扭矩限制器及具有该扭矩限制器的悬吊系统技术方案

本发明专利技术提供一种扭矩限制器及具有该扭矩限制器的悬吊系统，能够在平衡机构故障时保证悬挂物不掉落，并在发生运动失控时降低操作者抬起悬挂物的作用力，保证悬吊系统的使用安全性。本发明专利技术的扭矩限制器包括具有若干凹槽的转动件和滚动连接在各所述凹槽中的滚珠，各所述凹槽周向分布，且轴向截面呈V型，V型的两侧壁关于所述凹槽的中轴线非对称设置，以使得所述转动件在周向上顺时针转动和逆时针转动的扭矩大小不等。本发明专利技术还提供一种悬吊系统，包括围绕支撑轴形成力矩平衡的悬挂物和平衡力机构，所述支撑轴连接有驱动源，所述支撑轴通过上述的扭矩限制器与所述驱动源相连，所述扭矩限制器的大扭矩方向为限制所述悬挂物下落的方向。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及扭矩限制
，特别是涉及一种扭矩限制器及具有该扭矩限制器的悬吊系统。
技术介绍
DR系统，即直接数字化X射线摄影系统，是由电子暗盒、扫描控制器、系统控制器、影像监示器等组成，是直接将X线光子通过电子暗盒转换为数字化图像，是一种广义上的直接数字化X线摄影。按照机架结构，分为悬吊DR和立柱DR。请参考图1，图1为现有技术中悬吊DR系统在一种实施方式中的结构示意图。如图1所示，悬吊DR系统中，球管1＇作为悬挂物，与平衡力机构2＇分处支撑轴3＇的两侧，围绕支撑轴3＇形成力矩平衡；通过电机4＇带动支撑轴3＇和绳轮5＇旋转，实现球管1＇的升降。在电机4＇与支撑轴3＇直接连接，或者通过离合器连接。在电机4＇直接与支撑轴3＇连接的实施方式中，在平衡力机构2＇发生故障时，即平衡力比悬挂物重力小，导致球管1＇掉落而伤人，通过电机4＇自身的保持力矩，也可以保证球管1＇不掉落。该实施方式存在的问题是，如果发生控制失控，球管1＇一直向下压倒患者时，即使断电，操作者也无法将球管1＇轻松抬起而使患者脱离压迫。在电机4＇通过离合器与支撑轴3＇连接的实施方式中，当平衡力机构2＇发生故障时，即平衡力比悬挂物重力小，导致球管1＇掉落而伤人，如果离合器是吸合的，离合器力矩要大于不平衡力矩，以不平衡力矩M≥11.5Nm为例，对应的不平衡力是25kg，该不平衡力过大，使得离合器难以克服；如果离合器是断开的，比如断电或者是手动移动时，球管1＇就会掉落，可能伤到人。上述两种实施方式，都不能同时对平衡力破坏和运动失控做出可靠的回应。
技术实现思路
本专利技术提供了一种扭矩限制器及具有该扭矩限制器的悬吊系统，能够在平衡机构故障时保证悬挂物不掉落，并在发生运动失控时降低操作者抬起悬挂物的作用力，保证悬吊系统的使用安全性。为解决上述技术问题，本专利技术所提供一种扭矩限制器，包括具有若干凹槽的转动件和滚动连接在各所述凹槽中的滚珠，以及将各所述滚珠压紧在相应的所述凹槽内的压紧件，各所述凹槽周向分布，且轴向截面呈V型，所述凹槽的两侧壁相对轴向的夹角不等，以使得所述转动件在周向上顺时针转动和逆时针转动所对应的扭矩限制值大小不等。本专利技术的扭矩限制器，将凹槽设置为V型结构，且V型的两侧壁相对轴向的夹角不等，则滚珠由凹槽的两侧脱出时对应的脱出力矩不同，其中一侧的脱出力矩大，另一侧的脱出力矩小，则转动件顺时针转动和逆时针转动时所对应的扭矩限制值大小不等，使得两个转动方向提供大小不等的扭矩限制值，能够适用于要求两个转动方向扭矩限制值不等的系统，满足该系统的特殊需求，以辅助提高系统的安全性，同时，当朝向大扭矩的方向转动时，还可以辅助节省人力，提高操作便捷性。