專利名稱：一種實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置。
背景技術(shù)：
目前，大部分家庭都是獨(dú)生子女，望子成龍、望女成鳳的愿望非常普遍。很多家長(zhǎng)都會(huì)給小孩報(bào)各種業(yè)余愛好培訓(xùn)班。藝術(shù)體操便是其中之一。然而藝術(shù)體操中的后仰雙手著地動(dòng)作極易造成脊椎損傷，造成病人的下肢甚至全身癱瘓，給患者家庭帶來不幸。目前針對(duì)這種后仰雙手著地動(dòng)作和脊椎損傷的關(guān)系研究較少，很少有充分的證據(jù)去說服家長(zhǎng)、老師避免小孩參與這種訓(xùn)練。因此，迫切需要進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)揭示后仰時(shí)脊椎彎曲程度與脊椎損傷的聯(lián)系。目前，市面上暫時(shí)還沒有針對(duì)小型動(dòng)物脊椎彎曲實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的設(shè)備，醫(yī)生為了進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)不得不完全靠手工操作，極為不便。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上問題，本發(fā)明提供一種能夠進(jìn)行兔子脊椎彎曲實(shí)驗(yàn)的裝置。裝置的彎曲機(jī)構(gòu)能夠帶動(dòng)兔子脊椎一起進(jìn)行彎曲，并保證彎曲的自然平穩(wěn)避免給兔子造成其它創(chuàng)傷。彎曲機(jī)構(gòu)能夠以給定的角度彎曲，并能為醫(yī)生提供一個(gè)便于操作兔子脊椎的姿態(tài)。本發(fā)明提出的一種實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置，其特征在于，該裝置包括設(shè)備支架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和彎曲機(jī)構(gòu)，其中所述設(shè)備支架包括長(zhǎng)橫梁組9、短橫梁組37、立柱組10組和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33，長(zhǎng)橫梁組9包括4根較長(zhǎng)的橫梁，短橫梁組37包括4根較短的橫梁，立柱組10包括4根垂直安裝的立柱；分別由兩根較長(zhǎng)的橫梁和兩根短橫梁構(gòu)成兩個(gè)矩形框架，水平安裝在所述脊椎彎曲裝置靠近頂面和底面的位置；立柱組10的每根立柱的兩端分別垂直安裝于上述兩個(gè)矩形框架的頂點(diǎn)位置處；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33固定安裝在所述脊椎彎曲裝置靠近頂面的矩形框架上；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33的下表面，用于提供并傳遞脊椎彎曲所需的動(dòng)力，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)4，驅(qū)動(dòng)軸A5，聯(lián)軸器A6，滾珠絲杠A7，絲杠滑塊A8，同步帶A16，同步帶B17，同步帶C18，同步輪A19，同步帶D20，同步輪B21，直線導(dǎo)軌A24，直線導(dǎo)軌滑鞍A25，驅(qū)動(dòng)軸B26，聯(lián)軸器B27，滾珠絲杠B28，絲杠滑塊B29，電機(jī)安裝板32，電機(jī)安裝板支架34，電機(jī)安裝支座35，同步輪C36，彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A23 ；電機(jī)安裝板支架34一端固定安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33的下表面，另一端固定安裝有電機(jī)安裝板32;電機(jī)安裝板32的下方固定安裝有電機(jī)安裝支座35 ;直流電機(jī)4固定安裝在電機(jī)安裝支座35上，直流電機(jī)4的輸出端固定安裝有同步輪a,同步帶A16 一端連接同步輪a,另一端連接同步輪b ;同步輪b與同步帶B17所連接的位于電機(jī)安裝板32 —側(cè)的同步輪c固定安裝在同一根軸上；同步帶B17 —端連接有同步輪C，另一端在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33的一側(cè)連接有同步輪C36 ;同步帶C18 —端連接同步輪A19,另一端連接同步輪d ;同步帶D20 —端連接同步輪B21，另一端連接同步輪e ;同步輪B21、驅(qū)動(dòng)軸A5、聯(lián)軸器A6與滾珠絲杠A7依次固定連接；同步輪A19、驅(qū)動(dòng)軸B26、聯(lián)軸器B27與滾珠絲杠B28依次固定連接；滾珠絲杠A7、滾珠絲杠B28上分別配套安裝有絲杠滑塊A8和絲杠滑塊B29 ;絲杠滑塊A8和絲杠滑塊B29固定安裝在彎曲機(jī)構(gòu)安裝板23的下表面；彎曲機(jī)構(gòu)安裝板23上表面兩端分別固定安裝有直線導(dǎo)軌滑鞍A25和另一直線導(dǎo)軌滑鞍；該直線導(dǎo)軌滑鞍分別安裝在直線導(dǎo)軌A24和另一直線導(dǎo)軌上，并能沿相應(yīng)的直線導(dǎo)軌滑動(dòng)；該直線導(dǎo)軌均固定安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33的下表面；所述彎曲機(jī)構(gòu)與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，用于綁定實(shí)驗(yàn)兔子并直接作用于兔子脊椎，造成兔子脊椎彎曲，彎曲機(jī)構(gòu)包括曲柄組、保持架組、彎曲機(jī)構(gòu)支架A11、彎曲機(jī)構(gòu)支架B31、彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A23和彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B22 ；曲柄組包括長(zhǎng)曲柄A12、長(zhǎng)曲柄B30、短曲柄15 ;長(zhǎng)曲柄A12和所述長(zhǎng)曲柄B30各有一端與所述短曲柄15鉸接；保持架組包括長(zhǎng)保持架14、短保持架13，長(zhǎng)保持架14的兩端分別與短保持架13、短曲柄15鉸接，短保持架13的兩端分別與長(zhǎng)保持架14、長(zhǎng)曲柄A12鉸接；短保持架13水平安裝在彎曲機(jī)構(gòu)支架All上并與彎曲機(jī)構(gòu)支架All相對(duì)固定不動(dòng)；彎曲機(jī)構(gòu)支架All固定安裝在彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A23的 上表面；長(zhǎng)曲柄B30遠(yuǎn)離短曲柄15的一端固定安裝在彎曲機(jī)構(gòu)支架B31上，彎曲機(jī)構(gòu)支架B31固定安裝在彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B22的上方，彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B22的兩端固定安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33的下表面。本發(fā)明的有益效果為I)兔子采用懸掛方式固定，兔子的姿態(tài)比較自然，避免采用兔子后仰支撐或者其他方式帶來的對(duì)兔子身體的壓迫影響實(shí)驗(yàn)效果；2)采用雙絲杠驅(qū)動(dòng)的方式，運(yùn)動(dòng)過程平穩(wěn)受力均勻；3)彎曲部件采用弧面設(shè)計(jì)，彎曲時(shí)對(duì)脊椎作用力分布更加合理；4)只需要采用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)較為理想的彎曲效果。
圖I為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置正面視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置底面視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置隱藏了電機(jī)安裝板及相關(guān)元件的底面視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置彎曲機(jī)構(gòu)原理圖。圖中1.液晶顯示屏，2.按鈕組，3.操作面板，4.直流電機(jī)，5.驅(qū)動(dòng)軸A，6.聯(lián)軸器A，7.滾珠絲杠A，8.絲杠滑塊A，9.長(zhǎng)橫梁組，10.立柱組，11.彎曲機(jī)構(gòu)支架A，12.長(zhǎng)曲柄A，13.短保持架，14.長(zhǎng)保持架，15.短曲柄，16.同步帶A，17.同步帶B，18.同步帶C，19.同步輪A，20.同步帶D，21.同步輪B，22.彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B，23.彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A，24.直線導(dǎo)軌A，25.直線導(dǎo)軌滑鞍A，26.驅(qū)動(dòng)軸B，27.聯(lián)軸器B，28.滾珠絲杠B，29.絲杠滑塊B，30.長(zhǎng)曲柄B，31.彎曲機(jī)構(gòu)支架B，32.電機(jī)安裝板，33.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板，34.電機(jī)安裝板支架，35.電機(jī)安裝支座，36.同步輪C，37.短橫梁組。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖I為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置正面視圖，圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置底面視圖，圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置隱藏了電機(jī)安裝板及相關(guān)元件的底面視圖。為了清楚地說明所述電機(jī)安裝板32和所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33之間的機(jī)構(gòu)，在圖3中隱藏了所述電機(jī)安裝板32及安裝在所述電機(jī)安裝板32上的所有元件。如圖I、圖2和圖3所示，本發(fā)明提出的實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置主要包括設(shè)備支架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和彎曲機(jī)構(gòu)。