CN111528887A - 自动平衡装置、断层成像设备及自动平衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动平衡装置、断层成像设备及自动平衡方法。该自动平衡装置包括：基座、旋转基板、射线发射组件、射线探测组件以及两个配重组件，所述旋转基板具有径向方向以及垂直于所述径向方向的切向方向，所述射线发射组件与所述射线探测组件沿所述径向方向相对安装于所述旋转基板，且所述射线探测组件可沿所述切向方向移动，两个所述配重组件以所述径向方向为对称线对称设置于所述旋转基板上，且所述配重组件相对于所述径向方向倾斜设置。探测组件沿切向方向移动的过程中具有多个扫描视野，多个扫描视野可以叠加融合得到扫描对象的整体图像信息，以扩大自动平衡装置的扫描视野，增加扫描对象的成像面积。

Description

自动平衡装置、断层成像设备及自动平衡方法

技术领域

本发明涉及成像设备技术领域，特别是涉及一种自动平衡装置、断层成像设备及自动平衡方法。

背景技术

对于目前的成像设备中的平衡装置而言，其X射线源与X射线射线探测器沿径向移动可以调节放大倍率，自动调节平衡质量块移动方向与X射线源和X射线射线探测器移动方向平行。固定平衡质量块调节旋转部分重心移到x轴上，当X射线源和X射线射线探测器同时或两者之一沿着径向调节放大比时，相应的移动平衡质量块将整体的重心调节到y轴上。但是，上述的平衡装置的扫描范围单一，进而得到的扫描图像范围窄。

发明内容

基于此，有必要针对目前的平衡装置扫描范围单一导致扫描图像范围窄的问题，提供一种扩大扫描视野的自动平衡装置、断层成像设备及自动平衡方法。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种自动平衡装置，包括：基座、旋转基板、射线发射组件、射线探测组件以及两个配重组件，所述旋转基板可转动设置，且所述旋转基板上具有径向方向以及垂直于所述径向方向的切向方向，所述射线发射组件与所述射线探测组件沿所述径向方向相对安装于所述旋转基板，且所述射线探测组件可沿所述切向方向移动，两个所述配重组件以所述径向方向为对称线对称设置于所述旋转基板上，且所述配重组件相对于所述径向方向倾斜设置。

在其中一个实施例中，所述射线探测组件包括第一驱动单元以及与所述第一驱动单元连接的射线探测器，所述第一驱动单元驱动所述射线探测器沿所述切向方向移动。

在其中一个实施例中，所述探测组件可沿所述径向方向移动。

在其中一个实施例中，所述射线发射组件包括第三驱动单元以及设置于所述第三驱动单元的射线源，所述第三驱动单元驱动所述射线源沿所述径向方向移动。

在其中一个实施例中，所述射线探测组件与所述射线发射组件均可沿所述径向方向移动。

在其中一个实施例中，所述自动平衡装置还包括径向移动组件，所述径向移动组件上相对安装所述射线发射组件与所述射线探测组件，所述径向移动组件可带动所述射线组件与所述探测组件沿所述径向方向移动。

在其中一个实施例中，所述径向移动组件包括径向驱动单元以及与所述径向驱动单元连接的径向基板，所述径向基板上相对安装所述射线发射组件与所述射线探测组件，所述径向驱动单元可驱动所述径向基板沿所述径向方向移动，并带动所述射线发射组件与所述射线探测组件沿所述径向方向移动。

在其中一个实施例中，所述射线探测组件还包括第二驱动单元，所述第二驱动单元带动所述第一驱动单元与所述射线探测器沿所述径向方向移动；

所述射线发射组件包括第三驱动单元以及设置于所述第三驱动单元的射线源，所述第三驱动组件驱动所述射线源沿所述径向方向移动。

在其中一个实施例中，每一所述配重组件包括至少一配重块以及连接所述配重块的第四驱动单元，两个所述所述配重组件的所述配重块以所述径向方向为对称线对称设置于所述旋转基板上，两个所述配重组件的所述配重块均相对于所述径向方向倾斜设置，所述第四驱动单元驱动对应的所述配重块移动，以调节所述自动平衡装置的平衡。

