永磁体，并且机器人406可以通过移动机械臂408的一个或多于一个臂段419、415、411来定位夹持器。如本文所述，夹持器可以通过将永磁体从夹持器的相对爪中释放，来将永磁体放置到磁体组装件402的(一个或多于一个)铁磁板403a、403b上。
[0209]
图11a至图15和图18例示根据本文所述的技术的一些实施例的被配置为抓取对象的夹持器的例示性示例。如图11a所示，例如，夹持器422包括基座1102以及可移动地联接到基座的第一爪1108a和第二爪1108b。如本文所述，包括夹持器马达1112和至少一个导螺杆1124的线性致动器可以促进第一爪1108a和第二爪1108b沿着基座1102的移动。
[0210]
夹持器422的第一爪1108a和第二爪1108b可以被配置为在第一爪1108a和第二爪1108b之间抓取诸如永磁体10等的对象，使得夹持器422可以抬起对象并且在一些实施例中将对象移动到第二位置。在一些实施例中，抬起和移动对象包括根据指定布局将对象抬起、移动和放置在第二位置。例如，对象可以是永磁体10，并且布局可以是用于磁体组装件402的指定永磁体布局232，该磁体组装件402在一些实施例中被配置为集成到如本文所述的mri装置中。
[0211]
基座1102可以被配置为支撑夹持器422的第一爪1108a和第二爪1108b。基座1102可以被制造成具有任何合适的尺寸。例如，在一些实施例中，如图11b至11c所示，基座1102具有约4.8英寸的宽度和约16.5英寸的长度。
[0212]
夹持器422的组件(诸如基座1102和爪1108a至1108b等)例如可以由任何合适的一个或多于一个材料(例如包括非铁材料(例如，铝))制成。在一些实施例中，夹持器422的组件可以仅由一个或多于一个非铁材料构成。在其他实施例中，夹持器422的组件可以涂覆有
非铁材料，并且该组件的内部部分可以包括不同的材料。发明人已认识到，由非铁材料制造夹持器422的组件使得夹持器422的组件能够承受磁体组装件的一个或多于一个磁体所产生的磁力，这是因为非铁材料对磁力有抵抗力。因此，具有由一个或多于一个非铁材料制成的组件的夹持器422的实施例即使在高强度磁场(例如，大于1.4t)中也可以是可操作的。然而，在一些实施例中，夹持器422的一个或多于一个组件可以包括含铁材料(包括例如不锈钢)。
[0213]
此外，第一爪1108a和第二爪1108b可以被制造成具有任何合适的形状，该形状的非限制性示例包括矩形、梯形、三角形或楔形、锥形等。例如，图19a至图19b例示具有不同形状的爪的夹持器422、423的替代实施例。在图19a中，夹持器423的爪是矩形的，而在图19b中，夹持器422的爪具有楔形形状。在一些实施例中，第一爪1108a和第二爪1108b可以被制造成具有基本上相同的形状。在其他实施例中，第一爪1108a和第二爪1108b可以被制造成具有不同的形状。发明人已认识到，出于各种原因(包括基于要组装的永磁体的特定形状和/或基于特定磁体布局232)而制造具有特定形状的第一爪1108a和第二爪1108b是有利的。例如，图40a至图40b例示具有锥形爪4008的夹持器4022的替代实施例。锥形爪4008可以更好地适合于抓取诸如磁体10k等的锥形永磁体。然而，本文所述的技术的各方面在此不受限制，并且第一爪1108a和第二爪1108b可以针对具有各种形状的磁体而被制造成具有任何合适的形状。
[0214]
另外，为了解决由此产生的磁场中的不均匀性，可以改变(例如，增加)受影响区域中的块的高度或深度以产生附加的磁通量来补偿由磁轭引起的磁通量密度的降低，由此改善b0磁体的视场内的b0磁场的均匀性。
[0215]
尽管永磁体可以具有不同的大小和形状，但在一些实施例中，本文所述的自动化机器人技术可以用于操纵这样的永磁体并组装磁体组装件。例如，夹持器的设计使得夹持器能够用于抓取具有不同形状和大小的永磁体。
[0216]
根据本技术的一些方面，如本文所述，在送进区域中设置有保持固定件，以促进夹持器422拾取对象。例如，图40c至图40d例示根据本文所述的技术的一些实施例的与被配置为组装磁体组装件的系统一起使用的可移除保持固定件的示例实施例。图40c例示被配置为用于保持夹持器422所要拾取的对象(诸如永磁体10等)的可移除保持固定件4002的一个示例。可移除保持固定件4002可以固定在机器人406附近的位置处(例如，在如本文所述的送进区域中)，使得机器人406可以将夹持器422定位在可移除保持固定件4002上方，并且夹持器422可以夹持并拾取布置在可移除保持固定件4002中的永磁体10(或其他对象)。
[0217]
图40d例示被配置为促进由夹持器422拾取对象的可移除保持固定件4002a至4002c的各种示例。如图40d所示，各个可移除保持固定件4002包括被成形为容纳具有特定尺寸的对象的相应凹陷部4004。例如，可移除保持固定件4002a包括具有锥形侧面的凹陷部4004a，使得也具有锥形侧面的对象(诸如图40c所示的永磁体10等)可以被容纳在凹陷部4004a中。可移除保持固定件4002b、4002c同样包括被成形为容纳特定尺寸的对象、但在形状上与凹陷部4004a不同的凹陷部4004b、4004c。本文所述的可移除保持固定件可以被配置为具有用于促进对象保持和对象拾取的任何合适形状的凹陷部，并且本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0218]
在一些实施例中，一次仅将具有相同形状的凹陷部的可移除保持固定件固定到送
进区域。例如，将具有如图40d所示的凹陷部4004a的锥形凹陷部那样的锥形凹陷部的一个或多于一个可移除保持固定件固定到送进区域。当期望使用机器人406和夹持器422来定位形状不同于凹陷部4004a的对象时，除了初始的可移除保持固定件之外或代替初始的可移除保持固定件，可以将具有不同形状的凹陷部的新的可移除保持固定件固定到送进区域。在其他实施例中，一次将具有形状不同的凹陷部的一个或多于一个可移除保持固定件固定到送进区域。尽管保持固定件例如在本文已被描述为“可移除的”、使得可以互换凹陷部的形状，但在一些实施例中，保持固定件永久地固定到送进区域。
[0219]
发明人已认识到，使用如本文所述的一个或多于一个可移除保持固定件是有利的，因为保持固定件改善了用夹持器422夹持对象的可重复性以及对象可以放置在铁磁板上的精确度。特别地，可移除保持固定件的使用确保了在拾取对象时、由夹持器正拾取的对象以相对于夹持器的爪的一致角度和位置布置。例如，在一些实施例中，如本文所述，可能期望夹持对象，使得正拾取的对象与夹持器的爪之间的表面接触最大化。由于可移除保持固定件固定到送进区域、并且可移除保持固定件的凹陷部被设计为容纳对象，因此在拾取对象时，由夹持器422正拾取的连续对象将以相对于夹持器422的位置和角度固定。正拾取的对象的位置和/或角度的变化可能导致在拾取对象时对象相对于夹持器扭转，从而需要由机器人406进行附加定位以根据指定布局精确地放置对象，或者在一些情况下，导致在将对象放置在铁磁板上时的该对象的定位误差。通过消除对象放置时的可能定位误差，对象可以在铁磁板上更靠近地放置在一起。例如，在一些实施例中，本文所述的方法和系统可以实现使对象之间的间隙不超过2mm、不超过1.5mm、不超过1mm等的对象放置。
[0220]
夹持器422还可以分别包括第一面1109a和第二面1109b。在一些实施例中，第一爪1108a的第一面1109a基本上平行于第二爪1108b的第二面1109b并且面向第二爪1108b的第二面1109b。如本文所述，发明人已认识到，将第一面1109a和第二面1109b配置成使得第一面1109a和第二面1109b基本上彼此平行是有利的，因为该配置使得第一爪1108a和第二爪1108b的第一面1109a和第二面1109b能够与正由爪1108夹持的对象之间进行最大接触，这可以防止对象的滑移。在一些实施例中，第一爪1108a和第二爪1108b可移动地联接到基座1102，使得第一爪1108a和第二爪1108b在由线性致动器(诸如本文所述的夹持器马达1112和至少一个导螺杆1124等)驱动时可以朝向彼此或远离彼此移动。
[0221]
发明人已理解，在mri装置中使用的类型的永磁体经常被制备成具有光滑面以产生均匀磁场。由于这种永磁体的光滑面，这些永磁体的面具有相对低的摩擦系数，这使得难以在不许可滑移的情况下夹持永磁体。另外，永磁体可能经受由磁体组装件402的邻近永磁体和含铁材料产生的强磁力这一事实加剧了该问题。这种强磁力使得永磁体更可能从夹持器422的第一爪1108a和第二爪1108b的夹持中滑出。
[0222]
在如本文所述的一些实施例中，第一爪1108a和第二爪1108b被配置为对布置在第一爪1108a和第二爪1108b的第一面1109a和第二面1109b之间的对象(诸如永磁体等)的面施加高夹紧力。在一些实施例中，施加在对象的面上的夹紧力为至少150lbf、200lbf、225lbf或250lbf。在其他实施例中，夹紧力在100lbf和200lbf之间。发明人已认识到，对象上的夹紧力可以根据要夹持的对象而变化，并且在一些实例中，夹紧力可以在更易碎和/或滑移风险更小的对象上被配置得更低。在其他实施例中，对象上的夹紧力可以在对象具有低摩擦系数和/或经受了强拉力的情况下被配置得更高。
[0223]
如本文所述，由于磁体组装件402的组件所产生的磁场，由夹持器422的第一爪1108a和第二爪1108b夹持的永磁体可能经受从第一爪1108a和第二爪1108b向下的强拉力。例如，永磁体上的拉力的方向可以基本上与第一爪和第二爪移动所沿着的方向垂直。根据一些实施例的由夹持器422的第一爪1108a和第二爪1108b夹持的永磁体上的拉力的方向由图37中的箭头2808示出。永磁体上的拉力可以变化(例如，至少100lbf、在100lbf和120lbf之间、在100lbf和200lbf之间、至少150lbf、至少200lbf、在150lbf和250lbf之间)。在其他实施例中，永磁体所经受的拉力可以大于或小于本文所述的力。例如，永磁体上的拉力的强度可以至少部分地基于磁体组装件402、指定布局232、正被定位的永磁体的位置以及当前组装在铁磁板403上的永磁体的数量。如本文将描述的，图39a例示根据本文所述的技术的一些实施例的在将永磁体定位在磁体组装件中期间施加在该永磁体上的力的示例模型。
