一种神经外科手术座椅的制作方法

1.本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种神经外科手术座椅。


背景技术：

2.神经系统作为人类生命、思想行动的中枢系统，一旦患病通常表现都较严重，轻则瘫痪、痴呆，重则危机生命；神经外科是用外科学方法，以手术为主要治疗手段治疗脑、脊髓和周围神经系统疾病的学科，是目前医学领域中的一门高、精、尖学科，被公认为医学地位最高的领域；神经外科治疗的范围包括：脑和脊髓的功能异常、脑和脊髓的先天性发育异常、脑和脊髓外伤、肿瘤、血管性病变、包括微创治疗脊柱的退行性病变和椎间盘脱出等。所有的神经外科肿瘤、血管、间盘摘除等手术都是在大型手术显微镜下进行的显微外科手术，手术极为精细、复杂、危险、耗时。
3.在进行神经外科手术时，主刀医生的双手不能有一丝多余的颤动，这就要求主刀医生在椅子上坐稳，双臂悬空一手持吸引器一手持双极电凝器或显微剪刀等器械，持续几个小时甚至十几个小时，长时间的操作会导致主刀医师手臂酸胀僵硬、体力消耗大，进而影响操作精度及手术质量；现有供主刀医生乘坐的椅子大多为仅具有升降功能的普通转椅，结构简单、功能单一，并且不能为医生双臂提供有效支撑，并不能很好地适用于神经外科手术；因此，研制一种神经外科手术座椅来辅助主刀医生完成神经外科手术，不仅可提高手术质量和效率，还能减轻医生的疲劳，具有明显的意义。


技术实现要素：

4.为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一中功能丰富、智能化程度高、使用效果好的神经外科手术座椅。
5.本发明采取的技术方案为：一种神经外科手术座椅，包括移动机构、升降机构、座椅机构、左臂支撑架、右臂支撑架和控制模块，左臂支撑架安装于座椅机构左侧，右臂支撑架安装于座椅机构右侧，左臂支撑架和右臂支撑架原理相同，并成左右对称结构。
6.作为优选，移动机构中的机架内部设有空腔，机架下侧固定安装有四个电机，每个电机单独驱动一个麦克纳姆轮，从而机架可在地面进行全向移动和任意转动，所述的控制模块安装于机架内部，其内部集成有控制系统和锂电池组。
7.作为优选，升降机构中的升降板与座椅固定连接，升降机构安装于机架上侧，升降机构是由第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆构成的剪式升降结构，第一电缸安装于升降板与机架之间，并可实现座椅机构的高度调节。
8.作为优选，座椅机构中的靠背倾斜角度可由第二电缸进行调整，靠背后侧设置有控制台，医务人员可通过控制台实现与座椅的人机交互。
9.作为优选，右臂支撑架中的支撑台固定安装于座椅右侧，齿条杆与支撑台构成移动副，电机紧固安装于支撑台后侧并通过齿轮驱动齿条杆的上下移动，保护壳安装于支撑台外侧，可实现防尘美观的作用。
10.作为优选，第一臂后端与齿条杆上端转动连接，转动件与第一臂前端转动连接，第二臂、第三臂、移动件、转动件构成平行四边形结构，第三电缸安装于转动件和移动件之间并可驱动托板的高度调整，承载架与移动件转动连接，两者之间还安装有压力传感器，托板后端与承载架转动连接，第二电缸下端与拉力传感器紧固连接，第五电缸上端与承载架转动连接，拉力传感器下端与托板前端转动连接。
11.作为优选，机架侧面对应四个麦克纳姆轮的上方，设置有四个弧形挡板，防止医生误踏车轮，造成危险。
12.作为优选，座椅和靠背内部均设有通风装置，能吹干医生久坐出汗，使医生具有干爽舒适的乘坐体验。
13.作为优选，控制台的角度可进行调整，方便医生进行操作。
