一种基于槽口的粒子弹夹自动装填装置的制作方法

本发明涉及粒子装填领域，尤其涉及一种基于槽口的粒子弹夹自动装填装置。

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盘振动出料，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，本发明的目的之一是提供一种基于槽口的粒子弹夹自动装填装置，通过粒子排列机构、粒子调度部件和粒子装填机构的配合，能够散乱的粒子排列整齐，使粒子在粒子排列机构和粒子装填机构之间运动，最后将排列整齐的粒子顺序装填，大大降低了操作人员受辐射的时间和劳动量，并提高了粒子装填的效率，同时装置结构简单、操作方便、便于维护。

2、为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

3、一种基于槽口的粒子弹夹自动装填装置，包括；

4、粒子排列机构：根据槽口排列部件并采用循环加料部和槽口部组合的方式实现粒子的排列；

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、作为优选，所述循环加料部为提升加料机构、循环扫料机构中的一种或多种组合，通过循环加料部将散乱的粒子反复与槽口接触，使形态与槽口部的槽口形状相适应的粒子有几率进入槽口内；所述槽口部包括若干槽口，当有形态与槽口部的槽口形状相适应的粒子接近槽口时，通过重力落料和/或振动机构让粒子落入槽口，或者通过在槽口处设有真空吸附装置让粒子吸入槽口，从而将散乱的粒子排列整齐。

8、作为优选，所述提升加料机构通过气体作为动力源将粒子吹起到槽口部实现加料；或者提升加料机构通过机械升降机构提升粒子的高度，然后再使其掉落到槽口部进行升降加料，机械升降机构为传送带、转轮或升降机中的一种或多种组合；或者提升加料机构通过振动盘提升粒子的高度，然后再使其掉落到槽口部进行升降加料。

9、作为优选，所述循环扫料机构为立式圆盘扫料机构，其包括主体与立式圆盘，立式圆盘在主体内绕自身轴线旋转，立式圆盘的外圆周面上设置有槽口部，在主体上靠着立式圆盘的外圆周面的位置上设有扫料头，粒子散乱地堆放在立式圆盘的外圆周面外，当立式圆盘旋转时，扫料头扫动粒子，使其与外圆周面上的槽口部发生相对运动实现循环扫料，使粒子落入或吸入槽口中实现粒子排列；

10、或者所述循环扫料机构为板式扫料机构，在板上设有槽口部，在板上设有槽口的一侧设有扫料头，粒子散乱地堆放在板上设有槽口的一侧，扫料头或板做循环扫料运动，扫动粒子与槽口部发生相对运动，实现循环扫料，使粒子落入槽口中实现粒子排列；

11、或者所述循环扫料机构为带有隔离板的传送带机构，相邻两块隔离板所形成的空槽形成槽口部，传送带的上方设有扫料头，粒子散乱地堆放在传送带上，传送带运动，扫料头扫动粒子，使其与传送带发生相对运动实现循环扫料，粒子落入两块隔离板所形成的空槽内实现粒子排列。

12、作为优选，所述扫料头为刚性梳理头、柔性梳理头、毛刷状梳理头中的一种或多种组合；通过驱动机构带动扫料头进行按压横扫带走粒子；或者扫料头采用气体为动力源进行梳理，通过气体将未落入槽口的粒子进行梳理。

13、作为优选，所述槽口位置处设有粒子检测装置，所述粒子检测装置可以检测该槽口是否落入或吸入了粒子，所述粒子检测机构为光电开关、摄像头、辐射剂量检测传感器、导电触点中的一种或多种组合。

14、作为优选，通过多个槽口提高粒子排列的命中率和整体效率，多个槽口出料通过管道分支方式进行汇总，管道分支方式采用多组管道逐渐收敛到一组管道；

15、或者多个槽口出料采用重力出料机构、推杆推出机构、气体吹出机构中的一种或多种组合实现；或者多个槽口出料采用夹取或吸取装置直接将粒子从槽口内取出。

16、作为优选，所述推杆推出机构的推杆为柔性杆或者刚性杆，可以通过摩擦轮或摩擦带实现对推杆的驱动；或者采用往复式卡紧机构实现对推杆的驱动，往复式卡紧机构先夹紧推杆，然后向一侧运动，从而带动推杆向该侧运动，而后松开推杆，往另一侧运动复位，循环上述过程实现推杆的单向运动；或者采用直联式驱动机构实现对推杆的驱动，通过直线运动机构与推杆直接连接，直线运动机构直接带动推杆运动。

