CN106730416B - 一种用于坐姿放疗的双并联定位机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于坐姿放疗的双并联定位机构，包括第一并联机构、旋转机构和第二并联机构，所述第一并联机构、旋转机构和第二并联机构从下到上依次连接，所述第二并联机构上固设有用于安装治疗椅的法兰盘。本发明中，所述第一并联机构用于控制治疗椅在Z轴方向的高度；所述旋转机构用于控制治疗椅绕Z轴旋转；所述第二并联机构用于控制治疗椅在X、Y轴所处平面的位置；第一并联机构、旋转机构和第二并联机构相互配合控制治疗椅在X、Y、Z轴空间的位置，使得治疗椅的定位灵活性高，且能够随意调节空间位置，极大减小了治疗设备的治疗头的移动距离，方便了坐姿放疗的进行。

Description

一种用于坐姿放疗的双并联定位机构

技术领域

本发明涉及医疗器械设备技术领域，尤其涉及一种用于坐姿放疗的双并联定位机构。

背景技术

国内外放疗多采用躺姿方式，患者水平躺在治疗设备的平板治疗床上接受治疗。考虑到人体身高因素，治疗床必须具有一定的长度，所以治疗设备的体积较大。在治疗时，设备的治疗头需要围绕患者来回旋转，使得治疗头的回转半径和移动距离较大，为避免治疗头长时间旋转时偏离旋转轴心，这对治疗设备本身的要求非常高，导致治疗设备通常体积较大、结构复杂、成本高昂，不利于大规模推广。

随着科技的发展，采用坐姿方式放疗的优势越来越明显，坐姿方式的治疗设备的体积较小，且治疗头的移动距离较小，对治疗设备本身的要求相对较低，可以极大降低治疗设备成本。然而，目前坐姿放疗的辅助设备中用于安装治疗椅的定位机构体积较大且灵活性较低，难以调节治疗椅的位置，给放疗过程带来很大不便。

发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本发明提供一种用于坐姿放疗的双并联定位机构，所述定位机构结构紧凑、定位灵活性高，且能够随意调节治疗椅的空间位置，极大方便了坐姿放疗的进行。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于坐姿放疗的双并联定位机构，包括第一并联机构、旋转机构和第二并联机构，所述第一并联机构、旋转机构和第二并联机构从下到上依次连接，所述第二并联机构上固设有用于安装治疗椅的法兰盘，第一并联机构用于限制法兰盘在Z轴方向的自由度，旋转机构用于限制法兰盘绕Z轴旋转的自由度，第二并联机构用于限制法兰盘在X、Y轴方向的自由度。

进一步的，所述第一并联机构包括第一底板、第一支撑板以及用于推动第一支撑板沿Z轴升降的多条第一并联推杆，所述第一并联推杆上设有用于为第一并联推杆提供驱动第一支撑板沿Z轴升降动力的第一并联机构电机；所述第一支撑板位于第一底板上方；所述第一并联推杆一端通过第一下铰链与第一底板铰接，另一端通过第一上铰链与第一支撑板铰接。

进一步的，所述第一底板上固设有竖直定位杆，所述竖直定位杆位于第一支撑板一侧，竖直定位杆上设有用于检测竖直定位杆与第一支撑板之间距离的距离传感器。

进一步的，所述旋转机构包括静支撑筒件、设于静支撑筒件上可绕Z轴旋转的旋转盘、固定套设于旋转盘上的大齿轮以及设于静支撑筒件一侧的旋转机构电机；

所述静支撑筒件和旋转机构电机固设于第一并联机构的第一支撑板上；所述旋转机构电机的输出轴通过减速器连接小齿轮，所述小齿轮与大齿轮啮合。

进一步的，所述静支撑筒件内靠近下端面位置设有第一轴承、靠近上端面位置设有第二轴承；两轴承的外圈为静圈，内圈为动圈；两轴承的外圈与静支撑筒件内表面贴合，第二轴承的内圈与旋转盘固定连接。