14.作为优选，托板具有五个空间自由度，分别对应小臂的前后、上下、左右移动和俯仰、水平转动，具有极高的灵活度，能够完全适应小臂的活动需要。
15.作为优选，控制系统通过压力传感器构成负反馈闭环控制，可智能检测医生小臂的高度位置调节意愿，从而始终对医生小臂提供合适的辅助支撑，有效减轻医生疲劳。
16.作为优选，控制系统通过拉力传感器构成负反馈闭环控制，可智能检测医生小臂的俯仰角度调节意愿，从而始终对医生小臂提供合适的辅助支撑，使医生具有较好的使用体验。
17.作为优选，波纹管同轴安装于齿条杆外侧，实现对齿条杆的防尘防水保护。
18.本发明的有益效果：
①
座椅下方设有四个麦克纳姆轮，可使座椅能够在地面上实现全向移动和原地回转，具有很高的灵活性，便于转场移动；
②
座椅和靠背具有通风装置，可使医生具有很好的乘坐体验；
③
座椅高度可进行调整，可使不同体型的医生均能调整到合适的乘坐高度；
④
靠背角度可进行调整，可使医生调整到合适的倚靠角度，避免久坐疲累；
⑤
托板具有五个空间自由度，包括三个移动自由度和两个转动自由度，可分别对应小臂的前后、上下、左右移动和俯仰、水平转动，具有极高的灵活度，能够完全适应小臂的活动需要；
⑥
控制系统通过压力传感器构成负反馈闭环控制，可智能检测医生小臂的高度位置调节意愿，从而始终对医生小臂提供合适的辅助支撑，有效减轻医生双臂疲劳；
⑦
控制系统通过拉力传感器构成负反馈闭环控制，可智能检测医生小臂的俯仰角度调节意愿，从而始终对医生小臂提供合适的辅助支撑，使医生具有较好的使用体验。
附图说明
19.图1为本发明的整体结构示意图。
20.图2为本发明的整体结构示意图。
21.图3为支撑台位置的局部放大结构示意图。
22.图4为右臂支撑架的局部放大结构示意图。
23.附图标号：1机架、1.1第一轮槽、1.2第一连接耳、1.3第二连接耳、2第一电缸、3第一连杆、4座椅、5控制台、6靠背、6.1支杆、7升降电机、8支撑台、8.1导向环、9保护壳、10第四连杆、11第四轮、12第三连杆、13升降板、13.1第二轮槽、13.2第三连接耳、13.3第四连接耳、14第三轮、15第三电机、16第一电机、17第一轮、18第二轮、19第二电机、20控制模块、21第四电机、22第二连杆、23第二电缸、24座椅通风按钮、25旋钮、26第二控制杆、27第一控制杆、28
第三控制杆、29第四控制杆、30靠背通风按钮、31第五控制杆、32波纹管、33齿条杆、34齿轮、35第一臂、36转动件、37第二臂、38第三臂、39第三电缸、40移动件、41压力传感器、42承载架、42.1压块、42.2第五连接耳、43第五电缸、44拉力传感器、45托板、45.1第一转轴、45.2第二转轴。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
25.如图1、图2所示，所述的机架1内部设有空腔，侧面设有减重孔，机架1上侧前端纵向设有一对第一轮槽1.1，第一轮槽1.1为两个开口对向设置的倒l形结构，机架1上侧前端靠近中间位置设置有第一连接耳1.2，机架1上侧后端设置有两个第二连接耳1.3，所述的控制模块20内部集成有控制系统和锂电池组，其中控制系统用于控制设备的所有电器部件，锂电池组为设备提供电力，控制模块20安装于机架1内部的空腔中。
