[发明专利]具有空气静力轴承和分段环形马达的CT扫描器机架

说明书

技术领域

本发明涉及具有空气静力轴承以及以分段环形马达形式的直接驱动的旋转 装置。优选地，这种装置用作计算机断层X光摄影(CT扫描器)中的转子。

背景技术

在计算机断层X光摄影中，X射线管与围绕患者身体而与所述X射线管相 对设置的探测器一起旋转。将X射线管和探测器安装在机架的旋转部分上，支 撑所述旋转部分从而相对静止部分旋转。在现代的高分辨率的计算机X光断层 摄影中，机架的旋转部分以高旋转速度旋转，例如以300r.p.m的速度。同时， 要求机架的最高位置偏差在明显小于1mm范围内。这样，机械轴承经常接近技 术上可能的限制值。这里，提供轴承功能的最佳方式就是通过空气动力轴承， 也就是已知的空气轴承。

US6,404,845B1公开了一种具有空气动力轴承的计算机断层摄影的机架。在 此，通过轴向和径向设置的轴承将机架的旋转部分保持在期望位置。此时，很 难控制轴向轴承的运行。其由在机架的旋转体的相对侧上彼此相对设置的两个 轴承组成。这样存在的问题是旋转体构造的改变最小，尤其是在相对设置的轴 向空气轴承的支撑的位置之间的距离直接影响轴承间隙以及随之而来的轴承特 性。

该配置的进一步改善在WO2008/017498A2中公开。该文献描述了一种轴 承配置，为了补偿旋转体厚度的这些变动，其中至少一个轴向轴承可以沿轴向 朝其轴承基体移动。

发明内容

如在权利要求1的前序部分所陈述的，本发明目的是进一步改善旋转体， 从而可以装备得更简单且由此还可以在轴承装置上花费更少。

根据本发明的这个目的的实现在独立权利要求中进行了陈述。本发明的进 一步改善形成了从属权利要求的主题。

根据本发明所述，装置包括转子1，所述转子1支撑在定子2中从而围绕旋 转轴3进行旋转。轴承装置包括径向和轴向空气静力轴承。每个轴承都由固定 在定子上的轴承垫形成，且转子的一面在其上运行。径向轴承部件包括至少一 个空气轴承13、14、15。优选地，设置两个空气轴承13、15，其优选地以30° 至60°的角度设置，且更优选地以45°至与旋转轴垂直的角度设置。尤其在高负 载情况下，优选地可以在旋转轴的下方竖直地设置另一个轴承14。将这些径向 空气轴承设置在转子中心的下方且承受其重量。相应地，这些轴承上的负载力 由转子的重量产生。轴向轴承运行受三个空气轴承10、11和12的影响，优选 地，所述三个轴承沿着转子的周边彼此以120°的角度设置。为了在这些轴承上 产生所需的负载力，与现有技术的公开不同的是在转子的另一侧上没有设置另 一组空气轴承。与此不同，根据本发明所述，将马达的力用于这里。

马达是直接驱动，对其直接进行安装且没有进一步连接元件，诸如转子上 的驱动带和链以及旋转装置的定子。其具有环形部33，将所述环形部33固定地 连接到所述配置的转子1上。至少一个马达段39、32、32与环形部33接合。 作为其替代，将环形部33连接到定子上，且将至少一个马达段连接到转子上也 是可能的。优选地，设置三个马达段，所述三个马达段更优选地围绕环形部的 周边以120°度彼此相对均匀分布。将这些马达段固定在定子的相同位置处作为 轴向空气轴承10、11、12是更为有利的，因为可以将由此而来的力从马达段直 接传送至空气轴承中。所以，经由装置的定子没有力的传输发生。当然，在其 它位置处的配置也是可能的。但是，基本上可以使用任何数量的马达段。可替 代的是，马达段也可以覆盖环形部的整个圆周。

基本上，马达段可以具有对应环形部分半径的弯曲。相似地，当段的长度 与环形部的半径相比较短时，马达段地可以是笔直的，因此马达段和环形部之 间沿着马达段长度方向上的距离的变化仍就较小。这样使得使用直线马达的马 达段也是可能的。

本发明的一个重要所在就是可以通过马达将负载力沿轴向方向施加到空气 轴承上。马达的负载力来自马达段30、31和32的磁场与环形部分33的磁场的 啮合。

为了使负载力的可靠产生成为可能，根据本发明所述，将至少一个马达段 设置成专门用于生成负载力。可选地，该马达段可以是线圈，例如所述线圈供 应独立于旋转量的直流电。但是，生成同步旋转场用以移动装置也是可能的， 对所述同步旋转场进行专门地排列用以生成负载力而非扭矩。作为其替代，这 种马达段可以包括至少一个永久磁体。使用永久磁体，即使在停止或断电的情 形下也可以获得最小负载力。