旋轉機構的製作方法

2023-05-13 10:33:46

專利名稱：旋轉機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種旋轉機構，尤其是關於一種實現轉動體相對基座 進行旋轉運動的旋轉機構。
背景技術：
目前，大多數UC臂型醫用X線攝影系統採甩CCD探測器來採集數 據，該CCD探測器在使用過程中一般要求可以相對UC臂左右旋轉45度， 以滿足患者特殊部位的X線攝影要求。CCD探測器的擺動可以通過自動 旋轉機構和手動旋轉機構來實現。自動旋轉機構包括步進電機、減速器及 控制器，其結構複雜，而且該機構的控制按鈕一般安裝在操作控制室，當 醫生需要旋轉CCD探測器時，需要在控制室內按控制按鈕，由於有時需 要多次調節，所以會給醫生的操作帶來極大的不便。手動旋轉機構採用錐 齒輪傳動，其結構簡單、傳動效率較高、易於安裝和易於調整傳動的中心 距，但是，該種結構具有如下缺點錐齒輪傳動的輸入輸出是可逆的，不 能自鎖，需要增加制動裝置或者比較大的阻尼系統，而且阻尼需要大到可 以使CCD探測器旋轉到任何位置時都能靜止不動，甚至能抵抗一定的外 加力矩，才能實現手動旋轉，這樣就會使整個結構複雜，而且操作更加費 力。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種結構 簡單、使用可靠且操作省力的旋轉機構。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是 一種旋轉機構，包括轉 動體、基座、蝸輪、蝸輪軸、蝸杆及至少一個連接件，該蝸輪固定在該蝸 輪軸上，該蝸輪軸與該基座固定，該蝸杆與該蝸輪嚙合，該連接件具有轉 動連接的第一部分和第二部分，該蝸杆與該第一部分固定並可繞自身軸線 轉動，該第二部分與該轉動體固定。
所述的連接件為具有內圈和外圈的第一軸承，該內圈與蝸杆固定，該 外圈與轉動體固定。
所述的旋轉機構還包括至少一個第二軸承，蝸輪軸與該第二軸承的內 圈固定，該第二軸承的外圈與轉動體固定。 所述的軸承為球軸承。
所述的蝸杆與至少一個驅動件動力連接。
所述的驅動件有兩個，其中一個驅動件與蝸杆直連，另一個驅動件通 過齒輪傳動機構與蝸杆動力連接。
所述的齒輪傳動機構包括齒輪軸、直徑較大的第一齒輪及直徑較小的 第二齒輪，該齒輪軸通過球軸承支撐在轉動體上，該第一齒輪固套在該齒 輪軸的一端，該齒輪軸的另一端與對應的驅動件連接，該第二齒輪同軸線 固定在蝸杆上，該第二齒輪與第一齒輪嚙合。
所述的驅動件包括旋轉手輪及固定在旋轉手輪邊緣的手柄，該旋轉手 輪與蝸杆動力連接。
所述的蝸輪在周向上與蝸輪軸固定並可在軸向上沿蝸輪軸移動，該蝸 輪的軸向兩端設有軸向定位套，各軸向定位套通過可拆卸的螺紋緊固件鎖 緊在蝸輪軸上。
所述的基座為UC臂型醫用X線攝影系統的UC臂，轉動體為X線攝 影系統的CCD探測器，該UC臂設在立柱的UC臂移動導軌上，該UC臂
具有球管移動導軌，該球管移動導軌上可滑動安裝有球管模塊。
本發明的有益效果是，蝸輪作為相對靜止的輸入端，蝸杆作為輸出端， 轉動蝸杆時，由於蝸輪軸和蝸輪是相對靜止的，所以蝸輪可以使蝸杆帶著
轉動體一起繞蝸輪的軸線旋轉，實現轉動體和基座之間的相對轉動；又，
由於蝸輪蝸杆傳動具有自鎖功能，可以在任意轉動位置實現轉動體的定位， 能夠抗擊比較大的外加力矩，不需要增加制動裝置或額外的阻尼，使整個 旋轉機構結構簡單、使用可靠且操作省力。

