CN107174754B - 一种机架旋转运动限位装置及直线加速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机架旋转运动限位装置，涉及医疗器械技术领域。上述装置包括电机和由电机驱动的减速箱，减速箱的第一输出端与主机架相连，以带动主机架旋转；减速箱的第二输出端与运动转化机构相连，用于将第二输出端的旋转运动转化为直线运动；运动转化机构包括与第二输出端连接的旋转模块和由旋转模块驱动的直线模块，直线模块上设有限位触发块，限位触发块随直线模块做直线移动，当限位触发块移动至设定位置时，触发对应位置的限位开关，用以控制电机及主机架停止运行。本发明还公开一种直线加速器，包括上述的机架旋转运动限位装置。本发明将主机架的旋转运动对应到限位触发块的直线运动，实现了主机架多圈转动时的精确定位和限位保护功能。

Description

一种机架旋转运动限位装置及直线加速器

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种机架旋转运动限位装置及直线加速器。

背景技术

医用直线加速器是一种生物医学上用来对肿瘤进行放射治疗的粒子加速装置。医用直线加速器在使用过程中，通过机架与准直器的旋转、治疗床的旋转与升降进行精确的目标定位，从而使放射线束对准病灶进行放射性治疗。

传统的直线加速器主机架旋转运动的范围较小，其中电气限位触发块安装在旋转运动机构上，当旋转运动到极限角度时，触发块触发限位开关，实现电气限位保护。但是，当直线加速器主机架旋转范围超过360度时，在多圈旋转运动过程中，触发块将多次触发到限位开关，此时将无法识别该触发过程是发生在极限角度还是中间角度，从而影响直线加速器的准确定位，不能有效地实现对机架的限位保护。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种机架旋转运动限位装置，以解决现有直线加速器的主机架在多圈旋转运动中，无法实现精确限位的问题。

本发明的另一目的是提供一种直线加速器，能够满足在超过360度的旋转中，对主机架进行有效的限位保护。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种机架旋转运动限位装置，包括电机和由电机驱动的减速箱，所述减速箱的第一输出端与主机架相连，以带动主机架旋转；所述减速箱的第二输出端与运动转化机构相连，用于将所述第二输出端的旋转运动转化为直线运动；所述运动转化机构包括与所述第二输出端连接的旋转模块和由旋转模块驱动的直线模块，所述直线模块上设有限位触发块，所述限位触发块随直线模块做直线移动，当所述限位触发块移动至设定位置时，触发对应位置的限位开关，用以控制所述电机及主机架停止运行。

作为优选，所述运动转化机构为丝杠螺母机构；所述减速箱的第二输出端与丝杠连接，所述丝杠带动螺母做直线运动。

作为优选，还包括支撑板，所述运动转化机构设置在所述支撑板上，所述支撑板上还设有相互平行的第一支撑台和第二支撑台，所述丝杠的两端分别安装在所述第一支撑台和第二支撑台内。

作为优选，所述第一支撑台与第二支撑台之间设置有滑轨，所述螺母上固定连接有连接臂，所述连接臂沿所述滑轨滑动。

作为优选，所述连接臂的两端分别设有第一限位触发块和第二限位触发块；所述支撑板的两侧固定有第一侧板和第二侧板，其中第一侧板的后端设有与第一限位触发块相对的第一限位开关，第二侧板的前端设有与第二限位触发块相对的第二限位开关。

作为优选，所述运动转化机构为齿轮齿条机构或链轮链条机构。

作为优选，所述第一输出端通过传动机构与所述主机架连接。

作为优选，所述传动机构为链轮链条机构，所述第一输出端与链轮连接，所述链轮通过链条与主机架连接。

作为优选，所述第二输出端与所述丝杠通过联轴器连接。

作为优选，所述限位触发块的运动距离与所述主机架的旋转角度成正比。

本发明还提出一种直线加速器，包括如上述的机架旋转运动限位装置。

本发明的有益效果为：

本发明通过电机带动减速箱运转，减速箱设有两个输出端，其中第一输出端与主机架连接，第二输出端与运动转化机构的旋转模块连接，旋转模块将旋转运动转化为直线模块的直线运动。这里，由于减速箱两输出端传动比恒定，因而上述直线运动中的每个位置与主机架的每个旋转角度一一对应，从而实现了主机架的准确定位功能；同时，在直线模块上还设置了限位触发块，在直线运动的两端安装了限位开关，分别对应于主机架旋转的极限角度，当限位触发块移动至两端位置时，可触发相应的限位开关，从而控制电机及主机架停止转动，实现了直线加速器主机架多圈转动的精确定位和限位保护功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的机架旋转运动限位装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的机架旋转运动限位装置的部分结构示意图。

