CN112604179B - 一种后装机和定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后装机和定位装置。该定位装置包括杠杆、定位球和用以与待测通道连通且相交的定位通道；定位通道的另一端对准且邻接于杠杆的杆周；杠杆设有用以遮挡信号或供信号穿过的媒介部；媒介部的两侧分别设有相对分布的信号发射器和信号接收器；定位球的部分球身用以设于待测通道内且重合于待测细长件在待测通道内的部分穿梭轨迹，定位球的另一部分球身穿入定位通道内且抵接于杠杆；杠杆的支点与媒介部的间距大于与球身的接触点的间距。该定位装置通过定位球的位置变化和杠杆的放大作用实现待测细长件在待测通道内的定位，减少甚至避免对设于杠杆的媒介部的定位作业引入误差，不仅定位精度高，且方便维护。

Description

一种后装机和定位装置

技术领域

本发明涉及信号检测领域，尤其涉及一种定位装置。还涉及一种后装机，包括上述定位装置。

背景技术

近距离放射治疗是一种放射治疗的形式，操作时放射源直接放入被治疗的组织内或放入人体的天然腔内，如鼻咽、食管、宫颈等部位进行照射。后装机即为一种常见的用于实现近距离放射治疗的医疗设备。

后装机中的放射源，一般采用直径为0.9～1.1mm的钢丝绳，并在钢丝绳的头端焊接有同等直径的钢套，套内有放射性核素物质。使用时，放射源沿后装机内设置的通道送出，并到达一定长度位置。为了控制放射源的伸出长度，会在前述通道的指定位置处设置信号收集装置，比如光电开关。当放射源通过前述指定位置时，放射源遮挡光电开关光线从而产生电信号，进而借助这一电信号实现放射源的后续动作控制。

目前普遍使用的检测方法中，当放射源尚未进入通道的指定位置时，光电开关光线发射口发出的光透过透光孔，被光线接收口接收；当放射源进入通道且到达指定位置时，放射源利用自身结构遮挡透光孔，导致光电开关光线发射口发出的光无法传递至光线接收口。根据前述两种不同状态，光电开关产生相应的电信号。

为了满足放射源在通道内的穿梭移动，放射源的直径小于通道的直径，也正是因为放射源的直径小，因此，放射源沿通道移动时，容易在通道内径向跳动而造成漏光，由此产生误报信号。针对这一问题，尽管现有技术通常会通过缩小透光孔的直径、减小放射源和通道二者的直径差来降低误报信号发生的概率，但因此会造成使用时间长后放射源带来的灰尘堆积在透光孔处造成阻塞，同样容易产生误报信号。

综上所述，如何提高放射源在通道内的定位精度，减少误报信号，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种定位装置，可以精确定位待测细长件在待测通道内的位置。本发明的另一目的是提供一种后装机，包括上述定位装置。

为实现上述目的，本发明提供一种定位装置，包括杠杆、定位球和用以与待测通道连通且相交的定位通道；所述定位通道的另一端对准且邻接于所述杠杆的杆周；所述杠杆设有用以遮挡信号或供信号穿过的媒介部；所述媒介部的两侧分别设有相对分布的信号发射器和信号接收器；所述定位球的部分球身用以设于待测通道内且重合于待测细长件在所述待测通道内的部分穿梭轨迹，所述定位球的另一部分球身穿入所述定位通道内且抵接于所述杠杆；所述杠杆的支点与所述媒介部的间距大于与所述球身的接触点的间距。

优选地，所述定位通道在所述定位球的上方垂向延伸；所述媒介部和所述定位球位于所述杠杆的同侧力臂。

优选地，所述支点设于所述杠杆的其中一端。

优选地，所述杠杆的上端面中部设有向下凹陷的圆弧槽；所述杠杆的上方设有与所述圆弧槽相邻、用以约束所述圆弧槽的位置的限位轴。

优选地，所述定位球具体为钢球。

优选地，所述支点设于所述杠杆的中部。

优选地，所述媒介部为贯通设于所述杠杆内的通孔。

优选地，所述杠杆、所述媒介部、所述信号发射器和所述信号接收器四者的外周设有封闭腔。

本发明还提供一种后装机，包括机身、设于所述机身内的待测通道和呈绳状、用以在所述待测通道内穿梭的待测细长件，还包括如上所述的定位装置；所述待测细长件具体为端部设有放射物的钢丝绳。

