CN116159253B - 一种加速器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种加速器，包含旋转机架和治疗床，所述旋转机架具有供所述治疗床穿过的旋转孔，该旋转孔的轴线与所述旋转机架的旋转轴线重合，所述加速器包含设置于旋转机架的朝向所述治疗床的一侧的环形导轨，以及连接于所述环形导轨、能沿所述环形导轨滑动、且至少能在与所述环形导轨所在平面交叉的方向上伸缩的机械臂；还包含位置调节装置，所述位置调节装置包含设置于所述机械臂的远离所述环形导轨的一端的床用力感应单元，当对所述床用力感应单元施加应力时，所述床用力感应单元将该应力转化为电信号并输送至控制装置，所述控制装置控制治疗床进行与该应力的大小和/或方向相对应的运动。据此，能够控制治疗床进行精确摆位并提高操作便利性。

Description

一种加速器

技术领域

本申请涉及能够控制治疗床进行精确摆位并提高操作便利性的加速器。

背景技术

在医疗领域中，需要通过控制承载有患者的治疗床进行多维度运动，来完成治疗需要的患者摆位。例如，在恶性肿瘤的放射治疗中，操作者通过控制治疗床进行多维度运动，从而使放射治疗设备发射出的射线，可以精准的照射到患者的肿瘤位置，达到放射治疗病灶的目的。

传统的直线加速器一般配置手控盒，手控盒可挂在床上或天花板上，用于控制治疗床的运动。但由于患者摆位是一个比较复杂的过程，有时需要一只手操作治疗床运动，一只手还要做其他事情，手控盒分担了操作者的注意力，操作起来不太方便。

此外，还有的直线加速器主机的前机壳上配置控制面板，但由于控制面板的位置固定，当操作者距离控制面板较远或角度不适合时，操作起来也不够方便。

尤其是，传统方式中通常通过操作不同功能的按键或摇杆，来实现对治疗床运动方向和运动速度的控制，操作者需要将大量的精力投放到控制面板上，视线还要在控制面板和患者之间来回频繁地切换，增大了操作复杂性。

为此，现有技术中，存在如何控制治疗床进行精确摆位并提高操作便利性的技术课题。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种能够控制治疗床进行精确摆位并提高操作便利性的加速器。为了实现上述目的，本申请的一个方案为，一种加速器，包含旋转机架和治疗床，所述旋转机架具有供所述治疗床穿过的旋转孔，该旋转孔的轴线与所述旋转机架的旋转轴线重合，所述加速器包含设置于所述旋转机架的朝向所述治疗床的一侧的环形导轨，以及连接于所述环形导轨、能沿所述环形导轨滑动、且至少能在与所述环形导轨所在平面交叉的方向上伸缩的机械臂；还包含位置调节装置，所述位置调节装置包含设置于所述机械臂的远离所述环形导轨的一端的床用力感应单元，当对所述床用力感应单元施加应力时，所述床用力感应单元将该应力转化为电信号并输送至控制装置，所述控制装置控制所述治疗床进行与该应力的大小和/或方向相对应的运动。

根据前述的技术方案，通过环形导轨和机械臂的配合，能使床用力感应单元运动至便于操作者操作的位置，并通过床用力感应单元将操作者的作用力转化为电信号，从而控制治疗床进行与该应力的大小和/或方向相对应的运动。

在一个优选的方式中，所述位置调节装置还包括臂用力感应单元，当对所述臂用力感应单元施加应力时，所述臂用力感应单元将该应力转化为电信号并输送至所述控制装置，所述控制装置控制所述机械臂进行与该应力的大小和/或方向相对应的运动。

根据前述的技术方案，操作者能够一手操作臂用力感应单元以控制机械臂的运动，一手操作床用力感应单元以控制治疗床的运动，操作非常方便。

在一个优选的方式中，所述床用力感应单元和所述臂用力感应单元均包含一个力感应组件，所述力感应组件包含固定框架、相对于所述固定框架可移动的活动部，以及分别沿相互垂直的第一方向、第二方向、第三方向延伸的第一应力传递部、第二应力传递部、第三应力传递部；

所述第一应力传递部的两端分别连接所述活动部和固定于所述固定框架的第一传感器；所述第二应力传递部的两端分别连接所述活动部和固定于所述固定框架的第二传感器；所述第三应力传递部的两端分别连接所述活动部和固定于所述固定框架的第三传感器；

所述床用力感应单元、所述臂用力感应单元还分别包含用于手持的床用手柄、臂用手柄；

在装配状态下，所述活动部与所述床用手柄/所述臂用手柄连接，并将所述床用手柄/所述臂用手柄在所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向上受的应力分别经由所述第一应力传递部、所述第二应力传递部、所述第三应力传递部传递给所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器，所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器分别将所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向上的应力转化为相应的电信号输送至所述控制装置。

