偏光片划线机的研制（精选4篇）
偏光片划线机的研制 第1篇
1 主要技术指标
该设备要求绕制的线圈无明显机械折痕与刻伤,排线整齐,无堆槽,无压叠,无断开,无松散,无故障率。为实现以上功能,具体的设计参数如表1所示:
2 设备组成
绕线机主要由机架、绕线主轴机构、排线机构、绕线夹具、张力机构以及控制系统等组成,其机构示意图如图1所示。
2.1 绕线主轴机构
该设备由三相交流异步电机带动同步带及传动轴转动,保证绕线两侧主轴转动等速及同步,通过加工及装配精度保证线模具同心,从而保证绕线的质量。
2.2 排线机构
绕线机排线进给机构的驱动通常采用步进电动机作为驱动源,可采用经联轴器驱动滚珠丝杆旋转或采用步进电动机经同步齿型带驱动滚珠丝杆旋转的两种方式。本文采用步进电动机经同步齿型带驱动滚珠丝杆的形式,由于在步进电动机轴与滚珠丝杆之间采用柔性连接,对步进电动机座定位面的要求和滚珠丝杆与导向杆件的装配要求相应降低,使箱体孔加工容易,运动更加顺畅。
为了达到设计要求,有针对性地进行了改进,采用复合排线法,大大地改进了整机性能,提高了产品质量。排线机构的换向控制成为控制绕制面品质的关键问题,可通过软件控制异步电机在换向时速度与时间的匹配,不会造成压叠或松散等现象[1,2,3]。
2.3 绕线夹具
更换不同的绕线夹具可绕制不同规格的线圈,为满足生产需要可灵活设计夹具,通过参数设置从而达到很好的排线效果,如图2,3,4为生产应用中的夹具实例。
2.4 张力机构
在绕制细微漆包线和贵金属细丝时,由于线径细,如果张力太大,就会断丝或将线拉长,使线圈的直流电阻增大。如果张力太小,就会出现乱排线现象,绕制品质下降。该设备的放线张力器固定于滚珠丝杆的排线杆上,采用毛毡压紧方式控制张力。在实际生产中,可在重要工艺环节增加张力装置以控制张力的大小,保证排线整齐,无压叠,无松散,通过细致调节完全可以满足不同线径需求。生产线张力装置实例如图5所示。
2.5 控制系统
本机采用可编程控制器作为控制核心,触摸屏作为人机交换,异步电机作为执行机构,实现排线与绕线主轴的精确控制,从而保证绕线的精度,主要执行部件采用日本进口,响应快,可靠性高,控制系统框图如图6所示[1]。
工作过程:自动绕线时,先选择要操作的文件号,调出绕线参数。进行参数设定及原点调整,手动上线并固定夹具,按下面板上启动按钮,将电位器开关由低到高调整并执行自动绕线过程。流程图如图7所示:
绕制贵金属0.05mm细丝线,要求密绕均匀、美观,参数设置如表2所示:
备注:CS:槽数;ZT:连续/断续工作状态;SC:刹车状态;XJ:线径;GLX:过拉线距;MODE:槽数;Z:匝数;K:骨架宽度。
3 复合排线原理
绕制细微线线圈时,一般采用两种排线方式,即自由排线和强制排线。自由排线靠线的张力及凸轮摆动来排线,只要调节得当,每匝线也能紧密排线,但是调节起来比较困难,主要是机械方面的调试量太多,并且稳定性差,合格率低;强制排线利用绕线主轴与排线丝杆轴的同步运动技术,使每绕一圈,排线机构步进一个线径的距离,在电子数控技术的今天,实现起来并不困难,只要事先设置好参数,不需要太多的调试即可绕线[4]。
在实际绕制产品时,我们通常采用两种方式复合,取长补短,以强制排线为主,自由排线为铺,绕线时,排线电机带动带动导线轮与绕线主轴同步,不过其摆动幅度比单独采用强制排线时小,留出了一定的余地让自由排线来发挥其排绕特长,排线时出现的不均匀现象,可以微调导向杆端面螺栓的左右位置以保证“镜面”效果。
4 结论
本文所研制的微细丝绕线机去除了机械凸轮排线系统,因而主机结构大大简化,且工作的可靠性有明显提高,新设置的排线机构以及使用数控技术,使设备具有自动绕线、排线等多种功能,大大提高了设备的自动化程度。
该微细线绕线机已在厂家用户进行了批量生产使用,实践证明其绕线质量满足精密线圈要求,调试方便,稳定可靠。
参考文献
[1]王敏,杨兆建,张建军.细微线空心绕线机的研究[J].IC制造与设备,2009,173:44-46.
