專利名稱：用于支承和驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)x光斷層掃描儀的機(jī)架的可傾斜部件的裝置和計(jì)算機(jī)x光斷層掃描儀的制作方法
用于支承和驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀的機(jī)架的可傾斜部件的裝置和計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀本發(fā)明涉及一種用于支承和驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀的具有傾翻軸線的機(jī)架的部件的裝置，所述部件能夠相對(duì)計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀的機(jī)架的支座圍繞傾翻軸線傾斜。此外本發(fā)明涉及一種包括這種裝置的計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀。第三代的計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀具有機(jī)架，該機(jī)架具有靜止部分和可相對(duì)靜止部分圍繞機(jī)架的系統(tǒng)軸線旋轉(zhuǎn)的部分。該可旋轉(zhuǎn)的部分具有圓筒的形狀，計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀的部件如X射線源、X射線檢測(cè)器、控制系統(tǒng)等設(shè)置在該可旋轉(zhuǎn)的部分上，這些部件在計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀運(yùn)行的過(guò)程中圍繞沿系統(tǒng)軸線縱向布置在檢測(cè)區(qū)中的病人旋轉(zhuǎn)。完整裝配的圓筒的質(zhì)量在僅具有一個(gè)X射線源和X射線檢測(cè)器的系統(tǒng)中達(dá)到了大約SOOKg至900Kg并且在工作中以最大240轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。對(duì)于某些檢查，X射線系統(tǒng)需要圍繞相對(duì)系統(tǒng)軸線垂直布置、基本水平延伸的傾翻軸線傾斜或翻轉(zhuǎn)。傾斜角最大與初始位置成約+/-30°的角度。機(jī)架的可旋轉(zhuǎn)部分和靜止·部分通常相對(duì)機(jī)架的支座傾斜。所述傾斜必須能夠精確到角分。當(dāng)前一般使用滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸襯支承靜止能夠和相對(duì)機(jī)架支座可旋轉(zhuǎn)的部分，所述軸承承受了很明顯的磨損并且必須定期保養(yǎng)，例如再潤(rùn)滑。所述驅(qū)動(dòng)裝置例如包括與蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置共同作用的發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，這樣提供一種開(kāi)頭所述類型的裝置和計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀，從而改善對(duì)計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀的機(jī)架的能夠相對(duì)計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀機(jī)架的支座圍繞傾翻軸線傾斜的部件的支承和驅(qū)動(dòng)。按照本發(fā)明，所述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)一種用于支承和驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀的具有傾翻軸線的機(jī)架的部件的裝置解決，所述部件能夠相對(duì)計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀的機(jī)架的支座圍繞傾翻軸線傾斜，所述裝置具有用于磁性支承機(jī)架的能夠相對(duì)機(jī)架支座傾斜的部件的器件和用于電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)架的能夠相對(duì)機(jī)架支座傾斜的部件的器件。通過(guò)對(duì)機(jī)架的能夠相對(duì)機(jī)架支座傾斜的部件的磁性支承，可使支承件之間不再出現(xiàn)機(jī)械接觸。磁性支承沒(méi)有摩擦和磨損，因此不需要如在滾動(dòng)軸承中那樣添加潤(rùn)滑油或油脂。用于電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)架的能夠相對(duì)機(jī)架的支座傾斜的部件的器件和用于磁性支承機(jī)架的能夠相對(duì)機(jī)架的支座傾斜的部件的器件優(yōu)選組合在一個(gè)單元中，尤其是一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中。按照本發(fā)明的一種變型，用于磁性支承機(jī)架的能夠相對(duì)機(jī)架的支座傾斜的部件的器件構(gòu)成至少一個(gè)相對(duì)傾翻軸線的徑向軸承和至少一個(gè)相對(duì)傾翻軸線的軸向軸承。按照本發(fā)明的另一種變型，用于磁性支承機(jī)架的能夠相對(duì)機(jī)架的支座傾斜的部件的器件包括至少一個(gè)永磁體、至少一個(gè)具有線圈的電磁體和/或至少一個(gè)由鐵磁材料構(gòu)成的元件，用于電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)架的能夠相對(duì)機(jī)架的支座傾斜的部件的器件包括至少一個(gè)具有線圈的電磁體。