图中：

1-主机架；

2-减速箱；21-第一输出端；22-第二输出端；

31-丝杠；32-螺母；

4-支撑板；41-第一支撑台；42-第二支撑台；43-滑轨；44-第一侧板；45-第二侧板；

5-连接臂；51-第一限位触发块；52-第二限位触发块；

61-第一限位开关；62-第二限位开关；

7-联轴器；

81-链轮；82-链条。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-图2所示，本实施例提供一种优选的机架旋转运动限位装置，用于医学放射治疗的直线加速器。该装置包括电机，电机与减速箱2的输入端连接，用以给减速箱2输入动力；减速箱2设有两个输出端，第一输出端21与主机架1相连，以带动主机架1旋转，第二输出端22与运动转化机构相连，用于将第二输出端22的旋转运动转化为直线运动。这里，第一输出端21与第二输出端22的转速相同。进一步地，上述运动转化机构包括与第二输出端22连接的旋转模块和由旋转模块驱动的直线模块，直线模块上设有限位触发块，限位触发块随直线模块做直线移动，当限位触发块移动至设定位置时，触发对应位置的限位开关，以控制电机及主机架1停止运行。

其中，上述主机架1呈圆环形状结构，其通过传动机构与减速箱2的第一输出端21连接。这里，由于主机架1的体积较大，因而上述传动机构优选为链轮链条机构。其中，主机架1的边缘处设有齿，减速箱2的第一输出端21连接有链轮81，主机架1通过链条82与上述链轮81连接，从而使链轮81能带动主机架1进行转动。当然，此处的传动机构也可以使用皮带和皮带轮结构进行替代，也能实现传动功能，但其传动控制不精确，工作可靠性差，传动效果不如链轮链条机构。

进一步地，靠近上述第二输出端22的一侧还固定有支撑板4，支撑板4上安装有上述运动转化机构。优选地，本实施例中运动转化机构为丝杠螺母机构，其中旋转模块为丝杠31，直线模块为安装在丝杠31上的螺母32，螺母32在丝杠31的带动下沿丝杠31做直线运动。更为优选地，上述减速箱2的第二输出端22与丝杠31通过联轴器7连接，使本装置的工作更稳定、可靠。

进一步地，上述支撑板4上设有相互平行的第一支撑台41和第二支撑台42，其中第一支撑台41靠近支撑板4的边缘，第二支撑台42靠近减速箱2。上述第一支撑台41和第二支撑台42上均开设有安装孔，用于安装支承上述丝杠31。上述螺母32设置在第一支撑台41与第二支撑台42之间，以防螺母32运动过度而从丝杠31上滑落。优选地，上述第一支撑台41与第二支撑台42之间还设有滑轨43。上述螺母32上还固定连接有连接臂5，连接臂5上开设有通孔，从而将连接臂5穿设在滑轨43上，实现沿滑轨43的滑动。

特别地，连接臂5上还设有上述限位触发块，能随螺母32及连接臂5做直线移动，当限位触发块运动至设定位置时，能够触发对应位置的限位开关；由于限位开关与本直线加速器的控制器相连，从而能够传递信号到控制器，由控制器控制电机停止运行，进而使减速箱2、主机架1及运动转化机构均停止运动，以防止主机架1超出其旋转范围。具体地，上述限位触发块包括分别设置在连接臂5两端的第一限位触发块51和第二限位触发块52；上述限位开关包括与第一限位触发块51相对的第一限位开关61，和与第二限位触发块52相对的第二限位开关62，分别用于限制直线运动的两个极端。

进一步地，支撑板4的两侧还固定有第一侧板44和第二侧板45，其中第一侧板44的后端(即靠近第二支撑台42的一端)设有上述第一限位开关61，用于限定主机架1逆时针旋转的最大角度；第二侧板45的前端(即靠近第一支撑台41的一端)设有上述第二限位开关62，用于限定主机架1顺时针旋转的最大角度。该设置使上述各限位触发块与相应的限位开关配合更精确，反应速度更快，有效防止了主机架1旋转超出设定范围。具体地，上述的第一限位触发块51和第二限位触发块52均为电气限位触发块，上述第一限位开关61和第二限位开关62均为电气限位开关，由此，使得触发过程更为迅捷，控制更为方便。

