本发明属于整形外科领域，具体涉及一种整形外科肘关节演示装置。
背景技术
目前，市场上常见的肘关节演示装置绝大多数为基于气动肌肉的仿人上肢，由于气动肌肉能够牵引上肢做出与真人手臂相似度极高的动作，因此在骨关节演示工具中应用十分广泛，但是，这类基于气动肌肉的骨关节演示工具外形上与真人手臂差异较大（基于气动肌肉的骨关节演示工具外部设置有几十根甚至上百根气动肌肉），这对于整形外科来说，很难通过肘骨关节演示动作来展示肘关节及其附近肌肉的活动情况，因为整形外科教学过程中需要向整形外科医生们详细解释肘关节及其附近的肌肉群的活动情况，以便医生们在以后的手臂整形手术过程中能够掌握一些基本的相关知识，基于这样的出发点，传统的基于气动肌肉的肘骨关节演示工具显然不适合整形外科教学使用，即便市场上存在一些简易的没有采用气动肌肉的肘关节演示工具，但是这类演示工具结构过于简单，其表面一般没有附着能够演示肌肉活动的构件，此外，这类演示工具在演示肘关节活动过程中需要手动带动肘关节演示工具动作，演示效果不够理想，实用性不强。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种整形外科肘关节演示装置，以解决现有技术中传统的基于气动肌肉的轴关节演示工具外形与真人手臂差异较大，不适用于整形外科教学使用，而那些外形与真人手臂相似的简易肘关节演示工具却需要手动操作进行演示，演示效果较差，实用性不强等问题。本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案能够实现肘关节自动转动，无需手动操作，而且能够演示肘关节附近的肌肉群的活动情况，外形上与真人手臂相差无几，演示效果好，特别适合整形外科教学使用，操作简便，实用性好等技术效果，详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的整形外科肘关节演示装置，包括底板和固定安装在所述底板上的安装杆，所述安装杆上安装有肘关节模型、显示器、调速器以及与显示器电连接的下位机，所述安装杆上还安装有与下位机电连接的上位机和气泵；所述底板上设置有电源开关和插头；
所述肘关节模型包括悬挂在安装杆上的肱骨、通过转轴铰接在肱骨下端的尺骨和安装在肱骨、尺骨两侧的气囊；所述转轴与尺骨固定连接；
所述气泵上连接有进气管，该进气管下端伸入肱骨内并与肱骨两侧的气囊连通；
所述肱骨内部下端设置有布置槽和连通管一，所述布置槽、所述肱骨两侧的气囊均与连通管一连通；所述布置槽内安装有电机，该电机与下位机、调速器电连接；所述电机上安装有主动齿轮，主动齿轮侧面与从动齿轮啮合，所述从动齿轮配合安装在转轴上；所述布置槽槽壁上安装有用于检测转轴的转速和旋转角度的转速传感器、转角传感器，并所述转速传感器、转角传感器均与下位机电连接；
所述转轴侧面开设有排气孔和进气孔，所述进气孔与布置槽连通，所述转轴内部还设置有与进气孔、排气孔连通的气道；
所述尺骨外壁上安装有与下位机电连接的放气阀，所述尺骨内设置有与排气孔、尺骨两侧的气囊连通的连通管二，所述尺骨内还设置有与放气阀、尺骨两侧的气囊连通的排气管。
作为本案的重要设计，所述尺骨下端嵌套连接有手掌模型。
作为本案的优化设计，所述转轴与布置槽的连接处镶嵌有密封环；
其中，该密封环与转轴密封配合。
作为本案的优化设计，所述安装杆为倒l型杆；
其中，所述肘关节模型悬挂在倒l型杆的横向端部；且该倒l型杆的横杆和竖杆之间固定连接有加强肋。
作为本案的优化设计，所述肱骨和尺骨均采用两条骨杆扣接而成；
所述布置槽、进气管、排气管、连通管一和连通管二均位于两条骨杆的接触面上。
作为本案的优化设计，所述进气孔数量有多个。