[2]张喜国.绕线机的设计与分析[J].丹东纺专学报,2002,9(2):16-17.
[3]于克龙.绕线机排线机构的运动分析与控制[J].电器技术与自动化,2005,34(3):102-103.
低转速数控绕线机的研制 第2篇
1 线圈工艺要求和主要技术指标
线圈骨架如图1所示。通过精确定位夹具, 保证了骨架的同心度和有效运行。在绕制线圈时, 要求速度从0开始, 缓慢匀速上调, 保证绕线主轴在任何速度下都能稳定、平滑、无抖动运行。在绕制Ф0.05 mm的合金细微丝时, 要保证其不断丝, 绕圈排线整齐、无刻伤、无明显机械折痕、无压叠, 并且无断开、堆槽、松散和设备故障等情况发生。其主要技术指标如表1所示。
2 绕线机结构组成
绕线机主要是由机架、绕线主轴机构、排线机构、绕线夹具、张力机构和控制系统等组成。绕线机结构示如图2所示。
2.1 绕线主轴机构
该设备是由三相交流异步电机带动同步带和传动轴转动的。这样做, 保证了绕线两侧主轴的转动是等速和同步的。通过加工提高装配精度, 进而保证线模具同心和绕线质量。
2.2 排线机构
排线机构一般采用步进电动机作为低速绕线机排线机构的驱动源, 主要采用步进电动机经同步齿型带驱动滚珠丝杆旋转或采用经联轴器驱动滚珠丝杆旋转的方式。本文采用的是第一种方式, 即步进电动机经同步齿型带驱动滚珠丝杆旋转的形式。由于滚珠丝杆与步进电动机轴之间采用的是柔性连接方式, 所以, 对步进电动机机座定位面的要求和滚珠丝杆与导向杆件的装配要求也相应降低了。为了达到设计要求, 采用复合排线法有针对性地改进了排线机构。排线机构的换向控制是控制绕制线圈质量的关键。在设计中, 可通过软件控制异步电机在换向时速度与时间的配合, 这样就不会造成压叠或松散等情况。
2.3 张力机构
在绕制细微漆包线和贵金属合金细丝时, 由于线径细, 如果张力太大, 就会断丝或将线拉长, 增大线圈的直流电阻;如果张力太小, 就会出现乱排线现象, 降低绕制品质。因为该设备的放线张力器是固定在滚珠丝杆排线杆上的, 所以, 采用毛毡压紧方式控制张力。在实际生产过程中, 可在重要的工艺环节中增加张力装置, 以控制张力的大小, 保证排线整齐、无压叠、无松散, 经过细致的调节完全可以满足不同线径的需求。生产线张力装置如图3所示。
2.4 控制系统
本机的控制核心采用的是可编程控制器, 以人机交换界面为触摸屏, 执行机构为直流步进电机, 主轴传动机构为变频电机。如果能够精确控制排线和绕线的主轴, 就能保证绕制线线圈的精度。在此期间, 主要执行部件采用的是进口产品, 具有响应快、可靠性高的特点。控制系统的相关内容如图4所示。
工作过程:启动绕线编制程序, 调出绕线参数, 根据线径大小和起始点调整参数和原点, 固定绕线夹具和骨架, 手动调线并固定。将电位器开关置于0速度的位置, 待启动按扭后, 将速度由低到高匀速调试并执行自动绕线。绕线工作流程如图5所示。
绕制贵金属合金, 比如Ф0.05 mm的细微丝线时, 对其的要求是密绕均匀、美观、无断线。具体的参数设置如表2所示。
