[发明专利]一种基于电路板的多叶准直器电机引线固定结构

说明书

技术领域

本发明属于机械结构设计技术领域，特别涉及多叶准直器中电机引线电器互联结构改进。

背景技术

多叶准直器是用来产生适形辐射野的机械运动部件，俗称多叶光栅、多叶光阑、MLC(Multi-Leaf Collimator)等等，多叶准直器广泛应用于医学领域，是放疗设备的核心部件，依靠多页准直器才可实现射线的适形成型。按照多叶准直器运动方式，多叶准直器有手动及电动两类，后者的功能远大于前者，是应用中的主要的形式和研发方向；

现有多页准直器的结构如图1主要分为：机架11，安装在机架上的钨合金叶片组件12，与钨合金叶片组12相连的驱动电机阵列13。多叶准直器是通过计算机控制电机阵列中的多个微型电机独立驱动每个叶片单独运动，达到射野动态或静态成形的目的。

多叶准直器叶片组件的叶片数量决定了控制照射野范围的精度，狭小空间内多数量微型电机的排布和外围引线等都产生了很多技术上的问题，由于多叶准直器叶片精度与密度很大，所以多叶准直器尾部电机排布也是高密度多层排布，这就导致了庞大数量的电机尾部柔性引线很难固定和向外延伸，在实际运动过程中会经常因为设备震动等外界因素导致电器互联失效。同时，高密度大功率微型电机群组电器互联引线相互之间，会造成相当大的干扰，高精度传感器信号线会受到大功率动力线和外界的电磁干扰。

一种常见的多叶准直器结构如图2所示，包括机架11，安装在机架上的钨合金叶片组件12，与钨合金叶片组12相连的驱动电机阵列13其中电机阵列13分别安装在钨合金叶片组12的叶片支架23两侧，每侧电机阵列13包括多台微型电机，每台微型电机的引线21及电机阵列支架21。

每侧多台微型电机(如64台微型直线电机)，按照8排、每排8列的非等间距方式排布(不限于此排布方式)。每台直线电机的引线包括4条动力驱动线和8条位置信号传感器信号线，分别从圆柱形直线电机尾部两侧引出。现有多页准直器中，一般都是采用将电机尾部引线直接捆扎成整体，或采用排线将电机引线接入电机驱动器。

多叶准直器微型直线电机的4根动力驱动线分为A、B两相，每相回路通过的瞬态最高电流约2A，每相回路通电形式为固定频率PWM方波脉冲，方波占空比以高的速刷新率变化。(电机不限于此种动力线方案)电机动力引线31连接至电机驱动器；

电机的位置信号传感器为霍尔传感器，每个电机内有两个相位相差90度的霍尔元件，每个霍尔元件有两路供电引线和两路差分信号输出引线，双霍尔元件共8条引线。(传感器不限于此种方案)霍尔传感器信号经过电机信号输出引线32连接至电机驱动器；

一般微型直线电机的定子长度为150mm，根据需求，直线电机内部动子的有效行程要大于180mm，所以电机动子的运动范围会超过电机定子引线端所在平面。(不限于此种尺寸的电机，只要是高密度电机排布都会涉及此类布线问题)

该设备中电机引线为柔性导线，位置存在不确定性，传统方案中采用扎带等将导线固定，使其避开动子在平面内的运动空间，但是在动子运动过程中，可能会因为震动等原因导致引线移动至动子运动空间内，致使动子与电机引线出现刮擦，顶撞，久而久之导致引线外皮被磨破或引线直接被大推力动子撞断，传统走线固定的方法不仅繁杂，且其工艺性和设备稳定性都很差。

微型直线电机结构如图3所示：包括电机动力引线31、电机信号输出引线32、电机定子33和电机动子34。

该种结构存在如下问题：

1、电机数量众多，在制造和维修过程中接线工艺性差，如果其中一台电机损坏，必将要拆开整体线束，对损坏电机进行检修更换，然后再重新固定所有线束；

2、众多信号线以不规则状态排布在动力线中，导致信号线其内部传输的信号受到干扰，影响电机运动的精度和可靠性，从而影响多页准直器整机的工作可靠性；

3、传统整体捆线方案在结构上具有局限性，无法满足永磁直线电机驱动的多页光栅对结构的要求，即无法捆扎电机动子形成大于电机定子的一系列电机。

发明内容

本发明的目的在于为克服已有技术的不足，设计一种基于电路板的多叶准直器电机引线固定结构，本发明利用电路板来固定多叶准直器中高密度电机的引线，并把动力驱动线路与传感器信号线路引至高密度电机群组的侧面——电机框两侧，以方便采用常规柔性导线与电机驱动器相连接；改善电机群组传感器信号的电器互联方法，提高传感器信号传输过程中的抗干扰性；对电机传感器输出的微弱信号做集成化滤波放大处理，提高传感器精度。