本實(shí)用新型屬于醫(yī)療機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及到用于手術(shù)治療中的一種基于六自由度工業(yè)機(jī)械臂的治療床控制裝置。

背景技術(shù)：

目前，醫(yī)療電子機(jī)械設(shè)備的發(fā)展對(duì)先進(jìn)治療技術(shù)的發(fā)展起到了巨大的幫助，但是在某些治療方式中還有很大的改進(jìn)空間。例如在針對(duì)腫瘤的治療技術(shù)方面，放射治療法是一種最為有效的治療手段之一，在醫(yī)生對(duì)病人進(jìn)行放射治療時(shí)，一般需要將病人先從病床上轉(zhuǎn)移到手推車后再運(yùn)送至放射治療室，再將其送上放射治療床板上，最后啟動(dòng)設(shè)備通過(guò)治療床將病人送達(dá)治療儀（放射治療加速器）下的指定位置進(jìn)行放療。然而現(xiàn)有的放射治療床裝置大多都是一個(gè)距離放射主機(jī)較近，只能在一個(gè)較小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)水平或縱向移動(dòng)的長(zhǎng)方體，故在進(jìn)行傳送病人時(shí)，會(huì)出現(xiàn)空間狹小影響醫(yī)務(wù)人員操作等情況。例如中國(guó)專利CN 102872541 A公開的一種放射治療床裝置，利用智能機(jī)械臂將病人連同治療床面放置到加速器室內(nèi)預(yù)定的治療位置，并采用視覺跟蹤系統(tǒng)可以保證病人定位的精度，在一定的情況上解決了影響醫(yī)生站位的問(wèn)題，提高了工作效率和昂貴加速器使用效率。但該方案在一些特殊環(huán)境下，特別是在治療床傳送過(guò)程中由于放射治療室的空間有限而容易造成機(jī)械臂與四周環(huán)境碰撞或機(jī)械臂和床板間相撞的情況，從而給病人帶來(lái)嚴(yán)重的影響，有進(jìn)一步改進(jìn)的必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在解決上述問(wèn)題，提出了一種基于六自由度工業(yè)機(jī)械臂的治療床控制裝置，在進(jìn)行病人運(yùn)載傳送時(shí)可以很好的解決傳送空間不足、傳送時(shí)防止發(fā)生碰撞事故等問(wèn)題，且工作效率高、定位精確、操作簡(jiǎn)便。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于六自由度工業(yè)機(jī)械臂的治療床控制裝置。包括：

