一种医用加速器的铅挡伸缩组合机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物理技术领域，尤其涉及一种医用加速器的铅挡伸缩组合机构。
【背景技术】
[0002]医用加速器是生物医学上的一种用来对肿瘤进行放射治疗的粒子加速器装置，设备在运行过程中能够发出多档电子线和X射线，射线根据构成来源可分为:原射线、散射线和治疗头漏射线。原射线是指治疗头准直器直接辐射出来的射线。散射线是指原射线与周围物质相互作用而产生的射线，散射线和漏射线向四周辐射。由于加速器所产生的电子束能量很高，因此原射线的防护显得尤为重要，针对它所做的防护可分为两个部分，第一部分为与治疗头对应位置的随动铅挡，第二层为治疗室防护墙。
[0003]在医用加速器里所用的铅挡根据其使用部位主要可分为两种，一种是用以针对患者非治疗部位以外区域进行个体防护，其作用是避免患者因散射线等的辐射对其正常生理组织结构产生影响；另一种用以对放射治疗头射束张角范围内进行区域整体屏蔽防护，例如上述所述的治疗头随动铅挡。
[0004]其中，铅挡伸缩组合机构用以实现铅挡的升降动作。如果医用加速器不采用治疗头随动铅挡机构，则由于要充分考虑防护剂量，治疗室防护墙的厚度会因此大大增加，医院相应的施工建设成本也会增大。
[0005]从加速器的使用角度出发，在治疗开始前，铅挡机构应能够动作到位，在治疗头工作的旋转过程中，铅挡应与治疗头照射区域保持一致。铅挡结构本身整体自重较大，受加速器整体布局影响，结构外形尺寸有限。铅挡的动作结构应满足结构紧凑、动作稳定可靠、收放自如的要求。从机构动作实现方面考虑，采用单个大转矩输出电机提供动力的常规方式无法满足使用要求；从工作行程方面考虑铅挡的升降运动行程较大，如果采用简单的单级传动，那么所占用的行程空间过大，则无法满足使用要求。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题是提供一种医用加速器的铅挡伸缩组合机构，采用多个电机并联及齿轮、花键、螺旋等多种传动方式的优化组合，实现铅挡在起始位置和工作位置间的升降运动，且能够有效地压缩空间尺寸，较好地保证系统整体结构的刚度和运动精度。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0008]依据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种医用加速器的铅挡伸缩组合机构，包括:
[0009]多个电机、多个蜗轮蜗杆减速机及传动轴；
[0010]其中，传动轴包括:大齿轮轴、螺柱及多个小齿轮轴，大齿轮轴为空心轴，螺柱位于大齿轮轴的内部，并位于医用加速器的铅挡的下方，且多个电机分别通过其对应蜗轮蜗杆减速机与对应的小齿轮轴连接；
[0011]电机通过蜗轮蜗杆减速机将力矩输出到小齿轮轴，并通过大齿轮轴与小齿轮轴间的相互啮合，带动大齿轮轴转动，且通过大齿轮轴与螺柱的花键配合，带动螺柱向上或向下运动，进而带动铅挡向上或向下运动。
[0012]其中，螺柱包括上螺柱、下螺柱和中间螺柱，中间螺柱和上螺柱均为空心螺柱，且中间螺柱的内壁设有向内凸起的圆周凸台，且下螺柱位于中间螺柱的内部，并与凸台相接触，上螺柱位于中间螺柱和下螺柱之间，且位于凸台的上方，且上螺柱的顶端固定连接在铅挡的下方。
[0013]其中，还包括安装于大齿轮轴底部的端盖，且下螺柱的底部固定在端盖的底部。
[0014]其中，中间螺柱的外壁为贯通的外花键，并与大齿轮轴的内壁构成渐开线花键配合，中间螺柱的内壁及凸台的内壁均呈阶梯状，分别与上螺柱和下螺柱的外螺纹螺旋传动，其中，上螺柱的外螺纹和下螺柱的外螺纹的螺旋线方向相反。
[0015]其中，还包括:多个导向部件，导向部件包括内导柱、中间导柱及外导柱，且外导柱与铅挡底座固定连接，中间导柱和内导柱逐级脱出，通过相互间的定位面构成滑动配合。
[0016]其中，多个导向部件均匀分布于铅挡下方，并位于传动轴的周围。
[0017]其中，多个电机、多个蜗轮蜗杆减速机及传动轴均位于医用加速器的铅挡箱体内。
[0018]其中，多个电机均匀分布于传动轴的周围。
[0019]其中，电机的数量、小齿轮轴的数量均与蜗轮蜗杆减速机的数量相等。