根据前述的技术方案，活动部将手柄在第一方向、第二方向、第三方向的应力传递给第一传感器、第二传感器、第三传感器，最终将应力的方向、大小转换成相应的电信号输送至控制装置。

在一个优选的方式中，所述第一应力传递部包含在所述第一方向上有规定的形变允许量的第一弹性部件；所述第二应力传递部包含在所述第二方向上有规定的形变允许量的第二弹性部件；所述第三应力传递部包含在所述第三方向上有规定的形变允许量的第三弹性部件。

根据前述的技术方案，第一应力传递部、第二应力传递部、第三应力传递部均为弹性部件例如拉簧，便于运动后带动活动部复位。

在一个优选的方式中，所述活动部还具有活动延伸部，在装配状态下，所述活动延伸部穿过所述固定框架连接所述床用手柄/所述臂用手柄。

根据前述的技术方案，能够将手柄的应力通过活动延伸部传递给活动部。

在一个优选的方式中，还具有连接于所述环形导轨并沿所述环形导轨滑动的滑动部；所述机械臂具有与所述滑动部固定连接的滑块连接臂；所述机械臂还至少具有通过第一转轴与所述滑块连接臂的远离所述滑动部的一端可转动地连接的第一连接臂，所述第一转轴与所述环形导轨所在的平面平行；其中，在所述第一转轴处设有第一驱动电机，所述第一驱动电机根据所述控制装置的信号驱动所述第一连接臂绕所述第一转轴转动。

根据前述的技术方案，机械臂能随着滑动部沿环形导轨的周向移动，还能通过第一连接臂的转动实现机械臂的伸展/折叠，实现多方位摆动和伸缩的效果。

在一个优选的方式中，所述滑动部具有连接于所述环形导轨并沿所述环形导轨滑动的第一滑块，和与所述第一滑块固定连接的、沿所述环形导轨的径向方向延伸的直线导轨，以及沿所述直线导轨滑动的第二滑块；所述机械臂与所述第二滑块固定连接。

根据前述的技术方案，机械臂能随着第二滑块沿环形导轨的径向移动，更便于实现多方位摆动和伸缩。

在一个优选的方式中，在工作状态下，所述第二滑块带动所述滑块连接臂沿所述直线导轨运动至靠近所述环形导轨的中心的位置；在工作结束后，所述第二滑块带动所述滑块连接臂沿所述直线导轨运动至远离所述环形导轨的中心的位置。

根据前述的技术方案，工作结束后，第二滑块带动机械臂远离环形导轨的中心，避免了机械臂与治疗床的碰撞干涉，减少了对治疗过程的干扰。

在一个优选的方式中，在所述滑动部、所述滑块连接臂中的至少一个，设置至少用于为所述第一驱动电机供电的电池模块；在非工作状态下，所述滑动部移动至规定的充电位置，经由外设的充电模块对所述电池模块充电。

根据前述的技术方案，设置跟随机械臂同步地绕环形导轨转动的电池模块，再通过电池模块对机械臂中各个驱动电机供电，不必再额外布线。此外，当工作结束后，充电电池随滑动部返回到初始的充电位置充电，结构简单、操作方便，也降低了成本。

在一个优选的方式中，在所述机械臂的远离所述滑动部的一端设有承托部，所述床用力感应单元和所述臂用力感应单元可拆卸地连接于所述承托部。

在一个优选的方式中，所述承托部为具有相机和成像显示屏的视觉模块。

根据前述的技术方案，将床用力感应单元、臂用力感应单元和视觉模块结合到一起，提高了系统集成度，也方便操作者一起进行运动控制和拍照检测等操作。

在一个优选的方式中，所述机械臂还具有通过第二转轴与所述第一连接臂的远离所述滑动部的一端可转动地连接的第二连接臂，所述第二转轴与所述环形导轨所在的平面平行；以及通过第三转轴与所述第二连接臂的远离所述滑动部的一端可转动地连接的第三连接臂，所述第三转轴与所述环形导轨所在的平面平行；其中，在所述第二转轴处、所述第三转轴处分别设有第二驱动电机、第三驱动电机，所述第二驱动电机、所述第三驱动电机根据所述控制装置的信号分别驱动所述第二连接臂、所述第三连接臂绕所述第二转轴、所述第三转轴转动。