一個(gè)六自由度工業(yè)機(jī)器人，承載病人的治療床板，治療床控制系統(tǒng)。

所述六自由度工業(yè)機(jī)器人的外圍安裝有防觸碰保護(hù)罩；所述承載病人的治療床板邊沿設(shè)置有防碰撞傳感器；所述治療床控制系統(tǒng)包括：治療床控制器、人機(jī)交互系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人控制柜。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，所述六自由度工業(yè)機(jī)器人安裝于一根固定滑動(dòng)導(dǎo)軌上，六自由度工業(yè)機(jī)械臂的外圍都安裝有防觸碰保護(hù)罩；組成所述六自由度工業(yè)機(jī)器人的底座機(jī)械臂的外圍安裝有第一防觸碰保護(hù)罩；腰部機(jī)械臂的外圍安裝有第二防觸碰保護(hù)罩；大臂機(jī)械臂的外圍安裝有第三防觸碰保護(hù)罩；小臂機(jī)械臂的外圍安裝有第四防觸碰保護(hù)罩；其腕部?jī)筛鶛C(jī)械臂的外圍分別安裝有第五防觸碰保護(hù)罩和第六防觸碰保護(hù)罩；組成所述六自由度工業(yè)機(jī)器人的每個(gè)機(jī)械臂表面以均布的方式安裝有支撐彈簧，每個(gè)支撐彈簧的一端與機(jī)械臂相連，另一端與防觸碰保護(hù)罩相連，且在每個(gè)支撐彈簧與機(jī)械臂連接的位置處都設(shè)置有電子開關(guān)器件，用于檢測(cè)防觸碰保護(hù)罩是否被觸及，從而對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行防碰撞保護(hù)。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，所述承載病人的治療床板的床板邊沿均布有防碰撞傳感器，防碰撞傳感器連線通過(guò)位于床板邊沿凹槽內(nèi)的排線盒固定于床板四周。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，所述治療床控制系統(tǒng)，考慮到目前工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能比較成熟，控制系統(tǒng)硬件和配套軟件相對(duì)完善，故治療床控制系統(tǒng)硬件包括有：治療床控制器、人機(jī)交互系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人控制柜；所述治療床控制器通過(guò)工業(yè)總線與工業(yè)機(jī)器人控制柜進(jìn)行通訊連接，并留有與外界其他控制系統(tǒng)連接的通訊接口，用于實(shí)現(xiàn)治療床的外部控制，提高了治療床控制系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，且成本較低，可擴(kuò)展性和靈活性較高。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，所述治療床控制系統(tǒng)軟件包括有：信息采集模塊、自動(dòng)控制模塊、手動(dòng)控制模塊、復(fù)位控制模塊、顯示報(bào)警模塊；所述信息采集模塊能即時(shí)采集到治療過(guò)程中治療床的運(yùn)行狀況信息，并傳送給治療床控制器；所述自動(dòng)控制模塊具有運(yùn)動(dòng)軌跡自動(dòng)修復(fù)功能，能快速排除故障；操作人員可在手動(dòng)控制模塊下對(duì)治療床進(jìn)行前后、左右、上下、俯仰、旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)控制；所述復(fù)位控制模塊設(shè)置有一鍵復(fù)位按鍵，能快速準(zhǔn)確地將治療床返回到初始位置；所述顯示報(bào)警模塊設(shè)置有顯示器、揚(yáng)聲器和報(bào)警燈。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

通過(guò)使用安裝于滑動(dòng)導(dǎo)軌上的六自由度工業(yè)機(jī)械臂的治療床將病人運(yùn)送至手術(shù)治療指定的治療點(diǎn)，解決了運(yùn)行空間小、影響醫(yī)務(wù)人員操作的問(wèn)題，同時(shí)機(jī)械臂防觸碰保護(hù)罩和設(shè)置于床板邊沿的防碰撞傳感器，對(duì)治療的整個(gè)運(yùn)送過(guò)程起到了良好的實(shí)時(shí)保護(hù)作用。其運(yùn)行系統(tǒng)為具有實(shí)時(shí)監(jiān)控保護(hù)功能的治療床控制系統(tǒng)，通過(guò)治療床控制器與工業(yè)機(jī)器人控制柜實(shí)現(xiàn)信息交換，充分地利用了工業(yè)機(jī)器人控制柜優(yōu)良的運(yùn)動(dòng)控制性能從而間接地對(duì)六自由度工業(yè)機(jī)械臂治療床進(jìn)行控制，具有較高的定位精度。該六自由度工業(yè)機(jī)械臂的治療床控制裝置結(jié)構(gòu)緊湊、可擴(kuò)展性強(qiáng)，具有運(yùn)動(dòng)控制精度高、運(yùn)行安全平穩(wěn)的優(yōu)勢(shì)，能在最小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大化的性能，大大地提高了手術(shù)治療的工作效率和安全性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型中所述六自由度工業(yè)機(jī)器人1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型中所述六自由度工業(yè)機(jī)械臂治療床的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型中所述底座機(jī)械臂第一防觸碰保護(hù)罩的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型中的六自由度工業(yè)機(jī)械臂治療床初始位置1示意圖。

圖5是本實(shí)用新型中的六自由度工業(yè)機(jī)械臂治療床初始位置2示意圖。

圖6是本實(shí)用新型中的承載病人的放射治療床板的示意圖。

圖7是本實(shí)用新型中的承載病人的放射治療床板床腳處的局部放大示意圖。

圖8是本實(shí)用新型中的治療床控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本實(shí)用新型中的具有實(shí)時(shí)監(jiān)控保護(hù)的控制系統(tǒng)軟件模塊圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)、清楚地描述。