本专利技术还提供一种悬吊系统，包括围绕支撑轴形成力矩平衡的悬挂物和平衡力机构，所述支撑轴连接有驱动源，所述支撑轴通过上述的扭矩限制器与所述驱动源相连，所述扭矩限制器的大扭矩方向为限制所述悬挂物下落的方向。由于扭矩限制器中，由凹槽靠近轴向的一侧壁脱出对应的脱出力矩大，该侧对应脱出力矩大的方向，则可以将该方向设置在限制悬挂物下落的方向；当平衡力结构发生故障时，平衡力机构与悬挂物之间的平衡状态被打破，存在驱动悬挂物下落的不平衡力矩，而由于此时扭矩限制器中转动件的扭矩方向处于限制悬挂物下落的方向，以抵抗不平衡力矩，避免悬挂物下落而伤人；当失控时，如果悬挂物一直向下运动而有可能伤人时，操作者需要向上抬起悬挂物，此时需要克服的力仅为扭矩限制器的小力矩和摩擦力矩之和，远小于同等条件下的不平衡力矩，使得操作者更加容易地抬起悬挂物，提高了操作便捷性和安全性。附图说明图1为现有技术中悬吊DR系统在一种实施方式中的结构示意图；图2为现有技术以及本专利技术所提供扭矩限制器的滚珠与凹槽在一种具体实施方式中的受力示意图；图3为本专利技术所提供扭矩限制器在一种具体实施方式中的立体结构剖视图；图4为图3所示扭矩限制器的转动件安装有滚珠时的轴侧结构示意图；图5为图4所示转动件的立体结构示意图；图6为图3所示扭矩限制器中滚珠处于凹槽内的剖面结构示意图；图7为图3所示扭矩限制器中滚珠被挤出凹槽外的剖面结构示意图；图8为本专利技术所提供悬吊系统在一种实施方式中的原理示意图；图9为图8所示悬吊系统的立体结构局部示意图；图10为图8所示悬吊系统的立体结构整体示意图。图1中：球管1＇、平衡力机构2＇、支撑轴3＇、电机4＇、绳轮5＇；图2-10中：凹槽1、转动件2、滚珠3、悬挂物4、平衡力机构5、支撑轴6、驱动源7、扭矩限制器8、绳轮9、钢丝绳10、伸缩筒11、压紧件12、环形压板13、碟簧14、压紧螺纹圈15。具体实施方式本专利技术提供了一种扭矩限制器及具有该扭矩限制器的悬吊系统，能够在平衡机构故障时保证悬挂物不掉落，并在发生运动失控时降低操作者抬起悬挂物的作用力，保证悬吊系统的使用安全性。以下结合附图，对本专利技术进行具体介绍，以便本领域技术人员准确理解本专利技术的技术方案。如图2-7所示，本专利技术的扭矩限制器包括具有若干凹槽1的转动件2以及滚动连接在各凹槽1内的滚珠3，各凹槽1周向分布，各凹槽1的轴向截面呈V型，该V型的两侧壁相对轴向的夹角不等，以使得转动件2在周向上顺时针转动和逆时针转动时，凹槽1的两侧壁对滚珠3施加的周向作用力大小不等，进而形成大小不等的扭矩限制值。其中，凹槽1的两侧壁均可以设置为平面，以使得凹槽1形成倒置的三角锥型；或者，凹槽1的两侧壁也可以均设置为弧形，以使得凹槽1形成倒置的圆锥型；亦或者，凹槽1的两侧壁可以采用不同的线性结构，其中一侧为平面，另一侧为弧形。同时，凹槽1的底部可以是平面或者弧形，以形成槽底被切削的结构；或者，凹槽1的底部可以为由两侧壁相交而成的顶点。换言之，由于非对称的结构多样，本领域技术人员可以根据需要设置凹槽1的具体结构形式。本文所述的顺时针和逆时针是相对而言的，只是为了区分两个相反的转动方向。