徑向軸承和軸向軸承原則上能夠作為純粹被動(dòng)的磁性軸承通過(guò)永磁體和由鐵磁材料構(gòu)成的元件在可傾斜部件和機(jī)架支座上相對(duì)的布置實(shí)現(xiàn)，其中，要么利用永磁體之間出現(xiàn)的排斥力或吸引力，要么利用永磁體和鐵磁材料之間的吸引力。但是，徑向軸承和軸向軸承優(yōu)選也具有包括線圈的電磁體，以便能夠?yàn)榱朔€(wěn)定磁性軸承而通過(guò)流過(guò)電磁體線圈的電流的變化改變磁場(chǎng)，從而改變當(dāng)前作用在各個(gè)磁性軸承中的力。為此，相應(yīng)的調(diào)節(jié)是需要的，用于分別提供所需的支承力。用于電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)架的能夠相對(duì)機(jī)架的靜止部件傾斜的部件的器件的通常多個(gè)、各自具有至少一個(gè)線圈的電磁體是產(chǎn)生用于使能夠相對(duì)機(jī)架支座傾斜的部件傾斜的電磁旋轉(zhuǎn)場(chǎng)所必需的，并且必須為此被相應(yīng)地控制。此外用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件通常也可具有永磁體和/或由鐵磁材料構(gòu)成的元件。按照本發(fā)明的一種實(shí)施形式，徑向軸承和/或用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件具有沿徑向位于外側(cè)的環(huán)形的第一徑向裝置，該第一徑向裝置由永磁體、電磁體和/或鐵磁材料制成的元件構(gòu)成并且配屬于機(jī)架的支座；并且徑向軸承和/或用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件具有沿徑向位于內(nèi)側(cè)的環(huán)形的第二徑向裝置，該第二徑向裝置由永磁體、電磁體和/或鐵磁材料制成的 元件構(gòu)成并且配屬于機(jī)架的可傾斜部件，其中在第一和第二環(huán)形徑向裝置之間存在環(huán)形的徑向軸承間隙。按照本發(fā)明的另一種實(shí)施形式，所述至少一個(gè)軸向軸承具有至少一個(gè)第一環(huán)形軸向裝置，該第一環(huán)形軸向裝置由永磁體、電磁體和/或鐵磁材料制成的元件構(gòu)成并且配屬于機(jī)架的支座；所述軸向軸承具有至少一個(gè)由永磁體、電磁體和/或鐵磁材料制成的元件構(gòu)成的第二環(huán)形軸向裝置或由鐵磁材料制成的環(huán)形元件，該軸向裝置或該環(huán)形元件配屬于機(jī)架的可傾斜元件，至少一個(gè)第一軸向裝置和至少一個(gè)第二軸向裝置或者至少一個(gè)第一軸向裝置和由鐵磁材料制成的環(huán)形元件在軸向上沿傾翻軸線的方向相互錯(cuò)開(kāi)以構(gòu)成環(huán)形的軸向軸承間隙。本發(fā)明的一種變型規(guī)定，由用于電磁支承和用于電磁驅(qū)動(dòng)能夠相對(duì)機(jī)架的支座傾斜的部件的器件組成的裝置或結(jié)構(gòu)單元具有用于檢測(cè)環(huán)形徑向軸承間隙和/或環(huán)形軸向軸承間隙的寬度改變的檢測(cè)器件。為了能夠?qū)崿F(xiàn)功能性的和無(wú)故障的磁性支承，所述軸承間隙的寬度必須基本是恒定的或保持恒定。軸承間隙的寬度在某種程度上是調(diào)節(jié)軸承力時(shí)的被調(diào)參數(shù)。在此，寬度優(yōu)選無(wú)接觸地通過(guò)檢測(cè)器件確定。所述寬度通常至少在環(huán)形軸承間隙的兩個(gè)優(yōu)選相互錯(cuò)開(kāi)約90°的位置上確定。此外軸承間隙的寬度由于設(shè)計(jì)原因通常不必在整個(gè)軸承間隙上始終相同。相反，軸承間隙可以具有一定形狀，使得在軸承間隙的不同位置上具有不同的軸承間隙寬度。在這種情況下，軸承間隙的寬度分別在軸承間隙的確定位置上測(cè)定并且用于調(diào)節(jié)。檢測(cè)器件優(yōu)選具有至少一個(gè)霍爾傳感器和/或電感或電容工作的傳感器。按照本發(fā)明的一種變型，在將電磁體用于磁性支承的情況中，對(duì)徑向軸承間隙和/或軸向軸承間隙的寬度改變的檢測(cè)基于對(duì)一個(gè)或多個(gè)電磁體的線圈的電感的影響實(shí)現(xiàn)。因此例如機(jī)架的可傾斜部件的由永磁體、電磁體和/或鐵磁材料制成的元件構(gòu)成的位于內(nèi)側(cè)的徑向裝置的位置改變會(huì)影響位于外側(cè)的徑向裝置的電磁體的電感。由此，位于外側(cè)的徑向裝置的電磁體上的電流值和電壓值會(huì)改變，這些改變被評(píng)估用于確定各個(gè)軸承間隙的寬度。本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定，所述徑向軸承設(shè)置在第一平面內(nèi)，并且用于電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)架的能夠相對(duì)機(jī)架支座傾斜的部件的器件設(shè)置在沿傾翻軸線方向相對(duì)第一平面錯(cuò)開(kāi)的第二平面中。本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定，用于電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)架的能夠相對(duì)機(jī)架支座傾斜的部件的器件集成在徑向軸承中。按照這種集成結(jié)構(gòu)的第一種變型，沿徑向位于外側(cè)的第一環(huán)形徑向裝置具有電磁體并且沿徑向位于內(nèi)側(cè)的第二環(huán)形徑向裝置具有永磁體和/或由鐵磁材料構(gòu)成的元件，其中第一徑向裝置的一組電磁體這樣被控制或能夠被這樣控制，使得產(chǎn)生用于電磁地使機(jī)架的可傾斜部件傾斜的電磁旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。按照這種集成結(jié)構(gòu)的第二種變型，沿徑向位于外側(cè)的第一環(huán)形徑向裝置具有永磁體和/或由鐵磁材料構(gòu)成的元件并且沿徑向位于內(nèi)側(cè)的第二環(huán)形徑向裝置具有電磁體，其中，第二徑向裝置的一組電磁體這樣被控制或能夠被這樣控制，使得產(chǎn)生用于電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)架的可傾斜部件的電磁旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。