进一步的，所述第一轴承和第二轴承内穿接有用于对两轴承定位的定位环，所述定位环位于静支撑筒件和旋转盘垂直中心轴位置。

所述第二并联机构包括第二底板、第二支撑板以及用于推动第二支撑板沿X、Y轴所处平面运动的多条第二并联推杆，所述第二底板固设于旋转机构的旋转盘上；所述第二支撑板位于第二底板上方，所述多条第二并联推杆相互联动且连接于第二底板和第二支撑板之间。

进一步的，所述第二并联推杆一端通过第二下铰链与第二底板铰接，另一端通过第二上铰链与第二支撑板铰接，所述第二并联推杆上设有用于为第二并联推杆提供动力的第二并联机构电机。

进一步的，所述第二支撑板上设有用于检测第二支撑板运动姿态的水平传感器。

进一步的，所述法兰盘通过螺栓固设于第二支撑板上。

相比现有技术，本发明一种用于坐姿放疗的双并联定位机构结构紧凑，包括从下到上依次连接的第一并联机构、旋转机构和第二并联机构，第二并联机构上固设有用于安装治疗椅的法兰盘；所述第一并联机构用于控制治疗椅在Z轴方向的高度；所述旋转机构用于控制治疗椅绕Z轴旋转；所述第二并联机构用于控制治疗椅在X、Y轴所处平面的位置；第一并联机构、旋转机构和第二并联机构相互配合控制治疗椅在X、Y、Z轴空间的位置，使得治疗椅的定位灵活性高，且能够随意调节空间位置，极大减小了治疗设备的治疗头的移动距离，方便了坐姿放疗的进行。

附图说明

图1为本发明用于坐姿放疗的双并联定位机构的立体图；

图2为本发明第一并联机构的立体图；

图3为本发明旋转机构的立体图；

图4为本发明第二并联机构的立体图；

图示：100、第一并联机构；101、第一底板；102、第一并联推杆；103、第一支撑板；104、第一上铰链；105、第一并联机构电机；106、第一下铰链；107、竖直定位杆；108、距离传感器；200、旋转机构；201、静支撑筒件；202、旋转盘；203、大齿轮；204、第一轴承；205、定位环；206、第二轴承；207、小齿轮；208、减速器；209、旋转机构电机；300、第二并联机构；301、第二底板；302、第二并联推杆；303、第二支撑板；304、第二上铰链；305、第二并联机构电机；306、第二下铰链；307、水平传感器；401、法兰盘。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1所示，一种用于坐姿放疗的双并联定位机构，包括第一并联机构100、旋转机构200和第二并联机构300，所述第一并联机构100、旋转机构200和第二并联机构300从下到上依次连接，所述第二并联机构300上固设有用于安装治疗椅的法兰盘401，第一并联机构100用于限制法兰盘401在Z轴方向的自由度，旋转机构200用于限制法兰盘401绕Z轴旋转的自由度，第二并联机构300用于限制法兰盘401在X、Y轴方向的自由度。

本发明中，所述第一并联机构100用于控制治疗椅在Z轴方向的高度；所述旋转机构200用于控制治疗椅绕Z轴旋转；所述第二并联机构300用于控制治疗椅在X、Y轴所处平面的位置；第一并联机构100、旋转机构200和第二并联机构300相互配合控制治疗椅在X、Y、Z轴空间的位置，使得治疗椅的定位灵活性高，且能够随意调节空间位置，极大减小了治疗设备的治疗头的移动距离，方便了坐姿放疗的进行。

如图2所示，所述第一并联机构100包括第一底板101、第一支撑板103以及用于推动第一支撑板103沿Z轴升降的多条第一并联推杆102，所述第一并联推杆102上设有用于为第一并联推杆102提供驱动第一支撑板103沿Z轴升降动力的第一并联机构电机105；所述第一支撑板103位于第一底板101上方；所述第一并联推杆102一端通过第一下铰链106与第一底板101铰接，另一端通过第一上铰链104与第一支撑板103铰接。本实施例中，设有六条相互联动的第一并联推杆102，六条第一并联推杆102相配合推动第一支撑板103沿Z轴升降；由于第一支撑板103分别通过旋转机构200、第二并联机构300与法兰盘401连接，从而控制治疗椅在Z轴方向升降。

