專利名稱：Mri用磁場發(fā)生器、該發(fā)生器及其磁鐵單元的組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于核磁共振成像(以下簡稱MRI)的磁場發(fā)生器、一種組裝該發(fā)生器的方法以及一種組裝用于該發(fā)生器的磁鐵單元的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種結(jié)合有永磁鐵的磁場發(fā)生器、一種組裝該發(fā)生器的方法以及一種組裝用于該發(fā)生器的磁鐵單元的方法。
用于MRI的磁場發(fā)生器可采用永磁鐵。用在此類裝置中的磁鐵必edm由多個磁鐵塊組成。先安置材料塊然后再使其磁化是很困難的。因此，在實(shí)際制造過程中，必須將磁化了的材料塊在一板狀軛鐵上，使每塊磁鐵均具有向上的相同磁極。
通常，當(dāng)要把磁鐵塊放到板狀軛鐵上時，先在板狀軛鐵的一個表面上涂覆一層粘合劑，隨后將磁鐵塊粘接于該表面，如日本專利2,699,250所述。按照這樣一種粘接方法，粘接于板狀軛鐵表面的各磁鐵塊的上表面相互間并不齊平，形成一個不平整表面。安裝有由此類磁鐵塊制成的永磁鐵的磁場發(fā)生器很容易在相互面對的一對磁極片之間產(chǎn)生不均勻磁場。另外，可能會使用于修正磁場非均勻性的磁極片傾斜而在磁場內(nèi)產(chǎn)生不均勻性。通常，在將一對永磁鐵相互面對地安裝之后，調(diào)節(jié)磁場的均勻分布是必不可少的步驟。然而，若按照上述方法安裝磁鐵塊，會使磁場的不均勻性變得很大，需要很多費(fèi)時的次級步驟來加以調(diào)節(jié)。
另外，在上述的對磁鐵塊進(jìn)行粘接的方法中，必須將具有很強(qiáng)磁性的各磁鐵塊自上而下地放到軛鐵上，從而很難使每個磁鐵塊都能整齊地鄰接于其它磁鐵塊。更具體地說，在安裝時，每個磁鐵塊均固定為使預(yù)定磁極的一個面朝上。當(dāng)把該磁鐵塊放到準(zhǔn)備固定到板狀軛鐵上的其它磁鐵塊上方時，會在兩塊磁鐵之間產(chǎn)生吸力。另外，當(dāng)這兩塊磁鐵相互靠近時，會在其間產(chǎn)生斥力。由于要安置的磁鐵塊處于強(qiáng)力作用之下，所以必須對磁鐵塊加以牢固的保持，以確保其在運(yùn)輸期間的安全。對一傳統(tǒng)的保持機(jī)構(gòu)而言，很難反抗這樣強(qiáng)大的力而將磁鐵塊整齊地安裝到粘接位置上。
隨后，將如上所述那樣組裝好的一對磁鐵單元相互面對，使它們以預(yù)定的間隔相對。這個過程可以這樣來實(shí)現(xiàn)，即，先組裝一個磁鐵單元，然后將一柱狀軛鐵連接于該磁鐵單元，最后將另一個磁鐵單元連接于該柱狀軛鐵。
柱狀軛鐵磁性地連接于成對的磁鐵單元，因而必須用磁性材料制成。因此，當(dāng)把柱狀軛鐵連接于磁鐵單元時，會使柱狀軛鐵處于磁鐵單元的吸力作用之下，很難對兩者進(jìn)行高精度地連接。同樣地，當(dāng)把第二磁鐵單元連接于已經(jīng)連接到第一磁鐵單元的柱狀軛鐵時，也很難使兩者高精度地連接。
因此，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種用于MRI的磁場發(fā)生器、一種組裝該發(fā)生器的方法以及一種組裝用于該發(fā)生器的磁鐵單元的方法，它們可以使磁鐵單元的組裝更為簡便，并使磁鐵單元和柱狀軛鐵的連接作業(yè)和其它組裝作業(yè)更為簡便。
根據(jù)本發(fā)明的一種用于組裝磁鐵單元的方法是通過將各磁鐵塊粘接于設(shè)置在一板狀軛鐵的表面上的粘接物體來實(shí)現(xiàn)的，所述方法包括如下步驟一涂敷步驟，也就是將粘合劑涂敷于所述粘接物體的至少一個側(cè)面或磁鐵塊的一個側(cè)面；一運(yùn)送步驟，也就是通過使所述磁鐵塊在板狀軛鐵上滑動來進(jìn)行運(yùn)送；以及一粘接步驟，也就是將所述被運(yùn)送磁鐵塊粘接于所述粘接物體。
應(yīng)該注意的是，這里采用的術(shù)語“粘接物體”是指一新的磁鐵塊在板狀軛鐵的表面上與其粘接的物體。例如，粘接物體可以是設(shè)置在板狀軛鐵表面上的一凸起，或者可以是已經(jīng)固定在板狀軛鐵表面上的磁鐵塊。
按照上述方法，磁鐵塊被運(yùn)送而配合于粘接物體，也就是該凸起或另一磁鐵塊。隨后，將磁鐵塊在此壓配狀態(tài)下保持一段預(yù)定的時間，從而完成在一預(yù)定位置上的粘接。由于各磁鐵塊是以側(cè)面相互粘接的，所以不必將粘合劑涂敷于板狀軛鐵的表面，最終合成的永磁鐵的上表面近乎是不平整的。另外，將磁鐵塊運(yùn)送到預(yù)定位置的工作可以通過簡單地使其在板狀軛鐵上滑動來實(shí)現(xiàn)，從而能穩(wěn)定和有效地組裝永磁鐵。在此應(yīng)該注意的是，為了避免磁通短路，所述凸起應(yīng)由例如鋁之類的非磁性材料制成。
在運(yùn)送磁鐵塊之前，可在板狀軛鐵的表面上設(shè)置一第一引導(dǎo)件。磁鐵塊的定位進(jìn)而固定可以這樣來實(shí)現(xiàn)，即，使該磁鐵塊與第一引導(dǎo)件的一個側(cè)面接觸。借助這種操作，可以將磁鐵塊精確地安置到預(yù)定位置上。第一引導(dǎo)件可以是相互之間以90度間隔的一對導(dǎo)軌。
