業設計說明書：X射線 C型臂系統結構設計說明書： 機械設計制造及其自動化：號生姓指導教師年 月摘 要本課題來源于當今社會醫療工業醫療康復設備的創新和更新換代基礎之上，通過設計出 X射線 C型臂系統結構，從而來滿足當今社會醫療、康復設備不足的缺陷。國內 X射線 C型臂系統結構的研發及制造要與全球號召的高效經濟、治療效果好，效率高等主題保持一致。近期對醫療機械行業中X射線 C型臂系統結構的使用情況進行了調查，發現在醫療機械行業中，X射線 C然而然在醫療機械設備中它們的安裝也非常頻繁。傳統的X線 C大，對病人身體的檢測的程度不夠，價格昂貴，所以設計一個新型的X射線C型臂系統結構勢在必行。本文運用大學所學的知識，提出了X射線C及主要零部件的設計中所必須的理論計算和相關強度校驗，構建了X射線C系統結構總的指導思想，從而得出了該X射線C濟，并且使用方便等結論。關鍵字 ：醫療機械、 X射線 C型臂系統，設備，高效AbstractofallkindofsciencetechnologyandglobalPneumaticmanipulatorisaautomateddevicesthatcanmimicthehumanhandandarmmovementstodosomething，aslocanaccordingtoaproceduretomovingobjectsorcontroltools.Thereforewidelyusedinmachinebuilding,lightindustryandatomicenergysectors.Thepneumaticpartofthedesignisprimarilytochoosetherightvalvesanddesignareasonablepneumaticcontrolloop,bycontrollingandregulatingpressure,flowatcompressedneceengththdirectionprocedurework.Theinvertedpendulumisahighorderwithmultivariable,non-linear,strong-coupling,fleetandabsolutelyinstable.Itisrepresentativeasanidealmodeltoprovenewcontroltheoryandtechniques.Duringthecontrolprocess,pendulumcaneffectivelyreflectmanykeyproblemssuchasrobust,follow-upandtrack,therefore.Thispaperstudiesacontrolmethodofdoubleinvertedpendulum.Firstofall,themathematicalmodelofthedoubleinvertedpendulumisestablished,thenmakeacontroldesigntodoubleinvertedpendulumonthemathematicalmodel,anddeterminetheperformanceindexweightmatrix,byusinggeneticalgorithminordertoattainthestatefeedbackcontrolthesimulationoftheismadeby.Keyword: pneumaticmanipulator pneumaticloop Foutdegreesoffreedom.目 錄摘要 IAbstract II引言 1課題的來源與研究的目的和意義 1C臂 X射線機的用途 2C臂 X射線機的特點 1本課題研究的內容 3Solidworks設計基礎 4草圖繪制 5基準特征，參考幾何體的創建 6拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建 7工程圖的設計 10裝配設計 11X射線 C型臂系統結構總體結構的設計 12X射線 C型臂系統結構的總體方案圖 12X射線 C型臂系統結構的工作原理 15X射線 C型臂系統結構的設計計算 17CCD攝像機的選型計算 18轉動軸的設計計算 19軸承的選型計算 19各主要零部件強度的校核 21轉動軸強度的校核與計算 22軸承強度的校核計算 23X射線 C型臂系統結構中主要零件的三維建模 24控制柜的三維建模 25底架的三維建模 25腳輪的三維建模 27C臂 X射線機的三維建模 28三維軟件設計總結 29結論 30致謝 31參考文獻 321 引言課題的來源與研究的目的和意義機械工業是國民的裝備部，是為國民經濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產業。不論是傳統產業，還是新興產業，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業所提供裝備的性能、質量和成本，對國民經濟各部門技術進步和經濟效益有很大的和直接的影響。機械工業的規模和技術水平是衡量國家經濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發展機械工業作為發展本國經濟的戰略重點之一。機械工程的服務領域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產的部門，都需要機械工程的服務。概括說來，現代機械工程有五大服務領域：研制和提供能量轉換機械、研制和提供用以生產各種產品的機械、研制和提供從事各種服務的機械、研制和提供家庭和個人生活中應用的機械、研制和提供各種機械武器。不論服務于哪一領域，機械工程的工作內容基本相同，主要有：建立和發展機械工程的工程理論基礎。