[0020]本实用新型的有益效果是:
[0021]本实用新型的医用加速器的铅挡伸缩组合机构中，电机产生动力，并通过蜗轮蜗杆减速器将力矩输出到小齿轮轴，然后经过齿轮传动将电机的输出转矩传递到大齿轮轴，接着通过螺柱与大齿轮轴的花键配合带动螺柱向上或向下运动，最终实现铅挡在起始位置和工作位置间的升降运动。
[0022]本实用新型的医用加速器的铅挡伸缩组合机构，在使用时其输出功率能够满足使用要求，即能够输出足够的轴向推力。从输出功率计算可知，系统的总输出推力大于工作载荷。因为通过多个电机的并联使用克服了单一电机结构尺寸过大的问题，同时使系统拥有了一定的冗余度，大大提高了整个系统的工作可靠性，同时增强了其免维护性，更适合在医疗设备领域推广应用和实施。
[0023]一般地，铅挡上侧受限于治疗床所占用的活动空间，下侧受限于其它系统部件的工作空间，所以对使用环境的空间要求较为严格。然而常见的类似结构，如多级液压缸串联使用的起重机臂结构，虽然可以确保长行程的使用要求，但是无法满足本系统的使用环境要求。本实用新型的方案通过齿轮、花键、螺旋等多种传动方式的优化组合传递轴向运动和动力，有效地压缩了空间尺寸，较好地保证了系统整体结构的刚度和运动精度。
【附图说明】
[0024]图1表不医用加速器箱体的外形图；
[0025]图2表示本实用新型实施例的医用加速器的铅挡伸缩组合机构主要结构图；
[0026]图3表示图2中沿B-B方向的剖面示意图；
[0027]图4表示本实用新型实施例的医用加速器的铅挡伸缩组合机构的工作位置示意图；
[0028]图5表示图3中的沿C-C方向的剖面示意图；
[0029]图6表示中间螺柱的剖面示意图；
[0030]图7表示导向部件的剖面示意图；
[0031]图8表示本实用新型实施例的医用加速器的铅挡伸缩组合机构的组成分析框图。
[0032]其中图中:1、铅挡底座;2、导向部件;201、内导柱;202、中间导柱;203、外导柱；3、传动轴;301、大齿轮轴;302、小齿轮轴;303、螺柱;3031、中间螺柱;3032、下螺柱;3033、上螺柱；4、凸台；5、紧固件；6、铅挡；7、铅块固定架；8、铅块盖板；9、端盖；10、电机；14、外壁A ;15、内壁B ;16、内壁C。
【具体实施方式】
[0033]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0034]依据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种医用加速器的铅挡伸缩组合机构，如图2所示，包括:
[0035]多个电机10、多个蜗轮蜗杆减速机及传动轴3 ;
[0036]其中，传动轴3包括:大齿轮轴301、螺柱303及多个小齿轮轴302，且大齿轮轴301为空心轴，螺柱303位于大齿轮轴301的内部，螺柱303位于医用加速器的铅挡6的下方，且多个电机10分别通过其对应蜗轮蜗杆减速机与对应的小齿轮轴302连接；
[0037]电机10通过蜗轮蜗杆减速机将力矩输出到小齿轮轴302，并通过大齿轮轴301与小齿轮轴302间的相互啮合，带动大齿轮轴301转动，且通过大齿轮轴301与螺柱303的花键配合，带动螺柱303向上或向下运动，进而带动铅挡6向上或向下运动。
[0038]与其它类似结构，例如剪刀式升降机构，相比而言，本实用新型实施例的医用加速器的铅挡伸缩组合机构，具有配合紧凑、单位面积承受负载更大、噪音小、刚度大等优点。此夕卜，多电机驱动相比单电机驱动的驱动方式，可靠性更强且工程免维护性更强，更适合在医疗设备领域推广应用和实施。
[0039]可选地，如图2所示，螺柱303包括上螺柱3033、下螺柱3032和中间螺柱3031，中间螺柱3031和上螺柱3033均为空心螺柱，且中间螺柱3031的内壁设有向内凸起的圆周凸台4，且下螺柱3032位于中间螺柱3031的内部，并与凸台4相接触，上螺柱3033位于中间螺柱3031和下螺柱3032之间，且位于凸台4的上方，且上螺柱3033的顶端固定连接在铅挡6的下方。
[0040]可选地，还包括安装于大齿轮轴301底部的端盖9，且下螺柱3032的底部固定在端盖9的底部。
[0041]如图2