CN207401025U - 一种机械臂治疗床 - Google Patents

Abstract

一种机械臂治疗床，解决现有质子医疗设备治疗床存在的体积大，运动精度低，摆动角度有限，易与治疗头发生碰撞，影响治疗效果的问题。包括固定立柱和治疗床体，其特征在于：固定立柱的两侧分别设置带有升降滑块的升降导轨，固定立柱的底座上设置升降电机和升降传动机构；升降筒柱通过滑块连接口，与设置在升降滑块上的筒柱连接板相连；升降筒柱筒体与传动丝杠的丝杠螺母相连；第一机械臂筒柱连接端与升降筒柱上端转动连接，第一机械臂的机械臂连接端与第二机械臂一端的下侧转动连接；第二机械臂的另一端设置有与治疗床体相连的机械手腕。其设计合理，结构紧凑，治疗床工作空间大、运动过程平稳，定位准确、迅速，操作简单，使用安全可靠。

Description

一种机械臂治疗床

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及一种结构紧凑，患者移动量小，定位准确、迅速，安全性高，操作方便的机械臂治疗床。

背景技术

质子医疗设备的治疗床，是将病人运送到质子放疗设备中，以进行全方位扫描的装置。治疗床的作用在于定位患者，包括在X 射线图像定位过程中和患者治疗过程中的定位，同时它还可用于质量保证流程中体模的定位。

作为质子放射治疗系统的重要组成部分,治疗床为质子放射治疗提供灵活、高精度的患者摆位手段。但现有结构的治疗床体积大，运动精度低，摆动角度有限，由于治疗舱空间的限制，在定位、治疗期间需要大范围调节治疗床的姿态和位置，经常需要将治疗床移出治疗舱，调整好姿态后再移入舱内；并且存在床体与旋转支架及治疗头发生碰撞的危险，延长操作时间，严重影响治疗效果。故有必要对现有技术的质子医疗设备治疗床予以改进。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种结构紧凑，患者移动量小，定位准确、迅速，安全性高，操作方便的机械臂治疗床。

本实用新型所采用的技术方案是：该机械臂治疗床包括固定立柱和治疗床体，其特征在于：所述固定立柱由立柱体构成，立柱体的两侧分别设置有升降导轨，升降导轨上设置升降滑块，升降滑块上设置有筒柱连接板；立柱体的下端设置有底座，底座上设置有升降电机，升降电机的输出轴与升降传动机构的输入端相连，升降传动机构的输出端则与竖直布置的传动丝杠下端相连，传动丝杠的上端与立柱体相连，传动丝杠上设置有丝杠螺母；固定立柱的外侧设置有升降筒柱，升降筒柱包括筒体，筒体下部的两侧分别设置有滑块连接口，升降筒柱通过滑块连接口与设置在升降滑块上的筒柱连接板相连；升降筒柱的筒体与设置在传动丝杠上的丝杠螺母相连；升降筒柱的上端设置有第一机械臂，第一机械臂由第一臂体构成，第一臂体包括筒柱连接端和机械臂连接端，第一臂体的筒柱连接端设置有第一旋转传动机构，第一旋转传动机构与第一旋转电机相连；第一臂体的机械臂连接端设置有第二旋转传动机构，第二旋转传动机构与第二旋转电机相连；第一机械臂筒柱连接端的下侧与升降筒柱的上端转动连接，第一机械臂的机械臂连接端设置有第二机械臂；第二机械臂由第二臂体构成，第二臂体一端的下侧与第一机械臂的机械臂连接端上侧转动连接，第二臂体的另一端设置有机械手腕，第二机械臂的第二臂体内设置有手腕驱动电机，手腕驱动电机的输出轴与手腕传动机构的输入端相连，手腕传动机构的输出端与机械手腕的驱动端相连；机械手腕的端部设置有床体连接头，床体连接头与所述治疗床体的下部相连。