較佳的是，應(yīng)該在第一引導(dǎo)件側(cè)面的兩個磁鐵塊相互粘接的位置上形成一凹槽。第一引導(dǎo)件必須在永磁鐵組裝完畢之后去除。當(dāng)借助粘合劑來粘接磁鐵塊時，設(shè)置在第一引導(dǎo)件內(nèi)的凹槽可以有效地防止粘合劑從相互粘接的表面擠出而粘附到第一引導(dǎo)件上，從而避免磁鐵塊粘接于第一引導(dǎo)件。
為便于定位，一新的磁鐵塊是裝配在由設(shè)置在板狀軛鐵上的多個粘接物體的側(cè)面所形成的夾角部，也就是由已經(jīng)固定在板狀軛鐵上的一對相鄰的磁鐵塊的側(cè)面所組成的一個夾角部，或者是由凸起的一個側(cè)面與直接固定于該凸起的磁鐵塊的一個側(cè)面所組成的一個夾角部。特別是，如果在運(yùn)送時新磁鐵塊的側(cè)面與所述夾角部的一個側(cè)面(即已有磁鐵的側(cè)面或凸起的側(cè)面)保持平行，則可以在磁鐵塊不發(fā)生偏斜的情況下進(jìn)行移動。
同樣地，當(dāng)采用第一引導(dǎo)件時，將一新的磁鐵塊裝配到由第一引導(dǎo)件的側(cè)面與粘接物體的側(cè)面所形成的夾角部，也就是由第一引導(dǎo)件的側(cè)面與凸起的側(cè)面所形成的一個夾角部，或由第一引導(dǎo)件的側(cè)面與直接裝配的磁鐵塊的側(cè)面所形成的一個夾角部，從而便于定位。特別是，如果在運(yùn)送時新磁鐵塊的側(cè)面與所述夾角部的一個側(cè)面(即第一引導(dǎo)件的側(cè)面或凸起的側(cè)面)保持平行，則可以在磁鐵塊不發(fā)生偏斜的情況下進(jìn)行移動。
根據(jù)本發(fā)明的另一種用于組裝一磁鐵單元的方法是通過在一板狀軛鐵的表面上設(shè)置多個具有相同向上磁極的磁鐵塊來實(shí)現(xiàn)的，所述方法包括如下步驟將一磁性元件設(shè)置在板狀軛鐵上方，使該磁性元件與板狀軛鐵隔開一預(yù)定距離，并大致與之平行；以及在所述板狀軛鐵上對多個磁鐵塊中的每一塊進(jìn)行運(yùn)送，并通過粘接使多個磁鐵塊中的每一塊都固定于相鄰的磁鐵塊。
當(dāng)如上所述的那樣設(shè)置多個具有朝著相同方向的磁極的磁鐵塊時，這些磁鐵塊很容易在作用于每個磁鐵塊的反向磁場的作用下退磁。為避免這一問題，當(dāng)設(shè)置磁鐵塊時，在各磁鐵塊的上方設(shè)置了一作為磁性元件的磁極片。這種布置可允許磁極片吸收磁通，從而減小反磁場，借以避免磁鐵塊的退磁現(xiàn)象。
另外，在設(shè)置如上所述的磁極片時，只要在各磁鐵塊已被固定之后簡單地將磁極片降低到永磁鐵上，就能將磁極片精確地設(shè)置到一預(yù)定位置上。磁極片是一個可施加很強(qiáng)吸力的大型磁性元件，它對安全操作的危險性很大，并且很難在永磁鐵被組裝完畢之后將該磁極片靠近永磁鐵來精確地定位。另一方面，如果預(yù)先將磁極片設(shè)置在板狀軛鐵的上方，就可以確保操作安全性，并且使能精確地定位到預(yù)定的位置上。
根據(jù)本發(fā)明的一種用于組裝MRI用磁場發(fā)生器的方法，該磁場發(fā)生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設(shè)置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊制成的永磁鐵；以及一用來制成和磁性連接成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對。該方法包括如下步驟設(shè)置一第二引導(dǎo)件，用于在板狀軛鐵上的永磁鐵與柱狀軛鐵欲設(shè)置在板狀軛鐵上的位置之間對柱狀軛鐵加以引導(dǎo)；將裝置軛鐵提升至磁鐵單元上方；以及通過使被提升的柱狀軛鐵沿第二引導(dǎo)件的側(cè)面降低，把被提升的柱狀軛鐵設(shè)置到磁鐵單元上。
較佳的是，在將第二引導(dǎo)件設(shè)置在板狀軛鐵上的永磁鐵與用來將柱狀軛鐵設(shè)置在板狀軛鐵上的孔之間設(shè)置一第二引導(dǎo)件，以便將被提升的柱狀軛鐵引導(dǎo)入所述孔，柱狀軛鐵的定位是通過將其沿著第二引導(dǎo)件的側(cè)面降低而實(shí)現(xiàn)的。如果使第二引導(dǎo)件的朝著所述孔的側(cè)面大致與例如已經(jīng)正確對位的柱狀軛鐵的側(cè)面相配合，就可以更有效地進(jìn)行上述步驟。當(dāng)柱狀軛鐵被提升時，其垂直軸線會由于永磁鐵所施加的吸力的緣故而傾斜。通過使柱狀軛鐵與第二引導(dǎo)的引導(dǎo)面接觸，就可以很方便地將柱狀軛鐵降低到預(yù)定位置上。第二引導(dǎo)件的高度最好是不小于700mm。