一种自动平衡方法，应用于如上述任一技术特征所述的自动平衡装置，所述自动平衡方法包括如下步骤：

获取旋转基板处于工作运动状态下调节射线发射组件、射线探测组件的相对位置后射线发射组件与射线探测组件的位移信息；

根据获取的所述射线发射组件与所述射线探测组件的位移信息计算所述配重组件的移动距离和移动方向；

根据计算的距离和移动方向自动调节所述配重组件，使所述自动平衡装置无需停机即可再次达到平衡。

一种断层成像设备，包括筒体以及如上述任一技术特征所述的自动平衡装置，所述自动平衡装置设置于所述筒体中。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下技术效果：

本发明的自动平衡装置、断层成像设备及自动平衡方法，射线发射组件发射射线穿过扫描对象后，可以投射于射线探测组件，并且，射线探测组件可沿旋转基板旋转的切线方向移动，并通过配重组件对旋转基板进行动平衡。射线探测组件沿切向方向移动的过程中具有多个扫描视野，多个扫描视野可以叠加融合得到扫描对象的整体图像信息，有效的解决目前平衡装置扫描范围单一导致的扫描范图像围窄的问题，以扩大自动平衡装置的扫描视野，增加扫描对象成像面积；同时，通过配重组件还可解决射线发射组件与射线探测组件调节后导致的旋转不平衡问题，提高自动平衡装置的旋转稳定性。

附图说明

图1为本发明一实施例的自动平衡装置的立体图；

图2为图1所示的自动平衡装置一实施例的运动示意图；

图3为图1所示的自动平衡装置另一实施例的运动示意图；

图4为图1所示的自动平衡装置再一实施例的运动示意图；

图5为图1所示的自动平衡装置在初始状态保持平衡的示意图；

图6为图5所示的自动平衡装置再次达到平衡的示意图。

其中：

100、自动平衡装置；110、基座；120、旋转基板；130、射线源；140、射线探测组件；141、射线探测器；142、第一驱动单元；150、配重组件；151、配重块；152、第四驱动单元；160、径向移动组件；161、径向驱动单元；162、径向基板；200、扫描对象。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的自动平衡装置、断层成像设备及自动平衡方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参见图1至图4，本发明一种自动平衡装置100。该自动平衡装置100应用于断层成像设备中。值得说明的是，断层成像设备可以应用于医疗领域，用于对医疗或者临床前诊断，当然，断层成像设备还可应用于工业领域。可以理解的，这里的断层成像设备是指计算机断层扫描(computed tomography，简称CT)设备。断层成像设备可以对目标的扫描对象200进行成像，选择性地，目标可以为患者，扫描对象200可以为患者的病灶区域。当然，在本发明的其他实施方式中，该扫描对象200也可以是小动物的病灶区域，还可以是工业中的金属材料，以检测金属材料是否存在损伤。

该自动平衡装置100可以自动调整其的动平衡状态，使得自动平衡装置100能够达到自平衡，避免因为自动平衡装置100的不平衡对断层成像设备造成的不良影响，提高自动平衡装置100的旋转稳定性，保证断层成像设备的正常工作性能。并且，本发明的自动平衡装置100还能扩大扫描范围，增加扫描对象200的成像面积，便于操作人员诊断。

在一实施例中，自动平衡装置100包括基座110、旋转基板120、射线发射组件、射线探测组件140以及两个配重组件150。旋转基板120可转动设置于基座110。旋转基板120具有径向方向以及垂直于径向方向的切向方向。射线发射组件用于发射射线。射线探测组件140用于接收射线，射线探测组件140与射线发射组件沿径向方向相对设置于旋转基板120，且射线探测组件140可沿转动的切线方向移动。两个配重组件150以径向方向为对称线设置可移动设置于旋转基板120，配重组件150相对于径向方向倾斜设置。

基座110起承载作用，用于承载自动平衡装置100的各个零部件；同时，基座110还可以可靠支撑自动平衡装置100，避免自动平衡装置100在转动过程中的位置发生传动。并且，基座110安装于医用断层扫描设备的筒体中。旋转基板120可转动设置于基座110。旋转基板120的截面呈圆形设置，旋转基板120的轴线与旋转基板120的转动中心重合。旋转基板120的径向方向为旋转基板120的直径方向，具体到图1和图2中，径向方向沿竖直方向设置，射线发射组件与射线探测组件140沿径向方向即竖直方向相对设置。切向方向是指垂直于径向方向的方向，即为图1和图2中所示的水平方向。射线发射组件、射线探测组件140以及配重组件150均设置于旋转基板120的一表面上，并随旋转基板120转动。

