一种机电一体化医疗牵引设备的制作方法

本发明涉及机电一体化技术领域，尤其涉及一种机电一体化医疗牵引设备。

背景技术：

牵引装置为骨科常用的医疗器械，其目的用于牵引人体以对人体骨骼进行校正，现有技术中的牵引装置通过包括一个供患者平躺的平台(或床)、用于固定人体下肢和/或上身以将身体固定的固定机构以及用于牵引头部和/或下肢以增加骨骼关节间隙的牵引机构，牵引装置中主要通过拉簧提供牵引力。

上述牵引装置虽然能够起到牵引效果，但却存在以下缺点：

1、患者躺在平台上，并被固定机构固定，患者不能进行任何轻微的活动，从而增加了患者的疲劳感。

2、由于牵引力由拉簧提供，但随着骨骼间隙增大，拉簧的拉伸量不断减小，牵引力从而不断减小，而一般情况下，在整个牵引过程中，需要使牵引力保持恒定，而牵引力的不断变小不会获得较好的牵引效果。

3、现有技术中的平台的长度尺寸固定不变不能适应不同高度的患者，从而使整个牵引装置适用人群减少。

技术实现要素：

针对现技术中的上述技术问题，本发明提供了一种能够克服上述一个缺点或多个缺点的机电一体化医疗牵引设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种机电一体化医疗牵引设备，包括用于固定人体背部的背部固定部、设置在所述背部固定部的上端并用于固定人体头部的头部固定部、铰接在所述背部固定部的下端并分别用于固定两腿的两个腿部固定部以及分别设置在两所述腿部固定部的下端并用于固定人脚的脚部固定部，其中：所述背部固定部与所述头部固定部之间以及所述腿部固定部与所述脚部固定部之间均设置有用于改变所述背部固定部与所述头部固定部之间距离以及所述腿部固定部与所述脚部固定部之间距离的牵引部；

所述背部固定部包括表面适配人体背部生理曲线的背部托板，所述背部托板由承托人体后腰至人体双肩部分的矩形托板以及一体连于所述矩形托板并用于承托人体臀部的椭圆形托板，对应于所述人体胯骨处的所述背部托板的两侧均活动连接有扣板，两所述扣板连接有第一绑带以将人体胯骨固定在所述背部托板上；

所述腿部固定部包括大腿托板以及铰接在所述大腿托板下端的小腿托板，所述大腿托板的上端铰接在所述椭圆形托板上，所述大腿托板与所述小腿托板连接处的两侧均设置有包覆带，两所述包覆带连接有第二绑带；

所述脚部固定部包括用于承托人体脚面的脚托板以及连于所述脚托板以将脚部固定在所述脚托板上的第三绑带；所述头部固定部包括用于承托人体头部的头部托板以及连于所述头部托板以托住下巴的绷带；所述绷带包含一种涂敷有粘性材料的开孔网眼状聚合物泡沫材料,且泡沫材料所具有的网状表面积至少为该绷带总表面积的33％。

优选地，连接在所述背部固定部和所述头部固定部之间的所述牵引部包括固定在所述背部固定部上的油缸，所述油缸的活塞杆的自由端连接在所述头部固定部上，所述油缸上设置有与所述油缸的无杆腔连通的供油口和定压口，所述供油口连接有液压动力源以驱动所述活塞杆带动所述头部固定部移动，所述定压口连接有液压保持装置以使无杆腔内的压力保持恒定；所述液压保持装置包括一壳体，所述壳体内形成有一机械腔室、一液压腔室以及两端分别伸入所述机械腔室和所述液压腔室的一推杆，所述液压腔室内设置有活塞，所述活塞固定在所述推杆上，所述机械腔室内设置有作用于所述推杆上的正刚度弹性件和负刚度弹性件以使所述推杆输出力恒定，所述液压腔室与所述定压口连通；

