一种心脏外科深部缝合操作训练装置的制作方法

本发明涉及一种心脏外科训练装置，具体是一种心脏外科深部缝合操作训练装置。

背景技术：

心脏外科是外科领域各分支中较年轻的一个学科，主要是以手术治疗心脏病，如心脏搭桥术、先天性心脏病手术、瓣膜置换术等。而所治疗的常见心脏病有：先天性心脏病、瓣膜性心脏病、冠心病、胸主动脉瘤、心包疾病、心脏肿瘤等，这些手术中，缝合操作是比较关键的手术步骤，所以需要专用的训练装置进行训练。

现有的训练装置结构简陋，在模拟实际心脏状态时，传动结构稳定性差，同步性不足，会对训练过程造成影响；在装置对心脏模型朝向进行朝向调节时，需要用到独立的驱动器，驱动器多，耗电量大；共用一个驱动器，则要解决驱动器与内部传动部件之间动力转换时的稳定问题，避免传动啮合过程粗暴，对装置部件造成损坏；设备内部装配不合理，运转噪音较大，影响练习的效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种心脏外科深部缝合操作训练装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种心脏外科深部缝合操作训练装置，主要包括底板、驱动主体和模拟机构，所述底板底端中部固定安装有支脚，所述底板底端侧壁前部固定安装有控制模块，所述底板顶端侧壁后部固定安装有显示屏，所述底板顶端边缘处侧壁固定安装有左右对称的万向杆，位于左部的所述万向杆顶端安装有led灯，位于右部的所述万向杆顶端安装有摄像头，所述底板顶端中部固定安装有驱动主体，驱动主体上部边缘处侧壁固定安装有上罩，上罩上部左右内壁固定安装有对称设置的横杆，所述上罩顶端侧壁固定安装有左右对称的导轨，所述上轴底端侧壁中部固定安装有左右对称的滑套，所述导轨、横杆和滑套之间配合安装有模拟机构，模拟机构位于上罩内侧上部，所述模拟机构顶端放置有心脏模型。

作为本发明进一步的方案：所述驱动主体主要包括底座和壳体和转盘，所述底座顶端转动安装有壳体，所述底座顶端边缘处侧壁转动安装有对称设置的顶滚轮，所述底座上部内壁转动安装有对称设置的侧滚轮，所述顶滚轮和侧滚轮与壳体下部侧壁滚动接触；所述壳体中部开设有驱动孔，所述壳体顶端位于驱动孔开口处的侧壁滚动安装有滚珠座，滚珠座顶端固定安装有滚珠罩，滚珠罩与滚珠座之间转动安装有转盘，所述滚珠座和滚珠罩与转盘之间滚动安装有滚珠，所述转盘顶端中部固定安装有梭型槽板，所述滚珠罩中部开设有与梭型槽板配合的开口，所述转盘底端中部固定安装有转盘从动套；所述底座顶端中部安装有电机，电机的电机轴通过联轴器固定安装有转轴，转轴外侧中部固定安装有主动轮，主动轮外侧套设有同步套，所述转轴上部与转盘从动套转动插接，所述转轴外侧位于转盘从动套与主动轮之间套设有上过渡轮，上过渡轮与转轴滑动连接；所述壳体内侧下部固定安装有连接架，所述转轴贯穿连接架，所述连接架顶端固定安装有壳体从动套，壳体从动套与转轴转动连接，所述转轴外侧位于壳体从动套与主动轮之间套设有下过渡轮，下过渡轮与转轴滑动连接；所述同步套与转盘从动套、上过渡轮、主动轮、下过渡轮和壳体从动套之间均可以啮合装配；所述转盘从动套底端侧壁、上过渡轮顶端侧壁、下过渡轮底端侧壁和壳体从动套顶端侧壁均加工成高摩擦阻力平面；所述壳体内侧左部固定安装有导杆，导杆外侧滑动安装有拨叉，所述同步套中部开设有与拨叉配合的环槽；所述壳体内侧位于两个导杆之间的下部空间固定安装有电缸，电缸顶端固定连接拨叉底端侧壁，所述拨叉底端左侧固定安装有连杆，连杆底端固定安装有摩擦板，所述底座顶端侧壁固定安装有与连杆配合的内环和外环，所述内环和外环顶端内壁固定安装有与摩擦板配合的摩擦环，所述壳体底端内部开设有与内环和外环配合的环形凹槽。

