本發(fā)明涉及一種用于質(zhì)子和重離子治療頭頸部癌癥的自動椅，涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

人體頭頸部的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，為更好的避開敏感組織和器官，最好的治療位是坐位。限于重量的約束，質(zhì)子和重離子治療設(shè)備的束流終端的出口都是固定不可調(diào)的。在采用質(zhì)子和重離子治療頭頸部癌癥時，常規(guī)的方法是通過六自由度串聯(lián)機(jī)械臂或六自由度并聯(lián)平臺對座椅上的患者進(jìn)行六個維度的運(yùn)動（x，y，z的平移和圍繞x，y，z的旋轉(zhuǎn)）以達(dá)到將腫瘤精準(zhǔn)對準(zhǔn)治療束流中心的目的。

相對于六自由度串聯(lián)機(jī)械臂來說，六自由度并聯(lián)平臺的結(jié)構(gòu)更加緊湊、承載能力更強(qiáng)、穩(wěn)定性更好。

并聯(lián)六自由度平臺的缺點(diǎn)也很明顯：其所能獲得的六個維度的運(yùn)動范圍是耦合的。具體來說，其運(yùn)動范圍的包絡(luò)是橢球狀，即當(dāng)六自由度并聯(lián)平臺運(yùn)動到某個方向的極限位置時，其余各個方向的可運(yùn)行范圍將變?yōu)榱恪６t(yī)療上治療頭頸部腫瘤所需的運(yùn)動范圍一般為立方體狀，即在達(dá)到某一個方向的極限位置時，另外各個方向的可運(yùn)行范圍應(yīng)保持不變。這就意味著，為了獲得期望的醫(yī)療范圍，相對于六自由度串聯(lián)機(jī)械臂來說，六自由度并聯(lián)平臺必須具有單個方向上更大的行程范圍。這就造成了基于六自由度并聯(lián)平臺的自動椅的尺寸較為龐大的問題。

醫(yī)院的治療室內(nèi)通常安裝的設(shè)備眾多，空間受限，大幅增加并聯(lián)六自由度平臺的尺寸并不現(xiàn)實(shí)。因此，提供一種具備基于六自由度并聯(lián)平臺方案的自動椅的結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，同時在不增加六自由度平臺的尺寸的情況下，擁有更大的運(yùn)動范圍的用于質(zhì)子和重離子治療頭頸部癌癥的自動椅就顯得尤為必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的用于質(zhì)子和重離子治療頭頸部癌癥的自動椅包括六自由度并聯(lián)平臺、裝接板、三維平移平臺和座椅，六自由度并聯(lián)平臺包括下平臺、六個電動缸、上平臺和十二個鉸接件，下平臺為三角形結(jié)構(gòu)，上平臺為圓型結(jié)構(gòu)，六個電動缸分別位于上下平臺四周，下端與下平臺通過六個鉸接件鉸接，上端與上平臺通過另外六個鉸接件鉸接，裝接板為方形，三維平移平臺通過所述的裝接板固定在六自由度并聯(lián)平臺的上平臺上方，座椅包括頭靠、椅背、扶手、椅座和腳踏，座椅通過螺栓固定于三維平移平臺上方。

所述的三維平移平臺包括可進(jìn)行z方向平移的升降部件、支撐架、可進(jìn)行y方向平移的縱向部件、可進(jìn)行x方向平移的橫向部件。

所述的可進(jìn)行z方向平移的升降部件設(shè)有兩個分別安裝于裝接板左右兩側(cè)上方的x形剪臂，一個固定于裝接板后側(cè)上方的蝸輪蝸桿減速器和一個設(shè)于蝸輪蝸桿減速器側(cè)方的升降電機(jī)，蝸輪蝸桿減速器的水平蝸輪軸和升降電機(jī)的主軸作同軸聯(lián)接，蝸輪蝸桿減速機(jī)的豎直蝸桿軸和第一絲杠作同軸連接，第一絲杠上設(shè)有第一絲杠螺母，第一支撐架連接座通過螺栓固定在第一絲杠螺母上；第一絲杠的頂端設(shè)有弓形橫梁，弓形橫梁的中部和第一絲杠的頂端作固定連接，弓形橫梁的兩端分別連接兩個豎直的導(dǎo)向桿的上端，兩個豎直導(dǎo)向桿上分別設(shè)有第二支撐架連接座，兩個豎直導(dǎo)向桿的下端固定在裝接板上。

