一种多功能数字化智能同视机

1.本发明涉及同视机领域，特别是涉及一种多功能数字化智能同视机。


背景技术：

2.同视机又被称为大型弱视镜、斜视镜，可对双眼的视觉功能进行检查，同时也是对双眼视觉功能进行训练的常用仪器，它能检查斜视角与视网膜的对应关系，对弱视和斜视等其它视觉功能障碍有很好的治疗效果，是眼肌训练及双眼视觉功能训练常用的理想仪器。
3.同视机主要由左镜筒、右镜筒、中部部件、底座等其它附件构成。现有的同视机多为手动调节使用，医生需要不断询问患者，同时对镜臂变换多种角度，训练过程中，还需要对各种训练数据进行记录，其操作过程繁琐，使用非常不便，无法进行瞳距的自动调节，无法进行画片的自动切换，所以说现有的同视机智能化程度低。为此，本发明提供一种多功能数字化智能同视机。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种多功能数字化智能同视机，通过瞳距自动调节模块和画片自动切换装置实现自动调节瞳距以及自动切换画片，实现了同视机机械结构的自动化，同时利用智能终端向单片机各子模块发送控制指令进而控制瞳距自动调节模块和画片自动切换装置，无需手动操作，提高了同视机的智能化程度。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种多功能数字化智能同视机，包括：基座壳体、设于基座壳体上的头部支撑组件和两个镜臂组件、设于所述基座壳体内的瞳距自动调节模块、供电模块、单片机模块；
7.两个所述镜臂组件沿所述头部支撑组件的可调节伸缩杆对称设置；
8.每一所述镜臂组件包括转动臂、画片盒、目镜盒、设于画片盒内的阵列灯组、画片集和画片自动切换装置；
9.所述转动臂的一端贯穿所述基座壳体与所述瞳距自动调节模块旋转连接；所述转动臂的另一端与所述画片盒连接；所述画片盒与所述目镜盒的一端连接；所述目镜盒的另一端设有目镜；
10.所述阵列灯组和所述画片自动切换装置固定连接于所述画片盒内表面；所述阵列灯组的正前方设置所述画片集；所述阵列灯组，与所述单片机模块中的灯组控制子模块连接，用于在所述灯组控制子模块的控制指令下发出不同频率、不同亮度的灯光；
11.所述画片自动切换装置，与所述画片集和所述单片机模块中的画片切换子模块连接，用于根据所述画片切换子模块的控制指令自动切换所述画片集中的不同画片；
12.所述画片自动切换装置、所述瞳距自动调节模块和所述供电模块均与所述单片机模块连接；
13.所述画片自动切换装置和所述瞳距自动调节模块均与所述供电模块连接。
14.所述瞳距自动调节模块，与所述单片机模块中的瞳距调节子模块连接，用于在所述瞳距调节子模块的控制指令下驱动两个所述镜臂组件中的所述转动臂做平移运动进行瞳距自动调节；
15.所述单片机模块中的所述灯组控制子模块、所述画片切换子模块和所述瞳距调节子模块均与智能终端通信连接；所述智能终端用于根据用户输入的双眼视觉功能诊断信息向所述单片机模块的各子模块发送双视觉功能训练指令。
16.可选的，所述画片自动切换装置包括：第一卷轴组件和第二卷轴组件；
17.所述第一卷轴组件包括第一步进电机、第一锥齿轮和第一卷轴；
18.所述第一步进电机通过所述第一锥齿轮与所述第一卷轴连接；所述第一步进电机和所述第一锥齿轮均固定连接于所述画片盒内；
19.所述第二卷轴组件包括第二步进电机、第二锥齿轮和第二卷轴；
20.所述第二步进电机通过所述第二锥齿轮与所述第二卷轴连接；所述第二步进电机和所述第二锥齿轮均固定连接于所述画片盒内；
21.所述第一卷轴和所述第二卷轴平行设置；
22.所述画片集的一端绕设于所述第一卷轴上，所述画片集的另一端绕设于所述第二卷轴上；
23.所述第一步进电机和所述第二步进电机的旋转方向相反；
24.所述第一步进电机和所述第二步进电机均与所述画片切换子模块和所述供电模块连接。
25.可选的，所述瞳距自动调节模块包括：导轨支撑架、导轨、双向丝杠、两个滑块、第三步进电机、两个舵机和两个舵机动力转接件；
26.所述导轨支撑架固定连接于所述基座壳体内；
27.所述导轨的两端均固定连接于所述导轨支撑架上；所述第三步进电机固定连接于所述导轨支撑架上，所述第三步进电机与所述瞳距调节子模块和所述供电模块连接；所述双向丝杠的一端与所述第三步进电机轴连接；所述双向丝杠的另一端与所述导轨支撑架旋转连接；
