一种驱动增强叶片快速移动多叶准直器装置的制作方法

1.本发明属于医疗设备技术领域，涉及了一种驱动增强叶片快速移动多叶准直器装置。


背景技术：

2.多叶准直器是医用电子直线加速器的关键部件之一，其核心功能是调节x射线，适形肿瘤放射治疗。多叶准直器的核心性能参数项目包括射野、漏射率、叶片对数、最小叶片宽度、最大运动速度等。其中本专利重点关注的叶片速度参数是由多方面决定，主要决定因素是电机功率，其他因素包括但不限于叶片重量、厚度、高度、长度、叶片数量等。因叶片选择钨合金作为结构材料，钨合金密度大，所以叶片质量大，对驱动力要求较高。如需要叶片运动速度更快，则对功率要求需要提升的更高。在相同射野下，叶片宽度越大，需要驱动力越大，对电机功率要求越高。叶片宽度越小，质量越小，则需要的电机驱动能力就越小。如光栅叶片数量增多，那么相应的在设计中对电机的尺寸要求和空间排布要求也会升高。多叶准直器是一套复杂精密的动设备。
3.国内外多叶准直器的主流结构设计中，均由电机直接驱动丝杆，并由丝杆带动叶片运动。目前电机结构尺寸的最小限制和输出功率最高上限已达到极限。若在现有电机驱动及叶片结构设计下进一步提高叶片运动速度，则在技术上难以有效实现，主要技术难点在于更高驱动性能、更紧凑结构尺寸的电机产品开发。
4.同时，在现行主流放射治疗技术中，容积调强越来越受到欢迎，并成为加速器的基本技术应用功能之一，容积调强技术对多叶准直器的性能要求重点体现在速度快。为实现该类放疗技术的最大化应用，非常有必要在不影响加速器总体结构设计，确保光栅射野大小充分的同时，对光栅叶片速度进行较大的提升。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明的目的是提供了一种驱动增强叶片快速移动多叶准直器装置，通过对驱动部分进行结构拓展创新设计，可采用更大功率、更大结构尺寸规格的减速驱动电机，能大幅度提高光栅叶片的运动速度，满足各类放疗技术需求，特别是满足容积调强对叶片较高移动速度的需求。再经过综合放疗速度的提升，进一步缩短病人放疗时间，不断提升治疗过程的灵活性，增强患者好的体验感。
6.技术方案：本发明所述的一种驱动增强叶片快速移动多叶准直器装置，其特征在于，包括：a部分和b部分，两个驱动基座(1)、两组传动基座(2)及叶片基座(3)；
7.每一个所述驱动基座(1)中包含若干个驱动电机(4)，
8.每一组传动基座(2)中包含若干个驱动杆(7)、若干个第一万向节(6)和第二万向节(8)；
9.在所述驱动基座(1)与传动基座(2)之间安设有若干个第一导轴承(5)，在所述传动基座(2)与叶片基座(3)之间安设有若干个第二导轴承(9)；
10.所述驱动电机(4)通过第一导轴承(5)与第一万向节(6)相连接；
11.在所述叶片基座(3)中包含元若干个叶片(11)，在所述叶片(11)上包含有丝杆空轨槽(12)；
12.在所述叶片基座(3)中包含有若干个丝杆(10)，所述丝杆(10)的一端与第二轴承(9)相连接，进一步的与第二万向节(8)连接起来，所述丝杆(10)的另一端与所述的叶片(11)相互连接。
13.进一步的，所述a部分和b部分为对称性结构或非对称性结构布局。
14.进一步的，所述驱动基座(1)、传动基座(2)为模块化整体结构或独立式结构设计，相互之间通过硬连接或软连接，可灵活组装拆卸。
15.进一步的，所述传动基座(2)的数量不限，可作异形化结构设计；
16.所述驱动杆(7)可为硬质材料或柔性材料；
17.所述第一万向节(6)可为柔性连接器或其他类型传递动力的连接器。
18.进一步的，所述的叶片(11)，对于任意的叶片(11)，其与驱动电机(4)之间通过驱动杆(7)、第一万向节(6)、第一导轴承(5)相连接，
19.所述驱动杆(7)、第一万向节(6)及第一导轴承(5)数量不限，安装角度与空间布局不限制。
20.进一步的，所述驱动电机(4)所包含的若干电机，不限于驱动电机一(4-1)、驱动电机二(4-2)及驱动电机三(4-3)，其为减速电机，其结构尺寸与参数指标可以结合不同叶片驱动力需求进行不同功率、不同尺寸的选型与适配设计。
21.进一步的，若干个所述的第一导轴承(5)和第二导轴承(9)，不限于第一导轴承一(5-1)、第一导轴承二(5-2)及第一导轴承三(5-3)和第二导轴承一(9-1)、第二导轴承二(9-2)及第二导轴承三(9-3)，其空间位置排布可根据驱动电机(4)及多叶准直器的叶片(11)的空间位置布局状态进行适配，形成多空间维度结构布局。