作为本发明再进一步的方案：所述模拟机构主要包括左滑架和右滑架，所述左滑架和右滑架顶端边缘处侧壁固定安装有对称设置的卡爪，所述左滑架和右滑架中部开设有与横杆配合的插槽，所述左滑架和右滑架底端边缘处侧壁固定安装有对称设置的卡头，卡头与导轨滑动连接，所述左滑架和右滑架底端中部侧壁固定安装有垂板，所述上罩顶端侧壁开设有供垂板左右移动的开孔，所述垂板中部固定安装有密封板，密封板位于上罩上侧壁处，所述垂板下部位于梭型槽板内部，所述垂板靠近梭型槽板内壁一侧固定安装有滚轮，滚轮与梭型槽板内壁滚动接触，两个所述垂板相对的一侧下部固定安装有滑杆，滑杆与滑套滑动连接，两个所述滑杆之间固定安装有弹簧。

作为本发明再进一步的方案：所述上罩底端边缘处侧壁固定安装有围帘，围帘套设在底座外侧。

作为本发明再进一步的方案：所述密封板底端侧壁与上罩顶端侧壁紧密接触。

作为本发明再进一步的方案：所述导轨为燕尾形直线导轨，所述卡头外形与导轨外形相互配合。

作为本发明再进一步的方案：所述控制模块和电机、电缸、显示屏、led灯和摄像头均电性连接，所述电机为减速伺服电机，所述控制模块、电机、电缸、显示屏、led灯和摄像头均与外部电源电性连接，所述控制模块为mano500型控制面板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在结构上设计合理，本训练装置结构稳定，在模拟实际心脏状态时，传动结构稳定性高，同步性好，保证训练过程的正常进行；在装置对心脏模型朝向进行朝向调节时，不需要用到独立的驱动器，仅用一个驱动器，耗电量小，且解决了驱动器与内部传动部件之间动力转换时的稳定问题，传动啮合过程低噪平缓；设备内部装配合理，运转噪音较小，避免影响训练者，保证练习的效率。

附图说明

图1为心脏外科深部缝合操作训练装置的结构示意图。

图2为心脏外科深部缝合操作训练装置的侧视图。

图3为心脏外科深部缝合操作训练装置中底板、驱动主体和模拟机构之间主视角度的结构示意图。

图4为图3中a处的结构示意图。

图5为图3中b处的结构示意图。

图6为图3中c处的结构示意图。

图7为图6中d处的结构示意图，

图8为心脏外科深部缝合操作训练装置中滑架及其相连部件之间仰视角度的结构示意图。

图9为心脏外科深部缝合操作训练装置中壳体、拨叉、同步套、导杆和气缸之间仰视角度的位置示意图。

图10为心脏外科深部缝合操作训练装置中转盘和梭型槽板之间俯视角度的结构示意图。

图中：壳体1、万向杆2、显示屏3、心脏模型4、led灯5、卡爪6、上罩7、围帘8、控制模块9、底板10、支脚11、摄像头12、底座13、滚珠座14、滚珠15、横杆16、梭型槽板17、滚轮18、垂板19、左滑架20、滑杆21、弹簧22、右滑架23、卡头24、导轨25、转盘26、滚珠罩27、转轴28、主动轮29、同步套30、外环31、内环32、电机33、电缸34、拨叉35、连杆36、侧滚轮37、顶滚轮38、导杆39、密封板40、转盘从动套41、滑套42、上过渡轮43、下过渡轮44、壳体从动套45、连接架46、摩擦环47、摩擦板48。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1～10，本发明实施例中，一种心脏外科深部缝合操作训练装置，主要包括底板10、驱动主体和模拟机构，所述底板10底端中部固定安装有支脚11，所述底板10底端侧壁前部固定安装有控制模块9，所述底板10顶端侧壁后部固定安装有显示屏3，所述底板10顶端边缘处侧壁固定安装有左右对称的万向杆12，位于左部的所述万向杆12顶端安装有led灯5，位于右部的所述万向杆12顶端安装有摄像头12，所述底板10顶端中部固定安装有驱动主体，驱动主体上部边缘处侧壁固定安装有上罩7，上罩7上部左右内壁固定安装有对称设置的横杆16，所述上罩7顶端侧壁固定安装有左右对称的导轨25，所述上轴7底端侧壁中部固定安装有左右对称的滑套42，所述导轨25、横杆16和滑套42之间配合安装有模拟机构，模拟机构位于上罩7内侧上部，所述模拟机构顶端放置有心脏模型4。