注:CS—槽数;ZT—连续/断续工作状态;SC—刹车状态;XJ—线径;GLX—过拉线距;MODE—槽数;Z—匝数;K—骨架宽度
3 绕线机低速运动的设计
绕线机低速运动的设计如图6所示。
针对主轴转速要求在0~50 r/min缓慢平滑上调, 提出了以下设计方案: (1) 根据机械传动原理, 采用同步带2级传动的运动方式改变速比, 尽可能地降低起始转速。 (2) 在以前的设计中, 采用额定转速为2 800 r/min的对极电机, 但是, 经过一段时间的运行后, 起始速度 (绕线主轴) 并非是由0缓慢匀速上调的, 瞬间加速会拉断试绕丝材。之后采用了额定转速为1 400 r/min的四极电机YS6334型。该绕线机采用变频器控制电机作为驱动力, 有效地保证了变频器在低速状态下对电机的稳定控制。 (3) 改变了线圈定位基座和自动线圈的连接。更换电机后, 重新设计制作了定位基座, 保证了线圈定位基座与电机端面连接的牢固性, 且端面平整, 避免了自动线圈连接后不能有效制动刹车的情况;同时, 也保证了自动线圈运行的稳定性。 (4) 设计制作主电机连接套。为了保证主轴与电机连接套的同心度, 避免因摩擦造成运行不稳定的情况, 设计制作连接套并锥销连接, 装配刹车阻力片、刹车片和同步带轮。要保证刹车阻力片与自动线圈的装配间隙为0.8 mm, 以便有效控制设备的启、停柔性。
4 复合排线
在绕制细微线线圈时, 一般采用两种排线方式, 即自由排线和强制排线。自由排线是靠线的张力和凸轮摆动来排线, 只要调节得当, 每匝线都能紧密排线。但是, 调节起来比较困难, 主要是在机械方面的调试量较大, 并且稳定性很差, 合格率低。强制排线是利用绕线主轴与排线丝杆轴做同步运动的技术, 每绕1圈, 排线机构步进1个线径的距离。在电子数控技术不断发展的今天, 这一点实施起来并不困难, 只要事先设置好参数, 不需要过多的调试即可绕线。
在实际绕制产品时, 通常是将两种方式复合, 取长补短, 以强制排线为主, 自由排线为铺。绕线时, 排线电机带动导线轮与绕线主轴同步运动, 不过其摆动幅度比单独采用强制排线时要小, 需留出一定的余地让自由排线发挥其排绕的特长。在排线时, 如果出现不均匀的现象, 可以微调导向杆端面螺栓的左右位置, 保证“镜面”效果。
5 结论
本文研制的低速数控绕线机去除了传统机械凸轮排线系统, 通过简化主机结构优化了控制系统, 大大提高了其可靠性。生产现场的大量应用证明, 新设计的排线机构系统具有自动绕线、排线等多种功能, 大大提高了设备的自动化程度, 绕制的丝材产品的质量能够满足精密线圈的工艺要求, 性能稳定、可靠。
摘要：针对传统通用型数控绕线机在绕制细微丝材时易断丝、无法整齐排线等缺点, 研制了一种新型低转速数控绕线机。阐述了其主要技术指标、线圈工艺要求、设备结构组成、复合排线原理和设计思想, 确保研制出来的机器适用于微细丝材。实践证明, 用它绕制的产品张力稳定、排线整齐, 取得了理想的使用效果。
关键词：低转速数控绕线机,微细丝材,复合排线,产品张力
参考文献
[1]王敏, 杨兆建, 张建军.细微线空心绕线机的研究[J].电子工业专用设备, 2009 (6) :44-46.