所述竖直布置的传动丝杠上设置的丝杠螺母上端，设置有筒柱举升块，筒柱举升块与升降筒柱的筒体相连。以便于升降筒柱随着丝杠螺母上升和下降。

所述固定立柱外侧设置的升降筒柱前侧、与升降传动机构相对应的位置处，设置有卡槽。以方便升降筒柱的回落，并降低设备的整体高度。

所述固定立柱底座上设置的升降电机的输出端，设置有抱闸装置。以在错误操作或发生意外时，实现升降电机的自动抱闸、锁死，确保患者的安全。

所述第一臂体筒柱连接端设置的第一旋转传动机构，以及第一臂体机械臂连接端设置的第二旋转传动机构，均为RV减速器；RV减速器的输入端分别与第一旋转电机和第二旋转电机的输出轴相连。以通过RV减速器充分地传递转矩，同时减小旋转传动机构的体积，提高设备的整体紧凑性。

所述第一臂体的筒柱连接端与升降筒柱之间，以及第一臂体的机械臂连接端与第二机械臂之间，分别设置有交叉滚子轴承。以便于承受机械臂末端的倾覆力矩，延长设备的使用寿命。

所述机械手腕端部设置的治疗床体的材料为碳纤维复合材料。

本实用新型的有益效果：由于本实用新型采用由立柱体构成的固定立柱，立柱体的两侧分别设置带有升降滑块的升降导轨，升降滑块上设置筒柱连接板；立柱体的底座上设置升降电机，升降电机与升降传动机构相连，升降传动机构与竖直布置的传动丝杠下端相连，传动丝杠上设置丝杠螺母；固定立柱外侧的升降筒柱通过滑块连接口与设置在升降滑块上的筒柱连接板相连；升降筒柱的筒体与设置在传动丝杠上的丝杠螺母相连；第一机械臂第一臂体的筒柱连接端设置第一旋转传动机构，第一旋转传动机构与第一旋转电机相连；第一臂体的机械臂连接端设置第二旋转传动机构，第二旋转传动机构与第二旋转电机相连；第一机械臂筒柱连接端与升降筒柱的上端转动连接，第一机械臂的机械臂连接端与第二机械臂第二臂体一端的下侧转动连接；第二机械臂的另一端设置机械手腕，第二机械臂的第二臂体内设置手腕驱动电机，手腕驱动电机与手腕传动机构相连，手腕传动机构与机械手腕相连；机械手腕的端部与治疗床体下部相连的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，治疗床工作空间大、运动过程平稳，临床准确性高，患者移动量小，治疗时间短，患者自由空间大；操作简单，使用安全可靠，定位准确、迅速，能够有效地提高治疗效果。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1中的固定立柱的一种结构示意图。

图3是图1中的升降筒柱的一种结构示意图。

图4是图1中的第一机械臂的一种结构示意图。

图5是图4的A向视图。

图6是图1中的第二机械臂和机械手腕的一种结构示意图。

图中序号说明：1固定立柱、2升降电机、3升降筒柱、4第一机械臂、5第二机械臂、6机械手腕、7治疗床体、8升降传动机构、9底座、10立柱体、11筒柱连接板、12升降滑块、13升降导轨、14传动丝杠、15筒柱举升块、16丝杠螺母、17筒体、18卡槽、19滑块连接口、20第一臂体、21筒柱连接端、22第一旋转传动机构、23第一旋转电机、24第二旋转电机、25机械臂连接端、26电机凹槽、27第二旋转传动机构、28第二臂体、29手腕驱动电机、30手腕传动机构、31床体连接头。

具体实施方式

根据图1～6详细说明本实用新型的具体结构。该机械臂治疗床包括由立柱体10构成的固定立柱1和治疗床体7，其中固定立柱1立柱体10的两侧，分别设置有用于为升降筒柱3上升和下降导向的升降导轨13。立柱体10两侧的升降导轨13上，分别设置有升降滑块12，两个升降滑块12上分别设置有用于与升降筒柱3筒体17相连的筒柱连接板11。固定立柱1立柱体10的下端设置有用于与基坑底部连接的底座9，底座9上设置有升降电机2。升降电机2的输出轴，通过减速器与由传动齿轮构成的升降传动机构8输入端相连接；升降传动机构8的输出端则与竖直布置在立柱体10前侧的传动丝杠14下端相连接，传动丝杠14的上端与立柱体10的上部相连接；传动丝杠14上设置有用于驱动升降筒柱3上升和下降的丝杠螺母16。为了便于升降筒柱3随着丝杠螺母16的上升和下降，传动丝杠14上设置的丝杠螺母16的上端，设置有筒柱举升块15；筒柱举升块15与升降筒柱3的筒体17内侧相连接。