22.进一步的，所述驱动杆(7)的材料为轻质耐磨合金。
23.进一步的，所述驱动电机(4)、第一导轴承(5)、第一万向节(6)、驱动杆(7)、第二万向节(8)、第二导轴承(9)及丝杆(10)在空间中的布局方位和角度等可以根据应用场景适配组合，结构形式多样。
24.有益效果：本发明与现有技术相比，1、空间不受限制，本发明打破常规多叶准直器受限于驱动电机功率、结构尺寸等问题，可以根据实际需求采用大功率、大尺寸电机，消除目前技术水平下已固化的空间限制，为叶片驱动提供更强的动力，为容积调强等需要光栅叶片快速移动的治疗技术提供支持；2、电机选型不受限制，本发明通过选择大减速比的驱动电机，在提升叶片速度的同时，还能够进一步提升叶片的控制走位的精准度，提升放射治疗的质量。
附图说明
25.图1是本发明的总体结构示意图之一；
26.图2是本发明实施例一的结构示意图，其中，传动基座不限于一个，2-1是一个传动基座，2-2是第二个传动基座；其可根据空间尺寸条件设置两个以上的传动基座，传动基座之间相互连接；
27.图3是本发明实施例二的结构示意图，其中，驱动杆的长度和布局角度可以不受限制，长短根据实际需求设计，同时角度也可以根据实际空间位置条件进行设计；
28.图4是本发明实施例三的结构示意图，其中，驱动杆的数量不受限制，根据实际应用增加和减少；
29.图5是本发明实施例中驱动电机尾端方向观察的示意图之一，以三个叶片的电机布局为例；
30.其中，4-1、4-2、4-3为最终驱动电机所在的位置，x-1、x-2、x-3为现行主流多叶准直器驱动电机所处于的位置，通过对比可以观察到，在结构优化设计后，可以配置结构尺寸更大，相应功率更大的驱动电机；
31.图6是本发明实施例中驱动电机尾端方向观察的示意图之二，以三个叶片的电机布局为例，如图所示电机的空间布局灵活度高；
32.图7是本发明与o形加速器耦合布局的示意图；
33.图8是本发明与c型加速器治疗头耦合布局的示意图；
34.图中1是驱动基座，2是传动基座，3是叶片基座；
35.4是驱动电机，4-1是驱动电机一，4-2是驱动电机二，4-3是驱动电机三；
36.5是第一导轴承，5-1是第一导轴承一，5-2是第一导轴承二，5-3是第一导轴承三；
37.6是第一万向节，6-1是第一万向节一，6-2是第一万向节二，6-3是第一万向节三；
38.7是驱动杆，7-1是驱动杆一，7-2是驱动杆二，7-3是驱动杆三；
39.8是第二万向节，8-1是第二万向节一，8-2是第二万向节二，8-3是第二万向节三；
40.9是第二导轴承，9-1是第二导轴承一，9-2是第二导轴承二，9-3是第二导轴承三；
41.10是丝杆，10-1是丝杆一，10-2是丝杆二，10-3是丝杆三；
42.11是叶片，12是丝杆空轨槽。
具体实施方式
43.下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
44.本发明所述的一种驱动增强叶片快速移动多叶准直器装置，其特征在于，包括：a部分和b部分，两个驱动基座1、两组传动基座2及叶片基座3；
45.在每一个所述驱动基座1中包含若干个驱动电机4，所述驱动电机4包括驱动电机一4-1、驱动电机二4-2及驱动电机三4-3；
46.在每一组传动基座2中包含若干个驱动杆7、若干个第一万向节6和第二万向节8；
47.在所述驱动基座1与传动基座2之间安设有若干个第一导轴承5，在所述传动基座2与叶片基座3之间安设有若干个第二导轴承9；
48.所述驱动电机4通过第一导轴承5与第一万向节6相连接；
49.在所述叶片基座3中包含元若干个叶片11，在所述叶片11上包含有丝杆空轨槽12；
50.在所述叶片基座3中包含有若干个丝杆10，所述丝杆10的一端与第二轴承9相连接，进一步的与第二万向节8连接起来，所述丝杆10的另一端与所述的叶片11相互连接。
51.进一步的，所述第一导轴承5包括第一导轴承一5-1、第一导轴承二5-2及第一导轴承三5-3；
52.所述第一万向节6包括第一万向节一6-1、第一万向节二6-2及第一万向节三6-3；
53.所述驱动杆7包括驱动杆一7-1、驱动杆二7-2及驱动杆三7-3；