[2]张喜国.绕线机的设计与分析[J].丹东纺专学报, 2002, 9 (2) :16-17.
[3]于克龙.绕线机排线机构的运动分析与控制[J].电器技术与自动化, 2005, 34 (3) :102-103.
[4]许中明, 董逢, 周利明.一种新型数控绕线机的研制[J].科技与应用, 2009, 7 (2) :12-14.
X线机高压测量分析仪的研制 第3篇
X线机在实行摄片过程中,摄片的曝光剂量由管电压、管电流和曝光时间来确定,现在的X线机都采用程式控制方式,通过选择部位及人体胖瘦来改变曝光剂量,实际工作时,管电压是根据被照人体部位及胖瘦由投照技师来确定的,这项参数在曝光过程中需要保持稳定,而管电流和曝光时间的控制大都采用传感器接收曝光剂量实现曝光自动结束,因此在曝光过程中管电压的控制对摄片的质量尤其重要[1]。另外,根据《JJG 744—2004,医用诊断X射线辐射源检定规程》,X线机的质量控制重点在辐射源,管电压正是X线辐射质量控制的重要参数。本课题研制的X线机高压测量分析仪对X线机次级高压进行实时测量、分析,判定高压的性能参数,为选择摄片条件及X线机的质量控制提供便捷精确的手段。本系统成本低廉、携带方便,也可作为X线机维修、检测、军队医学计量三级站的计量保障设备。
2 国内外现状
X线机高压的测量由来已久,20世纪70—80年代国外采用降压油箱和指针表对高压次级进行测量,这种技术装置结构简单、操作方便。它的缺点是:技术落后,高压油箱体积大,携带不方便,测量的结果只能得到管电压的有效值。目前,国内外都采用传感器对X线的能量进行分析,间接测量管电压的值,技术含量高,携带方便,但价格昂贵,测量的值不能直接反映高压本身,无法做到剂量溯源。本研究采用高压油箱对高压进行分压,再把得到的信号进行A/D转换,通过USB接口把数据传输到计算机中,用计算机按我们设计的数据处理程序对数据进行分析,计算获得所需的管电压参数。本课题研制的仪器精度高、成本低、携带方便,并且能够实现波形显示和分析。
3 设计思路
随着低成本高性能计算机的普及运用,大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展,数字化测量平台逐渐成为测量仪器的基础。所有测量测试仪器的主要功能都由信号获取、数据采集与控制、数据分析与处理、结果的表达与输出等3部分组成[2],信号获取一般由相应传感电路实现,数据采集由A/D转换和相应的控制信号完成,得到的数据传输到计算机中,再由计算机完成数据分析处理和结果的表达。
本设计也类同于以上构成,首先,在高压油箱中,根据高压分压原理,按比例将管电压转化为低电压;其次,将低电压信号进行阻抗变换,再和A/D转换电路连接完成数据采集;然后,把数据通过USB接口传输至计算机中,计算机程序对数据进行存储、计算等进行分析与处理;最后,实现计算结果、电压波形的实时显示,系统构成如图1所示。
分压电路:球管产生X线的条件之一是在球管两端加上一个高电压,常规摄影的管电压范围在40~150 kV,一般采用正负各半的方法,所以我们需要测量的管电压在+20~+75 kV,或-75~-20 kV,如此高的电压一般无法测量,必须降压,因此,我们采用电阻分压电路按比例把管电压降到A/D器件输入允许的范围内。
阻抗变换电路:模拟信号的处理通过不同功能的电路模块来实现,电路模块之间的信号传输需要实现阻抗匹配,一般的模块都有高输入阻抗和低输出阻抗的特性,这样才能保证信号的正确传输。由于分压电路的分压比很大,因此它的输出阻抗也很大,这样分压电路就无法与A/D转换电路直接匹配,用运放[3]组成阻抗变换电路,用来降低输出阻抗并与A/D转换电路匹配,能够起到有效传输信号的作用。
