一种基于光纤陀螺的半球形重型船载医疗稳定平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于惯性测量技术领域，以光纤陀螺为惯性测量器件，结合了液压支撑减震技术的设计，能实现满足重载需求的一种基于光纤陀螺的半球形重型船载医疗稳定平台O
技术背景
[0002]中国作为世界十大海洋运输国家之一，对外贸易主要依靠海上航线，然而我国海上航线所经海域敏感地区较多，海盗力量等安全因素对我国海上运输的威胁越来越大，中国远洋船舶已成为索马里海盗新的财源。船舶执行任务过程中，海员健康面临着各种突发疾病和负伤的威胁，长时间海上航行引起抵抗力的下降引发疾病，设备检修及日常维护时难免发生意外情况造成人身伤害，当出现类似紧急医疗情况时，负伤或患病人员需要得到及时有效的医疗救助。当负伤或患病人员头部或胸部负伤等部位需进行手术治疗时，往往需要水平稳定的医疗平台。然而，远洋船舶执行任务时很难有万吨级大型医疗船跟进，船舶自身排水量较小受到浪涌的影响较大，普通的固定式医疗平台无法满足上述医疗情况进行精确手术的环境要求。中国专利CN203777250U所述的能够自由调整高度以及倾斜角度的医疗手术台的高度以及倾斜角度都能够方便地进行调整，便于对不同身高的病人或医生使用，提高使用时的方便性以及手术的成功率，避免外界因素的影响。但上述医疗手术台仅能人为调整手术台的姿态，无法自动调整姿态进而隔离载体扰动。而且，上述医疗手术台不能保持医护人员和其他医疗设备等所处手术环境的稳定。所以，上述医疗手术台不能够满足船载医疗平台的需要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种避免了载体横摇、纵摇超限时的基于光纤陀螺的半球形重型船载医疗稳定平台。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
[0005]基于光纤陀螺的半球形重型船载医疗稳定平台，包括:半球形方位机构1，半球形俯仰机构2，半球形传动机构3，液压支撑减震机构4，方位伺服驱动执行机构5，俯仰伺服驱动执行机构6，方位限位机构7，机械限位机构8，控制计算机9，伺服驱动执行机构电源配置柜10，LED液晶显示屏11，红绿灯报警装置12，惯性测量器件安装基座13，医疗稳定平台墙壁14，医疗稳定平台地板15，医疗稳定平台入口 16，方位机构1、俯仰机构2和传动机构3均为为半球状设计，且球心在同一位置，以各半球形机构内球面半径作为基准，半球形方位机构半径与半球形转动机构半径的差值为半球形方位机构的厚度，半球形传动机构半径与半球形俯仰机构半径的差值为半球形传动机构的厚度，半球形俯仰机构2在球面中心处设置有半球形俯仰机构传动齿槽31，半球形传动机构在内球面43在球面中心处设置有半球形方位机构传动齿轮41，在球面中心处处设置有半球形俯仰机构传动齿轮42，半球形方位机构传动齿宽度与半球形方位机构传动槽宽度相同，半球形俯仰机构传动齿宽度与半球形俯仰机构传动槽宽度相同，半球形方位机构传动齿水平长度为半球形方位机构传动槽水平长度的一半，半球形俯仰机构传动齿水平长度为半球形俯仰机构传动槽水平长度的一半；半球形方位机构I在半球形传动机构3的上方，半球形俯仰机构2在半球形传动机构3的下方，医疗稳定平台墙壁14和医疗稳定平台地板15均安装在半球形方位机构I上，医疗稳定平台地板15常态下处于水平，医疗平台墙壁14与医疗稳定平台地板15垂直，控制计算机9、伺服驱动执行机构电源配置柜10和惯性测量器件安装基座13均安装在医疗稳定平台地板15上，其中惯性测量器件安装基座13位于医疗稳定平台地板15的圆心处，惯性测量器件安装基座13的X轴与半球形方位机构传动槽纵向轴线22平行，惯性测量器件安装基座13的Y轴与半球形俯仰机构传动槽纵向轴线32平行，LED液晶显示屏11和红绿灯报警装置12均安装在医疗稳定平台墙壁上14，医疗稳定平台入口 