射线发射组件可以发射X射线，射线探测组件140则接收穿过扫描对象200扫描对象的X射线。自动平衡装置100安装于断层成像设备的筒体后，射线发射组件与射线探测组件140相对位于筒体的扫描腔的两侧，扫描腔容纳扫描对象。这样，射线发射组件发射的X射线可以穿过扫描对象200的扫描对象，被射线探测组件140接收。射线探测组件140将接收到的X射线的信息进行处理生成图像成像的信号，并反馈给外接的控制机，以对扫描对象200的扫描对象进行图像成像。

并且，射线探测组件140可以沿旋转基板120的切向方向移动。以图2所示的方向为例，转动的切向方向即为旋转基板120的周向方向，定义水平方向为X轴方向，竖直方向为Y轴方向，旋转基板120的转动轴线则为Z方向，旋转基板120转动时可绕Z轴方向旋转。相应的，切向方向即为射线探测组件140所在的且平行于X轴的方向，径向方向为Y轴方向。射线探测组件140移动的切向方向即为X轴方向。也就是说，在图2中，射线探测组件140可以相对于射线发射组件左右移动。

参见图1至图4，当射线探测组件140相对于射线发射组件向左侧移动时，射线探测组件140与射线发射组件形成的视野范围对应扫描对象200的某一区域，射线发射组件向扫描对象200发射X光线，X光线穿过扫描对象200投射于射线探测组件140，此时，射线探测组件140接收到扫描对象200某一区域的射线信号，将该图像处理并得到扫描对象200对应区域的图像信息，即为第一图像信息。然后将射线探测组件140相对于射线发射组件向右移动，射线探测组件140与射线发射组件形成的视野范围对应扫描对象200的另一区域，射线发射组件向扫描对象200发射X光线，X光线穿过扫描对象200投射于射线探测组件140，此时，射线探测组件140接收到扫描对象200另一区域的射线信号，将该图像处理并得到扫描对象200对应区域的图像信息，即为第二图像信息。

外界的控制机可以将第一图像信息与第二图像信息融合，生成扫描对象200扫描对象的整体图像信息。这样，可以扩大射线探测组件140的扫描视野(FOV)，进而扩大扫描对象200的扫描范围，进而得到扫描对象200的完整图像信息，保证操作人员诊断的准确性，避免遗漏。当然，在本发明的其他实施方式中，射线探测组件140可以相对于射线发射组件移动三次甚至三次以上，这样可以进一步扩大射线探测组件140的扫描视野。可选地，射线发射组件包括射线源130，通过射线源130发射X射线以对扫描对象200进行照射。射线探测组件140包括射线探测器141，射线探测器141成平板状设置，用于接收穿过扫描对象200的X射线。

而且，射线探测组件140沿X轴方向移动后，会导致旋转基板120的重心偏离转动中心，进而使旋转基板120转动时出现不平衡，影响扫描对象200成像的准确性，同时还会影响设备的使用性能。因此，本发明的自动平衡装置100在旋转基板120上增加配重组件150，配重组件150可以在旋转基板120上移动，以使旋转基板120的重心与转动中心重合达到动平衡，进而实现自动对旋转基板120进行平衡调节的目的，保证旋转基板120及其上的各零部件转动平稳，提高自动平衡装置100的旋转稳定性。

采用上述实施例的自动平衡装置100，射线发射组件发射射线穿过扫描对象200后，可以投射于射线探测组件140，并且，射线探测组件140可沿旋转基板120旋转的切线方向移动，并通过配重组件150对旋转基板120进行动平衡。射线探测组件140沿切向方向移动的过程中具有多个扫描视野，多个扫描视野可以叠加融合得到整体图像信息，有效的解决目前平衡装置扫描范围单一导致的扫描范图像围窄的问题，以扩大自动平衡装置100的扫描范围，增加扫描对象200的成像面积。