所述第一底板101上固设有竖直定位杆107，所述竖直定位杆107位于第一支撑板103一侧，竖直定位杆107上设有用于检测竖直定位杆107与第一支撑板103之间距离的距离传感器108。在第一支撑板103升降过程中，距离传感器108将竖直定位杆107与第一支撑板103之间的距离信号反馈给系统后台，系统后台再将该信号传输给第一并联机构电机105，第一并联机构电机105根据该信号驱动第一并联推杆102，使第一支撑板103始终在Z轴方向精确运动，解决了第一支撑板103的升降运动不精确的问题。

如图3所示，所述旋转机构200包括静支撑筒件201、设于静支撑筒件201上可绕Z轴旋转的旋转盘202、固定套设于旋转盘202上的大齿轮203以及设于静支撑筒件201一侧的旋转机构电机209；所述静支撑筒件201和旋转机构电机209固设于升降机构的第一支撑板103上，这样当第一支撑板103沿Z轴升降时，旋转机构200整体发生升降；所述旋转机构电机209的输出轴通过减速器208连接小齿轮207，所述小齿轮207与大齿轮203啮合。当旋转机构电机209工作时，旋转机构电机209的输出轴驱动小齿轮207转动，小齿轮207带动大齿轮203转动，旋转盘202随之转动，从而使得旋转盘202绕Z轴旋转运动；由于旋转盘202通过第二并联机构300与法兰盘401连接，进而控制治疗椅绕Z轴旋转。

在这里，所述静支撑筒件201内靠近下端面位置设有第一轴承204、靠近上端面位置设有第二轴承206；两轴承的外圈为静圈，内圈为动圈；两轴承的外圈与静支撑筒件201内表面贴合，第二轴承206的内圈与旋转盘202固定连接；当旋转盘202的转动带动第二轴承206的内圈转动时，第二轴承206的外圈保持静止，因此静支撑筒件201保持静止，从而实现旋转盘202相对静支撑筒件201转动。

为了避免第一轴承204和第二轴承206位置发生相对移动，所述第一轴承204和第二轴承206内穿接有用于对两轴承定位的定位环205，所述定位环205位于静支撑筒件201和旋转盘202垂直中心轴位置。这样当第二轴承206的内圈转动时，第二轴承206始终不会偏离原始位置，从而使得旋转盘202保持在原始位置绕Z轴旋转。

如图4所示，所述第二并联机构300包括第二底板301、第二支撑板303以及用于推动第二支撑板303沿X、Y轴所处平面运动的多条第二并联推杆302，所述第二底板301固设于旋转机构200的旋转盘202上；所述第二支撑板303位于第二底板301上方，所述多条第二并联推杆302相互联动且连接于第二底板301和第二支撑板303之间。所述第二并联推杆302一端通过第二下铰链306与第二底板301铰接，另一端通过第二上铰链304与第二支撑板303铰接，所述第二并联推杆302上设有用于为第二并联推杆302提供动力的第二并联机构电机305；在这里，当旋转盘202转动时，第二并联机构300整体绕Z轴旋转。本实施例中设有六条第二并联推杆302，六条第二并联推杆302共同推动第二支撑板303沿X、Y轴所处平面运动，由于第二支撑板303与法兰盘401连接，进而控制治疗椅沿X、Y轴所处平面运动。

所述第二支撑板303上设有用于检测第二支撑板303运动姿态的水平传感器307。在第二支撑板303运动过程中，水平传感器307向系统后台实时反馈第二支撑板303的姿态信号，系统后台将该信号传输给第二并联机构电机305，第二并联机构电机305根据该信号驱动第二并联推杆302，使第二支撑板303在X、Y轴所处平面精确运动。