优选地，所述待测通道水平分布；所述定位通道垂向分布且连通于所述待测通道的中部。

相对于上述背景技术，本发明所提供的定位装置包括杠杆、定位球和用以与待测通道连通且相交的定位通道；其中，杠杆设有用以遮挡信号或供信号穿过的媒介部；媒介部的两侧分别设有相对分布的信号发射器和信号接收器。

该定位装置中，定位通道的其中一端与待测通道连通，另一端对准且邻接于杠杆的杆周；定位球的部分球身用以设于待测通道内，且重合于待测细长件在待测通道内的部分穿梭轨迹，定位球的另一部分球身则穿入定位通道内且抵接于杠杆的杆身。

基于上述结构连接，待测细长件尚未到达待测通道在定位球处时，定位球和杠杆均处于初始位置，媒介部和设于媒介部两侧的信号发射器和信号接收器能够获取到第一信号。

待测细长件到达待测通道在定位球处时，定位球因待测细长件占据了待测通道内的空间而被挤开，因部分定位球已经约束于定位通道内，因此，被待测细长件挤开的定位球只能沿定位通道向杠杆偏移，进而导致设于杠杆的媒介部产生位移。此时，媒介部和设于媒介部两侧的信号发射器和信号接收器能够获取到第二信号。

此外，由于该定位装置中，杠杆的支点与媒介部的间距大于与球身的接触点的间距，因此，定位球被待测细长件挤开时所产生位移量被放大后传递至媒介部，有利于媒介部和设于媒介部两侧的信号发射器和信号接收器精确获取待测细长件在待测通道内的位置信号。

综上，该定位装置以简单的结构实现了待测细长件在待测通道内的定位，不会因待测细长件在待测通道内的轻微动作而产生错误信号，也不会因外界杂质而引入误差，定位精度高，可长期使用，方便维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的定位装置在待测细长件尚未穿入待测通道时的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的定位装置在待测细长件穿入待测通道时的结构示意图。

其中，01-待测通道、02-待测细长件、1-杠杆、2-定位球、3-定位通道、4-媒介部、5-圆弧槽、6-限位轴、7-支点。

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。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明实施例所提供的定位装置在待测细长件尚未穿入待测通道时的结构示意图；图2为本发明实施例所提供的定位装置在待测细长件穿入待测通道时的结构示意图。

本发明提供一种定位装置，适用于定位穿梭于待测通道01内的待测细长件02，包括杠杆1、定位球2和定位通道3。

在第一种具体实施例中，定位通道3与待测通道01相交分布，且定位通道3的其中一端与待测通道01连通，定位通道3的另一端则对准且邻接于杠杆1的杆周。显然，基于定位通道3的端部和杠杆1的杆周的相对位置关系，杠杆1同样与定位通道3相交分布。

杠杆1设有用以遮挡信号或供信号穿过的媒介部4，媒介部4的两侧分别设有相对分布的信号发射器和信号接收器。当媒介部4设置为“用于遮挡信号的媒介部4”时，信号发射器发出的信号在媒介部4尚未处于信号发射器和信号接收器之间时传递至信号接收器，在媒介部4处于信号发射器和信号接收器之间时无法传递至信号接收器。当媒介部4设置为“用于供信号穿过的媒介部4”时，信号发射器发出的信号在媒介部4尚未处于信号发射器和信号接收器之间时无法传递至信号接收器，在媒介部4处于信号发射器和信号接收器之间时传递至信号接收器。媒介部4的前述两种设置方式也可以理解为，以媒介部、信号发射器和信号接收器三者共线时媒介部所处位置为媒介部的目标位置，若媒介部在前述目标位置处遮挡信号发射器和信号接收器之间的信号，则媒介部4可视为“用于遮挡信号的媒介部4”；若媒介部在前述目标位置处暴露信号发射器和信号接收器之间的信号，则媒介部4可视为“用于供信号穿过的媒介部4”。可参考图2，图2中媒介部4具体设置为孔，此孔处于前述目标位置时暴露信号发射器和信号接收器之间的信号，因此，图2中媒介部属于“用于供信号穿过的媒介部4”。反之，假设媒介部呈框架状且框架中部设有挡杆，此挡杆处于目标位置时媒介部遮挡信号，此挡杆脱离目标位置时信号发射器和信号接收器彼此实现信号传递，显然，具有前述结构的媒介部属于“用于遮挡信号的媒介部4”。

