[0041] 下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明,但不构成对本发明的任何限制,附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述,本发明提供了一种利用Stewart机器人平台进行跟踪定位的放疗装置上,使其结构简单并更加易于操作和使用,本发明用于辅助人体实现放疗,协助人体调整到最佳的放疗位置和角度。
[0042] 如图1、图2、图3、图4所示,本发明一种利用Stewart机器人平台进行跟踪定位的放疗装置,包括:Stewart机器人平台1、运动床板2、人体3;所述Stewart机器人平台1的静平台5固定于地面上,在所述Stewart机器人平台1的动平台6上固连所述运动床板2;所述运动床板2包括底板8和十字滑台9,所述底板8和所述动平台6固连,所述十字滑台9活动连接于所述底板8;所述人体3固连于所述十字滑台9上。
[0043] 更具体地,所述传感器4布置于所述人体3病灶部位的周围,所述传感器4的数量为3至5个。
[0044] 见图1至4,以下描述本发明利用Stewart机器人平台进行跟踪定位的放疗装置的工作过程和工作原理:
[0045] 所述人体3固连于所述运动床板2上。
[0046] 见图1,建立笛卡尔坐标系XYZ,所述十字滑台9活动连接于所述底板8,所述十字滑台9可以沿X方向、Y方向运动,驱动所述十字滑台9沿X方向、Y方向运动,使所述人体3的病灶部位位于所述动平台6的上部中央位置。
[0047] 由于所述动平台6可以获取六个自由度:沿X、Y、Z轴的移动和绕X、Y、Z轴的转动。从而使所述病灶部位调节到任意所需要的位置和角度,使电子束可以准确地照射到所述病灶部位。
[0048] 位置的调节:所述传感器4采集到电子束的照射后,采集到电子束的强弱信号,将该信号传送至控制器,由控制器调节所述Stewart机器人平台1的位置和角度,使所述传感器4采集到的电子束信号的强度一致,此时,所述人体3的病灶部位位于电子束的中心位置。
[0049] 角度的调节:继续调节所述Stewart机器人平台1的角度,使电子束正面照射于所述人体3的病灶部位。此时,可以依靠肉眼判断。
[0050] 本发明,充分发挥了所述Stewart机器人平台的优势,
[0051] 1965年,德国Stewart发明了六自由度并联机构,并作为飞行模拟器用于训练飞行员。澳大利亚著名机构学教授Hunt于1978年提出将并联机构用于机器人手臂。
[0052] 由于并联机器人的在线实时计算是要求计算反解的,这对串联机构十分不利,而并联机构却容易实现,由于这一系列优点,因而扩大了整个机器人的应用领域。并联机器人通常应用于构建加工系统、实验模拟平台等方面。将所述Stewart机器人平台引入到放疗领域,是一个伟大的创新发展和大胆开发。
[0053] 国外广泛采用的将辐射头安装到串联式机械臂上,由于受到机械臂的负载限制,对辐射头的重量提出了很高要求。
[0054] 本发明由于引入了所述Stewart机器人平台,为放疗设备的探索开发打开了一扇大门。很多困扰放疗设备进步的困难都将迎刃而解。
[0055] 本发明利用Stewart机器人平台进行跟踪定位的放疗装置将辐射头固定于某个装置上,从而调整人体的位姿,无需使用机械臂,从而避免了对辐射头在重量方面的要求。
[0056] 相对于国内的悬挂式机架而言,本发明将所述Stewart机器人平台放置于地面上,调节、安装、维护都非常方便,同时大大提高了放疗的安全性,不用担心辐射头掉下来砸伤病人。同时,落地式的结构方式,所述人体3躺在运动床板2上。使得所述Stewart机器人平台承受压力作用,所述Stewart机器人平台的受力状况良好。
[0057] 在发生故障的情况下,本发明利用Stewart机器人平台进行跟踪定位的放疗装置依然可以确保所述人体3的安全。例如,所述Stewart机器人平台发生故障,将导致所述Stewart机器人平台的运动不畅,而所述人体3躺在所述运动床板2上,不会发生被辐射头砸伤、掉落等事故。
[0058] 与机械臂相比,机械臂为串联机构,所述Stewart机器人平台采用并联机构,刚度大,结构稳定;
[0059] 所述Stewart机器人平台具有6条腿7共同支撑所述人体3,使得承载能力强;
[0060] 所述Stewart机器人平台精度高,使得对所述人体3的病灶部位的调节更加准确;
[0061] 所述Stewart机器人平台运动惯性小,反应迅速,在控制方面具备快、准、稳的特性,而且不会像串联式机械手那样存在累积误差;
[0062] 所述Stewart机器人平台在位置求解上,正解困难,反解容易;串联机构正解容易,反解困难,而并联机器人正解困难,反解容易。所述Stewart机器人平台可以快速的解出所述腿7的变化长度。
[0063] 最后,应当指出,以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然,本发明不限于上述实施例,还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均应认为属于本发明的保护范围。