一种放射治疗床的传动装置及放射治疗床及设备
技术领域
本申请实施例涉及医疗技术领域,尤其涉及一种放射治疗床的传动装置及放射治疗床及设备。
背景技术
放射治疗床是大型放射治疗设备的关键部件之一,用于支撑患者将癌变部位准确定位至设备等中心处接受治疗。放射治疗床通常需要沿放射治疗设备机架中心轴线方向进行大范围运动,其运动范围决定了患者可以接受的治疗范围,例如需要沿放射治疗设备机架中心轴线方向运动范围足够大,可以接受头颈部到下肢的治疗。
通常的放射治疗床,采用齿轮齿条的传动方案,齿条的长度决定了运动范围的大小,而齿条长度的增大令其加工困难,易变性,为生产制造带来困难。齿轮齿条啮合存在反向间隙,对运动精度造成影响。通常的治疗床还会采用同步带的传动方案,但同步带形变大,寿命短,难以实现高的运动精度。同步带需要定期维护及更换,维护成本高,使用安全性低。而采用丝杆的传动方案,细长丝杆挠度大,难以实现长距离输送。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例所解决的技术问题在于提供一种放射治疗床的传动装置及放射治疗设备,用以克服现有技术中放射治疗设备的全部或者部分问题。
本申请实施例提供一种放射治疗床的传动装置,传动装置安装在放射治疗床的床架上,传动装置包括钢带、第一固定支撑部和第二固定支撑部,第一固定支撑部和第二固定支撑部均安装在床架上沿放射治疗床运动方向的两端,并支撑钢带在第一固定支撑部和第二固定支撑部之间运动,放射治疗床的床板或者连接床板的拖板与钢带固定,并随钢带相对床架进行运动。
可选的,第一固定支撑部为传动轮,第二固定支撑部为支撑轮,驱动电机驱动传动轮转动,传动轮带动位于其上的钢带在传动轮和支撑轮之间运动。
可选的,放射治疗床的床板或者连接床板的拖板通过一对导轨副连接床架,放射治疗床的床板或者连接床板的拖板通过导轨副相对床架进行运动。
可选的,至少一对导轨副为MV型或交叉滚子导轨副。
可选的,拖板与钢带通过连接板固定。
可选的,传动轮和支撑轮通过轴承支撑座固定在床架的背侧。
可选的,传动轮的支撑轴和驱动电机连接。
可选的,钢带在长度方向上设有N个通孔,传动轮柱面上设有M个第一凸起,至少有一个第一凸起与一个通孔啮合;和/或,支撑轮柱面上设有P个第二凸起,至少有一个第二凸起与一个通孔啮合。
可选的,N个通孔在钢带的长度方向上等距排列,M个第一凸起在传动轮的柱面上圆周排列,P个第二凸起在支撑轮的柱面上圆周排列。
可选的,还包括位置反馈装置,位置反馈装置固定在拖板上。
可选的,位置反馈装置为拉绳位移传感器,拉绳位移传感器的拉绳末端与拖板连接。
可选的,拉绳位移传感器的拉绳末端与拖板上的连接板固定。
可选的,还包括制动机构,制动机构通过发送制动控制力控制支撑轮以实现制动。
可选的,制动机构为电磁制动器,电磁制动器与支撑轮的支撑轴的一端连接,通过夹紧支撑轮实现制动。
可选的,还包括编码器,编码器与支撑轮的支撑轴的另一端连接。
可选的,编码器连接位置反馈装置,进行闭环位置反馈操作。
本申请实施例还提供一种放射治疗床,使用上述的传动装置。
本申请实施例还提供一种放射治疗设备,使用上述的放射治疗床。
本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括:
