一种辐射隔离的放射性粒子自动装填系统的制作方法

本技术涉及粒子装填领域，尤其涉及一种辐射隔离的放射性粒子自动装填系统。

背景技术：

1、放射性粒子植入手术是一种将放射源植入肿瘤内部，依靠放射源的放射性摧毁肿瘤的治疗手段。在进行放射性粒子植入手术时，通常需要将放射性粒子装载进弹夹，然后将弹夹安装到放射性粒子植入枪内，通过放射性粒子植入枪将很多个具有放射性的粒子逐一植入到患者体内的肿瘤内，形成组织间近距离精准放射治疗。因此，在进行放射性粒子植入手术前，需要先将放射性粒子装入弹夹中。

2、目前，市场上的弹夹均主要采用人工装填的方式在粒子仓内装填具有放射性的粒子，但是这种装填方式容易导致装填人员所受到的辐照剂量高，劳动强度大，装填效率低；因此，为了提高装填效率，降低操作人员受辐射的几率和劳动量，寻找一种粒子自动化填充装置是十分必要。

3、粒子装填过程首先都需要将散乱的粒子排列整齐，现有技术一般都是通过振动平台振动出料，如cn111840818a公开了一种装填放射性粒子弹匣的装置及方法，装置包括用于供应放射性粒子的振动系统，设置在滑轨系统上的擒纵系统，用于固定放射性粒子弹匣的粒子仓组件的组装台以及控制系统；方法具体为：在控制系统的控制下，擒纵系统通过滑轨系统的配合，依次完成从振动系统吸取放射性粒子，将被吸取的放射性粒子转移至组装台上方并装入放射性粒子弹匣的粒子仓组件中。cn213731500u公开了一种自动装芯结构，包括机台、旋转臂基座和装芯平台，所述的机台上端面后部安装有旋转臂基座，旋转臂基座上转动安装有双工位机械手，所述的装芯平台安装于旋转臂基座侧面处，与双工位机械手的第二工位位置相配，所述的双工位机械手前侧并排安装有粒子芯振动盘和粒子套振动盘，所述的粒子芯振动盘和粒子套振动盘的出口呈相对布置，所述的双工位机械手的第二工位与粒子芯振动盘和粒子套振动盘的出口相对应。cn214018903u公开了一种用于粒子的自动装弹夹装置，包括控制台、底板和振动盘，所述的控制台上水平安装有底板，所述的底板上端面后部竖直对称安装有两根竖直立柱，两根竖直立柱上端横向安装有滑轨横梁，所述的滑轨横梁前侧横向滑动安装有竖直机械手，竖直机械手下端前侧安装有上下移动的输送手臂，所述的振动盘安装在底板左部，其输出口与竖直机械手下端对应的，所述的底板上端面中部布置有与振动盘的输出口对齐的装夹模具，所述的滑轨横梁的右端上安装有单向阀。

4、虽然目前该项技术已经被国内外一些医院用于临床放射治疗，并取得了良好的疗效，但是在临床使用时，活度检测、弹夹装载均为人工操作，所以该项技术还存在着一些问题和缺陷：首先是活度检测，在进行植入手术前，医护人员需要手持镊子对放射性粒子活度逐颗校验，并剔除错误活度的粒子，该过程存在一定的读数误差，且劳动强度大，操作失误的风险高；其次为粒子弹夹的装载，医护人员需按照术前计划，通过镊子手动将对应活度、对应数量的放射性粒子逐颗装载到弹夹中，此过程存在粒子掉落的风险，也使医护人员长时间暴露于辐射危害之中，同时人工操作效率较低，增加手术时间，医务工作者的工作负担重，所受辐射剂量高。

技术实现思路

1、为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的之一是提供一种辐射隔离的放射性粒子自动装填系统，弹夹调度部件采用弹夹工装夹具与带延长杆的夹钳工具的组合对弹夹进行快速调度与装夹，使弹夹调度过程中与操作者保持一定距离，避免对操作者造成较大辐射伤害；本实用新型能够实现粒子的自动装填，大大降低了操作人员受辐射的时间和劳动量，提高了装填效率，同时装置结构简单、操作方便。

