[发明专利]扭矩助力装置、方法及乳腺机

说明书

本申请提供一种扭矩助力装置、方法及乳腺机，其中，该扭矩助力装置包括包括旋转机构、固定筒及可轴向伸缩的施力机构，所述旋转机构上设有负载；所述固定筒一端面设有具有倾斜角的运动轨迹，并且固定筒与施力机构相连；所述旋转机构一端抵接在所述运动轨迹上，并沿着所述运动轨迹绕旋转轴旋转；所述运动轨迹的倾斜角根据所述负载的重力产生的扭矩设置。本申请通过设置预设角度的运动轨迹和固定筒，被动输出与负载重心旋转角度相关的扭矩，抵消旋转机构绕轴旋转时，负载重力产生的扭矩，保持负载旋转的平衡。

技术领域

本申请涉及扭矩平衡领域，尤其涉及一种医疗器械中的扭矩助力装置、方法及乳腺机。

背景技术

刚性负载绕轴旋转时，存在由于负载的重心与旋转轴不重合，负载的重力会产生一个扭矩的情况。该扭矩的大小和方向均随着负载的旋转角度和旋转相位而变化。参见图1，负载的质量为m，其重心至旋转轴的半径为L，负载重心旋转的实时半径与竖直方向的夹角为α，则负载的重力产生的扭矩M_G：

M_G＝m×g×L×sinα (1)

其中g为重力加速度。

由公式(1)可得出，负载的重力产生的扭矩大小在0至m*g*L的范围变化。

而对于负载的重力产生的扭矩的方向，当负载位于第一象限和第四象限时为顺时针，当负载位于第二象限和第三象限时为逆时针。

目前，抵消由负载绕轴旋转时其重力产生的扭矩一般采用控制电机的输出方式、配重方式和气弹簧助力方式。

采用控制电机的输出方式时，负载由电机驱动旋转，通过控制电机的输出扭矩和速度来抵消负载的重力产生的扭矩，然而这就对电机的驱动功率和控制精度提出的很高的要求，实现较为困难。

采用配重方式时，增加配重使得配重重心与负载重心以旋转旋转轴为中心对称，但这样做的弊端是增加的配重质量一般会比较大，且占用大量的空间，会对设备其他功能产生不利影响，例如增加上升时的重力。

采用气弹簧等作为助力机构时，助力机构产生的扭矩与负载的重力产生的扭矩可能存在不同步的现象，只能在各个角度抵消一部分重力产生的扭矩，无法完全消除。

由此可见，设计一种可以较好地抵消由负载绕轴旋转时其重力产生的扭矩的机构尤为必要。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种扭矩助力装置、方法及乳腺机，以解决现有技术中刚性件绕轴旋转时其重力产生的扭矩，而导致转动不平衡的问题。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

根据本申请的第一方面，提供一种扭矩助力装置，包括旋转机构、固定筒及可轴向伸缩的施力机构，所述旋转机构上设有负载；

所述固定筒一端面设有具有倾斜角的运动轨迹，并且固定筒与施力机构相连；

所述旋转机构一端抵接在所述运动轨迹上，并沿着所述运动轨迹绕旋转轴旋转；

所述运动轨迹的倾斜角根据所述负载的重力产生的扭矩设置。

根据本申请的第二方面，提供一种适用于上述扭矩助力装置的扭矩助力方法，包括：

通过所述施力机构施加给所述固定筒一轴向的推力，所述固定筒将推力传递至旋转机构；

驱动所述旋转机构在所述固定筒上沿着所述运动轨迹绕旋转轴旋转。

根据本申请的第三方面，提供一种乳腺机，包括上述扭矩助力装置，所述负载是所述乳腺机的旋转件。

根据本申请的第四方面，提供一种扭矩助力装置，包括旋转机构、固定筒及可轴向伸缩的施力机构，所述旋转机构上设有负载；