CN105307823A - 机器 - Google Patents

Abstract

根据一个实施例的机器包括：连接单元，配置多个连接部件；及驱动单元，旋转所述连接部件，且在所述连接部件的端部，所述驱动单元的旋转轴可在同一地点相遇。

Description

机器

技术领域

本发明涉及一种机器，具体而言，涉及一种可更为准确、迅速地瞄向目标的机器。

技术背景

放射线治疗是指利用高能放射线杀死癌细胞的治疗。在这里，放射线指的是能量通过空间传播的现象，或者媒介传播的物质，且X射线是代表例。

放射线治疗与外科手术、抗癌化疗一同是癌症治疗的三大治疗方法之一，有着一般不需要住院，且一天需要几分钟到20～30分钟的时间，并且治疗时无痛的优点。

与这些放射线治疗相关的已知装备，X-Knife(Radionics,USA),NovalisTx(BrainLAB,Germany),Peacok(NOMOSCorp,USA),Trilogy(VarianMedicalSystem,USA),CyberKnife(AccurayInc.USA)等，且这些大部分被进化成基于线性加速器和图像引导放射治疗IGRT(ImageGuidedRadiotherapy)的技术减少治疗时发生的误差，且提高准确度的方案。

所述装备中，射波刀(CyberKnife)是把小型线性加速器安装在由六个关节自由运动的机器臂上，使得从多个方向集中照射放射线到肿瘤部位，是精密度非常高的定位型放射线治疗专用装备。

射波刀有着没有浸湿的固定器具，而利用实时的影像引导技术可跟踪身体骨骼影像及插入在身体内的金针的坐标，能精密的治疗的优点。并且，与只能治疗脑肿瘤的伽玛刀不同，可用于全身的癌症治疗，且不止一次，而是通过数次分段治疗的情况也较多。

最近对于射波刀的研究多样地进行，且2009年4月30日申请的先行文件KR第2009-0038051号中公开了对于放射线治疗计划信息合并预览的系统。

发明内容

技术课题

按照一个实施例的目的是提供配置紧密的(compact)设计，且可减少总重量的机器。

按照一个实施例的目的是提供容易控制，且可提高对目标的方向性的机器。

按照一个实施例的目的是提供更为迅速、准确地瞄向目标，可缩短治疗或者手术时间的机器。

按照一个实施例的目的是提供驱动单元运行时，可防止连接部件之间的相互冲突的机器。

按照一个实施例的目的提供一种机器，在第二连接部件的端部或者放射部件配备附加的调整角度元件，可有效地调整放射部件向目标的角度。

技术方案

为了达到所述目标，按照一个实施例，机器包括：连接单元，配置多个连接部件；及驱动单元，旋转所述连接部件，且在所述连接部件的端部，所述驱动单元的旋转轴可在同一地点相遇。

一方面，所述连接单元可包括，第一连接部件及第二连接部件，连接在所述第一连接部件的端部。

一方面，所述第一连接部件和所述第二连接部件形成弧形，且所述第一连接部件和所述第二连接部件各位于同心球。

一方面，所述驱动单元可包括：第一驱动部件，安装在所述第一连接部件的一端，以第一旋转轴为中心，旋转所述第一连接部件；及第二驱动部件，安装在所述第一连接部件的另一端，以第二旋转轴为中心，旋转所述第二连接部件。

一方面，所述第二连接部件的另一端可配置有朝向目标安装的放射部件。

为了达到所述目标，按照一个实施例，机器包括：第一驱动部件，安装在所述第一连接部件的一端，以第一旋转轴为中心，旋转所述第一连接部件；第二连接部件，连接在所述第一连接部件的另一端；第二驱动部件，配在所述第一连接部件和所述第二连接部件之间，且以第二旋转轴为中心旋转所述第二连接部件；及放射部件，安装在所述第二连接部件的端部，朝向目标，且所述第一旋转轴及所述第二旋转轴可在所述目标相遇。

