CN108096005B - 动物胸外按压设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动物胸外按压设备，它包括底座、左侧导轨立柱、右侧导轨立柱、左侧直线轴承托板、右侧直线轴承托板、冲压直线轴承固定板、左侧直线轴承、右侧直线轴承、步进电机、柔性联轴器、曲柄、连杆、轴承座、电机平台、幅度杠杆、关节轴承、球关节、冲压杆、冲压头、冲压直线轴承、杠杆轴承座、直线推杆电机和推杆电机支架，本发明由于采用的是曲柄连杆机构将匀速转动转变成往复运动，按压头做类似简谐振动。按压头在离开中心位置时做变减速运动，向中心位置运动时做变加速运动，按压过程连贯柔顺，适合动物的胸外按压。
Description
技术领域
本发明涉及动物医疗设备技术领域，具体地指一种动物胸外按压设备。
背景技术
医学基础研究中常常用兔子和老鼠等动物做实验模型。在动物心肺复苏研究中用到的胸外按压操作频率高达200次/分钟，在动物心肺复苏研究中目前均是采用手工按压操作，但是，手工操作速度和幅度不易准确控制，严重影响着实验结果。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种动物胸外按压设备，本发明按压频率稳定，不随力度大小改变。按压动作柔顺连贯，无冲击感。按压频率和幅度可调，适合不同类型动物模型。
本发明所设计的一种动物胸外按压设备，它包括底座、左侧导轨立柱、右侧导轨立柱、左侧直线轴承托板、右侧直线轴承托板、冲压直线轴承固定板、左侧直线轴承、右侧直线轴承、步进电机、柔性联轴器、曲柄、连杆、轴承座、电机平台、幅度杠杆、关节轴承、球关节、冲压杆、冲压头、冲压直线轴承、杠杆轴承座、直线推杆电机、推杆电机支架，其中，底座上设置有多个固定拉环，左侧导轨立柱和右侧导轨立柱垂直固定在底座上，左侧直线轴承托板的顶部与电机平台的左侧固定连接，右侧直线轴承托板的顶部与电机平台的右侧固定连接，冲压直线轴承固定板的左侧固定连接左侧直线轴承托板的底部，冲压直线轴承固定板的右侧固定连接右侧直线轴承托板的底部，左侧直线轴承托板上安装有能在左侧导轨立柱上滑动的左侧直线轴承，右侧直线轴承托板上安装有能在右侧导轨立柱上滑动的右侧直线轴承，所述左侧导轨立柱和右侧导轨立柱的顶部固定连接推杆电机支架，直线推杆电机的基座与电机平台底面固定连接，直线推杆电机与基座通过铰链连接，直线推杆电机的伸缩杆通过铰链连接推杆电机支架，步进电机的基座固定在电机平台顶面，轴承座固定在电机平台顶面，曲柄的中心转轴通过轴承安装在轴承座上，步进电机的转轴通过柔性联轴器连接曲柄的中心转轴，曲柄的偏心铰接轴与连杆的顶部铰接，杠杆轴承座固定在电机平台的底面，幅度杠杆的轴承座连接端与杠杆轴承座转动连接，幅度杠杆的关节轴承连接端与关节轴承转动连接，幅度杠杆的连杆铰接端与连杆的底部铰接，关节轴承的外部固定部与冲压杆的顶部之间通过球关节连接，冲压杆的底部连接冲压头，冲压直线轴承固定在冲压直线轴承固定板的轴承安装孔上，冲压杆穿过冲压直线轴承和冲压直线轴承固定板。
本发明的有益效果：
1、本发明的按压速度精确稳定。由于采用步进电机驱动，按压速度完全由驱动电路的脉冲频率决定，与负载阻力大小无关。
2、本发明的按压动作柔顺，无冲击感。由于采用的是曲柄连杆机构将匀速转动转变成往复运动，按压头做类似简谐振动。按压头在离开中心位置时做变减速运动，向中心位置运动时做变加速运动，按压过程连贯柔顺。
3、本发明的按压幅度稳定。按压幅度由机械结构决定，与负载阻力无关。
4、本发明有多种按压幅度选择，可适应不同动物实验。幅度杠杆的结构支持多种幅度选择。
5、本发明中幅度杠杆采用双片对称结构，结构稳定耐用，抗冲击性能好。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的正视结构示意图；
图3为本发明的侧视结构示意图；
图4为本发明的按压执行部分的结构示意图；
图5为图4的爆炸结构示意图；
图6为本发明中幅度杠杆的结构示意图。