根據(jù)本發(fā)明的另一種用于組裝MRI用磁場發(fā)生器的方法，該磁場發(fā)生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設(shè)置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊制成的永磁鐵；以及一用來制成和磁性連接成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對。在磁鐵單元的上表面上形成有一孔。該方法包括如下步驟將柱狀軛鐵提升孔的上方；將一用于插入孔的引導(dǎo)桿附連于柱狀軛鐵的下端面；以及通過將引導(dǎo)桿插入孔而使柱狀軛鐵的下降受到引導(dǎo)，借以連接柱狀軛鐵和磁鐵單元。
按照該方法，在把升高的柱狀軛鐵降低的同時，通過將引導(dǎo)桿導(dǎo)入所述孔內(nèi)，就能以很高的精度將柱狀軛鐵設(shè)置到預(yù)定位置上。
根據(jù)本發(fā)明還有一種用于組裝MRI用磁場發(fā)生器的方法。在上方的磁鐵單元具有一開設(shè)在柱狀軛鐵連接位置的孔。該方法包括如下步驟將柱狀軛鐵設(shè)置到下磁鐵單元的上表面上；將一引導(dǎo)桿連接于柱狀軛鐵的上端面；將上磁鐵單元提升至柱狀軛鐵的上方；以及通過將引導(dǎo)桿插入孔而使柱狀軛鐵的下降受到引導(dǎo)，借以連接柱狀軛鐵和磁鐵單元。
根據(jù)這種方法，當(dāng)把上磁鐵單元安裝到已經(jīng)固定于下磁鐵單元的柱狀軛鐵上時，將上磁鐵單元提升到柱狀軛鐵的上方，并使永磁鐵朝下，隨后將上磁鐵單元降低并設(shè)置到柱狀軛鐵上，此時，上磁鐵單元受到引導(dǎo)，引導(dǎo)桿被插入所述孔。
在上述步驟中，當(dāng)采用一對長度各不相同的引導(dǎo)桿時，首先將一個引導(dǎo)桿插入相應(yīng)的孔而使柱狀軛鐵和磁鐵單元之間實(shí)現(xiàn)初步定位，隨后將另一引導(dǎo)桿插入相應(yīng)的孔來實(shí)現(xiàn)更精確的定位。
根據(jù)本發(fā)明的一種MRI用磁場發(fā)生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設(shè)置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊制成的永磁鐵；以及一用來制成和磁性連接成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對。在板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面上設(shè)有一凸起，磁鐵塊與相鄰的磁鐵塊或凸起以其側(cè)面相互粘接。較佳的是，所述凸起是用非磁性材料制成的。
按照本發(fā)明，可以更有效地用于MRI用磁場發(fā)生器的永磁鐵。另外，可以有效并精確地組裝磁鐵單元和柱狀軛鐵。因此，可以有效地組裝用于MRI的磁場發(fā)生器。
本發(fā)明的上述目的和其它目的、特征、各方面內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)將通過以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)描述而變得清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一個用于MRI的磁場發(fā)生器的立體圖，該發(fā)生器的一部分被切除；圖2是在根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的磁場發(fā)生器的組裝步驟中安裝磁鐵塊之前的一板狀軛鐵的立體圖；圖3是一板狀軛鐵的平面圖，示出了在將一磁鐵塊組裝到板狀軛鐵上的組裝步驟中的一磁鐵塊；圖4是一平面圖，示出了在將一磁鐵塊組裝到板狀軛鐵上的組裝步驟中的磁鐵塊運(yùn)送情況；圖5是一平面圖，示出了在組裝過程中將各磁鐵塊在板狀軛鐵上組裝成四分之一圓的圖案的情況；圖6是根據(jù)另一實(shí)施例的板狀軛鐵的平面圖，示出了在組裝步驟中將各磁鐵塊組裝到板狀軛鐵上的情況；圖7是一立體圖，示出了在圖1所示實(shí)施例中采用的一永磁鐵組裝裝置的一個主要部分；圖8是圖7所示裝置的磁鐵塊保持部的立體圖；圖9是一前視圖，示出了在圖1所示實(shí)施例中采用的另一個永磁鐵組裝裝置的一個主要部分；圖10是對根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的MRI用磁場發(fā)生器的一個組裝步驟的立體圖，示出了當(dāng)柱狀軛鐵連接于一磁鐵單元時的狀態(tài)；圖11是一主要部分的立體圖，示出了上述組裝步驟；圖12是一曲線圖，示出了在上述組裝步驟中，柱狀軛鐵的底面高度與作用在柱狀軛鐵上的永磁鐵吸力之間的相對關(guān)系；圖13是一立體圖，示出了在一組裝步驟中將另一個磁鐵單元連接于柱狀軛鐵時的狀態(tài)；圖14是根據(jù)另一實(shí)施例的一個MRI用磁場發(fā)生器的立體圖；圖15是根據(jù)又一實(shí)施例的一個MRI用磁場發(fā)生器的立體圖；圖16是根據(jù)又一實(shí)施例的一個MRI用磁場發(fā)生器的立體圖。
下面將結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的若干個較佳實(shí)施例。