在下面的描述中為了便于描述各元件位置，將所述實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置中位于圖I所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33的上表面稱為頂面，將所述實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置中位于圖I最下方的一側(cè)稱為底面。所述設(shè)備支架由長(zhǎng)橫梁組9、短橫梁組37、立柱組10組和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33構(gòu)成。所述長(zhǎng)橫梁組9由4根較長(zhǎng)的橫梁組成；短橫梁組37由4根較短的橫梁組成；所述立柱組10由4根垂直安裝的立柱組成。以上橫梁和立柱均為空心結(jié)構(gòu)。在所述實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置靠近頂面和底面各有一個(gè)由兩根長(zhǎng)橫梁和兩根短橫梁構(gòu)成的水平安裝的矩形框架；所述立柱組10的每根立柱的兩端分別垂直安裝于上述兩個(gè)矩形框架的頂點(diǎn)位置 處；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33固定安裝在所述實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置靠近頂面的矩形框架上，其中間有一個(gè)矩形的通孔。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33的下表面，用于提供并傳遞脊椎彎曲所需的動(dòng)力。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)4，驅(qū)動(dòng)軸A5，聯(lián)軸器A6，滾珠絲杠A7，絲杠滑塊A8，同步帶A16，同步帶B17，同步帶C18，同步輪A19，同步帶D20，同步輪B21，直線導(dǎo)軌A24，直線導(dǎo)軌滑鞍A25，驅(qū)動(dòng)軸B26，聯(lián)軸器B27，滾珠絲杠B28，絲杠滑塊B29，電機(jī)安裝板32，電機(jī)安裝板支架34，電機(jī)安裝支座35，同步輪C36，彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A23。所述電機(jī)安裝板支架34 —端固定安裝在所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33的下表面，另一端固定安裝有所述電機(jī)安裝板32 ;所述電機(jī)安裝支座35固定安裝在所述電機(jī)安裝板32的下方；所述直流電機(jī)4固定安裝在所述電機(jī)安裝支座35上,所述直流電機(jī)4的輸出端固定安裝有一個(gè)同步輪a,所述同步帶A16 —端連接所述直流電機(jī)4輸出端的同步輪a,另一端連接另一個(gè)同步輪b ;該另一個(gè)同步輪b和所述同步帶B17所連接的在所述電機(jī)安裝板32 —側(cè)的同步輪c固定安裝在同一根軸上，因此，所述直流電機(jī)4的扭矩和轉(zhuǎn)速能夠通過所述同步帶A16傳送到所述同步帶B17 ;所述直流電機(jī)4配置了光學(xué)碼盤用于記錄直流電機(jī)4轉(zhuǎn)過的角度；所述同步帶B17，一端連接有所述電機(jī)安裝板32 —側(cè)的一個(gè)同步輪C，另一端在所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33一側(cè)連接有所述同步輪C36 ;所述同步帶C18 —端連接所述同步輪A19,另一端連接靠近所述同步輪C36的一側(cè)且與同步輪C36同軸的一個(gè)同步輪d;所述同步帶D20 —端連接所述同步輪B21，另一端連接靠近所述同步輪C36的另一側(cè)且與同步輪C36同軸的一個(gè)同步輪e ;上述的三個(gè)同步輪同步輪C36、同步帶C18連接的靠近同步輪C36 —側(cè)的同步輪d、同步帶D20連接的靠近同步輪C36另一側(cè)的同步輪e，都固定安裝在同一根軸上，因此所述同步帶B17的動(dòng)力能夠經(jīng)由同步輪C36同時(shí)傳給同步輪A19和同步輪B21 ;所述同步輪B21固定安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸A5的一端，所述驅(qū)動(dòng)軸A5的另一端和所述聯(lián)軸器A6固定連接；該聯(lián)軸器A6 —端和所述驅(qū)動(dòng)軸A5固定連接，另一端和所述滾珠絲杠A7固定連接；所述同步輪A19固定安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸B26的一端，該驅(qū)動(dòng)軸B26的另一端和所述聯(lián)軸器B27固定連接；該聯(lián)軸器B27 —端和所述驅(qū)動(dòng)軸B26連接，另一端和所述滾珠絲杠B28固定連接；所述滾珠絲杠A7上配套安裝有所述絲杠滑塊AS，當(dāng)所述滾珠絲杠A7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述絲杠滑塊AS能夠在所述滾珠絲杠A7上沿著所述滾珠絲杠A7的軸線方向直線移動(dòng)；所述滾珠絲杠B28上配套安裝有所述絲杠滑塊B29，當(dāng)所述滾珠絲杠B28轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述絲杠滑塊B29能夠在所述滾珠絲杠B28上沿著所述滾珠絲杠B28的軸線方向直線移動(dòng)；所述絲杠滑塊AS和所述絲杠滑塊B29都固定安裝在所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板23的下表面；所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板23上表面的兩端分別固定安裝了所述直線導(dǎo)軌滑鞍A25和附圖中未注明的另一個(gè)直線導(dǎo)軌滑鞍；該未注明的直線導(dǎo)軌滑鞍和所述直線導(dǎo)軌滑鞍A25分別安裝在附圖中未注明的直線導(dǎo)軌和所述直線導(dǎo)軌A24上，并能沿相應(yīng)的直線導(dǎo)軌滑動(dòng)；所述未注明的直線導(dǎo)軌和所述直線導(dǎo)軌A24都固定安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33的下表面。