[0224]
夹持器422可以被制造成具有任何合适的尺寸。例如，如图11b至图11c所示，夹持器422具有约5.5英寸的宽度和约21.2英寸的长度。
[0225]
如本文所述，夹持器422还可以包括线性致动器，该线性致动器包括夹持器马达1112和至少一个导螺杆1124。在一些实施例中，线性致动器可以被配置为使用至少一个夹持器马达1112来使至少一个导螺杆1124转动。在其他实施例中，致动器可以是液压致动器、气动致动器或任何其他合适类型的线性致动器，并且本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0226]
第一爪1108a和第二爪1108b可以联接到至少一个导螺杆1124，使得利用夹持器马达1112的至少一个导螺杆1124的转动引起第一爪1108a和第二爪1108b朝向彼此移动以夹持布置在第一面1109a和第二面1109b之间的对象(诸如永磁体等)。如本文所述，发明人已认识到，在一些实施例中，使用单个马达1112来转动至少一个导螺杆1124、使得第一爪1108a和第二爪1108b被配置为同时沿着基座1102移动，这是有利的。
[0227]
在一些实施例中，至少一个导螺杆1124包括第一导螺杆1124a和第二导螺杆1124b。第一导螺杆1124a和第二导螺杆1124b可以被配置成使得第一导螺杆1124a和第二导螺杆1124b中的一个是右螺纹导螺杆，并且第一导螺杆1124a和第二导螺杆1124b中的另一个是左螺纹导螺杆。发明人已认识到，根据本实施例配置第一导螺杆1124a和第二导螺杆1124b并且利用单个马达1112同时转动第一导螺杆1124a和第二导螺杆1124b使得能够进行第一爪1108a和第二爪1108b的自定心。然而，在其他实施例中，至少一个导螺杆1124可以包括具有左螺纹部和右螺纹部的单个导螺杆1124，并且马达1112可以被配置为同时转动左螺纹部和右螺纹部，使得第一爪1108a和第二爪1108b同时沿着基座1102移动，并且夹持器422能够使第一爪1108a和第二爪1108b自定心。
[0228]
在一些实施例中，至少一个导螺杆1124可以具有紧密间隔的螺纹。如本文所述，螺杆的螺距是指螺杆的螺纹之间的距离。在一些实施例中，至少一个导螺杆1124的螺距为0.1英寸。在一些实施例中，至少一个导螺杆1124的螺距小于0.1英寸。发明人已理解，对于给定输入，更小的螺距给出更大的输出。因此，可以在使马达1112的电力消耗最小化的同时更精确地控制至少一个导螺杆1124。
[0229]
发明人已认识到，将夹持器马达1112与夹持器422的第一爪1108a和第二爪1108b和/或磁体组装件402分开了最小距离、以减少由于磁体组装件402及其组件所产生的强磁力而对夹持器马达1112的电气组件造成的潜在损坏，这是有利的。发明人已认识到，维持夹
持器马达1112和爪1108之间的最小距离，这降低了夹持器马达1112的电气组件由于永磁体所产生的强磁力而受到影响(例如，变得损坏、无法正确操作等)的可能性。通过将夹持器马达1112与爪1108分开并由此与爪1108夹持的永磁体分开，减少或消除了施加在夹持器马达1112上的磁力的影响。
[0230]
在一些实施例中，夹持器马达1112与第一爪1108a和第二爪1108b分开了至少250毫米的距离。在其他实施例中，夹持器马达1112与第一爪1108a和第二爪1108b分开了至少300毫米的距离。可以使用本文未提及的其他合适的距离作为将夹持器马达1112与第一爪1108a和第二爪1108b分开的最小距离，因为本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0231]
在图11a所示的实施例中，第一爪1108a和第二爪1108b联接到至少一个导螺杆1124，使得当夹持器马达1112转动至少一个导螺杆1124时，第一爪1108a和第二爪1108b沿着基座1102移动。例如，如图12和图14所示，爪1108可以联接到被配置为沿着基座1102滑动的面1116。
[0232]
发明人开发了具有自锁的第一爪1108a和第二爪1108b的夹持器422。例如，夹持器422的至少一个导螺杆1124可以被配置为在夹持器没有接收到电力时承受转动。因此，在不存在由夹持器马达1112施加在至少一个导螺杆1124上的驱动力的情况下，至少一个导螺杆1124将不转动，因此第一爪1108a和第二爪1108b将相对于彼此保持固定距离并且不表现出移动。发明人已认识到，爪1108的自锁是有利的，因为由第一爪1108a和第二爪1108b夹持的对象将不会在夹持器422的电力(在一些情况下不慎)被切断时，飞离和/或掉落。
[0233]
图12例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的夹持器的侧视图。如图12所示，例如，夹持器422还可以包括用于控制马达1112的操作的马达控制器1110。在一些实施例中，马达控制器可以被配置为与系统400的控制器228进行通信，以促进利用机器人406和夹持器422对磁体组装件402的组装。
[0234]
在一些实施例中，马达1112通过马达联接器1114联接到至少一个导螺杆。此外，在一些实施例中，夹持器422还可以包括被配置为将至少一个导螺杆1124联接到基座1102的一个或多于一个螺旋联接器1120。
[0235]
图13例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的夹持器的顶视图。
[0236]
图14例示根据本文所述技术的一些实施例的、为了例示而移除了爪1108a至1108b的图11a的夹持器的顶视图。如图所示，例如，在图14中，夹持器422还可以包括连接器1122。在至少一个导螺杆1124包括第一导螺杆1124a和第二导螺杆1124b的实施例中，连接器1122可以被配置为将第一导螺杆1124a和第二导螺杆1124b联接在一起，使得第一导螺杆1124a和第二导螺杆1124b在由夹持器马达1112驱动时同时转动。
[0237]
图15例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的夹持器的爪的立体图。如图15所示，第一爪1108a和第二爪1108b各自可以联接到相应的面1116。面116可以联接到被配置为容纳至少一个导螺杆1124的驱动螺母1128。因此，将驱动螺母1128联接到至少一个导螺杆1124可以促进爪1108在至少一个导螺杆转动时的移动。在一些实施例中，驱动螺母1128可以直接联接到爪1108，并且可以不包括面1116。在图15所示的实施例中，夹持器402针对每个爪1108包括一个驱动螺母1128，然而，夹持器402可以被实现为具有任意合适数量的驱动螺母1228。在一些实施例中，一个或多于一个驱动螺母1128例如可以由诸如青铜等的非铁材料制成。
[0238]
夹持器402还可以包括联接到第一爪1108a和第二爪1108b的一个或多于一个轴承1126。在一些实施例中，一个或多于一个轴承1126联接到面1116。在其他实施例中，一个或多于一个轴承1126直接联接到爪1108。在图15所示的实施例中，各爪1108具有联接到爪1108的两个轴承1126，然而，可以使用任意合适数量的轴承。在一些实施例中，一个或多于一个轴承1126可以由非铁材料(例如，塑料、铝)制成。
[0239]
在一些实施例中，例如，在图11a中，一个或多于一个直线轨1104联接到基座1102。一个或多于一个轴承1126可以被配置为容纳一个或多于一个直线轨1104，以促进爪1108沿着基座1102的运动。一个或多于一个直线轨1104以及一个或多于一个轴承1126可以通过减小爪1108与基座1102之间的摩擦来促进爪1108沿着基座1102的运动。此外，一个或多于一个直线轨1104以及一个或多于一个轴承1126可以向夹持器422的爪1108提供增加的稳定性。在例示实施例中，两个直线轨1104以基座1102每侧一个直线轨1104的状态联接到基座，然而，可以实现任意合适数量的直线轨1104。
[0240]
在一些实施例中，夹持器422还包括布置在第一面1109a和第二面1109b各自上的衬垫1118，以进一步防止对象在夹持器422的第一爪1108a和第二爪1108b正在抓取对象期间的滑移。图16和图17a至图17b例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的示例夹持器的示例衬垫。发明人已认识到，即使在对象上存在强磁力的情况下，衬垫1118也可以有效地增加该对象(诸如永磁体等)与夹持器422的第一爪1108a和第二爪1108b之间的摩擦系数，以进一步防止滑移。此外，发明人已认识到，衬垫1118可以补偿永磁体与第一面1109a和第二面1109b之间的对准的略微偏差，以增加永磁体与第一爪1108a和第二爪1108b之间的表面张力。
[0241]
衬垫1118可以由任何合适的材料(包括硅材料和/或腈类化合物)制成。发明人已认识到，使用由硅橡胶和/或丁腈橡胶制成的衬垫1118是有利的，因为这些材料在爪1108和永磁体之间提供了强的表面张力。例如，如图16所示，衬垫1118可以是包括硅和橡胶的夹垫(sandwiched pad)。在一些实施例中，衬垫1118测量为1/4英寸厚。在一些实施例中，衬垫1118是包括1/8英寸的硅橡胶和1/8英寸的橡胶的夹垫。在一些实施例中，衬垫1118测量为3.175mm