所述法兰盘401通过螺栓固设于第二支撑板303上，治疗椅安装在法兰盘401上；这样，第一并联机构100、旋转机构200和第二并联机构300相互配合控制治疗椅在X、Y、Z轴空间的位置，使治疗椅具有六个空间自由度，定位灵活性高，且能够随意调节空间位置。

在本发明中，距离传感器108控制第一支撑板103沿Z轴升降运动以及水平传感器307控制第二支撑板303沿X、Y轴所处平面水平运动的控制方法是已知的，本发明的创造性体现在双并联定位机构的整体结构上。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于坐姿放疗的双并联定位机构，其特征在于，包括第一并联机构、旋转机构和第二并联机构，所述第一并联机构、旋转机构和第二并联机构从下到上依次连接，所述第二并联机构上固设有用于安装治疗椅的法兰盘，第一并联机构用于限制法兰盘在Z轴方向的自由度，旋转机构用于限制法兰盘绕Z轴旋转的自由度，第二并联机构用于限制法兰盘在X、Y轴方向的自由度；

所述旋转机构包括静支撑筒件、设于静支撑筒件上可绕Z轴旋转的旋转盘、固定套设于旋转盘上的大齿轮以及设于静支撑筒件一侧的旋转机构电机；

所述第一并联机构包括第一底板和第一支撑板，所述第一底板上固设有竖直定位杆，所述竖直定位杆位于第一支撑板一侧，竖直定位杆上设有用于检测竖直定位杆与第一支撑板之间距离的距离传感器；

所述第二并联机构包括第二底板、第二支撑板，所述第二支撑板上设有用于检测第二支撑板运动姿态的水平传感器。

2.根据权利要求1所述的用于坐姿放疗的双并联定位机构，其特征在于，所述第一并联机构包括用于推动第一支撑板沿Z轴升降的多条第一并联推杆，所述第一并联推杆上设有用于为第一并联推杆提供驱动第一支撑板沿Z轴升降动力的第一并联机构电机；所述第一支撑板位于第一底板上方；所述第一并联推杆一端通过第一下铰链与第一底板铰接，另一端通过第一上铰链与第一支撑板铰接。

3.根据权利要求2所述的用于坐姿放疗的双并联定位机构，其特征在于，所述静支撑筒件和旋转机构电机固设于第一并联机构的第一支撑板上；所述旋转机构电机的输出轴通过减速器连接小齿轮，所述小齿轮与大齿轮啮合。

4.根据权利要求3所述的用于坐姿放疗的双并联定位机构，其特征在于，所述静支撑筒件内靠近下端面位置设有第一轴承、靠近上端面位置设有第二轴承；两轴承的外圈为静圈，内圈为动圈；两轴承的外圈与静支撑筒件内表面贴合，第二轴承的内圈与旋转盘固定连接。

5.根据权利要求4所述的用于坐姿放疗的双并联定位机构，其特征在于，所述第一轴承和第二轴承内穿接有用于对两轴承定位的定位环，所述定位环位于静支撑筒件和旋转盘垂直中心轴位置。

6.根据权利要求3或4或5所述的用于坐姿放疗的双并联定位机构，其特征在于，所述第二并联机构包括用于推动第二支撑板沿X、Y轴所处平面运动的多条第二并联推杆，所述第二底板固设于旋转机构的旋转盘上；所述第二支撑板位于第二底板上方，所述多条第二并联推杆相互联动且连接于第二底板和第二支撑板之间。

7.根据权利要求6所述的用于坐姿放疗的双并联定位机构，其特征在于，所述第二并联推杆一端通过第二下铰链与第二底板铰接，另一端通过第二上铰链与第二支撑板铰接，所述第二并联推杆上设有用于为第二并联推杆提供动力的第二并联机构电机。

8.根据权利要求6所述的用于坐姿放疗的双并联定位机构，其特征在于，所述法兰盘通过螺栓固设于第二支撑板上。

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