2、为了达到上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

3、一种辐射隔离的放射性粒子自动装填系统，包括：

4、粒子排列机构：根据需要输出粒子与/或将散乱的粒子排列整齐；

5、粒子装填机构：将粒子顺序装填入粒子弹夹内；

6、粒子调度部件：使粒子在粒子排列机构和粒子装填机构之间运动；

7、弹夹调度部件：用于将弹夹在粒子自动装填装置的内外进行调度，实现多弹夹自动装填；所述弹夹调度部件采用弹夹工装夹具与带延长杆的夹钳工具的组合对弹夹进行快速调度与装夹，使弹夹调度过程中与操作者保持一定距离，避免对操作者造成较大辐射伤害。

8、作为优选，所述夹钳工具为铰链夹钳机构，所述铰链夹钳机构包括套管和驱动机构，套管的端部设有支架，支架上铰接设置有两个夹爪，驱动机构可以控制两个夹爪做向内翻转或向外翻转动作，两个夹爪向内翻转会将弹夹夹紧，两个夹爪向外翻转会将弹夹松开；所述驱动机构通过自动控制或手动控制，其中自动控制为电动控制或液压控制或气动控制，通过电磁铁或电机驱动两个夹爪翻转，或通过气动推杆或液压推杆驱动两个夹爪翻转。

9、作为优选，还包括第一延长组件和第一手持部，第一手持部通过第一延长组件与夹钳工具相连，所述第一延长组件为延长杆，第一延长组件的长度大于500mm，还包括能够近距离观察弹夹方位的摄像头，所述摄像头安装在夹钳工具的一侧或内部；在所述第一手持部旁边设有显示器，摄像头所记录的画面会实时反馈至显示器上。

10、作为优选，所述夹钳工具设有直管部或具有不同角度的拐弯部，当所述夹钳工具设有拐弯部时，所述拐弯部用于将夹钳向斜下方延伸以便更好的夹取弹夹，所述夹钳工具与第一延长组件的前端可以通过快插结构快速插接，从而快速更换不同的夹钳工具；所述摄像头旁边上还装设有照明灯和辐射检测装置，所述照明灯的开关设置在第一延长组件的靠近操作者的另一端，用于在黑暗环境中更好地拍摄视频，寻找粒子；所述辐射检测装置用于更好地探测粒子，辐射检测装置通过绑带结构、螺纹结构、卡扣结构、锁扣结构中的一种与夹钳工具和/或第一延长组件快速装卸。

11、作为优选，所述粒子排列机构采用振动平台，振动平台将粒子逐个排列振动输出；或粒子排列机构采用槽口排列部件，槽口可以采用两个相邻隔离板隔出的空间代替；或粒子排列机构采用基于v形槽或圆弧槽或喇叭口的排列方式将散乱的粒子排列整齐；或粒子排列机构采用粒子抓取机构，直接在一堆粒子中逐一抓取单个的粒子。

12、作为优选，所述粒子装填机构采用顶部装填方式、或底部装填方式、或旋转装填方式将粒子排列机构排列好的粒子顺序装填入粒子弹夹内。

13、作为优选，所述粒子装填机构采用顶部装填方式，粒子弹夹为直列式，通过粒子抓取机构抓取从粒子排列机构排列整齐的粒子后，然后运动平台带动粒子抓取机构从粒子弹夹顶部伸入粒子弹夹的储弹槽内，逐步向上叠加实现自动装填。

14、作为优选，所述粒子弹夹可拆卸地装设于粒子装填机构的弹夹固定座内，所述弹夹固定座内滑动装设有弹夹储放座，粒子弹夹装于弹夹储放座的槽口内，且弹夹储放座上装设有压紧机构，压紧机构能够将粒子弹夹压紧在弹夹储放座内；

15、所述粒子弹夹上装设有斜块或一体设置有斜面，所述压紧机构包括直线运动模块和锥形定位块，直线运动模块能够带动锥形定位块做直线运动，锥形定位块通过缓冲件与直线运动模块连接，直线运动模块推动锥形定位块移动并抵住粒子弹夹上的斜块或斜面，锥形定位块与斜块或斜面的接触力朝向弹夹储放座的槽口内的三个定位面，使粒子弹夹紧压在弹夹储放座的槽口内的三个定位面上；所述直线运动模块为电缸、液压缸、气缸、电动推杆中至少一种；所述缓冲件为橡胶垫、弹簧中至少一种。

16、作为优选，所述弹夹固定座的底部装设有力传感器，所述弹夹固定座内沿上下方向滑动装设弹夹储放座，弹夹储放座与力传感器的另一个面相抵或相连，所述力传感器用于感知弹夹固定座受到的外力，该外力包括弹夹的重力或装填机构对弹夹施加的力。

