[0001] 本申请涉及医疗设备技术领域，更具体而言，涉及一种多靶切换装置。

[0002] X射线的能量由入射电子束的能量以及靶的材料和厚度决定。而通常不同能量的电子束，对应最优的X射线转换靶也不相同。相关技术中，电子直线加速器都以单能电子束、
单一类型X射线转换靶为主，部分双能加速器也采用了单一类型X射线转换靶，但此类加速
器双能的跨度较小，同时牺牲了一定的X射线品质。如果采用三能或者更多档能量的加速
器，例如从百kV到10MV，则需要三种或更多种不同类型的X射线转换靶来提高射线品质，更
换难度较大。

[0033] 下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在
本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本
发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方
位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个
或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0034] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可
以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以
根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0035] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它
们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示
第一特征水平高度小于第二特征。

[0036] 本文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，本文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并
且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，
这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的
关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以
意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

[0037] X射线在医学、工业等生产科研领域具有重要的应用，最常见的X射线由电子打靶发生韧致辐射效应产生。韧致辐射效应，也称为轫致辐射或制动辐射，是指高速电子骤然减
速时产生的辐射。这种效应更具体地可以描述为带电粒子(特别是电子)在电磁场中受到加
速度变化时产生的辐射。

[0038] X射线的能量由入射电子束的能量以及靶的材料和厚度决定。而通常不同能量的电子束，对应最优的X射线转换靶也不相同。相关技术中，电子直线加速器都以单能电子束、
单一类型X射线转换靶为主，部分双能加速器也采用了单一类型X射线转换靶，但此类加速
器双能的跨度较小，同时牺牲了一定的X射线品质。如果采用三能或者更多档能量的加速
器，例如从百kV到10MV，则需要三种或更多种不同类型的X射线转换靶来提高射线品质，更
换难度较大。

[0039] 请参阅图1，本申请实施方式的一种多靶切换装置100，用于加速器中电子束转换为X射线，加速器可产生电子束，包括靶座10和至少两个不同的转换靶20，靶座10相对于加
速器的束轴可滑动设置，靶座10滑动路径上设置有至少两个预设位置；转换靶20与预设位
置一一对应设置，至少两个转换靶20沿靶座10的滑动方向设置在靶座10上，靶座10被配置
为，靶座10滑动到预设位置时，可切换至对应的转换靶20并使其被电子束击中。

[0040] 本申请提供的一种多靶切换装置100，通过在滑动设置的靶座10上同时设置至少两个不同的转换靶20，并通过将靶座10在不同的预设位置之间滑动实现不同的转换靶20之
间的切换，使得加速器可根据需要产生不同能量的X射线，同时，可以满足多种不同的电子
束能量对应适合类型的靶，有利于提高X射线的质量。

[0041] 具体的，加速器是一种利用物理原理，如电场或磁场，对带电粒子进行加速的设备。这些粒子可以是电子、质子、离子等，并且被加速到高能量状态，以便用于各种研究和应
用。加速器的原理基于电磁场对带电粒子的作用。粒子在电场或磁场中受到力的作用，从而
改变其运动状态，增加其速度。电场加速器通过高电压产生强电场，而磁场加速器则利用磁
场力改变粒子运动轨迹来实现加速。

[0042] 转换靶20是指用于接收粒子流轰击的实物样品。这些粒子流可能包括电子、质子、氘核、α粒子等，它们被加速器加速到较高的能量后，会与转换靶20进行相互作用。本申请实
施例中，粒子为电子。

[0043] 本申请实施例中，转换靶20的数量为四个，由于X射线的能量由入射电子束的能量以及靶的材料和厚度决定，四个转换靶20两两之间材料和厚度至少存在一种不同，四个转
换靶20均呈圆柱形，四个转换靶20的顶面圆心在同一直线上，四个转换靶20的顶面圆心所
在直线与靶座10滑动方向平行。靶座10上设置有四个安装孔，转换靶20与安装孔一一对应
设置。

