扭矩助力装置、方法及乳腺机制造方法及图纸

本申请提供一种扭矩助力装置、方法及乳腺机，其中，该扭矩助力装置包括旋转机构、固定筒及可轴向伸缩的施力机构，所述旋转机构上设有负载；所述固定筒一端面设有具有倾斜角的运动轨迹，并且固定筒与施力机构相连；所述旋转机构一端抵接在所述运动轨迹上，并沿着所述运动轨迹绕旋转轴旋转；所述运动轨迹的倾斜角根据所述负载的重力产生的扭矩设置。本申请通过设置预设角度的运动轨迹和固定筒，被动输出与负载重心旋转角度相关的扭矩，抵消旋转机构绕轴旋转时，负载重力产生的扭矩，保持负载旋转的平衡。

【技术实现步骤摘要】
扭矩助力装置、方法及乳腺机
本申请涉及扭矩平衡领域，尤其涉及一种医疗器械中的扭矩助力装置、方法及乳腺机。
技术介绍
刚性负载绕轴旋转时，存在由于负载的重心与旋转轴不重合，负载的重力会产生一个扭矩的情况。该扭矩的大小和方向均随着负载的旋转角度和旋转相位而变化。参见图1，负载的质量为m，其重心至旋转轴的半径为L，负载重心旋转的实时半径与竖直方向的夹角为α，则负载的重力产生的扭矩MG：MG＝m×g×L×sinα(1)其中g为重力加速度。由公式(1)可得出，负载的重力产生的扭矩大小在0至m*g*L的范围变化。而对于负载的重力产生的扭矩的方向，当负载位于第一象限和第四象限时为顺时针，当负载位于第二象限和第三象限时为逆时针。目前，抵消由负载绕轴旋转时其重力产生的扭矩一般采用控制电机的输出方式、配重方式和气弹簧助力方式。采用控制电机的输出方式时，负载由电机驱动旋转，通过控制电机的输出扭矩和速度来抵消负载的重力产生的扭矩，然而这就对电机的驱动功率和控制精度提出的很高的要求，实现较为困难。采用配重方式时，增加配重使得配重重心与负载重心以旋转旋转轴为中心对称，但这样做的弊端是增加的配重质量一般会比较大，且占用大量的空间，会对设备其他功能产生不利影响，例如增加上升时的重力。采用气弹簧等作为助力机构时，助力机构产生的扭矩与负载的重力产生的扭矩可能存在不同步的现象，只能在各个角度抵消一部分重力产生的扭矩，无法完全消除。由此可见，设计一种可以较好地抵消由负载绕轴旋转时其重力产生的扭矩的机构尤为必要。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种扭矩助力装置、方法及乳腺机，以解决现有技术中刚性件绕轴旋转时其重力产生的扭矩，而导致转动不平衡的问题。具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：根据本申请的第一方面，提供一种扭矩助力装置，包括旋转机构、固定筒及可轴向伸缩的施力机构，所述旋转机构上设有负载；所述固定筒一端面设有具有倾斜角的运动轨迹，并且固定筒与施力机构相连；所述旋转机构一端抵接在所述运动轨迹上，并沿着所述运动轨迹绕旋转轴旋转；所述运动轨迹的倾斜角根据所述负载的重力产生的扭矩设置。根据本申请的第二方面，提供一种适用于上述扭矩助力装置的扭矩助力方法，包括：通过所述施力机构施加给所述固定筒一轴向的推力，所述固定筒将推力传递至旋转机构；驱动所述旋转机构在所述固定筒上沿着所述运动轨迹绕旋转轴旋转。根据本申请的第三方面，提供一种乳腺机，包括上述扭矩助力装置，所述负载是所述乳腺机的旋转件。根据本申请的第四方面，提供一种扭矩助力装置，包括旋转机构、固定筒及可轴向伸缩的施力机构，所述旋转机构上设有负载；所述旋转机构上设有具有倾斜角的运动轨迹，所述固定筒一端抵接在所述运动轨迹上，并且固定筒与施力机构相连；所述运动轨迹的倾斜角根据所述负载的重力产生的扭矩设置。本申请的有益效果：通过设置具有倾斜角的运动轨迹以及能够传递力的固定筒，被动输出与旋转角度相关的扭矩，能够抵消旋转机构绕轴旋转时，负载重力产生的扭矩，保持负载旋转的平衡性，同时能够降低对旋转机构的驱动的要求，提高控制旋转机构绕轴旋转的精度以及设备的安全性，特别适用于中低速，物体重力绕轴产生扭矩的场合。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。图1是刚性件绕轴旋转的重心位置示意图；图2是本申请实施例一提供的一种扭矩助力装置的剖面图；图3是本申请实施例一提供的旋转机构的立体图；图4是本申请实施例一提供的固定筒的立体图；图5是本申请实施例一提供的另一固定筒的立体图；图6是本申请实施例一提供的另一固定筒在另一角度方向上的立体图；图7是本申请实施例一提供的氮气弹簧的立体图；图8是本申请实施例一提供的旋转机构的旋转角度与气弹簧的压缩行程之间的曲线关系示意图，同时曲线的倾斜率也反映了与旋转角度对应的运动轨迹上每个点的倾角示意图；图9是本申请实施例一提供的旋转机构的旋转角度与气弹簧的压缩行程之间的曲线关系示意图，其揭示了钢球受力情况；图10是本申请实施例一提供的扭矩助力装置的扭矩助力方法流程图；图11是本申请实施例一提供的扭矩助力装置的运动状态图，其揭示了钢球位于运动轨迹的低点时，各部件之间的位置关系；图12是本申请实施例一提供的扭矩助力装置的运动状态图，其揭示了钢球位于运动轨迹的低点至高点之间，各部件之间的位置关系；图13是本申请实施例一提供的扭矩助力装置的运动状态图，其揭示了钢球位于运动轨迹的高点时，各部件之间的位置关系；图14是本申请实施例一提供的扭矩助力装置的运动状态图，其揭示了钢球位于运动轨迹的高点至低点之间，各部件之间的位置关系；图15是本申请实施例二提供的一种扭矩助力装置的剖面图；图16是本申请实施例二提供的旋转机构的立体图；图17是本申请实施例二提供的固定筒的立体图；图18是本申请实施例二提供的一种扭矩助力装置的运动状态图，其揭示了钢球位于运动轨迹的低点时，各部件之间的位置关系；图19是本申请实施例二提供的一种扭矩助力装置的运动状态图，其揭示了钢球位于运动轨迹的低点至高点之间，各部件之间的位置关系；图20是本申请实施例二提供的一种扭矩助力装置的运动状态图，其揭示了钢球位于运动轨迹的高点时，各部件之间的位置关系；图21是本申请实施例二提供的一种扭矩助力装置的运动状态图，其揭示了钢球位于运动轨迹的高点至低点之间，各部件之间的位置关系。附图标记：实施例一中，A-A：旋转轴；1：旋转机构；11：旋转部；12：支撑架；13：刚性件；14：夹设槽；21，缸体；22：缸盖；3：固定筒；31：运动轨迹；32：导向槽；4：施力机构；5：导向柱；6：轴承；实施例二中，A-A'：旋转轴；1'：旋转机构；11'：旋转部；12'：运动轨迹；21'，缸体；22'：缸盖；3'：固定筒；31'：刚性件；32'：导向槽；33'，支撑架，34'，夹设槽；4'：施力机构；5'：导向柱；6'：轴承。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。乳腺机的旋转件绕轴旋转时，旋转件的重心与旋转轴会存在不重合的状态，旋转件的重力会产生一个扭矩MG，导致负载旋转不平衡，故需要消除旋转件绕轴旋转时，该旋转件重力产生的扭矩MG。实施例一图2为本实施例提供的一种扭矩助力装置的剖视图。该扭矩助力装置可用于乳腺机，以抵消乳腺机的旋转件绕轴旋转时，所述旋转件重力产生的扭矩MG，从而辅助所述旋转件始终绕着一固定的轴旋转。如图2和图4至图6所示，该扭矩助力装置包括旋转机构1、固定筒3和施力机构4。其中，所述旋转机构1上设有负载(图中未显示)。所述固定筒3一端面设有具有倾斜角的运动轨迹31，所述运动轨迹31的倾斜角根据所述负载的重力产生的扭矩设置。并且所述固定筒3与施力机构4相连。可选地，所述固定筒3一端设有运动轨迹31，另一端与施力机构4相连。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭矩助力装置，其特征在于，包括旋转机构(1)、固定筒(3)及可轴向伸缩的施力机构(4)，所述旋转机构(1)上设有负载；所述固定筒(3)一端面设有具有倾斜角的运动轨迹(31)，并且固定筒(3)与施力机构(4)相连；所述旋转机构(1)一端抵接在所述运动轨迹(31)上，并沿着所述运动轨迹(31)绕旋转轴(A‑A)旋转；所述运动轨迹(31)的倾斜角根据所述负载的重力产生的扭矩设置。