定位球2的部分球身用以设于待测通道01内，且这一部分球身重合于待测细长件02在待测通道01内的部分穿梭轨迹；定位球2的另一部分球身穿入定位通道3内且抵接于杠杆1的杆身。结合定位通道3、待测通道01和杠杆1的上述相对位置关系，该定位装置中，若视定位球2在待测通道01内的位置为目标位置，那么，待测细长件02尚未到达通道内的目标位置时，定位球2在待测通道01内静止，杠杆1处于初始位置；待测细长件02穿入并到达通道内的目标位置时，因定位球2占据了待测细长件02的穿梭位置，定位球2被待测细长件02向一侧顶开。由于定位球2的另一部分球身处于定位通道3内，因此，待测细长件02顶开定位球2时，定位球2的运动方向被约束在定位通道3内，也就是说，定位球2只能沿定位通道3移动。基于定位球2和杠杆1的相对位置关系，一旦待测细长件02顶开定位球2，则定位球2朝向杠杆1的杆周移动，将杠杆1顶起，令设于杠杆1的媒介部4的位置发生变化。

显然，基于定位球2的球形结构，其与待测细长件02点接触，且接触灵敏，不存在动作死点，因而待测细长件02可以轻松、方便地顶开定位球2，定位球2在待测通道01内的位置变化也能够准确传递至杠杆1。

其中，杠杆1的支点7与媒介部4的间距大于与球身的接触点的间距。这就意味着，定位球2的球身顶起杠杆1时，定位球2沿定位通道3的延伸方向的位移量被放大并传递给媒介部4，因此媒介部4实际产生的位移大于定位球2产生位移。

至于待测细长件02进入待测通道01的目标位置时，定位球2被待测细长件02朝向哪一方向顶起，则取决于定位通道3的具体延伸方向。至于定位球2在待测细长件02退出待测通道01时如何实现复位，可结合定位通道3的具体延伸方向，定位球2和杠杆1的相对位置分析和设置，包括且不限于利用杠杆1和定位球2的自重实现自复位和利用杠杆1所连接的复位结构例如弹簧、卷簧等弹性体实现复杠杆1和定位球2的复位。

综上，相比于现有技术而言，本发明所提供的定位装置不再以待测细长件02在待测通道01内的相对位置变化直接作为实现待测细长件02定位的参数，而是通过定位球2因待测细长件02穿梭而产生的位置变化以及杠杆1对前述位置变化放大后得到的新的位置变化作为实现待测细长件02定位的参数。因此，设于杠杆1的媒介部4的结构尺寸参数不再受待测细长件02和待测通道01的结构尺寸参数限制，定位球2因待测通道01内待测细长件02的有无而产生位置变化能够准确传递至媒介部4，从而用于精确定位待测细长件02。此外，待测细长件02穿梭于待测通道01内外时，待测细长件02带来的外界杂质也难以影响媒介部4的定位精度，可保障媒介部4在长期工作中的定位精度。

针对本发明所提供的定位装置而言，可应用于后装机等近距离放射治疗设备，也可用于其他具有通道和穿梭于通道内的细长物体的设备。作为被定位对象的细长物体，也就是上文提及的待测细长件02，可以指柔性结构，例如柔性绳，也可以指刚性结构，例如细长杆。

无论是后装机等近距离放射治疗设备，还是其他具有通道和穿梭于通道内的细长物体的设备，一个待测通道01内设有几个上述定位装置，可以根据待测细长件02的具体定位需求分析。例如，待测细长件02在待测通道01内穿梭时，需要在待测通道01内的三处位置分别定位，则该设备可在待测通道01的前述三处位置处分别设置一个定位装置，当待测细长件02逐一到达前述三处位置时，前述三处位置所对应的定位球2和杠杆1产生位移，分别引起三处位置所对应的媒介部4的位置变化。