[0044] 请参阅图2，在某些实施例中，多靶切换装置100还包括驱动组件30，驱动组件30包括电机31、套筒32、螺母33和推杆34，电机31具有输出轴311，输出轴311轴线方向与靶座10
滑动方向平行，输出轴311为丝杆，套筒32套设在输出轴311外并与电机31连接，螺母33可滑
动设置在套筒32内，螺母33与输出轴311螺纹连接，推杆34一端与螺母33远离电机31一侧连
接，推杆34另一端与靶座10连接。

[0045] 如此，可通过驱动组件30控制靶座10滑动，实现转换靶20的自动切换，有利于提升多靶切换装置100的操作便捷度。

[0046] 具体的，电机31的外壳与套筒32通过螺栓连接或者电机31的外壳与套筒32为一体焊接成型的一体式结构。工作时，启动电机31后输出轴311旋转，由于输出轴311和螺母33螺
纹连接转动的输出轴311可推动螺母33平移。容易理解的，螺母33在套筒32内设置为只能沿
轴向平移，不能转动。进一步的，推杆34一端中空并与螺母33连接，然后套设在输出轴311
上。推杆34的另一端与靶座10连接，可选的，推杆34与靶座10的连接方式为螺纹连接、插接、
榫卯连接、铆接或焊接。

[0047] 在其他实施例中，驱动组件30也可设置为气缸、液压缸、直线马达等其他直线驱动组件30。

[0048] 请参阅图2，在某些实施例中，多靶切换装置100还包括真空盒40，真空盒40与套筒32连接，靶座10滑动设置在真空盒40内，真空盒40上开设有两个开窗41，两个开窗41设置在
真空盒40相对的两侧壁上，电子束可通过一个开窗41穿过真空盒40后击中转换靶20，并从
另一个开窗41射出X射线。

[0049] 如此，真空盒40内部可形成真空，便于电子束的传输，降低电子束散射。同时真空环境可以减少电子束的能量损失。

[0050] 具体的，真空盒40是指一个特定的真空室，其内部包含转换靶20、靶座10和其他相关组件。为了确保转换靶20的正常工作和粒子加速的效率，真空盒40内需要维持极高的真
空度。这种高真空环境有助于减少粒子与气体分子的碰撞，从而降低能量损失和保证成像
质量。转换靶20的真空盒40主要功能是提供一个无气体分子或低气体分子密度的环境，确
保电子束能够高效、稳定地轰击转换靶20面，产生高质量的X射线或粒子束。在高速电子轰
击转换靶20面的过程中，会产生二次电子和散射X射线。真空盒40内的高真空环境有助于减
少这些二次电子和散射X射线对设备内部和成像质量的干扰。转换靶20的真空盒40通常由
高强度、耐腐蚀和耐高温的材料制成，如不锈钢或特殊合金。其内部结构设计需考虑到电子
束的传输、散热和防止二次电子及散射X射线的干扰。

[0051] 在本申请实施例中，真空盒40用于和加速器的真空管连接，从而形成真空内靶，真‑6 ‑7
空盒40内的真空度为1e Pa～1e Pa。

[0052] 在其他实施例中，也可取消真空盒40，此时只需将驱动组件30固定，使得靶座10可以带动转换靶20在空气中线性移动，完成转换靶20的切换过程。

[0053] 在某些实施例中，多靶切换装置100还包括电机真空法兰50，电机真空法兰50一侧连接套筒32，电机真空法兰50另一侧连接真空盒40。

[0054] 如此，设置电机真空法兰50便于套筒32和真空盒40之间的拆装，有利于降低维修更换的难度。

[0055] 具体的，真空法兰是用于连接真空设备内部与外部的一种法兰，具有连接紧密、密封性好、隔气阻燃、耐高温、承压能力强等优点。真空法兰是真空系统中的重要组成部分，主
要用于确保真空设备内部与外部之间的连接处保持密封状态。由于真空盒40的内部需要保
持真空状态，因此必须使用密封性能好的电机真空法兰50来连接。