先請參見圖1，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一個MRI用磁場發(fā)生器包括一對磁鐵單元12，12a。每個磁場單元12，12a包括一板狀軛鐵14。每個板狀軛鐵14具有一與另一板狀軛鐵相對的表面，在該表面上設(shè)有一永磁鐵16，在永磁鐵16上設(shè)有一磁極片18。每個永磁鐵16均包括多個磁鐵塊20。磁鐵單元12的每個磁鐵塊20都是一個接一個相鄰裝配的，具有向上的相同磁極。另一方面，每個磁鐵單元12a的每個磁鐵也是一個接一個相鄰裝配的，具有另一個向下的磁極。換言之，磁鐵單元12的永磁鐵16和磁鐵單元12a的永磁鐵16是相互面對的，從而使兩個不同的磁極相互面對。
磁鐵塊20可以是用主要成分為釹(Nd)、鐵(Fe)和硼(B)的三元化合物Nd-Fe-B制成。或者，可以用鏑(Dy)來代替Nd-Fe-B中的Nd部分，而Fe部分則可以用鈷(Co)來代替。Nd-Fe-B是已知的一種強(qiáng)釹磁性材料，其最大能量積超過320 kJ/m3。應(yīng)該注意的是，例如在美國專利4,770,723中詳細(xì)揭示了一種用于制造稀土磁鐵的方法。
相對的磁鐵單元12，12a通過四個具有圓形截面的柱狀軛鐵22來支承和磁性連接，其間具有一預(yù)定間隔，例如40cm至60cm。在這樣一種結(jié)構(gòu)下，磁場發(fā)生器10旨在于成對的磁極片18之間產(chǎn)生一均勻的磁場。
下面將針對上述磁場發(fā)生器10來描述組裝永磁鐵16的方法，即，將多個磁鐵塊以大致圓形的圖案布置到板狀軛鐵14的上表面上。
該實(shí)施例中所采用的每個磁鐵塊20包括多個(例如8個)磁鐵元件。各磁鐵元件是通過將磁性粉末壓制和燒結(jié)成邊長4cm至10cm的大致立方體形狀。隨后，將多個磁性元件相互粘接，并使之磁化。
如圖2和圖3所示，在板狀軛鐵14上預(yù)先設(shè)置了一由例如鋁之類的非磁性材料制成的固定凸起24，以作為一引導(dǎo)件。另外，在板狀軛鐵14的表面上設(shè)置了一對非磁性導(dǎo)軌26，它們以90度的間隔從凸起24徑向地延伸。導(dǎo)軌26借助螺釘可拆卸地固定于板狀軛鐵14。
如圖3所示，第一磁鐵塊20在板狀軛鐵14上是沿著一將凸起24與一個導(dǎo)軌26之間的夾角等分的直線來運(yùn)送的，所述直線在圖3中形成了一個45度的夾角α，并被設(shè)置在圖3中的虛線所示位置上。磁鐵塊20是滑動運(yùn)送的，同時磁性地裝配于板狀軛鐵14。當(dāng)移動的磁鐵塊20到達(dá)離開凸起24某一預(yù)定距離(例如5cm至10cm)的范圍內(nèi)時，停止運(yùn)送，將粘合劑(例如丙烯酸粘合劑)涂敷于凸起24的表面，以便裝配磁鐵塊20。然而，沒有對導(dǎo)軌26的側(cè)面涂覆粘合劑。接著，恢復(fù)運(yùn)送，將磁鐵塊20壓到凸起24上而實(shí)現(xiàn)粘接。使磁鐵塊20與凸起24在保持相互壓抵的狀態(tài)下保持一段時間，以使粘合劑硬化而將兩個元件粘接起來。在此應(yīng)注意的是，為了磁鐵塊20具有較佳的定位精度，應(yīng)該像圖4(a)所示的那樣來運(yùn)送磁鐵塊20，即，令角20a向前，使側(cè)面20b，20c分別平行于凸起24的相配側(cè)面24a和導(dǎo)軌28的另一個相配側(cè)面26a。
與磁鐵塊20相粘接的凸起24在組裝完成之后仍為裝置的一部分。然而，由于凸起24是非磁性的，所以磁通不會短路。因此，可以完成各磁鐵塊20的固定工作而不會在組裝之后降低磁鐵單元12和12a之間所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度。另外，利用鋁來作為凸起24可以有利地加強(qiáng)丙烯酸粘合劑的粘接作用。
在上述步驟之后，重復(fù)類似的步驟，將其它的磁鐵塊20分別對準(zhǔn)由凸起24和另一導(dǎo)軌26組成的夾角部、由導(dǎo)軌26的側(cè)面26a和前一磁鐵塊20的側(cè)面組成的夾角部、以及由一對相鄰磁鐵塊20的側(cè)面20d和20e組成的夾角部來進(jìn)行運(yùn)送和固定。如圖4(b)所示，在這些特定的步驟中，在運(yùn)送時，每個磁鐵塊20的側(cè)面20b，20c均平行于組成相配夾角部的側(cè)面。在上述步驟中，沒有在導(dǎo)軌26的相應(yīng)側(cè)面部分涂敷粘合劑，只是在磁鐵塊20的相應(yīng)側(cè)面上涂敷了粘合劑。
當(dāng)?shù)谝粋€四分之一圓被磁鐵塊20覆蓋時，使固定導(dǎo)軌26之一(即圖5中右邊的導(dǎo)軌)移動，并固定在圖5中虛線所示的位置上。隨后，重復(fù)與上述相同的步驟，以便將磁鐵塊20布置在與現(xiàn)有的磁鐵塊20的四分之一圓形圖案相配的四分之一圓形圖案內(nèi)。
同樣地，重復(fù)上述設(shè)定步驟，用磁鐵塊20填滿每一個四分之一圓，從而將永磁鐵16組裝成一個大致圓盤形狀。