一方面，所述第一连接部件和所述第二连接部件形成弧形，且所述第一连接部件和所述第二连接部件可各位于同心球。

一方面，所述第二连接部件或者所述放射部件中安装角度调整元件，由此可调整所述放射部件向所述目标的角度。

技术效果

按照一个实施例的机器配置紧密的(compact)设计，且可减少总重量。

按照一个实施例的机器容易控制，且可提高对目标的方向性。

按照一个实施例的机器更为迅速、准确地瞄向目标，可缩短治疗或者手术时间。

按照一个实施例的机器驱动单元运行时，可防止连接部件之间的相互冲突。

按照一个实施例的机器，在第二连接部件的端部或者放射部件配备附加的调整角度元件，可有效地调整放射部件向目标的角度。

附图简要说明

图1是示出按照一个实施例的机器的正面图。

图2是示出按照一个实施例的机器，显示旋转轴在同一地点相遇的情形。

图3是示出按照一个实施例，安装在机器的放射部件的调整角度元件的情形。

图4是示出按照一个实施例，显示按照机器放射部件的放射线照射范围。

图5是示出按照一个实施例的机器的放射部件方向。

图6是示出球形坐标(sphericalcoordinate)。

具体实施方式

以下，按照本发明的实施例参照附图进行详细地说明。但是，本发明不受限或不限于实施例。各图里提示的相同的参照符号表示相同的部件。

图1是示出按照一个实施例的机器的正面图，且图2是示出按照一个实施例的机器，显示旋转轴在同一地点相遇的情形，且图3是示出按照一个实施例，安装在机器的放射部件的调整角度元件的情形，且图4是示出按照一个实施例，显示按照机器放射部件的放射线照射范围。

参照图1，按照一个实施例的机器10可包括连接单元100及驱动单元200。

所述连接单元100配置多个连接部件，且多个连接部件由第一连接部件110及第二连接部件120构成。

所述第一连接部件110和第二连接部件120可相互连接。

具体地，第一连接部件110和第二连接部件120之间搁放驱动单元200可连接。

还有，第一连接部件110和第二连接部件120以弧形可各位于同心球。

例如，第一连接部件110可以是位于大同心球的弧，且第二连接部件120是位于小同心球的弧，并且第一连接部件110和第二连接部件120可位于以放射形隔离的位置之外。

并且，第一连接部件110和第二连接部件120可配置不同的长度，例如，第一连接部件110可配置比第二连接部件120更长的长度。由此，第二连接部件120在第一连接部件110内旋转时，可防止第一连接部件110和第二连接部件120相互冲突。

但是，第一连接部件110和第二连接部件120的形状和分配不限于此，且第一连接部件110和第二连接部件120依照驱动单元200的运作所旋转，且相互不冲突时，无论哪个都可。

所述第一连接部件110和第二连接部件120中可安装为了旋转第一连接部件110和第二连接部件120的驱动单元200。

所述驱动单元200可包括第一驱动部件210及第二驱动部件220。

所述第一驱动单元210可安装在第一连接部件110的一端，例如，第一连接部件可安装在第一驱动部件120的上部。

特别参照图2，第一驱动部件210以第一旋转轴X₁为中心，可旋转第一连接部件110。例如，第一驱动部件210的长度方向中，轴心与第一旋转轴X₁一致时，第一连接部件110可以以第一驱动部件210的长度方向的中心轴为中心旋转。

所述第二驱动部件220可安装在第一连接部件110的另一端。

例如，第一连接部件110和第二驱动部件220之间有为了连接落差的连接元件112时，第二驱动部件220可安装在连接元件112。

在这种情况下，连接元件112与第二驱动部件220同轴布置，且可切于第二驱动部件220的上端布置。

并且，第二驱动部件220可安装在第二连接部件120的一端，例如，第二连接部件120可安装在第二驱动部件220的下部。

还有，第二驱动部件220以第二旋转轴X₂为中心，可旋转第二连接部件120。例如，第二驱动部件220的长度方向的中心轴与第二旋转轴X₂一致时，第二连接部件120可以以第二驱动部件220的长度方向的中心轴为中心旋转。

延长所述第一旋转轴X₁和第二旋转轴X₂可在同一地点相遇。

具体地，第一旋转轴X₁由垂直方向形成时，第2旋转轴X₂对于第一旋转轴X₁可倾斜α°。换句话说，第一旋转轴X₁和第二旋转轴X₂之间的角度是α°。

在这种情况下，配置在第一连接部件110两端的第一旋转轴X₁和第二旋转轴X₂相遇的同一地点是位于第一连接部件110和第二连接部件120的同心球的中心点0。

由此，将后续的放射部件300安装在第二连接部件120时，放射部件300可容易的瞄向目标。

如此，驱动单元200依照第一驱动部件210和第二驱动部件220配备两个自由度，可球形(spherical)移动放射部件300。在这种情况下，所需的马达个数是两个，由较少数量的马达需求可减少机器10的总重量。