17、作为优选，还包括防辐射机箱，所述防辐射机箱为箱式结构或框架板组装的结构，箱板或框架板均为防辐射板，防辐射板为铅板、硫酸钡板、不锈钢板中至少一种，所述防辐射机箱上设有防辐射门，防辐射门上装设有防辐射玻璃；所述防辐射机箱的底部设有斜坡，散落的粒子经斜坡导向落入回收槽中，能够将散落的粒子回收起来，所述底部还设有振动机构提高回收效率；所述防辐射机箱内还设有摄像头，用于近距离观察设备内部的运转情况；所述防辐射机箱内还设有照明灯。

18、作为优选，所述粒子装填机构采用底部装填方式时，粒子装填机构包括将弹夹的储弹槽内的粒子顶开或落下让出弹夹内部空间的底板部件，通过第一粒子驱动机构推动粒子排列机构排列整齐的新粒子，且底板部件通过顶杆机构、或重力落料机构、或吹气顶升机构将位于弹夹的储弹槽内的粒子整体向上运动让出空间，第一粒子驱动机构继续推动新粒子并将新粒子塞入该空间，不断重复该过程实现粒子的自动装填；粒子装填机构还包括避免粒子推过头的限位部件，所述第一粒子驱动机构为推杆驱动机构、重力运输机构、气体推动机构中的一种或组合。

19、当第一粒子驱动机构为推杆驱动机构时，第一粒子驱动机构通过摩擦轮或摩擦带实现对粒子推杆的驱动；或者第一粒子驱动机构采用往复式卡紧机构实现对粒子推杆的驱动，往复式卡紧机构先夹紧粒子推杆，然后向一侧运动，从而驱动粒子推杆向该侧运动，而后松开粒子推杆，往另一侧运动复位，循环上述过程实现粒子推杆的单向运动；或者第一粒子驱动机构采用直联式驱动机构实现对粒子推杆的驱动，通过直线运动机构与粒子推杆直接连接，直线运动机构直接带动粒子推杆运动，粒子推杆将粒子推入粒子弹夹的粒子输出通道内，实现往复推动，并设有测量装置用于测量粒子推杆的运动位置；

20、当第一粒子驱动机构为气体推动机构时，所述第一粒子驱动机构通过气流吹动粒子顺着粒子输出通道一直到弹夹的储弹槽内的装填空间内。

21、所述的底板部件包括顶杆驱动机构，对直列式弹夹操作时，顶杆驱动机构驱动顶杆通过直列式弹夹底部的通孔将粒子顶起或驱动直列式弹夹内部的内置顶杆机构将粒子顶起；或者将直列式弹夹倒置，通过驱动直列式弹夹的排料杆向下运动一段距离，使得所有存储槽内的粒子都在重力作用下随着下移，从而在顶部让出一颗粒子的装填空间；

22、对弹鼓式弹夹操作时，顶杆驱动机构通过顶杆或外部楔形块穿过弹鼓式弹夹的外周侧面上的通孔将粒子顶起或驱动弹鼓式弹夹内部的内置顶杆机构将粒子顶起，让出空间；顶杆驱动机构为凸轮机构、曲柄滑块机构、连杆机构、齿轮齿条机构、丝杠螺母副机构中的一种或多种组合；或者底板部件采用多个顶杆协调顶起；或者，所述顶杆驱动机构采用吹气机构代替，通过气流代替顶杆将粒子顶起。

23、所述限位部件通过摩擦轮或摩擦带实现对限位推杆的驱动；或者限位部件采用往复式卡紧机构实现对限位推杆的驱动，往复式卡紧机构先夹紧限位推杆，然后向一侧运动，从而驱动限位推杆向该侧运动，而后松开限位推杆，往另一侧运动复位，循环上述过程实现限位推杆的单向运动；或者限位部件采用直联式驱动机构实现对限位推杆的驱动，通过直线运动机构与限位推杆直接连接，直线运动机构直接带动限位推杆运动，限位推杆在粒子弹夹的粒子输出通道内往复移动从而限制粒子在粒子输出通道内的位置，使粒子正好位于粒子存放槽的另一侧，并设有测量装置用于测量限位推杆的运动位置。