所述驱动主体主要包括底座13和壳体1和转盘26，所述底座13顶端转动安装有壳体1，所述底座13顶端边缘处侧壁转动安装有对称设置的顶滚轮38，所述底座13上部内壁转动安装有对称设置的侧滚轮37，所述顶滚轮38和侧滚轮37与壳体1下部侧壁滚动接触；所述壳体1中部开设有驱动孔，所述壳体1顶端位于驱动孔开口处的侧壁滚动安装有滚珠座14，滚珠座14顶端固定安装有滚珠罩27，滚珠罩27与滚珠座14之间转动安装有转盘26，所述滚珠座14和滚珠罩27与转盘26之间滚动安装有滚珠15，所述转盘26顶端中部固定安装有梭型槽板17，所述滚珠罩27中部开设有与梭型槽板17配合的开口，所述转盘26底端中部固定安装有转盘从动套41；所述底座13顶端中部安装有电机33，电机33的电机轴通过联轴器固定安装有转轴28，转轴28外侧中部固定安装有主动轮29，主动轮29外侧套设有同步套30，所述转轴28上部与转盘从动套41转动插接，所述转轴28外侧位于转盘从动套41与主动轮29之间套设有上过渡轮43，上过渡轮43与转轴28滑动连接；所述壳体1内侧下部固定安装有连接架46，所述转轴28贯穿连接架46，所述连接架46顶端固定安装有壳体从动套45，壳体从动套45与转轴28转动连接，所述转轴28外侧位于壳体从动套45与主动轮29之间套设有下过渡轮44，下过渡轮44与转轴28滑动连接；所述同步套30与转盘从动套41、上过渡轮43、主动轮29、下过渡轮44和壳体从动套45之间均可以啮合装配；所述转盘从动套41底端侧壁、上过渡轮43顶端侧壁、下过渡轮44底端侧壁和壳体从动套45顶端侧壁均加工成高摩擦阻力平面；所述壳体1内侧左部固定安装有导杆39，导杆39外侧滑动安装有拨叉35，所述同步套40中部开设有与拨叉35配合的环槽；所述壳体1内侧位于两个导杆39之间的下部空间固定安装有电缸34，电缸34顶端固定连接拨叉35底端侧壁，所述拨叉35底端左侧固定安装有连杆36，连杆36底端固定安装有摩擦板48，所述底座13顶端侧壁固定安装有与连杆36配合的内环32和外环31，所述内环32和外环31顶端内壁固定安装有与摩擦板48配合的摩擦环47，所述壳体1底端内部开设有与内环32和外环31配合的环形凹槽。

所述模拟机构主要包括左滑架20和右滑架23，所述左滑架20和右滑架23顶端边缘处侧壁固定安装有对称设置的卡爪6，所述左滑架20和右滑架23中部开设有与横杆16配合的插槽，所述左滑架20和右滑架23底端边缘处侧壁固定安装有对称设置的卡头24，卡头24与导轨25滑动连接，所述左滑架20和右滑架23底端中部侧壁固定安装有垂板19，所述上罩7顶端侧壁开设有供垂板19左右移动的开孔，所述垂板19中部固定安装有密封板40，密封板40位于上罩7上侧壁处，所述垂板19下部位于梭型槽板17内部，所述垂板19靠近梭型槽板17内壁一侧固定安装有滚轮18，滚轮18与梭型槽板17内壁滚动接触，两个所述垂板19相对的一侧下部固定安装有滑杆21，滑杆21与滑套42滑动连接，两个所述滑杆21之间固定安装有弹簧22。