根据前述的技术方案，机械臂具有多节能够伸展/折叠的连接臂，增大了活动的维度，能够方便地将承托部运送至便于操作的位置。

在一个优选的方式中，当对所述床用力感应单元施加应力时，所述床用力感应单元将该应力转化为电信号并输送至控制装置，所述控制装置控制所述治疗床进行与该应力的大小和/或方向相对应的运动，同时所述控制装置控制所述位置调节装置，使其进行与所述治疗床的运动相对应的运动，即所述位置调节装置与所述治疗床的运动方向一致，但两者的运动幅度之间呈规定的比例。

根据前述的技术方案，位置调节装置可以跟随治疗床运动，两者的运动方向一致，运动幅度呈规定的比例，即运动幅度可以相等，也可以呈一定的倍数。

在一个优选的方式中，当所述位置调节装置到达行程极限时，经将所述位置调节装置移动至行程的初始位置，之后所述位置调节装置继续进行与所述治疗床的运动相对应的运动。

根据前述的技术方案，可以克服机械臂行程较短的缺陷，当位置调节装置随机械臂到达行程极限后，再将其拉回原位，就可以继续跟随治疗床进行相应运动。

在一个优选的方式中，分别以M、N为所述治疗床和所述位置调节装置的行程，以L1、L2为所述治疗床和所述位置调节装置的运动幅度，则L2=L1×(N/M)。

根据前述的技术方案，可以使位置调节装置和治疗床同时到达行程的极限。

在一个优选的方式中，存在高速控制模式和低速控制模式；在所述高速控制模式下，所述位置调节装置的运动幅度小于所述治疗床的运动幅度；在所述低速控制模式下，所述位置调节装置的运动幅度大于所述治疗床的运动幅度。

根据前述的技术方案，采用高速控制模式，可以使治疗床的运动幅度相对于位置调节装置更大，以便于快速到达目标位置，采用低速控制模式，位置调节装置的运动幅度相对治疗床更大，可以提高控制精度，对治疗床的位置进行微调。

附图说明

为了更清楚地说明本申请，下面将对本申请的说明书附图进行描述和说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅说明了本申请的一些示例性实施方案的某些方面，对于本领域普通技术人员来说，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它的附图。

图1是例示的是传统加速器结构示意图。

图2是例示的加速器坐标系示意图。

图3是例示的环形导轨和机械臂的位置示意图。

图4是例示的机械臂结构示意图。

图5是例示的承托部与机械臂连接示意图。

图6是例示的床用力感应单元的示意图。

图7是例示的力感应组件的示意图。

图8是例示的第一传感器的示意图。

图9是例示的活动部与传感器的结构示意图。

附图文字说明：

100 旋转机架

101 射线源

102 等中心

103 治疗床

104 旋转孔

1 环形导轨

11 第一滑块

12 第二滑块

13 直线导轨

14 电池模块

15 充电模块

16 导轨支架

2 机械臂

20 滑块连接臂

21 第一连接臂

211 第一转轴

212 第一驱动电机

22 第二连接臂

221 第二转轴

222 第二驱动电机

23 第三连接臂

231 第三转轴

232 第三驱动电机

233 回转机构

3 承托部

31 相机

32 成像显示屏

4 床用力感应单元

41 手柄

42 壳体

43 数据接口

5 臂用力感应单元

51 手柄

6 力感应组件

60 固定框架

601 第一立壁

602 第二立壁

603 第三立壁

61 第一传感器

611 第一应力传递部

612 第一应变片

613 第一框架固定片

614 第一活动部固定片

62 第二传感器

621 第二应力传递部

622 第二应变片

63 第三传感器

631 第三应力传递部

632 第三应变片

65 活动部

651 活动部主体

652 活动延伸部

9 位置调节装置

实施方式

以下参照附图详细描述本申请的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，绝不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。本申请可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本申请透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本申请的范围。应注意到：除非另有说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值等应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本申请中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其它要素的可能。

本申请使用的所有术语（包括技术术语或者科学术语）与本申请所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用词典中定义的术语应当被理解为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非本文有明确地这样定义。

对于本部分中未详细描述的部件、部件的具体型号等参数、部件之间的相互关系以及控制电路，可被认为是相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

加速器坐标系

以下参照图1、图2说明直线加速器的总体构成和空间坐标系。图1是传统加速器结构示意图，图2是加速器坐标系示意图。

参看图1、图2，作为一例，直线加速器包含旋转机架100、治疗床103。为了便于说明，以直线加速器的等中心102即图2中的O点为空间坐标系的原点，以射线源101发射的射线束的中心线方向为Z轴方向，以旋转机架100的旋转轴线所在的方向为Y轴方向，以垂直于Y轴、Z轴的方向为X轴方向。

在本实施例中，以Z轴方向为上下方向，以X轴、Y轴所在平面为水平方向，其中以X轴方向为横向，以Y轴方向为前后方向，旋转机架100朝向治疗床103的方向为前，反之为后。下文如无特别说明，关于方向的表述与此同。可以理解，等中心102是指射线源101发射的射线束的中心线与旋转机架100的旋转轴线的交点。

