专利名称：自动颈椎牵引椅的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种治疗颈椎病的牵引椅，特别是一种自动颈椎牵引椅。
背景技术：
颈椎牵引为颈椎病非手术疗法中一项重要的、常用的有效疗法。首先，牵引可解除 颈部肌肉痉挛，减少对椎间盘的压力；其次，牵引通过调节椎间关节紊乱，改善或恢复颈椎 生理曲度；再次，牵引可拉大狭窄的椎间隙和椎间孔，降低椎间盘内压，使纤维组织复位，脊 髓、神经根所受刺激和压迫得以缓解，扭曲的椎动脉得以伸张，恢复或重建了颈椎生物力学 平衡，从而起到治疗作用。目前社会上出现了许多不同品种的颈椎牵引器械，如颂枕吊带法、充气法、电动法 等。颈椎牵引椅也是其中一种，患者端坐于座椅上，由拉伸器向上拉伸颈椎以达到牵引效 果。但目前市场上的相关产品都是以人工施力为主，其设计上存在三大弊端1、不便于个人 使用。患者处于坐位，自己不能操纵颈椎牵引椅进行动作，需他人进行辅助。2、牵引力的大 小完全靠患者感觉来确定，难以获得理论上最佳牵引力的精确值，牵引时间也存在同样的 问题。3、牵引角度得不到精确控制而且不可调整。牵引角度是颈椎牵引疗法中的一个重要 参数。
实用新型内容本实用新型的目的是要提供一种患者自己能够操控，调整拉力和角度的自动颈椎 牵引椅。要达到的目标为实现颈椎牵引疗法的自动化，并在牵引过程中自动控制牵引力 的大小和牵引时间。本实用新型的目的是这样实现的该牵引椅有一座椅，液压装置和电动机安装于 座椅靠背后，控制电路安装于座椅下，液压缸通过固定圆环连接在座椅靠背后，液压缸的活 塞杆上端连接有横梁，在横梁的端部连接有压力传感器，在压力传感器的下端通过吊钩与 头盔式颈部角度控制仪连接；在座椅扶手上有急停按钮、停止按钮和启动按钮，在座椅上有 座椅坐面和座椅坐垫，在座椅的底部有滑轮。所述的液压装置包括单作用叶片泵、溢流阀、电液伺服阀、第一单向阀、调速阀、电 磁换向阀、液压缸、压力表、滤油器、油箱、第二单向阀、油管和螺钉，电动机与单作用叶片泵 连接，单作用叶片泵的一端通过滤油器与油箱连接，单作用叶片泵的另一端同时与压力表、 溢流阀和电液伺服阀连接，溢流阀的另一端接油箱，电液伺服阀的一个端口通过并联的第 二单向阀、调速阀和油管与液压缸的一端连接，电液伺服阀的另一个端口通过并联的第二 单向阀、电磁换向阀和油管与液压缸的另一端连接，电液伺服阀与第一单向阀对应的另一 端口接油箱。所述的控制电路包括电动机控制电路和传感器控制电路，所述的电动机控制电 路，第一时间继电器、第二时间继电器、第一中间继电器、第二中间继电器、急停按钮、停止按钮、热继电器、熔断器、电动机、电磁铁和启动按钮，电源通过电源保护熔断器、并联的第 一中间继电器和第二中间继电器的常开触点及热继电器与电动机连接，电源再通过短路保 护熔断器和热断电器急停按钮为控制器电源；在控制器电源上并联有第一时间继电器、第 二时间继电器、第一中间继电器、第二中间继电器和电磁铁电回路；其中，第一时间继电器 电回路上串联有并联的第一中间继电器常开触点和第二中间继电器常开触点、第二时间继 电器电回路上串联有第二中间继电器常闭触点及并联的第一中间继电器常开触点和第二 时间继电器的常开触点、第一中间继电器电回路上串联有第二中间继电器的常闭触点、第 一时间继电器的常闭触点和并联的启动按钮，第一中间继电器的常开触点、第二中间继电 器电回路上串联有第一中间继电器的常闭触点、第一时间继电器的常闭触点和并联的第二 时间继电器常开触点、停止按钮及第二一中间继电器的常开触点、电磁铁电回路上串联有 第二中间继电器的常开触点。