所述上罩7底端边缘处侧壁固定安装有围帘8，围帘8套设在底座13外侧。

所述密封板40底端侧壁与上罩7顶端侧壁紧密接触。

所述导轨25为燕尾形直线导轨，所述卡头24外形与导轨25外形相互配合。

所述控制模块9和电机33、电缸34、显示屏3、led灯5和摄像头12均电性连接，所述电机33为减速伺服电机，所述控制模块9、电机33、电缸34、显示屏3、led灯5和摄像头12均与外部电源电性连接，所述控制模块9为mano500型控制面板。

本发明的工作原理是：

本发明涉及一种心脏外科深部缝合操作训练装置，使用时，将心脏模型4放置在模拟机构顶端的卡爪6之间，在需要进行心脏模型4心跳模拟时，通过电机33驱动左滑架20和右滑架23左右往复移动，左滑架20和右滑架23重复进行靠近、远离的操作，通过卡爪6对心脏模型4进行挤压放松操作，模拟心跳，提高训练的真实性，通过摄像头12将手术过程投放到显示屏3上，led灯5提供光源，方便看清操作过程，早训练时，可以通过控制模块9调节心脏模型4的朝向，避免在不移动身体的情况下，辅助部件在训练时挡在身位与心脏模型4之间，以保障训练的顺利进行，心脏模型4来源广泛，可以包括动物心脏与仿真血管组成的混合模型，动物心脏与仿真瓣膜组成的混合模型等现有的模型。

模拟心跳的驱动过程是：使用者通过控制模块9为电机33和电缸34供电，电机33带动转轴28转动，电缸34伸长，拨叉35带动同步套30上移，同步套30首先与上过渡轮43接触并靠拨叉35的推动完成啮合，之后拨叉继续推动上过渡轮43上移动，上过渡轮43顶端侧壁挤压在转盘从动套41底端侧壁上，通过两个平面之间的摩擦力，带动转盘26从静止开始转动，直至与同步套30转速相同，同速转动保证在同步套30与转盘从动套41进入啮合时，不会出现转速不同造成的齿键撞击，保证啮合的噪声小，齿键表面磨损少，啮合完成后，转盘26带动梭型槽板17转动，当梭型槽板17的内径较小部分转动到滚轮18处时，通过滚轮18配合垂板19推动左滑架20和右滑架23相互靠近，对心脏模块4进行挤压，此时弹簧22处于压缩状态；当梭型槽板17的内径较大部分转动到滚轮18处时，通过弹簧22复位的弹力配合垂板19推动左滑架20和右滑架23相互远离，对心脏模块4进行放松，电机33持续转动，便可以持续动作模拟心跳，通过梭型槽板17带动左滑架20和右滑架23同时移动，左滑架20和右滑架23的移动同步性高，滚珠14减小转盘26转动时的摩擦阻力，且在模拟心跳时，横杆16、导轨25和滑套42保证左滑架20和右滑架23移动的水平稳定，拨叉35通过连杆36带动摩擦板48压接在摩擦环47表面，防止壳体1发生随意的转动，保证装置的稳定性。

当需要对心脏模块4的朝向进行调节时，驱动过程为：电机33不停机转动，电缸34缩短，拨叉35带动同步套30依次与下过渡轮44和壳体从动套45啮合，通过连接架46带动壳体1在底座13上部转动，且顶滚轮38和侧滚轮37减小壳体1与底座13之间的摩擦阻力，降低摩擦噪音。

本训练装置结构稳定，在模拟实际心脏状态时，传动结构稳定性高，同步性好，保证训练过程的正常进行；在装置对心脏模型朝向进行朝向调节时，不需要用到独立的驱动器，仅用一个驱动器，耗电量小，且解决了驱动器与内部传动部件之间动力转换时的稳定问题，传动啮合过程低噪平缓；设备内部装配合理，运转噪音较小，避免影响训练者，保证练习的效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。