A/D转换电路:阻抗变换电路的输出信号连接到A/D转换的输入端,经过数字化转换为12位数据,模拟量的输入范围是0~5 V,A/D转换后的12位数据值的范围是0~4 095,此数据传输到USB数据传输接口。
USB数据传输接口:USB接口使用方便、传输速度块、价格低廉[4],是每台计算机都标配的接口,从A/D转换传输来的数据暂存在此电路的FIFO中,再按USB传输指令顺序传输到计算机中,由计算机中的程序完成存储、计算等功能。
数据分析:数据分析主要有波形显示和高压计算2部分功能。A/D转换的速度大约在3 MHz/s,得到的数据量非常大,无法用读取数据的方法对高压的稳定性进行判断,如果用高压的幅值数据按采样的先后顺序在屏幕上显示,根据显示波形的形态就很容易看出波形的稳定性;另外,还可以对数据进行计算分析,求取管电压的峰值、波动的范围等参数,以此判断X线机高压输出的性能。
4 具体实现
本课题通过硬件和软件2部分来实现。硬件部分主要有高压分压油箱及分压电路、阻抗变换电路、数据采集电路、USB数据传输接口电路和计算机;软件部分主要包括USB驱动、波形显示、电压数值计算等。
4.1 硬件实现
4.1.1 高压分压电路
高压分压电路由分压电阻和滤波元件组成,所用元件具有高耐压、高精度的特性,采用30 kV/1 V的高压分压比,分压后的信号经过适当的RC电路对取样电平做波形整形,连接到标准BNC接头输出。在制作高压分压电路板时,应保证焊点、引线圆滑饱满,防止高压放电。
4.1.2 高压分压油箱
高压分压电路和高压输入输出插座连接,并把它们置于密闭金属厢体中,再在厢体内充满45#高压绝缘油(变压器油)。经过试验,高压输入和输出端在插座紧密排布的情况下,没有发生击穿现象。最后,制成的高压分压油箱(内含高压输入输出插座和分压电路)大小为:(长×宽×高)320 mm×270 mm×250 mm,实物图如图2所示。为了便于携带,在高压分压油箱两端设计了提梁。
4.1.3 阻抗变换电路
测量时被测高压经过分压电路得到信号电压,分压电路和X线机高压供电电路并联,为了减小分流作用,分压电阻采用高阻值电阻,如果将输出直接和A/D输入相连,A/D的输入阻抗将会改变分压电阻值,影像分压比,最终导致分压信号达不到要求的精度。因此,为了消除输入输出阻抗的影像,在分压电路和A/D之间增加阻抗变换电路,具体实现参见本刊2010年第7期相关文章[5]。
4.1.4 数据采集电路和USB接口电路
本数据采集电路中使用USB接口实现快速可靠的数据传输,同时也便于系统的集成化以及安装和使用。通用串行总线(universal serial bus,USB)作为串行接口的一种,为计算机和外设之间提供了快速可靠的数据交换方式[6],目前通用的是USB2.0总线规范,在高速传输模式下的传输带宽可以达到480 Mb/s。同时,USB还支持即插即用、热插拔和自动的设备检测功能,方便了数据采集卡的安装和使用。USB接口的耗电量小,并且可以从总线获取电源为外设供电,简化了系统设计。基于以上特性,本课题中我们采用USB接口实现采样数据到计算机之间的传送。
本研究的数据采集电路采用单通道A/D转换、USB2.0总线接口电路。采用CPLD作为微控制器对A/D模数转换、FIFO数据存储和USB桥的数据传输进行控制。外部模拟信号接入模拟量输入端,经过放大器实现信号的放大之后,信号输入到A/D转换器的输入端,由CPLD输出采集控制信号控制A/D芯片对信号进行转换,并将转换结果发送至高速FIFO中暂时存储起来,在CPLD统一的时钟控制下,FIFO中的数据进入USB桥。USB桥在CPLD的控制下,将数据按照USB2.0协议打包,通过USB线送至PC的用户缓冲区中,实现对外部信号的连续采集和数据传输,数据采集原理框图如图3所示。