所述的传感器控制电路有电源，该电源由电源变压器、整流桥、电容器、电感器和 稳压集电路构成常规稳压电源，压力传感器连接成桥路，一个桥端与电源连接，另一个桥端 为输出端，输出端通过第二中间继电器的常闭触点和电阻与第一比例放大器的正负输入端 连接，在第一比例放大器的负输入端与输出端之间连接有电阻，电源的正极通过电阻与减 法器的正输入端连接，第一比较放大器的输出端通过电阻与减法器的负输入端连接，减法 器的正输入端与输出端之间连接有电阻，在负输入端与地之间连接有电阻，减法器的输出 端通过电阻与第二比例放大器的正输入端连接，第二比例放大器的负输入端通过电阻接 地，还通过电阻与输出端连接，第二比例放大器的输出端与地之间并联有二组电液伺服线 圈，每一组电液伺服线圈上分别串联一个第一中间继电器的常开触点和第二中间继电器的 常开触点。有益效果，由于采用了上述方案，液压元件安装于座椅靠背后，电路元件安装于座 椅下。液压缸下端由支撑垫铁支撑，中部由固定圆环加紧固螺钉固定于座椅靠背后。头盔 式角度控制仪悬挂在横梁上。三个按钮依次安装在座椅扶手上，工作时患者端坐于自动颈 椎牵引椅上，背部紧贴座椅靠背，头伸入悬于患者头顶上方的头盔式角度控制仪中。调整好 牵引角度后按下启动按钮，液压缸活塞杆上升牵引颈椎。患者自己能够操控，调整拉力和角 度，达到了本实用新型的目的。优点相比较采用人工施力实现牵引的牵引椅，所述的自动颈椎牵引椅可实现患 者“一键式”操作，即只需轻点启动按钮就可实现颈椎牵引疗法，并在颈椎牵引过程由控制 系统自动控制患者所需的牵引力和牵引时间，既可保证治疗效果又便于个人单独使用。而 且，所述的自动颈椎牵引椅设置有急停按钮，当患者感到牵引力过大或者自动颈椎牵引椅 发生故障导致牵引杆一直向上拉伸颈椎时，用户可及时按下此按键使自动颈椎牵引椅停止 一切动作以避免发生意外情况。自动颈椎牵引椅下安装有滑轮，方便患者灵活移动。除此之 外，自动颈椎牵引椅集中采用了机械、电子、电路、液压、传感器等多种技术，达到了自动颈 椎牵引椅的控制效果，结构紧凑、合理，牢固。液压及电气元件外用封闭罩进行密封，干净 卫生，不污染环境，是适用家庭、门诊、医院的理想实用新型颈椎牵引医疗器械。
图1为实用新型的侧视结构图[0013]图2为图1的背视图。图3本实用新型的电动机控制电路图。图4为本实用新型的压力传感器控制电路图。图中，1、单作用叶片泵；2、溢流阀；3、电液伺服阀；4、第一单向阀；5、调速阀；6、 电磁换向阀；7、液压缸；8、压力表；9、滤油器；10、油箱；11、第二单向阀；12、油管；13、螺 钉；14、活塞杆；15、固定圆环；16、支撑垫铁；17横梁；18、压力传感器；19、吊钩；20、头盔式 颈部角度控制仪；21、座椅靠背；22、座椅扶手；23、急停按钮；24、停止按钮；25、启动按钮； 26、座椅座面；27、座椅座垫；28、滑轮；29、电路；30、电动机；31、封闭罩；KT1、时间继电器； KT2、时间继电器；KAl、中间继电器；KA2、中间继电器；SBl、急停按钮；SB3、停止按钮；FR、热 继电器；FU、熔断器；M、电动机；3DT、电磁铁；SB2、启动按钮。
具体实施方式
实施例1 该牵引椅有一座椅，液压装置和电动机安装于座椅靠背后，控制电路安 装于座椅下；液压缸7通过固定圆环15连接在座椅靠背后，液压缸7的活塞杆14上端连接 有横梁17，在横梁的端部连接有压力传感器18，在压力传感器的下端通过吊钩19与头盔式 颈部角度控制仪20连接；在座椅扶手上有急停按钮23、停止按钮24和启动按钮25，在座椅 上有座椅坐面26和、座椅坐垫27，在座椅的底部有滑轮28。所述的头盔式颈部角度控制仪为外购产品。