可选地，基座110包括安装座以及设置于安装座上的支撑板。安装座用于实现自动平衡装置100的安装固定，使得自动平衡装置100可以稳定的安装于筒体中，避免旋转基板120转动时基座110发生晃动。支撑板用于可转动连接旋转基板120。可选地，旋转基板120可以直接连接于支撑板。示例性地，旋转基板120的中心通过转轴等可转动连接件直接可转动安装于支撑板。当然，在本发明的其他实施方式中，旋转基板120背离射线探测组件140的表面还可设置安装支架，安装支架通过转轴等可转动连接件可转动安装于支撑板。

可选地，自动平衡装置100还包括控制器，控制器与射线探测组件140、射线发射组件以及配重组件150等电连接，控制器控制射线探测组件140移动以及接收射线信号，控制射线发射组件发射射线，控制配重组件150移动以调节旋转基板120的动平衡等等。

在一实施例中，射线探测组件140包括第一驱动单元142以及与第一驱动单元142连接的射线探测器141，第一驱动单元142驱动射线探测器141沿切向方向移动。射线探测器141与第一驱动单元142的输出端连接，第一驱动单元142为直线运动的动力源，可以输出直线运动的动力，以驱动射线探测器141沿X轴方向移动，进而达到调节扫描视野的目的。示例性地，第一驱动单元142为步进电机。当然，在本发明的其他实施方式中，第一驱动单元142还可为伸缩电机、旋转电机配合滚珠丝杠结构或者其他能够输出直线运动的结构。可选地，第一驱动单元142可以直接安装于旋转基板120的表面，也可间接安装于旋转基板120的表面。

在一实施例中，自动平衡装置100可以调节射线发射组件与射线探测组件140自检的几何放大比，进而调节射线探测组件140的成像像素，可以根据不同的使用工况调节成像精度，保证成像结果清晰，便于操作人员诊断。可以理解的，可以单独调节射线探测组件140的径向方向的位移，可以单独调节射线发射组件的径向方向的位移，还可以同时调节射线探测组件140与射线发射组件的径向方向的位移。

可选地，射线探测组件140可沿径向方向移动。即射线探测组件140可以沿Y轴方向做竖直运动，这样可以调节自动平衡装置100的几何放大比，进而调节射线探测组件140的成像像素，达到调节图像成像信息显示效果的目的。也就是说，射线探测组件140既可以沿X轴方向移动，也可以沿Y轴方向移动。

进一步地，射线探测组件140还包括第二驱动单元，第二驱动单元与第一驱动单元142连接，第二驱动单元带动第一驱动单元142与射线探测器141沿径向方向移动。第二驱动单元的输出端与第一驱动单元142连接，第二驱动单元为直线运动的动力源，可以输出直线运动的动力，以驱动第二驱动单元沿Y轴方向移动，达到调节几何放大比的目的。示例性地，第二驱动单元为步进电机。当然，在本发明的其他实施方式中，第二驱动单元还可为伸缩电机、旋转电机配合滚珠丝杠结构或者其他能够输出直线运动的结构。可选地，第二驱动单元可以直接安装于旋转基板120的表面，也可间接安装于旋转基板120的表面。

可选地，射线发射组件可沿径向方向移动。即射线发射组件可以沿Y轴方向做竖直运动，这样可以调节自动平衡装置100的几何放大比，进而调节射线探测组件140的成像像素，达到调节图像成像信息显示效果的目的。进一步地，射线发射组件包括第三驱动单元以及设置于第三驱动单元的射线源130，第三驱动组件驱动射线源130沿切向方向移动。第三驱动单元的输出端与射线源130连接，第三驱动单元为直线运动的动力源，可以输出直线运动的动力，以驱动射线源130沿Y轴方向移动，达到调节几何放大比的目的。示例性地，第三驱动单元为步进电机。当然，在本发明的其他实施方式中，第三驱动单元还可为伸缩电机、旋转电机配合滚珠丝杠结构或者其他能够输出直线运动的结构。可选地，第三驱动单元可以直接安装于旋转基板120的表面，也可间接安装于旋转基板120的表面。

