[發明專利]一種直線電機的雙傳感反饋和傳動系統

有效

• 申請號: 201711173108.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107769483B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 葉佩青;張魯宏;張輝
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02K11/22
• 分類號: H02K11/22
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

本發明涉及一種直線電機的雙傳感反饋和傳動系統，屬于醫療設備和電機技術領域，包括直線電機、傳動機構和雙傳感位移檢測機構；傳動機構一端與直線電機動子固連、另一端位于直線電機定子外部且直接或者通過一連接塊與多葉光柵葉片固連；雙傳感位移檢測機構為一雙傳感直線式位移傳感器，包括兩套用于讀取位移信息的讀取裝置和相配套的基準尺，讀取裝置固定在所述直線電機定子的外殼靠近多葉光柵葉片的端部或外部，基準尺固定在所述連接桿上。本發明用于驅動放射治療設備中的多葉光柵葉片和反饋多葉光柵葉片的位置信息，可實現機械傳動和位置檢測的結構功能一體化，并同時滿足狹小的安裝空間和三類醫療器械的雙傳感需求。

技術領域

本發明屬于醫療設備和電機技術領域，特別涉及一種用于放射治療設備中驅動多葉光柵葉片的直線電機的雙傳感反饋和傳動系統。

背景技術

多葉光柵是現代醫學放射治療設備中直線加速準直系統里的重要機械部件，主要用于癌癥靶區的適形和調強。多葉光柵包括眾多排列的鉛鎢合金葉片，多葉光柵與旋轉機架連接，每個葉片與相應的電機驅動機構、傳動機構、位移檢測機構以及控制系統連接可以單獨進行運動，每個葉片根據控制系統發出的位置指令運動到相應的位置，眾多的葉片構成了等比例的癌細胞組織的形狀，實現靶區的適形。

現有專利中多采用旋轉電機和絲杠螺母構成葉片的電機驅動機構，但是由于絲杠螺母副減速換向機構的存在，此方案無法提供很大的運動速度，同時也會降低葉片的運動精度和定位精度，不能很好地滿足適形調強的需求，也使得患者治療時間相應地延長。

此外，作為三類醫療器械的放療設備，為了保證治療過程中的安全性和可靠性，多葉光柵的位移檢測機構需要有冗余設計，即雙保險或者是雙傳感設計。現有多葉光柵的位移檢測機構采用旋轉編碼器或霍爾傳感器，其中旋轉編碼器主要用于旋轉電機的位置反饋，不適用于直線電機，而用于直線電機位移檢測的霍爾傳感器其本身精度不高。同時，多葉光柵的鎢合金葉片陣列及其電機驅動機構、傳動機構、位移檢測機構一起安裝在一個狹小的空間之中，因此對其體積方面有較大的限制。現有的設計整體結構體積較大，從而導致連接多葉光柵的旋轉機架尺寸加大，也不利于現代放射治療設備小型化的發展需求。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種直線電機的雙傳感反饋和傳動系統，用于放射治療設備中驅動多葉光柵葉片的直線電機。

本發明采用如下技術方案：

一種直線電機的雙傳感反饋和傳動系統，包括：

直線電機，包括定子和動子，所述動子沿所述定子軸向可移動；

傳動機構，為一連接桿，該連接桿一端與所述動子一端固連，該連接桿另一端位于所述定子外部且直接或者通過一連接塊與多葉光柵葉片固連；

雙傳感位移檢測機構，為雙傳感直線式位移傳感器，包括兩套用于讀取位移信息的讀取裝置和相配套的基準尺；其中；兩套所述讀取裝置均固定在所述直線電機定子的外殼靠近多葉光柵葉片的端部或外部，兩套所述讀取裝置的電氣部分均與所述直線電機的驅動控制系統相連；所述基準尺固定在所述連接桿上；該雙傳感位移檢測機構用于檢測多葉光柵葉片的直線位移并將該位移信息傳輸至直線電機的驅動控制系統。

本發明所達到的技術效果是：采用兩套用于讀取位移信息的讀取裝置進行位移反饋檢測可以滿足三類醫療器械雙傳感的需求，保證治療過程中的安全性和可靠性，同時能夠精確地檢測到葉片的運動位置，從而保證葉片的運動精度和定位精度；采用將相配套的基準尺固定在連接桿上的設計能夠縮短整個系統的長度，同時可實現機械傳動和位置檢測結構功能一體化；采用的將雙讀取裝置置于定子上或者定子外部的設計，能夠減小本系統尺寸，滿足多葉光柵狹小的安裝空間尺寸需求。

附圖說明

圖1為本發明一種實施例的正視圖；

圖2為圖1的剖視圖；