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，直流電機(jī)4通過所述同步帶A16、同步帶B17帶動(dòng)所述同步輪C36轉(zhuǎn)動(dòng),所述同步輪C36的轉(zhuǎn)動(dòng)又通過所述同步帶C18、同步帶D20,同時(shí)帶動(dòng)所述同步輪A19和所述同步輪B21轉(zhuǎn)動(dòng)。所述同步輪A19和所述同步輪B21的轉(zhuǎn)動(dòng)立即引起所述驅(qū)動(dòng)軸A5和所述驅(qū)動(dòng)軸B26做同步轉(zhuǎn)動(dòng)。與此同時(shí)，通過聯(lián)軸器A6，驅(qū)動(dòng)軸A5的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給滾 珠絲杠A7帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)絲杠滑塊A8沿滾珠絲杠A7水平移動(dòng)；通過聯(lián)軸器B27，驅(qū)動(dòng)軸B26的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給滾珠絲杠B28帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)絲杠滑塊B29沿滾珠絲杠B28水平移動(dòng)。因?yàn)樗鼋z杠滑塊AS和絲杠滑塊B29都是由直流電機(jī)4驅(qū)動(dòng)的，所以所述絲杠滑塊A8和絲杠滑塊B29可以保持同步移動(dòng)。所述彎曲機(jī)構(gòu)與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，用于綁定實(shí)驗(yàn)兔子并直接作用于兔子脊椎，造成兔子脊椎彎曲。所述彎曲機(jī)構(gòu)包括曲柄組、保持架組、彎曲機(jī)構(gòu)支架Al I、彎曲機(jī)構(gòu)支架B31、彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A23和彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B22。所述曲柄組包括長(zhǎng)曲柄A12、長(zhǎng)曲柄B30、短曲柄15 ;所述長(zhǎng)曲柄A12、所述長(zhǎng)曲柄B30和所述短曲柄15中間均為鏤空結(jié)構(gòu)，在曲柄的兩個(gè)側(cè)面做成弧面形式，并在另外兩個(gè)側(cè)面中部位置設(shè)計(jì)了用于綁定實(shí)驗(yàn)用兔子的長(zhǎng)槽。所述長(zhǎng)曲柄A12和所述長(zhǎng)曲柄B30各有一端和所述短曲柄15鉸接。在所述的鉸接位置處，相互鉸接的兩個(gè)曲柄能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，形成所述曲柄組的彎曲運(yùn)動(dòng)，用該彎曲運(yùn)動(dòng)擬合實(shí)驗(yàn)用兔子背部的彎曲。實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)用兔子懸掛綁在所述彎曲機(jī)構(gòu)的下方位置。實(shí)驗(yàn)用兔子背部的中間位置和所述短曲柄15綁定，并在兔子背部頭尾兩個(gè)位置分別大致與所述長(zhǎng)曲柄A12、所述長(zhǎng)曲柄B30綁定，此時(shí)，所述曲柄組的彎曲運(yùn)動(dòng)即可帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)用兔子的背部脊椎做彎曲運(yùn)動(dòng)。所述保持架組，包括長(zhǎng)保持架14、短保持架13 ;所述長(zhǎng)保持架14的兩端分別和短保持架13、所述短曲柄15鉸接；所述短保持架13的兩端分別和所述長(zhǎng)保持架14、所述長(zhǎng)曲柄A12鉸接；所述長(zhǎng)保持架14、長(zhǎng)曲柄A12、短保持架13、短曲柄15構(gòu)成了一個(gè)平行四邊形，由于平行四邊形的對(duì)邊保持平行，當(dāng)短保持架13保持水平時(shí)，短曲柄15也保持水平狀態(tài)，因此所述保持架組可用于使曲柄組彎曲時(shí)保持水平彎曲的姿態(tài)，該姿態(tài)有利于使實(shí)驗(yàn)用兔子的脊椎彎曲過程比較自然，避免異常變形。而且由于長(zhǎng)曲柄A12、長(zhǎng)曲柄B30、短曲柄15中間均為鏤空結(jié)構(gòu)，醫(yī)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)可以很方便地對(duì)實(shí)驗(yàn)兔子的背部脊椎進(jìn)行醫(yī)學(xué)操作。所述短保持架13水平安裝在所述彎曲機(jī)構(gòu)支架AU上并與所述彎曲機(jī)構(gòu)支架Al I相對(duì)固定不動(dòng)。