本设计的数据采集电路采用了analog的A/D9220芯片,它的最高采样频率可以达到10 MHz,A/D转换位数为12位,采用软件触发方式,利用上位机应用程序启动采集后,对输入的模拟量自动进行定时采集。经过实际测量,此数据采集电路的采样速度最高可以达到5 Mbps,可以实现高速、高精度的实时数据采集。
USB接口的开发包括硬件电路设计、USB芯片固件程序开发、USB主机的驱动程序编辑和上位机应用程序编程等,最终实现USB设备的主要功能以及USB设备和主机之间的数据通信,将经过A/D转化暂存在FIFO中的数据送入计算机的底层驱动程序。USB桥部分的芯片采用Cypress公司的EZ-USB FX2系列芯片中最典型的CY7C68013芯片,它是集成了USB2.0协议的微处理器,芯片集成了USB2.0收发器、串行接口引擎SIE、增强型8051微控制器、8.5 KB RAM、4 KB FIFO存储器和通用可编程接口等,是一种完全集成的USB2.0方案[7]。
整个硬件系统设计中,电路原理图绘制和PCB设计采用Protel99 SE软件实现;采用复杂可编程逻辑器件CPLD硬件设计平台进行时序设计,借助于Quartus II软件开发环境,使用Verilog HDL语言对时序关系进行硬件描述[8]。
4.2 软件实现
本设计的软件由2部分组成:一部分用来对USB固件进行编程及对USB接口和A/D转换进行初始化;另一部分用来实现数据采集、存储、显示和计算,我们称为计算机主程序。
4.2.1 USB固件程序
USB芯片的固件程序负责整个系统中最底层的工作,用于实现USB设备的主要功能以及USB和主机之间的数据通信,是开发中的关键部分。本固件程序设计针对数据传输系统的特点,充分利用CY7C68013芯片的串行接口引擎(serial interface engine,SIE)、“量子FIFO”处理架构以及通用可编程接口(genera programmable interface,GPIF)等独特设计,选择GPIF模式下的FIFO读事务处理和批量传输模式,将外部FIFO中的数据通过具有4重缓冲深度的端点EP2自动打包发送至USB数据域,由SIE将数据按照USB2.0协议发送至主机[9]。设计时尽可能减少CPU的参与,获取更大的带宽,提高了数据传输速度。
同时,CY7C68013芯片的SIE可以代替8051内核完成串行数据的解码、差错控制、位填充等与USB协议有关的基本功能,简化了固件程序设计。因此,CY7C68013固件程序设计只需包括GPIF波形设计、端点配置和读事务处理等,即可实现基于USB2.0的单向数据传输功能。
USB固件程序的编辑基于Keil uVertion2软件开发环境,使用嵌入式C语言实现相关设计;USB上位机应用程序编程基于Visual C++软件开发环境[10]。
4.2.2 计算机主程序
计算机主程序主要实现A/D转换的参数选取、USB数据的接收、存储、波形显示和参数计算等功能。程序执行后,操作者可以通过点击窗口的“启动”和“结束”按钮来控制数据采集和结束,还可以点击相关参数设定按钮设置数据采集参数,如采样频率、采样时间长度等,具体详述参见本刊2010年第7期相关文章[5]。
5 数据采集实验及结果
5.1 系统的安装
将X线机的高压输出电缆和高压分压油箱相连,高压油箱的高压输出与球管相连,高压油箱的输出信号线连接到阻抗变换电路,阻抗变换电路的输出和数据采集电路、USB接口电路相连,USB接口通过USB线和计算机连接。当计算机检测到USB线时,计算机会提示找到新硬件并要求安装驱动。按照提示安装硬件驱动程序,当系统提示新硬件已经安装并可以使用后,这时数据采集卡已经实现与计算机的连接和通讯,打开上位机数据采集应用程序,便可以进行数据采集参数设置及数据采集、显示等相关的操作。
