一种用于X光片光学标记摄影机的开盖系统

　　1　引　言

　　X光片光学标记摄影机是一种适用于医生在X光片上标记病人信息的光学仪器。在X光片上标记信息,传统的做法是医生用胶布将病人的X光片号、拍片 日期等铅字粘贴在暗盒上,利用铅不透X光线的原理,拍片的同时将信息成像于X光片上。该方法的主要缺点是成像不清、病人信息少、粘贴的铅字容易跌落和造成 标记错误。而X光片光学标记摄影机不受X光线的任何干扰,医生拍片前或后,都可将所需信息通过光学成像原理标记在X光片上,并且与任何规格的暗盒通用。仪 器的主要功能是:暗盒与标记的卡片到位后,拉盖头自动定位、开盖、光学成像、闭盖、回退及退卡片和自动纠错等。

　　本文所介绍的是在该仪器中起主要作用的开盖系统的设计构思。

　　2　工作原理

　　X光片光学标记摄影机的拉盖头的工作原理如图1所示。图1中,封闭机构1下降H0距离,以使该区域局部封闭成暗室,同时在拉盖头2进入暗盒盖3 的凹槽后,水平移动L0距离后开盖。之后信息卡片通过光学系统成像在已开盖处的X光片上,然后拉盖头水平反向移动闭盖,封闭机构连同拉盖头一起垂直回升复 位,完成一个工作周期。

　　工作过程中,拉盖头2在进入暗盒盖3的凹槽后定位,拉盖头水平反向过推暗盒盖3使暗盒盖关紧,然后水平复位再垂直回升是拉盖头的主要工作原理。

　　3　设计构思

　　上述的工作过程由垂直运动和水平运动交替完成,其间穿夹着复合运动过程,即拉盖机构垂直回升同时又水平复位。本文要描述的是采用一个动力系统完 成垂直和水平的交替复合运动的设计。在单动力系统中,设想采用单轴双凸轮分别控制封闭机构和拉盖头的运动。设计封闭机构封闭/复位、拉盖头定位/复位和拉 盖头开盖/闭盖的运动曲线分布如图2所示。

　　图2中,座标H表示垂直方向的位移,座标L表示水平方向的位移。座标t表示运动的时间。t0=0为初始状态;0~ t1为封闭机构和拉盖头下降封闭的时间过程,为保证拉盖头能正确定位在暗盒盖的凹槽内,该过程设计成dH1/dt =dH2/dt;t1~t2为拉盖头开盖的时间过程;t2~ t3为拍片的时间过程;t3~t4为拉盖头闭盖的时间过程,为保证暗盒盖密闭,该过程设计成拉盖头水平反向过推;t4~ t5为拉盖头水平复位的时间过程;t5~ t6为封闭机构和拉盖头垂直回升复位的时间过程。因此单程的运动(t =0~ t2)公式如下:

　　从图2中可注意到拉盖头运动转向的两个时间点:t1点是由单凸轮控制的拉盖头下降定位结束、开盖开始的点;t5点是由单凸轮控制的拉盖头水平复位结束、垂直复位开始的点。因此该两个时间点为设计的关键。下面以齿条结构方案为模型来进行进一步的讨论。