24、作为优选，所述粒子装填机构采用旋转装填方式时，所述粒子弹夹为左轮式弹夹，粒子装填机构包括旋转驱动机构和限位机构，旋转驱动机构与左轮式弹夹的储弹轮快速对接，所述旋转驱动机构驱动左轮式弹夹的储弹轮旋转运动，并设有第一测量装置测量储弹轮的旋转角度，或者所述旋转驱动机构直接对接储弹轮并驱动储弹轮旋转，或通过棘爪、齿轮、摩擦轮中的一种或组合驱动储弹轮旋转；通过第二粒子驱动机构推动粒子排列机构排列整齐的粒子后，再继续推动粒子进入储弹轮的储弹口内，或粒子排列机构排列整齐的粒子依靠自身重力能够进入储弹轮的储弹口内，实现粒子装填，所述第二粒子驱动机构为推杆驱动机构、气体推动机构中的一种或组合，第二粒子驱动机构通过驱动粒子推杆运动，由粒子推杆推动粒子送入左轮式弹夹内；所述第二粒子驱动机构通过摩擦轮或摩擦带驱动、或往复夹紧式驱动、或直联驱动，并设有第二测量装置用于测量粒子推杆的运动位置；限位机构的驱动通过摩擦轮或摩擦带驱动、或往复夹紧式驱动、或直联驱动，限制粒子的运动位置，使粒子正好位于储弹轮的储弹口内，并设有第三测量装置用于测量限位机构的运动位置。

25、当第二粒子驱动机构为推杆驱动机构时，所述第二粒子驱动机构通过摩擦轮或摩擦带实现对粒子推杆的驱动；或者粒子驱动机构采用往复式卡紧机构实现对粒子推杆的驱动，往复式卡紧机构先夹紧粒子推杆，然后向一侧运动，从而驱动粒子推杆向该侧运动，而后松开粒子推杆，往另一侧运动复位，循环上述过程实现粒子推杆的单向运动；或者第二粒子驱动机构采用直联式驱动机构实现对粒子推杆的驱动，通过直线运动机构与粒子推杆直接连接，直线运动机构直接带动粒子推杆运动，粒子推杆将粒子推入储弹轮的储弹口内，实现往复推动；

26、当第二粒子驱动机构为气体推动机构时，所述粒子驱动机构通过气流吹动粒子进入储弹轮的储弹口内。

27、作为优选，还包括有功能模块，所述功能模块为粒子活度检测模块、粒子外观检测模块、粒子除尘模块、粒子清洗模块、粒子计数模块中的一种或多种组合；

28、所述粒子活度检测模块包括活性传感器、回收槽；所述粒子外观检测模块包括视觉传感器，视觉传感器确定粒子的外形正常，夹取位置正常；所述粒子除尘模块包括吹尘或吸尘模块，吹尘或吸尘模块将粒子外部的尘埃吹干净或吸干净；所述粒子清洗模块包括清洗模块，清洗模块将粒子外部的污垢清洗干净；所述粒子计数模块包括感应开关与计数器，可以确定通过粒子的数量。

29、作为优选，所述粒子抓取机构在一个或多个固定的工位抓取粒子，所述运动部件上设有回收槽，在粒子检测不通过时，将粒子抓取机构打开，使粒子落入回收槽中；所述粒子抓取机构设有多个，可同时实现多工位的抓取。

30、本实用新型由于采用了以上的技术方案，具有以下有益效果：

31、本实用新型通过弹夹调度部件使弹夹在粒子自动装填装置的内外进行调度，实现多弹夹自动装填，从而使粒子弹夹能够快速装夹如自动装填装置内，且自动装填装置内设有弹夹工装夹具，能够使粒子弹夹快速定位，同时使用弹夹调度部件使弹夹调度过程中与操作者保持一定距离，避免对操作者造成较大辐射伤害。

32、本实用新型的弹夹调度部件采用带延长杆的夹钳工具，夹钳工具通过驱动机构可以控制两个夹爪做向内翻转或向外翻转动作，两个夹爪向内翻转会将弹夹夹紧，两个夹爪向外翻转会将弹夹松开，实现粒子弹夹的调度，弹夹调度部件配合粒子排列机构、粒子装填机构和粒子调度部件，能够实现自动化粒子装填，生产效率高，有效降低操作人员的劳动强度以及受到辐射的风险，同时装置结构简单、操作方便、便于维护。