[0056] 电机真空法兰50包括第一电机法兰和第二电机法兰，第一电机法兰与真空盒40连接，第二电机法兰与套筒32连接，然后通过紧固件连接第一电机法兰和第二电机法兰。

[0057] 请参阅图2和图3，在某些实施例中，多靶切换装置100还包括电机波纹管60，电机波纹管60套设在推杆34上，电机波纹管60一端与电机真空法兰50连接，电机波纹管60另一
端与螺母33连接。

[0058] 如此，真空盒40、电机真空法兰50、电机波纹管60、螺母33和推杆34围合形成真空腔，有利于提高散热效率，同时，可伸缩的电机波纹管60可吸收螺母33移动时产生的振动，
还可以使螺母33的平移更稳定。

[0059] 具体的，波纹管是一种由多个可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接而成的管状结构，具有弹性敏感元件的特性。波纹管管壁较薄，灵敏度较高，测量范围为数十帕至数十兆
帕。其在使用时可能利用辅助的螺旋弹簧或簧片增加弹性。

[0060] 在本申请实施例中，由于推杆34需要通过电机真空法兰50中部插入真空盒40并推动靶座10，所以推杆34周边与电机真空法兰50之间很难形成密封。设置电机波纹管60可将
密封空间延长至螺母33处，并使电机波纹管60与螺母33形成密封，从而使得真空盒40、电机
真空法兰50、电机波纹管60、螺母33和推杆34形成一个完整的密封腔，从而保证真空盒40内
的真空度。

[0061] 进一步的，由于电机波纹管60与推杆34之间的空间与真空盒40内部连通，因此，此‑6 ‑7
处的真空度与真空盒40内相同，同为1e Pa～1e Pa。

[0062] 在某些实施例中，多靶切换装置100还包括连接真空法兰70，连接真空法兰70与真空盒40连接并与开窗41连通。

[0063] 如此，设置电机真空法兰50便于多靶切换装置100和加速器之间的拆装，有利于降低多靶切换装置100维修更换的难度。

[0064] 具体的，在本申请实施例中，真空盒40的一个开窗41处形成有连接管，连接管垂直于其所在的真空盒40表面并与开窗41连通。

[0065] 进一步的，连接真空法兰70包括第一连接法兰和第二连接法兰，第一连接法兰与连接管连接，第二真空法兰与加速器的真空管连接，第一连接法兰和第二连接法兰通过紧
固件可拆卸连接，从而实现真空盒40与加速器的可拆卸连接。

[0066] 请参阅图1和图4，在某些实施例中，靶座10内部形成有冷却通道13，靶座10一侧开设有分别与冷却通道13连通的入水口11和出水口12，多靶切换装置100还包括入水管80和
出水管90，入水管80和出水管90穿出真空盒40与外部连通，入水管80与入水口11连通，出水
管90与出水口12连通。

[0067] 如此，入水管80和出水管90用于向靶座10内部的冷却通道13通冷却水，从而为转换靶20降温，有利于保护转换靶20，延长转换靶20使用寿命。

[0068] 具体的，在使用多靶切换装置100时，电子经过加速器加速后作用于转换靶20，会在转换靶20内发生一系列核反应过程。这些过程会由于电离能损、核能损等原因将大部分
束流能量沉积在转换靶20内，导致转换靶20温度持续升高。只有及时有效地带走能量沉积
产生的热量，冷却转换靶20，才能保证实验和应用的正常进行。因此，冷却系统是至关重要
的。

[0069] 利用冷却水进行冷却是一种有效的冷却方式，其通常具有更高的冷却效率和更低的冷却工质消耗量。冷却水在靶座10内的冷却通道13流动，可以吸收转换靶20产生的热量，
从而降低转换靶20的温度。