54.所述第二万向节8包括第二万向节一8-1、第二万向节二8-2及第二万向节三8-3；
55.所述第二导轴承9包括第二导轴承一9-1、第二导轴承二9-2及第二导轴承三9-3；
56.所述丝杆10包括丝杆一10-1、丝杆二10-2及丝杆三10-3。
57.进一步的，所述a部分和b部分为对称性结构或非对称性结构布局；适配用户各类空间布局，这里所述非对称结构指的是a或b，任意一部分或者两部分都为异形结构。
58.进一步的，所述驱动基座1、传动基座2为模块化整体结构或独立式结构设计，相互之间通过硬连接或软连接，可灵活组装拆卸；所述驱动基座1和传动基座2可以为规则的结构布局，也可以为不规则的结构布局，具体根据用户在空间方面的限制和要求进行灵活设计。
59.进一步的，所述传动基座2的数量不限，根据应用目的与需求，可以设计多个传动基座2，也可作异形化结构设计；
60.所述驱动杆7可为硬质材料或柔性材料，以实际满足动力传递为准；
61.所述第一万向节6可为柔性连接器或其他类型传递动力的连接器，此处连接装置也具备长周期、可靠、耐磨的特性，兼具小型化特点。
62.进一步的，所述的叶片11，对于任意的叶片11，其与驱动电机4之间通过驱动杆7、第一万向节6、第一导轴承5相连接，
63.所述驱动杆7、第一万向节6及第一导轴承5数量不限，安装角度与空间布局不限制，根据应用场景的空间尺寸条件，可以设计多驱动杆7连接的模式，不限于一根驱动杆7，方向也不限制，灵活度更高。
64.进一步的，所述驱动电机4所包含的若干电机，不限于驱动电机一4-1、驱动电机二4-2及驱动电机三4-3，其为减速电机，其结构尺寸与参数指标可以结合不同叶片驱动力需求进行不同功率、不同尺寸的选型与适配设计；驱动电机4的选择和布局可以打破常规，选用大电机大功率模式，不仅能提升驱动力，也能进一步延长电机的服役寿命。
65.进一步的，若干个所述的第一导轴承5和第二导轴承9，不限于第一导轴承一5-1、第一导轴承二5-2及第一导轴承三5-3和第二导轴承一9-1、第二导轴承二9-2及第二导轴承三9-3，其空间位置排布可根据驱动电机4及多叶准直器的叶片11的空间位置布局状态进行适配，形成多空间维度结构布局。
66.进一步的，所述驱动杆7的材料为轻质耐磨合金，可减轻总体质量，整体支架也是高强度的轻质合金。
67.进一步的，所述驱动电机4、第一导轴承5、第一万向节6、驱动杆7、第二万向节8、第二导轴承9及丝杆10在空间中的布局方位和角度等可以根据应用场景适配组合，结构形式多样。
68.具体的，本发明所述的一种驱动增强叶片快速移动多叶准直器装置，包括两个驱动基座1、两组传动基座2、一个叶片基座3；
69.在每一个所述驱动基座1中包含有若干个驱动电机4，其数量与叶片11的数量一一对应；
70.在每一个所述传动基座2中包含若干个驱动杆7、若干个万向节6；
71.在所述驱动基座1与传动基座2之间有若干个第一导轴承5，
72.在传动基座2与叶片基座3之间也有若干个第二导轴承9，起到固定及转动的作用；
73.所述驱动电机4通过导轴承与万向节连接，外向节的角度可灵活调整，完全适配各种角度下的驱动需求；叶片基座3中包含若干叶片11及若干丝杆10，丝杆10一端通过导向轴与万向节连接，丝杆10的另一端与叶片11连接。
74.其工作原理：第一步给驱动电机4供电，并通过控制程序给驱动电机4下达驱动运转指令，驱动电机4开始工作，正想旋转或反向旋转，驱动电机4与导向轴承衔接，驱动导向轴承转动。
75.第二步导向轴承驱动万向节运动，万向节带动驱动杆7运动，驱动杆7通过另一端万向节带动靠近叶片基座3上的导向轴承运动。
76.第三步导向轴承带动丝杆10运动，进一步的使得叶片11向前或向后移动，到达指定位置。
77.在具体实施过程中，可以根据加速器总体结构及空间布局的需求对驱动基座1和传动基座2进行灵活设计，针对环形加速器可以充分利用环道内部空间，将驱动基座1和传动基座2进行扩展设计，直至满足实际需要；因此在总体结构与局部构件结构方面不局限于某种固定模式、对称模式等，而是结合应用场景的空间条件，可进行对称性、非对称性设计，因此，对于其他类型加速器也可以根据空间总体情况进行布局，不局限于本发明所给出的示例。
78.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。