所述的支撐架左右兩側(cè)分別安裝在兩個x形剪臂上方，支撐架后側(cè)安裝在升降部件的第一支撐架連接座和第二支撐架連接座上。

所述的縱向部件設(shè)有兩個安裝在支撐架上的縱向?qū)к墸瑑蓚€縱向?qū)к壣暇惭b有第一滑塊，縱向平臺固定在第一滑塊上；縱向平臺的下底面設(shè)有第一連接座，第二絲杠的一端穿過第一連接座中心，第二絲杠上設(shè)有第二絲杠螺母，第二絲杠螺母卡在第一連接座的側(cè)面開孔中；第二絲杠的另一端和第一傳動桿的一端相連，第一傳動桿的另一端和第一手輪固定連接。

所述的橫向部件設(shè)有兩個安裝在縱向平臺上的橫向?qū)к?，兩個橫向?qū)к壣暇惭b有第二滑塊，橫向平臺固定在第二滑塊上，橫向平臺的下底面設(shè)有第二連接座，第三絲杠的一端穿過第二連接座的中心，第三絲杠上設(shè)有第三絲杠螺母，第三絲杠螺母卡在第二連接座的側(cè)面開孔中；第三絲杠的另一端和第二傳動桿的一端通過齒輪轉(zhuǎn)接，第二傳動桿的另一端和第二手輪固定連接。

所述的座椅的椅座和腳踏采用鉸鏈連接，腳踏包括上部和下部兩部分，腳踏下部上端設(shè)有連接桿，腳踏上部下端設(shè)有內(nèi)徑略大于連接桿外徑的開孔，腳踏下部的連接桿置入腳踏上部的開孔中，通過腳踏上部側(cè)面的鎖止裝置固定；所述的座椅通過螺栓安裝在所述的三維平移平臺的橫向平臺上。

可選的，所述的x形剪臂包括第一剪臂、第一剪臂下端安裝座、第一剪臂上端安裝座、第一剪臂導(dǎo)軌和第一剪臂滑塊，第二剪臂、第二剪臂下端安裝座、第二剪臂上端安裝座、第二剪臂導(dǎo)軌和第二剪臂滑塊；第一剪臂的中心和第二剪臂的中心作轉(zhuǎn)動連接，第一剪臂導(dǎo)軌固定安裝在裝接板上，第一剪臂導(dǎo)軌上裝有第一剪臂滑塊，第一剪臂滑塊上安裝有第一剪臂下端安裝座，第一剪臂的下端和該第一剪臂下端安裝座作轉(zhuǎn)動連接，第一剪臂的上端和第一剪臂上端安裝座作轉(zhuǎn)動連接，第一剪臂上端安裝座座子朝上安裝在所述的支撐架上；第二剪臂下端安裝座固定在所述的裝接板上，第二剪臂的下端和所述第二剪臂下端安裝座作轉(zhuǎn)動連接，第二剪臂的上端和第二剪臂上端安裝座作轉(zhuǎn)動連接，第二剪臂上端安裝座的座子朝上與第二剪臂滑塊作固定連接，第二剪臂滑塊安裝在第二剪臂導(dǎo)軌上，第二剪臂導(dǎo)軌安裝在所述支撐架上。

可選的，所述的支撐架前端面上設(shè)有牛眼軸承，所述的座椅的腳踏的背面靠在所述牛眼軸承上。

本方案提出的用于質(zhì)子和重離子治療頭頸部癌癥的自動椅具有結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，同時在不增加設(shè)備尺寸的情況下，具有更大的運(yùn)動范圍。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的自動椅的總體圖。