按照本發(fā)明的另一種變型，沿徑向位于外側(cè)的第一環(huán)形徑向裝置和沿徑向位于內(nèi)側(cè)的第二環(huán)形徑向裝置具有電磁體，其中，第一和/或第二徑向裝置的一組電磁體這樣被控制或能夠被這樣控制，使得產(chǎn)生用于電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)架的可傾斜部件的電磁旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。按照本發(fā)明的一種實(shí)施形式，第一和/或第二徑向裝置的設(shè)置用于電磁驅(qū)動(dòng)和/或用于磁性支承的電磁體分別分成各組扇段。電磁體能夠分別以兩個(gè)或更多個(gè)扇段成組。設(shè)計(jì)用于電磁驅(qū)動(dòng)的電磁體例如能夠分為三個(gè)分別覆蓋徑向軸承約60°的扇段，所述扇段分別通過(guò)一個(gè)同樣覆蓋60°角的扇段(以該扇段組成設(shè)計(jì)用于磁性支承的電磁體)相互分離。在四扇段式布局中，設(shè)計(jì)用于電磁驅(qū)動(dòng)的電磁體和設(shè)計(jì)用于磁性支承的電磁體交替地分別覆蓋徑向軸承的45°的范圍，因此存在四個(gè)用于驅(qū)動(dòng)的扇段和四個(gè)用于支承的扇段。其它的分組方式同樣可行。本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定，所述裝置具有至少一個(gè)磁力制動(dòng)器。磁性制動(dòng)器優(yōu)選包括至少一個(gè)可沿傾翻軸線的方向運(yùn)動(dòng)的法蘭和至少一個(gè)與所述法蘭共同作用的磁體。法蘭例如可設(shè)計(jì)為環(huán)形并且通過(guò)一個(gè)或多個(gè)棱鍵沿傾翻軸線的方向引導(dǎo)。按照本發(fā)明的一種實(shí)施形式，在機(jī)架的可傾斜部件作傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)，法蘭通過(guò)磁力制動(dòng)器的至少一個(gè)電磁體的磁場(chǎng)、通常通過(guò)多個(gè)電磁體的磁場(chǎng)保持非起作用，因此其不發(fā)揮制動(dòng)效果。而為了固定機(jī)架的可傾斜部件，所述法蘭這樣與徑向軸承和/或與用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件共同作用，使得法蘭通過(guò)徑向軸承的和/或用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件的至少一個(gè)永磁體的磁場(chǎng)、通常通過(guò)多個(gè)永磁體的磁場(chǎng)壓靠在制動(dòng)面上。本發(fā)明的另一種實(shí)施形式規(guī)定，所述裝置或結(jié)構(gòu)單元具有作為支承軸承的滾動(dòng)軸承。在停電的情況中，所述支承軸承承擔(dān)了承重功能，從而避免了裝置受損。作為備選或補(bǔ)充，所述裝置配備無(wú)中斷供電裝置或連續(xù)供電系統(tǒng)(USV)。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還通過(guò)一種具有至少一個(gè)前述裝置的計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀解決。本發(fā)明的實(shí)施例在示意附圖
中示出。在附圖中圖I示出計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀；圖2示出圖I的計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀的支承和驅(qū)動(dòng)單元的第一種實(shí)施形式的剖視圖；圖3示出沿圖2的剖視圖的箭頭III的方向的視圖4示出一種備選實(shí)施形式的沿圖3的剖視圖的箭頭III的方向的視圖并且圖5示出圖I的計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀的支承和驅(qū)動(dòng)單元的第二種實(shí)施形式的剖視圖。在附圖中相同的或功能相同的元件通篇標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記。附圖中的顯示是示意性的并且不是一定遵循比例。以下僅在理解本發(fā)明所需的范圍內(nèi)對(duì)計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀I進(jìn)行闡述而不限制其普遍特征。圖I所示的計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀I包括具有靜止部件3和可圍繞系統(tǒng)軸線S旋轉(zhuǎn)的部件4的機(jī)架2。在本發(fā)明的實(shí)施例的情況中，可旋轉(zhuǎn)部件4具有X射線系統(tǒng)，該X射線系統(tǒng)包括相對(duì)置地布置在可旋轉(zhuǎn)部件4上的X射線源6和X射線檢測(cè)器7。在計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀I工作時(shí)，X射線8從X射線源6中朝X射線檢測(cè)器7的方向射出，穿過(guò)檢測(cè)對(duì)象并且由X射線檢測(cè)器7以檢測(cè)數(shù)據(jù)或檢測(cè)信號(hào)的形式采集。此外，計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀I具有用于支承待檢查的病人P的病床9。病床9包 括床座10，用于實(shí)際支承病人P的病人支承臺(tái)11設(shè)置在床座10上。