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3.175mm。在一些实施例中，硅橡胶在邵氏a硬度标度上具有60a硬度，并且橡胶在邵氏a硬度标度上为90a硬度。发明人已理解，衬垫1118的硬度和深度可以影响由衬垫1118在爪1108和永磁体之间产生的表面张力。
[0242]
在一些实施例中，衬垫1118在其表面上具有激光蚀刻，以进一步增加衬垫1118与夹持器422所保持的对象之间的摩擦。例如，图16和图17a至图17b示出在其表面上具有激光蚀刻的衬垫1118的示例。在一些实施例中，激光蚀刻包括通过激光所蚀刻的8
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14个0.045”的正方形。衬垫1118的蚀刻和/或其他处理可以以任何合适的方式进行，并且本文所述的技术的各方面在此不受限制。此外，衬垫1118可以被蚀刻和/或以其他方式处理成具有任何合适的图案。例如，图17b示出在衬垫1118上具有激光蚀刻的替代实施例的衬垫1118。
[0243]
图18例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的夹持器的立体图。
[0244]
如本文所述，发明人开发了一种夹持器，该夹持器能够在布置在第一爪和第二爪之间的对象上施加高夹紧力，以确保在不许可滑移的情况下夹持该对象。可以用联接到数字万用表的测力传感器来验证爪1108的夹紧力。例如，测力传感器可以是具有10v范围的500lb范围的futek测力传感器(lcf450)。图20例示根据本文所述的技术的一些实施例的图
11a的示例夹持器422对测力传感器施加夹紧力的例示性示例。测力传感器2000可以联接到用于测量爪1108的夹紧力的图21所示的万用表2100。在图21所示的实施例中，来自万用表2100的读数为5.18v，其与约273lbf的夹紧力相对应。
[0245]
图22a至图22b例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于确定示例夹持器的爪的最大位移的有限元法(fem)模拟。由爪1108施加在布置于爪1108之间的对象上的夹紧力可能导致爪的第一面1109a和第二面1109b由于该对象在爪1108上所产生的反作用力而向外移位。图22a例示fem模拟2200a，该fem模拟2200a测量根据第一实施例的夹持器422的爪1108响应于施加在爪1108的第一面1109a和第二面1109b上的200kgf力而产生的位移。如图22a所示，例示实施例中的爪1108的最大位移发生在爪1108的第一面1109a和第二面1109b的上端处，并且该最大位移约为0.013mm。图22b例示fem模拟2200b，该fem模拟2200b测量根据第二实施例的夹持器422的爪1108响应于均匀地施加在爪1108的第一面1109a和第二面1109b上的200kgf的力而产生的位移。如图22b所示，例示实施例中的爪的最大位移发生在爪的第一面1109a和第二面1109b的上端处，并且该最大位移约为0.002mm。发明人已认识到，提供具有即使在经受高的力时也表现出最小位移的爪的夹持器促进了对象的无滑移的夹持。如本文所述，使夹持器的爪与布置在爪间的对象之间的表面张力最大化，这防止了对象从爪之间滑移。通过以使得爪的位移最小化的方式制造爪，可以使爪保持基本上与布置在爪之间的对象平行，并由此使对象与爪的表面完全接触。因此，当爪与对象具有最大的表面接触时，可以实现爪和对象之间的最大表面张力。发明人已认识到，夹持器的爪可以具有足够的表面张力，以防止在爪移位不超过0.05mm时的滑移。因此，期望制造在对爪施加力(例如，200kgf的峰值力)时变形不超过0.05mm的爪。
[0246]
图22c例示fem模拟2200c，该fem模拟2200c测量响应于施加在根据第二实施例的夹持器422的爪1108的第一面1109a和第二面1109b上的200kgf的力而对爪1108产生的应力。夹持器422的爪1108也许能够承受大应力量。例如，如图22c所示，爪1108由于200kgf的力所经受的最大应力约为3.736
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106nm。图22d例示fem模拟2200d，该fem模拟2200d测量图22c所示的爪1108上的应变。例如，如图22d所示，爪1108由于200kgf的力所经受的最大应变约为3.736
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106。
[0247]
如本文所述，发明人开发了一种夹持器，该夹持器能够在不许可布置在夹持器的第一爪和第二爪之间的对象的滑移的情况下夹持该对象。夹持器422的防滑夹持可以通过图23所示的实验设置来验证。例如，在永磁体10处于对永磁体10施加强磁拉力的高磁场期间，夹持器422可以将永磁体10抓取在夹持器的第一爪1108a和第二爪1108b之间。如图23所示，可以在夹持器的顶部安装500lb的测力传感器(诸如图20的测力传感器2000等)以测量拉力，并且第三马达413编码器可以测量永磁体10与夹持器422的爪1108之间的位移。图24例示根据本文所述的技术的一些实施例的由示例夹持器无滑移地保持的磁性块上的测量拉力。如图24中的曲线图2400所示，夹持器422能够将永磁体10以没有因超过100lbf的拉力而滑移的状态保持在第一爪1108a和第二爪1108b之间。
[0248]
如本文所述，机器人406可以被配置为根据指定布局232来组装磁体组装件402。现在将进一步论述磁体组装件402的各种实施例。
[0249]
图26a例示根据一些实施例的b0磁体2600的示例结构。特别地，b0磁体2600由以双平面几何形状布置的永磁体2610a和2610b以及与之耦接的铁磁轭2620形成，该铁磁轭2620
用于捕获这些永磁体所产生的电磁通量并将该通量传送至相对的永磁体，以增加永磁体2610a和2610b之间的通量密度。如永磁体2610b所示，永磁体2610a和2610b各自由多个同心永磁体环形成，该永磁体2610b包括外环永磁体2614a、中环永磁体2614b、内环永磁体2614c以及在中心处的永磁体盘2614d。永磁体2610a可以包括与永磁体2610b相同的一组永磁体元件。可以根据系统的设计要求来选择所使用的永磁体材料(例如根据期望的性质来选择ndfeb、smco等)。
[0250]
可以确定永磁体环的大小并将其布置成在永磁体2610a和2610b之间的成像区域中产生期望强度的均匀场。在图26a的实施例中，各永磁体环包括诸如永磁体10等的多个铁磁块以形成相应的环。可以确定这些块的尺寸并将其布置成产生具有诸如强度和均匀性等的期望特性的磁场。此外，尽管b0磁体2600和2700在本文中被称为具有“块”，但应当理解，b0磁体2600、2700的磁体可以被制造为具有任何合适的形状，并且本文所述的技术的各方面不限于块状永磁体。
[0251]
b0磁体2600还包括磁轭2620，磁轭2620被配置和布置为捕获由永磁体2610a和2610b产生的磁通量并将其引导到b0磁体的相对侧，以增加永磁体2610a和2610b之间的通量密度，从而增加b0磁体的视场内的场强度。通过捕获磁通量并将其引导到永磁体2610a和2610b之间的区域，可以使用较少的永磁体材料来实现期望的场强度，由此减小b0磁体的大小、重量和成本。可替代地，对于给定的永磁体，可以增加场强度，由此在不必使用增加量的永磁体材料的情况下改善系统的snr。例如b0磁体2600，磁轭2620包括框架2622以及板2624a和2624b。以与以上结合磁轭2620描述的方式类似的方式，板2624a和2624b捕获由永磁体2610a和2610b产生的磁通量并将其引导到框架2622以经由磁轭的磁回路来进行循环，从而增加b0磁体的视场中的通量密度。磁轭2620可以由任何期望的铁磁材料(例如，低碳钢、cofe和/或硅钢等)构造而成，以向磁轭提供期望的磁性质。根据一些实施例，板2624a和2624b(和/或框架2622或其部分)可以在梯度线圈可能最普遍地感应涡流的区域中由硅钢等构造而成。
[0252]
示例框架2622包括分别附接到板2624a和2624b的臂2623a和2623b、以及用于提供永磁体所产生的通量所用的磁回路的支撑件2625a和2625b。臂通常被设计为在提供永磁体所产生的磁通量的返回路径所用的足够截面的同时，减少支撑永磁体所需的材料量。臂2623a和2623b在b0磁体所产生的b0场的磁回路内具有两个支撑件。支撑件2625a和2625b是以它们之间形成有间隙2627的状态产生的，从而在提供永磁体所产生的磁通量所用的足够截面的同时，提供对框架的稳定性和/或结构的轻便性的度量。
[0253]
图26b例示永磁体2710的俯视图，该永磁体2710例如可以用作图26a所示的b0磁体2600中的永磁体2610a和2610b的设计。永磁体2710包括各自由多个铁磁块的堆叠构造而成的同心环2710a、2710b和2710c、以及在中心处的铁磁盘2710d。永磁体附接到的磁轭的框架的方向由箭头2722表示。在磁轭不对称(例如，磁轭2620)的实施例中，磁轭将导致该磁轭捕获并会聚磁通量的永磁体所产生的磁场也不对称，从而对b0磁场的均匀性产生负面影响。
[0254]
根据一些实施例，改变块尺寸以补偿磁轭对永磁体所产生的磁场的影响。例如，图26b中标记的四个区域2715a、2715b、2715c和2715d中的块的尺寸可以根据相应块位于哪个区域而变化。特别地，块的高度(例如，与圆形磁体2710的平面正交的块的尺寸)在离框架最远的区域2715c中与在离框架最近的区域2715a中的相应块相比可以更大。