26.所述的第一电机16通过螺钉固定安装于机架1下方前端左侧，第一轮17为右旋麦克纳姆轮，第一轮17与第一电机16的输出轴同轴紧固连接，第一电机16内部集成有编码器和刹车机构，可实现精确的角度转动和稳固的锁止定位，从而第一电机16可驱动第一轮17的转动和定位；第二电机19通过螺钉固定安装于机架1下方后端左侧，第二轮18为左旋麦克纳姆轮，第二轮18与第二电机19的输出轴同轴紧固连接，第二电机19内部集成有编码器和刹车机构，可实现精确的角度转动和稳固的锁止定位，从而第二电机19可驱动第二轮18的转动和定位；第三电机15通过螺钉固定安装于机架1下方前端右侧，第三轮14为左旋麦克纳姆轮，第三轮14与第三电机15的输出轴同轴紧固连接，第三电机15内部集成有编码器和刹车机构，可实现精确的角度转动和稳固的锁止定位，从而第三电机15可驱动第三轮14的转动和定位；第四电机21通过螺钉固定安装于机架1下方后端右侧，第四轮11为右旋麦克纳姆轮，第四轮11与第四电机21的输出轴同轴紧固连接，第四电机21内部集成有编码器和刹车机构，可实现精确的角度转动和稳固的锁止定位，从而第四电机21可驱动第四轮11的转动和定位。
27.所述的升降板13为方形板状结构，升降板13下侧前端设置有一对第二轮槽13.1，第二轮槽13.1为两个开口背向设置的l形结构，升降板13下侧后端设有两个第三连接耳13.2和一个第四连接耳13.3，升降板13下侧中间位置设有第五连接耳，升降板13通过螺钉紧固安装于座椅4的下侧。
28.所述的第一连杆3上端和中间位置各设有一个圆孔，第一连杆3下端转动连接有一个滚轮，第一连杆3上端的圆孔与左侧的第三连接耳13.2转动连接，第一连杆3下端的滚轮可在左侧的第一轮槽1.1中滚动，所述的第二连杆22下端和中间位置各设有一个圆孔，第二连杆22上端转动连接有一个滚轮，第二连杆22下端的圆孔与左侧的第二连接耳1.3转动连接，第二连杆22上端的滚轮可在左侧的第二轮槽13.1中滚动，第一连杆3中间位置的圆孔与第二连杆22中间位置的圆孔通过一个短轴连接，从而第一连杆3与第二连杆22构成转动副；所述的第三连杆12上端和中间位置各设有一个圆孔，第三连杆12下端转动连接有一个滚轮，第三连杆12上端的圆孔与右侧的第三连接耳13.2转动连接，第三连杆12下端的滚轮可在右侧的第一轮槽1.1中滚动，所述的第四连杆10下端和中间位置各设有一个圆孔，第四连
杆10上端转动连接有一个滚轮，第四连杆10下端的圆孔与右侧的第二连接耳1.3转动连接，第四连杆10上端的滚轮可在右侧的第二轮槽13.1中滚动，第三连杆12中间位置的圆孔与第四连杆10中间位置的圆孔通过一个短轴连接，从而第三连杆12与第四连杆10构成转动副；所述的第一电缸2下端与第一连接耳1.2转动连接，第一电缸2上端与第四连接耳13.3转动连接，从而第一连杆3、第二连杆22、第三连杆12、第四连杆10构成剪式升降机构，并且第一电缸2可驱动升降板13的升高和降低，从而实现座椅4的高度调节。
29.所述的座椅4上侧设有海绵，海绵外侧包覆皮质材料，皮质材料表面设有通风孔，座椅4内部设有风扇，风扇转动后可使气流经通风孔向上排出，可对久坐的医生进行通风排汗，使医生具有干燥舒爽的乘坐体验，所述的靠背6前侧设有海绵，海绵外侧同样包覆皮质材料，皮质材料表面设有通风孔，靠背6内部设有风扇，风扇转动后可使气流经通风孔向前排出，可对医生后背进行通风排汗，靠背6后侧下端设有支杆6.1，支杆6.1上横向设有减重孔，所述的第二电缸23后端与升降板13下侧中间位置的第五连接耳转动连接，第二电缸23前端与支杆6.1下端转动连接，从而第二电缸23可调整靠背6的倾斜角度。
30.左臂支撑架安装于座椅4左侧，可对医生左臂提供辅助支撑，右臂支撑架安装于座椅4右侧，可对医生右臂提供辅助支撑，左臂支撑架和右臂支撑架原理相同，并成左右对称结构，以下以右臂支撑架为例进行解释说明。