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應用的工程材料學；研究熱能的產生、傳導和轉換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理 、結構、設計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。研究、設計和發展新的機械產品，不斷改進現有機械產品和生產新一代機械產品，以適應當前和將來的需要。機械產品的生產，包括：生產設施的規劃和實現；生產計劃的制訂和生產調度；編制和貫徹制造工藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發運；對產品質量進行有效的控制。機械制造企業的經營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產。銷售對象遍及全部產業和個人、家庭。而且銷售量在社會經濟狀況的影響下，可能出現很大的波動。因此，機械制造企業的管理和經營特別復雜，企業的生產管理、規劃和經營等的研究也多是肇始于機械工業。機械產品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產品在長期使用中的可靠性和經濟性。機械產品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業所使用的機械和成套機械裝備，以保證 機械產品在長期使用中的可靠性和經濟性。研究機械產品在制造過程中，尤其是在使用中所產生的環境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務的產業可分為農業機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發、設計、制造、運用等過程中都要經過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。這些按不同方面分成的多種分支學科系統互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內燃機、燃氣輪機，以及與按行業分的中心電站設備、工業動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復雜的交叉和重疊關系。船用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置 ，可能也屬于核動力裝置等等。 19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程， 19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入 20世紀，隨著機械工程技術的發展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續出現了專業化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在第二次世界大戰結束的前后期間達到了最高峰。由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業化是必不可少的。但是過度的專業化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統觀和統籌稍大規模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協同工作時配合協調困難，也不利于繼續自學提高。因此自20世紀中、后期開始，又出現了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業領域，合并分化過細的專業。械工程以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經濟性為目標來研制和發展新的機械產品。在未來的時代，新產品的研制將以降低資源消耗，發展潔凈的再生能源，治理、減輕以至消除環境污染作為超經濟的目標任務。機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。現代機械工程創造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現實。人類現在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠窺百億光年，近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發展已經顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創造出人們無法想象的奇跡。人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復雜的工作，從而更促進手的功能。 手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進和平行進化的。人工智能與機械工程之間的關系近似于腦與手之間的關系，其區別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去，各種機械離不開人的操作和控制，其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經系統的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進，平行前進，將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發展。 