[發明專利]一種粒子旋轉治療室旋轉機架的控制方法

在審

• 申請號: 202011451612.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112612227A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 鄭金星;宋云濤;黃發領;王成;李明;張午權;谷鵬飛;沈俊松;朱雷;張盧銳
• 申請（專利權）人: 合肥中科離子醫學技術裝備有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;F16M11/06;F16M11/18
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 周衛

本發明公開了一種粒子旋轉治療室旋轉機架的控制方法，該控制方法具體包括以下步驟：S1：通過人機界面設置旋轉機架運動的位置和速度參數，以PROFINET總線方式傳送到控制器；S2：電機外置編碼器和自帶的編碼器檢測到的數據信息以DRIVE?CLIQ總線方式傳送到控制器；S3：系統自檢正常后，控制器根據設定的參數，分別通過兩個伺服驅動模塊驅動兩組電機運轉，通過傳動機構驅使旋轉機架向目標位置運動；本發明采用了基于西門子SIMOTION?D425控制器，配以多軸同步授權的控制系統，能夠實現兩個電機同步運行，保證旋轉機架精確、穩定的運動，提高了質子治療的準確性。

技術領域

本發明屬于粒子旋轉治療室技術領域，具體涉及一種粒子旋轉治療室旋轉機架的控制方法。

背景技術

癌癥目前已成為世界上各個國家人民死亡的主要原因之一，而傳統的治療癌癥的放射技術主要采取X射線、γ射線和電子束，這種方法由于其物理劑量分布和生物效應，在殺死癌細胞的同時，也會對癌細胞周圍的正常細胞造成不同程度的傷害。

質子是構成原子核的基本微小粒子，近年來，隨著質子治療技術在癌癥治療領域的快速發展，尤其對于傳統治療方法具有明顯的優勢。質子治療裝置是國際上新型治愈癌癥的大型醫療設備，其中旋轉機架具有機構大，精度高等特點。旋轉機架是一個可運動的設備，位于旋轉治療室，是整個質子治療的末端，直接與患者接觸，因此旋轉機架的調節精度直接影響治療的準確性。為精準調節旋轉機架位置，快速定位，現提供一種控制方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種粒子旋轉治療室旋轉機架的控制方法，可以能夠實現對旋轉機架的精確定位。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種粒子旋轉治療室旋轉機架的控制方法，該控制方法具體包括以下步驟：

S1：通過人機界面設置旋轉機架運動的位置和速度參數，以PROFINET總線方式傳送到控制器；

S2：電機外置編碼器和自帶的編碼器檢測到的數據信息以DRIVE-CLIQ總線方式傳送到控制器；

S3：系統自檢正常后，控制器根據設定的參數，分別通過兩個伺服驅動模塊驅動兩組電機運轉，通過傳動機構驅使旋轉機架向目標位置運動；

S4：旋轉機架運動中，控制器實時接收設備的位置和速度參數；

S5：系統以電機自帶的編碼器作為伺服運動速度閉環反饋，以外置編碼器作為伺服運動位置閉環反饋，控制器根據電機自帶的編碼器和外置編碼器反饋的位置值進行差值比較，若差值超過系統允許的范圍，觸發系統安全保護機制，停止旋轉機架運動；

S6：系統實時監控兩組電機是否在同步運行，若兩組電機實時位置和速度有差別且超過允許范圍，觸發系統安全保護機制，停止旋轉機架運動；

S7：系統實時監控旋轉機架的軟限位和限位開關信號，若旋轉機架當前位置超過設置的軟限位位置或限位開關信號被觸發，發生任一情況，系統立即停止旋轉機架運動；

S8：若系統一切正常，旋轉機架運動到目標位置時，運動結束，系統進入待機狀態，等待下一次動作命令。

作為本發明進一步的方案：該旋轉機架具體包括控制器和與控制器相連的人機界面、外置編碼器、伺服驅動模塊、電機和限位單元；

控制器用于處理旋轉機架運動信息；

人機界面通過總線技術與控制器交換數據信息；

外置編碼器采集當前旋轉機架的位置信息；

伺服驅動模塊驅動電機運行；

電機通過傳動機構帶動旋轉機架運動，電機設置有兩組；

限位單元防止旋轉機架運動超過它允許的運動范圍。