治疗床103通常为沿Y轴方向放置的纵长形样式，用于承载患者。治疗过程中，一般将患者的病灶例如肿瘤置于等中心102处，旋转机架100能够相对于治疗床103进行多维度的平移和旋转运动，使得射线源101发出的射线束从不同方向照射病灶。

传统技术中，操作者通过控制面板上一个或多个用于标识不同方向的控制按钮或者控制摇杆来控制治疗床103的运动方向。具体的，由于操作者在控制治疗床103运动过程中需要目视患者，因此，操作者在操作过程中需要先看控制面板找到要操作的按钮或摇杆，然后把目光转向患者，再按下按钮或操作摇杆启动运动。若要完成多个维度的运动控制，则操作者的目光要在控制面板和患者之间反复切换，增大了操作的复杂性，也容易造成治疗设备与患者发生碰撞，产生不必要的风险。

环形导轨和机械臂

接下来，结合图3-5对环形导轨1和机械臂2进行具体说明。图3是环形导轨1和机械臂2的位置示意图，图4是机械臂2结构示意图，图5是承托部3与机械臂2连接示意图。

参看图3，直线加速器的旋转机架100具有供治疗床103穿过的旋转孔104，该旋转孔104的轴线沿Y轴方向延伸，即与旋转机架100的旋转轴线重合。作为一种优选的方式，在旋转机架100的朝向治疗床103的前侧，设置有固定于导轨支架16的环形导轨1，优选地，环形导轨1与旋转孔104共轴，此时环形导轨1所在的平面为与Y轴垂直的竖直平面。

此外，还设置有连接于环形导轨1的、能沿环形导轨1滑动、且至少能在与环形导轨1所在平面交叉的方向上伸缩的机械臂2。治疗过程中，治疗床103以穿过环形导轨1的方式放置，使得机械臂2可以在治疗床103的在X轴方向上的两侧来回移动。

参看图4，设置有与环形导轨1连接并能沿其圆周方向上运动的第一滑块11。优选地，还设置有固定于第一滑块11的、沿环形导轨1的径向方向延伸的直线导轨13，以及能沿直线导轨13滑动的第二滑块12。第一滑块11、直线导轨13、第二滑块12共同构成连接环形导轨1和机械臂2的滑动部。

其中，第一滑块11与环形导轨1、第二滑块12与直线导轨13之间分别是直线电机结构，示例性地，环形导轨1、直线导轨13分别设置有直线电机的定子，第一滑块11、第二滑块12分别设置有直线电机的动子，从而在直线电机的驱动下分别沿环形导轨1、直线导轨13进行相应运动。

机械臂2具有与第二滑块12固定连接的滑块连接臂20。优选地，滑块连接臂20沿环形导轨1的径向方向朝环形导轨1的中心延伸。进一步地，机械臂2还具有通过第一转轴211与滑块连接臂20的远离第二滑块12的一端可转动地连接的第一连接臂21，第一转轴211与环形导轨1所在的平面平行。其中，在第一转轴211处设有第一驱动电机212，第一驱动电机212根据控制装置的信号驱动第一连接臂21绕第一转轴211转动。

优选地，机械臂2还具有通过第二转轴221与第一连接臂21的远离第二滑块12的一端可转动地连接的第二连接臂22，第二转轴221与环形导轨1所在的平面平行；以及通过第三转轴231与第二连接臂22的远离第二滑块12的一端可转动地连接的第三连接臂23，第三转轴231与环形导轨1所在的平面平行。进一步优选地，第一转轴211、第二转轴221、第三转轴231彼此之间相互平行。

其中，在第二转轴221、第三转轴231处分别设有第二驱动电机222、第三驱动电机232，第二驱动电机222、第三驱动电机232根据控制装置的信号分别驱动第二连接臂22、第三连接臂23绕第二转轴221、第三转轴231转动。

优选地，第一驱动电机212、第二驱动电机222、第三驱动电机232的输出端分别设置有减速装置，用来降低转速、提升扭矩、匹配惯量。

进一步地，在第三连接臂23的远离第二滑块12的一端设置有承托部3。优选地，承托部3为大致平板型的视觉模块，其正面具有相机31和成像显示屏32。其中，如图5所示，承托部3的背面通过回转机构233与第三连接臂23的远离第二滑块12的一端可转动地连接。