下面结合附图和实施方式，对本发明所提供的定位装置做更进一步的说明。

本发明所提供的第二种具体实施例以第一种具体实施例为基础，为了实现定位球2和杠杆1利用自重实现自复位，该定位装置中，定位通道3在定位球2的上方垂向延伸，与此同时，媒介部4和定位球2二者位于杠杆1的同侧力臂。

定位通道3设于定位球2的上方且垂向延伸，因此，当待测细长件02进入待测通道01并到达定位球2所在位置时，定位球2被向上顶起，并将这一运动向上传递至杠杆1。因媒介部4和定位球2位于杠杆1的同侧力臂，因此，定位球2的位移方向和媒介部4的位移方向相同，也就是说，媒介部4同样向上移动。

一旦待测细长件02脱离待测通道01，则定位球2、杠杆1和设于杠杆1的媒介部4在自重作用下下落，重新回到初始位置，实现复位。

其中，为了保障定位球2和杠杆1在自重作用下的复位效果，定位球2具体可设置为钢球；定位球2和媒介部4可共同设于杠杆1中力臂较长的部分杆体。

定位球2设为钢球，一则可以增大定位球2的质量，保障定位球2在自重作用下的复位效果；二则可以提高定位球2的结构强度和耐磨性，避免因待测细长件02和定位球2长期摩擦而磨损定位球2。

定位球2和媒介部4均设于杠杆1中力臂较长的部分杆体，因此，杠杆1在无外力作用下，前述部分杆体相对于杠杆1的支点7偏下，而另一部分杆体相对于支点7偏上或与支点7重合。例如，当杠杆1的支点7设于杠杆1的中部时，无论是杠杆1中力臂较长的部分杆体，还是力臂较短的部分杆体，二者的长度均大于0。因此，杠杆1无外力作用时，杠杆1中力臂较短的部分杆体会向支点7的上方倾斜。当杠杆1的支点7设于杠杆1的其中一端时，该杠杆1实际上仅具有一个力臂，另一力臂的长度为0。显然，此时杠杆1若不受外力作用，则杠杆1的力臂朝向支点7的下方倾斜。

可参考图1和图2，本发明所提供了一种杠杆1的具体安装结构。该示例中，杠杆1的支点7设于杠杆1的一端，媒介部4设于杠杆1的另一端。定位球2向上顶起杠杆1时，媒介部4以支点7为圆心向上偏转。当定位球2向上定位杠杆1时，设于杠杆1的左端的媒介部4向上偏转，且媒介部4因这一偏转而产生垂向位移分量明显大于定位球2在垂向上的位移量。

进一步地，杠杆1的上端面中部设有向下凹陷的圆弧槽5；与之相适应地，杠杆1的上方设有一个限位轴6。由于圆弧槽5与前述限位轴6邻近，因此，杠杆1绕支点7转动时，圆弧槽5向上偏移直至接触限位轴6，圆弧槽5因限位轴6而无法继续向上偏移，由此约束杠杆1向上偏转的最大角度，避免杠杆1因向上偏转的角度过大而无法顺畅回落。

该实施例中，媒介部4具体可设为贯通于杠杆1内的通孔。为了提高该定位装置的定位精度，通孔在待测细长件02尚未穿入待测通孔，同时也是定位球2和杠杆1尚且处于初始位置时，对准信号发射器和信号接收器，实现信号发射器发出的信号传递至信号接收器。相反，通孔在待测细长件02穿入且到达待测通孔的目标位置，同时也是定位球2和杠杆1向上移动时，偏离信号发射器和信号接收器，阻挡信号发射器向信号接收器发出的信号。

以后装机为例，待测通孔和待测细长件02的直径通常仅为几毫米，例如，后装机内的钢丝绳和放射物的径向尺寸仅为0.9～1.1mm，一旦钢丝绳穿入待测通孔并占据待测通孔内的空间，则定位球2被钢丝绳向上顶起的直线位移量接近远小于钢丝绳的径向尺寸，尽管这一尺寸较小，但本发明所提供的定位装置可以通过杠杆1放大这一直线位移量，导致媒介部4在垂向上产生的直线位移分量达到1～3mm甚至更大。因此，对于本发明所提供的定位装置而言，避免了媒介部4的尺寸受待测通孔和待测细长件02的尺寸约束，降低甚至完全避免了待测细长件02因在待测通道01内径向跳动而给定位作业带来的误差。

