CN102169648B

CN102169648B - 可模拟眼球及眼外肌运动的电动模型

Info

Publication number: CN102169648B
Application number: CN201110134201A
Authority: CN
Inventors: 熊蕾; 王建明; 郑玉萍
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2031-05-23
Also published as: CN102169648A

Abstract

本发明公开了一种可模拟眼球及眼外肌运动的电动模型，其特征在于，包括模拟眼眶架、模拟眼球、控制电路板及电源箱，模拟眼眶架下部设置水平隔板将模拟眼球与控制电路板及电源箱隔开；模拟眼球通过水平半轴与固定在水平隔板上的球体支座活动连接，模拟眼球上设有垂直轴和水平轴，水平轴两端点连接第一弹性韧带的两端，该第一弹性韧带绕在第一电机的驱动轮上；垂直轴两端点同时连接第二弹性韧带两端和第三弹性韧带两端，第二弹性韧带绕在第二电机的驱动轮上；第三弹性韧带绕在第三电机的驱动轮上，在第二电机驱动轮和第三电机驱动轮上方的模拟眼眶架右侧壁还设有导向环，穿有指示弹性韧带，一端固连在球体垂直轴上端点，另一端连接铅垂。

Description

可模拟眼球及眼外肌运动的电动模型

技术领域

本发明涉及一种眼科教学模型，特别涉及一种可模拟眼球及眼外肌运动的电动模型。

背景技术

眼球位于类四棱锥型的眼眶内，眼眶的内侧壁相互平行，四棱锥的顶点即眼眶的眶尖指向颅中窝。每个眼球的运动都是由附着在眼球外的六条肌肉协同或结抗运动产生的，其中上下内外四条直肌起自眶尖的纤维环，止于眼球的上下内外壁。上斜肌起自眶尖纤维环，绕过眶臂内上方的滑车止于眼球外后上方，下斜肌起自眶内下壁，止于眼球外后下方。内直肌能使眼球水平内转，外直肌能使眼球水平外转。上直肌，下直肌，上斜肌和下斜肌可产生一个主要动作和一到两个次要动作，上直肌能使眼球上转，内转，内旋(角膜垂直子午线上缘向鼻侧旋转)；下直肌能使眼球下转、内转和外旋(角膜垂直子午线上缘向颞侧旋转)；上斜肌能使眼球内旋，下转及外转；下斜肌能使眼球外旋上转及外转。

目前用于辅助眼外肌运动教学的方法有图示法和模型法。图示法是用眼眶的解剖图来描述眼球于眼外肌之间的关系，由于眼外肌和眼球在眼眶内呈立体结构，特别是眼外肌交错纵横，平面的解剖图很难做到清楚直观的描述。在眼球模型中，现在常用的有两种：一种是传统的眼球解剖模型，主要描述眼球的内部结构，对眼外肌只描述了它们止点，没有涉及眼外肌在眼眶里的结构及走行，不便于学生理解。另一种新型的眼球解剖模型打开了眼眶的外侧壁，描述了眼外肌在眼眶里的止点及走行，但是由于模型是静态的，缺乏对运动时眼球和眼外肌之间关系的描述，而正是这种关系造成了生理及病理情况下的不同眼位，所以这种静态模型依然不能直观的让学生理解这种运动关系和各种病理眼位的成因。因此，眼外肌的教学长期困扰者眼科教学工作者，学生通过短时的教学很少能够理解眼外肌相互之间的关系，给同学们造成了困扰，研制一个运动的眼外肌模型一直是眼科工作者的心愿。

在1996年，一个称为“达芬奇小组”的美国学生团体制作了世界上第一个眼外肌模型，用尼龙线模拟了眼外肌在眼球周围的走形，它的特点是每条模拟肌肉的尼龙线上有一指示重量的砝码，能显示尼龙绳所受的力，但是，它并不能使眼球真正的转动起来。