工作过程中，当成像显示屏32提示请确认患者或操作者信息时，拉动后述的臂用力感应单元5的手柄51使承托部3到达患者或操作者脸部位置，通过相机31拍照并进行人脸识别，识别通过后给出患者或操作者的身份信息，可以进行后续操作。如果识别不通过则给出提示，并禁止后续操作。患者以及操作者的照片记录保存，以备以后查询。此功能防止对不正确的患者进行治疗，并保证进行操作的是符合资质的操作者，防止无关人员操作设备，保证治疗质量。

综上，机械臂2能够在第一滑块11的带动下、沿环形导轨1进行绕Y轴的圆周向的运动。同时，通过第一连接臂21、第二连接臂22、第三连接臂23的转动，使得机械臂2既能在环形导轨1的径向上伸展或折叠，进而实现该方向上的伸缩；也能在与环形导轨1所在平面相交叉的方向即前后两侧进行伸展或折叠，换句话说，机械臂2能在与环形导轨1的前后两侧进行摆动或伸缩。由此，承托部3在机械臂2的带动下，能够进行多维度的运动，具有沿X轴、Y轴、Z轴的多个方向上的自由度。

需要说明的是，在工作状态下，第二滑块12带动滑块连接臂20沿直线导轨13运动至靠近环形导轨1的中心的位置，使得机械臂2能够方便地在与环形导轨1所在平面的前后两侧进行伸展和折叠；而在工作结束后，第二滑块12则带动滑块连接臂20沿直线导轨13运动至远离环形导轨1的中心的位置，机械臂2也处于折叠状态，这样使机械臂2远离治疗床103和患者，避免碰撞，并减少对治疗过程的干扰。

此外，在一个优选的方式中，在第一滑块11的径向外侧设置用于为第一驱动电机212、第二驱动电机222、第三驱动电机232以及第一滑块11、第二滑块12处的直线电机供电的电池模块14（参看图3）。工作状态下，电池模块14跟随第一滑块11沿环形导轨1进行圆周向的运动，为各个电机供电。而在非工作状态下，第一滑块11移动至规定的充电位置例如在治疗床103的正上方即Z轴与环形导轨1相交的位置，经由设于此处的充电模块15（参看图3）对电池模块14充电。示例性地，充电方式为无线充电。

可以理解，电池模块14还可以设置于第二滑块12或滑块连接臂20，只要能随第一滑块11和机械臂2一起沿环形导轨1转动即可，这里不作具体限定。

通过设置跟随机械臂2同步地绕环形导轨1转动的电池模块14，再通过电池模块14对各个电机供电，这样就减少了机械臂2处的布线，避免额外的布线对机械臂2的运动产生不必要的干扰。工作结束后电池模块14也能返回至初始的充电位置充电，结构简单、操作方便，并且相对于采用滑环的方式，大幅降低了成本。

位置调节装置

接下来，结合图4和图6-9对作为位置调节装置9进行说明。图6是床用力感应单元4的示意图，图7是力感应组件6的示意图，图8是第一传感器61的示意图，图9是活动部65与传感器的结构示意图。

参看图4，位置调节装置9包含床用力感应单元4、臂用力感应单元5，其中，床用力感应单元4、臂用力感应单元5分别设置于承托部3的两侧，呈对称分布。优选地，床用力感应单元4、臂用力感应单元5结构相同，为了简单起见，这里仅以床用力感应单元4为例进行说明。

参看图6，床用力感应单元4包含用于手持的作为床用手柄的手柄41，以及壳体42、数据接口43和位于壳体42的内部腔室、与手柄41连接的力感应组件6。操作者对手柄41施加作用力例如拉动或推动时，手柄41将受到的应力传递给力感应组件6，力感应组件6将该应力转化为电信号并输送至外部的控制装置，控制装置根据该电信号控制治疗床103进行与该应力的大小和/或方向相对应的运动。

接下来，对力感应组件6进行具体说明。

参看图7、图8，力感应组件6包含固定框架60和位于固定框架60内的活动部65。优选地，固定框架60为正方体结构，活动部65的活动部主体651也为正方体结构。其中，活动部65具有与活动部主体651固定连接的活动延伸部652，在装配状态下，活动延伸部652穿过固定框架60、壳体42与手柄41连接。

固定框架60具有彼此邻接、相互垂直的第一立壁601、第二立壁602、第三立壁603。其中，以垂直于第一立壁601的方向为第一方向，以垂直于第二立壁602的方向为第二方向，以垂直于第三立壁603的方向为第三方向。优选地，在第一立壁601、第二立壁602、第三立壁603分别固定有第一传感器61、第二传感器62、第三传感器63。

优选地，第一传感器61、第二传感器62、第三传感器63结构相同，均为应变片式压力传感器，分别具有第一应变片612、第二应变片622、第三应变片632。为了简单起见，这里仅以第一传感器61为例进行说明。