圖1是採用本實施方式旋轉機構的醫用X線攝影系統在uc臂處於平
衡位置時的結構示意圖2是X線攝影系統在UC臂旋轉一定角度時的結構示意圖3是本實施方式旋轉機構的左視角度的結構示意圖(不含UC臂)；
圖4是本實施方式旋轉機構的主視角度的結構示意圖。
具體實施方式
本實施方式旋轉機構包括轉動體、基座、蝸輪、蝸輪軸、蝸杆及至少
一個連接件，該蝸輪固定在該蝸輪軸上，該蝸輪軸與該基座固定，該蝸杆 與該蝸輪嚙合，該連接件具有轉動連接的第一部分和第二部分，該蝸杆與 該第一部分固定並可繞自身軸線轉動，該第二部分與該轉動體固定。
如圖1至圖4所示，採用本實施方式旋轉機構的UC臂型醫用X線攝 影系統包括立柱3、 UC臂2、 CCD探測器1、 X線球管5及限束器4，該 立柱3豎直固定在地面上，該UC臂2通過UC臂移動導軌7在立柱3上 上下滑動，該X線球管5和限束器4組成球管模塊，該球管模塊通過球管 移動導軌6在UC臂2上作直線移動。該球管模塊安裝在該UC臂2的一 端，該CCD探測器1安裝在該UC臂2的另一端，該CCD探測器1與球 管模塊組成X線攝影單元。該CCD探測器1 一般情況下處於平衡位置， 但根據患者的病灶部位的特殊性，可以將CCD探測器1相對UC臂2旋轉 一個角度，以便於拍攝到更加清楚和質量更好的X線照片， 一般該旋轉角 度左右不超過45度。另外，該UC臂2也可相對該立柱3在一定角度範圍 內旋轉，其旋轉的極限位置是左側與立柱3成30度而右側與立柱3成120 度。該UC臂2為所述的基座，該CCD探測器1為所述的轉動體。
該醫用X線攝影系統還包括蝸輪ll、蝸輪軸28、連接件、蝸杆12、 第一驅動件及第二驅動件。該第一驅動件包括第一旋轉手輪9及第一手柄 8，該第一手柄8固定在該第一旋轉手輪9的邊緣，且該第一手柄8上套有 活動套筒。該第二驅動件包括第二旋轉手輪14及第二手柄13，該第二手 柄13固定在該第二旋轉手輪14的邊緣，且該第二手柄13上套有活動套筒。
該第一旋轉手輪9通過齒輪傳動機構與蝸杆12動力連接，該齒輪傳 動機構包括直徑較大的第一齒輪10、直徑較小的第二齒輪25及齒輪軸38， 該第一旋轉手輪9和一個深溝球軸承37安裝在該齒輪軸38的一端，第一 齒輪10和另一個深溝球軸承37安裝在該齒輪軸38的另一端，該第二齒輪 25與該第一齒輪10嚙合，該第二齒輪25固套在蝸杆12上並與蝸杆12同 軸線，該兩個深溝球軸承37的內圈均與該齒輪軸38固定，該兩個深溝球 軸承37的外圈與兩個焊接法蘭35固定，該兩個焊接法蘭35焊接固定在 CCD探測器1的外殼上，焊接完成後，通過在數控鏜床上一次加工兩個軸 承安裝孔，使兩個深溝球軸承37固定在兩個焊接法蘭35的軸承安裝孔上， 從而保證良好的精度和同軸度。
蝸杆12包括設計加工成一體的蝸杆齒圈120及長軸件121，該蝸杆齒 圈120固設於該長軸件121的中部，第二齒輪25和一個連接件固定在該長
