CN1576646A - 与电动移动式c臂一起使用的传动带张紧系统 - Google Patents

Abstract

一种用于具有一曲臂(22)的类型的成像设备(10)的传动系统。该传动系统包括承载体(18)，其接合并支撑该曲臂(22)，以使该曲臂(22)可以沿所述承载体(18)移动。该传动系统包括传动带(42)，其穿过所述承载体(18)并绕该曲臂(22)的外围固定。该传动系统容纳并驱动所述传动带(42)来相对于所述承载体(18)移动该曲臂(22)。该传动系统包括张紧机构(114)，配置为在相对于所述承载体(18)的一个方向上移动以增加所述传动带(42)上的张力，并且在相对于所述承载体(18)的一个方向上移动以降低所述传动带(42)上的张力。

Description

与电动移动式C臂一起使用的传动带张紧系统

技术领域

本发明涉及一种用于张紧传动带的系统。更为具体地，本发明的一些实施例涉及一种与移动式C臂上的传动带连接以增加该传动带张力的回转盘。

背景技术

在医疗处理前及其过程中，医疗工作者可能需要从数个不同方位对患者身体拍摄若干不同的图像。通常，难于从特定方位有效地捕捉图像，其中成像设备安装并静止在这些方位上。从而，成像设备安装在称之为C臂成像器的大型移动结构上。C臂成像器通常包括移动式支撑结构、承载体和弯曲C形定位臂(或C臂)。承载体安装在支撑结构上，而C臂滑动地安装在该承载体上。成像源位于该C臂的一个末端，而成像接收器位于该C臂的另一末端。C臂成像器可以在数个不同方位上移动并绕患者旋转，以使得将患者置于成像源和成像接收器之间。C臂成像器操作者就可以对患者拍摄图像了。

C臂通常按至少两种方式绕患者旋转。支撑结构包括与承载体连接的旋转臂。C臂沿其外围具有容纳承载体上滚筒的轨道，以使得该C臂沿这些滚筒可动地保持在承载体上。大型传动带从承载体延伸出来环绕C臂的臂。旋转臂可绕一旋转轴旋转，以使得C臂也可绕该旋转轴旋转。这称为C臂的转动旋转(rotational rotation)。此外，通过移动该传动带，C臂可沿其平面绕一横轴旋转，以使得C臂沿该承载体移动或者旋转。这称为C臂的轨道旋转(orbital rotation)。通过可绕至少两个不同的轴旋转，为了从所需的不同角度拍摄图像，C臂可绕患者定位在许多不同的方位。从而，移动式C臂成像器极大增加了在医疗处理前及其过程中对患者拍摄图像的效率和简易度。

然而，传统的C臂成像器具有数个缺陷。首先，许多C臂可能只能手动移动以进行轨道旋转或转动旋转。也就是说，操作者必须手动松开刹车，然后操纵该C臂使其移动到所需的位置。然后当C臂到达所需的位置时，操作者手动停止C臂的移动并开启刹车来将该C臂锁定在适当位置。这种调节C臂位置的方法是非常困难并且费时的，尤其是如果执行医疗处理的人也必须操纵该C臂。此外，这种调节C臂位置的方法可能导致由操作者产生的不精确定位或者由人为误差产生的任何其他多种问题。

一些传统C臂具有与该C臂连接的传动链，以使得操作者可以利用该传动链机械驱动该C臂绕承载体轨道旋转。从而通过控制与该传统链电连接的操纵杆，操作者就可以控制C臂的移动。然而，通常结合了此类传动链的C臂成像器是大型空间固定的设备，而不能移到室外应用。此外，该传动链位于固定位置上而不能随C臂一起移动，从而可能会占据空间并妨碍操纵该C臂。此外，还存在其他移动式并与传动链结合的传统C臂，但是这些C臂不是利用传动带驱动的。

