CN111265784A

CN111265784A - 一种光阑位置检测装置及医用加速器治疗头

Info

Publication number: CN111265784A
Application number: CN201811386598.7A
Authority: CN
Inventors: 唐子明; 郭召; 杨跃明
Original assignee: Our United Corp
Current assignee: Our United Corp
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-06-12
Also published as: WO2020103437A1; US11380454B2; US20210012918A1

Abstract

本发明公开了一种光阑位置检测装置及医用加速器治疗头，涉及医疗设备技术领域，能够适应大剂量辐照，不易损坏，且检测精度高。一种光阑位置检测装置，用于检测做弧形运动的光阑的位置信息，包括连接件、转换机构和位移传感器，其中，所述连接件固定在所述光阑上，所述转换机构的输入端与所述连接件连接，当所述连接件随所述光阑做弧形运动时，所述转换机构将所述连接件的弧形运动转换为直线运动，所述位移传感器与所述转换机构的输出端连接，用于检测所述转换机构的输出端直线运动的位移信息。本发明用于检测光阑位置。

Description

一种光阑位置检测装置及医用加速器治疗头

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种光阑位置检测装置及医用加速器治疗头。

背景技术

医用加速器治疗头的光阑由电机驱动，通过光阑的打开和闭合，来控制X射线的输出剂量。因此，为了精确地控制治疗头光阑运动，需要实时地检测治疗头光阑的具体位置。

为减小X射线的辐射半影，要求光阑运动在任意角度，其内表面均与X射线相切，所以光阑通常做弧线运动。为了可以检测做弧形运动的光阑的位置，现有技术中常采用编码器来实现。编码器内部集成有芯片，可以将角位移转换成电信号，进而可以获取光阑的位置。

但是，编码器本身的检测精度不高，且医用加速器治疗头在工作时X射线的计量较大，这样会对编码器内部的芯片信号的传输造成很大的干扰，进一步降低了检测的准确性，且芯片长期在大剂量的辐照下使用，很容易损坏。

发明内容

本发明的实施例提供一种光阑位置检测装置及医用加速器治疗头，能够适应大剂量辐照，不易损坏，且检测精度高。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种光阑位置检测装置，用于检测做弧形运动的光阑的位置信息，包括连接件、转换机构和位移传感器，所述连接件固定在所述光阑上，所述转换机构的输入端与所述连接件连接，当所述连接件随所述光阑做弧形运动时，所述转换机构将所述连接件的弧形运动转换为直线运动，所述位移传感器与所述转换机构的输出端连接，用于检测所述转换机构的输出端直线运动的位移信息。

进一步地，转换机构包括沿第一方向延伸的直线导向件以及可沿所述直线导向件滑动的滑动件，所述滑动件上沿第二方向开设有第一滑槽和第二滑槽，所述连接件的端部配合伸入所述第一滑槽内，所述位移传感器与所述第二滑槽连接，所述第二方向与所述第一方向垂直。

进一步地，所述第一滑槽沿所述第二方向延伸的距离大于或等于所述连接杆弧形运动时在所述第二方向上的位移。

进一步地，所述连接部的端部套设有轴承，所述轴承的外壁与所述第一滑槽沿第二方向延伸的内壁抵靠。

进一步地，所述位移传感器包括可变电阻滑轨和伸出轴，所述可变电阻滑轨沿所述第二方向延伸，所述伸出轴的第一端可沿所述可变电阻滑轨滑动，第二端与所述滑动件的所述第二滑槽连接。

进一步地，所述转换机构包括连杆和滑块，所述连杆的一端与所述连接件铰接，另一端与所述滑块铰接，所述滑块与所述位移传感器连接。

本发明实施例的光阑位置检测装置，由于包括连接件、转换机构和位移传感器，连接件固定在所述光阑上，进而会随光阑进行弧形运动。转换机构的输入端与连接件连接，且当连接件随光阑做弧形运动时，转换机构可以将连接件的弧形运动转换为直线运动，进而，与转换机构的输出端连接的位移传感器可以直接检测转换机构的输出端直线运动的位移信息，这样，通过位移传感器检测到的位移信息，可以获取光阑的位置信息，实现光阑位置的检测。相比现有技术，将光阑的弧线运动转换成了转换机构的输出端的直线运动，进而可以采用位移传感器来实现检测。其中，位移传感器的基本原理为滑变电阻，其内部不包含芯片等不耐X射线辐照的器件，因此能够适应大剂量辐照，不易损坏。且位移传感器相比编码器，检测精度高。