采用以上技术方案，使用时，按下所述电源开关接通所述电机的电路连接，所述电机转动通过所述主动齿轮和所述从动齿轮带动所述转轴旋转，所述转轴旋转带动所述尺骨绕所述转轴旋转，旋转过程中，所述转速传感器和所述转角传感器能够实时检测所述转轴的转速和旋转角度并将检测数据传递给所述下位机，经所述下位机处理后传递给所述上位机，所述上位机根据检测数据给所述下位机发送控制指令，所述下位机根据指令控制所述电机、所述气泵和所述放气阀动作，具体控制步骤如下，当所述尺骨绕所述转轴向上旋转时，对于人手臂来说，肌肉收缩，因此所述下位机根据所述上位机发送的控制指令控制所述气泵动作通过所述进气管向所述气囊内泵气，使所述气囊鼓起，模拟肌肉收缩时的情景；当所述尺骨向上旋转至最大转角后（由于人的手臂向上折叠有一个极限位置，即所述尺骨外部的皮肤肌肉与所述肱骨外部的皮肤肌肉接触，此时，所述尺骨便不能继续绕肘关节转动，只能反转伸开手臂），所述下位机根据所述上位机发送的控制指令控制所述电机反转带动所述尺骨向下旋转，对于人的手臂来说，手臂展开过程中，肌肉也随之展开，因此所述下位机根据所述上位机的控制指令控制所述放气阀打开，排出所述气囊内的空气，使所述气囊收缩，从而模拟演示肌肉展开时的情景，整个演示过程中，所述电机的正反转动、所述气囊的鼓起以及所述气泵和所述放气阀的动作均由所述上位机和所述下位机根据所述转速传感器和所述转角传感器检测到的数据信息进行相应的控制，从而实现代替人工手动演示操作，简单方便，同时本发明的整形外科肘关节演示装置没有采用气动肌肉，因此外形可做到与真人手臂相似，加之肘关节能够自动折叠展开进行演示动作，因此演示效果好，特别适合整形外科教学使用，操作简便，实用性好。
有益效果在于：本发明所述的整形外科肘关节演示装置能够自动转动，无需手动操作，而且能够演示肘关节附近的肌肉群的活动情况，外形上与真人手臂相差无几，演示效果好，特别适合整形外科教学使用，操作简便，实用性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的主视结构示意图；
图2是本发明的图1的局部放大结构示意图；
图3是本发明的图1的内部结构示意图；
图4是本发明的图3的第一个局部放大结构示意图；
图5是本发明的图3的第二个局部放大结构示意图；
图6是本发明的图3的第三个局部放大结构示意图;
图7是本发明的转轴的结构示意图；
图8是本发明的图7的内部结构示意图。
附图标记说明如下：
1、底板；2、安装杆；3、转角传感器；4、肱骨；5、尺骨；6、手掌模型；7、气囊；8、放气阀；9、排气管；10、气泵；11、进气管；12、连通管二；13、连通管一；14、下位机；15、显示器；16、上位机；17、调速器；18、电源开关；19、插头；20、布置槽；21、电机；22、主动齿轮；23、转轴；24、转速传感器；25、从动齿轮；26、密封环；27、进气孔；28、排气孔；29、气道；30、加强肋；31、骨杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1-图6所示，本发明提供的一种整形外科肘关节演示装置，包括底板1和固定安装在底板1上的安装杆2，安装杆2上安装有肘关节模型、显示器15、调速器17以及与显示器15电连接的下位机14，安装杆2上还安装有与下位机14电连接的上位机16和气泵10，肘关节模型用于演示肘关节活动，显示器15用于显示转速传感器24、转角传感器3检测到的检测数据，下位机14将转速传感器24、转角传感器3检测到的检测数据处理后不仅传递给上位机16，也一并通过显示器15显示出来，调速器17用于调节电机21的转速，当需要演示肘关节迅速折弯或者迅速展开的动作时，可操作调速器17调高电机21的转速来实现上述目的，下位机14用于将转速传感器24、转角传感器3检测到的检测数据进行处理并将处理后的数据信息传递给上位机16，同时接收上位机16对其发送的控制指令，根据控制指令控制电机21、气泵10、放气阀8动作，至于下位机14和上位机16如何实现上述功能已经在现有其它专利中公开，属于现有技术，在此无须赘述；气泵10用于向气囊7内鼓气，使气囊7鼓气，从而演示肌肉收缩时的状态；底板1上设置有电源开关18和插头19，插头19用于整形外科肘关节演示装置接通市电。
肘关节模型包括悬挂在安装杆2上的肱骨4、通过转轴23铰接在肱骨4下端的尺骨5和安装在肱骨4、尺骨5两侧的气囊7；转轴23与尺骨5固定连接，这样设计，从动齿轮25转动才能通过转轴23带动尺骨5旋转，继而实现肘关节模型折弯或展开。
气泵10上连接有进气管11，该进气管11下端伸入肱骨4内并与肱骨4两侧的气囊7连通，这样设计，气泵10启动后直接向肱骨4两侧的气囊7供气。