与传统C臂相关的另一问题是当传动带与C臂连接时保持该传动带中的张力，以及如果适用，该传动带和传动链连接时保持该传动带中的张力。需要绕该C臂和承载体张紧该传动带以使操作者可以有效的移动该传动带，从而使C臂轨道旋转。如果没有充分张紧该传动带，该传动带可能会在与C臂的末端接合中滞后。同样，在包含传动链的C臂中，如果没有充分张紧该传动带，传动链可能不能完全与传动带相接合，或者该传动带更为松懈地绕传动链的旋转皮带轮。

从而，许多传统C臂包括位于C臂第一末端的张紧系统或弹簧，其与传动带相抵地接合并将传动带推离该C臂以绕该C臂张紧该传动带。在其相对的第二末端，C臂不必包括弹簧。因为弹簧仅位于C臂的第一端部，所以传动带中的张力在远离的第一端部的点上在降低。如果C臂包括传动链，其在C臂的两末端之间与传动带接合。从而，该传动带的张力在其与传动链接合的任意一端是不同的。例如，传动带的从传动链延伸至第二末端的部分不如其从传动链延伸至第一末端的部分张紧。由于第二端部和传动链间传动带中的松弛在增加，所以在操作者试图将第二末端转向传动链之处，C臂的旋转可能会滞后。

此外，将张紧系统置于C臂的任意一端或者两端需要占据空间，从而该张紧系统可能限制C臂的移动性或者妨碍操作者或进行的医疗处理。

因此，就存在为用于移动C臂的传动带提供改进的张紧和传动系统的需求。

发明内容

本发明的一些实施例包括为具有一曲臂的类型的成像设备提供的传动系统。该传动系统包括承载体，其连接并支撑该曲臂，以使得该曲臂可以沿该承载体移动。该传动系统包括穿过该承载体延伸并且绕该曲臂的外围固定的传动带。该传动系统容纳并驱动该传动带，以使该曲臂相对该承载体移动。该传动系统包括张紧机构，配置为在相对于该承载体的一个方向上移动以增加传动带上的张力并且在相对于该承载体的一个方向上移动以降低传动带上的张力。

本发明的一些实施例包括传动系统。该传动系统包括移动式曲臂和连接该曲臂的承载体。该承载体包括与其连接的弹性机构。该传动系统包括穿过该承载体延伸并且绕该曲臂的外围固定的传动带。该传动系统配置为绕该承载体旋转。该传动系统容纳并驱动该传动带，以使该曲臂相对该承载体移动。该传动系统配置为容纳接合片(engagement piece)，以使该接合片与该弹性机构接合。该弹性机构抵制该接合片，以使传动系统在相对于该承载体的这样一个方向上旋转，该方向为将该传动系统推离曲臂并且传动带绕该曲臂张力增加。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例形成的移动式成像器的等角侧视图。

图2是图1的移动式成像器的等角后视图。

图3是分解传动链并去除C臂后图1的成像器的侧视图。

图4是根据本发明一个实施例形成的传动链的顶端剖视图。

图5是根据本发明一个实施例形成的C臂承载体的等角剖视图和传动链的等角视图。

图6是图2的传动链的等角后视图。

附图符号说明

10    移动式成像器

14    移动式支撑结构

16    滑轮

18    承载体

20    转向节

22    弯曲定位臂

24    纵轴

25    末端

26    成像接收器

27    末端

28    轨道

30    成像源

34    传动链

37    背部

38    板

39    内侧

42    传动带

46    销

50    支脚

52    惰轮

54    滚轮

58    内部

62    下部

70    变速箱

74    边缘

77    框架

78    圆筒

82    电机

86    驱动轴

90    驱动皮带轮

94    孔

98    皮带轮

102   第一部分

106   第二部分

110   拱座

114   柱塞

118    缝隙

120    端盖

122    轴

126    弹簧

134    螺柱

138    第一部分

142    第二部分

具体实施方式

结合附图，将便于理解上面的概述和下面对本发明一些实施例的详细说明。为了阐述本发明，在图中显示了一些实施例。然而，应该理解的是：本发明并不局限于附图中显示的布局和机构。