固定立柱1的外侧，套设有用于驱动治疗床体7上升和下降的升降筒柱3。升降筒柱3由筒体17构成，升降筒柱3筒体17下部的两侧，分别设置有用于与升降滑块12上的筒柱连接板11相连接的滑块连接口19。升降筒柱3的筒体17通过滑块连接口19与设置在升降滑块12上的筒柱连接板11相连接，以对升降筒柱3的上升和下降进行导向；升降筒柱3的筒体17，与设置在传动丝杠14丝杠螺母16上端的筒柱举升块15相连接，以对升降筒柱3的上升和下降进行驱动。出于方便升降筒柱3回落的目的，固定立柱1外侧设置的升降筒柱3的前侧、与升降传动机构8相对应的位置处，设置有用于躲避升降传动机构8的卡槽18，同时可降低设备的整体高度。为了在操作错误或发生意外时，实现升降电机2的自动抱闸、锁死，确保治疗床体7上患者的安全，固定立柱1底座9上设置的升降电机2的输出端，设置有抱闸装置。

套设在固定立柱1外侧的升降筒柱3的上端，设置有用于治疗床体7定位的第一机械臂4。第一机械臂4由第一臂体20构成，第一臂体20包括筒柱连接端21和机械臂连接端25。为了减小旋转传动机构的体积，提高设备的整体紧凑性，第一臂体20的筒柱连接端21设置有由RV减速器构成的第一旋转传动机构22；RV减速器的输入端，与设置在第一臂体20内的第一旋转电机23的输出轴相连接。通过由一个行星齿轮减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成的RV减速器，充分地传递转矩。RV减速器结构紧凑，传动比大，在一定条件下具有自锁功能，且振动小，噪音低，能耗少。第一臂体20的机械臂连接端25设置有同样由RV减速器构成的第二旋转传动机构27；RV减速器的输入端，与设置在第一臂体20电机凹槽26内的第二旋转电机24的输出轴相连接。

第一机械臂4第一臂体20的筒柱连接端21下侧，与升降筒柱3的上端通过转轴进行转动连接；为了便于承受机械臂末端的倾覆力矩，延长设备的使用寿命，第一机械臂4的筒柱连接端21与升降筒柱3之间，设置有交叉滚子轴承。第一机械臂4的机械臂连接端25设置有第二机械臂5，第二机械臂5由第二臂体28构成；第二机械臂5第二臂体28一端的下侧，与第一机械臂4的机械臂连接端25上侧通过转轴进行转动连接；第一臂体20的机械臂连接端25与第二机械臂5之间，同样设置有交叉滚子轴承。第二机械臂5第二臂体28的另一端则设置有用于调节治疗床体7姿态的机械手腕6，第二机械臂5的第二臂体28内设置有三个用于驱动机械手腕6各轴动作的手腕驱动电机29；各手腕驱动电机29的输出轴，分别与手腕传动机构30的相应输入端相连接；手腕传动机构30的输出端与机械手腕6的驱动端相连接。机械手腕6采用德国KUKA机器人有限公司的KR350型机械臂，以实现治疗床腕部三个自由度的旋转运动。机械手腕6的端部设置有床体连接头31，床体连接头31与治疗床体7的下部相连接。根据具体使用需要，机械手腕6端部设置的治疗床体7，可采用QFIX公司的QUANTUM型号碳纤维复合材料床体。

该机械臂治疗床使用时，首先，通过固定立柱1底部的底座9，将整个装置设置在质子医疗设备附近的基坑底部，且第一机械臂4、第二机械臂5和治疗床体7均位于基坑上方、地面以上的适当位置；初始状态为升降筒柱3下落到最低位置，机械手腕6端部的治疗床体7位于水平位置。开始治疗时，驱动第一旋转电机23和第二旋转电机24，使第一机械臂4和第二机械臂5分别沿其竖直回转轴、在水平面内产生传动，让机械臂治疗床的治疗床体7移动到方便患者上下床的位置。