所述推杆伸入所述机械腔室的一端设置有两侧为倾斜面的楔形块，所述楔形块的两侧设置有分别与两所述倾斜面配合的滑块；所述正刚度弹性件为第一推抵弹簧，所述负刚度弹性件为第二推抵弹簧，两所述滑块远离所述楔形块的一端均设置有所述第一推抵弹簧以通过滑块与楔形块的配合推抵所述推杆朝所述液压腔室移动，所述第二推抵弹簧以垂直于所述第一推抵弹簧的方式设置并与所述楔形块接触以抵抗所述推杆朝所述液压腔室移动；所述机械腔室上还设置有用于调节所述第一推抵弹簧的长度的螺钉；所述液压腔室与所述定压口的连接管上还设置有蓄压腔室。

与现有技术相比，本发明的种机电一体化医疗牵引设备的有益效果是：由于腿部固定部与背部固定部铰接，小腿托板与大腿托板铰接，在牵引部使得脚部托板以及头部托板分别远离背部托板以及小腿托板以实现人体牵引时，人体髋关节和膝关节仍然能够轻微活动而不影响牵引效果，与现有技术中固定在平台上相比，减轻了患者的疲劳感和拘束感。

附图说明

图1为本发明的机电一体化医疗牵引设备的结构示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为图2的局部B的放大视图。

图中：

10-背部固定部；11-矩形托板；12-椭圆形托板；13-扣板；14-第一绑带；15-第四绑带；20-腿部固定部；21-大腿托板；22-小腿托板；23-包覆带；24-第二绑带；30-头部固定部；31-头部托板；32-绷带；40-脚部固定部；41-脚部托板；42-第三绑带；50-油缸；51-活塞杆；52-无杆腔；53-供油口；54-定压口；60-液压保持装置；61-壳体；62-机械腔室；63-液压腔室；64-推杆；641-活塞；642-楔形块；65-滑块；66-第一推抵弹簧；67-第二推抵弹簧；68-螺钉；70-压力表；80-蓄压腔室。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

如图1和图2所示，本发明的实施例公开了一种机电一体化医疗牵引设备，包括用于固定人体背部的背部固定部10、设置在背部固定部10的上端并用于固定人体头部的头部固定部30、铰接在背部固定部10的下端并分别用于固定两腿的两个腿部固定部20以及分别设置在两腿部固定部20的下端并用于固定人脚的脚部固定部40，其中：背部固定部10与头部固定部30之间以及腿部固定部20与脚部固定部40之间均设置有用于改变背部固定部10与头部固定部30之间距离以及腿部固定部20与脚部固定部40之间距离的牵引部。在一个优选实施例中，背部固定部10包括表面适配人体背部生理曲线的背部托板，背部托板由承托人体后腰至人体双肩部分的矩形托板11以及一体连于矩形托板11并用于承托人体臀部的椭圆形托板12，对应于人体胯骨处的背部托板的两侧均活动连接有扣板13，两扣板13连接有第一绑带14以将人体胯骨固定在背部托板上。腿部固定部20包括大腿托板21以及铰接在大腿托板21下端的小腿托板22，大腿托板21的上端铰接在椭圆形托板12上，大腿托板21与小腿托板22连接处的两侧均设置有包覆带23，两包覆带23连接有第二绑带24。脚部固定部40包括用于承托人体脚面的脚托板以及连于脚托板以将脚部固定在脚托板上的第三绑带42。头部固定部30包括用于承托人体头部的头部托板31以及连于头部托板31以托住下巴的绷带32。背部托板的对应于人体肩周的位置设置第四绑带15以将肩部固定在背部托板；所述绷带32包含一种涂敷有粘性材料的开孔网眼状聚合物泡沫材料,且泡沫材料所具有的网状表面积至少为该绷带总表面积的33％。

本发明的机电一体化医疗牵引设备按照人体的骨骼及关节位置特点，通过绑带、绷带32、包覆带23以及扣板13分别将人体头部、人体背部、人体小腿、人体大腿以及人体脚部分别固定在头部托板31、背部托板、小腿托板22、大腿托板21以及脚部托板41上，由于背部托板与大腿托板21以及小腿托板22与大腿托板21铰接，从而使人体穿戴上本牵引装置时人体髋关节和膝关节人能够活动，并且，即使在牵引部使得脚部托板41以及头部托板31分别远离背部托板以及小腿托板22以实现人体牵引时，人体髋关节和膝关节仍然能够轻微活动而不影响牵引效果，与现有技术中固定在平台上相比，减轻了患者的疲劳感和拘束感。

