刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于醫(yī)用超聲波治療領(lǐng)域，涉及高強(qiáng)度聚焦超聲波治療腫瘤的醫(yī)療設(shè)備，這種設(shè)備采用高強(qiáng)度聚焦超聲換能器(通常稱(chēng)它為高強(qiáng)度聚焦超聲刀頭，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“刀頭”)來(lái)替代手術(shù)刀，具體涉及一種刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩的測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高強(qiáng)度聚焦超聲波治療腫瘤的醫(yī)療設(shè)備主要利用聚焦于生物組織中的高強(qiáng)度超聲產(chǎn)生的熱效應(yīng)，使焦域處的腫瘤組織瞬間凝固性壞死，對(duì)焦域以外的組織無(wú)顯著損傷，從而達(dá)到治療腫瘤的目的，與傳統(tǒng)手術(shù)相比，具有安全、快速、無(wú)創(chuàng)傷、不開(kāi)刀等一系列優(yōu)點(diǎn)。這種設(shè)備在手術(shù)過(guò)程中，需要刀頭作升降運(yùn)動(dòng)，該升降運(yùn)動(dòng)是由旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，該機(jī)構(gòu)通常稱(chēng)之為刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)通常包括提供角位移的驅(qū)動(dòng)器件(如步進(jìn)電機(jī))、帶動(dòng)刀頭升降運(yùn)動(dòng)的直線移動(dòng)件(如皮帶)、設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器件與直線移動(dòng)件之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如旋轉(zhuǎn)軸及螺旋筒)，此類(lèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常采用帶輪+螺旋的多級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，先由驅(qū)動(dòng)器件通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，再由帶輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸及螺旋筒旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)升降。由于此類(lèi)刀頭的升降運(yùn)動(dòng)是一種步進(jìn)式的具有高精度位移量要求的運(yùn)動(dòng)，要求傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不僅能傳遞動(dòng)力，而且還具有傳遞精確位移的傳動(dòng)精度和傳動(dòng)靈敏度，因此刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)屬于精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與普通傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的最大區(qū)別在于，必須嚴(yán)格控制由于加工、裝配工藝所致的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)扭矩的增大，它的增大會(huì)敏感地影響傳動(dòng)的精度和靈敏度。于是，類(lèi)似的結(jié)構(gòu)必須考慮皮帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)升降所需的扭矩，以便于合理的選擇帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)升降所需的電機(jī)。然而，由于現(xiàn)有的刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一般安裝在某一設(shè)備的封閉的殼體內(nèi)部，有其他外力對(duì)其施加壓力，使其摩擦力增大，無(wú)法在裝配過(guò)程中對(duì)實(shí)際測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)際扭矩，如果不測(cè)量旋轉(zhuǎn)升降帶輪正常旋轉(zhuǎn)所需的扭矩和校正，那么可能會(huì)存在安裝過(guò)緊，電機(jī)不能正常帶動(dòng)的情況，如果出現(xiàn)此類(lèi)情況，就需要重新拆卸安裝，所以導(dǎo)致在整機(jī)聯(lián)調(diào)過(guò)程中出現(xiàn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的返修率很高，而這種返修需涉及刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的整體拆卸和重新組裝，不僅延誤工期，而且還會(huì)對(duì)零部件造成損傷，更嚴(yán)重的問(wèn)題是返修中仍然不能有效檢測(cè)和排除扭矩偏高的不正常，因此還會(huì)出現(xiàn)反復(fù)返修的麻煩。此外，由于刀頭組件內(nèi)部有兩個(gè)帶輪，一個(gè)是升降，一個(gè)是旋轉(zhuǎn)，都需要測(cè)其扭矩，所以測(cè)試裝置的高度也必須可調(diào)，本申請(qǐng)要解決的問(wèn)題不僅在于測(cè)量旋轉(zhuǎn)扭矩，而且還要求結(jié)合升降的影響對(duì)扭矩進(jìn)行調(diào)試與校正，因此必須自行重新設(shè)計(jì)一種在刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中同時(shí)形成具有扭矩測(cè)量、調(diào)試與校正功能的裝置，即一種新型刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩測(cè)量裝置及其方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述諸多缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、校驗(yàn)準(zhǔn)確、校驗(yàn)效率高的刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩測(cè)量裝置。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0005]—種刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩測(cè)量裝置，包括用于安裝刀頭組件100的底板1、安裝在底板1上的調(diào)節(jié)頂板4，以及可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在調(diào)節(jié)頂板4上的扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)皮帶2與刀頭組件100內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，扭力扳手10與扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，通過(guò)扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀頭組件100內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)扭矩測(cè)量。
