一种医用六自由度治疗床的制作方法

本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种医用六自由度治疗床。

背景技术：

目前，现有的医用六自由度治疗床主要是指x、y、z三个方向，以及绕x、y、z三个轴旋转的a、b、c三个方向的自由度。由于实际临床使用以及运输、安装等方面的需求，要求治疗床整体结构紧凑，刚性及精度运行稳定、可靠。而且在临床应用中，由于患者的多样性，患病位置的不同，对于精确治疗的发展理念提出了更高的挑战，对于治疗床紧凑机械结构的设计难度，设计全面性等方面造成了更大的困难。

技术实现要素：

本发明解决了现有技术的不足，提供一种结构紧凑的医用六自由度治疗床，在紧凑的空间里，满足所需的六个方向的自由度，而且进一步提高了整体结构刚性及精度，满足设备的长期可靠稳定运行，为精确治疗的发展奠定基础。

本发明所采用的技术方案是：一种医用六自由度治疗床，包括滑套底座及活动穿设于滑套底座上的中空立柱，所述中空立柱上端向上依次设有支撑板、c轴旋转板、x轴移动板、支撑底座、双层y轴移动板、床板支撑板及床板，所述x轴移动板套设于c轴旋转板上，所述支撑底座套设于x轴移动板上；所述中空立柱一侧设有z轴驱动齿条，所述z轴驱动齿条与设置在滑套底座上的z轴驱动齿轮啮合连接带动中空立柱在z向做直线运动；所述支撑板与c轴旋转板间设有c轴支撑圆弧导轨，且所述支撑板沿c轴支撑圆弧导轨在c向做旋转运动；所述c轴旋转板与x轴移动板间设有x轴支撑导轨，且所述x轴移动板沿x轴支撑导轨在x向做直线运动；所述x轴移动板与支撑底座间设有b轴圆弧支撑导轨，且所述支撑底座沿b轴圆弧支撑导轨在b向做旋转运动；所述支撑底座内腔内设有y轴支撑导轨，所述双层y轴移动板沿y轴支撑导轨在y向做直线运动；所述双层y轴移动板一端设有a轴铰链座，其另一端设有a轴驱动丝杆，所述床板支撑板一端通过a轴铰链座内的铰接转轴与双层y轴移动板铰接，其另一端通过旋转轴与双层y轴移动板轴连接，且所述床板支撑板在a轴驱动丝杆驱动下绕铰接转轴在a向做旋转运动。

优选的，所述双层y轴移动板包括中滑板与设置在中滑板上的y轴移动板，所述y轴支撑导轨包括设置在支撑底座内腔内同一水平面上的第一y轴支撑导轨及第二y轴支撑导轨，所述中滑板与支撑底座间通过第一y轴支撑导轨连接，所述中滑板与y轴移动板间通过第二y轴支撑导轨连接。

更优选的，所述滑套底座内壁上设有导向键，所述导向键一侧与滑套底座内壁固定连接，另一侧与中空立柱外壁滑动连接。

进一步优选的，所支撑板、c轴旋转板、x轴移动板、支撑底座、中滑板、y轴移动板、及床板支撑板分别由啮合连接的齿条与齿轮驱动。

更进一步优选的，所述床板支撑板、一端开设有横截面为l形的容腔，所述床板、一端镶嵌于容腔内。

相较于现有技术，本发明具有的有益效果：z方向上采用中空型单立柱滑套式结构，整体刚性好，可承受比较大的偏载。x方向上采用大跨距交叉滚子直线导轨支撑，结构紧凑，在较短长度范围内实现运动行程的最大化。y方向上采用内腔中双层处于同一平面内布置交叉滚子直线导轨支撑，分别驱动控制。在短的支撑长度上，达到运动行程的最大化。c轴旋转采用圆弧导轨水平支撑，占用z轴方向行程小。b轴旋转采用圆弧导轨竖直两侧支撑，在z轴方向上仅占用运动间隙空间，对z轴行程基本不影响。a轴旋转采用杠杆原理，铰链联接，远端侧面滚珠丝杆驱动，需求力矩小，整体占用z轴方向空间小。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是图1侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种医用六自由度治疗床，参阅图1及图2，包括滑套底座1及活动穿设于滑套底座1上的中空立柱2，在z方向上滑套底座1与中空立柱2采用中空型单立柱滑套式固定，此结构简单，而且整体刚性好，可承受比较大的偏载。滑套底座1与中空立柱2为间隙配合，通过配合接触长度、配合的间隙量来控制整体结构的升降支撑，保证基础刚性。中空立柱2上端向上依次设有支撑板3、c轴旋转板4、x轴移动板5、支撑底座6、双层y轴移动板7、床板支撑板8及床板9，其中，x轴移动板5套设于c轴旋转板4上，支撑底座6套设于x轴移动板5上。