1—底座、1.1—固定拉环、2—左侧导轨立柱、2.1—右侧导轨立柱、3—左侧直线轴承托板、3.1—右侧直线轴承托板、3.2—推杆电机支架、3.3—冲压直线轴承固定板、3.4—左侧直线轴承、3.5—右侧直线轴承、4—步进电机、4.1—柔性联轴器、4.2—曲柄、4.3—连杆、4.4—轴承座、4.5—电机平台、4.6—幅度杠杆、4.7—关节轴承、4.8—球关节、4.9—冲压杆、4.10—冲压头、4.11—冲压直线轴承、4.12—杠杆轴承座、4.13—幅度调节孔、4.14—第一轴承销、4.15—第二轴承销、4.16—铰接轴销、4.17—轴承安装法兰、5—直线推杆电机、5.1—顶盖凸板。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1～6所述的动物胸外按压设备，它包括底座1、左侧导轨立柱2、右侧导轨立柱2.1、左侧直线轴承托板3、右侧直线轴承托板3.1、冲压直线轴承固定板3.3、左侧直线轴承3.4、右侧直线轴承3.5、步进电机4、柔性联轴器4.1、曲柄4.2、连杆4.3、轴承座4.4、电机平台4.5、幅度杠杆4.6、关节轴承4.7、球关节4.8、冲压杆4.9、冲压头4.10、冲压直线轴承4.11、杠杆轴承座4.12、直线推杆电机5、推杆电机支架3.2，其中，底座1上设置有多个固定拉环1.1，左侧导轨立柱2和右侧导轨立柱2.1垂直固定在底座1上，左侧直线轴承托板3的顶部与电机平台4.5的左侧固定连接，右侧直线轴承托板3.1的顶部与电机平台4.5的右侧固定连接，冲压直线轴承固定板3.3的左侧固定连接左侧直线轴承托板3的底部，冲压直线轴承固定板3.3的右侧固定连接右侧直线轴承托板3.1的底部，左侧直线轴承托板3上安装有能在左侧导轨立柱2上滑动的左侧直线轴承3.4，右侧直线轴承托板3.1上安装有能在右侧导轨立柱2.1上滑动的右侧直线轴承3.5，所述左侧导轨立柱2和右侧导轨立柱2.1的顶部固定连接推杆电机支架3.2，直线推杆电机5的基座与电机平台4.5底面固定连接，直线推杆电机5与基座通过铰链连接，直线推杆电机5的伸缩杆通过铰链连接推杆电机支架3.2(防止结构微形变和扰动增加的电机运动阻力)，步进电机4的基座固定在电机平台4.5顶面，轴承座4.4固定在电机平台4.5顶面，曲柄4.2的中心转轴通过轴承安装在轴承座4.4上，步进电机4的转轴通过柔性联轴器4.1连接曲柄4.2的中心转轴，曲柄4.2的偏心铰接轴与连杆4.3的顶部铰接，杠杆轴承座4.12固定在电机平台4.5的底面，幅度杠杆4.6的轴承座连接端与杠杆轴承座4.12转动连接，幅度杠杆4.6的关节轴承连接端与关节轴承4.7转动连接，幅度杠杆4.6的连杆铰接端与连杆4.3的底部铰接，关节轴承4.7的外部固定部与冲压杆4.9的顶部之间通过球关节4.8连接(球关节4.8的顶部连接点通过螺杆与关节轴承4.7螺纹连接，球关节4.8的底部连接点连接冲压杆4.9的顶部,球关节4.8的顶部连接点与底部连接点之间通过球头连接，幅度杠杆在做小幅摆动时，关节轴承的轴心沿圆弧轨迹运动。该运动除了有上下的分运动外，还有前后方向的分运动。球关节4.8的作用是传递上下方向的运动，同时滤除其它垂直方向的运动。没有它，机构的运动将会被卡死)，冲压杆4.9的底部连接冲压头4.10，冲压直线轴承4.11固定在冲压直线轴承固定板3.3的轴承安装孔上，冲压杆4.9穿过冲压直线轴承4.11和冲压直线轴承固定板3.3，并能在冲压直线轴承4.11内上下移动。
上述技术方案中，所述左侧导轨立柱2并排设置两个，右侧导轨立柱2.1也并排设置两个，每个左侧导轨立柱2上均设有两个左侧直线轴承3.4，每个右侧导轨立柱2.1上均设有两个右侧直线轴承3.5，所述左侧直线轴承3.4能在直线推杆电机5的带动下在左侧导轨立柱2上上下滑动，右侧直线轴承3.5能在直线推杆电机5的带动下在右侧导轨立柱2.1上上下滑动。上述设计能增强本发明按压头的升降运动和按压运动的稳定性。