從以上描述應(yīng)該理解，板狀軛鐵14和磁鐵塊20并不是直接相互粘接的。然而，圍繞凸起24的各磁鐵塊20是粘接于凸起24，而相鄰成對的磁鐵塊則借助其側(cè)面相互粘接。另外，每個磁鐵塊20可強(qiáng)烈地吸引板狀軛鐵14。因此，在組裝完成后，所有的磁鐵塊都正確地對位。
在此應(yīng)該注意的是，用來固定磁鐵塊20的粘合劑是非常強(qiáng)力的。一旦將磁鐵塊20粘接于導(dǎo)軌26，就很難再將兩者分開。為此，如圖6所示，在每個導(dǎo)軌26的側(cè)面上形成于若干個凹槽26b。各凹槽26b形成在兩個磁鐵塊會聚于導(dǎo)軌26側(cè)面的位置上。在這種配置下，當(dāng)把一新的磁鐵塊20壓抵一已經(jīng)固定的磁鐵塊20時，即使相配表面之間的粘合劑被擠出，這些粘合劑也不會到達(dá)導(dǎo)軌26，從而可防止磁鐵塊20與導(dǎo)軌26相互粘接。
上述永磁鐵16的組裝工作可以采用例如圖7所示的組裝裝置來進(jìn)行。
如圖7所示，組裝裝置30包括一底座32。底座32具有一設(shè)有轉(zhuǎn)臺34的上表面。轉(zhuǎn)臺34可以圍繞其中心處的一垂直轉(zhuǎn)軸(未示)沿箭頭A方向轉(zhuǎn)動。板狀軛鐵14安裝在轉(zhuǎn)臺34上。
轉(zhuǎn)臺34靠在運(yùn)送裝置36上。運(yùn)送裝置36包括一運(yùn)送臺38。運(yùn)送臺8與轉(zhuǎn)臺34上的板狀軛鐵14的上表面保持齊平。運(yùn)送臺38的上表面上設(shè)有一臂40，該臂具有一帶有保持部42的前端。
運(yùn)送裝置36可沿垂直于臂40的軸向橫向移動。臂40與運(yùn)送臺38配合，使由保持部42保持的磁鐵塊20沿著臂40的軸向運(yùn)送。
保持部42具有如圖8所示的結(jié)構(gòu)。具體地說，保持部42包括一框架構(gòu)件44，它具有一對側(cè)壁44a、44b以及一對分別與側(cè)壁44a、44b相對的側(cè)壓液壓缸46a、46b。在保持部42的上表面上設(shè)有一下壓液壓缸48，用以將由保持部42保持的磁鐵塊20向下壓。框架構(gòu)件44可以借助一液壓升降缸(未示)來提升。
磁鐵塊20在被框架構(gòu)件44的側(cè)壁44a、44b和側(cè)壓液壓缸46a、46b夾持的同時于板狀軛鐵14上滑動。當(dāng)要把磁鐵塊20粘接于一已經(jīng)粘接到位的磁鐵塊20時，保持在運(yùn)送裝置內(nèi)的磁鐵塊20由下壓液壓缸48向下壓。這樣就可以防止磁鐵塊在磁鐵塊20本身和已固定磁鐵塊20之間的斥力而呈浮動狀態(tài)。與此同時，將框架構(gòu)件44升高，暴露出磁鐵塊20的兩個粘接面。當(dāng)已將粘合劑涂敷于磁鐵塊20的兩個(或僅一個)暴露表面時，借助側(cè)壓液壓缸46a、46b使磁鐵塊20受壓并粘合一段時間，同時，磁鐵塊20還是受到下壓液壓缸48的向下的壓力。
在進(jìn)行上述操作時，磁極片18保持在板狀軛鐵14的上方。磁極片18是例如借助圖9所示的提升器50而保持在板狀軛鐵14的上方。提升器50包括一提升器底座52。提升器底座52可接著螺紋驅(qū)動軸54的轉(zhuǎn)動而垂直移動。在提升器底座52的下表面上設(shè)有保持部56。磁極片18借助螺栓58固定于保持部56。主要由磁鐵制成的磁極片18可以吸收由已經(jīng)粘接到位的磁鐵塊20發(fā)生的磁通。
通過如上所述的那樣將磁極片18設(shè)置在板狀軛鐵14的上方，就可以提高被組裝永磁鐵的操作點(diǎn)，從而降低已經(jīng)固定的磁鐵塊20和已經(jīng)粘接的磁鐵塊20的退磁現(xiàn)象。另外，當(dāng)由保持部42保持的磁鐵塊20被粘接時，下壓液壓缸48的上端壓抵保持在上方的磁極片18的下表面，使磁鐵塊20保持穩(wěn)定狀態(tài)。
另外，在完成磁鐵塊20的固定工作之后，隨后只要簡單地將磁極片18從其保持位置降低，就可以把磁極片安裝于永磁鐵16。另一方面，當(dāng)磁鐵塊20已經(jīng)被固定之后，要將磁極片18從其它位置移動到永磁鐵16上是非常困難的。然而，根據(jù)本發(fā)明的方法，可以很方便地將磁極片18安裝到預(yù)定位置上。
還有，當(dāng)例如磁鐵塊20被粘接時，磁極片18保持在磁鐵塊20上方大約5cm處。與此同時，保持部42的下壓液壓缸48向下壓抵磁極片18的下表面。這種操作可以有效地反抗作用在由保持部42保持的磁鐵塊20與已固定于板狀軛鐵14的磁鐵塊20之間的斥力，可以很方便地將磁鐵塊20固定到板狀軛鐵14的預(yù)定位置上。
這時，板狀軛鐵14的表面被永磁鐵16覆蓋，并且是借助磁極片18安裝的，下面將描述組裝成對磁鐵單元12、12a并使柱狀軛鐵22位于兩者之間的方法。
首先，按照下列步驟，將一柱狀軛鐵22設(shè)置在磁鐵單元12的板狀軛鐵14的四個角部。
具體地說，為了借助組裝完成的磁場發(fā)生器10在成對的磁極片18之間產(chǎn)生一均勻的磁場，必需使永磁鐵16與柱狀軛鐵22隔開一定距離。當(dāng)距離較大時，形成在磁極片18之間的磁場將更均勻。然而，這將使裝置變得比較重。為此，在磁場發(fā)生器的設(shè)計中，為了將整個人體置于磁極片18之間，通常是將永磁鐵16與柱狀軛鐵22之間的距離設(shè)定為100mm～300mm。