在本实施例中，中空立柱2在z向的运动按照以下方式实现，中空立柱2一侧设有z轴驱动齿条21，z轴驱动齿条21与设置在滑套底座1上的z轴驱动齿轮22啮合连接带动中空立柱2在z向做直线运动，即中空立柱2在驱动齿轮22的带动下在z向做往复运动。

支撑板3与c轴旋转板4间设有c轴支撑圆弧导轨11，c轴支撑圆弧导轨11支撑连接支撑板3与c轴旋转板4，且支撑板3沿c轴支撑圆弧导轨11在c向做旋转运动，该实现过程占用z轴方向行程小。在本实施例中，c轴支撑圆弧导轨11为两副，两副c轴支撑圆弧导轨11大跨越式设置。通过c轴上设置的驱动齿轮驱动圆弧齿条做c轴旋转运动。

c轴旋转板4与x轴移动板5间设有x轴支撑导轨12，且所述x轴移动板5沿x轴支撑导轨12在x向做往复直线运动，在本实施例中，x轴支撑导轨12优选大跨距交叉滚子直线导轨，结构紧凑，在较短长度范围内实现运动行程的最大化。

x轴移动板5与支撑底座6间设有b轴圆弧支撑导轨13，且所述支撑底座6沿b轴圆弧支撑导轨13在b向做旋转运动；b轴圆弧支撑导轨13竖直两侧支撑所述支撑底座6，支撑底座6通过b轴上设置的驱动齿轮驱动圆弧齿条做b轴旋转运动。在z轴方向上仅占用运动间隙空间，对z轴行程基本不影响。

所述支撑底座6内腔内设有y轴支撑导轨14，所述双层y轴移动板7沿y轴支撑导轨14在y向做直线运动；

双层y轴移动板7一端设有a轴铰链座10，其另一端设有a轴驱动丝杆15，床板支撑板8一端通过a轴铰链座10内的铰接转轴101与双层y轴移动板7铰接，其另一端通过旋转轴17与双层y轴移动板7轴连接，且所述床板支撑板8在a轴驱动丝杆15驱动下绕铰接转轴101在a向做旋转运动。在a向的旋转采用杠杆原理，铰链联接，双层y轴移动板7远端装配的a轴驱动丝杆15，力矩需求小，整体占用z轴方向空间小。

继续参阅图2，所述双层y轴移动板7包括中滑板71与设置在中滑板71上的y轴移动板72，所述y轴支撑导轨14包括设置支撑底座6内腔内同一水平面上的第一y轴支撑导轨141及第二y轴支撑导轨142，所述中滑板71与支撑底座6间通过第一y轴支撑导轨141连接，即中滑板71沿第一y轴支撑导轨141在y向直线往复运动，所述中滑板71与y轴移动板72间通过第二y轴支撑导轨142连接，即y轴移动板72沿第二y轴支撑导轨142在y向直线往复运动，在本实施例中，第一y轴支撑导轨141及第二y轴支撑导轨142均采用交叉滚子直线导轨，而且中滑板71与y轴移动板72分别通过啮合连接的驱动齿条与齿轮驱动，在短的支撑长度上，达到运动行程的最大化。

继续参阅图1，为了防止中空立柱2在z向移动中旋转，在滑套底座1内壁上设有导向键16，所述导向键16一侧与滑套底座1内壁固定连接，另一侧与中空立柱2外壁滑动连接。

需要补充说明的是，支撑板3、c轴旋转板4、x轴移动板5、支撑底座6、中滑板71、y轴移动板72分别由啮合连接的齿条与齿轮驱动。齿条与齿轮在图1及图2中均未标示。

其中，c轴与b轴上对应设置的为圆弧齿条。

继续参阅图1，为了进一步使得该治疗床结构紧凑，床板支撑板8一端开设有横截面为l形的容腔81，所述床板9一端镶嵌于容腔81内。

当临床患者躺于床板上治疗时，对整个支撑结构主要造成沿z轴向下的负载。对于整个系统而言，造成偏移中心的负载。整个系统通过滑套底座1与中空立柱2支撑连接、交叉滚子直线导轨大跨距“背靠背”支撑连接，提高整个系统刚性。y轴向上通过两套交叉滚子直线导轨平行“背靠背”支撑底座内腔中布置，基本不占用z轴行程的前提下，将整个系统由于偏载的造成影响减到最低。c、b轴旋转通过大跨距圆弧导轨支撑，齿轮齿条驱动，结构紧凑，刚性好。a轴旋转采用杠杆原理，以最小的驱动力矩，满足使用需求，达到整体结构紧凑的目的。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。