上述技术方案中，所述步进电机4和直线推杆电机5均由控制器控制。按压速度完全由控制器输出到步进电机4的脉冲频率决定。与负载阻力大小无关。按压速度精确稳定。
上述技术方案中，所述推杆电机支架3.2上设有顶盖凸板5.1，直线推杆电机5的伸缩杆通过铰链连接顶盖凸板5.1。顶盖凸板5.1用于减小水平的推杆电机支架3.2受力变形。
上述技术方案中，所述幅度杠杆4.6的轴承座连接端位于幅度杠杆4.6的关节轴承连接端的后方，幅度杠杆4.6的连杆铰接端位于幅度杠杆4.6的关节轴承连接端的上方。
上述技术方案中，所述幅度杠杆4.6的后端设有第一轴承销4.14，幅度杠杆4.6的前端设有第二轴承销4.15，幅度杠杆4.6的前端与后端之间并排设有多个幅度调节孔4.13，第二轴承销4.15根据所需的按压幅度设置在其中一个幅度调节孔4.13上，幅度杠杆4.6的上端设有铰接轴4.16，所述第一轴承销4.14与杠杆轴承座4.12转动连接，第二轴承销4.15与关节轴承4.7转动连接，铰接轴销4.16与连杆4.3的底部铰接。
上述技术方案中，所述曲柄4.2、连杆4.3、幅度杠杆4.6和关节轴承4.7用于将步进电机4的旋转运动转换为冲压杆4.9的上下往复式运动。上述曲柄4.2、连杆4.3、幅度杠杆4.6和关节轴承4.7组成的曲柄连杆机构将匀速转动转变成往复运动，按压头做类似简谐振动。按压头在离开中心位置时做变减速运动，向中心位置运动时做变加速运动，按压过程连贯柔顺。适合动物的胸外按压。
上述技术方案中，所述冲压直线轴承4.11的顶部设有轴承安装法兰4.17，冲压直线轴承4.11穿过冲压直线轴承固定板3.3的轴承安装孔，且轴承安装法兰4.17固定在冲压直线轴承固定板3.3的轴承安装孔的法兰面上。
上述技术方案中，所述幅度杠杆4.6的前端与后端之间并排设有六个幅度调节孔4.13，六个幅度调节孔4.13依次对应的按压幅度为3.0mm、2.5mm、2.0mm、1.5mm、1mm和0.5mm。有多种按压幅度选择，可适应不同动物实验。
上述技术方案中，所述幅度杠杆4.6由双片对称的杠杆板组成。结构稳定耐用，抗冲击性能好。
本发明的工作过程为：将待胸外按压的动物通过固定拉环1.1和拉绳绑在底座1上，控制器控制直线推杆电机5伸缩运动，直线推杆电机5的伸缩运动带动电机平台4.5相对推杆电机支架3.2上下运动将冲压头4.10调节到适合的位置，步进电机4在控制器的控制下，按照设定速度匀速转动。柔性联轴器4.1将转动力矩传递给曲柄4.2，曲柄4.2、连杆4.3、幅度杠杆4.6和关节轴承4.7组成的曲柄连杆机构将匀速转动转变成往复运动，连杆4.3带动幅度杠杆4.6围绕杠杆固定轴和杠杆轴承座4.12做小角度摆动。幅度杠杆4.6通过的关节轴承4.7带动球关节4.8上下往复运动，使冲压杆4.9在冲压直线轴承4.11上上下往复运动。实现动物的胸外按压。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种动物胸外按压设备，其特征在于：它包括底座(1)、左侧导轨立柱(2)、右侧导轨立柱(2.1)、左侧直线轴承托板(3)、右侧直线轴承托板(3.1)、冲压直线轴承固定板(3.3)、左侧直线轴承(3.4)、右侧直线轴承(3.5)、步进电机(4)、柔性联轴器(4.1)、曲柄(4.2)、连杆(4.3)、轴承座(4.4)、电机平台(4.5)、幅度杠杆(4.6)、关节轴承(4.7)、球关节(4.8)、冲压杆(4.9)、冲压头(4.10)、冲压直线轴承(4.11)、杠杆轴承座(4.12)、直线推杆电机(5)、推杆电机支架(3.2)，其中，底座(1)上设置有多个固定拉环(1.1)，左侧导轨立柱(2)和右侧导轨立柱(2.1)垂直固定在底座(1)上，左侧直线轴承托板(3)的顶部与电机平台(4.5)的左侧固定连接，右侧直线轴承托板(3.1)的顶部与电机平台(4.5)的右侧固定连接，冲压直线轴承固定板(3.3)的左侧固定连接左侧直线轴承托板(3)的底部，冲压直线轴承固定板(3.3)的右侧固定连接右侧直线轴承托板(3.1)的底部，左侧直线轴承托板(3)上