31.如图3所示，所述的支撑台8下侧通过螺钉紧固安装于升降板13右侧，支撑台8外侧设有两个导向环8.1，导向环8.1内部设有导向孔，导向孔内部竖向设置有一个导向条，两个导向环8.1结构相同并且竖向同轴设置，所述的齿条杆33为圆柱状结构，齿条杆33外侧竖向设置有导向槽，齿条杆33左侧竖向设置有齿条，齿条杆33安装于两个导向环8.1中，并且导向环8.1中的导向条与导向槽配合安装，从而使齿条杆33可在导向环8.1中上下移动但不能转动，所述的升降电机7通过螺钉紧固安装于支撑台8后侧，齿轮34与升降电机7的输出轴同轴紧固连接，齿轮34与齿条杆33左侧的齿条啮合构成齿轮齿条传动，升降电机7内部集成有刹车机构，可实现稳固的锁止，从而升降电机7可驱动齿条杆33的上下移动和定位，所述的保护壳9为薄壁壳状结构，保护壳9安装于支撑台8外侧，从而实现防尘美观的作用。
32.如图2所示，所述的控制台5安装于靠背6后侧，并且控制台5的倾斜角度可根据需要进行调整，控制台5左侧从上至下分别安装有第一控制杆27和第二控制杆26，控制台5中间位置从上至下分别安装有第三控制杆28和旋钮25，旋钮25右侧安装有靠背通风按钮30和座椅通风按钮24，控制台5右侧从上至下分别安装有第四控制杆29和第五控制杆31，其中，第一控制杆27可上下拨动并具有自动回中功能，向上拨动可使左臂支撑架中的升降电机通电，使左臂支撑架中的齿条杆向上移动，向下拨动第一控制杆27可使左臂支撑架中的齿条杆向下移动，从而实现左臂支撑架的高度调节；第二控制杆26可上下拨动并具有自动回中功能，向上拨动可使第一电缸2伸长，从而使座椅4升高，向下拨动第二控制杆26可使第一电缸2收缩，使座椅4高度降低；第四控制杆29可上下拨动并具有自动回中功能，向上拨动可使右臂支撑架中的升降电机7通电，使右臂支撑架中的齿条杆33向上移动，向下拨动第四控制杆29可使右臂支撑架中的齿条杆33向下移动，从而实现右臂支撑架的高度调节；第五控制杆31可上下拨动并具有自动回中功能，向上拨动可使第二电缸23伸长，从而使靠背6向前转动，减小倾斜角度，向下拨动第五控制杆31可使第二电缸23收缩，使靠背6向后转动，增大倾斜角度。
33.第三控制杆28可上下、左右拨动并具有自动回中功能，向上拨动第三控制杆28可使第一轮17、第二轮18、第三轮14、第四轮11同时向前转动，使机架1向前移动，从而座椅4向前移动；向下拨动第三控制杆28可使第一轮17、第二轮18、第三轮14、第四轮11同时向后转动，使座椅4向后移动；向左拨动第三控制杆28可使第一轮17向后转动、第二轮18向前转动、第三轮14向前转动、第四轮11向后转动，从而使机架1和座椅4向左移动；向右拨动第三控制杆28可使第一轮17向前转动、第二轮18向后转动、第三轮14向后转动、第四轮11向前转动，从而使机架1和座椅4向右移动。
34.顺时针转动旋钮25，可使第一轮17向前转动、第二轮18向前转动、第三轮14向后转动、第四轮11向后转动，从而使机架1和座椅4原地顺时针转动；逆时针转动旋钮25，可使第一轮17向后转动、第二轮18向后转动、第三轮14向前转动、第四轮11向前转动，从而使机架1和座椅4原地逆时针转动。
35.按动座椅通风按钮24可打开座椅通风功能，再按一次可关闭座椅通风功能；按动靠背通风按钮30可打开靠背通风功能，再按一次可关闭靠背通风功能。