所述彎曲機(jī)構(gòu)支架Al I固定安裝在所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A23的上表面。所述長(zhǎng)曲柄B30遠(yuǎn)離所述短曲柄15的一端固定安裝在所述彎曲機(jī)構(gòu)支架B31上，所述彎曲機(jī)構(gòu)支架B31固定安裝在所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B22的上方，所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B22的兩端固定安裝在所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33的下表面。所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A23、所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B22都位于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板33中間的矩形通孔位置處，所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A23可以沿著所述矩形通孔移動(dòng)不受干涉。所述彎曲機(jī)構(gòu)中，所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A23下表面的兩端分別與所述絲杠滑塊AS、所述絲杠滑塊B29固定連接。當(dāng)所述絲杠滑塊AS、所述絲杠滑塊B29做同步水平移動(dòng)時(shí)，所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A23也做水平移動(dòng)，同時(shí)所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A23帶動(dòng)所述彎曲機(jī)構(gòu)支架All做水平移動(dòng)，所述彎曲機(jī)構(gòu)支架All的水平移動(dòng)立即引起前述曲柄組的彎曲運(yùn)動(dòng)，該彎曲運(yùn)動(dòng)便可帶動(dòng)綁定在曲柄組上的實(shí)驗(yàn)兔子的脊椎做彎曲運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明所述的實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置還包括操作面板3、固定在操作面板3上的液晶顯示屏I和按鈕組2以及設(shè)備外罩。所述液 晶顯示屏I用于顯示和設(shè)置彎曲角度、絲杠滑塊的移動(dòng)速度；所述按鈕組2用于設(shè)置彎曲角度、絲杠滑塊的移動(dòng)速度以及控制設(shè)備的啟動(dòng)和停止。所述設(shè)備外罩固定在所述設(shè)備支架的外側(cè)。圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置彎曲機(jī)構(gòu)原理圖，圖4中，線段AB對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)曲柄B30對(duì)應(yīng)的弦，I1為該弦的長(zhǎng)度；線段CD對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)曲柄A12對(duì)應(yīng)的弦，I2為該弦的長(zhǎng)度，I1和I2長(zhǎng)度相等；線段BC對(duì)應(yīng)于短曲柄15對(duì)應(yīng)的弦，I3為該弦的長(zhǎng)度；點(diǎn)劃線EF為線段BC的中垂線；點(diǎn)O1和O2分別為長(zhǎng)曲柄B30對(duì)應(yīng)弧和長(zhǎng)曲柄A12對(duì)應(yīng)弧的圓心；線段Ao1和線段Do2分別是長(zhǎng)曲柄B30對(duì)應(yīng)弧和長(zhǎng)曲柄A12對(duì)應(yīng)弧的半徑，其值分別為R1和R2,彎曲時(shí)，線段Ao1和線段Do2延長(zhǎng)線保持相交于點(diǎn)劃線EF ；L為彎曲機(jī)構(gòu)支架All和彎曲機(jī)構(gòu)支架B31之間的距離，該距離由所述絲杠滑塊AS、所述絲杠滑塊B29在對(duì)應(yīng)的所述滾珠絲杠A7、滾珠絲杠B28上走過的位移決定。線段BC在彎曲過程中，保持水平，所以整個(gè)彎曲過程中線段AB和線段⑶保持關(guān)于點(diǎn)劃線EF對(duì)稱。當(dāng)彎曲機(jī)構(gòu)支架All和彎曲機(jī)構(gòu)支架B31之間的距離改變時(shí)，線段Ao1和線段Do2延長(zhǎng)線的夾角也發(fā)生變化。本裝置中，用線段Ao1和線段Do2延長(zhǎng)線的夾角來表示彎曲角度。如圖3所示，任意位置的彎曲角度為a。根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，本裝置的彎曲角度范圍為110° 220°，即110° ^ a < 220°。如果假定兔子綁定到彎曲機(jī)構(gòu)初始角度為0°，則彎曲角度范圍為0° 110°。為了說明支架彎曲機(jī)構(gòu)All和彎曲機(jī)構(gòu)支架B31之間的距離和彎曲角度a之間的關(guān)系。作如下推導(dǎo)。由多邊形內(nèi)角和公式，可知a +2 ^ +2 Z ABC = 540。(I)式⑴中角度P如圖3所示，為線段AB和Ao1之間的夾角。