病人支承臺(tái)11能夠這樣相對(duì)床座10沿系統(tǒng)軸線S的方向調(diào)節(jié)移動(dòng)，使其能夠連同病人P送入機(jī)架2的開(kāi)口 12中，用于例如在螺旋掃描中拍攝病人P的2D-X射線投影。對(duì)借助X射線系統(tǒng)拍攝的2D-X射線投影的計(jì)算機(jī)處理或?qū)?D-X射線投影的檢測(cè)數(shù)據(jù)或檢測(cè)信號(hào)的3D數(shù)據(jù)組、3D圖像或?qū)訄D的重建通過(guò)計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀I的圖形計(jì)算機(jī)13實(shí)現(xiàn)，層圖或3D圖像可呈現(xiàn)在顯示裝置14上。在本發(fā)明的實(shí)施例的情況中，所述機(jī)架2還包括支座5，機(jī)架2的靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4設(shè)置在支座5上。機(jī)架2的靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4能夠一起圍繞傾翻軸線K沿雙向箭頭a的方向相對(duì)支座5傾斜或翻轉(zhuǎn)。機(jī)架2的傾翻軸線K垂直于系統(tǒng)軸線S并且基本水平地延伸。為了能夠使機(jī)架2的靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4圍繞傾翻軸線K相對(duì)支座5傾斜,在支座5內(nèi)的至少一側(cè)設(shè)置圖I中示意表示的支承和驅(qū)動(dòng)單元15。這種支承和驅(qū)動(dòng)單元15具有用于磁性支承靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4的器件和用于電磁驅(qū)動(dòng)靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4的器件，這種支承和驅(qū)動(dòng)單元15的一種實(shí)施形式在圖2的剖視圖中示意性地示出。用于磁性支承的器件和用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件原則上包括永磁體、電磁體和/或由鐵磁材料構(gòu)成的元件。在本發(fā)明的實(shí)施例的情況中，支承和驅(qū)動(dòng)單元15包括設(shè)置在支座5上的第一環(huán)形支架元件16和設(shè)置在靜止部件3的軸頸43上的第二環(huán)形支架元件17。軸頸43與靜止部件3固定連接。第二個(gè)這樣的軸頸位于靜止部件3的對(duì)置側(cè)，第二軸頸在附圖中未顯示，傾翻軸線K延伸穿過(guò)這兩個(gè)軸頸。用于磁性支承的器件和用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件設(shè)置在環(huán)形支架元件16、17上，所述器件在本發(fā)明的實(shí)施例的情況中構(gòu)成兩個(gè)磁性軸向軸承18、19和一個(gè)磁性徑向軸承20，其中電磁驅(qū)動(dòng)裝置集成在磁性徑向軸承20中。圖3示出沿圖2中的箭頭III的方向剖切徑向軸承20的剖視圖。在圖3所示的本發(fā)明實(shí)施例的情況中，徑向軸承20和集成在徑向軸承20中的用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件具有沿徑向位于外側(cè)的、由電磁體22組成的第一環(huán)形徑向裝置21，電磁體22分別包括至少一個(gè)未明確顯示的線圈。此外，徑向軸承20和集成在徑向軸承20中的用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件具有沿徑向位于內(nèi)側(cè)的、由永磁體24組成的第二環(huán)形徑向裝置23。在圖3所示的本發(fā)明實(shí)施例的情況中，50%的電磁體22用于相對(duì)支座5磁性支承靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4，50%的電磁體22用于相對(duì)支座5電磁驅(qū)動(dòng)靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4。在此，沿徑向位于外側(cè)的環(huán)形徑向裝置21的每?jī)蓚€(gè)電磁體22中的一個(gè)設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生電磁旋轉(zhuǎn)場(chǎng)，電磁體22被圖3中未示出的控制器件這樣控制，使得在與永磁體24共同作用時(shí)靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4能夠相對(duì)支座5傾斜或翻轉(zhuǎn)。其余的電磁體22與永磁體24共同作用用于相對(duì)支座5磁性地支承靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4，其中靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4由于磁場(chǎng)而相對(duì)支座5進(jìn)入懸浮狀態(tài)。取代永磁體24，第二徑向裝置尤其也可以具有由鐵磁材料構(gòu)成的元件或者具有永磁體和由鐵磁材料構(gòu)成的元件。按照具有用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件的徑向軸承20的一種備選實(shí)施形式，沿徑向位于外側(cè)的環(huán)形徑向裝置21可以具有由鐵磁材料構(gòu)成的元件和/或永磁體，并且位于徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)形徑向裝置23具有電磁體，如前所述，每?jī)蓚€(gè)電磁體中的一個(gè)設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生電磁旋轉(zhuǎn)場(chǎng)，以便在相應(yīng)的借助電流的控制中與由鐵磁材料構(gòu)成的元件和/或永磁體共同作用，使得靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4相對(duì)支座5旋轉(zhuǎn)從而傾斜運(yùn)動(dòng)。其余的電磁體還是用于與由 鐵磁材料構(gòu)成的元件和/或永磁體共同作用相對(duì)支座5磁性支承靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件