28.两个所述滑块设于所述双向丝杠上，所述第三步进电机带动所述双向丝杠转动从而带动两个所述滑块在所述导轨上做相反方向的运动；
29.每一所述滑块上均连接一所述舵机，两个所述舵机分别通过一所述舵机动力转接件与两个所述转动臂一一对应连接，两个所述舵机均与所述供电模块连接；两个所述舵机，还均与所述单片机模块中的镜臂控制子模块连接，分别用于在所述镜臂控制子模块的控制指令下控制对应的所述转动臂转动。
30.可选的，所述双向丝杠与所述导轨支撑架通过轴承连接；所述导轨支撑架设有定位轴肩，所述定位轴肩用于固定所述轴承。
31.可选的，所述同视机还包括一对位置传感器，一对所述位置传感器均与所述单片机模块的转动臂归零子模块连接；一对所述位置传感器分别设于所述导轨支撑架的两端；
32.一对所述位置传感器，用于获取所述转动臂的平移位置；
33.所述转动臂归零子模块还与所述舵机内置的编码器连接；
34.所述转动臂归零子模块，用于根据所述舵机内置的编码器存储的所述转动臂的旋
转角度和所述转动臂的平移位置控制两个所述舵机和所述第三步进电机使得所述转动臂的位置和瞳距位置恢复至初始状态。
35.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
36.本发明提供一种多功能数字化智能同视机，包括：基座壳体、设于基座壳体上的头部支撑组件和两个镜臂组件、设于所述基座壳体内的瞳距自动调节模块、供电模块和单片机模块；两个镜臂组件沿头部支撑组件的可调节伸缩杆对称设置；每一镜臂组件的转动臂的一端贯穿基座壳体与瞳距自动调节模块旋转连接；转动臂的另一端与画片盒连接；画片盒与目镜盒的一端连接；阵列灯组和画片自动切换装置固定连接于画片盒内表面；阵列灯组的正前方设置画片集；画片自动切换装置，与画片集和画片切换子模块连接，用于根据画片切换子模块的控制指令自动切换所述画片集中的不同画片；瞳距自动调节模块，与瞳距调节子模块连接，用于在所述瞳距调节子模块的指令下驱动两个所述镜臂组件中的转动臂做平移运动。本发明的瞳距自动调节模块和画片自动切换装置实现了同视机机械结构的自动化，同时利用智能终端向单片机各子模块发送控制指令进而控制瞳距自动调节模块和画片自动切换装置，无需手动操作，提高同视机的智能化程度。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本发明实施例1提供的一种多功能数字化智能同视机整体结构示意图；
39.图2为本发明实施例1提供的一种多功能数字化智能同视机的镜臂组件结构示意图；
40.图3为本发明实施例1提供的一种多功能数字化智能同视机的基座壳体内部结构示意图；
41.图4为本发明实施例1提供的同视机的智能控制系统结构图。
42.附图标记：
43.1-1：基座壳体；1-2：第一镜臂组件；1-3：第二镜臂组件；1-4：头部支撑组件；2-1：目镜；2-2：反光镜；2-3：第一步进电机；2-4：第二步进电机；2-5：锥齿轮组；2-6：第一卷轴；2-7：第二卷轴；2-8：画片集；2-9：画片盒；2-10：盒连接件；2-11：阵列灯组；2-12：转动臂；2-13：画片自动切换装置；2-14：目镜盒；3-1：单片机模块；3-2：瞳距自动调节模块；3-3：底座；3-4：供电模块；3-5：瞳距连接件；3-6：下颚托；3-7：额头托；3-8：可调节伸缩杆；3-9：第三步进电机；3-10：步进电机连接件；3-11：导轨支撑架；3-12：导轨；3-13：双向丝杠；3-14：定位轴肩；3-15：滑块；3-16：舵机；3-17：舵机动力转接件；3-18：舵机固定件。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
45.本发明的目的是提供一种多功能数字化智能同视机，瞳距自动调节模块和画片自动切换装置实现了同视机机械结构的自动化，同时利用智能终端向单片机各子模块发送控制指令进而控制瞳距自动调节模块和画片自动切换装置，无需手动操作，提高了同视机的智能化程度。
46.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