并且，第一连接部件110和第二连接部件120以第一旋转轴X₁和第二旋转轴X₂为基准，可在不同的领域旋转，由此依照第一驱动部件210和第二驱动部件220可扩大第一连接部件110和第二连接部件120接近的领域。由此，可提高连接单元100对目标的方向性。

还有，第二连接部件120的另一端可配置放射部件300.

以下，放射部件300为了放射线治疗照射放射线的线性加速器为例说明。

但是，放射部件300不限于此，且可放射出包括液体或者气体的其他物质。

所述第二连接部件120可安装在放射部件300的中央部分，且放射部件300垂直位于对第二连接部件120端部的切线方向。

还有，从放射部件300的下端可放射放射线或其外的物质，且放射部件300按照倾斜的角度可变化放射线或其外的物质放射角度。

再参照图2，放射部件300可位于对第二旋转轴X₂倾斜成β°，且位于对第一旋转轴X₁倾斜成α°+β°。

在这种情况下，α和β可被选择，使第一连接部件110和第二连接部件120经第一驱动部件210和第二驱动部件220顺利的旋转，且可经过宽的领域瞄准放射部件300。

并且，在放射部件300被放射放射线的部分位于第三轴X₃，由此从放射部件300放射线随着第三轴X₃可被放射或照射。

所述第三轴X₃如第一旋转轴X₁和第二旋转轴X₂可在同心球的中心点0相遇。

最终，第一旋转轴X₁、第二旋转轴X₂及第三轴X₃都可在第一连接部件110和第二连接部件120的同心球中心点0相遇。

因此，依照之前所述的连接单元100和驱动单元200通过放射部件300可调整放射线照射的地点。

进一步参照图3，第二连接部件120的端部或放射部件300可配置附加的调整角度元件310。

所述调整角度元件310可安装在放射部件300和第二连接部件120相遇的地点，且放射部件300以第三轴X₃为中心可以向箭头方向移动，并且可具有偏转运动(yawingmovement)。

如此配置调整角度元件310，使放射部件300可小角度的移动，所有依照驱动单元200放射单元300被瞄向目标后，可有用于需要细微地调整角度情况。

还有，按照一个实施例，机器10还包括控制单元(图未示)，且依照所述控制单元可容易地控制第一驱动部件210和第二驱动部件220.

具体地，放射部件300朝向目标，可选择性的或同时性的运行第一驱动部件210或第二驱动部件220，且必要时可运行调整角度元件310.

还有，控制第一驱动部件210或第二驱动部件220的运行，可调整第一连接部件110或第二连接部件120的旋转速度或旋转方向。由此，依照放射线可缩短手术或治疗时间。

如此构成的，按照一个实施咧的机器10可如下的运行。

首先，运行第一驱动部件210或第二驱动部件220，旋转第一连接部件110或第二连接部件120.

在这种情况下，第一连接部件110和第二连接部件120各位于同心球，且以不同的旋转轴X₁、X₂为基准相对旋转，由此第一连接部件110和第二连接部件120互不冲突可顺利地旋转。

进一步的，第一驱动部件210和第二驱动部件220可同时性的或选择性的运行，所以第一驱动部件210和第二驱动部件220一起运行，使第一连接部件110和第二连接部件120一起旋转，或者运行第一驱动部件210旋转第一连接部件110后，运行第二驱动部件220可旋转第二连接部件120.

如此，依照第一连接部件110和第二连接部件120的旋转，安装在第二链接部件120端部的放射部件300可球形移动。

还有，可选择性的运行调整角度元件310.

