1. 研究目的与意义
随着科技的发展和科学的进步,医疗器械也开始演变,手术台作为手术治疗用基本医疗器械之一,在骨科、矫形外科及外科用医疗器械产品中占有十分重要的地位。手术床从早期的可控摇杆手术床再到电动手术床,最后变为多功能电动手术床。早期的可控摇杆手术床的台面升降、前后左右倾斜完全依靠医务人员手摇进行。在电动手术台升降操作中使用脚踏液压驱动方式,现又发展为在前后左右倾斜操作中使用脚踏液压的驱动方式。现在,电机驱动油泵操纵体位变化的手术台及电机全机械传动的手术台产品正逐渐被无电磁干扰的直流电机驱动油泵操纵体位变化、电脑帮助无操纵线妨碍的远红外遥控所取代。
目前,国内外手术台高度调节多采用液压系统,手术台面左右倾斜调节多采用例如丝杠调节的机械调节,台面前后倾斜多采用可控气弹簧,背板上下折多采用可控气弹簧,头板和腿板上下折多采用弹簧卡尺或可控气弹簧,腿板外转则可采用卡尺啮合实现。电动手术床的操作控制装置常用电动液压传动配合手按控制器实现,具有能检测到误动作的自动检测功能、自动地板锁定、自动复位及自动上升和下降功能;结合脚踏控制器,方便手术者直接调整手术体位;辅助控制器为独立的应急控制盘,在遥控器失灵时可以启用,以便调整各种体位[1-2]。
电动液压方式,是目前高端手术床的首选动力方式。此种动力方式以液压泵为动力源,通过液压泵将油缸中的液压油以高压输送到液压缸中,以压力推动液压缸动作,带动床体运动。然而,此种传动方式依然存在着不足:首先,由于液压缸的密封件均为塑胶产品,在手术室的强酸强碱的消毒环境下,老化较快。密封件老化后,易造成液压缸的漏油失压,使手术床自行下降,会对手术带来医疗事故的潜在危险;其次由于需要配置微型的高压液压泵(此种液压泵目前均为进口产品,造价较贵),以及电脑芯片、电子节流阀等高档电子器件,使得手术床的造价较高;最后液压传动方式故障率高,由于手术室的强酸强碱环境,使得各种电子元件极易老化,所以故障相对较多。另外,电子线路较多、电子元件较多,也是容易引起故障的因素。
2. 课题关键问题和重难点
目前,国内的一些主流手术床主要以电液动控制为主,全电动控制手术床较少,设计全电动手术床主要有以下几个难点:
(1)相对于液压系统,纯电动的控制系统还不能够提供足够大的推力。特别是手术台的升降系统,要求工作台的承载为450kg。目前,在手术床升降套为过盈配合的高档手术床中,明显推力不够;
(2)工作台要求能够实现左右摆动和前后摆动,在进行手术时,所需的某一体位可能需要同时控制这两个动作,要保证电机能够协同工作,并且可锁死在任意位置。3. 国内外研究现状(文献综述)
1、前言
本课题针对上述手术台的液压传动存在的不足,参考国内外众多电动手术台结构方案,研发一种新型的利用电动传动方式的手术台,以改进液压传动手术台所存在的不足。
2、正文
4. 研究方案
本文针对任务书的目标,分别提出了三个设计方案(主要实现台面的左右倾斜、上下倾斜),现分别陈述如下:
方案一:前后倾斜采用带有弧度的轨道,利用电机带动平台,通过在弧度平台上移动,实现前后的倾斜;左右倾斜通过齿轮的传动,将齿轮与轴和弧度平台固连,通过齿轮传动带动轴的转动,从而实现整个平台的左右倾斜,如图10所示。
方案二:平台中央使用一个多自由度的连接件连接,四周采用可伸长倾斜的升降柱连接,通过四个升降柱长度和倾斜的配合,来实现控制平台的前后、左右倾斜。如图11所示。
5. 工作计划
4.1-4.8 完成平台前后倾斜方案的详细设计,绘制图纸
4.9-4.15完成平台左右倾斜方案的详细设计,绘制图纸
4.16-4.20完成平台升降方案的详细设计,绘制图纸
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