47.实施例1
48.如图1至3所示，本实施例提供一种多功能数字化智能同视机，包括：基座壳体1-1、设于基座壳体1-1上的头部支撑组件1-4和两个镜臂组件、设于所述基座壳体1-1内的瞳距自动调节模块3-2、供电模块3-4和单片机模块3-1。
49.可以将瞳距自动调节模块3-2、供电模块3-4和单片机模块3-1可以设于基座壳体1-1的底面上，即基座壳体1-1的底座3-3上，也可以根据实际需求调整位置；瞳距自动调节模块3-2通过瞳距连接件3-5连接在底座3-3上。为了使得基座壳体1-1体积更小，可将供电模块3-4设于所述瞳距自动调节模块3-2下方。
50.两个所述镜臂组件(对应到图1中的第一镜臂组件1-2和第二镜臂组件1-3)沿所述头部支撑组件1-4的可调节伸缩杆3-8对称设置；每一所述镜臂组件包括转动臂2-12、画片盒2-9、目镜盒2-14、设于画片盒2-9内的阵列灯组2-11、画片集2-8和画片自动切换装置2-13；
51.所述转动臂2-12的一端贯穿所述基座壳体1-1与所述瞳距自动调节模块3-2旋转连接；所述转动臂2-12的另一端与所述画片盒2-9连接；所述画片盒2-9与所述目镜盒2-14的一端通过盒连接件2-10连接；所述目镜盒2-14的另一端设有目镜2-1；并且目镜盒2-14中设有反光镜2-2。
52.所述阵列灯组2-11和所述画片自动切换装置2-13固定连接于所述画片盒2-9内表面；所述阵列灯组2-11的正前方设置所述画片集2-8；所述阵列灯组2-11、所述画片集2-8和所述目镜盒2-14在一条直线上。所述阵列灯组2-11，与所述单片机模块3-1中的灯组控制子模块连接，用于在所述灯组控制子模块的控制指令下发出不同频率、不同亮度的灯光。阵列灯组2-11在单片机模块3-1的控制指令下，会以一定频率发出指定颜色的光，该光透过柔性透明画片照射至反光镜2-2，在反光镜2-2的反射作用下，使用者可透过目镜2-1观测画片中的变化和灯光明暗、交替变化。
53.所述画片自动切换装置2-13，与所述画片集2-8和所述单片机模块3-1中的画片切换子模块连接，用于根据所述画片切换子模块的控制指令自动切换所述画片集2-8中的不同画片；所述画片集2-8包括多个顺序连接的柔性透明画片，柔性透明画片上布置有多组训练图样。
54.所述画片自动切换装置2-13、所述瞳距自动调节模块3-2和所述供电模块3-4均与所述单片机模块3-1连接。
55.所述画片自动切换装置2-13和所述瞳距自动调节模块3-2均与所述供电模块3-4连接。
56.所述瞳距自动调节模块3-2，与所述单片机模块3-1中的瞳距调节子模块连接，用
于在所述瞳距调节子模块的控制指令下驱动两个所述镜臂组件中的转动臂2-12做平移运动进行瞳距自动调节。
57.所述单片机模块3-1中的所述灯组控制子模块、所述画片切换子模块和所述瞳距调节子模块均与智能终端通信连接；所述智能终端用于根据用户输入的双眼视觉功能诊断信息向所述单片机模块3-1的各子模块发送双视觉功能训练指令。
58.为了能够实现同视机中画片的自动切换，具体给出了画片自动切换装置2-13的具体结构。所述画片自动切换装置2-13包括：第一卷轴组件和第二卷轴组件；
59.所述第一卷轴组件包括第一步进电机2-3、第一锥齿轮和第一卷轴2-6；
60.所述第一步进电机2-3通过所述第一锥齿轮与所述第一卷轴2-6连接；所述第一步进电机2-3和所述第一锥齿轮均固定连接于所述画片盒2-9内；
61.所述第二卷轴组件包括第二步进电机2-4、第二锥齿轮和第二卷轴2-7；
62.所述第二步进电机2-4通过所述第二锥齿轮与所述第二卷轴2-7连接；所述第二步进电机2-4和所述第二锥齿轮均固定连接于所述画片盒2-9内；第一锥齿轮和第二锥齿轮构成了图3中的一对锥齿轮组2-5。
63.所述第一卷轴2-6和所述第二卷轴2-7平行设置；
64.所述画片集2-8的一端绕设于所述第一卷轴2-6上，所述画片集2-8的另一端绕设于所述第二卷轴2-7上；
65.所述第一步进电机2-3和所述第二步进电机2-4的旋转方向相反；
66.所述第一步进电机2-3和所述第二步进电机2-4均与所述单片机模块3-1(画片切换子模块)和所述供电模块3-4连接。