图1是根据本发明一个实施例形成的移动式成像器10的等角侧视图。该成像器10包括一移动式支撑结构14、承载体18和弯曲定位臂22(显示其为C臂)。虽然弯曲定位臂22显示为C臂，但是臂22可为不同形状。例如，臂22可为螺旋形。移动式支撑结构14具有滚轮16，以使整个成像器10可被移动。C臂22是半圆形的并且在其第一末端25上承载成像接收器26，而在其第二末端27承载成像源30。通过示例方式但并不局限于此，该成像源30可为x射线源。另外，C臂22可以具有不同形状，例如C臂22可为螺旋形。向承载体18安装部分被覆盖的传动链34。

图3是分解传动链34并去除C臂22后图1的成像器的局部侧视图。移动式支撑结构14包括延伸至承载体18的旋转转向节20。可绕纵轴24手动旋转该旋转转向节20，以使整个C臂22绕纵轴24旋转。另外，该旋转转向节20可由电机，例如电动机(未显示)，来驱动。而该电机与诸如操纵杆的控制设备(未显示)电连接，以使操作者可用该操纵杆来控制旋转转向节20的移动。

图2是图1的移动式成像器10的等角后视图。C臂22可动的安装在承载体18上。传动带42绕C臂22的外围穿过承载体18从传动链34延伸并且在每个末端25和27上与C臂22相连。另外，传动带42可绕C臂22的内圆周延伸。另外，传动带42可C臂22在除末端25和27之外的任意数量的不同点处连接。

返回图1，操作者可以通过按压与该传动链34连接的按钮或者开关来启动该传动链34，以使得为了在箭头A或B的方向上沿承载体18轨道旋转C臂22来接合该传动链34和传动带42(图2)。另外，传动链34可与诸如操纵杆的控制设备(未显示)电连接，以使操作者可以用该操纵杆来控制该C臂22的移动。

在运行中，操作者可转动该移动式成像器10，其接近于将被成像的患者。操作者可绕旋转转向节20(图3)的纵轴24旋转C臂22以绕患者定位该C臂22。为了沿承载体18并且在箭头A或B的方向上绕患者轨道旋转该C臂22，操作者也可以开启该传动链34。为了绕患者定位C臂22，操作者沿传动带42(图2)轨道旋转该C臂22，以使患者位于成像源30和成像接收器26之间。操作者可以为患者拍摄一张图像(或系列图像)然后将C臂22从患者处移走。

返回图3，传动链34安装在平基板形板38上。另外，板38可具有任意数量的形状或厚度。通过销46使板38和从承载体18的背部37延伸的支脚50相连，以使板38可在箭头C和D的方向上绕销46旋转。传动带42穿过板38从传动链34延伸至承载体18。传动带42穿过位于中部的孔(未显示)沿承载体18从承载体18的背部37延伸至承载体18的内侧39以接合C臂22(图1)。承载体18在该孔的一端具有上部58，而在孔的另一端具有下部63。该上部58和下部62均具有接近于该孔的一个惰轮52。传动带42绕惰轮52延伸，并且这些惰轮52沿承载体18引导传动带42。这些惰轮52不与C臂22接合。每个上部58和下部62也具有若干组滚轮54，其位于承载体18的内侧39上。传动带42通过孔延伸，以使传动带42的第一部分沿上部58延伸并且传动带42的第二部分沿下部62延伸。

返回图2，C臂22具有沿其外围延伸以容纳滚轮54(图3)的导轨28，以将C臂22保持在承载体18上。在运行中，当C臂22与传动带42和滚轮54相连，传动链34就激活该传动带42，以使该传动带42可以在箭头A或B的方向上沿滚轮54拉动C臂22。

图6是图2的传动链34的等角后视图。传动链34包括通过变速箱70与驱动轴86(图4)相连的电机82。变速箱70安装在板38上。驱动轴86与驱动皮带轮90相连。驱动皮带轮90驱动传动带42来实现如下说明的C臂22的轨道旋转(图1)。可旋转离合器放松杆94来将驱动皮带轮90与驱动轴86分离以允许手动操纵C臂22。