[0006]優(yōu)選的，所述的扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在調(diào)節(jié)頂板4上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸5和設(shè)置在電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸5上的主動(dòng)帶輪6，主動(dòng)帶輪6通過(guò)皮帶2與刀頭組件100內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。
[0007]優(yōu)選的，還包括一軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的調(diào)節(jié)頂板4通過(guò)所述的軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可自由調(diào)節(jié)軸向位置地固定安裝在底板1上。
[0008]優(yōu)選的，所述的軸向可調(diào)機(jī)構(gòu)包括多根固定在底板1上的調(diào)節(jié)螺桿3，以及每根調(diào)節(jié)螺桿3上配置的兩個(gè)可與該調(diào)節(jié)螺桿3螺紋配合的調(diào)節(jié)螺母30 ;每根調(diào)節(jié)螺桿3的軸線均與電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸5的軸線平行；所述的調(diào)節(jié)頂板4上設(shè)有與多根調(diào)節(jié)螺桿3套裝配合的孔，調(diào)節(jié)頂板4套裝在多根調(diào)節(jié)螺桿3上，并固定于每根調(diào)節(jié)螺桿3上的兩個(gè)調(diào)節(jié)螺母30之間，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母30可調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)頂板4的軸向固定位置。
[0009]優(yōu)選的，所述的扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有凹槽或凸起，所述的扭力扳手10上對(duì)應(yīng)設(shè)有與凹槽或凸起配合的連接凸頭或連接開(kāi)槽，所述的扭力扳手10以可裝卸的方式與扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接配合。
[0010]優(yōu)選的，還包括固定環(huán)7，固定環(huán)7套在刀頭組件100的圓柱型基座上，并與底板1固定連接將刀頭組件100固定在底板1上，固定環(huán)7的底邊上設(shè)有多個(gè)緊固通孔，緊固螺釘70穿過(guò)相應(yīng)的緊固通孔后與設(shè)置在底板1上的相應(yīng)螺孔連接。
[0011]優(yōu)選的，所述的固定環(huán)7包括兩個(gè)半圓形固定環(huán)71 ;兩個(gè)半圓形固定環(huán)7從兩側(cè)包裹所述刀頭組件100的圓柱型基座將刀頭組件100固定在底板1上。
[0012]優(yōu)選的，還包括徑向可調(diào)機(jī)構(gòu)，所述的徑向可調(diào)機(jī)構(gòu)包括多個(gè)用于安裝固定環(huán)7的緊固通孔，所述的緊固通孔為具有徑向調(diào)節(jié)間隙的長(zhǎng)條形。
[0013]優(yōu)選的，所述的扭力扳手10為數(shù)顯示扭力扳手。
[0014]優(yōu)選的，所述的扭力扳手10測(cè)量的扭矩值小于等于刀頭組件100所使用的電機(jī)的輸出扭矩的80%為安裝合格。
[0015]本實(shí)用新型的的刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩測(cè)量裝置通過(guò)皮帶將扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與刀頭組件殼體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，借助于扭力扳手即可測(cè)量出刀頭組件殼體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是否符合安裝要求，校驗(yàn)準(zhǔn)確、校驗(yàn)效率高，不再依靠安裝人員的感覺(jué)進(jìn)行判定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，無(wú)需通過(guò)電器元件及傳感器。此外通過(guò)對(duì)配上下兩個(gè)調(diào)節(jié)螺母的調(diào)節(jié)螺桿結(jié)構(gòu)，既可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量裝置的固定，又可以進(jìn)行高度調(diào)節(jié)；采用兩個(gè)半圓固定環(huán)拼接結(jié)構(gòu)固定刀頭組件，裝配方便又使固定環(huán)直徑可調(diào)，具有很好的適配性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且測(cè)量效率高。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的扭矩測(cè)量裝置實(shí)施例的立體示意圖。
[0017]圖2是1所示的扭矩測(cè)量裝置在組裝、測(cè)量、調(diào)試過(guò)程中的立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖1至2給出的實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩測(cè)量裝置的【具體實(shí)施方式】。本實(shí)用新型的刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩測(cè)量裝置不限于以下實(shí)施例的描述。