67.当所述第一步进电机2-3旋转时，会带动所述第一锥齿轮做旋转运动，进而带动第一卷轴2-6以一定速度平稳运动，使得第一卷轴2-6上的画片集2-8中的柔性透明画片切换到指定的画片位置，当所述第二步进电机2-4转动时，会使得第二卷轴2-7向另一方向做旋转运动，进而使得柔性透明画片撤回至某一指定位置，从而实现柔性透明画片中任一画片的自动切换。第一锥齿轮和第二锥齿轮可以相互啮合连接。
68.为了实现同视机的瞳距自动调节，具体给出了瞳距自动调节模块3-2的具体结构。所述瞳距自动调节模块3-2包括：导轨支撑架3-11、导轨3-12、双向丝杠3-13、两个滑块3-15、第三步进电机3-9(采用高精度步进电机)、两个舵机3-16和两个舵机动力转接件3-17；
69.所述导轨支撑架3-11固定连接于所述基座壳体1-1内；导轨支撑架3-11通过螺栓连接槽与基座壳体1-1的底座3-3固定连接。
70.所述导轨3-12的两端均固定连接于所述导轨支撑架3-11上；所述第三步进电机3-9通过步进电机连接件3-10固定连接于所述导轨支撑架3-11上，所述第三步进电机3-9与所述单片机模块3-1(瞳距调节子模块)和所述供电模块3-4连接；所述双向丝杠3-13的一端与所述第三步进电机3-9轴连接；所述双向丝杠3-13的另一端与所述导轨支撑架3-11旋转连接。双向丝杠3-13一端开有d型槽，用以与第三步进电机3-9形成配合，使得第三步进电机3-9驱动双向丝杠3-13转动。
71.两个所述滑块3-15对称设于所述双向丝杠3-13上，所述第三步进电机3-9带动所述双向丝杠3-13转动从而带动两个所述滑块3-15在所述导轨3-12上做相反方向的运动；
72.每一所述滑块3-15上均通过舵机固定件3-18连接一所述舵机3-16，两个所述舵机
3-16分别通过一所述舵机动力转接件3-17与两个所述转动臂2-12一一对应连接，两个所述舵机3-16均与所述单片机模块3-1和所述供电模块3-4连接。两个所述舵机，还均与所述单片机模块3-1中的镜臂控制子模块连接，分别用于在所述镜臂控制子模块的控制指令下控制对应的所述转动臂2-12转动。所述舵机连接件内部中空，且其侧壁开有导线通道，所述阵列阵列灯组2-11的导线置于舵机连接件内部，与底座3-3上布置的单片机模块3-1相连。当高精度的舵机3-16转动时会带动舵机动力转接件3-17转动，从而实现两个转动臂2-12的定轴旋转运动，进而实现镜臂组件的整体旋转。所述舵机动力转接件3-17上设有d型槽，用以引出对应的镜臂组件内的导线。双向丝杠3-13转动进使得两个滑块3-15相向平移运动，从而带动舵机固定件3-18相对平移运动，使得固连于舵机动力转接件3-17上的两个转动臂2-12相向做平移运动，进而实现瞳距的自动调节。舵机固定件3-18可以设置为中空结构，侧壁设有导线通道，阵列灯组2-11的导线置于舵机固定件3-18内部。
73.为了实现实现双向丝杠3-13与导轨支撑架3-11旋转连接，可以选择将所述双向丝杠3-13与所述导轨支撑架3-11通过轴承连接。为了保证旋转过程中固定轴承，可以在所述导轨支撑架3-11上设定位轴肩3-14，所述定位轴肩3-14用于固定所述轴承。
74.对于所述头部支撑组件1-4还包括：下颚托3-6和额头托3-7；所述头部支撑组件1-4用于调整使用者的头部姿态。
75.所述下颚托3-6设于所述可调伸缩杆的固定段端；所述可调伸缩杆的固定段连接于所述基座壳体1-1上；所述额头托3-7设于所述可调伸缩杆的伸缩端；两个所述镜臂组件的所述目镜2-1设于所述所述下颚托3-6和额头托3-7之间。
76.为了便于且更智能的对同视机进行控制，可以将所述单片机模块3-1与智能终端通信连接。智能终端可以是手机app。