16安装在医疗稳定平台墙壁13上，方便人员物资出入，方位伺服驱动执行机构5安装在半球形方位机构I内球面，方位伺服驱动执行机构5的传动轴轴线在水平面与半球形方位机构传动槽纵向轴线22垂直，半球形方位机构传动齿41通过半球形方位机构传动槽21与方位伺服驱动执行机构5的传动齿轮相啮合，俯仰伺服驱动执行机构6安装在半球形俯仰机构2外球面，俯仰伺服驱动执行机构6的传动轴轴线在水平面与半球形俯仰机构传动槽纵向轴线32垂直，半球形俯仰机构传动齿42通过，半球形俯仰机构传动槽31与俯仰伺服驱动执行机构6的传动齿轮相啮合，半球形方位机构传动槽纵向轴线22与半球形俯仰机构传动槽纵向轴线32在空间内也相互垂直，安装基于旋转变压器的方位限位机构7分别安装在在方位伺服驱动执行机构5和俯仰伺服驱动执行机构6的传动轴上，机械限位机构8安装在半球形方位机构传动槽21两端和半球形俯仰机构传动槽31两端，液压支撑减震机构4的上端与半球形俯仰机构2固连，液压支撑减震机构4的底部载体甲板固连。
[0006]惯性测量器件为光纤陀螺仪，安装在医疗平台的光纤陀螺安装基座16上，光纤陀螺仪的X轴与医疗平台方位轴重合，Y轴与医疗平台俯仰轴重合，Z轴位于医疗平台垂直方向，X轴、Y轴、Z轴成右手系，方位伺服驱动执行机构5与俯仰伺服驱动执行机构6分别使半球形方位机构1、半球形俯仰机构2沿着载体横摇、纵摇的相反方向转动，补偿载体的横摇与纵摇扰动。
[0007]方位伺服驱动执行机构5和俯仰伺服驱动执行机构6转轴上安装基于旋转变压器的方位限位机构7，分别在半球形方位机构传动槽21两端和半球形俯仰机构传动槽31两端安装了机械限位机构8。
[0008]半球形俯仰机构2通过四个液压支撑减震机构4与载体甲板固连，液压支撑减震机构4的上端与半球形俯仰机构2固连，液压支撑减震机构4的底部与载体甲板固连，要求液压支撑减震机构4行程下限要保证半球形俯仰机构2与俯仰伺服驱动执行机构6不能与载体相碰撞。
[0009]本发明的有益效果在于:
[0010]本发明提出了一种新型的半球形稳定平台的机械结构设计，与传统的框架式稳定平台相比，其结构更为简单。
[0011]本发明解决了传统框架式稳定平台负载低的难题，能满足重型设备的高负载要求。
[0012]本发明安装了高精度光纤陀螺仪，实现载体的横摇数据和纵摇数据的采集。
[0013]本发明采用液压支撑减震技术，减弱了载体在垂直方向上的震动对医疗稳定平台的影响。
[0014]本发明采用基于旋转变压器的方位限位和机械限位双重保护措施，避免了载体横摇、纵摇超限时，稳定医疗平台由于机械结构过度挤压而造成不可恢复破损的问题。
[0015]本发明具有友好的人机界面，LED液晶显示屏提供了载体运行状态和稳定平台工作状态的信息，带有蜂鸣器的红绿灯报警装置提供了超限警告信息。
【附图说明】
[0016]图1表示本发明的总体结构示意图。
[0017]图2表示本发明的半球形方位机构的示意三视图。
[0018]图3表示本发明半球形俯仰机构的示意三视图。
[0019]图4表示本发明半球形传动机构的示意三视图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明实施方案进行详细描述。
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