调整角度元件310使放射部件300以第三轴X₃为基准具有偏转运动(yawingmovement)可细微地调整角度。

之后，通过放射部件300照射放射线。

在这种情况下放射线目标T，例如可被利用于为了治疗患者的患处。

如图4示出，放射部件300在A领域内可放射或照射放射线。

具体地，A领域可包括第一连接部件110依照第一驱动部件210以第一旋转轴X₁为基准旋转的领域和第二连接部件120依照第二驱动部件220以第二旋转轴X₂为基准旋转的领域。

当第一驱动部件210和第二驱动部件220同时运行时，放射部件300可在A领域内自由的被调整。

如此，依照第一驱动部件210和第二驱动部件220的运行，放射部件300可瞄向目标T或者治疗部位，且从放射部件300的放射线可集中的向目标T。

若治疗当中需要移动放射部件300的位置时，通过控制单元控制第一驱动部件210,、第二驱动部件220或调整角度元件310，由此可更为迅速、准确的执行，且移动放射部件300的位置之后需要细微调整时，可通过调整角度元件310的控制执行。

如此按照一个实施例的机器各位迅速、准确的瞄向目标，可缩短治疗或手术的时间，且容易控制，可提高对目标的方向性，并且具备紧密的设计，可减少总重量。还有，运行驱动单元时，可防止连接部件之间相互冲突，且在第二连接部件的端部或放射部件配置附加的调整角度元件，使得可调整从放射部件物质的放射角度或放射部件向目标的角度。

以下按照一个实施例，对机器10的结构运动学分析进行详细地说明。

首先，机器臂的正向运动学(forwardkinematics)如下。

x＝f(θ)(1)

在这种情况下，θ是接合角度，x指末端器(end-effector)的位置和方向。

如此，通过连接部件相互连接的角度，可预测放射部件的坐标。

还有，使用Denavit-Hartenberg(D-H)表示法表现时，机器的运动学可由连接部件的连接长度a、连接偏心距d、连接扭曲α及接合角度θ和四个参数形成。

在这种情况下，接合点在z轴周围旋转时，其变换矩阵(transformationmatrix)可显示为如下。

在这种情况下，s和c各指sine和cosine。

通过上述两个变换矩阵，最终可导出如下的变换矩阵。

上述变换矩阵显示配置两个连接部件的情况，且按照变换矩阵可预测在三维坐标上哪个点依照移动(translation，offset)、大小(scale)、旋转(rotation)移动到哪个点。

还有，末端器，或者放射部件300的位置及方向如下。

$T_2^0=\left[\begin{array}{cccc}{x_0}_2& {y_0}_2& {z_0}_2& {p_0}_2\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]---\left(5\right)$

${p_0}_2=\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ R\end{array}\right]---\left(6\right)$

在这种情况下，末端器或者放射部件300的位置总是一样的。

图5是示出按照一个实施例的机器的放射部件方向。

参照图5，放射部件300朝向z轴，且可配置以z轴为基准旋转的滚动(ROLL)，以z轴为基准上下振动的偏转(YAW)及以z轴为基准向下旋转的倾斜(PITCH)活动。

在这种情况下，滚动(ROLL)的方向在放射部件不重要。

并且，只为了放射部件的方向仅考虑z-向量(vector)。

由此，变换矩阵(3)可整理成如下。

${z_0}_2=\left[\begin{array}{c}{z}_1\\ z_2\\ z_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}c\mathrm{\α}2s\mathrm{\α}1s\mathrm{\θ}1+s\mathrm{\α}2(c\mathrm{\α}1c\mathrm{\θ}2s\mathrm{\θ}1+c\mathrm{\θ}1s\mathrm{\θ}1)\\ -c\mathrm{\θ}1(c\mathrm{\α}2s\mathrm{\α}1+c\mathrm{\α}1c\mathrm{\θ}2s\mathrm{\α}2)+s\mathrm{\α}2s\mathrm{\θ}1s\mathrm{\θ}2\\ c\mathrm{\α}1c\mathrm{\α}2-c\mathrm{\θ}2s\mathrm{\α}1s\mathrm{\α}2\end{array}\right]---\left(7\right)$

一方面，放射部件所愿的方向可由图6的球面坐标(sphericalcoordinate)的α和β的值指定。这样，由图6的α和β的值具备方向时，所属这方向的旋转矩阵如下显示。

$R_{spherical}=R_{z,\mathrm{\α}}{R}_{y,\mathrm{\β}}=\left[\begin{array}{ccc}c\mathrm{\α}c\mathrm{\β}& -s\mathrm{\α}& c\mathrm{\α}s\mathrm{\β}\\ s\mathrm{\α}c\mathrm{\β}& c\mathrm{\α}& s\mathrm{\α}s\mathrm{\β}\\ -s\mathrm{\β}& 0& c\mathrm{\β}\end{array}\right]---\left(8\right)$