另一方面，本发明实施例还提供一种医用加速器治疗头，包括至少一个光阑，所述光阑做弧形运动，还包括上述的光阑位置检测装置。

进一步地，还包括电机、旋转齿轮和弧形齿圈，其中，所述旋转齿轮与所述光阑连接，在电机的驱动下，所述旋转齿轮可沿所述弧形齿圈做弧形运动。

进一步地，还包括弧形齿圈安装座，所述弧形齿圈安装于所述弧形齿圈安装座上。

进一步地，所述光阑位置检测装置的直线导向件固定在所述弧形齿圈安装座上。

本发明实施例提供的医用加速器治疗头，由于光阑做弧形运动，因此，包括了上述的光阑位置检测装置后，可以有效检测光阑的位置信息，且能够适应大剂量辐照，不易损坏，且检测精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的光阑位置检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的光阑位置检测装置的实施例一的结构示意图；

图3为本发明实施例的光阑位置检测装置的实施例一的局部结构示意图；

图4为本发明实施例的光阑位置检测装置的在两个光阑的情况下的立体结构示意图之一；

图5为本发明实施例的光阑位置检测装置的在两个光阑的情况下的立体结构示意图之二；

图6为本发明实施例的光阑位置检测装置的实施例二的结构示意图。

附图标记：

1-光阑；2-连接件；3-转换机构；31-直线导向件；32-滑动件；33- 第一滑槽；34-第二滑槽；35-连杆；36-滑块；37-滑轨结构；4-位移传感器；41-可变电阻滑轨；42-伸出轴；5-轴承；6-电机；7-旋转齿轮； 8-弧形齿圈；9-弧形齿圈安装座；10-传感器安装座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做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。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一方面，本发明实施例提供的光阑位置检测装置，如图1和图2 所示，用于检测做弧形运动的光阑1的位置信息，本发明实施例的光阑位置检测装置包括连接件2、转换机构3和位移传感器4，连接件2 固定在光阑1上，转换机构3的输入端与连接件2连接，当连接件2随光阑1做弧形运动时，转换机构3将连接件2的弧形运动转换为直线运动，位移传感器4与转换机构3的输出端连接，用于检测转换机构3的输出端直线运动的位移信息。

本发明实施例的光阑位置检测装置，如图1和图2所示，由于包括连接件2、转换机构3和位移传感器4，连接件2固定在所述光阑1 上，进而会随光阑1进行弧形运动。转换机构3的输入端与连接件2 连接，且当连接件2随光阑1做弧形运动时，转换机构3可以将连接件2的弧形运动转换为直线运动，进而，与转换机构3的输出端连接的位移传感器4可以直接检测转换机构3的输出端直线运动的位移信息，这样，通过位移传感器4检测到的位移信息，可以获取光阑1的位置信息，实现光阑1位置的检测。相比现有技术，将光阑1的弧线运动转换成了转换机构3的输出端的直线运动，进而可以采用位移传感器4来实现检测。其中，位移传感器4的基本原理为滑变电阻，其内部不包含芯片等不耐X射线辐照的器件，因此能够适应大剂量辐照，不易损坏。且位移传感器4相比编码器，检测精度高。

转换机构3可以有多种实现方式，示例的介绍两种具体的实现方式：

实施例一

本实施例的光阑位置检测装置，如图1和图2所示，转换机构3 包括沿第一方向延伸的直线导向件31以及可沿直线导向件31滑动的滑动件32，滑动件32上沿第二方向开设有第一滑槽33和第二滑槽34，连接件2的端部配合伸入第一滑槽33内，位移传感器4与第二滑槽34 连接，第二方向与第一方向垂直。

这样，当连接件2随光阑1进行弧形运动时，推动滑动件32的力可以分解为互相垂直的沿第一方向的力和沿第二方向的力，其中，沿第二方向的力使连接件2的自由端在第一滑槽33内沿第二方向滑动，而沿第一方向的力使连接件2推动第一滑槽33沿第二方向延伸的内壁，进而使滑动件32进行沿第一方向的直线滑动。进而可以将连接件 2的弧线运动转换为直线滑动。同时，位移传感器4与第二滑槽34连接，以方便位移传感器4检测该直线滑动的距离信息，得到光阑1的位置信息。其中直线导向件31可以引导和限位滑动件32的滑动