4。在這種變型中，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)所需的電能以及控制和調(diào)節(jié)信號(hào)必須(必要時(shí)例如通過(guò)集電環(huán))傳遞至靜止部件4。具有用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件的徑向軸承20的另一種備選實(shí)施形式規(guī)定，不但沿徑向位于外側(cè)的環(huán)形徑向裝置21而且位于徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)形徑向裝置23均具有電磁體，其中，第一和第二徑向裝置的至少一部分電磁體設(shè)計(jì)用于磁性支承并且第一和/或第二徑向裝置的一組電磁體能夠被這樣控制，從而產(chǎn)生用于電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)架2的靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4的電磁旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。在這種情況中也需要將用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)所需的電能以及必要時(shí)將控制和調(diào)節(jié)信號(hào)例如通過(guò)集電環(huán)傳遞至靜止部件4。徑向軸承20的設(shè)計(jì)用于電磁驅(qū)動(dòng)的電磁體22以及設(shè)計(jì)用于磁性支承的電磁體22也能夠分別分段編組。圖4示出這種作為對(duì)圖3所示的本發(fā)明實(shí)施例的擴(kuò)展設(shè)計(jì)的分段。在圖4中所示的本發(fā)明實(shí)施例的情況中，設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)的電磁體22布置在三個(gè)分別覆蓋60°的部段25中，其中，每個(gè)部段25之間同樣是60°。設(shè)置在中間部段45中的電磁體22設(shè)計(jì)用于磁性支承。以其它角度布置的其它部段布局同樣可行。這種形式的分段也可用于所述的具有用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件的徑向軸承的備選實(shí)施形式。如前所述，支承和驅(qū)動(dòng)單元15具有兩個(gè)軸向軸承18、19。在本發(fā)明的實(shí)施例的情況中，軸向軸承18具有由電磁體30和必要時(shí)由永磁體和/或鐵磁材料制成的元件構(gòu)成的第一環(huán)形軸向裝置26，該第一環(huán)形軸向裝置26固定在第一環(huán)形支架元件16上并配屬于支座5。第一軸向裝置26的電磁體22與由鐵磁材料制成的環(huán)形法蘭27共同作用，該環(huán)形法蘭27固定在支架元件17上并且配屬于靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4。軸向軸承19的構(gòu)造與軸向軸承18的構(gòu)造一致。軸向軸承19也具有由電磁體30和必要時(shí)由永磁體和/或鐵磁材料制成的元件構(gòu)成的第一環(huán)形軸向裝置28，該第一環(huán)形軸向裝置28固定在第一環(huán)形支架元件16上并配屬于支座5。第一軸向裝置28的電磁體22同樣與環(huán)形法蘭27共同作用。軸向軸承18和19使靜止部件3和旋轉(zhuǎn)部件4相對(duì)支座5沿傾翻軸線K進(jìn)入懸浮狀態(tài)。為了能夠保證無(wú)故障地運(yùn)行磁性軸承，徑向軸承間隙31的寬度和至少軸向軸承間隙32和33的寬度必須始終被檢測(cè)。為此，在本發(fā)明的實(shí)施例的情況中設(shè)置霍爾傳感器形式的檢測(cè)器件。軸承間隙的寬度在此不必直接檢測(cè)，而是能夠由環(huán)形支架元件17的軸向或徑向位置計(jì)算該寬度。若軸承間隙寬度與其額定寬度不同，則必須通過(guò)對(duì)與之相關(guān)的電磁體的線圈電流的相應(yīng)調(diào)節(jié)將該寬度再次調(diào)整到額定寬度。在本發(fā)明的實(shí)施例的情況中，兩個(gè)徑向上相互錯(cuò)開(kāi)約90°布置的霍爾傳感器34用于確定徑向軸承間隙31的寬度，圖2中僅顯示了其中之一。根據(jù)支承和驅(qū)動(dòng)單元15確定和已知的構(gòu)造，徑向軸承間隙31的寬度能夠由霍爾傳感器34的測(cè)量值通過(guò)控制和調(diào)節(jié)單元求得并且用于控制和調(diào)節(jié)用于徑向支承的相關(guān)電磁體的線圈電流。以相應(yīng)的方式可以確定軸向軸承間隙寬度32和33。在圖2中顯示了霍爾傳感器35的布局。優(yōu)選地存在至少兩個(gè)這種相互徑向錯(cuò)開(kāi)約90°布置的霍爾傳感器35用于接收檢測(cè)值。軸向軸承間隙寬度32以及軸承間隙寬度33能夠通過(guò)控制和調(diào)節(jié)單元由霍爾傳感·器35的檢測(cè)值求得，并且用于控制和調(diào)節(jié)用于軸向支承的相關(guān)電磁體的線圈電流?！ぷ鳛閭溥x，不需要附加傳感器而只通過(guò)評(píng)估電磁體的電流值和電壓值的改變就能確定軸承間隙寬度31至33。由于環(huán)形支架元件17相對(duì)環(huán)形支架元件16的位置改變，用于磁性支承的相關(guān)電磁體的電感受到影響，由此相關(guān)電磁體上的電流值和電壓值改變。通過(guò)評(píng)估所述電流值和電壓值能夠分別求得軸承間隙的寬度并且用于控制和調(diào)節(jié)相關(guān)電磁體的線圈電流。