19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。 進入 20世紀， 隨著機械工程技術的發展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續出現了專業化的分支學科。這種分解的趨勢在 20世紀中期，即在第二次世界大戰結束的前后期間達到了最高峰。由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業化是必不可少的。但是過度的專業化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統觀和統籌稍大規模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協同工作時配合協調困難，也不利于繼續自學提高。因此自 20世紀中、 后期開始， 又出現了綜合的趨勢。 人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業領域，合并分化過細的專業。綜合 -專業分化 -再綜合的反復循環，是知識發展的合理的和必經的過程。不同專業的專家們各具有精湛的專業知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協同工作的有力集體。綜合與專業是多層次的。在機械工程內部有綜合與專業的矛盾；在全面的工程技術中也同樣有綜合和專業問題。在人類的全部知 識中，包括社會科學、自然科學和工程技術，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業問題。C臂 X射線機的用途廣泛應用于介入科、骨科、外科、矯形外科、泌尿外科、脊柱外科、腹部外科、疼痛科、心臟科、消化科、婦科及手術室等。C臂 X射線機的特點1、更大功率的高壓發生器適合對肥胖病人的高密度組織進行成像，更高熱容量的球館可以滿足長時間、大量手術的需要。2、國內領先的全脈沖透視，智能曝光控制，實現超低輻射劑量。3、多種工作模式，滿足各種臨床需要。4、多葉與垂直光影控制，有效減少軟 X線，大幅降低皮膚劑量。5、進口品牌影像增強器，全數字化 CCD攝像機，提供高分辨的優質圖像。6、高分辨率雙醫用液晶監視器，大幅提高圖像效果。7、強大數字化圖文工作站標配 DICOM3.0接口與網絡完美對接，支持 Worklist記和手動登記雙登記模式。8、工作站具有大容量數字化存儲功能， 透視和數字點片均以數字化格式無損存儲，邊緣增強 多重鏡像 gamma校正、電影回放、窗寬窗位、專家模板、刻錄等強大處理功能。9、四維電動運動控制，定位精確，靈活自如；超大機架設計，提供了超大的診視空間，更加舒適的手術環境；全新設計，全新理念、帶來超凡體驗。10、雙面板人體圖形化液晶觸摸屏，操作智能快捷；雙運動控制系統、雙曝光腳閘設計，極大滿足臨床操作。其參考圖片如下：1、4本課題研究的內容本論文主要研究運用 SolidWork對 C臂 X射線機進行設計。在設計過程中，了解SolidWork的各種功能。SolidWorks司成立于 1993年，由PTC公司的技術副總裁與 CV公司的副總裁發起，（ 個工程師的桌面上提供一套具有生產力的實體模型設計系統。從 1995年推出第一套SolidWorks三維機械設計軟件至今已經擁有位于全球的辦事處，并經由 300家經銷商在全球 140個國家進行銷售與分銷該產品。 1997年， Solidworks被法國達索（ DassaultSystemes）公司收購，作為達索中端主流市場的主打品牌。 SolidWorks軟件是世界上第一個基于 Windows開發的三維 CAD系統。 由于技術創新符合 CAD技術的發展潮流和趨勢SolidWorks公司于兩年間成為 CAD/CAM產業中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得 SolidWorks每年都有數十乃至數百項的技術創新，公司也獲得了很多榮譽。 系統在 1995-1999年獲得全球微機平臺 CAD從 ， 。 從 ， 的 志 續 4年予 ， 彰 、 。 ， 所遵循的易用、穩定和創新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，設計師大大縮短了設計時間，產品快速、高效地投向了市場。由于 SolidWorks出色的技術和市場表現，不僅成為 CAD。 在 ，， 了 CAD。 的 和為 CAD行業一家高素質的專業化公司。 SolidWorks三維機械設計軟件也成為達索企業中最具競爭力的 CAD產品。由于使用了 WindowsOLE技術、直觀式設計技術、先進的 parasolid內核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術。 SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的 約 28、品 /球 100多個國家的約 3萬 1千家企業。在教育市場上，每年來自全球 4，300所教育機構的近 145，000名學生通過 SolidWorks的培訓課程。據世界上著名的人才招聘網站檢索，與其它 3DCAD軟件相比， SolidWorks相關的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實說明了越來越多的工程師和設計者使用SolidWorks三維軟件，越來越多的企業需要 SolidWorks人才。 Solidworks軟件功能強大，易于操作，界面人性化，技術創新，組件繁多是 SolidWorks的五大特點。使得SolidWorks三維軟件成為目前全球領先的三維 CAD解決方案。 