在上述配置下，柱狀軛鐵22可例如由一起重機(jī)(未示)提升，指向下方的一個端面處于懸掛狀態(tài)。隨后，將柱狀軛鐵降低到板狀軛鐵14的一連接部14a上(參見圖10)。
這里有一個問題。具體地說，由于柱狀軛鐵22是磁性的，當(dāng)其與永磁鐵16靠近時會受到永磁鐵16的吸力，因而很難將柱狀軛鐵設(shè)置到預(yù)定位置上。
為此，如圖10所示，在板狀軛鐵14上的永磁鐵16與孔60之間設(shè)置了一用來引導(dǎo)柱狀軛鐵22的引導(dǎo)件62。這樣就可以安全并有效地來放置柱狀軛鐵22。引導(dǎo)件62具有一對例如大致呈L形的側(cè)壁，在進(jìn)行正確地組裝時，該兩側(cè)壁與柱狀軛鐵22的側(cè)面接觸。首先應(yīng)該將柱狀軛鐵22提升到固定點(diǎn)的正上方，即連接部14a的上方，然后再垂直地將其降低到固定位置上。因此，引導(dǎo)件62的高度是考慮到永磁鐵16的強(qiáng)度以及柱狀軛鐵22的形狀等因素來確定的。
從以上描述應(yīng)該理解，必須將引導(dǎo)件62放置得靠近永磁鐵16，所以它應(yīng)該是用例如鋁之類的非磁性材料制成的。然而，在安置柱狀軛鐵22時，由永磁鐵16作用于柱狀軛鐵22的強(qiáng)烈吸力將使柱狀軛鐵22與鋁制引導(dǎo)件62接觸，并使之嚴(yán)重磨損或變形。為此，引導(dǎo)件62是用鋁制成，但也可以是例如鍍不銹鋼的。
另外，如圖10所示，在柱狀軛鐵22的被安置的下端面上連接有一引導(dǎo)桿64，而在板狀軛鐵14的連接部14a上形成有一個用于接納引導(dǎo)桿64的接配孔60。這樣就可以很方便和精確地將柱狀軛鐵22方到連接部14a內(nèi)。引導(dǎo)桿64可拆卸地安裝于柱狀軛鐵22。引導(dǎo)桿64的長度大于板狀軛鐵14的厚度，因而當(dāng)柱狀軛鐵22已被定位到連接部14a之后，可以很方便地將引導(dǎo)桿64去除。
在上述配置下，可例如借助一起重機(jī)來提升柱狀軛鐵22，使連有引導(dǎo)桿64的端面垂直向下。隨后，將柱狀軛鐵22降低，同時將引導(dǎo)桿64插入孔60，從而將柱狀軛鐵22正確地定位到連接部14a上。在柱狀軛鐵22正確地定位之后，從板狀軛鐵14的下端面將引導(dǎo)桿64去除，例如借助螺栓(未示)將柱狀軛鐵22固定于板狀軛鐵14。
如上所述的引導(dǎo)桿64和引導(dǎo)件62可以彼此獨(dú)立地使用。然而，如圖10所示的那樣同時采用這兩個構(gòu)件可以進(jìn)一步地便于組裝步驟的可操作性。
在此應(yīng)注意的是，在實(shí)際組裝時，在將柱狀軛鐵22降低的同時，借助人工將引導(dǎo)桿64引入孔60。因此，若永磁鐵16作用于柱狀軛鐵22的吸力非常大，柱狀軛鐵22的定位就會變得非常困難，會大大降低可操作性。
如圖11所示，引導(dǎo)件62的高度L1必須大于磁極片18的高度L3，這從其用途來看是很顯然的。按照該特定實(shí)施例的磁場發(fā)生器10，引導(dǎo)桿64的長度L2是500mm，L3是300mm，而板狀軛鐵14的厚度L4是300mm。
圖12示出了柱狀軛鐵22的下端面保持在連接部14a上方的高度D與作用在柱狀軛鐵22上的永磁鐵16的吸力之間的相對關(guān)系。永磁鐵16附近的磁通密度是0.1特斯拉～0.2特斯拉。因此，由圖12應(yīng)該明白，當(dāng)L1為300mm時，被降低的柱狀軛鐵22所受的吸力在大約1000N以下。當(dāng)把柱狀軛鐵22降低時，為了在不受永磁鐵16過大吸力的情況下將懸掛著的柱狀軛鐵22人工地引導(dǎo)至預(yù)定位置，必須將永磁鐵22作用于柱狀軛鐵22的引力控制在大約200N～300N的范圍內(nèi)，這意味著高度必須大于300mm。從圖12判斷，引導(dǎo)件62的較佳高度是700mm或更大。
在選擇上述高度的情況下，可以人工地將柱狀軛鐵22引導(dǎo)至預(yù)定位置，從而提高了可操作性。
在將柱狀軛鐵22連接于磁鐵單元12之后，將另一個磁鐵單元12a連接于柱狀磁鐵22的另一端，從而形成一個磁回路。為進(jìn)行這種操作，須連接的磁鐵單元12a被保持為使其磁極片18向下，并位于已組裝于磁鐵單元12的柱狀軛鐵22上方。
如圖13所示，在柱狀軛鐵22的端面上可拆卸地安裝了第一引導(dǎo)桿66和第二引導(dǎo)桿68。另外，在磁鐵單元12a的板狀軛鐵14的四個角部分別預(yù)先形成有接配孔70、72，以便引導(dǎo)第一和第二引導(dǎo)桿66、68。應(yīng)該理解，第一引導(dǎo)桿66的長度大于第二引導(dǎo)桿68。具體地說，當(dāng)例如借助一起重機(jī)來降低磁鐵單元12a時，將孔70引導(dǎo)至柱狀軛鐵22的第一引導(dǎo)桿66，以便使磁鐵單元12a與柱狀軛鐵22初步對準(zhǔn)。接著，使磁鐵單元12a進(jìn)一步降低，將第二引導(dǎo)桿68進(jìn)一步引導(dǎo)進(jìn)入孔72，從而將磁鐵單元12a完全放到柱狀軛鐵22上。雖然在此沒有描述，但是可在磁鐵單元內(nèi)設(shè)置一引導(dǎo)件，它類似于將柱狀軛鐵22連接于磁鐵單元12時所采用的引導(dǎo)件62，因而可以進(jìn)一步提高組裝效率。