发明内容

本发明的目的是提供一种简洁，直观的眼球及眼外肌运动模型，不仅可描述眼外肌在眼球周围的起止点及走行，而且在运动状态下充分说明眼外肌和眼球之间的运动关系。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种可模拟眼球及眼外肌运动的电动模型，其特征在于，包括位于模拟眼眶架中的模拟眼球和固定于模拟眼眶架底部的控制电路板及电源箱，模拟眼眶架下部设置水平隔板将模拟眼球与控制电路板及电源箱隔开；所述模拟眼球通过水平半轴与固定在水平隔板上的一个球体支座活动连接，模拟眼球上设有处于同一平面的一个垂直轴和一个水平轴，水平轴与垂直轴的平面垂直于水平半轴；该水平轴两端点连接第一弹性韧带的两端，该第一弹性韧带绕在设置于模拟眼眶架后侧壁的第一电机的驱动轮上；垂直轴两端点同时连接第二弹性韧带两端和第三弹性韧带两端，其中第二弹性韧带绕在设置在模拟眼眶架右侧壁后方的第二电机的驱动轮上；第三弹性韧带绕在设置于模拟眼眶架右侧壁前方的第三电机的驱动轮上，在第二电机驱动轮和第三电机驱动轮上方的模拟眼眶架右侧壁还设有导向环，该导向环上穿有指示弹性韧带，该指示弹性韧带的一端固连在球体垂直轴上端点，另一端连接铅垂，使指示弹性韧带在两个导向环之间张紧；所述电源箱为三个电机及控制电路板提供电能，控制电路板用于操控三个电机运转使三条弹性韧带组合动作，进而带动模拟眼球以不同方向转动，并通过指示弹性韧带反应。

上述方案中，所述的模拟眼球为一空心球，包括球壳，该球壳通过弧形垫片及固定螺母与水平轴和垂直轴连接，所述水平半轴一端固定于球体支座上，水平半轴另一端固定于球壳内球心的关节轴心上，关节轴心通过关节轴内层与关节轴外层活动连接，关节轴外层与水平轴和垂直轴连接。

所述导向环上设有与指示弹性韧带接触的导轮。

所述驱动轮为链轮，相应弹性韧带为链条。

本发明的优点是，用3组电机和3条弹性韧带模拟了六条眼外肌的运动，展示了眼外肌之间的拮抗关系。采用本发明的结构后，眼外肌在眼周的走行以及眼眶与眼外肌，眼球之间的关系就更直接、简明的呈现出来，有利于学生理解眼眶的内部的空间结构；而且模仿肌肉的韧带运动带动眼球运动，形成不同的眼位，动态的展示出眼外肌运动和眼位之间的关系，增进了学生对不同眼位成因的理解，从而更好的去理解斜视、复试等疾病和眼位的关系。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1、图2为本发明的结构图。其中图2为图1的c向视图。

图3为图1图2中模拟眼球结构的剖视图。

图1至图3中的附图标记：1、模拟眼眶架；2、第一弹性韧带；3、电机驱动轮；4、第一电机座；5、导向环；6、第二电机座；7、第二电机；8、第二弹性韧带；9、第三电机；10、第三电机座；11、控制电路板；12、第三弹性韧带；13、电源箱；14、模拟眼球；15、控制面板；16、球体支座；17、垂直轴；18、水平轴；19、指示弹性韧带；20、铅垂；21、关节轴内层；22、球壳；23、弧形垫片；24、固定螺母；25、关节轴心；26、水平半轴；27、关节轴外层。

具体实施方式

如图1图2所示，一种可模拟眼球及眼外肌运动的电动模型，包括透明的模拟眼眶架、位于模拟眼眶架1中的模拟眼球14和固定于模拟眼眶架底部的控制电路板11及电源箱13，模拟眼眶架下部设置水平隔板(图中未画出)将模拟眼球与控制电路板及电源箱隔开。模拟眼球通过水平半轴与固定在水平隔板上的一个球体支座16活动连接，模拟眼球上设有一个垂直轴17和一个水平轴18，两轴处于同一平面，该平面垂直于水平半轴；水平轴两端点连接第一弹性韧带2的两端，该第一弹性韧带绕在第一电机2的驱动轮3上，第一电机固定在第一电机座4上，第一电机座固定在模拟眼眶架后侧壁；垂直轴两端点同时连接第二弹性韧带8两端和第三弹性韧带12两端，其中第二弹性韧带绕在第二电机7的驱动轮上，第二电机固定在第二电机座6上，电机座6固定在模拟眼眶架右侧壁后方；第三弹性韧带绕在第三电机9的驱动轮上，第三电机固定在第三电机座10上，电机座10固定在模拟眼眶架右侧壁前方。在对应第二电机驱动轮和第三电机驱动轮上方的模拟眼眶架右侧壁还设有导向环5，该导向环上穿有指示弹性韧带19，该指示弹性韧带的一端固连在球体垂直轴17上端点，另一端连接铅垂20，使指示弹性韧带19在两个导向环之间张紧。