SolidWorks在設計時能夠為用戶提供不同的設計方案，通過方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設計過程中降低設計的錯誤以及提高產品質量。在目前市場上所見到的三維 CAD解決案中， SolidWorks是設計過程比較簡便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統，同時對每個工程師和設計者，乃至整個機械行業提供了良好的發展基礎。SolidWorks軟件是世界上第一個基于 Windows開發的三維 CAD系統，由于技術創新符合CAD技術的發展潮流和趨勢， SolidWorks公司于兩年間成為 CAD/CAM產業中獲利最高公司。 良好的財務狀況和用戶支持使得 SolidWorks每年都有數十乃至數百項的技術創新，公司也獲得了很多榮譽。 該系統在 1995-1999年獲得全球微機平臺 CAD系統評比第一名；從 1995年至今，已經累計獲得十七項國際大獎，其中僅從 1999年起，美國權威的 專業雜志 CADENCE連續 4年授予 SolidWorks最佳編輯獎，以表彰 SolidWorks的創新、活力和簡明。至此， SolidWorks所遵循的易用、穩定和創新三大原則得到了全面的落和證明，使用它，設計師大大縮短了設計時間，產品快速、高效地投向了市場。由于SolidWorks出色的技術和市場表現，不僅成為 CAD行業的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在 1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWor資并購。公司原來的風險投資商和股東，以一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報， 創造了 CAD行業的世界紀錄。 并購后的 SolidWor原來的品牌和管理技術隊伍繼續獨立運作，成為 CAD行業一家高素質的專業化公司， SolidWorks三維機械設計軟件也成為達索企業中最具競爭力的 CAD產品。由于使用了 WindowsOLE技術、直觀式設計技術、先進的 parasolid內（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術， SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發放的 SolidWorks軟件使用許可約 28萬，涉及航空航天、品 /球 100多個國家的約 3萬 1千家企業。在教育市場上，每年來自全球 4，300所教育機構的近 145，000名學生通過 SolidWorks的培訓課程。據世界上著名的人才網站檢索，與其它 3DCAD系統相比，與 SolidWorks相關的招聘廣告比其它軟件的總 和還要多，這比較客 觀地說明了越來越多 的工程師使SolidWor，越來越多的企業雇傭 s人才。據統計，全世界用戶每年使用SolidWorks的時間已達 5500萬小時。在美國，包括麻省理工學院（ MIT）、斯坦福大學等在內的著名大學已經把 SolidWorks構）如哈爾濱工業大學、清華大學、浙江工業大學、浙江大學、華中科技大學、北京航用 。 。 ， 得 、 維 CAD。 SolidWorks能夠提供不同的設計方案、 減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。 SolidWorks不僅提供如此強大的功能，而且對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。SolidWorks在現今社會階段逐漸廣泛應用， 并且 SolidWorks公司對中國市場重點開發，日后 SolidWorks應用將會更加完善，更加普遍。通過前文對 SolidWorks的深入了解后， 往后會對 SolidWorks進行個別應用的分析， 如建模， 裝配， 工程圖， 力學分析等。Solidworks設計基礎熟悉 SolidWork解 s在 s。草圖繪制掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應用幾何約束； 熟練應用陣列、實體轉換等草圖繪制工具；能綜合應用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。基準特征 -參考幾何體的創建清楚明白基于特征的建模方式、 參數化思想等概念； 靈活運用各種建立基準點的方法；靈活運用各種建立基準軸方法；靈活運用各種建立基準面的方法；靈活運用坐標系的建立方法；能根據建模需要綜合應用各種參考幾何體。1.5、3拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建模描特征的概念與建立方法；靈活運用放樣特征的概念與建立方法；通過實踐能夠準確分析零件的特征，靈活運用拉伸和旋轉也正建立三維模型。綜合應用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。工程圖設計靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運用建立標準三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運用各種注釋的方法。裝配設計靈活運用自底向上的裝配方法；靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運用SolidWorks能裝配技術；靈活運用裝配體零部件的狀態和屬性控制，并能夠在裝配體中設計子裝配體；靈活運用干涉檢查；靈活運用自上向下的裝配方法；靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。