由于成對的磁鐵單元12、12a相互吸引，這兩者之間的任何相對的偏斜都很難糾正。另一方面，按照上述方法，可以精確地安置磁鐵單元12a。在完成磁鐵單元12a的安置工作之后，將引導(dǎo)桿66、68從板狀軛鐵14的上表面去除，每個柱狀軛鐵22均通過螺栓或其它緊固件固定于磁鐵單元12a。
應(yīng)該注意的是，本發(fā)明還適用于其它磁場發(fā)生器，例如如圖14所示的一磁場發(fā)生器10a，它采用兩個柱狀軛鐵76來連接一對磁鐵單元74，在每個磁鐵單元上均設(shè)有一永磁鐵16和一磁極片18；如圖15所示的一磁場發(fā)生器10b，它采用兩個柱狀軛鐵80來連接一對磁鐵單元78，在每個磁鐵單元上均設(shè)有一永磁鐵16和一磁極片18；如圖16所示的磁場發(fā)生器10c，它采用一個柱狀軛鐵84來連接一對磁場單元82。雖然在圖14和15中的永磁鐵16都是實(shí)心圓盤狀的，但每個永磁鐵都是由多個磁鐵塊組裝成大致圓盤形狀而形成的組裝磁鐵，類似于在上述實(shí)施例的磁場發(fā)生器10中所采用永磁鐵16。
在此應(yīng)注意的是，在涂敷粘合劑的步驟中，本發(fā)明并不限制于將粘合劑涂敷于已固定在板狀軛鐵14上的側(cè)面以及凸起24的側(cè)面?？梢詫⒄澈蟿┩糠笤谛璋惭b的磁鐵塊20的側(cè)面。
雖然上面已詳細(xì)描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解，這些僅僅是為了描述和舉例，而并非用來作限制，本發(fā)明的精神和范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于組裝磁鐵單元的方法，它是通過將各磁鐵塊粘接于設(shè)置在一板狀軛鐵的表面上的粘接物體來實(shí)現(xiàn)的，所述方法包括如下步驟一涂敷步驟，也就是將粘合劑涂敷于所述粘接物體的至少一個側(cè)面或磁鐵塊的一個側(cè)面；一運(yùn)送步驟，也就是通過使所述磁鐵塊在板狀軛鐵上滑動來進(jìn)行運(yùn)送；以及一粘接步驟，也就是將所述被運(yùn)送磁鐵塊粘接于所述粘接物體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述運(yùn)送步驟包括一子步驟，也就是將磁鐵塊運(yùn)送并裝配入由多個粘接物體的側(cè)面所形成的一個夾角部。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括這樣一個步驟將所述磁鐵塊朝所述夾角部運(yùn)送，這時，磁鐵塊的側(cè)面與形成夾角部的粘接物體的側(cè)面保持平行。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括一安置步驟，也就是將一第一引導(dǎo)件安置到所述板狀軛鐵的表面上；以及其中，運(yùn)送步驟包括一子步驟，也就是通過將磁鐵塊裝配于第一引導(dǎo)件的側(cè)面來定位磁鐵塊。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述運(yùn)送步驟包括一子步驟，也就是運(yùn)送磁鐵塊并將其裝配入由第一引導(dǎo)件的側(cè)面和粘接物體的側(cè)面組成的夾角部。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括這樣一個步驟將所述磁鐵塊朝所述夾角部運(yùn)送，這時，磁鐵塊的側(cè)面與形成夾角部的第一引導(dǎo)件的側(cè)面或所述粘接物體的側(cè)面保持平行。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第一引導(dǎo)件上設(shè)有一凹槽，該凹槽形成在裝配磁鐵塊的第一引導(dǎo)件的側(cè)面，處在兩個磁鐵塊相互粘接的位置上。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述粘接物體包括至少一個凸起，它設(shè)置在所述板狀軛鐵的表面上，或設(shè)置在已固定于板狀軛鐵表面的一磁鐵塊內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述凸起是用非磁性材料制成。
10.一種用于組裝一磁鐵單元的方法，通過在一板狀軛鐵的表面上設(shè)置多個具有向上的相同磁極的磁鐵塊來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括如下步驟將一磁性元件設(shè)置在板狀軛鐵上方，使該磁性元件與板狀軛鐵隔開一預(yù)定距離，并大致與之平行；以及在所述板狀軛鐵上對多個磁鐵塊中的每一塊進(jìn)行運(yùn)送，并通過粘接使多個磁鐵塊中的每一塊都固定于相鄰的磁鐵塊。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述磁性元件是一磁極片，所述方法還包括這樣一個步驟在各磁鐵塊的固定步驟之后，將所述磁極片降低而放到已設(shè)置完畢的磁鐵塊上。