[0255]
根据一些实施例，磁轭2620的部分(即，框架2622和/或板2624a、2624b)所使用的材料是钢(例如低碳钢、硅钢、钴钢等)。根据一些实施例，mri系统的梯度线圈(图26a至图26b中未示出)被布置成相对靠近板2624a、2624b，从而在这些板中感应涡流。为了减轻，板2624a、2624b和/或框架2622可以由硅钢构造而成，硅钢与例如低碳钢相比通常更能抵抗涡流产生。
[0256]
应当认识到，图26a至图26b中所示的永磁体可以使用任意数量和布置的永磁体块来制造，并且不限于本文所示的数量、布置、尺寸或材料。永磁体的配置将至少部分地取决于b0磁体的设计特性，这些特性包括但不限于b0磁体意图进行操作的mri系统所期望的场强度、视场、便携性和/或成本。例如，可以确定永磁体块的尺寸以产生在从20mt到0.1t的范围内的磁场，这取决于期望的场强度。然而，应当认识到，可以通过增加永磁体的尺寸来产生其他低场强度(例如，高达约0.2t)，尽管这种增加也将增加b0磁体的大小、重量和成本。
[0257]
如上所论述，可以改变在不同象限(quadrant)中使用的块的高度或深度，以补偿由不对称磁轭产生的对b0磁场的影响。例如，在图26a所示的配置中，框架2622(特别是腿2625a和2625b)相对于永磁体2610a和2610b的位置导致磁通量被拉离靠近框架的区域(例如，象限2615a)，这样降低了这些区域中的通量密度。
[0258]
如本文所述，机器人406可以被配置为根据指定永磁体布局组装b0磁体。例如，图25例示具有包括多个同心环的环型结构的b0磁体布局2500的实施例。在一些实施例中，本文所述的b0磁体布局2500和其他永磁体布局可以在定点照护mri系统(诸如在图46和图48a至图48c中描述的系统等)中实现。
[0259]
如本文所述，机器人夹持器(例如，夹持器422)可以被配置为通过使用夹持器422的第一爪1108a和第二爪1108b抓取永磁体10、抬起永磁体10并根据指定布局232将永磁体10定位在板403上，来根据指定布局(例如，同心环布局)组装b0磁体。图27a至图27b例示根据本文所述的技术的一些实施例的图11a的示例夹持器422将永磁体10放置和组装在铁磁板403上的图。
[0260]
图27c至图27j例示根据本文所述的技术的一些实施例的根据永磁体布局组装具有多个同心环的磁体组装件的示例处理。在图27c中，永磁体10c定位在铁磁面403上的锚固位置。在图27d中，永磁体10d定位在被定位于锚固位置的永磁体10c之间以形成内环30。在例示实施例中，该组永磁体10c和该组永磁体10d各自由三个永磁体构成。然而，可以使用任意合适数量的永磁体来形成永磁体环(诸如内环30等)，因为本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0261]
发明人已认识到，首先将一组永磁体定位在锚固位置处，随后将第二组永磁体定位在第一组永磁体之间，以提高磁体组装处理的稳健性和准确性，这是有利的。由于磁性组装件402的组件所产生的磁场，定位在铁磁板403上的永磁体在靠近铁磁板403时将经受大的拉力。特别地，已组装在铁磁板403上的相邻永磁体可能对正由夹持器422进行定位的邻近永磁体施加强的侧向拉力。通过首先将第一组永磁体定位在锚固位置、并且将第二组永磁体放置在已处于锚固位置的永磁体之间，正放置的永磁体上的侧向拉力将被平衡并因此被减小或消除。另外，将永磁体放置在与邻近永磁体等距的位置进一步减小了侧向拉力对正定位的永磁体的影响。然而，在其他实施例中，例如通过以顺时针或逆时针方式将邻近永磁体逐个紧挨地放置在铁磁板上，可以根据替代序列(例如，不考虑最小化侧向磁力)定位
永磁体。
[0262]
在图27e中，永磁体10e放置在铁磁板403上的内环30外侧的锚固位置。在图27f中，永磁体10f放置在定位于锚固位置的永磁体10e之间，以形成第一中环32。在例示实施例中，第三组永磁体10e和第四组永磁体10f各自由九个永磁体构成，然而，可以使用任意合适数量的永磁体来形成第一中环(诸如第一中环32等)，因为本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0263]
在图27g中，永磁体10g放置在铁磁板403上的第一中环32和内环30外侧的锚固位置。在图27h中，永磁体10h放置在定位于锚固位置的永磁体10g之间，以形成第二中环34。在例示实施例中，永磁体10g和永磁体10h各自由十二个永磁体构成。然而，可以使用任意合适数量的永磁体来形成第二中环(诸如第二中环34等)，因为本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0264]
在图27i中，永磁体10i放置在铁磁板403上的第二中环34、第一中环32和内环30外侧的锚固位置。在图27j中，永磁体10j放置在永磁体10i之间以形成外环36。在图27j所示的实施例中，外环36、第二中环34、第一中环32和内环是同心的。在例示实施例中，永磁体10i和永磁体10j各自由十二个永磁体构成，然而，可以使用任意合适数量的永磁体来形成外环(诸如外环36等)，因为本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0265]
图28至图29例示根据本文所述的技术的一些实施例的由图1的示例系统组装的环型磁体的示例永磁体布局。在图28中，示出具有定位在锚固位置的八个永磁体2802的组装件图案2800。在图29中，示出具有定位在成对的锚固永磁体2802之间的八个永磁体的组装件图案2900。
[0266]
可以通过本文所述的方法和系统来实现各种磁体组装件。例如，如图27a至图27j所示，本文所述的方法和系统可用于创建具有多个同心环的磁体组装件。在例示实施例中，磁体组装件包括四个同心环，然而，磁体组装件可以包括任意合适数量的同心环(例如，单个环、两个环、三个环、五个环等)。此外，各环可以被配置为具有任意合适数量的永磁体。在一些实施例中，磁体组装件包括四个同心环：具有7个永磁体的内环、具有15个永磁体的第一中环、具有28个永磁体的第二中环和具有30个永磁体的外环，然而，其他实施例也在本文所述的技术的范围内。本文所述的机器人和夹持器能够将一个或多于一个永磁体精确地定位在铁磁面上，使得每个环可以放置大量永磁体(例如，每个环至少20个永磁体、每个环至少25个永磁体等)。本文所述的机器人和夹持器还能够精确地定位总共大量永磁体。在一些实施例中，由机器人和夹持器定位的每个磁体组装件的永磁体总数为至少20个永磁体、至少50个永磁体、至少80个永磁体或用于特定磁体布局的任意其他合适数量的永磁体。
[0267]
多个同心环可以被配置成具有任何合适的尺寸。特别地，由于机器人406和夹持器422可以沿着多个轴平移和转动，因此机器人406和夹持器422可以在无需更换机器人、夹持器或铁磁板的组件以实现不同尺寸的磁体组装件的情况下，创建具有任何期望尺寸的磁性组装件。在一些实施例中，内环永磁体包括至少50毫米的外径，第一中环永磁体包括至少100毫米的外径，第二中环永磁体包括至少300毫米的外径，并且外环永磁体包括至少500毫米的外径。
[0268]
机器人406和夹持器422还可以以高放置速率实现多个永磁体的定位和放置。例如，在一些实施例中，机器人406和夹持器422可以每3.5分钟放置至少一个永磁体。如本文
所述，放置速率可以包括将永磁体保持在铁磁板上的适当位置以使得粘合剂(例如，环氧树脂)能够干燥所需的时间。对于较大的永磁体，干燥时间可能更长，因此放置速率降低。对于较小的永磁体，干燥时间更短，并且可以在特定时间量内定位和放置更多的永磁体。在一些实施例中，每3分钟、每2.5分钟、每2分钟、每1.5分钟、每1分钟等放置至少一个永磁体。由于一些磁体组装件包括大量永磁体(例如，每个铁磁板至少80个永磁体)，因此永磁体的定位和放置的高速率促进了永磁体组装件的高效形成。
[0269]
如本文中的例示实施例所示，磁体组装件的各个同心环可以包括不同大小的永磁体。例如，外环的永磁体可以大于内环的永磁体，因为永磁体的大小可以依次针对各环而增大。在其他实施例中，永磁体的大小可以依次针对各环而减小。在一些实施例中，同心环中的一些或全部同心环可以包括相同或近似相同的大小和/或形状的永磁体。
[0270]
用于组装磁体组装件的同心环的永磁体可以具有任何合适的尺寸。例如，如图28至图29所示，永磁体可以是矩形形状，并且包括不大于约40毫米的最大尺寸。在一些实施例中，永磁体中的一个或多于一个永磁体可以具有不大于80毫米的最大尺寸。在一些实施例中，永磁体可以是锥形形状(例如，如图26c至图26d所示)，其包括第一端和与第一端相对的第二端。第一端可以具有至少20毫米且不大于50毫米的长度，并且第二端可以具有至少30毫米且不大于70毫米的长度。(由于永磁体的锥形形状而引起的)第一端和第二端之间的长度差可以是至少5毫米。
[0271]
图30例示根据本文所述的技术的一些实施例的、具有根据图28中的组装件图案2800定位在锚固位置的第一组永磁体2802的示例磁体组装件。图31例示根据本文所述的技术的一些实施例的、具有根据图29的组装件图案2900定位的第一组永磁体2802和第二组永磁体2804的示例磁体组装件的一部分。
[0272]
图32a至图32d例示根据本文所述的技术的一些实施例的使用图4a的示例机器人组装磁体组装件的示例方法。在一些实施例中，本文所述的方法可以由系统400进行，该系统400包括：机器人406，其具有机械臂408，该机械臂408具有可沿着各个自由度(例如，本文所述的a轴、b轴、c轴以及ac转动平面和bc转动平面)移动的多个臂段(例如，第一臂段419、第二臂段415和第三臂段411)；以及夹持器422，其具有可移动地联接到夹持器422的基座1102的第一爪1108a和第二爪1108b。应当理解，本文所述的任何系统及其变形可用于进行图32a至图32d中所示的处理。