2 X射線 C型臂系統結構總體結構的設計X射線 C型臂系統結構的總體方案圖X射線 C型臂作為醫療機械的一種，廣泛應用于介入科、骨科、外科、矯形外科、泌尿的 X線 C使 C臂 X1合 X，2轉 ，3達 10mA,4、獨特擋線輪：防止設備移動時磨損線纜，避免事故，確保安全，5達 800mm,6分 9、6、7、可 。8、進口直線導軌，移動輕松、靈活。9、品牌濾線柵，大大減少散射線，提高圖象清晰度。10、采用歐姆龍繼電器，噪音小，使用壽命長。其具體方案布局圖如下：X射線 C型臂系統結構的工作原理X射線應用于醫學診斷，主要依據 X射線的穿透作用、差別吸收、感光作用和熒光作用。由于 X射線穿過人體時，受到不同程度的吸收，如骨骼吸收的 X射線量比肌肉吸的量要多，那么通過人體后的 X射線量就不一樣，這樣便攜帶了人體各部密度分布的信息，在熒光屏上或攝影膠片上引起的熒光作用或感光作用的強弱就有較大差別，因而在熒光屏上或攝影膠片上 (經過顯影、定影 )將顯示出不同密度的陰影。根據陰影濃淡的對比，結合臨床 表現、化驗結果和病理診斷，即可判斷人體某一部分是否正常。X射線 C型臂系統結構的設計計算CCD攝像機的選型計算清晰度數是衡量攝像機優劣的一個重要參數， 它指的是當攝像機攝取等間隔排列黑白相間條紋時，在監視器（應比攝像機的分辨率高）上能夠看到的最多線數。當超過這一線數時，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相間的線條。工業監視用攝像機的分辨率通常在 380~460線之間，廣播級攝像機的分辨率則可達到 700線右。清晰度是由攝像器件像素多少決定的，顯然攝像器件的像素越多，得到的圖像越清晰，反之也然。清晰度越高，說明攝像機檔次越高，反之越低。最低照度是最低照度是當被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機輸出的視頻信號電平低到某一規定值時的景物光亮度值。 一般彩色攝像機的最低照度為 2~3LUX, 照度的測定是以在一定的鏡頭光圈系數為前提 ,因此 ,不能只看攝像機說明書中標明的最低照度 ,應按攝像機在同一光圈系數下其照度值的大小。最低照度越小 ,攝像機檔次越高。相對于彩色攝像機而言 ,白攝像機由于沒有色度處理而只對光線的強弱 (亮度 )信號敏感 ,所以黑白攝像機的照度比彩色攝像機照度要低 ,一般可做到 0.1LUX在 F1.4時,至于微光攝像機則更低。有關光圈系數的知識請參閱鏡頭一節。視頻信號的標稱值為 1Vp-p,標準值為 0.7Vp-p,最低照度時的視頻信號值為 到 1/2的標準植。所以攝像機在最低照度時的圖像 ,決不會“如同白晝一樣”。另外 ,攝像機在最低照度時產生的圖像清晰度 ,是用電視信號測試卡進行測式的 ,其黑白相間的條紋,要求黑色反射率近于0%,白色反射率大于89.9%。而我們在現場觀察時有時不具備這樣的條件,比如:樹葉和草地的反射率很低 ,反差很小,就不易獲得清晰圖像。因此實際使用當中不能以攝像機標稱的最低照度作為衡量現場環境照度的標準。信噪比也是攝像機的一個重要的性能指標。當攝像機攝取較亮場景時 ,監視器顯示的畫面通常比較明快 ,察者不易看出畫面中的干擾噪點 ;而當攝像機攝取較暗的場景時 ,監視器顯示的畫面就比較昏暗 ,觀察者此時很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點。干擾噪點的強弱 (也即干擾噪點對畫面的影響程度 )與攝像機信噪比指標的好壞有直接關系 ,即攝像機的信噪比越高 ,值 ,通號 S/N下 ,壓 ,大 ,此 以 10為數 20,用 dB表示。一般攝像機給出的信噪比值均是在 AGC(自動增益控制 )關閉時的值 ,因為當 AGC接通時 ,會對小信號進行提升 ,使得噪聲電平也相應提高。 CCD攝像機信噪比的典型值一般為 45dB~55dB。測量信噪比參數時 ,應使用視頻雜波測量儀直接連接于攝像機的視頻輸出端子上。 AGC—— AutomaticGainControl的縮寫。 所有攝象機都有一個將來自 CCD的信號放大到可以使用水準的視頻放大器 ,其放大量即增益 ,等效于有較高的靈敏度 ,可使其在微光下靈敏 ,然而在亮光照的環境中放大器將過載 ,使視頻信號畸變。 為此 ,需利用攝象機的自動增益控制 (AGC)電路去探測視頻信號的電平 ,適時地開關 AGC,從而使攝象機能夠在較大的光照范圍內工作 ,此即動態范圍 ,在低照度時自動增加攝象機的靈敏度 ,從而提高圖像信號的強度來獲得清晰的圖像。 具有AGC功能的攝像機 ,在低照度時的靈敏度會有所提高 ,但此時的噪點也會比較明顯。這是由于信號和噪聲被同時放大的緣故。 BLC—— BackLightCompesation的縮寫 ,也稱作逆光補償或逆光補正 ,它可以有效補償攝像機在逆光環境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。 常,攝象機的 AGC工作點是通過對整個視場的內容作平均來確定的 ,但如果視場中包含一個很亮的背景區域和一個很暗的前景目標 ,則此時確定的 AGC工作點有可能對于前景目標是不夠合適的 ,背景光補償有可能改善前景目標顯示狀況。當引入背光補償功能時 攝像機僅對整個視場的一個子區域 (如從第 80行 ~200行的中心區域 )進行檢測 ,通過求此區域的平均信號電平來確定 AGC電路的工作點。由于子區域的平均電平很低 ,AGC放大器會有較高的增益 ,使輸出視頻信號的幅值提高 ,從而使監視器上的主體畫面明朗。此時的背景畫面會更加明亮 ,但其與主體畫面的主觀亮度差會大大降低 ,整個視場的可性得到改善。當背景光補償為開啟時 ,攝象機僅對整個視場的一個子區域求平均來確定其 AGC作點 ,此時如果前景目標位于該子區域內時 ,則前景目標的可視性有望改善。轉動軸的設計計算（1）初步確定軸的直徑d