12.一種MRI用磁場發(fā)生器，包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設(shè)置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊制成的永磁鐵；以及一用來制成和磁性連接所述成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對；其中，在板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面上設(shè)有一凸起，磁鐵塊與相鄰的磁鐵塊或所述凸起以其側(cè)面相互粘接。
13.如權(quán)利要求12所述的磁場發(fā)生器，其特征在于，所述凸起是用非磁性材料制成的。
14.一種用于組裝MRI用磁場發(fā)生器的方法，所述磁場發(fā)生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設(shè)置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊制成的永磁鐵；以及一用來制成和磁性連接所述成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對；所述方法包括如下步驟設(shè)置一第二引導(dǎo)件，用于在板狀軛鐵上的永磁鐵與柱狀軛鐵欲設(shè)置在板狀軛鐵上的位置之間對柱狀軛鐵加以引導(dǎo)；將所述裝置軛鐵提升至所述磁鐵單元上方；以及通過使被提升的柱狀軛鐵沿所述第二引導(dǎo)件的側(cè)面降低，把被提升的柱狀軛鐵設(shè)置到磁鐵單元上。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二引導(dǎo)件的高度不小于700mm。
16.一種用于組裝MRI用磁場發(fā)生器的方法，所述磁場發(fā)生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設(shè)置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊制成的永磁鐵；以及一用來制成和磁性連接所述成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對；在所述磁鐵單元的上表面上形成有一孔；所述方法包括如下步驟將所述柱狀軛鐵提升所述孔的上方；將一用于插入所述孔的引導(dǎo)桿附連于所述柱狀軛鐵的下端面；以及通過將所述引導(dǎo)桿插入所述孔而使所述柱狀軛鐵的下降受到引導(dǎo)，借以連接柱狀軛鐵和磁鐵單元。
17.一種用于組裝MRI用磁場發(fā)生器的方法，所述磁場發(fā)生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設(shè)置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊制成的永磁鐵；以及一用來制成和磁性連接所述成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對；在上方的磁鐵單元具有一開設(shè)在柱狀軛鐵連接位置的孔；所述方法包括如下步驟將所述柱狀軛鐵設(shè)置到下磁鐵單元的上表面上；將一引導(dǎo)桿連接于柱狀軛鐵的上端面；將所述上磁鐵單元提升至所述柱狀軛鐵的上方；以及通過將所述引導(dǎo)桿插入所述孔而使所述柱狀軛鐵的下降受到引導(dǎo)，借以連接柱狀軛鐵和磁鐵單元。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，在引導(dǎo)桿附連步驟中，將長度各不相同的一對引導(dǎo)桿附連于柱狀軛鐵的上端面。
全文摘要
在一板狀軛鐵的上表面上形成有一個凸起和一導(dǎo)軌。一新的磁鐵塊通過在板狀軛鐵的上表面上滑動來運(yùn)送,并且以側(cè)面對側(cè)面地與凸起或已固定的磁鐵塊相粘接。在上述作業(yè)過程中,一磁性元件保持在板狀軛鐵上方。較佳的是,將新的磁鐵塊朝一夾角部運(yùn)送,磁鐵塊的側(cè)面分別與凸起的一個側(cè)面和導(dǎo)軌的一個側(cè)面保持平行。當(dāng)磁鐵單元和柱狀軛鐵相互連接時,將柱狀軛鐵或磁鐵單元降低,將附連于柱狀軛鐵一端面的一個引導(dǎo)桿插入形成在磁鐵單元內(nèi)的一個孔內(nèi)。
文檔編號G01R33/38GK1254838SQ9911077
公開日2000年5月31日 申請日期1999年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月6日
發(fā)明者青木雅昭, 橋本重生 申請人:住友特殊金屬株式會社