本申请实施例中,传动装置安装在放射治疗床的床架上,传动装置包括钢带、第一固定支撑部和第二固定支撑部,第一固定支撑部和第二固定支撑部均安装在床架上沿放射治疗床运动方向的两端,并支撑钢带在第一固定支撑部和第二固定支撑部之间运动,放射治疗床的床板或者连接床板的拖板与钢带固定,并随钢带相对床架进行运动。因此,本申请实施例通过具有刚度的钢带作为传动机构,钢带在长距离的传动过程中不易变形,传动距离长,传动过程稳定,满足了放射治疗过程中对患者长距离移动的需要。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或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申请实施例中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种动装置的立体结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种动装置的另一个方向的立体结构示意图;
图3为图1的右视图;
图4为本申请实施例提供的一种动装置的传动轮的立体结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种动装置的支撑轮的立体结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种动装置的钢带的立体结构示意图;
附图标记分别表示:
1-床架,101-第一通槽,2-拖板,3-驱动电机,4-传动轮,401-第一凸起,5-导轨副,501-第一导轨,502-第二导轨,6-钢带,601-通孔,7-支撑轮,701-第二凸起,8-连接板,9-拉绳位移传感器,10-电磁制动器,11-编码器。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请实施例保护的范围。
实施例一
如图1-图3所示,根据本申请实施例,传动装置安装在放射治疗床的床架1上,传动装置包括钢带6、第一固定支撑部和第二固定支撑部,第一固定支撑部和第二固定支撑部均安装在床架1上沿放射治疗床运动方向的两端,并支撑钢带6在第一固定支撑部和第二固定支撑部之间运动,放射治疗床的床板或者连接床板的拖板2与钢带6固定,并随钢带6相对床架1进行运动。
因此,本申请实施例通过具有刚度的钢带6作为传动机构,钢带6在长距离的传动过程中不易变形,传动距离长,传动过程稳定,满足了放射治疗过程中对患者长距离移动的需要。
在本实施例中,钢带6在第一固定支撑部和第二固定支撑部的支撑或张紧作用下,可以实现稳定运动,钢带6其长度并不影响其加工难度,钢带6通过支撑或张紧作用不易变形,其本身具有较强的刚度,有效解决了现有放射治疗床采用齿轮齿条或同步带传动存在的问题,实现传动刚度高,运动精度高的使用效果。钢带6在长度增加并不会出现柔性同步带存在的传动不稳定等问题,尤其适合在长距离运输过程中作为传动机构。
可选的,第一固定支撑部可以为传动轮4,第二固定支撑部可以为支撑轮7,驱动电机3驱动传动轮4转动,传动轮4带动位于其上的钢带6在传动轮4和支撑轮7之间运动。通过在放射治疗设备机架中心轴线方向的两端设置传动轮4与支撑轮7,驱动电机3可以通过传动轮4与支撑轮7带动钢带6在该方向上进行运动,钢带6在支撑轮7与传动轮4的张紧作用下,可以实现稳定运动。传动轮3与驱动电机3可以通过常用的插销或联轴器即可完成连接,结构简便,传统轮3与支撑轮7使得钢带6可以采用图示中闭环的结构,轮结构对钢带6不会产生损坏,弧面接触保障了钢带6的使用寿命,钢带6采用闭环的结构,更加容易张紧,同时起到收纳的效果,减少用于钢带6收纳使用的结构与空间。
可选的,放射治疗床的床板或者连接床板的拖板2通过一对导轨副5连接床架,放射治疗床的床板或者连接床板的拖板2通过导轨副5相对床架1进行运动。本传动装置的导轨副5的第二导轨502可以相对于第一导轨501实现的悬伸,通过第一导轨501与床架1连接,导轨副5的第二导轨502与拖板2连接,使得拖板2能实现相对于床架1大部分悬伸,从而实现沿放射治疗设备机架中心轴线方向的大范围运动。本申请实施例拖板2无需大长度支架,令传动装置结构更加紧凑,生产制造以及使用维修更加简便。解决了常规放射治疗床在放射治疗设备机架中心轴线方向上运动行程短的问题,由此造成的治疗范围约束问题。