$R_{spherical}=\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& y_1& z_1\\ x_2& y_2& z_2\\ x_3& y_3& z_3\end{array}\right]---\left(9\right)$

从式(8)和式(9)利用α和β决定⁰x₂＝[x₁，x₂，x₃]^T、⁰y₂＝[y₁，y₂，y₃]^T、⁰z₂＝[z₁，z₂，z₃]^T，且进一步可决定θ₁，θ₂。这些关系用逆向运动学(inversekinematics)显示如下。

θ＝f(x)^-1(10)

这里，x是向量⁰z₂＝[z₁，z₂，z₃]^T，θ是由θ₁，θ₂形成的向量。且式(10)是式(1)的反函数。

考虑到正交向量⁰x₂、⁰y₂、⁰z₂可得知接合角度θ₁，θ₂。计算这些向量的直观的方法是利用球面坐标，且由α和β的值具备方向时，所属这方向的旋转矩阵如下显示。

$R_{spherical}=R_{z,\mathrm{\α}}{R}_{y,\mathrm{\β}}=\left[\begin{array}{ccc}c\mathrm{\α}c\mathrm{\β}& -s\mathrm{\α}& c\mathrm{\α}s\mathrm{\β}\\ s\mathrm{\α}c\mathrm{\β}& c\mathrm{\α}& s\mathrm{\α}s\mathrm{\β}\\ -s\mathrm{\β}& 0& c\mathrm{\β}\end{array}\right]---\left(11\right)$

在这种情况下，向量的组成元件是⁰x₂＝[x₁，x₂，x₃]^T、⁰y₂＝[y₁，y₂，y₃]^T、⁰z₂＝[z₁，z₂，z₃]^T。

从变换矩阵(4)可提取以下式。

x₃＝sα₁sθ₂

z₃＝cα₁cα₂-cθ₂sα₁sα₂(12)

在这里，θ₂可如下被诱导。

sθ₂＝x₃-sα₁

${\mathrm{c\θ}}_2=\frac{z_3+{\mathrm{c\α}}_1{\mathrm{c\α}}_2}{{\mathrm{s\α}}_1{\mathrm{s\α}}_2}$

${\mathrm{tan\θ}}_2=\frac{{\mathrm{s\α}}_1{\mathrm{s\α}}_2(x_3-{\mathrm{s\α}}_1)}{z_3+{\mathrm{c\α}}_1{\mathrm{c\α}}_2}$

${\mathrm{\θ}}_2=arctan2(x_3-{\mathrm{s\α}}_1,\frac{z_3+{\mathrm{c\α}}_1{\mathrm{c\α}}_2}{{\mathrm{s\α}}_1{\mathrm{s\α}}_2})---\left(13\right)$

具备两个输入变数的反正切函数，因为反正切2函数接近零(zero)输入值的稳定性和最终角度回到适当的象限(quadrant)特性而使用。

θ₁的值可如下计算。

从变换矩阵(5)可得到下式。

(x₂＝cθ₂sθ₁+cα₁cθ₁sθ₂)cα₁sθ₂

(x₁＝-sθ₁cα₁sθ₂+cθ₁cθ₂)cθ₂(14)

cα₁sθ₂x₂+cθ₂x₁＝c²α₁s²θ₂cθ₁+c²θ₂cθ₁

${\mathrm{c\θ}}_1=\frac{{\mathrm{c\α}}_1{\mathrm{s\θ}}_2{x}_2+{\mathrm{c\θ}}_2{x}_1}{c_1^{\mathrm{\α}}{s}^2{\mathrm{\θ}}_2+c^2{\mathrm{\θ}}_2}---\left(15\right)$

z₁＝(cα₂sα₁+sα₂cα₁cθ₂)sθ₁+sα₂sθ₂cθ₁

z₂＝-(cα₂sα₁+sα₂cα₁cθ₂)cθ₁+sα₂sθ₂sθ₁(16)

还有，可如下假设。

a＝cα₂sα₁+sα₂cα₁

b＝sα₂sθ₂(17)