可选地，射线探测组件140与射线发射组件均可沿径向方向移动。也就是说，射线探测组件140可以沿径向方向移动，射线发射组件也可以沿径向方向移动。并且，射线探测组件140与射线发射组件可以是分别径向移动，比如先移动射线探测组件140，后移动射线发射组件，或者先移动射线发射组件后移动射线探测组件140；当然，射线探测组件140与射线发射组件还可同时移动，比如控制器控制射线探测组件140与射线发射组件同步移动，或者通过中间件同时带动射线探测组件140与射线发射组件移动。

值得说明的是，射线探测组件140分别径向移动以及同步移动可以通过上述实施例中的射线探测组件140的第二驱动单元以及射线源130的第三驱动单元实现，控制器可以控制第二驱动单元或第三驱动单元分别或者同步运动，在此不一一赘述，此处仅说明通过中间件同时带动射线探测组件140与射线发射组件移动的结构。

可选地，自动平衡装置100还包括径向移动组件160，径向移动组件160上相对安装射线发射组件与射线探测组件140，并可带动射线发射组件与射线探测组件140沿径向方向移动。径向移动组件160可移动设置于旋转基板120上。径向移动组件160上具有相对设置的射线发射组件与射线探测组件140。径向移动组件160沿径向方向即沿Y轴方向移动时，径向移动组件160可以带动射线发射组件与射线探测组件140同步沿Y轴方向移动，达到调节几何放大比的目的。

进一步地，径向移动组件160包括径向驱动单元161以及与径向驱动单元161连接的径向基板162，径向基板162上相对安装射线发射组件与射线探测组件140，径向驱动单元161可驱动径向基板162沿径向方向移动，并带动射线发射组件与射线探测组件140沿径向方向移动。径向驱动单元161的输出端与径向基板162连接，径向驱动单元161为直线运动的动力源，可以输出直线运动的动力，以驱动径向基板162沿Y轴方向移动，达到调节几何放大比的目的。示例性地，径向驱动单元161为步进电机。当然，在本发明的其他实施方式中，径向驱动单元161还可为伸缩电机、旋转电机配合滚珠丝杠结构或者其他能够输出直线运动的结构。可选地，径向驱动单元161可以直接安装于旋转基板120的表面，也可间接安装于旋转基板120的表面。

在一实施例中，每一配重组件150包括至少一配重块151以及连接对应配重块151的第四驱动单元152，两个配重组件150的配重块151以径向方向为对称线对称设置于旋转基板120。且两个配重组件150的配重块151均相对于径向方向倾斜设置，第四驱动单元152驱动对应的配重块151移动，以调节自动平衡装置100的平衡。

两个配重组件150位于射线探测组件140与射线发射组件连线的两侧，第四驱动单元152驱动对应的配重块151移动，以平衡旋转基板120。第四驱动单元152的输出端与对应的配重块151连接，第四驱动单元152为直线运动的动力源，可以输出直线运动的动力，以驱动配重块151移动，达到调节平衡的目的。示例性地，第四驱动单元152为步进电机。当然，在本发明的其他实施方式中，第四驱动单元152还可为伸缩电机、旋转电机配合滚珠丝杠结构或者其他能够输出直线运动的结构。可选地，第四驱动单元152可以直接安装于旋转基板120的表面，也可间接安装于旋转基板120的表面。

两个配重块151及其对应的第四驱动单元152沿Y轴方向对称设置。并且，旋转基板120上具有轨道，该轨道用于可移动安装配重块151，保证配重块151的运动轨迹准确，进而保证旋转基板120的动平衡。两个配重组件150的配重块151均相对于径向方向倾斜设置。可选地，配重块151与X轴方向的夹角α的范围为0°＜α＜90°，这样可以便于配重块151的配重调节，易于使旋转基板120实现动平衡。进一步地，配重块151与X轴方向的夹角α的范围为30°≤α≤60°。

具体的，自动平衡装置100调节自动平衡的过程如下：

如图5所示，X轴方向与Y轴方向和旋转基板120固连，获取旋转基板120处于工作运动状态下调节射线发射组件、射线探测组件140的相对位置后射线发射组件与射线探测组件140的位移信息；然后，根据获取的射线发射组件与射线探测组件140的位移信息计算配重组件150的移动距离和移动方向。可以理解的，自动平衡装置100在初始状态下很容易通过配重方法调节旋转基板120的平衡。当自动平衡装置100调节几何放大比时，射线源130与射线探测器141同时或者其中一个沿Y轴方向移动，射线探测器141在Y轴方向偏移来采集穿过扫描对象200的X射线信息，以扩大扫描范围。

