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摘 要：文章阐述了胃肠摄影（点片）装置夹片机构的设计方案，结合应用对其关键部件匣盘夹片机构的设计结构及机械运动力学进行了分析。解决了床上球管X射线遥控诊断床人工轻便快速、稳定装片的技术难题，对此类不同规格方形实体的装夹在其他工业中的应用具有借鉴意义。
关键词：设计方案；结构设计；复合夹片机构；运动力学分析；启示推广
中图分类号：TG751 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）20-0005-02
1 胃肠摄影装置夹片机构的设计方案
胃肠摄影（点片）装置是床上球管X射线遥控诊断床的重要部件，其采用机械夹片、微机控制自动识别暗盒胶片的位置、规格、送片、分片、曝光、返回等功能。特别是该装置上的匣盘夹片机构的设计尤其关键，须医生操作轻便，能夹持不同规格的暗盒并自动定心，具有暗盒规格自动检测点和分片功能。
2 胃肠摄影装置夹片机构的结构设计
为满足胃肠摄影装置的功能要求，该装置采用板焊矩形外框做本体支撑，由上下夹、手动拨左（右）定位块、定位轮套、齿轮连杆机构和匣盘等构成的匣盘系统（见图1）。不夹持暗盒时，齿轮连杆机构上的弹簧不起作用，能轻轻地拨动上、下夹，此时，上、下夹均能开合停留在任意位置，保证人工方便装夹不同规格的暗盒；装夹暗盒时，手动插入暗盒，定位轮连杆带动齿轮连杆机构运动，上、下夹回复使暗盒左右夹持定位，继续插入暗盒，当暗盒的前后端定位时，齿轮连杆机构的伸缩套连杆尺寸随之变化，其上的弹簧张力作相应变化，提供不同的暗盒夹持力。此机构必须保证手动装夹暗盒的插入力不超过50 N（YYT 0106-2008 医用诊断X射线机通用技术条件国家标准5.5.5规定）。连杆机构上装有X、Y方向的暗盒规格检测磁钢，装夹完成在匣盘系统复位后，依据连杆机构的位置变化由控制系统检测确认装夹的暗盒规格大小。
3 匣盘夹片机构的运动力学分析
匣盘夹片机构是由齿轮机构、曲柄滑块机构和铰链四杆变杆机构形成的复合机构（见图2和图3）。
3.1 左右夹持的曲柄滑块机构的运动参数分析
左右夹持是通过联动对称的曲柄滑块机构完成的。其中机构的曲柄，连杆长度为L=120 mm，L=113 mm，连杆滑块中心处与曲柄旋转支点的等高距离e=40 mm，曲柄的极位夹角θ=90～490。
根据曲柄滑块机构的运动位置公式：
能夹持暗盒的最小尺寸为：
Wmin=34+2Sc min=34+2×79.86=193.7 mm
②θ=490时，左右夹持暗盒尺寸最大，同理能夹持暗盒的最大尺寸为Wmax=392.8 mm。
据此本机构能左右夹持宽度为193.7～392.8 mm尺寸范围的暗盒。
3.2 上下夹持的铰链四连杆变杆机构的运动参数分析
上下夹持是通过铰链四连杆变杆机构的L2变杆上的拉簧张力提供夹持力，其变杆的长度因夹持暗盒的尺寸而变化，其中机构的连杆长度为L1=55.57 mm，L3=30.2 mm，L4=242.54 mm。根据铰链四连杆机构的运动位置公式：
②当夹持最小暗盒8"×10"（215.9 mm×266.7 mm）时，两连架杆对应的角位移为Φ=940，Ψ=85.30（见图4）L22=（55.572+30.22+242.542）-2×30.2×242.54cos85.30+2×55.57×242.54cos940-2×30.2×55.57×cos（940-85.30），得变杆L2=237.54 mm。
③当夹持最大暗盒14"×17"（368.3 mm×444.5 mm）时，两连架杆对应的角位移为Φ=125.20，Ψ=30.90，
L22 =（55.572+ 30.22+242.542）-2×30.2×242.54 cos30.90+2×55.57×242.54cos125.20-2L1L3cos（125.20-30.90）。得变杆L=256.99 mm。
3.3 匣盘夹片机构的夹持力学分析
4 结 结
以上胃肠摄影（点片）装置经过设计计算完全符合要求，已投入批量生产，效果良好，并得到推广应用，特别是匣盘夹片机构，解决了以往夹持暗盒不稳且不方便的缺陷。
参考文献：
[1] GB 9706.14-1997，医用电气设备[S].
[2] YYT 0106-2008，医用诊断X射线机通用技术条件[S].
[3] 杨黎明，黄凯，李恩至.机械零件设计手册[M].北京：国防工业出版社，1988.