为了实现更好的技术效果，本发明所提供的定位装置中，杠杆1、媒介部4、信号发射器和信号接收器四者的外周设有封闭腔，换言之，杠杆1、媒介部4、信号发射器和信号接收器此四者均位于同一封闭空间内，与外界并不相通。因此，外界的杂质既不会直接进入这一封闭空间而影响媒介部4的定位精度，也不会自待测通道01和定位通道3进入这一封闭空间而影响媒介部4的定位精度。

在上述任一实施例的基础上，本发明还提供一种后装机，包括机身、待测通道01、待测细长件02和如上所述的定位装置。

该后装机中，待测通道01通常水平设于机身内，定位装置的定位通道3垂向分布且连通于待测通道01；待测细长件02具体为端部设有放射物的钢丝绳，钢丝绳及其端部的放射物在待测通道01内穿梭。

针对定位装置在上述后装机中的具体安装结构，以需要采集钢丝绳到达待测通道01的长度中点处的位置信号为例，定位通道3垂向连通于待测通道01的中点处，一旦钢丝绳到达定位通道3的中点处，则钢丝绳将定位球2向杠杆1一侧顶起，此时媒介部4和设于媒介部4两侧的信号发射器和信号接收器获取到第一信号。钢丝绳始终处于待测通道01时，这一信号维持不变，当钢丝绳退出待测通道01的中点时，定位球2和杠杆1回落，媒介部4和设于媒介部4两侧信号发射器和信号接收器获取到第二信号。

综上，本发明所提供的后装机及其定位装置以简单的结构实现了待测细长件02在待测通道01内的定位，不会因待测细长件02在待测通道01内的轻微动作而产生错误信号，也不会因外界因素而引入误差，定位精度高，可长期使用，减少维护作业量。

以上对本发明所提供的后装机和定位装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种定位装置，其特征在于，包括杠杆(1)、定位球(2)和用以与待测通道(01)连通且相交的定位通道(3)；所述定位通道(3)的另一端对准且邻接于所述杠杆(1)的杆周；所述杠杆(1)设有用以遮挡信号或供信号穿过的媒介部(4)；所述媒介部(4)的两侧分别设有相对分布的信号发射器和信号接收器；所述定位球(2)的部分球身用以设于待测通道(01)内、且重合于待测细长件(02)在待测通道内的部分穿梭轨迹，所述定位球(2)的另一部分球身穿入所述定位通道(3)内且抵接于所述杠杆(1)；所述杠杆(1)的支点(7)与所述媒介部(4)的间距大于与所述球身的接触点的间距。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述定位通道(3)在所述定位球(2)的上方垂向延伸；所述媒介部(4)和所述定位球(2)位于所述杠杆(1)的同侧力臂。

3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述支点(7)设于所述杠杆(1)的其中一端。

4.根据权利要求3所述的定位装置，其特征在于，所述杠杆(1)的上端面中部设有向下凹陷的圆弧槽(5)；所述杠杆(1)的上方设有与所述圆弧槽(5)相邻、用以约束所述圆弧槽(5)的位置的限位轴(6)。

5.根据权利要求4所述的定位装置，其特征在于，所述定位球(2)具体为钢球。

6.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述支点(7)设于所述杠杆(1)的中部。

7.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述媒介部(4)为贯通设于所述杠杆(1)内的通孔。

8.根据权利要求1至7任一项所述的定位装置，其特征在于，所述杠杆(1)、所述媒介部(4)、所述信号发射器和所述信号接收器四者的外周设有封闭腔。

9.一种后装机，其特征在于，包括机身、设于所述机身内的待测通道(01)和呈绳状、用以在所述待测通道(01)内穿梭的待测细长件(02)，还包括如权利要求1至8任一项所述的定位装置；所述待测细长件(02)具体为端部设有放射物的钢丝绳。

10.根据权利要求9所述的后装机，其特征在于，所述待测通道(01)水平分布；所述定位通道(2)垂向分布且连通于所述待测通道(01)的中部。

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