實(shí)施例一，

如圖1至圖9所示，一種基于六自由度工業(yè)機(jī)械臂的治療床控制裝置，包括：

一個(gè)六自由度工業(yè)機(jī)器人1，承載病人的放療床板2，治療床控制系統(tǒng)3。

如圖1所述，所述六自由度工業(yè)機(jī)器人1的底座機(jī)械臂11安裝于一根位于放射治療加速器下的固定滑動(dòng)導(dǎo)軌4上，增大了治療床可達(dá)空間。

如圖2所述，所述組成六自由度工業(yè)機(jī)器人1的底座機(jī)械臂11的外圍安裝有第一防觸碰保護(hù)罩21；腰部機(jī)械臂12的外圍安裝有第二防觸碰保護(hù)罩22；大臂機(jī)械臂13的外圍安裝有第三防觸碰保護(hù)罩23；小臂機(jī)械臂14的外圍安裝有第四防觸碰保護(hù)罩24；腕部?jī)筛鶛C(jī)械臂15、16的外圍分別安裝有第五防觸碰保護(hù)罩25和第六防觸碰保護(hù)罩26。

如圖3所示，所述底座機(jī)械臂11表面以均布的方式安裝有支撐彈簧9，支撐彈簧9的一端與底座機(jī)械臂11相連接，另一端與第一防觸碰保護(hù)罩21相連接，并且在每個(gè)支撐彈簧9與底座機(jī)械臂11連接的位置處都設(shè)置有電子開關(guān)器件8與信息采集模塊131連接，當(dāng)治療床運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所述第一防觸碰保護(hù)罩21發(fā)生觸碰時(shí)，傳感器開關(guān)8發(fā)出響應(yīng)，所述六自由度工業(yè)機(jī)械臂治療床將自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出預(yù)警等待修復(fù)，起到實(shí)時(shí)保護(hù)作用，所述其他各機(jī)械臂的防觸碰保護(hù)罩的安裝方式與此相同。

如圖6所示，所述承載病人的治療床板2的對(duì)角線中心位置與六自由度工業(yè)機(jī)器人1的腕部機(jī)械臂16連接，且設(shè)置有中心定位裝置150與信息采集模塊131連接，及時(shí)傳輸治療床板的當(dāng)前位置信息。

如圖6所示，所述承載病人的治療床板2的床板邊沿均布有防碰傳感器7，所用防碰撞傳感器7為超聲波傳感器（包括：第一超聲波傳感器7-1、第二超聲波傳感器7-2、第三超聲波傳感器7-3、第四超聲波傳感器7-4、第五超聲波傳感器7-5、第六超聲波傳感器7-6、第七超聲波傳感器7-7、第八超聲波傳感器7-8、第九超聲波傳感器7-9）都與信息采集模塊131連接，可及時(shí)收集到治療床板與四周環(huán)境的位置狀況，配以分別安裝于治療室內(nèi)相對(duì)的墻角處的兩個(gè)CCD攝像頭對(duì)治療床的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行監(jiān)控，保證治療床板運(yùn)行過(guò)程中的安全性。

如圖7所示，所述承載病人的治療床板2的邊沿設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)安裝排線盒6將防碰撞傳感器7的連接線固定于床板四周，起到既美觀又避免了治療時(shí)出現(xiàn)照射陰影的效果。

如圖8所示，所述治療床控制系統(tǒng)3硬件包括有：治療床控制器31、人機(jī)交互系統(tǒng)32、工業(yè)機(jī)器人控制柜33；所述治療床控制器31通過(guò)基于以太網(wǎng)TCP/IP工業(yè)總線與工業(yè)機(jī)器人控制柜33進(jìn)行通訊連接，并留有與外界其他控制系統(tǒng)連接的通訊接口，用于實(shí)現(xiàn)治療床的外部控制；通過(guò)外接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)32進(jìn)行操作編程向治療床控制31傳達(dá)操作信息，進(jìn)而向工業(yè)機(jī)器人控制柜33發(fā)送控制信息，最終向六自由度工業(yè)機(jī)器人1發(fā)送控制指令，并及時(shí)對(duì)六自由度工業(yè)機(jī)器人1的運(yùn)行位置信息和移動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，反饋顯示于人機(jī)交互系統(tǒng)32的顯示器上，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)操控，提高了治療床控制系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，且成本較低，可擴(kuò)展性和靈活性較高，完全能夠滿足此種基于六自由度工業(yè)機(jī)械臂的治療床的運(yùn)行要求。