[4] 王溶泉.医用大型X线机系统[M].北京：人民军医出版社，1995.
[5] 闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010.
[6] 马永林.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2011.
关键词：设计方案；结构设计；复合夹片机构；运动力学分析；启示推广
中图分类号：TG751 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）20-0005-02
1 胃肠摄影装置夹片机构的设计方案
胃肠摄影（点片）装置是床上球管X射线遥控诊断床的重要部件，其采用机械夹片、微机控制自动识别暗盒胶片的位置、规格、送片、分片、曝光、返回等功能。特别是该装置上的匣盘夹片机构的设计尤其关键，须医生操作轻便，能夹持不同规格的暗盒并自动定心，具有暗盒规格自动检测点和分片功能。
2 胃肠摄影装置夹片机构的结构设计
为满足胃肠摄影装置的功能要求，该装置采用板焊矩形外框做本体支撑，由上下夹、手动拨左（右）定位块、定位轮套、齿轮连杆机构和匣盘等构成的匣盘系统（见图1）。不夹持暗盒时，齿轮连杆机构上的弹簧不起作用，能轻轻地拨动上、下夹，此时，上、下夹均能开合停留在任意位置，保证人工方便装夹不同规格的暗盒；装夹暗盒时，手动插入暗盒，定位轮连杆带动齿轮连杆机构运动，上、下夹回复使暗盒左右夹持定位，继续插入暗盒，当暗盒的前后端定位时，齿轮连杆机构的伸缩套连杆尺寸随之变化，其上的弹簧张力作相应变化，提供不同的暗盒夹持力。此机构必须保证手动装夹暗盒的插入力不超过50 N（YYT 0106-2008 医用诊断X射线机通用技术条件国家标准5.5.5规定）。连杆机构上装有X、Y方向的暗盒规格检测磁钢，装夹完成在匣盘系统复位后，依据连杆机构的位置变化由控制系统检测确认装夹的暗盒规格大小。
3 匣盘夹片机构的运动力学分析
匣盘夹片机构是由齿轮机构、曲柄滑块机构和铰链四杆变杆机构形成的复合机构（见图2和图3）。
3.1 左右夹持的曲柄滑块机构的运动参数分析
左右夹持是通过联动对称的曲柄滑块机构完成的。其中机构的曲柄，连杆长度为L=120 mm，L=113 mm，连杆滑块中心处与曲柄旋转支点的等高距离e=40 mm，曲柄的极位夹角θ=90～490。
根据曲柄滑块机构的运动位置公式：
能夹持暗盒的最小尺寸为：
Wmin=34+2Sc min=34+2×79.86=193.7 mm
②θ=490时，左右夹持暗盒尺寸最大，同理能夹持暗盒的最大尺寸为Wmax=392.8 mm。
据此本机构能左右夹持宽度为193.7～392.8 mm尺寸范围的暗盒。
3.2 上下夹持的铰链四连杆变杆机构的运动参数分析
上下夹持是通过铰链四连杆变杆机构的L2变杆上的拉簧张力提供夹持力，其变杆的长度因夹持暗盒的尺寸而变化，其中机构的连杆长度为L1=55.57 mm，L3=30.2 mm，L4=242.54 mm。根据铰链四连杆机构的运动位置公式：
②当夹持最小暗盒8"×10"（215.9 mm×266.7 mm）时，两连架杆对应的角位移为Φ=940，Ψ=85.30（见图4）L22=（55.572+30.22+242.542）-2×30.2×242.54cos85.30+2×55.57×242.54cos940-2×30.2×55.57×cos（940-85.30），得变杆L2=237.54 mm。
③当夹持最大暗盒14"×17"（368.3 mm×444.5 mm）时，两连架杆对应的角位移为Φ=125.20，Ψ=30.90，
L22 =（55.572+ 30.22+242.542）-2×30.2×242.54 cos30.90+2×55.57×242.54cos125.20-2L1L3cos（125.20-30.90）。得变杆L=256.99 mm。
3.3 匣盘夹片机构的夹持力学分析
4 结 结
以上胃肠摄影（点片）装置经过设计计算完全符合要求，已投入批量生产，效果良好，并得到推广应用，特别是匣盘夹片机构，解决了以往夹持暗盒不稳且不方便的缺陷。
参考文献：
[1] GB 9706.14-1997，医用电气设备[S].
[2] YYT 0106-2008，医用诊断X射线机通用技术条件[S].
[3] 杨黎明，黄凯，李恩至.机械零件设计手册[M].北京：国防工业出版社，1988.
[4] 王溶泉.医用大型X线机系统[M].北京：人民军医出版社，1995.
[5] 闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010.
[6] 马永林.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2011.