可选的,为了实现更加稳定的运动过程与拖板2的悬伸效果,使得本传动装置适用性更强,该传动装置中至少一对导轨副5为MV型或交叉滚子导轨副。本传动装置通过设置至少一对MV型或交叉滚子导轨副,MV型或交叉滚子导轨副包括第一导轨501与第二导轨502,与常规的滑块-导轨型导轨副相比,导轨-导轨型导轨副不存在滑块部脱离导轨部后重新配合的问题,因此在第二导轨502相对于第一导轨501部分悬伸后,也就是拖板2相对于床架1悬伸后,导轨副5的支撑与滑动作用依旧存在。通过采用上述型号的导轨副,保证拖板2在床架1上运动的稳定性,在拖板2悬伸的时候,导轨副5的自身结构配合不受到影响,使得本传动该装置的适用性更强。
可选的,为了实现钢带6与拖板2之间的稳定连接,同时为其他测量器件提供安装空间,拖板2与钢带6通过连接板8固定。钢带6具有一定柔性可以直接与拖板2固定,实现通过驱动电机3转动传动轮4来带动拖板2运动,此时钢带6与拖板2的连接处、传动轮4与支撑轮7之间呈三角关系,随着拖板2的运动,三角关系的两个斜边,即支撑轮7到连接处与传动轮4到连接处的距离不断变化,钢带6在该连接处两端收到的力及力的方向不断变化,钢带6自身容易变形甚至断裂,传动轮4/支撑轮7与钢带6之间的摩擦力产生变化,导致传动过程不稳定。
于是,如图3所示,通过在钢带6与拖板2之间设置一个定制的连接板8,保证钢带6在传动轮4与支撑轮7之间的部分始终与拖板2运动的方向平行,钢带6相对于拖板2的角度始终不变,驱动电机3的输出扭力始终不变,在保证了驱动电机3稳定输出后,上述的传动问题得到解决。同时钢带6整体保持跑道形的外形在两个轮上运动,钢带6与连接板8的连接处,不受到在放射治疗设备机架中心轴线方向以外方向的作用力,在保证拖板2运动过程中作用到钢带6上的作用力小于钢带6的断裂强力,即可保证钢带6的使用可靠性。
可选的,为了使得放射治疗床结构更加紧凑,床架1上方更加平摊整洁,本传动装置的传动轮4和支撑轮7通过轴承支撑座固定在床架1的背侧。如图2与3所示,驱动机构整体都设置在床架1的背侧,也就是图3所示的下方,使得床架1上方平面与拖板2下方平面之间的距离能达到最小,保证放射治疗床整体结构更加紧凑。同时内藏式的驱动机构,在运输与使用过程中也更为安全,不易受到碰撞。
在本实施例中,为了实现驱动机构的内藏式设计,如图1所示,在床架1的平面上还可以设置有第一通槽101,第一通槽101的长度方向与放射治疗设备机架中心轴线方向平行,连接板8穿过第一通槽101与拖板2进行连接,第一通槽101为连接板8实现让位效果。
可选的,传动轮4的支撑轴和驱动电机3连接。传动轮4与驱动电机3之间通过传动轮4的支撑轴进行连接,两者之间还可以设置联轴器或者减速机等常用连接设备,实现传动结构精简,占用空间小。
可选的,为了防止钢带6与传动轮4之间不发生打滑,提供更加精确与稳定的传动,如图4-6所示,钢带6在长度方向上设有N个通孔601,传动轮4柱面上设有M个第一凸起401,至少有一个第一凸起401与一个通孔601啮合;和/或,支撑轮7柱面上设有P个第二凸起701,至少有一个第二凸起701与一个通孔601啮合。
通过常规的钢带6与传动轮4进行传动,只能依靠钢带6与传动轮4之间的摩擦力来实现,一旦出现打滑的现象,放射治疗设备的系统采集到传动轮4或驱动电机3的转动角度或圈数对应拖板2运动距离的关系就会出现误差,传动的精度受到影响。常规会在钢带6的表面粗糙度或传动轮4/支撑轮7的表面粗糙度进行处理,以及通过调整传动轮4与支撑轮7之间的距离来调整钢带6与两个轮之间的压力,以此来实现增大或保证摩擦力的需求。不管是上述哪一种方式,在持续使用与振动的作用下,都是有损耗或松动的。有鉴于此,通过在钢带6上设置通孔601,以及在传动轮4,和/或,在支撑轮7上,设置对应的凸起。通过通孔601与第一凸起401之间的啮合作用,保证钢带6与传动轮4之间不会发生打滑,在钢带6的高刚度前提下,通孔601不易产生磨损,其啮合作用稳定实现。