三条弹性韧带2、8、12可用橡胶皮条制成，用于模拟六条直肌，六条肌肉的止点处为垂直轴17上下两点、水平轴18前后两点，从三个不同方向牵拉模拟眼球14。

模拟眼眶架左侧壁上方设有控制面板15，电源箱13为三个电机及控制电路板提供电能，控制电路板通过控制面板15用于操控三个电机运转使三条弹性韧带2、8、12组合动作，进而牵引模拟眼球14以不同方向转动，并通过指示弹性韧带19反应。从而将眼外肌在眼周的走行及与眼眶的关系直观的展示出来，而且各条肌肉运动带动眼球运动以及形成的不同眼位也动态的展示出来。

三个电机可以用直流电机，步进电机。作为进一步的改进，电机驱动轮3可采用链轮，相应的弹性韧带改为链条，这样可防止打滑，提高牵引模拟眼球的稳定性。还有，导向环5上可设有与指示弹性韧带19接触的导轮(图中为画出)，可减小指示弹性韧带在导向环上的摩擦力。

如图3所示，本发明中的模拟眼球14为一空心球，包括球壳22，该球壳通过弧形垫片23及固定螺母24与水平轴18和垂直轴17连接。水平半轴26一端固定于球体支座16上，水平半轴另一端固定于球壳内球心的关节轴心25上，关节轴心25通过关节轴内层21与关节轴外层27活动连接，关节轴外层27与水平轴和垂直轴连接。

模拟眼眶架采用有机玻璃制成，是为了更清晰的呈现眼眶的内部结构，模拟眼球的球壳和透明的模拟眼眶架在外观及材质上可以更形象的模拟人的眼球及眼眶。

Claims

1.一种可模拟眼球及眼外肌运动的电动模型，其特征在于，包括位于模拟眼眶架中的模拟眼球和固定于模拟眼眶架底部的控制电路板及电源箱，模拟眼眶架下部设置水平隔板将模拟眼球与控制电路板及电源箱隔开；所述模拟眼球通过水平半轴与固定在水平隔板上的一个球体支座活动连接，模拟眼球上设有处于同一平面的一个垂直轴和一个水平轴，水平轴与垂直轴的平面垂直于水平半轴；该水平轴两端点连接第一弹性韧带的两端，该第一弹性韧带绕在设置于模拟眼眶架后壁的第一电机的驱动轮上；垂直轴两端点同时连接第二弹性韧带两端和第三弹性韧带两端，其中第二弹性韧带绕在设置在模拟眼眶架右侧壁后方的第二电机的驱动轮上；第三弹性韧带绕在设置于模拟眼眶架右侧壁前方的第三电机的驱动轮上，在第二电机驱动轮和第三电机驱动轮上方的模拟眼眶架右侧壁还设有导向环，该导向环上穿有指示弹性韧带，该指示弹性韧带的一端固连在模拟眼球垂直轴上端点，另一端连接铅垂，使指示弹性韧带在两个导向环之间张紧；所述电源箱为三个电机及控制电路板提供电能，控制电路板用于操控三个电机运转使三条弹性韧带组合动作，进而带动模拟眼球以不同方向转动，并通过指示弹性韧带反应；所述的模拟眼球为一空心球，包括球壳，该球壳通过弧形垫片及固定螺母与水平轴和垂直轴连接，所述水平半轴一端固定于球体支座上，水平半轴另一端固定于球壳内球心的关节轴心上，关节轴心通过关节轴内层与关节轴外层活动连接，关节轴外层与水平轴和垂直轴连接。

2.如权利要求1所述的可模拟眼球及眼外肌运动的电动模型，其特征在于，所述导向环上设有与指示弹性韧带接触的导轮。

3.如权利要求1所述的可模拟眼球及眼外肌运动的电动模型，其特征在于，所述驱动轮为链轮，相应弹性韧带为链条。