所述的液压装置包括单作用叶片泵1、溢流阀2、电液伺服阀3、第一单向阀4、调速 阀5、电磁换向阀6、液压缸7、压力表8、滤油器9、油箱10、第二单向阀11、油管12、螺钉13， 电动机与单作用叶片泵1连接，单作用叶片泵1的一端通过滤油器9与油箱连接，单作用叶 片泵的另一端同时与压力表、溢流阀和电液伺服阀连接，溢流阀2的另一端接油箱10，电液 伺服阀3的一个端口通过并联的第二单向阀11、调速阀5和油管与液压缸7的一端连接，电 液伺服阀3的另一个端口通过并联的第二单向阀11、电磁换向阀6和油管与液压缸7的另 一端连接，电液伺服阀3与第一单向阀4对应的另一端口接油箱10。所述的控制电路包括电动机控制电路和传感器控制电路，所述的电动机控制电 路，包括有第一时间继电器KT1、第二时间继电器KT2、第一中间继电器KA1、第二中间继电 器KA2、急停按钮SB1、停止按钮SB3、热继电器FR、熔断器FU、电动机M电磁铁3DT、启动按 钮SB2，电源通过电源保护熔断器FU、并联的第一中间继电器KAl和第二中间继电器KA2的 常开触点及热继电器FR与电动机连接，电源再通过短路保护熔断器和热继电器FR、急停按 钮SBl为控制器电源，在控制器电源上并联有第一时间继电器KT1、第二时间继电器KT2、第 一中间继电器KA1、第二中间继电器KA2和电磁铁3DT电回路；其中，第一时间继电器KTl 电回路上串联有并联的第一中间继电器KAl常开触点和第二中间继电器KA2常开触点；第 二时间继电器KT2电回路上串联有第二中间继电器KA2常闭触点及并联的第一中间继电 器KAl常开触点和第二时间继电器KTl的常开触点；第一中间继电器KAl电回路上串联有 第二中间继电器的常闭触点、第一时间继电器KTl的常闭触点和并联的启动按钮、第一中 间继电器的KAl常开触点；第二中间继电器KA2电回路上串联有第一中间继电器KAl的常 闭触点、第一时间继电器KTl的常闭触点和并联的第二时间继电器KT2常开触点、停止按钮 SB3及第二中间继电器KA2的常开触点；电磁铁3DT电回路上串联有第二中间继电器KA2的常开触点。 所述的传感器控制电路有电源，该电源由电源变压器2-11、整流桥2-10、滤波器 2-9即电容器、电感器和稳压集电路2-8构成常规稳压电源，压力传感器2-4连接成桥路，一 个桥端与电源连接，另一个桥端为输出端，输出端通过第二中间继电器KA2的常闭触点和 电阻与第一比例放大器的正负输入端连接，在第一比例放大器2-3的负输入端与输出端之 间连接有电阻，电源的正极通过电阻与减法器2-6的正输入端连接，第一比较放大器2-3的 输出端通过电阻与减法器2-6的负输入端连接，减法器2-6的正输入端与输出端之间连接 有电阻，在负输入端与地之间连接有电阻，减法器2-6的输出端通过电阻与第二比例放大 器2-2的正输入端连接，第二比例放大器2-2的负输入端通过电阻接地，还通过电阻与输出 端连接，第二比例放大器2-2的输出端与地之间并联有二组电液伺服线圈2-1，每一组电液 伺服线圈2-1上分别串联一个第一中间继电器KAl的常开触点和第二中间继电器KA2的常 开触点。附图3中，所有电气元件均安装在座椅下的底板上。其工作原理为SB2为起动按钮。按下SB2后，KAl线圈得电，电动机主电路KAl主触点闭合，电动 机转动。同时，KAl常开触点闭合自锁，维持KAl线圈得电状态，KAl主触点保持闭合，电动 机持续转动，液压牵引杆上升。SB2按下时，KAl常开触点闭合，KTl线圈得电，延长时间设置为20s，KTl延时断开 动断触点KTl延时20s后断开。KAl线圈失电，电动机主电路KAl主触点断开，电动机停转， 液压牵引杆上升至牵引力达到176N时的高度。同时，KAl常开触点断开，KTl线圈断电，不 再计时。SB2按下时，KAl常开触点闭合，KT2线圈得电，延长时间设置为620s，即10分20 秒，KT2瞬时动合触点闭合自锁，维持KT2线圈得电状态。