[0273]
图32a是用于使用本文所述的系统400根据磁体组装件的指定永磁体布局将永磁体放置在铁磁板上的例示性处理3200的流程图。
[0274]
处理3200从动作3202开始，在该动作3202中，例如由系统400的控制器228访问用于指定永磁体布局的信息。用于指定永久布局的信息例如可以存储在系统400的数据存储区中。在一些实施例中，用于指定永久布局的信息表示机器人406所要进行以定位一个或多于一个永磁体的一系列移动。
[0275]
接着，在动作3204处，控制机器人406以使用夹持器(例如，夹持器422)夹持第一永磁体。例如，机器人406可以被配置为将夹持器422定位在系统的送进区域处。夹持器422的第一爪和第二爪可以被配置为通过对第一永磁体施加夹紧力来夹持第一永磁体。
[0276]
接着，在动作3206处，控制机器人406以将第一永磁体定位在铁磁板上的某一位置处。例如，机器人406可以沿着各个自由度移动(包括如本文所述的平移和转动移动)，以将
夹持器422定位在铁磁板上。
[0277]
接着，在动作3208处，控制机器人406以将第一磁体从夹持器422释放。例如，夹持器422可以通过使第一爪和第二爪远离永磁体移动来将第一永磁体从夹持器422释放。
[0278]
可以重复处理3200的一个或多于一个动作(例如，动作3206至3208)以根据在3202处获得的布局将多个永磁体定位在铁磁板上。
[0279]
图32b是用于根据指定永磁体布局将永磁体放置在铁磁板上的另一例示性处理3300的流程图。
[0280]
处理3300从动作3302开始，例如由系统的控制器访问用于指定永磁体布局的信息。
[0281]
接着，在动作3304处，例如由系统的控制器确定用于定位第一永磁体的一系列移动。例如，定位第一磁体的一系列移动可用于使机器人406沿着各个自由度移动。例如，系统的控制器可以基于在动作3304中确定的用于定位第一永磁体的一系列移动向机器人的一个或多于一个马达发送命令。可以基于在动作3302中访问的用于指定永久布局的信息来确定用于定位第一磁体的一系列移动。在一些实施例中，动作3304由系统外部的外部装置进行，并且可以将该确定发送到系统。
[0282]
接着，在动作3306处，将第一永磁体装载到送进区域中。可以根据本文所述的技术来进行动作3306。例如，在一些实施例中，可以手动进行动作3306。在其他实施例中，动作3306由系统400或由外部装置自动进行。
[0283]
接着，在动作3308处，控制机器人406以使用夹持器(例如，夹持器422)夹持第一永磁体。
[0284]
接着，在动作3310处，控制机器人406以将第一永磁体定位在铁磁板上的某一位置处。
[0285]
接着，在动作3312处，将环氧树脂涂敷到第一永磁体的面和/或铁磁面。可以根据本文所述的技术例如手动地或者使用系统400或外部装置自动地涂敷环氧树脂。
[0286]
接着，在动作3314处，将第一永磁体放置到磁性组装件的铁磁板上，并且在动作3316中，将第一永磁体从夹持器的爪释放。可以重复处理3300的一个或多于一个动作(例如，动作3306至3314)以根据在3302处获得的布局将多个永磁体定位在铁磁板上。
[0287]
图32c是用于根据指定永磁体布局将永磁体放置在铁磁板上的另一例示性处理3400的流程图。
[0288]
处理3400从动作3402开始，在该动作3402中，访问用于指定永磁体布局的信息。接着，在动作3404处，控制机器人406以使用夹持器(例如，夹持器422)夹持第一永磁体。接着，在动作3406处，控制机器人以将第一永磁体定位在铁磁板上的某一位置处。接着，在动作3408处，控制机器人以将第一永磁体从夹持器释放。
[0289]
在动作3410中，控制机器人以对第一组永磁体中的其余永磁体重复夹持、定位和释放动作3404至3408。
[0290]
在动作3412中，控制机器人以对第二组永磁体重复夹持、定位和释放动作3404至3408。例如，在一些实施例中，如本文所述，可以将第一组永磁体放置在锚固位置，并且可以将第二组永磁体中的一些永磁体放置在第一组永磁体的成对永磁体之间。
[0291]
图32d是用于根据指定永磁体布局将永磁体放置在铁磁板上的另一例示性处理
3500的流程图。
[0292]
在动作3502中，控制机器人以使用夹持器夹持永磁体。
[0293]
在动作3504中，控制机器人以将永磁体定位在铁磁板上的某一位置处。
[0294]
在动作3506中，控制机器人以将永磁体从夹持器释放。
[0295]
接着，处理3500进入判定块3508，在该判定块3508中，确定是否要将其他永久块放置在铁磁板上。在一些实施例中，可以基于指定永磁体布局来进行该判定。例如，将其他永磁体放置在铁磁板上的确定可以是在确定为在布局中存在尚未由机器人放置的永磁体时。
[0296]
当在动作3508中确定为要放置其他永磁体时，处理移动到动作3510。在动作3510中，转动铁磁板。例如，如本文所述，铁磁板可以包括转台，并且铁磁板可以由联接到系统的系统马达来转动。在动作3510中转动铁磁板之后，处理3500经由“是”分支返回到动作3502。另一方面，当确定为将不放置附加磁体时，处理3500完成。
[0297]
在图33至图35中示出本文所述的方法的各方面。例如，图33例示根据本文所述的技术的一些实施例的、机器人406使用夹持器422将永磁体10放置在铁磁板403上的锚固位置中所放置的一对永磁体之间的示例。图34例示根据本文所述的技术的一些实施例的、机器人406使用夹持器422将永磁体10保持在铁磁板403上的锚固位置中所放置的一对永磁体之间以使环氧树脂硬化的示例。图35例示根据本文所述的技术的一些实施例的、机器人406使用夹持器422释放插入在铁磁板403上的锚固位置中所放置的一对永磁体之间的永磁体10的示例。
[0298]
发明人开发了一种系统400，其具有能够将紧密地定位永磁体(例如，被分开了小于25mm的永磁体)的机器人406和夹持器422。图36例示由图1的示例系统组装的定位在铁磁板上的三个永磁体的示例。例如，将永磁体2802以各个永磁体之间的间隔最小的状态放置在已定位在锚固位置的邻近永磁体2804和2806之间。例如，在一些实施例中，相邻永磁体之间的距离不大于2.0mm、1.5mm、1.0mm等。
[0299]
图37例示根据本文所述的技术的一些实施例的、机器人406使用夹持器422将永磁体2804放置在铁磁面上的锚固位置中所放置的一对永磁体2802、2806之间的示例。永磁体2804上的向下拉力的方向由图37中的箭头2808示出。
[0300]
在一些实施例中，系统1还包括监测系统24。图38a至图38d例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于监测永磁体在铁磁板上的放置的示例监测系统的方面。监测系统24可用于确保所组装的永磁体的位置和朝向在指定容限内。
[0301]
监测系统24可以包括用于监测永磁体的定位和放置的一个或多于一个照相机222。照相机222可以是任何合适的类型。非限制性示例包括：彩色照相机、黑白照相机、1/1.8”的黑白cmos照相机(1/1.8”monochrome cmos camera)(1600
×
1200个像素)、具有至少50fps的帧频的照相机、usb照相机、具有高对比度百万像素镜头的照相机或具有固定焦距镜头(例如，12mm镜头)的照相机。
[0302]
在图38a所示的实施例中，第一照相机452联接到机器人406。第一照相机452可以在将多个永磁体放置在铁磁板403上期间提供铁磁板403的顶视图。在例示实施例中，第一照相机452被示出为联接到与壳体434相邻的夹持器422，但可以在不同位置处(例如，在爪之间)联接到夹持器422。尽管一个照相机在图38a中被示出为联接到夹持器422，但在其他实施例中，多个照相机可以联接到夹持器422，因为本文所述的技术的各方面在此不受限
制。
[0303]
在一些实施例中，第二照相机可以联接到夹持器422，例如联接到夹持器422的第一爪1108a和第二爪1108b之间。第二照相机可以被配置为在永磁体被抓取在夹持器422的第一爪1108a和第二爪1108b之间期间监测永磁体的对准。
[0304]
附加地或可替代地，监测系统24可以包括与机器人406解除联接的外部照相机，该外部照相机被配置为在将多个永磁体放置在铁磁板403上期间提供机器人406和磁体组装件402的侧视图。监测系统24可以被实现为具有任意合适数量的照相机(包括联接到机器人406的一个或多于一个照相机222和/或系统400外部的一个或多于一个照相机222)，因为本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0305]
在一些实施例中，监测系统24可以被配置为在将永磁体放置在铁磁板403上之前、期间和/或之后确定这些永磁体的特性。例如，照相机222中的一个或多于一个照相机可以捕获组装处理的一个或多于一个图像(例如，图38b至图38d所示的图像)和/或视频，并且可以使用图像和/或视频处理技术自动处理所捕获的(一个或多于一个)图像和/或(一个或多于一个)视频，以确定各种永磁体特性。这种特性的示例包括但不限于：放置在铁磁板上的永磁体与其在铁磁板上的邻近永磁体的对准；放置在铁磁板上的永磁体与该磁体在该板上的根据正在组装的布局、该磁体的尺寸和是否存在对该磁体的任何损坏和/或该磁体的缺陷而实现的规划位置的对准。图像和/或视频技术可以利用在诸如开源计算机视觉库(opencv)和/或任何其他合适的软件库等的库中实现的算法。
[0306]