参看图8，第一应变片612的一侧通过第一框架固定片613固定于固定框架60的第一立壁601，另一侧与第一应力传递部611连接，第一应力传递部611的远离第一应变片612的一端则通过第一活动部固定片614与活动部主体651连接，即第一应力传递部611位于第一立壁601和活动部主体651之间。

其中，第一应力传递部611沿垂直于第一立壁601的第一方向延伸，优选地，第一应力传递部611在第一方向上具有规定的形变允许量，可以被压缩/拉伸，进一步地，第一应力传递部611为作为第一弹性部件的螺旋形的拉簧，便于被压缩/拉伸后带动活动部65复位。

当操作者拉动手柄41沿第一方向运动时，手柄41带动活动部65朝靠近/远离第一立壁601的方向移动，第一应力传递部611被压缩/拉伸，第一应力传递部611将压缩/拉伸形变产生的弹力传递给第一应变片612，使第一应变片612产生应变。当第一应变片612产生压缩应变时，其电阻值减小;当第一应变片612产生拉伸应变时，其电阻值增加。

第一应变片612电阻值的变化再通过相应电路转化为与其所受的应力大小对应的电信号输出至外部的控制装置。控制装置通过对该电信号进行解析，获取操作者对手柄41施加的作用力的大小和方向，进而发出控制指令，控制治疗床103进行与该作用力的大小和/或方向相对应的运动。例如，当操作者对手柄41施加沿第一方向的作用力时，控制系统就控制治疗床103进行沿第一方向的移动，移动速度的大小则与该作用力的大小有关，力度越大运动速度越快。

作为一种优选的方式，第二应变片622和活动部主体651之间连接有沿第二方向延伸的、具有规定的形变允许量的第二应力传递部621，第三应变片632和活动部主体651之间连接有沿第三方向延伸的、具有规定的形变允许量的第三应力传递部631。进一步地，第二应力传递部621、第三应力传递部631分别为作为第二弹性部件、第三弹性部件的螺旋形的拉簧，分别用于将活动部65在第二方向、第三方向上的位移和应力转化为对第二应变片622、第三应变片632的应力，过程原理和第一应变片612相同，这里不过多赘述。

此外，作为一种优选的方式，参看图9，在第一方向上，活动部主体651的两侧对称设置两组第一应力传递部611、第一应变片612；在第二方向上，活动部主体651的两侧对称设置两组第二应力传递部621、第二应变片622；在第三方向上，活动部主体651的两侧对称设置两组第三应力传递部631、第三应变片632。这种两两对称设置的结构，使每个方向上都有两组应力传递部和应变片，从而对活动部65在该方向上的位移和由此传递的应力有更灵敏的响应，提高反应灵敏度。

实际操作过程中，操作者施加给手柄41的力可能朝向任何方向，或前后、或左右、或上下，因此可能在第一方向、第二方向、第三方向中的两个或三个方向上同时存在分力。以在这三个方向上同时存在分力为例，会导致第一应变片612、第二应变片622、第三应变片632同时产生电信号，控制系统根据与这些方向对应的电信号来发出相应指令，以控制治疗床103进行同样方向的运动，运动的速度则与操作者施加的作用力的大小有关，力度越大运动速度越快。

以上以床用力感应单元4为例，对控制装置如何控制治疗床103的运动进行了说明。需要说明的是，臂用力感应单元5与床用力感应单元4的结构相同，也是通过内置的力感应组件6将操作者施加给手柄51的作用力转换为相应的电信号输送给控制装置，控制装置再根据电信号控制机械臂2中的第一驱动电机212、第二驱动电机222、第三驱动电机232以及第一滑块11、第二滑块12处的直线电机，驱动机械臂2进行相应的伸展/折叠动作，最终推动承托部3沿操作者的作用力的方向运动，运动的速度则与该作用力的大小有关，力度越大承托部3的运动速度越快。

如上所述，承托部3设置于机械臂2的远离第二滑块12的一端，而床用力感应单元4、臂用力感应单元5设置于承托部3的两侧。示例性地，承托部3的两侧设有导轨槽，床用力感应单元4、臂用力感应单元5分别设有导轨，将床用力感应单元4、臂用力感应单元5的导轨分别与承托部3的导轨槽对准并推入卡紧。以床用力感应单元4为例，其与承托部3卡紧后，数据接口43与控制装置的数据输入接口即连接到一起，可以进行信号的传输。

操作过程中，操作者可以方便地一手拉动臂用力感应单元5，通过机械臂2将承托部3拉到便于操作的位置，一手拉动床用力感应单元4，控制治疗床103进行相应的运动，增加了操作的便利性。