圖2是六自由度并聯(lián)平臺的示意圖。

圖3是裝接板的示意圖。

圖4是三維平移平臺的總體圖。

圖5是支撐架的示意圖。

圖6是三維平移平臺的升降部件的結(jié)構(gòu)圖。

圖7是三維平移平臺的橫向和縱向部件的裝配的俯視圖（包括支撐架）。

圖8是三維平移平臺的橫向和縱向部件的裝配的仰視圖。

圖9是自動椅的座椅椅座和腳踏部分的局部放大圖。

主要部件符號說明：

六自由度并聯(lián)平臺：1；六自由度并聯(lián)平臺下平臺：11；電動缸：12；六自由度并聯(lián)平臺上平臺：13；鉸接件：14；

裝接板：2；

三維平移平臺：3；三維平移平臺的升降部件：31；x形剪臂：311；第一剪臂：3111；第一剪臂下端安裝座：3112；第一剪臂上端安裝座：3113；第一剪臂導(dǎo)軌：3114；第一剪臂滑塊：3115；第二剪臂：3116；第二剪臂下端安裝座：3117；第二剪臂上端安裝座：3118；第二剪臂導(dǎo)軌：3119；第二剪臂滑塊：3110；蝸輪蝸桿減速器：312；升降電機(jī)：313；第一絲杠：314；第一絲杠螺母：315；第一支撐架安裝座：316；弓形橫梁：317；導(dǎo)向桿：318；第二支撐架安裝座：319；支撐架：32；牛眼軸承：321；縱向部件：33；第一滑塊：332；縱向平臺：333；第一連接座：334；第二絲杠：335；第二絲杠螺母：336；第一傳動桿：337；第一手輪：338；

橫向部件：34；橫向?qū)к墸?41；第二滑塊：342；橫向平臺：343；第二安裝座：344；第三絲杠：345；第三絲杠螺母：346；第二傳動桿：347；橫向部件的轉(zhuǎn)接齒輪：348；第二手輪：349；

座椅：4；頭靠：41；椅背：42；扶手：43；椅座：44；腳踏：45；鉸鏈：451；腳踏上部：452；腳踏下部：453；腳踏連接桿：454；腳踏鎖止裝置：455。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

圖1給出了用于質(zhì)子和重離子治療頭頸部癌癥的自動椅的總體圖。該自動椅包括六自由度并聯(lián)平臺1、裝接板2、三維平移平臺3和座椅4。

圖2給出了六自由度并聯(lián)平臺1的結(jié)構(gòu)，包括下平臺11、六個電動缸12、上平臺13和十二個鉸接件14，下平臺11為三角形結(jié)構(gòu)，上平臺13為圓型結(jié)構(gòu)，六個電動缸12分別位于上下平臺四周，下端與下平臺11通過六個鉸接件14鉸接，上端與上平臺13通過另外六個鉸接件14鉸接。

圖3給出了裝接板2的示意圖，裝接板2為方形。

圖4給出了三維平移平臺3的總體圖。三維平移平臺3通過裝接板2固定在六自由度并聯(lián)平臺的上平臺13上方。三維平移平臺3包括可進(jìn)行z方向平移的升降部件31、支撐架32、可進(jìn)行y方向平移的縱向部件33、可進(jìn)行x方向平移的橫向部件34。

圖5是支撐架32的示意圖。

圖6給出了三維平移平臺的升降部件31的結(jié)構(gòu)圖。升降部件31設(shè)有兩個分別安裝于裝接板2左右兩側(cè)上方的x形剪臂311，一個固定于裝接板后側(cè)上方的蝸輪蝸桿減速器312和一個設(shè)于蝸輪蝸桿減速器側(cè)方的升降電機(jī)313，蝸輪蝸桿減速器312的水平蝸輪軸和升降電機(jī)313的主軸作同軸聯(lián)接，蝸輪蝸桿減速機(jī)312的豎直蝸桿軸和第一絲杠314作同軸連接，第一絲杠314上設(shè)有第一絲杠螺母315，第一支撐架連接座316通過螺栓固定在第一絲杠螺母315上；第一絲杠314頂端設(shè)有弓形橫梁317，弓形橫梁317的中部和第一絲杠314的頂端作固定連接，弓形橫梁317的兩端分別連接兩個豎直的導(dǎo)向桿318的上端，兩個豎直導(dǎo)向桿318上分別設(shè)有第二支撐架連接座319，兩個豎直導(dǎo)向桿318的下端固定在裝接板2上。

所述支撐架32左右兩側(cè)分別安裝在兩個x形剪臂311上方，支撐架32后側(cè)安裝在升降部件31的第一支撐架連接座316和第二支撐架連接座318上。

圖7給出了三維平移平臺的橫向和縱向部件的裝配的俯視圖（包括支撐架）。圖8是三維平移平臺的橫向和縱向部件的裝配的仰視圖。所述的縱向部件33設(shè)有兩個安裝在支撐架32上的縱向?qū)к?31，兩個縱向?qū)к壣暇惭b有第一滑塊332，縱向平臺333固定在第一滑塊332上；縱向平臺的下底面設(shè)有第一連接座334，第二絲杠335的一端穿過第一連接座334中心，第二絲杠335上設(shè)有第二絲杠螺母336，第二絲杠螺母336卡在第一連接座334的側(cè)面開孔中；第二絲杠335的另一端和第一傳動桿337的一端相連，第一傳動桿337的另一端和第一手輪338固定連接。