例如,如图4-6所示,在钢带6的长度方向设置一环等间距的通孔601,在传动轮4上设置圆周排列的第一凸起401,钢带6与传动轮4可以实现同步带与同步轮的啮合作用,同时克服了同步带需要定期维护及更换,维护成本高,使用安全性低的问题。
当然,通孔601的设置并不限于上述的设置方式,也可以设置成多排平行的结构,主旨是,保证在传动过程中,保证钢带6通孔601以外的部分,能贴合在传动轮4柱面第一凸起401以外的部分上,而第一凸起401能与通孔601啮合即可。同时,第一凸起401的设置对应上述的要求,并不要求像同步带与同步轮那样处处啮合。
但是为了保证钢带6的刚性,通孔601为等间距排列最为合适,在钢带6宽度有限的实际条件下,设置一行闭环循环的通孔601即可,此时传动轮4上的第一凸起401针对钢带6进行设计,作为加工对称性与美观上来说,设计一环圆周排列的第一凸起401最为合适。
同时,利用等间距的通孔601,可以用于与连接板8进行连接,在保证钢带6不造成额外的加工,完成了与连接板8的固定,又保证了钢带6整体结构处处相同,不出现局部受力不均的问题。
可选的,为了实现稳定的啮合作用,保证钢带6的使用寿命,N个通孔601在钢带6的长度方向上等距排列,M个第一凸起401在传动轮4的柱面上圆周排列,P个第二凸起701在支撑轮7的柱面上圆周排列。通过等间距的通孔601设置,能保证钢带6整体结构的统一性,在传动过程中,钢带6不会出现局部受力不均的问题,上述已有相应阐述,此处便不再重复。为了保证整体的传动效果,支撑轮7上也设计有相应的第二凸起701,支撑轮7可以设置为与传动轮4一致的结构,实现与钢带6的啮合,使得钢带和支撑轮7之间的作用力,与钢带6和传动轮4之间的作用力一致,钢带6整体受力更加均衡,使用寿命更长。
可选的,还包括位置反馈装置,位置反馈装置固定在拖板2上。通过位置反馈装置与拖板2进行连接,位置反馈装置实时反馈拖板2相对于床架1的位置,保证在移动患者的时候,能实时采集到精确的位置,便于治疗过程中进行调节。在本实施例中,位置反馈装置可以为光栅尺,光栅尺具有精度高的特定,能提供准确的位置数据。
可选的,位置反馈装置还可以为拉绳位移传感器9,拉绳位移传感器9的拉绳末端与拖板2固定。通过分析拖板2为直线运动,采用光栅尺对拖板2在放射治疗设备机架中心轴线方向上的位置进行检测,设备成本相对较高,光栅尺安装要求精度高,实际安装难度高。如图2所示,通过在床架1上设置一个拉绳位移传感器9,通过拉绳位移传感器9测量拉绳末端的位移距离,通过换算即可测得拖板2在放射治疗设备机架中心轴线方向上的位置,实现了低成本、低安装难度的检测方式。
可选的,拉绳位移传感器9的拉绳末端还可以与拖板2上的连接板8固定。利用连接板8提供拉绳位移传感器9的拉绳末端提供安装位置,利用拖板2运动带动连接板8,连接板8来动拉绳位移传感器9的拉绳末端。连接块8作为钢带6与拖板2之间的连接组件,通过上述连接方式,拉绳传感器9测量连接块8的位移数据,从侧面上能反映出钢带6的运动距离,便于后续对驱动电机3的工况进行检测。
可选的,还包括制动机构,制动机构通过发送制动控制力控制支撑轮7以实现制动。制动机构能通过系统指令进行传动装置的制动效果,防止惯性的效果导致拖板2向前运动,偏移了制定位置。