控制模式

优选地，可以设置跟随模式，即当对床用力感应单元4施加应力时，床用力感应单元4将该应力转化为电信号并输送至控制装置，控制装置控制治疗床103进行与该应力的大小和/或方向相对应的运动，同时控制装置控制设置于承托部3的位置调节装置9，使其进行与治疗床103的运动相对应的运动，即位置调节装置9与治疗床103的运动方向一致，但两者的运动幅度之间呈规定的比例。两者运动幅度之间呈规定的比例，可以是相等的关系，也可以是呈一定倍数的关系，具体根据实际需求而定。

在跟随模式下，在对治疗床103进行运动控制时，还能弥补机械臂2运动行程的不足。例如，治疗床103的Y轴方向的运动行程为1.5米，而机械臂2在该方向的行程为0.6米。当机械臂2推动到极限位置时，如果仍要在同方向控制治疗床103运动，则可单独将机械臂2拉回到运动之前的初始位置，再继续控制治疗床103运动，位置调节装置9则继续跟随治疗床103进行对应的运动。

此外，作为另一例，分别以M、N为治疗床103和位置调节装置9的行程，以L1、L2为治疗床103和位置调节装置9的运动幅度，则L2=L1×(N/M)。这样可以使位置调节装置9和治疗床103同时到达行程的极限，避免了一方首先到达行程极限而带来的操作不便。

此外，还可以通过调整机械臂2和治疗床103二者运动幅度的比率，设置高速控制模式和低速控制模式；根据实际需求，可以采用高速控制模式，使治疗床103相对于位置调节装置9的运动幅度更大，以便于将治疗床103迅速地移动到目标位置附近，也可以采用低速控制模式，治疗床103相对于位置调节装置9的运动幅度更小，以便于对治疗床103的位置进行精细的微调，提高位置调节的精度，使病灶与射线束更精准地对准。

综上，在直线加速器上设置环形导轨1、机械臂2和位置调节装置9，操作者通过单手拉动/推动臂用力感应单元5，就可以将作为视觉模块的承托部3移动到便于操作的位置，再通过单手拉动/推动床用力感应单元4，即可精确地控制治疗床103的运动。

具体而言，由于设置了环形导轨1，可以使机械臂2在治疗床103的横向的两侧方便地移动，使操作者在患者的左右两边都可以方便地操作。同时，可以实现机械臂2在Z轴即上下方向的调节，以适应操作者的不同身高。还可以方便地将承托部3的相机31运动到患者的左、右、上方进行照相，弥补了机械臂2行程有限的问题，大大增加了操作的便利性。

此外，由于采用了力感应组件6，整个操作过程中不必将目光在患者和控制面板之间来回频繁地切换，减少了操作者对控制面板的注意力，使操作者在进行摆位控制时，将更多的注意力用于患者，降低了操作复杂度，提高患者摆位的精度和效率。

应当理解，以上所述的具体实施例仅用于解释本申请，本申请的保护范围并不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其构思加以变更、置换、结合，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种加速器，包含旋转机架和治疗床，所述旋转机架具有供所述治疗床穿过的旋转孔，该旋转孔的轴线与所述旋转机架的旋转轴线重合，所述加速器的特征在于：

包含设置于所述旋转机架的朝向所述治疗床的一侧的环形导轨，以及连接于所述环形导轨、能沿所述环形导轨滑动且至少能在与所述环形导轨所在平面交叉的方向上伸缩的机械臂；

还包含位置调节装置，所述位置调节装置包含设置于所述机械臂的远离所述环形导轨的一端的床用力感应单元，当对所述床用力感应单元施加应力时，所述床用力感应单元将该应力转化为电信号并输送至控制装置，所述控制装置控制所述治疗床进行与该应力的大小和/或方向相对应的运动。

2.根据权利要求1所述的加速器，其特征在于：

所述位置调节装置还包括臂用力感应单元，当对所述臂用力感应单元施加应力时，所述臂用力感应单元将该应力转化为电信号并输送至所述控制装置，所述控制装置控制所述机械臂进行与该应力的大小和/或方向相对应的运动。

3.根据权利要求2所述的加速器，其特征在于：

所述床用力感应单元和所述臂用力感应单元均包含一个力感应组件，所述力感应组件包含固定框架、相对于所述固定框架可移动的活动部，以及分别沿相互垂直的第一方向、第二方向、第三方向延伸的第一应力传递部、第二应力传递部、第三应力传递部；

所述第一应力传递部的两端分别连接所述活动部和固定于所述固定框架的第一传感器；所述第二应力传递部的两端分别连接所述活动部和固定于所述固定框架的第二传感器；所述第三应力传递部的两端分别连接所述活动部和固定于所述固定框架的第三传感器；