肱骨4内部下端设置有布置槽20和连通管一13，布置槽20、肱骨4两侧的气囊7均与连通管一13连通，这样设计，肱骨4两侧的气囊7内的空气才能顺利进入布置槽20内；布置槽20内安装有电机21，该电机21与下位机14、调速器17电连接，电机21用于带动尺骨5绕肱骨4旋转，实现肘关节模型折起或展开；电机21上安装有主动齿轮22，主动齿轮22侧面与从动齿轮25啮合，从动齿轮25配合安装在转轴23上；布置槽20槽壁上安装有用于检测转轴23的转速和旋转角度的转速传感器24、转角传感器3，并转速传感器24、转角传感器3均与下位机14电连接。
参见图7-图8所示，转轴23侧面开设有排气孔28和进气孔27，进气孔27与布置槽20连通，这样设计，布置槽20内的气体才能顺利从进气孔27经气道29进入排气孔28并最终进入尺骨5两侧的气囊7内，转轴23内部还设置有与进气孔27、排气孔28连通的气道29；
参见图1-图6所示，尺骨5外壁上安装有与下位机14电连接的放气阀8，尺骨5内设置有与排气孔28、尺骨5两侧的气囊7连通的连通管二12，放气阀8用于放掉气囊7内的空气，尺骨5内还设置有与放气阀8、尺骨5两侧的气囊7连通的排气管9，这样设计，气泵10启动后才能向各个气囊7内泵气，同时放气阀8打开后，各个气囊7内的空气也能及时从放气阀8排出。
作为本案的优选实施例，尺骨5下端嵌套连接有手掌模型6，当在尺骨5下端套上手掌模型6后，可使整个肘关节模型看起来更加形象、生动、逼真。
转轴23与布置槽20的连接处镶嵌有密封环26，其中该密封环26与转轴23密封配合，密封环26用于密封转轴23与布置槽20的连接处，防止布置槽20内的空气经转轴23与布置槽20的连接处泄露出去。
安装杆2为倒l型杆，这样设计，方便安装悬挂肘关节模型，其中肘关节模型悬挂在倒l型杆的横向端部；且该倒l型杆的横杆和竖杆之间固定连接有加强肋30，加强肋30用于增强安装杆2的机械强度。
肱骨4和尺骨5均采用两条骨杆31扣接而成，布置槽20、进气管11、排气管9、连通管一13和连通管二12均位于两条骨杆31的接触面上，这样设计，方便将进气管11、排气管9、连通管一13、连通管二12以及电机21、主动齿轮22、从动齿轮25、转速传感器24、转角传感器3安装到尺骨5和肱骨4内，若尺骨5和肱骨4为一根整体结构的骨杆31，则上述部件很难安装到其内部。
进气孔27数量有多个，多个进气孔27可加快布置槽20内的气体进入气道29中，从而使尺骨5两侧的气囊7能够迅速被气体充满。
采用以上技术方案，使用时，按下电源开关18接通电机21的电路连接，电机21转动通过主动齿轮22和从动齿轮25带动转轴23旋转，转轴23旋转带动尺骨5绕转轴23旋转，旋转过程中，转速传感器24和转角传感器3能够实时检测转轴23的转速和旋转角度并将检测数据传递给下位机14，经下位机14处理后传递给上位机16，上位机16根据检测数据给下位机14发送控制指令，下位机14根据指令控制电机21、气泵10和放气阀8动作，具体控制步骤如下，当尺骨5绕转轴23向上旋转时，对于人手臂来说，肌肉收缩，因此下位机14根据上位机16发送的控制指令控制气泵10动作通过进气管11向气囊7内泵气，使气囊7鼓起，模拟肌肉收缩时的情景；当尺骨5向上旋转至最大转角后（由于人的手臂向上折叠有一个极限位置，即尺骨5外部的皮肤肌肉与肱骨4外部的皮肤肌肉接触，此时，尺骨5便不能继续绕肘关节转动，只能反转伸开手臂），下位机14根据上位机16发送的控制指令控制电机21反转带动尺骨5向下旋转，对于人的手臂来说，手臂展开过程中，肌肉也随之展开，因此下位机14根据上位机16的控制指令控制放气阀8打开，排出气囊7内的空气，使气囊7收缩，从而模拟演示肌肉展开时的情景，整个演示过程中，电机21的正反转动、气囊7的鼓起以及气泵10和放气阀8的动作均由上位机16和下位机14根据转速传感器24和转角传感器3检测到的数据信息进行相应的控制，从而实现代替人工手动演示操作，简单方便，同时本发明的整形外科肘关节演示装置没有采用气动肌肉，因此外形可做到与真人手臂相似，加之肘关节能够自动折叠展开进行演示动作，因此演示效果好，特别适合整形外科教学使用，操作简便，实用性好。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。