图4是根据本发明一个实施例形成的传动链34的顶端剖视图。驱动轴86从变速箱70延伸至离合器放松杆94。电机82配置为驱动该驱动轴86。该驱动轴86与变速箱70内的齿轮接合。驱动轴86不可反向驱动，这就是说驱动轴86不可转而与变速箱70内的齿轮或者电机82接合。圆柱形驱动皮带轮90安装在驱动轴86上。传动带42(图2)缠绕在驱动皮带轮90上并通过板38延伸至承载体18(图2)。驱动皮带轮90和传动带42均具有相互啮合的齿(未显示)，以使当驱动皮带轮旋转时该传动带42与驱动皮带轮90啮合并沿其一起移动，而不是当驱动皮带轮90旋转时保持静止。

在运行中，通过如上所述的操纵杆远程控制电机82，以使电机82引起驱动轴86旋转。当驱动轴86旋转时，驱动皮带轮90与其一起旋转。旋转的驱动皮带轮90使传动带42(图3)在驱动皮带轮90旋转的方向上移动。从而，当传动带42通过传动链34移过驱动皮带轮90时，将C臂22(图1)的末端25或27之一拉向承载体(图1)，以使C臂22旋转。配置传动链34，以使驱动轴86可顺时针或逆时针旋转来实现C臂22的末端25或27向承载体18的移动。此外，操作者可以旋转离合器放松杆94，以使驱动皮带轮90与驱动轴86分离并从而手动操纵C臂22，而不用传动链34。

图5是根据本发明一个实施例形成的承载体18的等角剖视图和传动链34的等角视图。如图所示，传动带42缠绕在驱动皮带轮90(图6)上并且穿过板38上的孔延伸至承载体18。传动链34包括孔94中的附加皮带轮98，其与传动带42的第一部分102接合，该第一部分102穿过孔94从驱动皮带轮90的第一端延伸。该皮带轮与传动带42的第一部分102接合，以使得改变第一部分102的方向，以通常与传动带42的第二部分106排列起来，其中该第二部分106穿过孔94从驱动皮带轮90的第二端延伸。从而皮带轮98绕驱动皮带轮90拉紧传动带42，并且当穿过承载体18中的孔向滚轮54(图3)提供传动带42时，排列传动带42的第一部分102和第二部分106。

如图所示，在框架77沿承载体的内侧32安装惰轮52。每个惰轮52具有位于圆筒78相对端部的边缘74。边缘74具有第一直径，而圆筒78具有第二直径，其中第一直径大于第二直径。从而，将穿过承载体18延伸的传动带42定位在边缘74之间，并且沿每个惰轮52的圆筒78将传动带42导向滚轮54(图3)。参照图4如上所述，根据操作者的喜好，在箭头A或者B的方向上，运转传动链34来移动传动带42，并且从而移动C臂22。

通过销46和缠绕驱动皮带轮90(图4)的传动带42将传动链34保持在承载体18的背部37附近。如图5中所示，承载体18包括拧入其中的L形拱座110。弹簧柱塞(spring plunge)114固定在拱座110上，并且穿过承载体18的缝隙118延伸至板38附近。弹簧柱塞114包括圆柱轴122和绕该轴122布置的弹簧126。轴122的一端滑动安装在拱座110中，以使轴122可滑入并滑出拱座110。端盖120与弹簧柱塞114的另一端相连。弹簧126位于拱座110和端盖120之间的轴122上，以使弹簧126推动端盖120。板38承载通过板38中的孔拧入并且与端盖120对齐以与其接合的螺柱134。

返回图3，螺柱134显示为穿过板38延伸。螺柱134的第一部分138从板38的第一端延伸而螺柱134的第二部分142从板138的第二端延伸。在运行中，操作者可用手或工具接合螺柱134的第一部分138而将螺柱134更深地拧入板38中，以使螺柱134的第二部分142更长地伸出板38的另一端。当螺柱134的第二部分142更长地伸出板38时，第二部分142就与端盖120接合。