需要说明的是，通过设置第二滑槽34，使位移传感器4与转换机构3的输出端的连接方式为与滑槽配合的形式，方便装配，且第二滑槽34可以使位移传感器4的相关活动部件避免卡顿。

为了保证连接件2沿第一滑槽33滑动时，不会碰到第一滑槽33 沿第一方向延伸的内壁，而导致阻挡连接件2的正常运动。第一滑槽 33沿第二方向延伸的距离大于或等于连接件2弧形运动时在第二方向上的位移。这样，连接件2沿第二方向运动的距离小于第一滑槽沿第二方向延伸的距离，不会使连接件2的运动被阻碍。

由于连接件2的运动为弧形运动，连接杆2的端部在第一滑槽33 内运动时，不仅会沿第二方向在第一滑槽33内滑动，还会有一定角度的转动，因此，为了减小连接件2的自由端与第一滑槽33的摩擦，便于机构力的传递，如图3所示，连接件2的端部套设有轴承5，轴承5 的外壁与第一滑槽33沿第二方向延伸的内壁抵靠。轴承5的设置可以很好的适应连接件2的端部在第一滑槽33内的滑动及转动，减小摩擦，便于力的传递，保证检测的准确性。

这里，轴承5可以为滚动轴承，还可以为其他轴承，本发明实施例不作具体限定。

位移传感器4的具体结构如图2和图3所示，位移传感器4包括可变电阻滑轨41和伸出轴42，可变电阻滑轨41沿第二方向延伸，伸出轴42的第一端可沿可变电阻滑轨41滑动，第二端与滑动件32的第二滑槽34固定连接。这样，当滑动件32直线运动时，会拉动伸出轴42沿可变电阻滑轨41滑动，使电阻值出现变化，进而可以检测到直线位移的信息。

进一步的，位移传感器4可以直接安装在弧形齿圈8上，可以如图1所示的安装在传感器安装座10上，而传感器安装座10安装在弧形齿圈8上，

这里，位移传感器4可以为直线位移传感器，也可以为其他可实现本功能的位移传感器，本实施例不作具体限定。

实施例二

本实施例的光阑位置检测装置与实施例一的区别在于，转换机构3 为另外一种实现方式，具体的，如图6所示，转换机构3包括连杆35 和滑块36，连杆35的一端与连接件2铰接，另一端与滑块36铰接，滑块36与位移传感器4连接。这样，由于连杆35的长度为固定的，当连接件2进行弧形运动时，连接件2与滑块36之间的距离逐渐变化，进而连杆35会推动滑块36直线滑动。即，上述方案构成曲柄滑块机构，也可以将连接杆2的弧线运动转换为直线运动，进而方便位移传感器4检测转换机构3的输出端直线运动的位移信息，进而得到光阑1 的位置信息。

需要说明的是，参照图6，滑块36的滑动也需要对应的滑轨结构 37，滑块36被连杆35推动，沿滑轨结构37直线滑动。当然，本实施例的光阑位置检测装置的其他部件，例如连接件2和位移传感器4等部件和实施例一类似，只需要进行适应性的配合安装即可。

另一方面，本发明实施例还提供一种医用加速器治疗头，包括至少一个光阑1，光阑1做弧形运动，还包括上述的光阑位置检测装置。

本发明实施例提供的医用加速器治疗头，由于光阑1做弧形运动，因此，包括了上述的光阑位置检测装置后，可以有效检测光阑1的位置信息，且能够适应大剂量辐照，不易损坏，且检测精度高。

需要说明的是，光阑1做弧形运动是为了更好的进行治疗，其实现的方式有多种，一般的，如图1、图4和图5所示，为一种实现方式，本发明实施例的医用加速器治疗头还包括电机6、旋转齿轮7和弧形齿圈8，其中，旋转齿轮7与光阑1连接，在电机6的驱动下，旋转齿轮 7可沿弧形齿圈8做弧形运动。