假设，射线源130与射线探测器141移动部分质量分别为W3、W4，在Y轴方向的位移分别为dy3、dy4，射线探测器141沿x轴方向的位移为dx4；两个配重块151的质量分别为W5、W5’，并定义两个配重块151斜向上位移为正位移。在射线源130和射线探测器141移动位置后旋转基板120再次调整到平衡状态下，两个配重块151所需移动的位置分别为d5和d5’。

第三驱动单元驱动射线源130沿Y轴方向向下移动dy3，第二驱动单元驱动射线探测器141沿Y轴方向向下移动dy4，同时，第一驱动单元142驱动射线探测器141沿X轴方向向右移动dx4，达到图6所示的位置。

再次达到静平衡需求应当满足如下关系：

W4×dx4+d5×W5×cosα-d5’×W5’×cosα＝0

W3×dy3+W4×dy4+d5·W5×sinα+d5’×W5’×sinα＝0

计算得到：

d5＝-(W3×dy3+W4×dy4)/2×sinα-W4×dx4/W5×cosα

d5’＝(W4×dx4×tanα-W3×dy3-W4×dy4)/(2×W5’×sinα)

随后，控制器按照计算出来的距离和方向即d5与d5’的位移，控制第四驱动单元152驱动对应的配重块151移动，以调节旋转基板120的平衡，使得自动平衡装置无需停机即可再次达到平衡，保证旋转基板120转动平稳，进而保证成像结果准确。

本发明还提供一种自动平衡方法，应用于上述实施例中的自动平衡装置100，自动平衡方法包括如下步骤：

获取旋转基板120处于工作运动状态下调节射线发射组件、射线探测组件140的相对位置后射线发射组件与射线探测组件140的位移信息；

根据获取的射线发射组件与射线探测组件140的位移信息计算配重组件150的移动距离和移动方向；

根据计算的距离和移动方向自动调节配重组件150，使自动平衡装置100无需停机即可再次达到平衡。

如图5所示，X轴方向与Y轴方向和旋转基板120固连，获取旋转基板120处于工作运动状态下调节射线发射组件、射线探测组件140的相对位置后射线发射组件与射线探测组件140的位移信息；然后，根据获取的射线发射组件与射线探测组件140的位移信息计算配重组件150的移动距离和移动方向。可以理解的，自动平衡装置100在初始状态下很容易通过配重方法调节旋转基板120的平衡。当自动平衡装置100调节几何放大比时，射线源130与射线探测器141同时或者其中一个沿Y轴方向移动，射线探测器141在Y轴方向偏移来采集穿过扫描对象200的X射线信息，以扩大扫描范围。

假设，射线源130与射线探测器141移动部分质量分别为W3、W4，在Y轴方向的位移分别为dy3、dy4，射线探测器141沿x轴方向的位移为dx4；两个配重块151的质量分别为W5、W5’，并定义两个配重块151斜向上位移为正位移。在射线源130和射线探测器141移动位置后旋转基板120再次调整到平衡状态下，两个配重块151所需移动的位置分别为d5和d5’。

第三驱动单元驱动射线源130沿Y轴方向向下移动dy3，第二驱动单元驱动射线探测器141沿Y轴方向向下移动dy4，同时，第一驱动单元142驱动射线探测器141沿X轴方向向右移动dx4，达到图6所示的位置。

再次达到静平衡需求应当满足如下关系：

W4×dx4+d5×W5×cosα-d5’×W5’×cosα＝0

W3×dy3+W4×dy4+d5·W5×sinα+d5’×W5’×sinα＝0

计算得到：

d5＝-(W3×dy3+W4×dy4)/2×sinα-W4×dx4/W5×cosα

d5’＝(W4×dx4×tanα-W3×dy3-W4×dy4)/(2×W5’×sinα)

随后，控制器按照计算出来的距离和方向即d5与d5’的位移，控制第四驱动单元152驱动对应的配重块151移动，以调节旋转基板120的平衡，使得自动平衡装置无需停机即可再次达到平衡，保证旋转基板120转动平稳，进而保证成像结果准确。