由于長(zhǎng)曲柄B30為一段圓弧，圓弧半徑為R1，該圓弧對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)為I1，因此有= arccos ((1^2)/R1)(2)圖3中，直線AH為過A點(diǎn)的水平線，直線BH為過B點(diǎn)的垂線，H點(diǎn)為直線AH和BH的交點(diǎn)。且有BH丄BC, BH//EF,因此有Z ABH = arcsin ((L/2-l2/2)/I1)(3)Z ABC = Z ABH+90。(4)由(1)_(4)，可以得到a和L之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即a = 540。_2arccos ((h/2)/R1) _2 (arcsin ((L/2_l2/2)/I1)+90。) (5)反之則有L = 2X (I1X sin ((540。- a -2arccos ((1^2) /R1)) /2-90° )+l2/2) (6)當(dāng)給定任意彎曲角度a時(shí)，由式(6)可以計(jì)算出L，進(jìn)而得到所述絲杠滑塊AS、所述絲杠滑塊B29需要行走的距離；當(dāng)所述絲杠滑塊AS、所述絲杠滑塊B29走到任意位置時(shí)，由式(5)則可以得到此時(shí)的彎曲角度a。由于所述直流電機(jī)4上配置了光學(xué)碼盤，所述直流電機(jī)4經(jīng)過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述絲杠滑塊AS、所述絲杠滑塊B29，所述直流電機(jī)4上配置的光學(xué)碼盤和所述絲杠滑塊AS、所述絲杠滑塊B29的位移有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此根據(jù)所述直流電機(jī)4上配置的光學(xué)碼盤可以得到所述絲杠滑塊AS、所述絲杠滑塊B29的行走距離，進(jìn)而根據(jù)式(5)可得到所述彎曲機(jī)構(gòu)的彎曲角度，也即，可以用所述直流電機(jī)4上配置的光學(xué)碼盤間接記錄彎曲機(jī)構(gòu)的彎曲角度。另一方面，根據(jù)所述彎曲機(jī)構(gòu)的彎曲角度，根據(jù)式(6)可得到所述絲杠滑塊AS、所述絲杠滑塊B29需要行走的距離，進(jìn)而控制電機(jī)需要轉(zhuǎn)過的角度。因此可以根據(jù)給定的所述彎曲機(jī)構(gòu)的彎曲角度來控制所述直流電機(jī)4實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的彎曲操作。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置，其特征在于，該裝置包括設(shè)備支架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和彎曲機(jī)構(gòu)，其中 所述設(shè)備支架包括長(zhǎng)橫梁組(9)、短橫梁組(37)、立柱組(10)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板(33)，長(zhǎng)橫梁組(9)包括4根較長(zhǎng)的橫梁，短橫梁組(37)包括4根較短的橫梁，立柱組(10)包括4根垂直安裝的立柱；分別由兩根較長(zhǎng)的橫梁和兩根短橫梁構(gòu)成兩個(gè)矩形框架，水平安裝在所述脊椎彎曲裝置靠近頂面和底面的位置 ；立柱組(10)的每根立柱的兩端分別垂直安裝于上述兩個(gè)矩形框架的頂點(diǎn)位置處；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板(33)固定安裝在所述脊椎彎曲裝置靠近頂面的矩形框架上； 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板(33)的下表面，用于提供并傳遞脊椎彎曲所需的動(dòng)力，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)(4)，驅(qū)動(dòng)軸A (5)，聯(lián)軸器A (6)，滾珠絲杠A (7)，絲杠滑塊A(8)，同步帶A(16)，同步帶B(17)，同步帶C(18)，同步輪A(19)，同步帶D(20)，同步輪B (21)，直線導(dǎo)軌A (24)，直線導(dǎo)軌滑鞍A (25)，驅(qū)動(dòng)軸B (26)，聯(lián)軸器B (27)，滾珠絲杠B (28)，絲杠滑塊B (29)，電機(jī)安裝板(32)，電機(jī)安裝板支架(34)，電機(jī)安裝支座(35)，同步輪C (36)，彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A (23);電機(jī)安裝板支架(34) —端固定安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板(33)的下表面，另一端固定安裝有電機(jī)安裝板(32);電機(jī)安裝板(32)的下方固定安裝有電機(jī)安裝支座(35);直流電機(jī)⑷固定安裝在電機(jī)安裝支座(35)上，直流電機(jī)⑷的輸出端固定安裝有同步輪a,同步帶A(16) —端連接同步輪a,另一端連接同步輪b ;同步輪b與同步帶B(17)所連接的位于電機(jī)安裝板(32) —側(cè)的同步輪c固定安裝在同一根軸上；同步帶B (17) —端連接有同步輪C，另一端在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板(33)的一側(cè)連接有同步輪C (36)；同步帶C(18) —端連接同步輪A(19),另一端連接同步輪d ;同步帶D(20) —端連接同步輪B (21)，另一端連接同步輪e ;同步輪B (21)、驅(qū)動(dòng)軸A (5)、聯(lián)軸器A (6)與滾珠絲杠A (7)依次固定連接；同步輪A(19)、驅(qū)動(dòng)軸B(26)、聯(lián)軸器B(27)與滾珠絲杠B(28)依次固定連接；滾珠絲杠A (7)、滾珠絲杠B (28)上分別配套安裝有絲杠滑塊A (8)和絲杠滑塊B (29);絲杠滑塊A(8)和絲杠滑塊B(29)固定安裝在彎曲機(jī)構(gòu)安裝板(23)的下表面；彎曲機(jī)構(gòu)安裝板(23)上表面兩端分別固定安裝有直線導(dǎo)軌滑鞍A(25)和另一直線導(dǎo)軌滑鞍；該直線導(dǎo)軌滑鞍分別安裝在直線導(dǎo)軌A(24)和另一直線導(dǎo)軌上，并能沿相應(yīng)的直線導(dǎo)軌滑動(dòng)；該直線導(dǎo)軌均固定安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板(33)的下表面； 所述彎曲機(jī)構(gòu)與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，用于綁定實(shí)驗(yàn)兔子并直接作用于兔子脊椎，造成兔子脊椎彎曲，彎曲機(jī)構(gòu)包括曲柄組、保持架組、彎曲機(jī)構(gòu)支架A(Il)、彎曲機(jī)構(gòu)支架B (31)、彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A (23)和彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B (22)；曲柄組包括長(zhǎng)曲柄A (12)、長(zhǎng)曲柄B(30)、短曲柄(15);長(zhǎng)曲柄A(12)和所述長(zhǎng)曲柄B(30)各有一端與所述短曲柄(15)鉸接；保持架組包括長(zhǎng)保持架(14)、短保持架(13)，長(zhǎng)保持架(14)的兩端分別與短保持架(13)、短曲柄(15)鉸接，短保持架(13)的兩端分別與長(zhǎng)保持架(14)、長(zhǎng)曲柄A(12)鉸接；短保持架(13)水平安裝在彎曲機(jī)構(gòu)支架A (II)上并與彎曲機(jī)構(gòu)支架A (II)相對(duì)固定不動(dòng)；彎曲機(jī)構(gòu)支架A(Il)固定安裝在彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A(23)的上表面；長(zhǎng)曲柄B(30)遠(yuǎn)離短曲柄(15)的一端固定安裝在彎曲機(jī)構(gòu)支架B (31)上，彎曲機(jī)構(gòu)支架B (31)固定安裝在彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B (22)的上方，彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B (22)的兩端固定安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板(33)的下表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述橫梁和立柱均為空心結(jié)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板(33)的中間有一個(gè)矩形的通孔；所述長(zhǎng)曲柄A(12)、所述長(zhǎng)曲柄B(30)和所述短曲柄(15)均為鏤空結(jié)構(gòu)，曲柄的兩個(gè)側(cè)面為弧面形式，另外兩個(gè)側(cè)面中部位置設(shè)置有用于綁定實(shí)驗(yàn)用兔子的長(zhǎng)槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述直流電機(jī)(4)配置有光學(xué)碼盤用于記錄直流電機(jī)⑷轉(zhuǎn)過的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置還包括操作面板(3)、固定在操作面板(3)上的液晶顯示屏(I)和按鈕組(2)以及設(shè)備外罩；所述液晶顯示屏(I)用于顯示和設(shè)置彎曲角度、絲杠滑塊的移動(dòng)速度；所述按鈕組(2)用于設(shè)置彎曲角度、絲杠滑塊的移動(dòng)速度以及控制設(shè)備的啟動(dòng)和停止；所述設(shè)備外罩固定在所述設(shè)備支架的外側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述同步輪d靠近所述同步輪C(36)的一側(cè)且與同步輪C(36)同軸，所述同步輪e靠近所述同步輪C(36)的另一側(cè)且與同步輪C(36)同軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述滾珠絲杠A(7)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述絲杠滑塊A (8)能夠在所述滾珠絲杠A (7)上沿著所述滾珠絲杠A (7)的軸線方向直線移動(dòng)；當(dāng)所述滾珠絲杠B (28)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述絲杠滑塊B (29)能夠在所述滾珠絲杠B (28)上沿著所述滾珠絲杠B (28)的軸線方向直線移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，直流電機(jī)(4)通過所述同步帶A(16)、同步帶B(17)帶動(dòng)所述同步輪C(36)轉(zhuǎn)動(dòng),所述同步輪C(36)的轉(zhuǎn)動(dòng)又通過所述同步帶C (18)、同步帶D (20)，同時(shí)帶動(dòng)所述同步輪A (19)和所述同步輪B (21)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述同步輪A(19)和所述同步輪B(21)的轉(zhuǎn)動(dòng)立即引起所述驅(qū)動(dòng)軸A(5)和所述驅(qū)動(dòng)軸B(26)同步轉(zhuǎn)動(dòng)；與此同時(shí)，通過聯(lián)軸器iU6)，驅(qū)動(dòng)軸A(5)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給滾珠絲杠A(7)帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)絲杠滑塊A(S)沿滾珠絲杠A(7)水平移動(dòng)，通過聯(lián)軸器B (27)，驅(qū)動(dòng)軸B (26)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給滾珠絲杠B (28)帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)絲杠滑塊B (29)沿滾珠絲杠B (28)水平移動(dòng)；由于所述絲杠滑塊A(S)和絲杠滑塊B(29)均由直流電機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)，所以所述絲杠滑塊A(S)和絲杠滑塊B(29)可以保持同步移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述長(zhǎng)保持架(14)、長(zhǎng)曲柄A(12)、短保持架(13)、短曲柄(15)構(gòu)成一個(gè)平行四邊形，由于平行四邊形的對(duì)邊保持平行，當(dāng)短保持架(13)保持水平時(shí)，短曲柄(15)也保持水平狀態(tài)，因此所述保持架組可用于使曲柄組彎曲時(shí)保持水平彎曲的姿態(tài)，該姿態(tài)有利于使實(shí)驗(yàn)用兔子的脊椎彎曲過程比較自然，避免異常變形。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A(23)、所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板B (22)都位于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板(33)中間的矩形通孔位置處，所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A(23)可以沿著所述矩形通孔移動(dòng)不受干涉。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述彎曲機(jī)構(gòu)中，當(dāng)所述絲杠滑塊A(S)、所述絲杠滑塊B(29)做同步水平移動(dòng)時(shí)，所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A(23)也做水平移動(dòng)，同時(shí)所述彎曲機(jī)構(gòu)安裝板A(23)帶動(dòng)所述彎曲機(jī)構(gòu)支架A(Il)做水平移動(dòng)，所述彎曲機(jī)構(gòu)支架A(Il)的水平移動(dòng)立即引起所述曲柄組的彎曲運(yùn)動(dòng)，該彎曲運(yùn)動(dòng)便可帶動(dòng)綁定在曲柄組上的實(shí)驗(yàn)兔子的脊椎做彎曲運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)驗(yàn)用兔子脊椎彎曲裝置。該裝置包括設(shè)備支架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和彎曲機(jī)構(gòu)。所述設(shè)備支架包括長(zhǎng)橫梁組、短橫梁組、立柱組和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝板；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)、同步帶組、同步輪組、驅(qū)動(dòng)軸、滾珠絲杠和絲杠滑塊；所述彎曲機(jī)構(gòu)包括彎曲機(jī)構(gòu)安裝板、彎曲機(jī)構(gòu)支架、曲柄組、保持架組。所述直流電機(jī)配置光學(xué)碼盤，用于記錄絲杠滑塊的行走位置。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)榻z杠滑塊的水平移動(dòng)，彎曲機(jī)構(gòu)將滑塊的水平移動(dòng)變?yōu)閺澢M的彎曲運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)兔子的脊椎做彎曲運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的脊椎彎曲裝置可以按照給定的彎曲角度進(jìn)行脊椎彎曲。實(shí)驗(yàn)兔子在脊椎彎曲過程中可保持自然的姿態(tài)，實(shí)驗(yàn)者可以很容易地對(duì)兔子脊椎進(jìn)行操作。
文檔編號(hào)A61D1/00GK102743236SQ20121026891
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者佟麗娜, 侯增廣, 張軍衛(wèi), 張峰, 李鵬峰, 柳會(huì), 洪毅, 王衛(wèi)群, 程龍, 謝曉亮, 譚民, 邊桂彬 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所