在圖2所示的實(shí)施例的情況中，支承和驅(qū)動(dòng)單元15還具有磁力制動(dòng)器36。在此，磁力制動(dòng)器36包括能夠沿傾翻軸線K的方向運(yùn)動(dòng)的、由鐵磁材料制成的環(huán)形法蘭37和由與法蘭37共同作用的電磁體38組成的環(huán)形裝置。法蘭37固定在支架元件17上并且因此配屬于靜止部件3。法蘭37這樣布置在支架元件17上，使得該法蘭通過(guò)至少一個(gè)沿傾翻軸線K的方向延伸的棱鍵39沿傾翻軸線K的方向引導(dǎo)。電磁體38設(shè)置在支架元件16上并且因此配屬于支座5。具有制動(dòng)摩擦片41的制動(dòng)環(huán)40或環(huán)40朝法蘭37的方向設(shè)置在電磁體38之前。在本實(shí)施例的情況中，磁力制動(dòng)器36這樣相對(duì)徑向軸承20設(shè)置，使得法蘭37仍處于永磁體24的磁場(chǎng)中。在支承和驅(qū)動(dòng)單元15運(yùn)行時(shí)，徑向軸承20和軸向軸承18、19使用于磁性支承的支架元件17相對(duì)支架元件16進(jìn)入懸浮狀態(tài)。支架元件17相對(duì)支架元件16圍繞傾翻軸線K的額外轉(zhuǎn)動(dòng)借助所述的在此集成在徑向軸承20中的電磁驅(qū)動(dòng)器件實(shí)現(xiàn)。在這種情況中，磁力制動(dòng)器36的電磁體38被這樣驅(qū)動(dòng)，使得電磁體38通過(guò)產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)使法蘭37與制動(dòng)環(huán)40保持確定的間距。為了將支架元件17相對(duì)支架元件16固定或鎖定，切斷對(duì)電磁體38的供電。因此法蘭37由徑向軸承20的永磁體24吸引并且壓靠在制動(dòng)環(huán)40的制動(dòng)摩擦片41上。通過(guò)為電磁體38或其線圈再次相應(yīng)地通電，磁力制動(dòng)器36能夠再次松開(kāi)。以上描述了圖I中示意顯示的支承和驅(qū)動(dòng)單元15。為了使靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4能夠圍繞傾翻軸線K翻轉(zhuǎn)，計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀I需要至少一個(gè)第二支承單元115。該支承單元115并非必須具有驅(qū)動(dòng)器件和磁力制動(dòng)器。然而該支承單元具有至少一個(gè)磁性徑向軸承和至少一個(gè)磁性軸向軸承。但是，支承單元115也能夠如支承和驅(qū)動(dòng)單元15 —樣地構(gòu)造。在這種情況中，對(duì)靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4圍繞傾翻軸線K的傾斜或翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)以及靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4相對(duì)支座5的固定在雙側(cè)進(jìn)行。與支承和驅(qū)動(dòng)單元15和支承單元115相連的相應(yīng)控制和調(diào)節(jié)器件以借助相應(yīng)軟件運(yùn)行的計(jì)算單元42的形式在圖I中示意顯示。靜止部件3和可旋轉(zhuǎn)部件4相對(duì)支座5的傾斜優(yōu)選從圖I所示的初始位置起圍繞傾翻軸線K在+/-30°的角度范圍內(nèi)進(jìn)行。圖5顯示了支承和驅(qū)動(dòng)單元215的第二種實(shí)施形式的剖視圖，支承和驅(qū)動(dòng)單元215與支承和驅(qū)動(dòng)單元15的區(qū)別在 于，徑向軸承200和電磁驅(qū)動(dòng)單元300相互分開(kāi)并且沿傾翻軸線K的方向相互錯(cuò)開(kāi)地布置。此外，支承和驅(qū)動(dòng)單元215具有支承軸承400。支承和驅(qū)動(dòng)單元215的其余部件在構(gòu)造和功能方面(必要時(shí)以與支承和驅(qū)動(dòng)單元215的構(gòu)造形式相適配的尺寸)與支承和驅(qū)動(dòng)單元15的部件一致，因此這些部件標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記。在圖5所示的本發(fā)明的實(shí)施例的情況中，徑向軸承200設(shè)置在第一平面El中并且如具有用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件的徑向軸承20 —樣具有由電磁體22構(gòu)成的沿徑向位于外側(cè)的環(huán)形徑向裝置21和由永磁體24構(gòu)成的位于徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)形徑向裝置23。電磁驅(qū)動(dòng)單元300布置在沿傾翻軸線K的方向相對(duì)平面El錯(cuò)移的平面E2中并且同樣具有由電磁體22構(gòu)成的沿徑向位于外側(cè)的環(huán)形徑向裝置321和由永磁體24構(gòu)成的位于徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)形徑向裝置323。與具有用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件的徑向軸承20不同，徑向軸承200的全部電磁體22和永磁體24設(shè)計(jì)用于磁性支承。此外，電磁驅(qū)動(dòng)單元300的全部電磁體22和永磁體24設(shè)計(jì)用于電磁驅(qū)動(dòng)。如前所述，支承和驅(qū)動(dòng)單元215還具有傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承形式的支承軸承400。當(dāng)例如在停電情況下由電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)太弱時(shí)，支承軸承400承擔(dān)支承和驅(qū)動(dòng)單元215中的承重功能。