本发明通过上述丝杠螺母机构将第二输出端22的旋转运动转化为限位触发块的直线运动，其中，直线运动的每个位置与主机架1的每个旋转角度一一对应，通过获取限位触发块的位置，即可精确控制主机架1的旋转角度，实现了主机架1的准确定位功能；同时，位于直线运动前后两端的电气限位开关，分别对应于直线加速器主机架1旋转的极限角度，从而达到电气限位触发，实现主机架1多圈运动的精确定位和电气限位保护功能。需要说明的是，本发明不仅可以用于主机架1旋转角度范围大于360度的直线加速器，也可用于主机架1旋转角度不大于360度的直线加速器，其相对于传统设备将限位开关设置在主机架1上而言，旋转角度控制更精确，占用空间更小，方便安装更换，且更好地保护了主机架1，减小了限位触发结构本身对主机架1造成的损坏。

进一步地，上述链轮81与主机架1之间的链传动的传动比恒定，因而主机架1的旋转运动与减速箱2的第一输出端21的旋转运动为定传动比运动。将减速箱2的第二输出端22接入丝杠螺母机构后，丝杠31的转速与第二输出端22转速相同，螺母32的运动距离与丝杠31的旋转角度成正比，即上述限位触发块的运动距离与主机架1的旋转角度成正比。因此，当主机架1转动到指定角度时，电气限位触发块也运动到对应的特定位置，当达到电气限位位置时，限位触发块触发限位开关，实现电气限位保护功能。

当然，本实施例中的运动转化机构虽然优选采用丝杠螺母机构，但并不以此为限，也可采用具有同样功能的齿轮齿条机构或者链轮链条机构，其中限位保护结构的设置都大体相同，此处不再赘述。

实施例二

本实施例提供一种直线加速器，包括以上实施例提出的机架旋转运动限位装置。本实施例解决了现有直线加速器的主机架1在多圈旋转运动中，无法实现精确限位、不能识别触发过程是发生在极限角度还是中间角度的问题。本实施例能够满足在超过360度(如720度)的旋转中，对主机架1进行有效的限位保护。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种机架旋转运动限位装置，其特征在于，用于医学放射治疗的直线加速器，包括电机和由电机驱动的减速箱(2)，所述减速箱(2)的第一输出端(21)与所述直线加速器的主机架(1)相连，以带动主机架(1)旋转；所述减速箱(2)的第二输出端(22)与运动转化机构相连，用于将所述第二输出端(22)的旋转运动转化为直线运动；所述运动转化机构包括与所述第二输出端(22)连接的旋转模块和由旋转模块驱动的直线模块，所述直线模块上设有限位触发块，所述限位触发块随直线模块做直线移动，当所述限位触发块移动至设定位置时，触发对应位置的限位开关，用以控制所述电机及主机架(1)停止运行。

2.根据权利要求1所述的机架旋转运动限位装置，其特征在于，所述运动转化机构为丝杠螺母机构；所述减速箱(2)的第二输出端(22)与丝杠(31)连接，所述丝杠(31)带动螺母(32)做直线运动。

3.根据权利要求2所述的机架旋转运动限位装置，其特征在于，还包括支撑板(4)，所述运动转化机构设置在所述支撑板(4)上，所述支撑板(4)上还设有相互平行的第一支撑台(41)和第二支撑台(42)，所述丝杠(31)的两端分别安装在所述第一支撑台(41)和第二支撑台(42)内。

4.根据权利要求3所述的机架旋转运动限位装置，其特征在于，所述第一支撑台(41)与第二支撑台(42)之间设置有滑轨(43)，所述螺母(32)上固定连接有连接臂(5)，所述连接臂(5)沿所述滑轨(43)滑动。

5.根据权利要求4所述的机架旋转运动限位装置，其特征在于，所述连接臂(5)的两端分别设有第一限位触发块(51)和第二限位触发块(52)；所述支撑板(4)的两侧固定有第一侧板(44)和第二侧板(45)，其中第一侧板(44)的后端设有与第一限位触发块(51)相对的第一限位开关(61)，第二侧板(45)的前端设有与第二限位触发块(52)相对的第二限位开关(62)。

6.根据权利要求1所述的机架旋转运动限位装置，其特征在于，所述运动转化机构为齿轮齿条机构或链轮链条机构。

7.根据权利要求1-6任一项所述的机架旋转运动限位装置，其特征在于，所述第一输出端(21)通过传动机构与所述主机架(1)连接。

8.根据权利要求7所述的机架旋转运动限位装置，其特征在于，所述传动机构为链轮链条机构，所述第一输出端(21)与链轮(81)连接，所述链轮(81)通过链条(82)与主机架(1)连接。

9.根据权利要求8所述的机架旋转运动限位装置，其特征在于，所述限位触发块的运动距离与所述主机架(1)的旋转角度成正比。

10.一种直线加速器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的机架旋转运动限位装置。