例如，可以使用诸如opencv等的软件库来处理由一个或多于一个照相机222捕获的图像，检测永磁体的特征，并进行对永磁体的测量和对准检查。例如，图38b例示由一个或多于一个照相机222捕获的示例图像3800。图38c例示正由监测系统24处理以例如使用直方图均衡化和高斯模糊来检测图像3802中的永磁体的特征的示例图像3802。图38d例示将边缘检测技术(例如，霍夫变换)应用于示例图像3800的结果(将检测线3804叠加到图像3800上)。在一些实施例中，检测线可以用于确定永磁体相对于照相机(例如，照相机的中心)的位置和/或朝向(姿势)。
[0307]
在一些实施例中，监测系统24可以被配置为将永磁体的放置与指定布局进行比较，以确定永磁体的放置与指定布局是否存在任何偏差、以及这种偏差的程度(如果有的话)。在一些实施例中，监测系统24可以被配置为确定永磁体的放置的偏差是否在表示永磁体的放置的偏差的可接受量的容限内。在一些实施例中，偏差容限可以根据指定布局而变化。在一些实施例中，偏差容限可以由用户设置。
[0308]
如本文所述，监测系统24可以被配置为使用gui 300显示与一个或多于一个永磁体的对准有关的信息。例如，用户可以使用gui来查看永磁体在铁磁板403上的放置的图像和/或视频。在一些实施例中，系统400可以被配置为自动地和/或根据请求来使用gui 300显示与永磁体的对准相关的信息，该信息例如包括在将永磁体放置在铁磁板403上期间由监测系统24的一个或多于一个照相机222捕获的图像和/或视频、永磁体的放置与指定布局相比的偏差、和/或永磁体的放置与指定布局相比的偏差在偏差容限之外的警报。
[0309]
如本文所述，发明人开发了一种能够无滑移地夹持经受了大拉力的永磁体的夹持器。如本文所述，当永磁体接近铁磁板时，永磁体可能经历大拉力。对于例如具有尺寸38mm
×
38mm
×
26mm的n42钕永磁体，永磁体上的拉力可能多达500n。
[0310]
图39a例示根据本文所述的技术的一些实施例的在将永磁体定位在磁体组装件中期间施加在永磁体上的力的示例模型。如图39a所示，具有宽度2b的永磁体上的拉力f的强度可以根据下式被表示为积分：
[0311][0312]
施加在具有高度2a的永磁体的各侧面上的表面压力p可以根据下式被表示为积分：
[0313][0314]
施加在具有高度2a的永磁体的各侧面上的表面张力t可以根据下式被表示为积分：
[0315][0316]
拉力f、表面张力t和表面压力p的关系可以由以下等式所示的库仑摩擦定律表示，其中μ是第一爪和第二爪与永磁体之间的库仑摩擦系数：
[0317]
f＝2*t＝2*μ*p。
[0318]
以上等式可以被重写为：
[0319][0320]
因此，示出拉力f与表面张力t和表面压力p成比例。因此，发明人已认识到，将永磁体与夹持器的第一爪和第二爪之间的表面张力增加到足够高，这防止了永磁体从第一爪和第二爪之间滑移。
[0321]
根据本文所述的技术的一些方面，发明人开发了一种夹持器，该夹持器能够在无需修改磁体的涂层或几何形状的情况下将永磁体牢固地保持在夹持器的爪之间。然而，发明人已认识到，在组装磁体组装件402之前制备永磁体和/或夹持器422的方法可以是有利的。
[0322]
在一些实施例中，可以将附加的表面纹理添加到永磁体的表面，以增加永磁体与夹持器的爪之间的摩擦系数。在一些实施例中，向磁性块添加附加的表面纹理包括将粗糙的塑料垫片应用于磁性块。例如，图39b例示具有被施加到永磁体10的表面的垫片3902的永磁体10的示例。发明人已认识到，向磁性块的表面添加附加的表面纹理呈现了磁性块从夹持器422的爪1108的滑移以及由一个或多于一个磁性块产生的磁场的均匀性之间的权衡。
[0323]
在一些实施例中，可以将附加的表面纹理添加到第一爪1108a和第二爪1108b的衬垫1118，以进一步增加块与夹持器422之间的摩擦系数。例如，图39c例示具有被施加到爪1108的表面1109的一个或多于一个垫片3902的爪1108的表面1109的示例。
[0324]
图41例示根据本文所述的技术的一些实施例的具有可互换的爪的示例夹持器。如本文所述，磁体组装机器人可以被配置成具有用于夹持对象(诸如永磁体4106等)的夹持器4100。另外，由磁体组装机器人组装的磁体组装件可以包括大小和形状不同的多个永磁体。发明人已认识到，不同大小和形状的永磁体可能需要用于夹持不同的永磁体的不同的夹紧力和/或不同形状和/或大小的爪。
[0325]
因此，发明人已由此认识到，利用可互换的爪和可调整的夹紧力来配置夹持器
4100是有利的。特别地，如本文所述，夹持器可以包括经由可移动面4104a至4104b联接到夹持器4100的第一爪4102a和第二爪4102b。可以确定第一爪4102a和第二爪4102b的大小和形状以容纳被夹持在第一爪4102a和第二爪4102b之间的特定对象。例如，如图41所示，可以确定第一爪4102a和第二爪4102b的大小和形状以用于夹持锥形永磁体4106。当期望夹持不同形状的对象时，可以将第一爪和第二爪从可移动面4104a至4104b解除联接(例如，通过松开用于将第一爪4102a和第二爪4102b固定到可移动面4104a至4104b的一个或多于一个螺杆)，并且可以用不同大小和/或形状的爪来替换该第一爪和第二爪。如此，可以使用夹持器4100牢固地夹持不同大小和/或形状的对象。
[0326]
在一些实施例中，夹持器4100附加地或可替代地被配置为在布置在夹持器4100的第一爪4102a和第二爪4102b之间的对象上提供可变的夹紧力。例如，在一些实施例中，夹持器4100可以被配置为在对象上施加150lbf和1000lbf之间的夹紧力。夹紧力可以是基于要夹持的对象而可选择的。例如，参考图27c至图27j，夹持器4100可以被配置为在内环30的永磁体上施加至少150lbf的夹紧力，在第一中环32和第二中环34的永磁体上施加150lbf和250lbf之间的夹紧力，并且在外环36的永磁体上施加至少250lbf的夹紧力。
[0327]
图42a至图42b例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于转动磁体组装件的磁轭的示例旋转机构的立体图。如本文所述，磁体组装件可以包括具有可以由机器人和夹持器放置永磁体的第一铁磁板2624a和第二铁磁板2624b的磁轭2620。在一些实施例中，可以使夹持器转动以使得能够将永磁体放置在磁轭2620的顶板2624b上。然而，发明人已认识到，当期望将永磁体放置在磁轭2620的顶板2624b上时，可以通过联接旋转机构4100以转动磁轭2620来简化机器人。
[0328]
例如，如图42a至图42b所示，磁轭2620包括第一铁磁板2624a以及被布置成与第一铁磁板2624a相对且在第一铁磁板2624a上方的第二铁磁板2624b。第一铁磁板2624a和第二铁磁板2624b可以联接到框架2622并且通过框架2622的垂直支撑件2625而彼此分开。本文进一步描述的旋转机构4100促进了磁轭2620的转动，使得第二铁磁板2624b可以布置在第一铁磁板2624a下方。在转动之后，机器人可以在不必使夹持器绕如图4b所示的a轴转动的情况下将永磁体放置在磁轭2620的第二铁磁板2624b上。因此，可以通过实现用于转动磁轭2620的旋转机构4100来简化机器人的设计。
[0329]
如图42a至图42c所示，旋转机构4100包括框架4102。框架4102可以被配置为联接到磁轭框架2622。更具体地，磁轭框架2622的垂直支撑件2625可以包括磁轭安装件2620。磁轭架安装件2620可以由旋转机构4100的轴承安装件4106容纳。磁轭安装件2620可以由旋转机构4100的轴承安装件4106容纳，使得磁轭2620在旋转机构4100的轮4108转动时转动。在一些实施例中，可以手动转动轮4108。在一些实施例中，轮4108的转动可以是自动化的。如图42a至图42b所示，旋转机构4100还可以包括用于锁定旋转机构的位置的销4110。
[0330]
图42c例示根据本文所述的技术的一些实施例的图42a至图42b的示例旋转机构的框架4102的立体图。框架可以包括垂直部4103a、水平部4103b和部分侧壁4103c。水平部4103b可以离放置有磁体组装件的永磁体的磁轭2620的铁磁板2624a至2624b最近。因此，在一些实施例中，水平部4103b可以包括诸如铝等的非铁材料。在一些实施例中，垂直部4103a和侧壁4103c可以包括钢。
[0331]
图43a例示根据本文所述的技术的一些实施例的与图4a的示例机器人400组合的
图42a至图42b的示例旋转机构4100的立体图。如本文所述，旋转机构可以促进在不需要使机器人400的夹持器绕a轴转动的情况下将永磁体放置在磁轭4620的顶部铁磁板上。
[0332]
图43b例示根据本文所述的技术的一些实施例的在安装磁体组装件的磁轭的处理中的图42a至图42b的示例旋转机构。如本文所述，磁轭2620可以经由磁轭2620的磁轭安装件2690和旋转机构4100的轴承安装件4106联接到旋转机构4100。
[0333]
图43c至图43e例示根据本文所述的技术的一些实施例的在组装磁体组装件的处理期间与图4a的示例机器人组合的图42a至图42b的示例旋转机构。如图43c至图43e所示和本文所述，磁轭和旋转机构4100可以经由转台绕c轴转动，以促进使用磁体组装机器人将永磁体放置在磁轭的铁磁板上。
[0334]
图44a至图44d例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于将永磁体放置到磁体组装件的磁轭上的示例方法。在图44a至图44d中通过示例示出外环永磁体在铁磁板4108上的放置，然而，根据一些实施例，本文所述的用于将永磁体放置到磁体组装件的磁轭上的示例方法同样可以针对磁体组装件的内环和中环来进行。
[0335]