本发明还提供一种断层成像设备，包括筒体、扫描床以及上述实施例中的自动平衡装置100，自动平衡装置100设置于筒体中。筒体具体用于扫描的扫描腔，扫描对象200位于扫描床上，可随扫描床运动至扫描腔中，由自动平衡装置100的射线发射组件与射线探测组件140对扫描对象200进行成像。本发明的断层成像设备采用上述实施例的自动平衡装置100后，在实现旋转基板120转动平衡调节的同时，可以具有多个扫描视野，多个扫描视野可以叠加融合得到扫描对象200的整体图像信息，以扩大自动平衡装置100的扫描视野，增加扫描对象200的成像面积，便于操作人员诊断；而且，还能实现几何放大比的调节，满足不同工况的使用需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书的记载范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种自动平衡装置，其特征在于，包括：基座、旋转基板、射线发射组件、射线探测组件以及两个配重组件，所述旋转基板可转动设置，且所述旋转基板上具有径向方向以及垂直于所述径向方向的切向方向，所述射线发射组件与所述射线探测组件沿所述径向方向相对安装于所述旋转基板，且所述射线探测组件可沿所述切向方向移动，两个所述配重组件以所述径向方向为对称线对称设置于所述旋转基板上，且所述配重组件相对于所述径向方向倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，所述射线探测组件包括第一驱动单元以及与所述第一驱动单元连接的射线探测器，所述第一驱动单元驱动所述射线探测器沿所述切向方向移动。

3.根据权利要求2所述的自动平衡装置，其特征在于，所述探测组件可沿所述径向方向移动。

4.根据权利要求2所述的自动平衡装置，其特征在于，所述射线发射组件包括第三驱动单元以及设置于所述第三驱动单元的射线源，所述第三驱动单元驱动所述射线源沿所述径向方向移动。

5.根据权利要求2所述的自动平衡装置，其特征在于，所述射线探测组件与所述射线发射组件均可沿所述径向方向移动。

6.根据权利要求5所述的自动平衡装置，其特征在于，所述自动平衡装置还包括径向移动组件，所述径向移动组件上相对安装所述射线发射组件与所述射线探测组件，所述径向移动组件可带动所述射线组件与所述探测组件沿所述径向方向移动。

7.根据权利要求5所述的自动平衡装置，其特征在于，所述径向移动组件包括径向驱动单元以及与所述径向驱动单元连接的径向基板，所述径向基板上相对安装所述射线发射组件与所述射线探测组件，所述径向驱动单元可驱动所述径向基板沿所述径向方向移动，并带动所述射线发射组件与所述射线探测组件沿所述径向方向移动。

8.根据权利要求5所述的自动平衡装置，其特征在于，所述射线探测组件还包括第二驱动单元，所述第二驱动单元带动所述第一驱动单元与所述射线探测器沿所述径向方向移动；

所述射线发射组件包括第三驱动单元以及设置于所述第三驱动单元的射线源，所述第三驱动组件驱动所述射线源沿所述径向方向移动。

9.根据权利要求1至8任一项所述的自动平衡装置，其特征在于，每一所述配重组件包括至少一配重块以及连接所述配重块的第四驱动单元，两个所述所述配重组件的所述配重块以所述径向方向为对称线对称设置于所述旋转基板上，两个所述配重组件的所述配重块均相对于所述径向方向倾斜设置，所述第四驱动单元驱动对应的所述配重块移动，以调节所述自动平衡装置的平衡。

10.一种自动平衡方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9任一项所述的自动平衡装置，所述自动平衡方法包括如下步骤：

获取旋转基板处于工作运动状态下调节射线发射组件、射线探测组件的相对位置后射线发射组件与射线探测组件的位移信息；

根据获取的所述射线发射组件与所述射线探测组件的位移信息计算所述配重组件的移动距离和移动方向；

根据计算的距离和移动方向自动调节所述配重组件，使所述自动平衡装置无需停机即可再次达到平衡。

11.一种断层成像设备，其特征在于，包括筒体以及如权利要求1至9任一项所述的自动平衡装置，所述自动平衡装置设置于所述筒体中。

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