待患者上床并固定好之后，再次驱动第一机械臂4和第二机械臂5，使治疗床体7移动到质子医疗设备的X 射线图像定位的区域内。然后，根据初定位图像，通过对第二机械臂5前端设置的KR350型机械手腕6各轴角度的调整，对治疗床体7的位置、姿态进行精确定位；最后，经过机械臂治疗床和治疗室内的坐标系转换，将治疗床体7移动至相应的治疗位置，开始治疗。能够理解的是，如果需要进行多角度、多位置的治疗；在治疗过程中，治疗床体7可根据治疗计划的进度和要求，相应地进行姿态和位置的调整。治疗结束后，驱动治疗床体7移动至方便患者上下床的位置，让患者下床、离开；定位准确、迅速，治疗效果好，使用安全可靠。

Claims (7)

1.一种机械臂治疗床，包括固定立柱（1）和治疗床体（7），其特征在于：所述固定立柱（1）由立柱体（10）构成，立柱体（10）的两侧分别设置有升降导轨（13），升降导轨（13）上设置升降滑块（12），升降滑块（12）上设置有筒柱连接板（11）；立柱体（10）的下端设置有底座（9），底座（9）上设置有升降电机（2），升降电机（2）的输出轴与升降传动机构（8）的输入端相连，升降传动机构（8）的输出端则与竖直布置的传动丝杠（14）下端相连，传动丝杠（14）的上端与立柱体（10）相连，传动丝杠（14）上设置有丝杠螺母（16）；固定立柱（1）的外侧设置有升降筒柱（3），升降筒柱（3）包括筒体（17），筒体（17）下部的两侧分别设置有滑块连接口（19），升降筒柱（3）通过滑块连接口（19）与设置在升降滑块（12）上的筒柱连接板（11）相连；升降筒柱（3）的筒体（17）与设置在传动丝杠（14）上的丝杠螺母（16）相连；升降筒柱（3）的上端设置有第一机械臂（4），第一机械臂（4）由第一臂体（20）构成，第一臂体（20）包括筒柱连接端（21）和机械臂连接端（25），第一臂体（20）的筒柱连接端（21）设置有第一旋转传动机构（22），第一旋转传动机构（22）与第一旋转电机（23）相连；第一臂体（20）的机械臂连接端（25）设置有第二旋转传动机构（27），第二旋转传动机构（27）与第二旋转电机（24）相连；第一机械臂（4）筒柱连接端（21）的下侧与升降筒柱（3）的上端转动连接，第一机械臂（4）的机械臂连接端（25）设置有第二机械臂（5）；第二机械臂（5）由第二臂体（28）构成，第二臂体（28）一端的下侧与第一机械臂（4）的机械臂连接端（25）上侧转动连接，第二臂体（28）的另一端设置有机械手腕（6），第二机械臂（5）的第二臂体（28）内设置有手腕驱动电机（29），手腕驱动电机（29）的输出轴与手腕传动机构（30）的输入端相连，手腕传动机构（30）的输出端与机械手腕（6）的驱动端相连；机械手腕（6）的端部设置有床体连接头（31），床体连接头（31）与所述治疗床体（7）的下部相连。

2.根据权利要求1所述的机械臂治疗床，其特征在于：所述竖直布置的传动丝杠（14）上设置的丝杠螺母（16）上端，设置有筒柱举升块（15），筒柱举升块（15）与升降筒柱（3）的筒体（17）相连。

3.根据权利要求1所述的机械臂治疗床，其特征在于：所述固定立柱（1）外侧设置的升降筒柱（3）前侧、与升降传动机构（8）相对应的位置处，设置有卡槽（18）。

4.根据权利要求1所述的机械臂治疗床，其特征在于：所述固定立柱（1）底座（9）上设置的升降电机（2）的输出端，设置有抱闸装置。

5.根据权利要求1所述的机械臂治疗床，其特征在于：所述第一臂体（20）筒柱连接端（21）设置的第一旋转传动机构（22），以及第一臂体（20）机械臂连接端（25）设置的第二旋转传动机构（27），均为RV减速器；RV减速器的输入端分别与第一旋转电机（23）和第二旋转电机（24）的输出轴相连。

6.根据权利要求1所述的机械臂治疗床，其特征在于：所述第一臂体（20）的筒柱连接端（21）与升降筒柱（3）之间，以及第一臂体（20）的机械臂连接端（25）与第二机械臂（5）之间，分别设置有交叉滚子轴承。

7.根据权利要求1所述的机械臂治疗床，其特征在于：所述机械手腕（6）端部设置的治疗床体（7）的材料为碳纤维复合材料。