通過(guò)這種方式也可以避免支承和驅(qū)動(dòng)單元215的磁性軸承受損。為了實(shí)現(xiàn)該目的，設(shè)置在支架元件16上的支承軸承400和支架元件17之間的間隙寬度120小于徑向軸承間隙121和驅(qū)動(dòng)間隙123。在正常工作中，固定在環(huán)形支架元件16上的支承軸承400不與環(huán)形支架元件17相接觸。只在故障情況下支承軸承400才與環(huán)形支架元件17相接觸并且承擔(dān)承重功能，由此避免了對(duì)徑向軸承200和電磁驅(qū)動(dòng)單元300的損害。磁力制動(dòng)器36通常這樣設(shè)計(jì)，使得法蘭37在停電時(shí)被永磁體24吸引并且因此壓靠在制動(dòng)摩擦片41上，由此實(shí)現(xiàn)固定。作為備選或補(bǔ)充，所述裝置或計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀可具有連續(xù)供電裝置124，如其在圖I中所示。那么如對(duì)于支承和驅(qū)動(dòng)單元15以及對(duì)于支承單元115所示出的支承軸承則不是必需的，因?yàn)樵陔娋W(wǎng)故障時(shí)用于磁性支承的電流和電壓供應(yīng)能夠通過(guò)連續(xù)供電裝置124保證。如前所述，支承和驅(qū)動(dòng)單元215能夠替代支承和驅(qū)動(dòng)單元15和/或支承單元115。
權(quán)利要求
1.一種用于相對(duì)計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀(I)的機(jī)架(2)的支座(5)支承和驅(qū)動(dòng)該計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀(I)的具有傾翻軸線(K)的機(jī)架(2)的部件(3、4)的裝置(15、215)，所述裝置具有 -用于相對(duì)所述機(jī)架(2)的支座(5)磁性支承所述機(jī)架(2)的能夠傾斜的部件(3、4)的器件(22、24、27、30)，和 -用于相對(duì)所述機(jī)架(2)的支座(5)電磁驅(qū)動(dòng)所述機(jī)架(2)的能夠傾斜的部件(3、4)的器件(22、24)。
2.按照權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述用于相對(duì)所述機(jī)架⑵的支座(5)磁性支承所述機(jī)架(2)的能夠傾斜的部件(3、4)的器件(22、24、27、30)相對(duì)所述傾翻軸線(K)構(gòu)成至少一個(gè)徑向軸承(20、200)和至少一個(gè)軸向軸承(18、19)。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的裝置，其中，所述用于相對(duì)所述機(jī)架(2)的支座(5)磁性支承所述機(jī)架(2)的能夠傾斜的部件(3、4)的器件(22、24、27、30)包括至少一個(gè)永磁體(24)、至少一個(gè)具有線圈的電磁體(22、30)和/或至少一個(gè)由鐵磁材料制成的元件，并且所述用于相對(duì)所述機(jī)架(2)的支座(5)電磁驅(qū)動(dòng)所述機(jī)架(2)的能夠傾斜的部件(3、4)的器件(22、24)包括至少一個(gè)具有線圈的電磁體(22)。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的裝置，其中，所述徑向軸承(20、200)和/或用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件(22、24)具有沿徑向位于外側(cè)的第一環(huán)形徑向裝置(21、321)，該第一環(huán)形徑向裝置(21、321)由永磁體、電磁體(22)和/或鐵磁材料制成的元件構(gòu)成并且配屬于所述機(jī)架(2)的支座(5);所述徑向軸承(20、200)和/或用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件(22、24)還具有沿徑向位于內(nèi)側(cè)的第二環(huán)形徑向裝置(23、323)，該第二環(huán)形徑向裝置(23、323)由永磁體(24)、電磁體和/或鐵磁材料制成的元件構(gòu)成并且配屬于所述機(jī)架(2)的可傾斜部件(3、4)，其中，在所述第一和第二環(huán)形徑向裝置(21、23)之間存在環(huán)形的徑向軸承間隙(31、121)。
5.按照權(quán)利要求2至4之一所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)軸向軸承(18、19)具有至少一個(gè)第一環(huán)形軸向裝置(26、28)，該第一環(huán)形軸向裝置(26、28)由永磁體、電磁體(30)和/或鐵磁材料制成的元件構(gòu)成并且配屬于所述機(jī)架(2)的支座(5);所述至少一個(gè)軸向軸承(18、19)還具有至少一個(gè)由永磁體、電磁體和/或鐵磁材料制成的元件構(gòu)成的第二環(huán)形軸向裝置或由鐵磁材料制成的環(huán)形元件(27)，該第二環(huán)形軸向裝置或該環(huán)形元件(27)配屬于所述機(jī)架(2)的可傾斜部件(3、4)，所述至少一個(gè)第一軸向裝置(26)和所述至少一個(gè)第二軸向裝置或者所述至少一個(gè)第一軸向裝置(26)和所述由鐵磁材料制成的環(huán)形元件(27)在軸向上沿所述傾翻軸線(K)的方向相互錯(cuò)開(kāi)以構(gòu)成環(huán)形的軸向軸承間隙(32、33)。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的裝置，所述裝置具有用于檢測(cè)所述徑向軸承間隙(31、121)和/或所述軸向軸承間隙(32、33)的寬度的變化的檢測(cè)器件(34、35)。
7.按照權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述檢測(cè)器件具有至少一個(gè)霍爾傳感器(34、35)和/或電感或電容工作的傳感器。