1303

55556

30mm根據工作條件，取2）浮動軸受力分析

d40mmT2TF1

29.26105

5144.44t d 360m1

N （3.33）FF

5144.4420cos2222'06''

1731.54N （3.34）r t 1F F2222'06''a t

5144.44202222'06''

712.57N3）繪制浮動軸的受力簡圖，如圖所示，求支座反力①垂直面支反力：M M由 C

，得：

570R LBY 2

FLr

F 02a2F3R rLF3BY

F360/aL

1731.54202.5712.57360/2761.5

629.13N2Y由 0，得：YR FRr

1731.54629.132360.67N （3.37）②水平面支反力：M M由 C

，得：R L FL 0BZ 2（3.38）

t 3FL 5144.44202.5R BZZ0

t 3L2

761.5

1368.02N由R F

，得：R

1731.541368.023099.56N （3.39）（4）作彎矩圖：Y①垂直面彎矩C點Y

M 圖：M R LBY

629.13 761.5 479082.495 ZN· Z②水平面彎矩

M 圖：傳動軸的受力簡圖C點M R LBZ

236067202

478035675N·mm （3.41）479082.4952479082.4952478035.6752M2CYM2M2CYM2CZ

676785.153N·mm （3.42）（5）作轉矩 T圖：

T3

10

N·mm軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個因素，還要考慮到軸承的性能，一般要考慮到其壽命、可靠度（指該軸承達到或超過規定壽命的概率）、靜載荷、動載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉速、旋轉精度、軸承的剛性（一般磙子軸承的剛性大于球軸承）、軸向游動、安裝和拆卸。因為在本設計的軸上徑向載荷大，軸向載荷小，而且存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的問題，所以選用調心滾子軸承，因為調心磙子軸承主要承受徑向載荷，也可同時承受少量的雙軸向載荷，而圓錐磙子軸承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯合載荷。所以選用（雙列向心）圓錐磙子軸承，有雙內圈，并是可分離的軸承，根據 d=80mm,由參考資料 2P7－356 表7－2－78r0r帶緊定套的調心滾子軸承（ GB/T288-1994），選用 22218CK/W33+H318r0r基本額定載荷為

C =240KN,

C =322KN,根據軸承選用配套的軸承座，參考資料 2P7-43表7-2-105適用圓錐孔的異徑孔滾動軸承座 (GB/T7813-1998)SNK型軸承座，可選用 SNK316型的軸承。3 各主要零部件強度的校核轉動軸強度的校核與計算按彎扭合成應力校核軸的強度校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 （即危險截面 C）的強度。 由文獻 [1，15-5]可知，取