通过式(16)和式(17)可如下的被计算。

a(z₁＝asθ₁+bcθ₁)

b(z₂＝-acθ₁+bsθ₁)

az₁＝a²sθ₁+abcθ₁

bz₂＝b²sθ₁-abcθ₁

az₁+bz₂＝(a²+b²)sθ₁

${\mathrm{s\θ}}_1-\frac{{\mathrm{az}}_2+{\mathrm{bz}}_2}{a^2+b^2}---\left(18\right)$

最终通过式(15)和式(18)可得到如下的值。

${\mathrm{\θ}}_1=arctan2(\frac{{\mathrm{az}}_1+{\mathrm{bz}}_2}{a^2+b^2},\frac{{\mathrm{c\α}}_1{\mathrm{s\θ}}_2{x}_2+{\mathrm{c\θ}}_2{x}_1}{c^2{\mathrm{\α}}_1{s}^2{\mathrm{\θ}}_2+c^2{\mathrm{\θ}}_2})---\left(19\right)$

从是(13)和式(19)决定两个接合角度θ₁，θ₂。

最后，对雅可比(jacobian)矩阵进行说明。

θ-空间和x-空间之间的线性映射(mapping)如下。

微分式(1)会如下。

$\stackrel{\·}{x}_{0}J_0\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}---\left(20\right)$

$J_0=\left[\begin{array}{cc}{z_0}_0\×({p_0}_n-{p_0}_0)& {z_0}_1\×({p_0}_n-{p_0}_1)\\ {z_0}_0& {z_0}_1\end{array}\right]---\left(21\right)$

还有，变换矩阵(2)会如下。

最终，雅可比矩阵会如下。

${}^{0}J=\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 1\end{array}\right]\×\left(\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ R\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\end{array}\right]\right)& \left[\begin{array}{c}s\mathrm{\α}1s\mathrm{\θ}1\\ -s\mathrm{\α}1c\mathrm{\θ}1\\ c\mathrm{\α}1\end{array}\right]\×\left(\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ R\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ R\end{array}\right]\right)\\ \left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 1\end{array}\right]& \left[\begin{array}{c}s\mathrm{\α}1s\mathrm{\θ}1\\ -s\mathrm{\α}1c\mathrm{\θ}1\\ c\mathrm{\α}1\end{array}\right]\end{array}\right]---\left(23\right)$

$\begin{array}{c}J_0=\left[\begin{array}{cc}{z_0}_0\×({p_0}_n-{p_0}_0)& {z_0}_1\×({p_0}_n-{p_0}_1)\\ {z_0}_0& {z_0}_1\end{array}\right]\\ =\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 1\end{array}\right]\×\left(\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ R\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\end{array}\right]\right)& \left[\begin{array}{c}s\mathrm{\α}1s\mathrm{\θ}1\\ -s\mathrm{\α}1c\mathrm{\θ}1\\ c\mathrm{\α}1\end{array}\right]\×\left(\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ R\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ R\end{array}\right]\right)\\ \left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 1\end{array}\right]& \left[\begin{array}{c}s\mathrm{\α}1s\mathrm{\θ}1\\ -s\mathrm{\α}1c\mathrm{\θ}1\\ c\mathrm{\α}1\end{array}\right]\end{array}\right]\\ =\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 1\end{array}\right]& \left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 1\end{array}\right]& \left[\begin{array}{c}s\mathrm{\α}1s\mathrm{\θ}1\\ -s\mathrm{\α}1c\mathrm{\θ}1\\ c\mathrm{\α}1\end{array}\right]\end{array}\right]\end{array}---\left(24\right)$

因此，雅可比矩阵如下。

$J=\left[\begin{array}{cc}0& s\mathrm{\α}1s\mathrm{\θ}1\\ 0& -s\mathrm{\α}1c\mathrm{\θ}1\\ 1& c\mathrm{\α}1\end{array}\right]---\left(25\right)$

通过矩阵(25)只考虑角速度，且不考虑并进的速度，除了α＝nπ,n∈N的情况，不可具有异常性(singular)。

如此，通过雅可比矩阵决定连接部件的接合速度和放射部件的速度间的关系，由此不仅可按照连接部件的接合速度预测放射部件的移动速度，而且可逆算具有放射部件所愿的速度时，能够所行其连接部件的接合速度。

