[發(fā)明專利]一種測量控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710228488.7
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN106842075A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 楊軍;樊明武;秦斌;劉開鋒;李冬;李夢奎;余調(diào)琴
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02;G05D3/12
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 李智,曹葆青

技術領域

本發(fā)明屬于精密測量技術領域，更具體地，涉及一種測量控制系統(tǒng)。

背景技術

強流回旋加速器不僅是國防基礎研究的重要設備，在民用領域也有著廣闊的應用，特別是在醫(yī)學領域生產(chǎn)短壽命放射性同位素用于PET診斷，回旋加速器起著其它設備不能取代的作用。醫(yī)用PET回旋加速器是一種重要的回旋加速器，相對于傳統(tǒng)的深谷型磁鐵結構和外離子源的設計方案而言，其結構更加緊湊，制造和運行成本也會降低。

磁場測量系統(tǒng)是回旋加速器研制的關鍵設備。采用極坐標結構磁場測量系統(tǒng)的回旋加速器一般能量較高，磁極間隙比較大，最重要的是，它們都采用的是外離子源，因此其主磁鐵上磁極中心都為外離子源留有安裝孔，這個孔正好在磁場測量階段可以用來安裝磁場測量系統(tǒng)的中心旋轉軸。極坐標結構的磁場測量系統(tǒng)相應工程經(jīng)驗較多，技術較為成熟。然而根據(jù)醫(yī)用PET回旋加速器的結構特點，主磁鐵內(nèi)狹小的空間無法提供極坐標測量的中軸孔。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種測量控制系統(tǒng)，通過直角坐標測量模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的極坐標測量模式。由此解決現(xiàn)有技術中醫(yī)用PET回旋加速器主磁鐵內(nèi)狹小的空間無法提供極坐標測量的中軸孔的技術問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種測量控制系統(tǒng)，包括：機械平臺和測量平臺；

所述機械平臺從下往上依次設置有校準支撐部分、基準面、第一平臺、第二平臺，以及安裝在所述第二平臺之上的探桿支座、與所述探桿支座連接的探桿、安裝在所述探桿末端的測量探頭，其中，所述第一平臺沿X方向布置，所述第二平臺沿Y方向布置，所述第一平臺包括第一伺服電機、第一導軌以及第一滾珠絲杠，所述第二平臺包括第二伺服電機、第二導軌以及第二滾珠絲杠；

所述測量平臺包括：測量器件、伺服驅動器、第一伺服電機、第二伺服電機、電機運動控制卡、兩套光柵尺和工業(yè)用計算機，其中，所述兩套光柵尺分別安裝在所述第一導軌與所述第二導軌上；

所述工業(yè)用計算機，用于根據(jù)測量策略，通過所述電機運動控制卡控制所述伺服驅動器驅動第一伺服電機和第二伺服電機運動，以驅動所述第一滾珠絲杠與所述第二滾珠絲杠動作改變所述測量探頭的位置；

所述兩套光柵尺，用于獲取所述測量探頭的位置信號，并將所述位置信號反饋給所述電機運動控制卡，形成閉環(huán)控制；

所述測量器件與所述工業(yè)用計算機相連，用于測量測量探頭各位置處的磁場值，并將測得的磁場值反饋給所述工業(yè)用計算機。

優(yōu)選地，所述測量策略為：

所述測量平臺采用直角坐標測量模式進行逐點測量，第二伺服電機驅動探桿沿Y方向逐點完成一條直線的測量，然后將探桿返回起始位置，第一伺服電機驅動第二平臺沿X方向運動一個測量步距，然后第二伺服電機驅動探桿沿Y方向運動，完成下一條直線的測量，如此反復，直至完成整個磁場區(qū)域的測量。

優(yōu)選地，所述校準支撐部分包括多個高度可調(diào)的千斤頂。

優(yōu)選地，所述探桿采用單側懸臂式結構，且所述探桿為使用纖維材料的空心桿。

優(yōu)選地，所述基準面選用花崗巖材料。

總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，主要有以下的技術優(yōu)點：

(1)該裝置既可用于醫(yī)療用PET回旋加速器的磁場測量，也可用二極鐵、波蕩器等其他類型的電磁裝置的磁場測量，是一個通用的多用途高精度磁場測量平臺。

(2)該裝置選擇花崗巖材料作為二維坐標平臺的主體，使得磁場測量系統(tǒng)能達到更高的定位精度和更好的重復性。

(3)該裝置不采用雙臺支撐結構，而是采用單側支撐探桿模式，使得結構更加簡單緊湊。

(4)磁場測量系統(tǒng)的運動控制部分采用運動控制卡、伺服電機和高精度光柵尺的組合，能夠保證測量過程快速平穩(wěn)，實現(xiàn)全自動的磁場測量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例公開的一種測量控制系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中測量控制系統(tǒng)中的機械平臺結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中的機械平臺的側視圖；

圖4為本發(fā)明實施例中的機械平臺的俯視圖；

圖5為本發(fā)明實施例中測量控制系統(tǒng)中的測量平臺的控制示意圖；

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：1-校準支撐部分，2-基準面，3-第一平臺，4-第二平臺，5-探桿支座，6-探桿，7-測量探頭，8-第二伺服電機，9-第二滾珠絲杠，10-第二導軌，11-第一伺服電機，12-第一滾珠絲杠，13-第一導軌。