軸件121的一端，第二旋轉手輪14和另一個連接件固定在該長軸件121 的另一端，該長軸件121和CCD探測器1均與該兩個連接件固定，且該 長軸件121可繞自身軸線(即蝸杆的軸線)轉動。該連接件為第一軸承39， 該軸承為深溝球軸承，兩個第一軸承39的內圈(第一部分)均與長軸件121 固定，兩個第一軸承39的外圈(第二部分)與兩個第一焊接法蘭20固定， 兩個第一焊接法蘭20均焊接固定在CCD探測器1的外殼上，以提高強度 和剛度。對於靠近第二旋轉手輪14的第一軸承39，採用在長軸件121上 的臺階軸肩和軸肩彈性擋圈21來夾緊內圈，外圈的一端採用在對應的第一 焊接法蘭20上加工臺階和退刀槽固定，該外圈的另一端釋放，這樣通過和 靠近第二齒輪25的第一軸承39結合就可以有效的消除軸向間隙，可以將 軸向間隙調整為"0"，同時，該軸承的徑向遊隙也可回歸"0"，從而在旋 轉過程中減小甚至消除回程誤差。
蝸輪11固定在蝸輪軸28上，該蝸輪11在周向上與蝸輪軸28固定； 在軸向上，蝸輪11可在蝸輪軸28上左右滑動，以調整蝸輪11與蝸杆12 的最佳嚙合狀態。調整好蝸輪11的位置後，通過兩個可拆卸的鎖緊螺釘 32和兩個軸向定位套25在軸向鎖緊蝸輪ll。該蝸輪ll的左、右兩端均安 裝有第二軸承17,該第二軸承17如球軸承，兩個第二軸承17的內圈均與 蝸輪軸28固定，兩個第二軸承17的外圈均與第二焊接法蘭18固定，兩個 第二焊接法蘭18均與CCD探測器1的外殼固定，實現整個CCD探測器1 與第二軸承17的外圈的剛性連接，為了提高精度，該兩個第二焊接法蘭 18都是在焊接後再加工軸承安裝孔。該蝸輪軸28的右端向外伸出該CCD 探測器l一定長度，該右端設有臺階，該臺階抵住UC臂2的內側面，該 伸出部分比UC臂2的厚度小，在該伸出部分的末端加工出螺紋孔，再在 UC臂2的外側面安裝軸端法蘭27,並通過外六方螺釘26緊固，即可拉緊 該蝸輪軸28，實現蝸輪軸28與UC臂2的剛性連接。即使蝸輪軸28與 UC臂2的孔為小間隙配合，也不會影響蝸輪軸28與UC臂2的剛性連接。
當通過手柄轉動任何一個旋轉手輪時，蝸杆12轉動，由於蝸輪軸28 與UC臂2剛性連接，蝸輪11與蝸輪軸28固定，而UC臂2是相對靜止 不動的，所以蝸輪11會驅動蝸杆12繞蝸輪11的軸線(即蝸輪軸28的軸線) 轉動，從而帶著CCD探測器1繞該軸線轉動。當然，整個UC臂2也可旋 轉，使蝸輪軸28也隨著UC臂2—起旋轉。
本實施方式中，蝸輪11固定在蝸輪軸28上，蝸輪軸28與UC臂2
剛性連接，使蝸輪軸28相對靜止而可以看作運動的基準。蝸杆12和CCD 探測器1都與連接件固定，且該蝸杆12可在驅動件的驅動下繞自身的軸線 轉動。在驅動件帶著蝸杆12旋轉的同時，蝸杆12在自轉的同時和CCD 探測器1 一起圍繞蝸輪11的軸線作公轉運動，使CCD探測器能夠相對UC 臂在一定角度範圍內的轉動。在該實施方式中，蝸輪11作為相對靜止的輸 入端，蝸杆12作為輸出端。
本實施方式中，驅動件有兩個， 一個驅動件與蝸杆直連，實現CCD 探測器的慢速旋轉，該方式可以獲得比較精確的輸出位置；另一個驅動件 通過齒輪傳動機構與蝸杆動力連接，實現CCD探測器的快速旋轉，該方 式可以提高效率。該兩種方式可以供操作者自由選擇。
該具有蝸輪蝸杆的旋轉機構不僅可以用在醫用X線攝影系統中，也可 用在有複雜運動的病床上以實現病床的旋轉，或者是用在牙床上以實現牙 床靠背的旋轉，或者是其它需要使轉動體相對基座進行旋轉的設備上。