77.为了能够实现同视机开机时自动将镜臂组件的旋转角度和平移位置回归到初始点，单片机模块中还可以设置转动臂归零模块，同视机还可具体包括一对位置传感器，一对位置传感器均与单片机模块3-1连接；一对位置传感器设于导轨支撑架3-11的两端；一对所述位置传感器均与所述单片机模块3-1的转动臂归零子模块连接，设于所述导轨支撑架3-11两端的所述位置传感器，用于获取所述转动臂2-12的平移位置；所述转动臂归零子模块还与所述舵机3-16内置的编码器连接；所述转动臂归零子模块，用于根据所述舵机内置的编码器存储的所述转动臂2-12的旋转角度和所述转动臂2-12的平移位置控制两个所述舵机3-16和所述第三步进电机3-9使得转动臂位置和瞳距位置恢复至初始状态，这样可实现同位机的位置校准。位置传感器可以选用光电开关。位置传感器用于检测执行件运动时的位置，滑块3-15、转动臂2-12移动至位置传感器感应区时，上位机手机app会记录此时的滑块3-15位置信息和转动臂2-12角度信息，进而对滑块3-15与转动臂2-12角度信息进行调节。
78.智能终端(手机app)与单片机模块3-1组成了智能控制系统，如图4所示，智能控制系统包括：手机app模块(上位机)、通讯模块和单片机模块3-1(下位机)；单片机模块3-1具体包括一对阵列灯组控制子模块(用于控制阵列灯组2-11)、一对镜臂控制子模块(用于控制一对高精度舵机3-16)、瞳距调节子模块(用于控制高精度第三步进电机3-9)、同视机总开关及其外围电路，单片机模块还包括：同视机指令控制集、信息存储及回传模块、舵机角度回读模块、舵机扭矩控制模块。其中，通讯模块，优选的，采用蓝牙进行通讯，手机app用于
存储患者的诊断信息，并根据诊断信息自动生成诊疗方案，所述诊疗方案以代码指令集的形式存储于手机app上，手机app，优选的，通过蓝牙协议将代码指令集发送给单片机模块3-1的各子模块，所述单片机模块3-1将代码指令集处理成不同形式的脉冲信号发送给各自的受控对象。
79.受控对象包括：镜臂控制对象、瞳距调节对象、画片切换对象、位置归零对象、灯组控制对象，所述镜臂控制对象在脉冲信号的作用下会自动进行一定角度的旋转，并将旋转的角度信息反馈给手机app，所述镜臂控制对象可在阻尼模式下记录患者推动所述镜臂控制对象时的角度信息，所述瞳距调节对象在手机app的控制指令下，会依据患者的瞳距信息，自动将所述目镜2-1调节至指定位置，所述画片切换对象在手机app的控制指令下，会依据患者的输入信息，将镜臂内的画片进行自由切换，所述位置归零对象包括镜臂位置归零和瞳距位置归零，所述位置归零对象，优选的，采用光电传感器进行位置读取，所述位置归零对象在手机app的控制指令下，能够将镜臂的旋转角度和目镜2-1之间的相对距离恢复为初始状态，所述阵列灯组2-11在手机app的控制指令下，可产生不同频率、不同亮度的明暗变化。
80.受控对象在生成的诊疗方案下进行有序的动作执行，使得对患者的自动诊疗过程得以实现，受控对象的控制信息可上传至云服务器，使得医生能够远程对诊疗数据进行分析，并对治疗过程给出可靠性评估。
81.上位机手机app内设置有视功能障碍训练程序，患者需要输入自己的诊断信息，手机app会自动生成对应患者的治疗指令，手机app通过蓝牙将指令传送至下位机，进而控制同视机的相关运动以及实现对患者的自动治疗，所述手机app可将治疗过程中的数据上传至云服务器，医生可对该数据进行分析，从而给出相应诊疗评估。
82.本实施例的同视机能够实现自动瞳距调节，患者只需要在智能终端上输入自己的瞳距数值，该同视机就可根据此数值将镜筒调节至合适位置，而无需患者手动调节，其瞳距调节更加精准。能够实现画片自动切换，患者在治疗过程中根据治疗目的的不同，通过手机app选择合适的画片后，该同视机可自行切换画片，以减轻患者的操作负担。通过手机app自动诊疗程序，患者只需选择自己对应的康复模块，输入自己的诊断数据，app能够自动生成对应的治疗方案，点击开始按钮便可进行康复训练，其操作过程简单、易懂。所以说，本发明的同视机具备自动调节瞳距的功能，可以实现画片的自动切换，可根据患者的诊疗信息生成相应的治疗方案，可对患者进行三级视训练，对弱视、斜视等其它视觉功能障碍也有较好的治疗效果，同时本发明使用智能终端进行控制，不仅实现了机械结构自动化，而且在基于同视机进行视觉功能训练的控制过程中使用智能终端进行控制，实现了同视机机械结构控制的自动化，无需让专业人员完成操作，无需手动操作，为用于进行视觉功能的训练提供了极大的便利，极大的提高了同视机应用的广泛性。
83.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。