返回图5，螺柱134的第二部分142在箭头E的方向上推动端盖120。当在箭头E的方向上推动端盖120时，端盖120将轴122更深地推入拱座110。在端盖120和拱座110之间压缩弹簧126，并且其与端盖120相抵地接合，以限制端盖120和轴122在箭头E的方向上的移动。当螺柱134的第二部分142受到弹性柱栓114的抵制时，在箭头F的方向上绕销46将板38相抵地推离承载体18。从而板38在箭头F的方向上将整个传动链34推离承载体18。当更远地将驱动皮带轮90(图6)推离承载体18时，就绕C臂22(图1)、惰轮52和驱动皮带轮90拉紧或者张紧传动带42。通过这种方式张紧传动带42，其变得松懈或者与驱动皮带轮90分离的可能性就更小。因此，C臂22将更有效地绕承载体18在箭头A和B的方向上旋转。

必要时操作者可以通过调节螺柱134来将传动带42绕C臂22(图1)的张力改变为所需的张力水平。例如，操作者越深地将螺柱134拧入板38，传动带42中的张力就越大。另外，如果为了维护或者检查，操作者想要降低绕C臂22的传动带42中的张力，该操作者可以将螺柱134拧出板38来远离端盖120，然后使得板38更接近承载体18。

在此公开的张紧系统可以包括其他实施例。例如，该张紧系统并不局限于在医疗成像C臂22中应用。另外，该张紧系统可以用于在任何其他带传动机器中控制张力，在其中传动带42与曲臂接合。另外，该传动链34可配置为绕弹簧柱塞114旋转并与其接合，而不使用板38。例外，可以用除螺柱134之外的任意数量的不同接合片与弹簧柱塞114接合。例如，板38可以承载可在不同深度锁入板38的螺栓或者销，以使该螺栓或销与弹簧柱塞114接合。另外，除中点之外，传动链34和张紧系统可以位于沿承载体18的其他不同的点。另外，该张紧系统可以包括与承载体18和接合片接合的弹簧126，而无需使用延伸入拱座110的柱塞。另外，张力系统可以根本不包括弹簧126，但是可以包括一与螺柱134或者接合片接合的弹性柔性部件。另外，弹簧柱塞114可不包括端盖120，而将螺柱134配置为直接与弹簧126接合。

这些实施例的张力系统提供了若干超越现有技术的优点。首先，通过将螺柱134与弹性承重柱塞114接合，板38就不是刚性支撑在拉动传动带42和推动弹簧柱塞114之间的位置。因此，板38还可以移动至承载体18足够远，以充分地增加传动带42中的张力，而与此同时可以相对弹簧126稍稍移回承载体18，以容纳当传动带42移动时传动带42的任何张紧。

另外，当由于使用传动带42磨损并且绕C臂22和惰轮52变得更为松懈时，不需将螺柱134拉得更紧以增加传动带42中的张力。由于传动带42在板38上施加了更小的压力，从而弹簧柱塞114将从螺柱134和板38处受到更小的压缩，从而弹簧126可以扩张并推动板38远离承载体18。从而，当重复利用后传动带42松懈时，螺柱134和弹簧126间的相互作用连续一起运转将板38推离承载体18，以拉紧传动带42。

而且，通过将该张力系统沿承载体18置于中点从而置于C臂22的中点时，该张紧系统可以在驱动皮带轮90的两侧张紧传动带42，而不考虑C臂22的旋转方向。从而，通常在C臂22的两个末端25和27平均地张紧传动带42。此外，由于操作者仅需转动螺柱134来绕C臂22松开或者拉紧传动带42，所以不同实施例的张紧系统便于使用。此外，不同实施例的张紧系统占据更小的空间。该系统整体被置于承载体18之后，从而不妨碍患者、操作者和房间中的任何其他物品，而不是被置于C臂22的一端或者两个末端25、27。通过将传动链34置于承载体18上，而不是将单独的静止的传动链34与承载体18相连，该张紧系统也可以节省空间。从而，该传动链34不妨碍操作者并且与承载体18一起移动，从而不会限制或者约束承载体18的移动。同样，该张紧系统将传动链34与移动式C臂成像器10组合起来，这极大地增强了C臂成像器通用性和操作者的操作性能。