因此，当KAl线圈失电后，KT2线 圈仍可保持闭合状态，直到KAl线圈失电10分钟后，KT2延时闭合动合触点闭合，KA2线圈 得电，电动机主电路KA2主触点闭合，电动机转动。同时，KA2常开触点闭合自锁，维持KA2 线圈得电状态，KA2主触点保持闭合，电动机可持续转动。此时，牵引时间已达到10分钟， 液压牵引杆快速下降。在KA2线圈得电的同时，KA2常开触点闭合，电磁线圈3DT得电，二位二通电磁换 向阀动作，液压牵引杆由原位停止牵引状态转为快速下降。在KA2线圈得电的同时，KA2常开触点闭合，KTl线圈得电，延长时间设置为20s， KTl延时断开动断触点KTl延时20s后断开，KA2线圈失电，电动机主电路KA2主触点断开， 电动机停转。同时，KA2常闭触点断开，KT2线圈断电，不再计时。此时，液压牵引杆下降至 初始状态后停止。SBl为急停按钮，自动牵引椅无论处于哪个工作阶段，用户都可随时按下该按钮， 停止自动颈椎牵引椅的所有动作。若自动颈椎牵引椅在工作过程中用户使用了急停按钮，则会出现下次使用时牵引 杆不在初始位置，牵引杆高高在上的情况。为避免此类现象，在电路中设置了按钮SB3。用 户只需按下此按钮，便可20秒内将牵引杆下降至初始状态。图3中KAl常闭触点和KA2常闭触点为互锁触点，保证KAl线圈和KA2线圈不能 同时得电。[0031] 图4为电子控制电路，所有电气元件均焊接于电路板上。其工作原理为由自动 颈椎牵引椅的工作原理可知，牵引杆上升过程中分为两段一是液压缸空进70mm。空进过 程中，牵引力F始终为0，则压力传感器的输出电压Uf也始终为0。由于电压恒定值Uf = 528mv保持不变，所以减法器输出电压U始终保持最大值528mv，电液伺服阀线圈电流也接 近最大值15mA，电液伺服阀阀芯开口达到最大，输入液压缸的流量也达到最大，牵引杆以V1 =0. 6m/min的速度快速上升；二是液压缸工进10mm。当牵引杆颈套接触人体颈部，牵引力 开始逐渐变大，压力传感器的输出电压Uf不再为0，而是从0逐渐增加至528mv，减法器输 出电压U开始从528mv缓慢减小至0，电液伺服阀线圈电流从15mA缓慢减小至0，电液伺服 阀阀芯开口从最大减小至0，输入液压缸的流量逐渐变为0，牵引杆以V2 = 0. 3m/min的速 度缓慢上升，直到牵引力F达到设计牵引力176N时，压力传感器的输出电压Uf = 528mv，减 法器输出电压U = 0，电液伺服阀线圈电流I = 0，电液伺服阀阀芯处于中位，输入液压缸的 流量Q = 0，牵引杆停止上升保持原位，持续牵引颈椎。当牵引时间达到10分钟后，压力传 感器输出侧的中间继电器KA2常闭触点断开，使压力传感器输出电压Uf = 0，减法器输出电 SU = 528mv,电液伺服阀线圈电流I = 15mA，牵引杆以V3 = 0. 6m/min的速度快速。牵引 杆在在下降过程中，压力传感器的输出电压Uf始终为0，则经减法器和同相输入比例放大电 路后得到的电压差值U始终为最大值，即U，= Ui-Uf = 9750mv,电液伺服阀线圈中的电流 始终为最大值I = 15mA，则电液伺服阀阀芯开口保持最大，液压缸输入流量最大，牵引杆快 速下降直到与电液伺服阀线圈串联的中间继电器KA2常开触头复位，切断电液伺服阀线圈 电流I = 0，牵引杆重新回到初始位置。
权利要求一种自动颈椎牵引椅，其特征是该牵引椅有一座椅，液压装置和电动机安装于座椅靠背后，控制电路安装于座椅下，液压缸通过固定圆环连接在座椅靠背后，液压缸的活塞杆上端连接有横梁，在横梁的端部连接有压力传感器，在压力传感器的下端通过吊钩与头盔式颈部角度控制仪连接；在座椅扶手上有急停按钮、停止按钮和启动按钮，在座椅上有座椅坐面和座椅坐垫，在座椅的底部有滑轮。