所述床用力感应单元、所述臂用力感应单元还分别包含用于手持的床用手柄、臂用手柄；

在装配状态下，所述活动部与所述床用手柄/所述臂用手柄连接，并将所述床用手柄/所述臂用手柄在所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向上受的应力分别经由所述第一应力传递部、所述第二应力传递部、所述第三应力传递部传递给所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器，所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器分别将所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向上的应力转化为相应的电信号输送至所述控制装置。

4.根据权利要求3所述的加速器，其特征在于：

所述第一应力传递部包含在所述第一方向上有规定的形变允许量的第一弹性部件；

所述第二应力传递部包含在所述第二方向上有规定的形变允许量的第二弹性部件；

所述第三应力传递部包含在所述第三方向上有规定的形变允许量的第三弹性部件。

5.根据权利要求4所述的加速器，其特征在于：

所述活动部还具有活动延伸部，在装配状态下，所述活动延伸部穿过所述固定框架连接所述床用手柄/所述臂用手柄。

6.根据权利要求5所述的加速器，其特征在于：

还具有连接于所述环形导轨并沿所述环形导轨滑动的滑动部；

所述机械臂具有与所述滑动部固定连接的滑块连接臂；

所述机械臂还至少具有通过第一转轴与所述滑块连接臂的远离所述滑动部的一端可转动地连接的第一连接臂，所述第一转轴与所述环形导轨所在的平面平行；

其中，在所述第一转轴处设有第一驱动电机，所述第一驱动电机根据所述控制装置的信号驱动所述第一连接臂绕所述第一转轴转动。

7.根据权利要求6所述的加速器，其特征在于：

所述滑动部具有连接于所述环形导轨并沿所述环形导轨滑动的第一滑块，和与所述第一滑块固定连接的、沿所述环形导轨的径向方向延伸的直线导轨，以及沿所述直线导轨滑动的第二滑块；

所述机械臂与所述第二滑块固定连接。

8.根据权利要求7所述的加速器，其特征在于：

在工作状态下，所述第二滑块带动所述滑块连接臂沿所述直线导轨运动至靠近所述环形导轨的中心的位置；

在工作结束后，所述第二滑块带动所述滑块连接臂沿所述直线导轨运动至远离所述环形导轨的中心的位置。

9.根据权利要求6所述的加速器，其特征在于：

在所述滑动部、所述滑块连接臂中的至少一个，设置至少用于为所述第一驱动电机供电的电池模块；

在非工作状态下，所述滑动部移动至规定的充电位置，经由外设的充电模块对所述电池模块充电。

10.根据权利要求6所述的加速器，其特征在于：

在所述机械臂的远离所述滑动部的一端设有承托部，所述床用力感应单元和所述臂用力感应单元可拆卸地连接于所述承托部。

11.根据权利要求10所述的加速器，其特征在于：

所述承托部为具有相机和成像显示屏的视觉模块。

12.根据权利要求6所述的加速器，其特征在于：

所述机械臂还具有通过第二转轴与所述第一连接臂的远离所述滑动部的一端可转动地连接的第二连接臂，所述第二转轴与所述环形导轨所在的平面平行；以及

通过第三转轴与所述第二连接臂的远离所述滑动部的一端可转动地连接的第三连接臂，所述第三转轴与所述环形导轨所在的平面平行；

其中，在所述第二转轴处、所述第三转轴处分别设有第二驱动电机、第三驱动电机，所述第二驱动电机、所述第三驱动电机根据所述控制装置的信号分别驱动所述第二连接臂、所述第三连接臂绕所述第二转轴、所述第三转轴转动。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的加速器，其特征在于：

当对所述床用力感应单元施加应力时，所述床用力感应单元将该应力转化为电信号并输送至控制装置，所述控制装置控制所述治疗床进行与该应力的大小和/或方向相对应的运动，同时所述控制装置控制所述位置调节装置，使其进行与所述治疗床的运动相对应的运动，即

所述位置调节装置与所述治疗床的运动方向一致，但两者的运动幅度之间呈规定的比例。

14.根据权利要求13所述的加速器，其特征在于：

当所述位置调节装置到达行程极限时，将所述位置调节装置移动至行程的初始位置，之后所述位置调节装置继续进行与所述治疗床的运动相对应的运动。

15.根据权利要求13所述的加速器，其特征在于：

分别以M、N为所述治疗床和所述位置调节装置的行程，以L1、L2为所述治疗床和所述位置调节装置的运动幅度，则L2=L1×(N/M)。

16.根据权利要求13所述的加速器，其特征在于：

存在高速控制模式和低速控制模式；

在所述高速控制模式下，所述位置调节装置的运动幅度小于所述治疗床的运动幅度；在所述低速控制模式下，所述位置调节装置的运动幅度大于所述治疗床的运动幅度。

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