安装有能在左侧导轨立柱(2)上滑动的左侧直线轴承(3.4)，右侧直线轴承托板(3.1)上安装有能在右侧导轨立柱(2.1)上滑动的右侧直线轴承(3.5)，所述左侧导轨立柱(2)和右侧导轨立柱(2.1)的顶部固定连接推杆电机支架(3.2)，直线推杆电机(5)的基座与电机平台(4.5)底面固定连接，直线推杆电机(5)与所述基座通过铰链连接，直线推杆电机(5)的伸缩杆通过铰链连接推杆电机支架(3.2)，步进电机(4)的基座固定在电机平台(4.5)顶面，轴承座(4.4)固定在电机平台(4.5)顶面，曲柄(4.2)的中心转轴通过轴承安装在轴承座(4.4)上，步进电机(4)的转轴通过柔性联轴器(4.1)连接曲柄(4.2)的中心转轴，曲柄(4.2)的偏心铰接轴与连杆(4.3)的顶部铰接，杠杆轴承座(4.12)固定在电机平台(4.5)的底面，幅度杠杆(4.6)的轴承座连接端与杠杆轴承座(4.12)转动连接，幅度杠杆(4.6)的关节轴承连接端与关节轴承(4.7)转动连接，幅度杠杆(4.6)的连杆铰接端与连杆(4.3)的底部铰接，关节轴承(4.7)的外部固定部与冲压杆(4.9)的顶部之间通过球关节(4.8)连接，冲压杆(4.9)的底部连接冲压头(4.10)，冲压直线轴承(4.11)固定在冲压直线轴承固定板(3.3)的轴承安装孔上，冲压杆(4.9)穿过冲压直线轴承(4.11)和冲压直线轴承固定板(3.3)；
所述幅度杠杆(4.6)的后端设有第一轴承销(4.14)，幅度杠杆(4.6)的前端设有第二轴承销(4.15)，幅度杠杆(4.6)的前端与后端之间并排设有多个幅度调节孔(4.13)，第二轴承销(4.15)根据所需的按压幅度设置在其中一个幅度调节孔(4.13)上，幅度杠杆(4.6)的上端设有铰接轴销(4.16)，所述第一轴承销(4.14)与杠杆轴承座(4.12)转动连接，第二轴承销(4.15)与关节轴承(4.7)转动连接，铰接轴销(4.16)与连杆(4.3)的底部铰接；
所述曲柄(4.2)、连杆(4.3)、幅度杠杆(4.6)和关节轴承(4.7)用于将步进电机(4)的旋转运动转换为冲压杆(4.9)的上下往复式运动；
所述推杆电机支架(3.2)上设有顶盖凸板(5.1)，直线推杆电机(5)的伸缩杆通过铰链连接顶盖凸板(5.1)。
2.根据权利要求1所述的动物胸外按压设备，其特征在于：所述左侧导轨立柱(2)并排设置两个，右侧导轨立柱(2.1)也并排设置两个，每个左侧导轨立柱(2)上均设有两个左侧直线轴承(3.4)，每个右侧导轨立柱(2.1)上均设有两个右侧直线轴承(3.5)，所述左侧直线轴承(3.4)能在直线推杆电机(5)的带动下在左侧导轨立柱(2)上上下滑动，右侧直线轴承(3.5)能在直线推杆电机(5)的带动下在右侧导轨立柱(2.1)上上下滑动。
3.根据权利要求1所述的动物胸外按压设备，其特征在于：所述步进电机(4)和直线推杆电机(5)均由控制器控制。
4.根据权利要求1所述的动物胸外按压设备，其特征在于：所述幅度杠杆(4.6)的轴承座连接端位于幅度杠杆(4.6)的关节轴承连接端的后方，幅度杠杆(4.6)的连杆铰接端位于幅度杠杆(4.6)的关节轴承连接端的上方。
5.根据权利要求1所述的动物胸外按压设备，其特征在于：所述冲压直线轴承(4.11)的顶部设有轴承安装法兰(4.17)，冲压直线轴承(4.11)穿过冲压直线轴承固定板(3.3)的轴承安装孔，且轴承安装法兰(4.17)固定在冲压直线轴承固定板(3.3)的轴承安装孔的法兰面上。
6.根据权利要求1所述的动物胸外按压设备，其特征在于：所述幅度杠杆(4.6)的前端与后端之间并排设有六个幅度调节孔(4.13)，六个幅度调节孔(4.13)依次对应的按压幅度为3.0mm、2.5mm、2.0mm、1.5mm、1mm和0.5mm。
7.根据权利要求1所述的动物胸外按压设备，其特征在于：所述幅度杠杆(4.6)由双片对称的杠杆板组成。
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