如圖9所示，所述治療床控制系統(tǒng)3軟件包括有：信息采集模塊131、自動(dòng)控制模塊132、手動(dòng)控制模塊133、復(fù)位控制模塊134、顯示報(bào)警模塊135；所述信息采集模塊131能即時(shí)采集到治療過(guò)程中治療床的運(yùn)行狀況信息、位置信息、傳感器反饋的信息、CCD攝像頭圖像信息等、傳送給治療床控制器31，顯示于人機(jī)交互系統(tǒng)觸摸屏中；所述自動(dòng)控制模塊132具有運(yùn)動(dòng)軌跡自動(dòng)修復(fù)功能，能快速排除故障，當(dāng)治療床在運(yùn)行時(shí)突然出現(xiàn)碰撞情況，傳感器立即響應(yīng)停止治療床的移動(dòng)，自動(dòng)控制模塊快速運(yùn)行識(shí)別發(fā)生碰撞的過(guò)程，緩慢執(zhí)行逆運(yùn)動(dòng)分離碰撞，重新規(guī)劃自動(dòng)修復(fù)運(yùn)行路線；或通過(guò)操作人員可在手動(dòng)控制模塊133下對(duì)治療床進(jìn)行前后、左右、上下、俯仰、旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)控制，可將治療床運(yùn)行到預(yù)想的位置，通過(guò)改變治療床的位置、角度達(dá)到一個(gè)最理想的治療效果；所述復(fù)位控制模塊134設(shè)置有一鍵復(fù)位按鍵，治療床的初始位置根據(jù)病人的病情狀況設(shè)置平躺和站立式兩種上床模式，通過(guò)一件復(fù)位按鍵能快速準(zhǔn)確地將治療床返回到想要的初始位置下；所述顯示報(bào)警模塊135設(shè)置有顯示器、揚(yáng)聲器和報(bào)警燈，當(dāng)治療床在發(fā)生碰撞時(shí)可以通過(guò)三種方式及時(shí)地提醒操作人員有緊急情況發(fā)生，能更好的引起操作人員的注意，將誤操作的可能減小到最低。

采用本技術(shù)方案所具有的優(yōu)點(diǎn)為：通過(guò)使用安裝于滑動(dòng)導(dǎo)軌上的六自由度工業(yè)機(jī)械臂的治療床將病人運(yùn)送至放射手術(shù)治療指定的治療點(diǎn)，解決了運(yùn)行空間小、影響醫(yī)務(wù)人員操作的問(wèn)題，同時(shí)機(jī)械臂防觸保護(hù)罩和設(shè)置于床板邊沿的防碰撞傳感器，對(duì)放療的整個(gè)運(yùn)送過(guò)程起到了良好的實(shí)時(shí)保護(hù)作用。其運(yùn)行系統(tǒng)為具有實(shí)時(shí)監(jiān)控保護(hù)功能的治療床控制系統(tǒng)，通過(guò)治療床控制器與工業(yè)機(jī)器人控制柜實(shí)現(xiàn)信息交換，充分地利用了工業(yè)機(jī)器人控制柜優(yōu)良的運(yùn)動(dòng)控制性能從而間接地對(duì)六自由度工業(yè)機(jī)械臂進(jìn)行控制，并且所有的控制操作和治療床板的運(yùn)行狀況、信息參數(shù)都可以通過(guò)人機(jī)交互系統(tǒng)的觸摸屏進(jìn)行實(shí)現(xiàn)和反饋，具有外觀簡(jiǎn)潔而美觀，功能強(qiáng)大而完善等特點(diǎn)。該六自由度工業(yè)機(jī)械臂的治療床控制裝置結(jié)構(gòu)緊湊、可擴(kuò)展性強(qiáng)，具有運(yùn)動(dòng)控制精度高、運(yùn)行安全平穩(wěn)的優(yōu)勢(shì)，能在最小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大化的性能，大大地提高了手術(shù)治療的工作效率和安全性。