具体地，通过连接部件的当前位置可预测放射部件的位置，且相反的，为了放射部件朝向中心点或目标，可通过当前位置控制连接部件的运行。

如此，本发明的实施例依照如具体地组成元件等特征事项和限定的实施例及图面被说明，但这是为了帮助更为全面性的理解本发明所提供的，且本发明不限于所述实施例，并且本发明领域的技术人员从这些记载可做多个修正及变更。因此，本发明的思想不限定于所述的实施例，且不仅是后续的权利要求，而且与其权利要求有均等或等价变更的所有都能属于本发明思想的范畴。

Claims (20)

1.一种机器，其包括：

连接单元，配置多个连接部件；及

驱动单元，旋转所述连接部件，且

在所述连接部件的端部，所述驱动单元的旋转轴在同一地点相遇。

2.如权利要求1所述的机器，其中，所述连接单元包括：

第一连接部件；及

第二连接部件，连接在所述第一连接部件的端部。

3.如权利要求2所述的机器，其中，所述第一连接部件和所述第二连接部件形成弧形，且所述第一连接部件和所述第二连接部件各位于同心球。

4.如权利要求3所述的机器，所述驱动单元的旋转轴在所述同心球的中心相遇。

5.如权利要求2所述的机器，其中，为了所述第一连接部件和所述第二连接部件彼此不干涉旋转，位于以放射形隔离的位置之外。

6.如权利要求2所述的机器，其中，所示第一连接部件和所述第二连接部件配置不同的长度，且所述第一连接部件和所述第二连接部件中，位于外侧的连接部件的长度比位于内侧的连接部件长度大。

7.如权利要求2所述的机器，其中，所述驱动单元包括：

第一驱动单元，安装在所述第一连接部件的一端，以第一旋转轴为中心，旋转所述第一连接部件；及

第二驱动单元，安装在所述第一连接部件的另一端，以第二旋转轴为中心，旋转所述第二连接部件。

8.如权利要求7所述的机器，其中，所述第一旋转轴和所述第二旋转轴在所述同一地点相遇，且按照所述第一旋转轴和所述第二旋转轴之间的角度，决定所述第一连接部件的长度。

9.如权利要求7所述的机器，其中，所述第一旋转轴垂直于所述第一连接部件的端部切线方向，且所述第二旋转轴垂直于所述第二连接部件的端部切线方向。

10.如权利要求2所述的机器，其中，所述第二连接部件的另一端配置有朝向目标安装的放射部件，且所述放射部件配备有线形加速器，为放射线治疗照射放射线。

11.如权利要求10所述的机器，其中，所述放射部件垂直位于所述第二连接单元端部的切线方向。

12.如权利要求10所述的机器，其中，所述放射部件以所述目标为中心，随着所述第二连接部件的旋转轨迹在球形上移动。

13.如权利要求10所述的机器，其中，所述第二连接部件或者所述放射部件中安装角度调整元件，由此调整所述放射部件向所述目标的角度。

14.一种机器，其包括：

第一连接部件；

第一驱动部件，安装在所述第一连接部件的一端，以第一旋转轴为中心，旋转所述第一连接部件；

第二连接部件，连接在所述第一连接部件的另一端；

第二驱动部件，配在所述第一连接部件和所述第二连接部件之间，且以第二旋转轴为中心旋转所述第二连接部件；及

放射部件，安装在所述第二连接部件的端部，朝向目标，且

所述第一旋转轴及所述第二旋转轴在所述目标相遇。

15.如权利要求14所述的机器，其中，所述第一连接部件和所述第二连接部件形成弧形，且所述第一连接部件和所述第二连接部件各位于同心球。

16.如权利要求14所述的机器，其中，为了所述第一连接部件和所述第二连接部件彼此不干涉的旋转，位于以放射形隔离的位置之外。

17.如权利要求14所述的机器，其中，按照所述第一旋转轴和所述第二旋转轴之间的角度，决定所述第一连接部件的长度。

18.如权利要求14所述的机器，其中，所述第一旋转轴对于所述第一连接部件的端部切线方向垂直，且所述第二旋转轴对于所述第二连接部件的端部切线方向垂直。

19.如权利要求14所述的机器，其中，从所述目标延长所述放射部件形成第三轴，且按照所述第二旋转轴和所述第三轴之间的角度，决定所述第二连接部件的长度。

20.如权利要求14所述的机器，其中，所述第二连接部件或者所述放射部件中安装角度调整元件，由此调整所述放射部件向所述目标的角度。