5.2 数据采集及结果
完成系统安装后,打开计算机应用程序,就可以设置采集参数、实行数据采集,采集到的波形如图4所示。
波形参数计算。反映高压波形性能的参数主要有管电压值和纹波系数,计算管电压采用了平均法和积分法,纹波系数的计算是把波峰最大值和波峰最小值之差和管电压值相比,具体计算方法如下所述。
平均法求管电压是将采集得到的数据相加除以采集点的个数,计算方法按公式(1):
其中,f(t)为脉冲的幅值函数;n为数据个数;U为计算得到的平均值。
用积分法求取管电压时,将采集的数据和时间间隔相乘并且累加,最后再除以采集的总时间,按公式(2)计算:
其中,f(t)为脉冲的幅值;△t为脉冲宽度;T为总的采样时间;U为计算得到的平均值。
纹波系数反映高压的稳定程度,它是高压输出波动的波动和平均值之比,按公式(3)求得:
其中,U为管电压值;UPmax是管电压波峰最大值;UPmin是管电压波峰最小值。
6 结论
本课题通过设计高压分压电路、阻抗变换电路、数据采集和USB传输电路及相应程序,实现了X线机高压数据采集、波形显示及数据分析。使用本系统对万东和岛津5台X线机进行测量,仪器设计参数符合要求,能够直观看到波形及纹波,通过主程序计算能够得到管电压和纹波系数等参数。
本设计中的分压部件体积小、质量小、携带方便,本系统信号采集精度高,计算结果精确,作为上位机的计算机已在医院普及,容易实现系统配套,成本低,可以作为医院质量控制的检测装置。
摘要：目的:设计和研制X线机高压测量分析仪,用于X线机的维修检测和计量检定以及对新设备的验收,确保X线机高压输出的准确和稳定。方法:系统由高压分压电路、阻抗转换电路、数据采集、USB接口和计算机等5部分组成。通过高压分压电路取得高压发生器的分压信号,经阻抗转换电路将信号输入到数据采集系统,再由USB接口输入到计算机,实现信号的实时显示、存储、分析和计算。结果:该系统能够实现快速、实时的数据采集,并能够实时显示数据波形,计算X线机输出高压的参数,对X线机进行实时测试,符合设计要求。结论:通过对X线机的高压进行测试,验证该仪器信号采集精度高,计算结果精确;由于该研究的降压部件体积小、质量小、携带方便,而且作为上位机的计算机已在医院普及,容易实现系统配套,成本低,可作为医院质量控制的检测装置。
关键词：X线机,阻抗转换,信号采集,USB接口,高压测量
参考文献
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野战便携式X线机一体化研制 第4篇
我军配备的便携式高频X线设备结构紧凑、功率大,但因其配套三脚支架在用于卧位伤员摄片时几乎没有用处,需由工作人员提着X线机进行曝光,既不方便,又会对工作人员的健康产生影响。此外,X线机用普通纸箱包装,既不防水也不防震,在运输、储存中都存在诸多不便。为了使这种高频便携式X线机更好地发挥作用,迫切需要研发一种与其配套的机架既牢固可靠又便于携行的专用包装箱。
2 研制方案
2.1 设计要求
(1)研制一种收拢时体积较小、便于携运、展开时操作简便、安全可靠的便携式高频X线机的机架。该机架应能方便地使球管能够任意角度旋转,满足各种体位拍片的需要。
(2)配套研制一种能容纳X线机和机架的专用包装箱。该包装箱应具有抗冲击、抗震动和防水性能,并具有较好的携运性能。
2.2 制作方法
2.2.1 一体化支架的制作与性能
一体化便携式X机支架包括底座、立柱、横臂。底座、立柱、横臂可由不锈钢、铁或铝质材料制造(专利号:200810040380.6);专用外包装箱材料采用工程塑料。