发明人已认识到，旋转机构的使用可能需要将永磁体环组装在磁体组装件的铁磁板上的两个或多于两个部位。例如，由于旋转机构的大小，铁磁板绕c轴的完整360度转动可能不可行。因此，机器人可以被配置为组装永磁体环的第一部分，并且随后使铁磁板绕c轴转动以组装该永磁体环的第二部分。
[0336]
例如，如图44a所示，可以将第二中环4410组装在铁磁板4408上。如图44b所示，在组装第二中环4410之后，机器人可以被配置为将第一组永磁体4402a放置在铁磁面上的锚固位置，以开始组装磁体组装件的外环的前半部分。如图44c所示，可以将第二组永磁体4402b放置在第一组永磁体4402a的永磁体之间，以形成外环的前半部分。
[0337]
在形成外环的前半部分之后，机器人可以开始将第三组永磁体4404a的永磁体放置在铁磁板4408上的锚固位置，以形成外环的后半部分。如图44d所示，可以将第四组永磁体4404b放置在第二组永磁体4404a的永磁体之间，以形成外环的后半部分。
[0338]
在形成永磁体环的前半部分之后，可以互换夹持器的第一爪和第二爪，以针对放置在永磁体环的相应半部分中的永磁体的朝向的变化来进行调整。例如，可以将面向右的爪与面向左的爪互换，使得面向右的爪现在面向左，并且面向左的爪现在面向右。
[0339]
图45a至图45f例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于将永磁体插入到磁体组装件的磁轭上的示例方法。根据一些实施例，可以根据图45a至图45f所示的示例方法将永磁体放置在磁体组装件的铁磁板上。
[0340]
图45a例示用于将永磁体插入到磁体组装件的磁轭上的示例方法的第一步骤。如图45a所示，可以将永磁体4502夹持在夹持器4504的第一爪和第二爪之间。夹持器4504可以联接到机器人4506，该机器人4506被配置为沿着a轴、b轴和c轴移动夹持器以将永磁体4502放置在铁磁板4508上。在图45a中，机器人4506将夹持器4504和永磁体4502移动到接近铁磁板。
[0341]
图45b例示用于将永磁体插入到磁体组装件的磁轭上的示例方法的第二步骤。如图45b所示，机器人4506通过沿着c轴移动夹持器4504，来使夹持器4504和永磁体4502朝向铁磁板4508降低。
[0342]
图45c例示用于将永磁体插入到磁体组装件的磁轭上的示例方法的第三步骤。如
图45c所示，机器人4506通过沿着a轴移动夹持器，来使夹持器4504和永磁体4502沿着铁磁板4508并朝向先前组装的永磁体移动。
[0343]
图45d例示用于将永磁体插入到磁体组装件的磁轭上的示例方法的第四步骤。如图45d所示，机器人4506通过沿着c轴移动夹持器4504，将永磁体4502放置在铁磁板4508上的先前组装的永磁体之间的适当位置。
[0344]
图45e例示用于将永磁体插入到磁体组装件的磁轭上的示例方法的第五步骤。如图45e所示，一旦永磁体4502被放置在铁磁板4508上的先前组装的永磁体之间的位置，夹持器4504的爪就将永磁体4502从夹持器4504释放。
[0345]
图45f例示用于将永磁体插入到磁体组装件的磁轭上的示例方法的第六步骤。如图45f所示，机器人4506可以通过沿着c轴移动夹持器，来使夹持器4504远离铁磁板4508移动。如图45a至图45f所示，机器人可以被配置为与在沿着c轴进行任何移动之前完成所有的a轴移动相反，在沿着c轴、然后a轴、并且再次沿着c轴移动夹持器4504和永磁体4502之间交替。
[0346]
图46例示根据本文所述的技术的一些实施例的用于组装磁共振成像系统的示例方法4600。如本文所述，根据本文所述的技术的使用磁体组装机器人所组装的磁体组装件可以在用于进行磁共振成像的mri系统中实现。
[0347]
示例方法4600可以从动作4602开始，在该动作4602处，组装磁性组装件。磁性组装件可以被配置为针对磁共振成像系统产生b0场。例如，可以根据本文所述的任何技术来组装磁性组装件。在一些实施例中，在动作4602处组装磁性组装件包括：控制磁体组装机器人，以(1)使用联接到磁体组装机器人的夹持器的第一爪和第二爪抓取多个永磁体以及(2)使用磁体组装机器人的机械臂将多个永磁体定位在铁磁面上。
[0348]
在动作4604处，可以针对磁性组装件产生永磁体垫片。b0磁体可能需要一定水平的匀场(shimming)以产生具有满足在mri中使用的分布的b0磁场(例如，期望场强度和/或均匀性的b0磁场)。可以根据2017年3月22日提交的标题为“methods and apparatus for magnetic field shimming”的美国专利10,613,168(其通过引用而被全部包含于此)中所描述的任何技术来进行动作4604处的针对磁性组装件产生永磁体垫片。例如，在一些实施例中，动作4604处的针对磁性组装件产生永磁体垫片包括：(1)确定磁性组装件所生成的b0场与期望b0场的偏差；(2)确定磁性图案，该磁性图案在被应用于磁性组装件的磁性材料时，产生校正了所确定的偏差中的至少一些偏差的校正磁场；以及(3)将磁性图案应用于磁性组装件的磁性材料以产生垫片。
[0349]
在动作4606处，可以使用在动作4602处组装的磁性组装件和在动作4604处产生的永磁体垫片来组装磁共振成像系统。
[0350]
在动作4608处，可以将一个或多于一个附加磁性组件耦接到磁共振成像系统。例如，在动作4608处，可以将至少一个射频线圈耦接到磁共振成像系统。如本文所述，至少一个射频线圈可以被配置为在被操作时将射频信号发送到磁共振成像系统的视场和/或对从视场发射的磁共振信号进行响应。在一些实施例中，多个梯度线圈可以耦接到磁共振成像系统。如本文所述，多个梯度线圈可以被配置为在被操作时生成磁场以提供对所发射的磁共振信号的空间编码。应当理解，至少一个射频线圈和多个梯度线圈是用于耦接到磁共振成像系统的附加磁性组件的示例，并且一个或多于一个附加或替代磁性组件可以耦接到磁
共振成像系统。
[0351]
在一些实施例中，将一个或多于一个附加磁性组件耦接到磁共振成像系统包括：将一个或多于一个附加磁性组件机械地耦接到磁共振成像系统。在一些实施例中，将一个或多于一个附加磁性组件耦接到磁共振成像系统包括：例如通过将一个或多于一个附加磁性组件耦接到磁共振成像系统的电源，将一个或多于一个附加磁性组件电气地耦接到磁共振成像系统。
[0352]
图47例示根据本文所述的技术的一些实施例的磁共振成像系统的示例性组件。在图47的例示性示例中，mri系统100包括计算装置104、控制器106、脉冲序列存储区108、电力管理系统110和磁性组件120。应当理解，系统100是例示性的，并且除了图47所示的组件之外或代替图47所示的组件，mri系统可以具有任何合适类型的一个或多于一个其他组件。然而，mri系统通常将包括这些高级组件，尽管如以下进一步详细论述的，对于特定mri系统的这些组件的实现可能不同。
[0353]
如图47所示，磁性组件120包括b0磁体122、匀场线圈124、rf发射和接收线圈126以及梯度线圈128。磁体122可用于生成主磁场b0。磁体122可以是可生成期望的主磁场b0的任何合适类型的磁性组件或其组合。在一些实施例中，可以使用系统400和/或根据本文所述的方法组装磁体122。
[0354]
梯度线圈128可被布置为提供梯度场，并且例如可被布置为在b0场中在三个大致正交的方向(x、y、z)上生成梯度。梯度线圈128可被配置为通过系统地改变b0场(由b0磁体122和/或匀场线圈124生成的b0场)来对所发射的mr信号进行编码，从而将所接收到的mr信号的空间地点编码为频率或相位的函数。例如，梯度线圈128可被配置为改变作为沿着特定方向的空间地点的线性函数的频率或相位，尽管也可以通过使用非线性梯度线圈来提供更复杂的空间编码配置文件。例如，第一梯度线圈可以被配置为在第一(x)方向上选择性地改变b0场以在该方向上进行频率编码，第二梯度线圈可以被配置为在与第一方向基本上正交的第二(y)方向上选择性地改变b0场以进行相位编码，并且第三梯度线圈可以被配置为在与第一方向和第二方向基本上正交的第三(z)方向上选择性地改变b0场以使得能够进行用于体积成像应用的切片选择。如上文所论述的，传统梯度线圈还消耗极大电力，如本文进一步详细论述的，通常利用大型昂贵的梯度电源进行操作。
[0355]
mri是通过分别使用发射和接收线圈(通常被称为射频(rf)线圈)来激发并检测所发射的mr信号而进行的。发射/接收线圈可以包括用于发射和接收的单独线圈、用于发射和/或接收的多个线圈、或者用于发射和接收的相同线圈。因此，发射/接收组件可以包括用于发射的一个或多于一个线圈、用于接收的一个或多于一个线圈、以及/或者用于发射和接收的一个或多于一个线圈。发射/接收线圈通常也被称为tx/rx或tx/rx线圈，以通用地指代mri系统的发射和接收磁性组件的各种配置。这些术语在本文中可以互换使用。在图47中，rf发射和接收线圈126包括一个或多于一个发射线圈，该一个或多于一个发射线圈可用于生成用以感应振荡磁场b1的rf脉冲。(一个或多于一个)发射线圈可被配置为生成任何合适类型的rf脉冲。
[0356]
电力管理系统110包括用以向低场mri系统100的一个或多于一个组件提供操作电力的电子器件。例如，如以下更详细地论述的，电力管理系统110可以包括一个或多于一个电源、梯度电力组件、发射线圈组件、以及/或者提供合适的操作电力以向mri系统100的组
件供能和对其进行操作所需的任何其他合适的电力电子器件。如图47所示，电力管理系统110包括电源112、(一个或多于一个)电力组件114、发射/接收开关116以及热管理组件118(例如，用于超导磁体的低温冷却设备)。电源112包括用于向mri系统100的磁性组件120提供操作电力的电子器件。例如，电源112可以包括用于向一个或多于一个b0线圈(例如，b0磁体122)提供操作电力以产生低场mri系统所用的主磁场的电子器件。发射/接收开关116可用于选择是正在操作rf发射线圈还是正在操作rf接收线圈。