本文所述的轴向、周向和径向均是以凹槽1的排布方向为参照进行定义的，以各凹槽1环绕的方向为周向，则垂直于该周向所在的平面的方向即为轴向，在该周向所在的平面内，垂直于周向的方向即为径向。本专利技术的扭矩限制器，由于凹槽1的轴向截面呈关于轴向夹角不等的V型，使得在转动件2转动的过程中、滚珠3与凹槽1的两侧壁分别接触时，会产生大小不等的作用力，进而使得滚珠3由凹槽1的两侧向外脱出所需的脱出力矩大小不等，如图4和图5所示；当滚珠3由远离轴向的一侧向外脱出时对应更小的脱出力矩，说明此时滚珠3的脱出难度更小，当转动件2朝向滚珠3由该侧脱出的方向转动时，对应的扭矩限制值也就更小；反之，当滚珠3由靠近轴向的一侧向外脱出时对应更大的脱出力矩，说明此时滚珠3的脱出难度更大，当转动件2朝向滚珠3由该侧脱出的方向转动时，对应的扭矩限制值也就更大。为便于说明，本文定义滚珠3由靠近轴向的一侧向外脱出时，转动件2的转动方向为正向，反之为反向，则正向的转动力矩大于反向的转动力矩。可见，本专利技术的扭矩限制器中，转动件2朝向两个不同的方向转动时，对应的扭矩限制值大小不等，能够满足对两个方向扭矩限制不等的特殊需求，进而适用于对一个方向扭矩限制值的需求大、另一个方向扭矩限制值的需求小的工况；一方面，对于扭矩限制值需要大的方向，大的扭矩限制值可以辅助实现承载，提高扭矩限制器所在系统的稳定和安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭矩限制器，其特征在于，包括具有若干凹槽(1)的转动件(2)、滚动连接在各所述凹槽(1)中的滚珠(3)，以及将各所述滚珠(3)压紧在相应的所述凹槽(1)内的压紧件(12)，各所述凹槽(1)周向分布，且轴向截面呈V型，所述凹槽(1)的两侧壁相对轴向的夹角不等，以使得所述转动件(2)在周向上顺时针转动和逆时针转动所对应的扭矩限制值大小不等。

【技术特征摘要】
1.一种扭矩限制器，其特征在于，包括具有若干凹槽(1)的转动件(2)、滚动连接在各所述凹槽(1)中的滚珠(3)，以及将各所述滚珠(3)压紧在相应的所述凹槽(1)内的压紧件(12)，各所述凹槽(1)周向分布，且轴向截面呈V型，所述凹槽(1)的两侧壁相对轴向的夹角不等，以使得所述转动件(2)在周向上顺时针转动和逆时针转动所对应的扭矩限制值大小不等。2.如权利要求1所述的扭矩限制器，其特征在于，所述凹槽(1)的两侧壁均相对轴向倾斜，并关于所述凹槽(1)的中轴线非对称设置；或者，所述凹槽(1)的两侧壁中，其中一侧壁轴向延伸，另一侧壁相对轴向倾斜。3.如权利要求1或2所述的扭矩限制器，其特征在于，所述压紧件(12)的压紧力可调。4.如权利要求3所述的扭矩限制器，其特征在于，所述压紧件(12)具有与各所述凹槽(1)对应的环形压紧面，以轴向抵压各所述滚珠(3)至相应的所述凹槽(1)内。5.如权利要求4所述的扭矩限制器，其特征在于，各所述凹槽(1)的开口处于平行于所述环形压紧面的同一平面内。6.如权利要求4所述的扭矩限制器，其特征在于，所述压紧件(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊杰，卢正清，
申请(专利权)人：沈阳东软医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21