[0019]在圖1、2所示的實(shí)施例中，本實(shí)用新型的刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩測(cè)量裝置包括用于安裝刀頭組件100的底板1、安裝在底板1上的調(diào)節(jié)頂板4，以及可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在調(diào)節(jié)頂板4上的扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在調(diào)節(jié)頂板4上的結(jié)構(gòu)可采用常規(guī)的軸承結(jié)構(gòu)。扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)皮帶2與刀頭組件100內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，扭力扳手10與扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，通過(guò)扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀頭組件100內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)扭矩測(cè)量。所述的扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在調(diào)節(jié)頂板4上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸5和設(shè)置在電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸5上的主動(dòng)帶輪6，主動(dòng)帶輪6通過(guò)皮帶2與刀頭組件100內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。所述調(diào)節(jié)頂板4通過(guò)多根調(diào)節(jié)螺桿3安裝在底板1上，調(diào)節(jié)頂板4與底板1平行；刀頭組件100通過(guò)固定環(huán)7固定在底板1上；所述的扭力扳手10可以采用數(shù)顯示扭力扳手。通常情況下，動(dòng)作轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的實(shí)際摩擦力的大小具有諸多不確定因素，例如輪帶傳動(dòng)的摩擦力的大小、安裝的結(jié)構(gòu)位置等。因此，測(cè)量電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸5上的實(shí)際扭矩，并將該扭矩控制在合理的范圍內(nèi)，對(duì)于有效確保刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度及傳動(dòng)靈敏度是極為重要的。現(xiàn)有技術(shù)在安裝刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)時(shí)，對(duì)在殼體內(nèi)部安裝的升降旋轉(zhuǎn)帶輪的松緊程度只能依靠安裝人員感覺(jué)的大小進(jìn)行判定，缺少合理的依據(jù)，另外安裝人員不同，所感覺(jué)的松緊度也不一樣，容易導(dǎo)致安裝后的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)過(guò)緊，電機(jī)無(wú)法將其帶動(dòng)。本實(shí)用新型的的刀頭升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩測(cè)量裝置通過(guò)皮帶將扭矩測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與刀頭組件殼體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，借助于扭力扳手即可測(cè)量出刀頭組件殼體內(nèi)的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是否符合安裝要求，校驗(yàn)準(zhǔn)確、校驗(yàn)效率高。
[0020]電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸5上設(shè)置主動(dòng)帶輪6的結(jié)構(gòu)可有多種方式，如:主動(dòng)帶輪6按過(guò)渡配合方式固定安裝在電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸5的上端；或者主動(dòng)帶輪6與電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸5為一體成型的同一個(gè)零件。主動(dòng)帶輪6通過(guò)皮帶2與刀頭組件100的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接的從動(dòng)輪(圖中未示出)連接，該從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)動(dòng)作轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(如將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)的絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu))的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)刀頭組件100作升降運(yùn)動(dòng)。由此可見(jiàn)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)刀頭組件100作升降運(yùn)動(dòng)的扭矩，就是電機(jī)的扭矩載荷，該載荷的大小是由刀頭組件100的重力和升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的摩擦力決定的。
[0021]所述的刀頭組件100固定安裝于底板1的具體結(jié)構(gòu)可有多種方式，一種優(yōu)選的方式如圖1和圖2所示，通過(guò)固定環(huán)7將刀頭組件100與底板1固定連接，固定環(huán)7套在刀頭組件100的圓柱型基座上，側(cè)壁對(duì)刀頭組件100進(jìn)行限位，固定環(huán)7的底邊上設(shè)有多個(gè)緊固通孔，緊固螺釘70穿過(guò)相應(yīng)的緊固通孔后與設(shè)置在底板1上的相應(yīng)螺孔連接，將固定環(huán)7與底板1連接并將刀頭組件100固定在底板1上。進(jìn)一步，所述的固定環(huán)7包括兩個(gè)半圓形固定環(huán)71 ;兩個(gè)半圓形固定環(huán)7從兩側(cè)包裹所述刀頭組件100的圓柱型基座將刀頭組件100固定在底板1上，連接安裝方便。兩個(gè)半圓形固定環(huán)71拼接可形成的固定圓形直徑可調(diào)。半圓形固定環(huán)71上的緊固通孔可為條形孔，可以通過(guò)調(diào)節(jié)條形孔固定位置，調(diào)節(jié)固定被測(cè)部件的夾持直徑，實(shí)現(xiàn)微調(diào)夾持被測(cè)部件的效果。
[0022]測(cè)試時(shí)如附圖2所示，被測(cè)刀頭組件100與扭矩測(cè)量裝置連接，利用數(shù)顯示扭力扳手進(jìn)行測(cè)試。扭力