[0357]
(一个或多于一个)电力组件114可以包括用于对一个或多于一个rf接收线圈(例如，线圈126)所检测到的mr信号进行放大的一个或多于一个rf接收(rx)预放大器、被配置为向一个或多于一个rf发射线圈(例如，线圈126)供电的一个或多于一个rf发射(tx)电力组件、被配置为向一个或多于一个梯度线圈(例如，梯度线圈128)供电的一个或多于一个梯度电力组件、以及被配置为向一个或多于一个匀场线圈(例如，匀场线圈124)供电的一个或多于一个匀场电力组件。
[0358]
如图47所示，mri系统100包括具有用以向电力管理系统110发送指令并从电力管理系统110接收信息的控制电子器件的控制器106(也称为控制台)。控制器106可被配置为实现一个或多于一个脉冲序列，这些脉冲序列用于确定被发送至电力管理系统110以按期望序列操作磁性组件120的指令(例如，用于操作rf发射和接收线圈126的参数、用于操作梯度线圈128的参数等)。如图47所示，控制器106还与被编程为处理所接收到的mr数据的计算装置104进行交互。例如，计算装置104可以处理所接收到的mr数据，以使用任何合适的(一个或多于一个)图像重建处理来生成一个或多于一个mr图像。控制器106可以向计算装置104提供与一个或多于一个脉冲序列有关的信息，以供通过该计算装置来处理数据。例如，控制器106可以向计算装置104提供与一个或多于一个脉冲序列有关的信息，并且该计算装置可以至少部分地基于所提供的信息来进行图像重建处理。
[0359]
根据本文所述的技术的各方面来组装的磁体可以集成到能够带给患者的便携式低电力mri系统中，从而在需要的情况下提供负担得起且可广泛部署的mri。图48a至图48c例示根据一些实施例的便携式mri系统的图。便携式mri系统1200包括部分地由上部磁体1210a和下部磁体1210b形成的b0磁体1210，上部磁体1210a和下部磁体1210b耦接有磁轭1220，以增加成像区域内的通量密度。可以根据本文所述的方法使用磁体组装机器人来组装b0磁体1210。b0磁体1210可以连同梯度线圈1215一起容纳在磁体壳体1212中。在一些实施例中，b0磁体1210包括电磁体。在一些实施例中，b0磁体1210包括永磁体(例如，图26a所示的永磁体2600或类似的永磁体)。
[0360]
便携式mri系统1200还包括用于容纳操作mri系统所需的电子器件的基座1250。例如，基座1250可以容纳电子器件，这些电子器件包括被配置为使用干线电力(例如，经由向标准壁装插座和/或大型器具插座的连接)来操作mri系统的电力组件。
[0361]
便携式mri系统1200还包括可移动滑动件1260，该可移动滑动件1260可以以各种配置开关和定位。滑动件1260包括可以由任何合适的导电或磁性材料制成的电磁屏蔽1265，以形成可移动屏蔽件来使便携式mri系统的操作环境中的电磁噪声衰减，从而使成像区域屏蔽掉至少一些电磁噪声。
[0362]
为了不论滑动件所放置于的布置如何都确保可移动屏蔽件提供屏蔽，可以布置电垫圈以沿着可移动屏蔽件的周边提供连续屏蔽。例如，如图48b所示，可以在滑动件1260和
磁体壳体之间的接口处设置电垫圈1267a和1267b，以维持沿着该接口提供连续屏蔽。在一些实施例中，电垫圈是铍指状物或铍-铜指状物等(例如，铝垫圈)，其在滑动件1260移动到成像区域周围的期望位置期间和之后维持屏蔽件1265和接地之间的电连接。根据一些实施例，电垫圈1267c设置在滑动件1260之间的接口处，使得在滑动件被放在一起的布置中在这些滑动件之间提供连续屏蔽。因此，可移动滑动件1260可以针对便携式mri系统提供可配置的屏蔽。
[0363]
图48c例示根据一些实施例的便携式mri系统的另一示例。便携式mri系统1300在许多方面可以类似于图48a至图48b所示的便携式mri系统。然而，滑动件1360的构造不同，屏蔽件1365也是如此，这导致了制造更容易且更廉价的电磁屏蔽件。在2018年1月24日提交的标题为“electromagnetic shielding for magnetic resonance imaging methods and apparatus”的美国专利10,274,561(其通过引用而被全部包含于此)中描述了电磁屏蔽设计的各方面。
[0364]
为了便于运输而设置了机动组件1280，以使得能够例如使用诸如操纵杆或设置在mri系统上或远离mri系统的其他控制机构等的控制器将便携式mri系统从一个位置驱动到另一位置。以这种方式，便携式mri系统1200可以被运输到患者并且被操纵到床边以进行成像。
[0365]
因此，在描述了本发明中所阐述的技术的若干方面和实施例之后，应当认识到，本领域技术人员将容易进行各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进意在本文所述的技术的精神和范围内。例如，本领域普通技术人员将容易设想出，用于进行功能以及/或者获得结果和/或本文所述的一个或多于一个优点的各种其他部件和/或结构，并且这些变化和/或修改各自被视为在本文所述的实施例的范围内。本领域技术人员将认识到或能够确定仅使用了传统实验、本文所述的具体实施例的许多等同实施例。因此，应当理解，前述实施例仅以示例的方式呈现，并且在所附权利要求书及其等同项的范围内，除具体描述外，本发明的实施例可以以其他方式实施。另外，如果本文所述的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法并非相互不一致，则两个或多于两个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任意组合包括在本发明的范围内。
[0366]
例如，尽管本文参考导螺杆描述了本技术的各方面，但本技术可以使用任何合适的螺杆和/或其他驱动机构(例如，滚珠螺杆、蜗杆传动等)来实现，因为本文所述的技术的各方面在此不受限制。
[0367]
上述实施例可以以多个方式中的任何方式来实现。例如，可以使用硬件、软件或其组合来实现实施例。当以软件实现时，软件代码可以在任何合适的处理器(例如，微处理器)或处理器集合上执行，无论是在单个计算装置中提供还是在多个计算装置之间分布。应当认识到，进行上述功能的任何组件或组件集合可以一般被视为用于控制以上论述的功能的一个或多于一个控制器。一个或多于一个控制器可以以多个方式实现，诸如利用专用硬件或者利用使用微代码或软件进行编程以进行上述功能的通用硬件(例如，一个或多于一个处理器)等来实现。
[0368]
在这方面，应当认识到，本文所述的实施例的一个实现包括用计算机程序(即，多个可执行指令)进行编码的至少一个计算机可读存储介质(例如，ram、rom、eeprom、闪速存储器或其他存储器技术、cd-rom、数字通用盘(dvd)或其他光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存
储或其他磁存储装置、或其他有形的非暂时性计算机可读存储介质)，当该计算机程序在一个或多于一个处理器上执行时，进行以上论述的一个或多于一个实施例的功能。计算机可读介质可以是可运输的，使得存储在其上的程序可以被装载到任何计算装置上以实现本文论述的技术的各方面。另外，应当认识到，对当被执行时进行以上论述的功能中的任何功能的计算机程序的引用不限于在主机计算机上运行的应用程序。相反，术语计算机程序和软件在本文中在一般意义上用于引用可以被采用以对一个或多于一个处理器进行编程从而实现本文所论述的技术的各方面的任何类型的计算机代码(例如，应用软件、固件、微代码或任何其他形式的计算机指令)。
[0369]
本文所述的技术的各种方面可以单独使用、组合使用，或者以前面描述的实施例中未具体论述的各种布置进行使用，因此其应用不限于前述说明中所阐述的或附图中例示的组件的细节和布置。例如，一个实施例中所描述的方面可以以任何方式与其他实施例中所描述的方面组合。
[0370]
此外，本文所述的技术可以被体现为已提供了示例的方法。作为方法的一部分而进行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构造如下的实施例，在该实施例中，以与所例示不同的顺序进行动作，这可以包括同时进行一些动作，即使在例示性实施例中被示出为序列动作。
[0371]
在权利要求书中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等的顺序术语来修饰权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素相对于另一权利要求元素的任何优先级、优先或顺序、或者进行方法的动作的时间顺序，但这样的术语仅被用作标签以将具有某名称的一个权利要求元素与具有相同名称的另一个元素区分开，(而是为了使用顺序术语)以区分权利要求元素。
[0372]
此外，本文使用的短语和术语是为了描述的目的，而不应被视为限制。本文中“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及其变形的使用意味着涵盖了其后列出的项及其等同物以及附加项。
[0373]
在权利要求书中，以及在上面的说明书中，诸如“包含”、“包括”、“承载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”和“组成”等的所有过渡性短语应被理解为是开放式的，即意味着包括但不限于。只有过渡性短语“由
…
组成”和“大致由
…
组成”应分别为封闭或半封闭的过渡性短语。
[0374]
术语“约”、“基本上”和“大约”可以用于意味着在一些实施例中在目标值的
±
20％内、在一些实施例中在目标值的
±
10％内、在一些实施例中在目标值的
±
5％内、以及在一些实施例中在目标值的
±
2％内。术语“约”和“大约”可以包括目标值。