为获得恒定的牵引力，连接在背部固定部10和头部固定部30之间的牵引部包括固定在背部固定部10上的油缸50，油缸50的活塞641杆51的自由端连接在头部固定部30上，油缸50上设置有油缸50的无杆腔52连通的供油口53和定压口54，供油口53连接有液压动力源以驱动活塞641杆51带动头部固定部30移动，定压口54连接有液压保持装置60以使无杆腔52内的压力保持恒定。由于液压保护装置能够使无杆腔52内的液压油保持恒定压力，该液压油对活塞641杆51的推力也保持恒定，从而使头部托板31对人体头部的牵引也保持恒定牵引，从而增加了对头部的牵引效果。当然，同样地，在脚部固定和腿部固定部20之间的牵引部也设置成上述结构，从而增加对下肢的牵引效果。

如图2和图3所示，能够使无杆腔52内压力保持恒定的液压保持装置60的种类和结构有多种，在一个优选实施例中，液压保持装置60包括一壳体61，壳体61内形成有一机械腔室62、一液压腔室63以及两端分别伸入机械腔室62和液压腔室63的一推杆64，液压腔室63内设置有活塞641，活塞641固定在推杆64上，机械腔室62内设置有作用于推杆64上的正刚度弹性件和负刚度弹性件，液压腔室63与定压口54连通，由于正刚度弹性件和负刚度弹性件同时作用于推杆64上，正刚度弹性件和负刚度弹性件在推杆64任何位移处的合力均相等，从而使得推杆64输出的力恒定，该力通过活塞641作用于液压腔室63内的液压油，使得该液压油压力恒定，由于液压腔室63与定压口54连通，使得油缸50的无杆腔52内的液压油的压力与液压腔室63内的液压油相等，从而使无杆腔52内的液压油的压力保持恒定，进而使牵引力保持恒定。

应该解释：所述的正刚度弹性件解释为使受作用件(推杆64)正向移动的弹性件，所述的负刚度弹性件解释为阻止作用件(推杆64)正向移动的弹性件，该两者叠加后的力为恒定地。

在一个优选实施例中，推杆64伸入机械腔室62的一端设置有两侧为倾斜面的楔形块642，楔形块642的两侧设置有分别与两倾斜面配合的滑块65；正刚度弹性件为第一推抵弹簧66，负刚度弹性件为第二推抵弹簧67，两滑块65远离楔形块642的一端均设置有第一推抵弹簧66以通过滑块65与楔形块642的配合推抵推杆64朝液压腔室63移动，第二推抵弹簧67以垂直于第一推抵弹簧66的方式设置并与楔形块642接触以抵抗推杆64朝液压腔室63移动。由于滑块65与楔形块642通过倾斜面配合传动，第一推抵弹簧66的推抵力的一个分力通过楔形块642推抵推杆64朝液压腔室63方向移动，而第二推抵弹簧67抵靠推杆64的移动趋势，同时第一推抵弹簧66的推抵力的分力与第二推抵弹簧67的分力叠加，形成一个朝向液压腔室63的恒定的推力，从而保持液压腔室63内的液压油保护恒定。

应该说明：需使得第一推抵弹簧66的压缩状态设置成，第一推抵弹簧66的推抵力的分力要大于第二推抵弹簧67的推抵力以使合力朝向液压腔室63。

机械腔室62上还设置有用于调节第一推抵弹簧66的长度的螺钉68。当需要使朝向液压腔室63的合力增大时，即保持一个较大的牵引力时，旋拧螺钉68，使第一推抵弹簧66的压缩量增大；当需要使朝向液压腔室63的合力减小时，即保持一个较小的牵引力时，旋拧螺钉68，使第一推抵弹簧66的压缩量减小。

为使人体活动时具有一定缓冲作用，液压腔室63与定压口54的连接管上还设置有蓄压腔室80，该蓄压腔室80能够容纳较多液压油，以减缓人体活动传递到无杆腔52内使液压油的压力的骤增。

在连接管上还设置有压力表以便观察液压油的压力70，进而间接得到牵引力的大小。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。