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細 說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新 型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下， 還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種旋轉機構，包括轉動體及基座，其特徵在於包括蝸輪、蝸輪軸、蝸杆及至少一個連接件，該蝸輪固定在該蝸輪軸上，該蝸輪軸與該基座固定，該蝸杆與該蝸輪嚙合，該連接件具有轉動連接的第一部分和第二部分，該蝸杆與該第一部分固定並可繞自身軸線轉動，該第二部分與該轉動體固定。
2. 根據權利要求1所述的旋轉機構，其特徵在於所述的連接件為具 有內圈和外圈的第一軸承，該內圈與蝸杆固定，該外圈與轉動體固定。
3. 根據權利要求1所述的旋轉機構，其特徵在於還包括至少一個第 二軸承，蝸輪軸與該第二軸承的內圈固定，該第二軸承的外圈與轉動體固 定。
4. 根據權利要求2或3所述的旋轉機構，其特徵在於所述的軸承為 球軸承。
5. 根據權利要求1所述的旋轉機構，其特徵在於所述的蝸杆與至少 一個驅動件動力連接。
6. 根據權利要求5所述的旋轉機構，其特徵在於所述的驅動件有兩 個，其中一個驅動件與蝸杆直連，另一個驅動件通過齒輪傳動機構與蝸杆 動力連接。
7. 根據權利要求6所述的旋轉機構，其特徵在於所述的齒輪傳動機 構包括齒輪軸、直徑較大的第一齒輪及直徑較小的第二齒輪，該齒輪軸通 過球軸承支撐在轉動體上，該第一齒輪固套在該齒輪軸的一端，該齒輪軸 的另一端與對應的驅動件連接，該第二齒輪同軸線固定在蝸杆上，該第二 齒輪與第一齒輪嚙合。
8. 根據權利要求5所述的旋轉機構，其特徵在於所述的驅動件包括 旋轉手輪及固定在旋轉手輪邊緣的手柄，該旋轉手輪與蝸杆動力連接。
9. 根據權利要求1所述的旋轉機構，其特徵在於所述的蝸輪在周向 上與蝸輪軸固定並可在軸向上沿蝸輪軸移動，該蝸輪的軸向兩端設有軸向 定位套，各軸向定位套通過可拆卸的螺紋緊固件鎖緊在蝸輪軸上。
10. 根據權利要求1-3、 5-9中任意一項所述的旋轉機構，其特徵在於所述的基座為UC臂型醫用X線攝影系統的UC臂，轉動體為X線攝影系 統的CCD探測器，該UC臂設在立柱的UC臂移動導軌上，該UC臂具有 球管移動導軌，該球管移動導軌上可滑動安裝有球管模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種旋轉機構，包括轉動體、基座、蝸輪、蝸輪軸、蝸杆及至少一個連接件，該蝸輪固定在該蝸輪軸上，該蝸輪軸與該基座固定，該蝸杆與該蝸輪嚙合，該連接件具有轉動連接的第一部分和第二部分，該蝸杆與該第一部分固定並可繞自身軸線轉動，該第二部分與該轉動體固定。蝸輪作為相對靜止的輸入端，蝸杆作為輸出端，轉動蝸杆時，由於蝸輪軸和蝸輪是相對靜止的，所以蝸輪可以使蝸杆帶著轉動體一起繞蝸輪的軸線旋轉，實現轉動體和基座之間的相對轉動；又，由於蝸輪蝸杆傳動具有自鎖功能，可以在任意轉動位置實現轉動體的定位，能夠抗擊比較大的外加力矩，不需要增加制動裝置或額外的阻尼，使整個旋轉機構結構簡單、使用可靠且操作省力。
文檔編號A61B6/03GK201197712SQ20082009369
公開日2009年2月25日 申請日期2008年4月28日 優先權日2008年4月28日
發明者盧志豪, 史智淵, 王滿強 申請人:深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司