在本实施例的医用加速器治疗头中，光阑1需要沿弧形齿圈8进行弧形运动，光阑位置检测装置的滑动件32需要沿直线导向件31滑动，位移传感器4的伸出轴42需要沿可变电阻滑轨41滑动，上述这些类似的导轨机构需要固定才能保证其上对应的运动部件的运动，因此，参照图1、图4和图5，还包括弧形齿圈安装座9，这样，弧形齿圈8可以安装于弧形齿圈安装座9上。当然，类似的，光阑位置检测装置的直线导向件31可以固定在弧形齿圈安装座9上；位移传感器4 的可变电阻滑轨41也可以固定在弧形齿圈安装座9上。参照图1，为了方便布局，也可以将位移传感器4的可变电阻滑轨41固定在弧形齿圈8的端面上，当然，可以将位移传感器4的可变电阻滑轨41固定在传感器安装座10上。以上的直线导轨31和可变电阻滑轨41的布局方式最终目的都是与弧形齿圈8相对固定，以保证整个机构中的运动部件的正常运动。

另外，在实际的结构中，光阑1往往有多个，为了可以简化结构、方便布局，本发明实施例的光阑位置检测装置可以一次检测多个光阑1 的位置信息。例如，如图1所示，光阑1为两个，分别与弧形齿圈8 的两端配合，这样两个光阑1共用一个弧形齿圈8和一个直线导向件 31，对应的其他部件(例如滑动件32和位移传感器4)均为两个。以两个光阑1的情况为例，为了方便布局，且使光阑1的运动更加平稳，如图4和图5所示，连接杆2可以贯穿光阑1，且两端都具有轴承5，对应的弧形齿圈8也为两个，且两个弧形齿圈8上均具有与连接件2两端的轴承5配合的轨道；相应的，可以对应两个弧形齿圈8在光阑1 的两侧设置两个旋转齿轮7，且两个旋转齿轮7分别与两个弧形齿圈8 配合。这样，使光阑1沿弧形齿圈8进行弧线运动的过程中更加平稳。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims

1.一种光阑位置检测装置，用于检测做弧形运动的光阑的位置信息，其特征在于，包括连接件、转换机构和位移传感器，其中，所述连接件固定在所述光阑上，所述转换机构的输入端与所述连接件连接，当所述连接件随所述光阑做弧形运动时，所述转换机构将所述连接件的弧形运动转换为直线运动，所述位移传感器与所述转换机构的输出端连接，用于检测所述转换机构的输出端直线运动的位移信息。

2.根据权利要求1所述的光阑位置检测装置，其特征在于，所述转换机构包括沿第一方向延伸的直线导向件以及可沿所述直线导向件滑动的滑动件，其中，所述滑动件上沿第二方向开设有第一滑槽和第二滑槽，所述连接件的端部配合伸入所述第一滑槽内，所述位移传感器与所述第二滑槽连接，所述第二方向与所述第一方向垂直。

3.根据权利要求2所述的光阑位置检测装置，其特征在于，所述第一滑槽沿所述第二方向延伸的距离大于或等于所述连接杆弧形运动时在所述第二方向上的位移。

4.根据权利要求2所述的光阑位置检测装置，其特征在于，所述连接件的端部套设有轴承，所述轴承的外壁与所述第一滑槽沿第二方向延伸的内壁抵靠。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的光阑位置检测装置，其特征在于，所述位移传感器包括可变电阻滑轨和伸出轴，所述可变电阻滑轨沿所述第二方向延伸，所述伸出轴的第一端可沿所述可变电阻滑轨滑动，第二端与所述滑动件的所述第二滑槽连接。

6.根据权利要求1所述的光阑位置检测装置，其特征在于，所述转换机构包括连杆和滑块，所述连杆的一端与所述连接件铰接，另一端与所述滑块铰接，所述滑块与所述位移传感器连接。

7.一种医用加速器治疗头，包括至少一个光阑，所述光阑做弧形运动，其特征在于，包括权利要求1～6中任一项所述的光阑位置检测装置。

8.根据权利要求7所述的医用加速器治疗头，其特征在于，还包括电机、旋转齿轮和弧形齿圈，其中，所述旋转齿轮与所述光阑连接，在所述电机的驱动下，所述旋转齿轮可沿所述弧形齿圈做弧形运动。

9.根据权利要求8所述的医用加速器治疗头，其特征在于，还包括弧形齿圈安装座，所述弧形齿圈安装于所述弧形齿圈安装座上。

10.根据权利要求9所述的医用加速器治疗头，其特征在于，所述光阑位置检测装置的直线导向件固定在所述弧形齿圈安装座上。