36.如图4所示，所述的第一臂35后端与齿条杆33上端转动连接，所述的波纹管32同轴安装于齿条杆33外侧，波纹管32上端与第一臂35后端下侧连接，波纹管32下端与支撑台8上侧的导向环8.1连接，从而波纹管32可实现对齿条杆33的防尘防水保护，所述的转动件36下端与第一臂35前端转动连接，转动件36右侧竖向设有两个圆孔，所述的第二臂37为下侧开口的薄板钣金结构，第二臂37左端与转动件36右侧上端的圆孔转动连接，所述的第三臂38为上侧开口的薄板钣金结构，第三臂38左端与转动件36右侧下端的圆孔转动连接，所述的第三电缸39下端与转动件36内部下端转动连接，所述的移动件40左侧竖向设有两个圆孔，第二臂37右端与移动件40左侧上端的圆孔转动连接，第三臂38右端与移动件40左侧下端的圆孔转动连接，第三电缸39上端与移动件40左侧中间位置转动连接，从而第二臂37、第三臂38、移动件40、转动件36构成平行四边形结构，并且第三电缸39可驱动移动件40的上下移动。
37.所述的移动件40右侧竖向设有空腔结构，空腔结构内部底端安装有压力传感器41，所述的承载架42上端为水平折弯结构，并且水平折弯结构下侧设有圆形的压块42.1，压块42.1安装于移动件40右侧的空腔结构内部，并位于压力传感器41上端，从而压力传感器41可实时监测承载架42的压力，承载架42上端设有第六连接耳42.2，承载架42下端设有圆孔，所述的托板45下侧为弧面结构，可以为医生的小臂提供较为舒适的支撑，弧面结构的前端右侧横向设有第一转轴45.1，弧面结构的后端右侧横向设有第二转轴45.2，第二转轴45.2与承载架42下端的圆孔转动连接，所述的拉力传感器44下端通过一个活节螺栓与第一转轴45.1转动连接，所述的第五电缸43上端与第六连接耳42.2转动连接，第五电缸43下端通过螺纹副与拉力传感器44上端紧固连接，从而拉力传感器44可实时监测第五电缸43的拉力，第五电缸43可通过伸长或收缩来控制托板45的俯仰动作，托板45右侧竖向设有护板，护板上竖向设有减重条孔。
38.实施例一：所述的托板45具有五个空间自由度，包括三个移动自由度和两个转动自由度，可分别对应小臂的前后、上下、左右移动和俯仰、水平转动，具有极高的灵活度，能够完全适应小臂的活动需要。
39.实施例二：压力传感器41可实时监测来自托板45的压力，在控制系统中可对压力
传感器41设置阈值a，当小臂需要向下移动时，小臂会向下压，使托板45对压力传感器41的压力增大并超过阈值a，从而控制系统会检测到医生有降低小臂高度的意愿，从而第三电缸39收缩，使托板45向下移动，直至压力传感器41所受压力值与阈值a相等，在此过程中压力传感器41实时监测压力值与阈值a的差值，从而构成负反馈闭环控制。
40.当小臂需要向上移动时，小臂会向上抬，使托板45对压力传感器41的压力减小并小于阈值a，从而控制系统会检测到医生有抬高小臂的意愿，从而第三电缸39伸长，使托板45向上移动，直至压力传感器41所受压力值与阈值a相等，在此过程中压力传感器41实时监测压力值与阈值a的差值，并构成负反馈闭环控制。
41.实施例三：拉力传感器44可实时监测第五电缸43向上的拉力，也即是来自托板45向下的拉力，在控制系统中可对拉力传感器44设置阈值b，当小臂需要向下倾斜时，小臂会以肘关节为圆点向下转动，使托板45对拉力传感器44的拉力增大并超过阈值b，从而控制系统会检测到医生有向下倾斜小臂的意愿，从而第五电缸43伸长，使托板45前端向下转动，直至拉力传感器44所受拉力值与阈值b相等，在此过程中拉力传感器44实时监测拉力值与阈值b的差值，从而构成负反馈闭环控制。
42.当小臂需要向上倾斜时，小臂会以肘关节为圆点向上转动，使托板45对拉力传感器44的拉力减小并小于阈值b，从而控制系统会检测到医生有向上倾斜小臂的意愿，从而第五电缸43收缩，使托板45前端向上转动，直至拉力传感器44所受拉力值与阈值b相等，在此过程中拉力传感器44实时监测拉力值与阈值b的差值，并构成负反馈闭环控制。
43.实施例四：在进行神经外科手术过程中，主刀医生双手均被占用，若需要调整座椅的位置和高度，可由其助手医生通过控制台5对座椅进行调整。