虽然参照一些实施例对本发明进行了说明，本领域技术人员应该理解：在不脱离本发明的范围内可以进行各种改变和同等结构替换。此外，在不脱离本发明范围内，可以进行许多改进来适应本发明示教的具体场合和材料。因此，本发明并不局限于公开的具体实施例，而涵盖落入所附权利要求范围内的全部实施例。

Claims (10)

1.一种用于具有一曲臂(22)的类型的成像设备(10)的传动系统，包括：

一承载体(18)，其接合并支撑该曲臂(22)，以使该曲臂(22)可以沿所述承载体(18)移动；

一传动带(42)，其穿过所述承载体(18)并绕该曲臂(22)的外围固定；

一传动装置(34)，用于容纳并驱动所述传动带(42)来相对于所述承载体(18)移动该曲臂(22)；以及

一张紧机构，配置为在相对于所述承载体(18)的一个方向上移动以增加所述传动带(42)上的张力，并且在相对于所述承载体(18)的又一个方向上移动以降低所述传动带(42)上的张力。

2.根据权利要求1所述的传动系统，其中所述传动装置(34)和张紧机构安装在板(38)上，所述板(38)配置为相对于所述承载体(18)枢转。

3.根据权利要求1所述的传动系统，其中所述承载体(18)包括弹性机构(114)，并且所述张紧机构包括接合片(134)，其接合所述弹性机构(114)，以使所述张紧机构相对于所述承载体(18)旋转以增加所述传动带(42)中的张力。

4.根据权利要求1所述的传动系统，其中所述传动系统安装在承载螺柱(134)的一板(38)上并且所述承载体(18)包括一弹性机构(114)，所述螺柱(134)拧入并穿过所述板(38)来与所述弹性机构(114)接合以相对所述承载体(18)移动所述板(38)。

5.根据权利要求1所述的传动系统，其中该曲臂(22)是医疗成像C臂(22)，该成像C臂承载成像源(30)和成像接收器(26)来对患者身体上所关注的区域成像。

6.根据权利要求1所述的传动系统，其中所述承载体(18)包括一弹簧(126)，其绕具有一端盖(120)的一柱塞(114)设置，所述柱塞(114)伸入所述承载体(18)中来与所述张紧机构接触，以在所述端盖(120)和所述承载体(18)之间压缩所述弹簧(126)，以将所述张紧机构推离所述承载体(18)。

7.根据权利要求1所述的传动系统，其中所述传动装置(34)和张紧机构安装在板(38)上，并且所述承载体(18)包括一具有销(46)的支脚(50)，所述板(38)具有从中延伸的孔(94)，所述孔(94)容纳所述销(46)，以使所述板(38)相对于所述支脚(50)和所述承载体(18)绕所述销(46)旋转。

8.根据权利要求1所述的传动系统，其中所述传动装置(34)安装在板(38)上与所述承载体(18)相对的一侧，所述板(38)具有一孔(94)，穿过该孔(94)所述传动带(42)从所述传动装置(34)延伸至所述承载体(18)。

9.根据权利要求1所述的传动系统，其中所述曲臂(22)具有相对的末端(25和27)并且所述传动装置(34)位于所述相对末端(25和27)之间。

10.根据权利要求1所述的传动系统，其中所述承载体(18)包括弹性机构(114)并且所述传动装置(34)配置为容纳一接合片(134)，其与所述弹性机构(114)接合，所述弹性机构(114)抵制所述接合片(134)，以使所述传动装置(34)在一个方向上相对所述承载体(18)旋转，从而将所述传动装置(34)推离所述曲臂(22)并且所述传动带(42)绕所述曲臂(22)增加张力。

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