所述的橫向部件34設(shè)有兩個安裝在縱向平臺333上的橫向?qū)к?41，兩個橫向?qū)к?41上均安裝有第二滑塊342（見圖4），橫向平臺343固定在第二滑塊342上，橫向平臺343的下底面設(shè)有第二連接座344，第三絲杠345的一端穿過第二連接座344的中心，第三絲杠345上設(shè)有第三絲杠螺母346，第三絲杠螺母346卡在第二連接座344的側(cè)面開孔中；第三絲杠345的另一端和第二傳動桿347的一端通過齒輪348轉(zhuǎn)接，第二傳動桿347的另一端和第二手輪349固定連接。

如圖1和圖9所示，所述座椅4包括頭靠41、椅背42、扶手43、椅座44和腳踏45，所述座椅4通過螺栓固定于三維平移平臺3上方。所述座椅4的腳踏45和椅座44采用鉸鏈451連接，腳踏包括上部452和下部453兩部分，腳踏下部453上端設(shè)有連接桿454，腳踏上部452下端設(shè)有內(nèi)徑略大于連接桿外徑的開孔，腳踏下部的連接桿454置入腳踏上部452的開孔中，通過腳踏上部側(cè)面的鎖止裝置455固定；所述座椅4通過螺栓安裝在所述三維平移平臺3的橫向平臺343上。

可選的，如圖6所示，所述x形剪臂311包括第一剪臂3111、第一剪臂下端安裝座3112、第一剪臂上端安裝座3113、第一剪臂導(dǎo)軌3114和第一剪臂滑塊3115，第二剪臂3116、第二剪臂下端安裝座3117、第二剪臂上端安裝座3118、第二剪臂導(dǎo)軌3119和第二剪臂滑塊3110；第一剪臂的中心3111和第二剪臂的中心3116作轉(zhuǎn)動連接，第一剪臂導(dǎo)軌3114固定安裝在裝接板2上，第一剪臂導(dǎo)軌3114上設(shè)有所述第一剪臂滑塊3115，所述第一剪臂滑塊3115上安裝有第一剪臂下端安裝座3112，第一剪臂3111的下端和該第一剪臂下端安裝座3112作轉(zhuǎn)動連接，第一剪臂的上端3111和所述第一剪臂上端安裝座3113作轉(zhuǎn)動連接，所述第一剪臂上端安裝座3111座子朝上安裝在所述支撐架32上；第二剪臂下端安裝座3117固定在裝接板2上，第二剪臂3116的下端和所述第二剪臂下端安裝座3117作轉(zhuǎn)動連接，第二剪臂3116的上端和所述第二剪臂上端安裝座3118作轉(zhuǎn)動連接，所述第二剪臂上端安裝座3118的座子朝上與所述第二剪臂滑塊3110作固定連接，所述第二剪臂滑塊3110安裝在第二剪臂導(dǎo)軌3119上，第二剪臂導(dǎo)軌3119安裝在所述支撐架32上。

可選的，如圖9所示，所述支撐架前端面上設(shè)有一個或多個牛眼軸承321，所述座椅4的腳踏45的背面靠在所述牛眼軸承321上。

使用時，患者坐在座椅4上，醫(yī)生首先使用三維平移平臺3對患者進(jìn)行手動初步定位，將標(biāo)記的腫瘤位置定位到治療束流中心附近。y方向的縱向平移通過手動旋轉(zhuǎn)第一手輪338進(jìn)行，x方向的橫向平移通過手動旋轉(zhuǎn)第二手輪349進(jìn)行，z方向的升降平移通過控制升降電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行。支撐架前端面的牛眼軸承321的作用是，在座椅4在做橫向或縱向運(yùn)動時，為座椅腳踏提供光滑的受力點(diǎn)，以方便座椅的移動。開啟治療束流之后，自動椅根據(jù)醫(yī)生設(shè)計的治療方案通過六自由度并聯(lián)平臺1的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)對患者（也即腫瘤）各個位姿的精準(zhǔn)移動。

三維平移平臺擴(kuò)大了自動椅的運(yùn)動范圍，且無須增加六自由度并聯(lián)平臺的尺寸。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。