相对于单一模态的分子成像设备,多模态分子影像设备具有明显的优点,因此多模态分子影像设备的研发越来越受到人们的关注,国内外多家研究机构已经开展了相关的研发工作。本实验室根据自身的情况,并结合之前对分子成像技术的研究,致力于研发光学/PET/Micro-CT三模态成像设备。机电系统在多模态成像过程中起着重要作用,它决定着系统的扫描方式,其机械精度对系统的成像质量具有重要影响。本文基于如上需求,研发承载光学/PET/Micro-CT三模态成像系统的机电系统。本文的工作主要包括以下两方面的内容:1.机械系统的设计与性能测试。首先了解光学/PET/Micro-CT这三种成像模式的融合方式,调研国内外各个机构的的多模态成像设备的机械系统,然后根据我们的多模态成像系统的设计目标及参数要求,完成机械系统的总体方案设计。系统总体方案确定之后,具体设计了其各个模块,主要包括转动支撑模块、传动模块、动力模块和小动物移动支架等。设计完机械系统之后,对机械系统的核心零件进行了受力仿真分析,仿真结果验证了机械设计的可靠性。最后,对加工完成的机械系统进行了相关的系统参数测试实验,主要包括系统主轴的端跳和径跳实验,转盘的端跳实验等,实验结果表明该机械系统达到了前期的设计要求。2.运动控制方案的设计与实现。在完成机械系统的设计以后,还需要设计出运动控制系统,主要包括系统转动控制系统和系统平动控制系统。控制系统好坏决定机电系统的运动性能以及运动参数的优劣,由于多模态成像系统对机械运动的性能要求较高,所以我们为系统转动控制系统设计出了双闭环控制方案,它包括大闭环和小闭环,大闭环主要修正回转轴的转动误差,小闭环修正电机的转动误差。我们还设计出了系统平动控制方案,然后我们根据控制方案具体设计出运动控制系统,主要工作是控制器件的选择以及控制系统的搭建。系统转动控制是系统运动控制的核心,因此设计出了多组实验来验证控制系统的性能,主要包括电机旋转精度校准实验和系统转动测试实验,实验结果表明,控制系统满足多模态系统的要求。