8.按照權(quán)利要求3至7之一所述的裝置，其中，在將所述電磁體(22、30)用于磁性支承的情況中，對(duì)所述徑向軸承間隙(31、121)和/或所述軸向軸承間隙(32、33)的寬度變化的檢測(cè)基于對(duì)一個(gè)或多個(gè)電磁體(22、30)的線圈的電感的影響實(shí)現(xiàn)。
9.按照權(quán)利要求2至8之一所述的裝置，其中，所述徑向軸承(200)設(shè)置在第一平面(El)和所述用于電磁驅(qū)動(dòng)所述機(jī)架(2)的能夠相對(duì)所述機(jī)架(2)的支座(5)傾斜的部件(3,4)的器件(22、24)設(shè)置在沿所述傾翻軸線(K)的方向相對(duì)于所述第一平面(El)錯(cuò)開(kāi)的第二平面(E2)中。
10.按照權(quán)利要求2至8之一所述的裝置，其中，所述用于電磁驅(qū)動(dòng)所述機(jī)架(2)的能夠相對(duì)所述機(jī)架(2)的支座(5)傾斜的部件(3、4)的器件(22、24)集成在所述徑向軸承(20)中。
11.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述沿徑向位于外側(cè)的第一環(huán)形徑向裝置(21)具有電磁體(22)并且所述沿徑向位于內(nèi)側(cè)的第二環(huán)形徑向裝置(23)具有永磁體(24)和/或由鐵磁材料制成的元件，其中，所述第一徑向裝置(21)的一組電磁體(22)能夠這樣被控制，使得產(chǎn)生用于電磁驅(qū)動(dòng)所述機(jī)架(2)的可傾斜部件(3、4)的電磁旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。
12.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述沿徑向位于外側(cè)的第一環(huán)形徑向裝置(21)具有永磁體和/或由鐵磁材料制成的元件，并且所述沿徑向位于內(nèi)側(cè)的第二環(huán)形徑向裝置(23)具有電磁體，其中，所述第二徑向裝置的一組電磁體能夠這樣被控制，使得產(chǎn)生用于電磁驅(qū)動(dòng)所述機(jī)架(2)的可傾斜部件(3、4)的電磁旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。
13.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述沿徑向位于外側(cè)的第一環(huán)形徑向裝置(21)和所述沿徑向位于內(nèi)側(cè)的第二環(huán)形徑向裝置(23)具有電磁體，其中，所述第一徑向裝置(21)和/或所述第二徑向裝置(23)的一組電磁體能夠這樣被控制，使得產(chǎn)生用于電磁驅(qū)動(dòng)所述機(jī)架(2)的可傾斜部件(3、4)的電磁旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。
14.按照權(quán)利要求11至13之一所述的裝置，其中，所述第一徑向裝置(21)和/或所述第二徑向裝置(23)的設(shè)計(jì)用于電磁驅(qū)動(dòng)和/或用于磁性支承的電磁體分別分成各組扇段(25,45)。
15.按照權(quán)利要求I至14之一所述的裝置，所述裝置具有至少一個(gè)磁力制動(dòng)器(36)。
16.按照權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述磁力制動(dòng)器(36)具有至少一個(gè)能夠沿所述傾翻軸線(K)的方向運(yùn)動(dòng)的法蘭(37)和至少一個(gè)與所述法蘭(37)共同作用的磁體(38)。
17.按照權(quán)利要求16所述的裝置，其中，在所述機(jī)架(2)的可傾斜部件(3、4)傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述法蘭(37)通過(guò)至少一個(gè)電磁體(38)的磁場(chǎng)不產(chǎn)生制動(dòng)效果，并且為了固定所述機(jī)架(2)的可傾斜部件(3、4)，所述法蘭(37)通過(guò)所述徑向軸承(20、200)的和/或所述用于電磁驅(qū)動(dòng)的器件的至少一個(gè)永久磁體(24)的磁場(chǎng)壓靠在制動(dòng)面上。
18.按照權(quán)利要求I至17之一所述的裝置，所述裝置具有設(shè)計(jì)為支承軸承的滾動(dòng)軸承。
19.按照權(quán)利要求I至18之一所述的裝置，所述裝置配備有無(wú)中斷的供電裝置(124)。
20.一種計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀，具有至少一個(gè)按照權(quán)利要求I至19之一所述的裝置(15,215)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于支承和驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀(1)的具有傾翻軸線(K)的機(jī)架(2)的部件(3、4)的裝置(15、215)，所述部件(3、4)能夠相對(duì)所述計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀(1)的機(jī)架(2)的支座(5)圍繞所述傾翻軸線(K)傾斜，所述裝置具有用于磁性支承所述機(jī)架(2)的能夠相對(duì)所述機(jī)架(2)的支座(5)傾斜的部件(3、4)的器件(22、24、27、30)和用于電磁驅(qū)動(dòng)所述機(jī)架(2)的能夠相對(duì)所述機(jī)架(2)的支座(5)傾斜的部件(3、4)的器件(22、24)。本發(fā)明還涉及一種包括這種裝置(15、215)的計(jì)算機(jī)X光斷層掃描儀(1)。
文檔編號(hào)A61B6/03GK102892357SQ201180024641
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者J.卡倫亞克, H-J.米勒 申請(qǐng)人:西門子公司