[0070] 在本申请实施例中，入水管80和出水管90均沿靶座10滑动方向呈直线设置。

[0071] 在其他实施例中，当真空盒40取消时，需要将入水关和出水管90固定，以避免其干扰靶座10的滑动。

[0072] 请参阅图1，在某些实施例中，入水管80包括相连通的入水直管81和入水波纹管82，入水波纹管82远离入水直管81的一端与入水口11连接，入水波纹管82靠近入水直管81
的一端与入水直管81连接，出水管90包括相连的出水直管91和出水波纹管92，出水波纹管
92远离出水直管91的一端与出水口12连接，出水波纹管92靠近出水直管91的一端与出水直
管91连接，入水直管81和出水直管91穿过真空盒40的侧壁并固定在真空盒40的侧壁上。

[0073] 如此，可以让入水管80和出水管90可以在一定范围内伸缩，无需将入水管80和出水管90在真空盒40内外滑动，从而便于真空盒40的密封。

[0074] 具体的，在本申请实施例中，入水直管81和出水直管91用于穿出真空盒40并与外部水源相连，入水波纹管82和出水波纹管92设置在真空盒40内部，当靶座10朝向电机31一
侧移动时，入水波纹管82和出水波纹管92可随之拉长，靶座10朝向远离电机31一侧移动时，
入水波纹管82和出水波纹管92可随之压缩，从而保证在靶座10移动的过程中的冷却水的循
环和供应。

[0075] 请参阅图3，在某些实施例中，套筒32侧壁沿输出轴311轴向方向开设有长槽孔321，螺母33侧面设有限位柱331，限位柱331串设在所处长槽孔321内。

[0076] 如此，限位柱331和长槽孔321可限制螺母33的旋转，使其稳定地直线运动，同时长槽孔321还可限制螺母33的行程，避免其对多靶切换装置100造成损伤。

[0077] 具体的，长槽孔321的数量为四个，四个长槽孔321沿套头的周向均匀地设置在侧壁上，限位柱331的数量为四个，四个限位柱331与四个长槽孔321一一对应设置。

[0078] 进一步的，其中一个限位柱331上设有定位指针，对应的，套筒32商户的对应长槽孔321边缘设有定位刻度。在使用时可通过定位指针与定位刻度的配合实现对内部落幕的
定位，进而实现对靶座10位置的定位，从而实现对转换靶20位置的定位。

[0079] 在某些实施例中，多靶切换装置100还包括至少两个光电开关322，光电开关322与预设位置一一对应设置，光电开关322设置在套筒32的外侧壁上，光电开关322具有两个相
对设置的光栅3221，限位柱331端部设有遮挡部3311，靶座10移动到预设位置时，遮挡部
3311位于对应的光电开关322的两个光栅3221之间，以使光电开关322产生电信号。

[0080] 如此，光电开关322可以监控靶座10是否滑动到预设位置，并对其位置进行锁定，产生的电信号可用于控制电机31。

[0081] 具体的，光电开关322，也称为光电接近开关，是一种利用光电效应探测物体存在或不存在状态的设备。光电开关322将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根
据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。光电开关322的工作原理基于光电效
应，即当光子入射到半导体上时，会被半导体吸收并导致半导体表面电子的发射，从而产生
电信号。

[0082] 本申请实施例中，光电开关322的数量为四个(为保证图纸简洁，图中未全部画出)，四个光电开关322与四个转换靶20一一对应设置。

[0083] 多靶切换装置100还设置有控制组件，控制组件与光电开关322电连接。在使用多靶切换装置100时，可根据实际需要利用控制组件控制对应的光电开关322的开闭，当所需
转换靶20就位时，对应的光电开关322就会产生电信号返回控制组件，控制组件接收电信号
后便可控制电机31停止转动并将其锁定，从而实现对转换靶20位置的锁定。

[0084] 在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式
或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述
的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方
式结合。

[0085] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，
三个，除非另有明确具体的限定。

[0086] 尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。