17、作为优选，所述推杆推出机构还设有位置检测装置，位置检测装置可以检测推杆的位移量，所述推杆推出机构的输出通道内设有行程开关，当粒子或推杆移动至行程开关时，将输出触发信号。

18、作为优选，所述气体吹出机构通过气体将粒子吹出槽口。

19、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粒子存放槽内，逐步向上叠加实现自动装填。

20、作为优选，所述粒子装填机构采用底部装填方式，其位于粒子弹夹下方，粒子装填机构包括将粒子顶开让出空间的底板部件，通过推杆驱动机构推动粒子排列机构排列整齐的新粒子，且底板部件将位于粒子通道处的粒子向上顶升让出空间，推杆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推杆部件。

21、作为优选，所述粒子装填机构采用旋转装填方式，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推杆，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，并设有测量装置测量储弹轮的旋转角度，或者所述旋转驱动机构通过棘轮、齿轮、摩擦轮中的一种或组合驱动储弹轮旋转；通过推杆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，直线推杆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，并设有测量装置用于测量直线推杆的运动位置；限位推杆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，并设有测量装置用于测量限位推杆的运动位置。。

22、作为优选，所述粒子调度部件设置有功能模块，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；

23、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。

24、作为优选，所述粒子调度部件通过采用粒子抓取机构和运动部件结合的方式进行调度；所述粒子抓取机构在一个或多个固定的工位抓取粒子，通过所述槽口排列机构将粒子源源不断地送入该工位；所述运动部件上设有回收槽，在粒子检测不通过时，将粒子落入回收槽中；所述粒子调度部件设有多个粒子抓取机构，可同时实现多工位的抓取。

25、作为优选，所述粒子调度部件通过管道运输方式、槽道运输方式或者传送带运输方式进行运输实现调度；

26、当粒子调度部件通过管道运输方式进行运输实现调度时，所述管道运输方式包括管道、驱动机构和选择机构；所述驱动机构能够驱动粒子在管道内运动；所述选择机构能够控制粒子的输出与否和/或控制粒子的输出目的地；所述管道为柔性管道，或者管道为弯曲的硬管，或者管道为直管，所述管道的入口为漏斗状；

27、所述驱动机构为推杆驱动机构、重力运输机构、气体推动机构的一种或组合；

28、所述选择机构为闸门式选择机构或侧面挤压式选择机构；或者采用暂停振动或暂停推动式代替选择机构，可以控制粒子的输出与否；

29、当所述粒子调度部件采用槽道运输或传送带运输的方式进行运输实现调度时，槽道靠重力或振动作用运输；粒子调度部件还包括选择机构，可以控制粒子的输出与否，所述选择机构采用闸门式选择机构或侧面挤压式选择机构；或者采用暂停振动或暂停推动式代替选择机构，可以控制粒子的输出与否；

30、其中所述闸门式选择机构通过闸门阻挡粒子实现选择性输出；

31、其中所述侧面挤压式选择机构通过将通过槽道或传送带的粒子进行挤压或阻挡，阻止粒子的进一步运动，实现选择性输出；

32、选择机构还可以控制粒子的输出目的地，使粒子落入回收槽内，对不合格的粒子进行回收，输出目的地通过换向机构或漏洞机构实现。

33、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，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；所述粒子弹夹自动装填装置的底部设有斜坡，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。

34、本发明由于采用了以上的技术方案，具有以下有益效果：

35、本发明粒子排列机构通过循环加料部和槽口部组合的方式实现粒子的排列，通过循环加料部将散乱的粒子反复与槽口接触，当有形态与槽口部的槽口形状相适应的粒子接近槽口时，通过重力落料和/或振动机构让粒子落入槽口，或者通过在槽口处设有真空吸附装置让粒子吸入槽口，从而将散乱的粒子排列整齐。粒子装填机构将粒子顺序装填入粒子弹夹内；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。本发明能够自动化实现粒子装填，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。