【技术特征摘要】
1.一种扭矩助力装置，其特征在于，包括旋转机构(1)、固定筒(3)及可轴向伸缩的施力机构(4)，所述旋转机构(1)上设有负载；所述固定筒(3)一端面设有具有倾斜角的运动轨迹(31)，并且固定筒(3)与施力机构(4)相连；所述旋转机构(1)一端抵接在所述运动轨迹(31)上，并沿着所述运动轨迹(31)绕旋转轴(A-A)旋转；所述运动轨迹(31)的倾斜角根据所述负载的重力产生的扭矩设置。2.如权利要求1所述的扭矩助力装置，其特征在于，所述运动轨迹(31)的倾斜角β为：其中，m为负载的质量，g为重力加速度，L为负载重心至旋转轴的垂直距离，α为负载重心的旋转角，r为运动轨迹(31)至所述旋转轴(A-A)的垂直距离，F为施力机构(4)对旋转机构(1)与运动轨迹(31)的抵接处施加的轴向推力，所述推力的作用点至旋转轴(A-A)的垂直距离与所述运动轨迹(31)至旋转轴(A-A)的垂直距离相等。3.如权利要求1所述的扭矩助力装置，其特征在于，所述运动轨迹(31)设有与所述旋转机构(1)配合的轨迹槽。4.如权利要求1所述的扭矩助力装置，其特征在于，还包括导向柱(5)，所述固定筒(3)上设有与所述导向柱(5)滑动配合的导向槽(32)，以使所述固定筒(3)轴向运动。5.如权利要求4所述的扭矩助力装置，其特征在于，所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊杰，
申请(专利权)人：北京东软医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11