0M2M2T)23

，軸的計算應力

67678153

(0

926105)2

143c W

011503

MPa （3.43）45[1]151

60MPa11ca

1

7①判斷危險截面從應力集中對影響來看IVV引起應力集中最嚴重，V受彎矩較大；從受載情況來看C應力最大但應力集中不大C面不用只需V。②截面V左側抗彎截面系數

W0.1d

0.1140

2 7 4 4

m3 3.44）抗扭截面系數

W 02dT

0

1

305 4 8 8

m3 3.45）V左側M為705M676785.153761.5

626570.628

Ma 3.46）1V上T1

3 2 0 0 00Pa截面上彎曲應

b W

626570.628 274400

2.28

Ma 3.47）T 1 T

32000005.83T截面上扭轉切應力T WT

548800

MPa 3.48）45[1]151

640MPa，B11 275MPa 155B11[1] 附3k

用插入法求出k 2.8

0

2

2.24按車加工[1] 附圖3

面量系數：

084q未經面化 1q固得綜合系數為k 1K

12.8

10.84

12.99

3.49）K k

1 12.24

10.84

12.43[1] §31，§32可知，碳鋼的特性系數 0.1

0.2

0.1取取 0.05

0.05取取所以軸在截面V左側的安全系數為S

275

40.34 K b

2.992.280.10

3.50）S

275

19.02 K

2.435.830.055.83 a mSSS2S2S2S2ca

240.3419.02

240.34219.02217.2240.34219.022

1.5

3.51）3.52）故該軸在截面V左側的強度是足夠的。③截面V右側抗彎截面系數

W

0.11303

219700mm3抗扭截面系數截面V左側的彎矩M為

W 0.2dT

0.21303

439400mm3M

.5

MPaVT

T

MPa截面上的彎曲應力

Mb W T

3200000

MPa 1 7.28截面上的扭轉切應力

T W 439400T

MPa截面上于軸肩而形成的理論應力集中系數及按[1]附表32查取。r 3因d

0.023，

D d

1.08，2.05

13又由文獻

3

可得軸的材料的敏感系數為，q 083，

q0.87故有效應力集中系數按文獻 1，附

34為k 1

q

1)

083(2051)187

（3.53）k 1

q

1)

0871

1)126由文獻 由文獻 綜合系數為

333

可得軸的截面形狀系數為可得軸的材料的敏感扭轉剪切尺寸系數為

058

0.76K

1

187058

1 084

341K k

1

126076

1 084

184所以軸在截面 V左側的安全系數為

275S 1 2829 K

a

3.412.85010275S 1 2496 K

184583005583 a m 2 2S Sca

28292496

1872

15 S2 S2S22829224962軸承強度的校核計算根據根據條件，軸承預計壽命 1×36×8=4872小時；（1）已知 nⅡ=458.2r/min兩軸承徑向反力： FR1=FR2=500.；N初先兩軸承為深溝球軸承 6205型。根據課本 P26（11-1）得軸承內部軸向力 FS=0.63RFS1=FS2=0.63FR1=315.1N∵FS1+Fa=FS2Fa=0故任意取一端為壓緊端，現取 1端為壓緊端FA1=FS1=315.1N FA2=FS2=315.；N計算當量載荷P1、P2根據課本 P263表（ 11-9）取 f P=1.5;根據課本 式P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；軸承壽命計算∵P1=P2故取 P=750.3N；∵深溝球軸承 ε =3；4 X射線 C型臂系統結構中主要零件的三維建模控制柜的三維建模底架的三維建模腳輪的三維建模C臂 X射線機的三維建模5 三維軟件設計總結通過此次設計，又一次提升了運用三維軟件的水平，并吸收了不少經驗，總結為一下幾點。1）合適，由于圖紙效果不好，導致尺寸會有出錯，甚至有出現欠定義尺寸，所以，此時必須通過配合后在衡量尺寸， 再進行修改，直到滿足配合要求。2）工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數據，就能生成出標準零件，但有時需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時要隨機應變，運用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。3）思路，和打破規矩的新想法。4）5）這樣會對子裝配體之間的配合產生矛盾，將不能完成裝配。看懂圖是作圖的首要任務， 看圖就是了解零件的工具， 沒有工具則無法制出 件，所以畫圖不能急于下筆，想透了零件的結構，想透圖中的虛實線，這才是高效作圖的重中之重。進行零件建模前，一般應進行深入的特征分析，搞清零件是由那幾個特征組成，明確各個特征的形狀，他們之間的相對位置和表面連接關系，然后按照特征的主次關系，按一定的順序進行建模。一個復雜的零件，可能是許多個簡單特征經過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時，特征的生成順序十分重要，不同的建模過程雖然可以構造出同樣的實體零件，但其造型過程及實體的構型結構卻直接影響到實體模型的穩定性、可修改性、可理解性及實體模型的應用。尤其在二維圖紙上，我們能看到的只是零件的平面圖，而內部特征則以虛線給予表示，另外還有零件的相貫線，這表示了各個特征相交時出現線段。在零件的草圖繪制過程中，必須要選好第一個草繪平面，這很關鍵，這個平面決定了往后建模的所用到的命令，簡單的說，一個圓柱可以作一個圓形然后拉伸，也可以作一個長方體旋轉，雖然他們的結果都一樣，但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸，那我們就應該選擇第二種方法為好了。由于此設計的零件都是比較規則的零件，所用到的命令大部分是拉伸命令和旋轉命令，而且很多零件都是擁有對稱關系，所以為了節省時間，提高效率，經常會用到鏡向特征命令。一張完整的工程圖應具備以下 4方面的內容。1）一組視圖：