一种新型X光束光器的无级FOV电子控制装置的制作方法

一种新型x光束光器的无级fov电子控制装置
技术领域
1.本实用新型涉及束光器技术领域，具体为一种新型x光束光器的无级fov电子控制装置。


背景技术：

2.视野fov(field of view，简称fov)，是ct等成像设备的重要性能参数之一，用于衡量成像设备能够进行有效成像的空间尺寸；x光束光器结构大多都是通过直线模组来移动定制加工栅格挡板，x射线先经过定格铅板，再通过栅格挡板上的特定尺寸及形状的窗口来达到改变x射线光光束的形状。
3.现有束光器的栅格挡板上的窗口不能随意变换任意尺寸及形状，x射线通过束光器后光束的形状种类大小有很大局限，只能通过增加多个不同的窗口增加功能，这样增加了设备体积和成本，也降低了自动化程度与使用便捷性，适用范围小。鉴于此，我们提出了一种新型x光束光器的无级fov电子控制装置。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型x光束光器的无级fov电子控制装置，解决了上述背景技术提到的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种新型x光束光器的无级fov电子控制装置，包括底板，所述底板上设置有控制板，所述控制板包括单片机芯片，所述单片机芯片上电性连接有电机驱动dc电路和电机驱动io电路，所述单片机芯片上电性连接有激光驱动电路，所述电机驱动dc电路上电性连接有高压旋转电机模组，所述电机驱动io电路上电性连接有束光器电机模组、滤过电机和激光电机模组。
8.优选的，所述底板上设置有控制模组一、控制模组二、控制模组三和控制模组四，且控制模组一、控制模组二、控制模组三和控制模组四均固定在底板上。
9.优选的，所述控制模组一和控制模组二相对设置，所述控制模组三和控制模组四设置在控制模组一和控制模组二之间的一侧上。
10.优选的，所述电机驱动io电路采用的芯片型号为tmc2130。
11.优选的，所述单片机芯片的型号为stm32h734。
12.优选的，所述控制模组一包括步进电机、光耦传感器、丝杆模组、连接片、滑轨模组、挡片、栅格挡板一和挡阻铅块。
13.优选的，所述控制模组二、控制模组三和控制模组四与控制模组一的结构均相同。
14.(三)有益效果
15.本实用新型提供了一种新型x光束光器的无级fov电子控制装置。具备以下有益效果：
16.该新型x光束光器的无级fov电子控制装置，通过引入无级fov的概念，可以通过电机无级运动移动挡板改变束光器的大小和形状，可任意调整，从而实现fov的变化。具有视野窗口精度高，适用范围大，调整迅速等多种优点。
附图说明
17.图1为本实用新型硬件结构框图；
18.图2为本实用新型控制模组一电机驱动电路结构示意图；
19.图3为本实用新型控制模组二电机驱动电路结构示意图；
20.图4为本实用新型控制模组三电机驱动电路结构示意图；
21.图5为本实用新型控制模组四电机驱动电路结构示意图；
22.图6为本实用新型单片机芯片结构示意图；
23.图7为本实用新型束光器的零位电路结构示意图；
24.图8为本实用新型整体装置的一种结构示意图；
25.图9为本实用新型控制模组一的一种结构示意图。
26.图中：1、控制模组一；11、步进电机；12、光耦传感器；13、丝杆模组；14、连接片；15、滑轨模组；16、挡片；17、栅格挡板一；18、挡阻铅块；2、控制模组二；3、控制模组三；4、控制模组四；5、底板；27、栅格挡板二；37、栅格挡板三；47、栅格挡板四。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.请参阅图1-图9，本实用新型提供一种技术方案：新型x光束光器的无级fov电子控制装置。包括底板9，底板9上设置有控制板，控制板包括单片机芯片，单片机芯片上电性连接有电机驱动dc电路和电机驱动io电路，单片机芯片上电性连接有激光驱动电路，电机驱动dc电路上电性连接有高压旋转电机模组，电机驱动io电路上电性连接有束光器电机模组、滤过电机和激光电机模组。电机驱动io电路采用的芯片型号为tmc2130。单片机芯片的型号为stm32h734。
29.图1为本方案的硬件框图。由arm内核单片机为控制核心如图6所示，控制核心与上位机通信采用can通信协议。四个tmc2130步进电机驱动芯片如图2、图3、图4和图5所示，四个步进电机分别驱动栅格挡板一17、栅格挡板二27、栅格挡板三37和栅格挡板四47，从而能够控制束光器调节大小。通过束光器限位开关校准步进电机，作为束光器的零位如图7所示，tmc2130步进电机驱动芯片共设置有六组，其中两组tmc2130步进电机驱动芯片分别与滤过电机和激光电机电性连接。
30.用户可通过触屏或pc端将所需束光器形状大小输入系统，上位机可通过can通信将计算后的所需参数输入单片机芯片内。
31.值得注意的是，单片机与四个tmc2130步进电机驱动芯片通过spi进行通信，stm32h734控制tmc2130驱动步进电机，四个步进电机可同时运动，快速准确地将束光器调
整到任意合适的位置，实现fov无级可调控制。
32.tmc2130是一款用于驱动两相步进电机的高性能驱动器ic。使用标准spi和step/dir简化了通信与控制方式。有先进的斩波器确保步进电机可以静音运转，同时具有最高效率和最佳电机扭矩。本芯片内部集成功率mosfet可通过高达2.5a短时峰值电流的电机电流，可实现小型化设计，外部元件数量少，具有低成本高效率的优点。
33.如图8，在底板9上设置有控制模组一1、控制模组二2、控制模组三3和控制模组四4，且控制模组一1、控制模组二2、控制模组三3和控制模组四4均固定在底板9上。控制模组一1和控制模组二2相对设置，控制模组三3和控制模组四4设置在控制模组一1和控制模组二2之间的一侧上。控制模组一1包括电机11、光耦传感器12、丝杆模组13、连接片14、滑轨模组15、挡片16、栅格挡板一17和挡阻铅块18。控制模组二2、控制模组三3和控制模组四4与控制模组一1的结构均相同。控制模组二2、控制模组三3和控制模组四4中分别对应的设置有栅格挡板二27、栅格挡板三37和栅格挡板四47，同时，栅格挡板一17、栅格挡板二27、栅格挡板三37和栅格挡板四47能够同时进行位置上的调整。
34.开机自检：开机后，单片机stm32h734检测八个零限位传感器是否归零。若未归零则stm32h734通信tmc2130驱动步进电机缓慢归零；若已经归零则确定标志位，并进入等待工作模式。
35.工作流程：完成开机自检后，准备工作模式。用户将所需束光器窗口大小形状通过触控屏或者pc上位机软件输入系统，上位机经过软件算法计算后将所需步进电机移动的位置通过can通信将发送至单片机芯片，stm32h734单片机与四个tmc2130步进电机驱动芯片分别通过四组spi通信，控制tmc2130驱动步进电机，四个电机可同时运动，快速准确地将束光器调整到任意合适的位置。
36.通过引入无级fov的概念，可以通过电机无级运动移动挡板改变束光器的大小和形状，可任意调整，从而实现fov的变化。具有视野窗口精度高，适用范围大，调整迅速等多种优点。
37.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。