近年来,重离子因其独特的物理学特性和生物学效应,在治疗肿瘤方面得到了广泛地应用。然而目前用于重离子治疗室中的患者承载装置,在进行患者位姿调整时,存在调节功能不足、适用性差、定位精度不高以及治疗效率低等问题。针对以上问题,本文研发一种基于图像引导的移动式坐立位患者承载装置,来满足粒子放疗固定式束流入射角度变化的要求和全自动摆位放疗的需要,并提高患者治疗效率,达到精准放疗的目标。文章主要研究内容及结果如下:（1）分析了目前在重离子放射治疗过程中对放疗设备的需求,根据相关行业标准,结合人机工程学制定了移动式坐立位患者承载装置的设计准则,明确了装置的功能需求。运用模块化设计的思想,对移动式坐立位患者承载装置的位姿调节模块、移动模块以及患者承载模块等进行设计选型,并运用Creo三维软件建立三维模型。采用闭环矢量法,对位姿调节模块进行运动学分析,建立运动学逆解模型,并在Adams和MATLAB中进行了模型正确性的验证。（2）以移动式坐立位患者承载装置的位姿调节机构、靠背机构、抬腿机构为分析对象,通过Creo-ANSYS Workbench联合仿真,进行静力学分析,验证了所设计的机构满足治疗室要求。以抬腿机构和靠背机构为对象分析其运行过程,建立各自的运动学模型,并通过使用Creo和MATLAB,对抬腿机构和靠背机构分别进行了仿真分析,验证了所设计的可调治疗椅可以满足治疗室要求,安全性得到保证。（3）为分析影响移动式坐立位患者承载装置位姿误差的主要因素,首先以所建立的运动学逆解模型为基础,进行全微分运算,建立并联机构位姿误差模型。然后以XY十字滑台为研究对象,分析由滚珠丝杠、导轨系统以及光栅测量系统所引起的误差,得到XY十字滑台的误差模型。将两个误差模型进行综合,得出移动式坐立位患者承载装置的整体位姿误差模型。（4）根据所建立的误差模型,运用MATLAB编程求解,对移动式坐立位患者承载装置进行位姿精度分析,主要研究了XY十字滑台、单支链各参数以及动平台和静平台虎克铰中心点存在误差时,对患者承载装置的位姿误差影响,并绘制位姿误差曲线;通过分析曲线,得到各因素对移动式坐立位患者承载装置位姿误差的影响规律。通过实验,得到移动式坐立位患者承载装置实际位置并获得位姿误差结果,与仿真结果进行对比,验证了移动式坐立位患者承载装置位姿误差仿真分析方法的正确性,同时也验证了所研发的装置满足治疗室的要求。