机架的底座带有可移动的脚轮,其中后轮尺寸设计较大,无论在病房还是一般土地上,较大的后轮均可方便操作者推行。
机架的立柱为伸缩式结构,内置助力装置,便于克服调节球管上升时的重力;悬臂也借助于助力装置调节球管的高度和角度,并使球管伸展。悬臂远端配合球管叉臂可使球管进行万向转动。
整机工作时,通过伸缩式立柱与悬臂的协同调节,球管中心位置离地高度最高可大于170 cm,距立柱大于45 cm,并能使X线机呈垂直、横向、斜向等多角度、全方位自由定位。
机架中部设计为一个储物盒,便于放置电源线、备用件、说明书、履历书等,并在表面设计缓冲装置,在X线机收拢时还能起到保护作用。
整机折叠后呈最小化状态,可以放入1 000 mm×600 mm×460 mm的专用箱内(见图1);使用时,1名工作人员在2 min内就可将其快速地展开。
2.2.2 专用包装箱的特征与性能
包装箱采用中空吹塑工艺制成,板壁呈双层蜂窝状结构,不易变形,且具有强大的抗冲击性能力;箱的四周板壁制成凹凸结构,提升机箱的抗压强度。搭扣经专门设计,保证搭扣具有强大的抗剪切力,使机箱不易开裂。机箱的密封性可防止机器被雨淋湿而发生故障,以上措施使经过一体化改装的便携式X线机及机架得到了有效保护。此外,为了搬运方便,将机架的底轮设计成可拆卸式,以便与机箱共用,在搬运时,将轮子装在其中一侧底部,便于拖行(见图2)。存放或运输时将轮子拆下放在箱中。
3 安装和拆卸步骤
整机设计时充分考虑到了展开工作和撤离拆卸的方便性,因此使用时展开和撤离都非常方便和灵活。
展开时应先向上展开底座支腿,再将整机向上翻转;借助于立柱和悬臂的助力装置调整球管的高度和角度,并使球管可进行多角度、全方位定位,便于拍摄全身不同体位的X片(见图3、4)。
4 结论
X线机是军队野战医疗必备的诊断装备,其小型化、高性能、高可靠、灵活性、便携性、勤务作业便利度、恶劣环境适用性等一直受到各国军队的重点关注。美、德军队中装备的便携式高频野战X线机都配套有相应的移动式机架和专用工程塑料包装箱,但是其机架的结构亦存在较多不合理性,如机架的装箱体积太大、十分笨重、携带运输不便;其支架脚展开时在狭小的床位间较难移动;此外,展开工作时机架晃动性较大,影响机头定位,因此外军的机架并不适合直接引进。国内有研究者[1,2,3,4]对配发的支架进行了改进或研制,但均未能解决携行不便、展收速度的问题。我们设计制作的一体化X线机机架质量轻,解决了X线机与机架一体化组合后的球管安全保护问题,而且展开撤收非常方便,机器展开使用时亦可方便地推行,稳定性高,适合各种常规体位的摄片,扩大了投照范围,提高了投照效果。整机箱装化可防水抗震,便于搬运和空投。总之,一体化设计弥补了原装备的各项不足,提高了放射科医务人员的卫勤保障能力。
摘要：目的:对现有野战便携式X线机进行一体化研制,解决原三脚支架功能缺陷及运输不便的问题。方法:采用人机工程技术、电气工程技术、机械工程技术对整机进行一体化设计。结果:整机展收快速,能在2min内完成;整机工作时球管中心位置离地高度大于170cm,距立柱大于45cm,并能多角度、全方位工作;整机收拢时需存放在专用的具有抗震动、无渗漏水性能的机箱内。结论:野战便携式X线机的一体化设计扩大了投照范围,提高了投照效果,大大增强了放射工作人员的卫勤保障能力。
关键词：野战,X线机,一体化研制
参考文献
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[3]温毅,吕晓东,杨生春,等.野战X线机简易多功能支架设计[J].医疗卫生装备,2008,29(5):68,70.