可选的,制动机构为电磁制动器10,电磁制动器10与支撑轮7的支撑轴的一端连接,通过夹紧支撑轮7实现制动。通过拉绳位移传感器9或者检测传动轮4的转动角度,确定拖板2运动到指定位置后,驱动电机3停止转动,同时通过电磁制动器10夹紧支撑轮7的支撑轴的一端,使得支撑轮7停止传动,由于钢带6通孔601的设计,通过通孔601与第一凸起401,和/或,第二凸起701之间的啮合作用,钢带6停止传动,连接板8不再拉动拖板2,实现了拖板2的制动。由于支撑轮7、钢带6与传动轮4之间的啮合与张紧作用,支撑轮7不再转动后,能通过钢带6对传动轮4也实现制动的效果。
当然,也可以在传动轮4的支撑轴一端也设置一个电磁制动器10,实现支撑轮7与传动轮4的同时制动,为了降低成本,考虑到驱动电机3与拉绳位移传感器9的安装位置,在支撑轮7的支撑轴上连接电磁制动器,能提高空间利用率、节约成本以及降低安装难度。
可选的,为了实现对钢带6传动效果的检测,本传动装置还可以包括编码器11,如图2所示,编码器11与支撑轮7的支撑轴的另一端连接。编码器11可以检测到支撑轮7的传动角度,结合支撑轮7的轮面直径,可以换算出钢带6的运动距离,也就是拖板2的运动距离。通过在传动轮4或驱动电机3上也设置编码器,通过两个编码器采集的数据,以及传动轮4与支撑轮7的尺寸关系,可以得出传动比是否与设计一致,也就是可以得出钢带6是否存在打滑问题,实现了对传动效果的检测。
可选的,编码器11连接位置反馈装置,进行闭环位置反馈操作。编码器11可以通过配合拉绳位移传感器9工作,通过对比支撑轮7上的编码器11数据,也可以得出钢带6是否有打滑问题,此时可以不在传动轮4上设置编码器,减少了编码器的设备投入,也使得传动轮4一侧的结构更加整洁,同样能实现对传动效果的检测。
结合上述在钢带6上设置通孔601的前提在保证钢带6与传动轮4/支撑轮7之间不可能出现打滑的现象出现,编码器11还可以用于对驱动电机3与传动轮4之间的连接关系的检测,以及实现对驱动电机3的工作状态的检测。当驱动电机3与传动轮4之间的连接不稳定的时候,驱动电机3进行驱动传动轮4转动,驱动电机3的转速是通过控制系统设置的,而编码器11检测到的是支撑轮7实际的传动角度,当编码器11检测的数据与系统显示驱动电机3的转速不一致时,就可以得出驱动电机3自身存在故障,或者驱动电机3与传动轮4的连接关系失效或不稳定。解决了对驱动电机3的检测问题。
本申请实施例还提供一种放射治疗床,使用上述的传动装置。
基于采用上述的传动装置,该放射治疗床能高精度,准确地将患者的患处移动到指定位置接受治疗,同时放射治疗床通过采用上述的传动装置,可以实现放射治疗床沿放射治疗设备机架中心轴线方向进行大范围运动,治疗范围大。
本申请实施例还提供一种放射治疗设备,使用上述的放射治疗床。通过使用上述放射治疗床,放射治疗设备整体结构紧凑,整体安装难度降低,维护及设备成本降低。
当然,实施本申请实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。
在本申请的各种实施方式中所使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可修饰各种部件而与顺序和/或重要性无关,但是这些表述不限制相应部件。以上表述仅用于将元件与其它元件区分开的目的。例如,第一用户设备和第二用户设备表示不同的用户设备,虽然两者均是用户设备。例如,在不背离本公开的范围的前提下,第一元件可称作第二元件,类似地,第二元件可称作第一元件。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样,倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请实施例权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请实施例也意图包含这些改动和变型在内。