2.根据权利要求1所述的自动颈椎牵引椅，其特征是所述的液压装置包括单作用叶 片泵、溢流阀、电液伺服阀、第一单向阀、调速阀、电磁换向阀、液压缸、压力表、滤油器、油 箱、第二单向阀、油管和螺钉，电动机与单作用叶片泵连接，单作用叶片泵的一端通过滤油 器与油箱连接，单作用叶片泵的另一端同时与压力表、溢流阀和电液伺服阀连接，溢流阀的 另一端接油箱，电液伺服阀的一个端口通过并联的第二单向阀、调速阀和油管与液压缸的 一端连接，电液伺服阀的另一个端口通过并联的第二单向阀、电磁换向阀和油管与液压缸 的另一端连接，电液伺服阀与第一单向阀对应的另一端口接油箱。
3.根据权利要求1所述的自动颈椎牵引椅，其特征是所述的控制电路包括电动机控 制电路和传感器控制电路，所述的电动机控制电路，包括有第一时间继电器、第二时间继电 器、第一中间继电器、第二中间继电器、急停按钮、停止按钮、热继电器、熔断器、电动机、电 磁铁和启动按钮，电源通过电源保护熔断器、并联的第一中间继电器和第二中间继电器的 常开触点及热继电器与电动机连接，电源再通过短路保护熔断器和热断电器急停按钮为控 制器电源；在控制器电源上并联有第一时间继电器、第二时间继电器、第一中间继电器、第 二中间继电器和电磁铁电回路；其中，第一时间继电器电回路上串联有并联的第一中间继 电器常开触点和第二中间继电器常开触点、第二时间继电器电回路上串联有第二中间继电 器常闭触点及并联的第一中间继电器常开触点和第二时间继电器的常开触点、第一中间继 电器电回路上串联有第二中间继电器的常闭触点、第一时间继电器的常闭触点和并联的启 动按钮，第一中间继电器的常开触点、第二中间继电器电回路上串联有第一中间继电器的 常闭触点、第一时间继电器的常闭触点和并联的第二时间继电器常开触点、停止按钮及第 二一中间继电器的常开触点、电磁铁电回路上串联有第二中间继电器的常开触点。
4.根据权利要求1所述的自动颈椎牵引椅，其特征是所述的传感器控制电路有电源， 该电源由电源变压器、整流桥、电容器、电感器和稳压集电路构成常规稳压电源，压力传感 器连接成桥路，一个桥端与电源连接，另一个桥端为输出端，输出端通过第二中间继电器的 常闭触点和电阻与第一比例放大器的正负输入端连接，在第一比例放大器的负输入端与输 出端之间连接有电阻，电源的正极通过电阻与减法器的正输入端连接，第一比较放大器的 输出端通过电阻与减法器的负输入端连接，减法器的正输入端与输出端之间连接有电阻， 在负输入端与地之间连接有电阻，减法器的输出端通过电阻与第二比例放大器的正输入端 连接，第二比例放大器的负输入端通过电阻接地，还通过电阻与输出端连接，第二比例放大 器的输出端与地之间并联有二组电液伺服线圈，每一组电液伺服线圈上分别串联一个第一 中间继电器的常开触点和第二中间继电器的常开触点。
专利摘要一种自动颈椎牵引椅，属于治疗颈椎病的牵引椅。该牵引椅有一座椅，液压装置和电动机安装于座椅靠背后，控制电路安装于座椅下，液压缸通过固定圆环连接在座椅靠背后，液压缸的活塞杆上端连接有横梁，在横梁的端部连接有压力传感器，在压力传感器的下端通过吊钩与头盔式颈部角度控制仪连接；在座椅扶手上有急停按钮、停止按钮和启动按钮，在座椅上有座椅坐面和座椅坐垫，在座椅的底部有滑轮。优点实现患者“一键式”操作，在颈椎牵引过程由控制系统自动控制患者所需的牵引力和牵引时间，既可保证治疗效果又便于个人单独使用。在椅下有滑轮，方便移动，结构紧凑、合理，牢固。液压及电气元件外用封闭罩进行密封，干净卫生，不污染环境。
文档编号A61H1/00GK201755297SQ20102016442
公开日2011年3月9日 申请日期2010年4月10日 优先权日2010年4月10日
发明者任重, 巩敦卫 申请人:中国矿业大学