CN111568467B - 多种体位按需切换的多普勒超声检测用床及其控制方法 - Google Patents

多种体位按需切换的多普勒超声检测用床及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了多种体位按需切换的多普勒超声检测用床及其控制方法，下连接架的下侧的四个角上固定安装有滚轮组件，底板组件位于下连接架的上方，底板组件与下连接架通过四组互成角度的顶升组件相连接，形成4‑UPS机构，顶升组件中虎克铰连接于电动缸的下端，球铰连接于电动缸的上端，底板组件的两侧分别对称安装有护栏，所述底板组件上的滑块与背升组件固定架固定连接，所述背升组件固定架的上侧固定安装有床板组件，所述背升机构组件上端的背升球铰基座固定安装在床板组件的下侧，医生可以通过控制检测床完成各种动作，使得患者位于便于检测的位置，这样一名医生就可以单独完成对患者的检测，节省了医院的医疗资源。

Description

多种体位按需切换的多普勒超声检测用床及其控制方法
技术领域
本发明涉及多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，属于医疗器械技术领域。
背景技术
随着人们生活水平的提高以及国内外医疗水平的提高，人们对自己的身体健康也越来越重视，彩超多普勒超声作为一种重要的检测手段也得到了越来越广泛的应用。彩色多普勒超声又称B超、彩超，是一种医用设备，适用于全身各部位脏器超声检查尤其适用于心脏、肢体血管和浅表器官以及腹部、妇产等检查诊断，由于多普勒超声检测仪控制面板和影像显示屏与超声探头分离，对患者的不同部位进行检查时，超声探头的移动范围较大，所以对患者进行查体时往往需要两名医生配合工作，一名医生需要操控超声探头对患者身体的不同部位进行检测，接收从患者身体上反射回的超声信号，另一名医生则负责操作超声控制面板，针对检测部位的不同来对发出的超声信号等作出相应的调整，并对生成的图像信息等进行监测。这样就使得检查诊断效率大大降低，同时还造成医院内医护人员的资源浪费，同时增加了患者的医疗成本，增加了患者的负担。
在目前的市场上存在着各种各样的医用床，但大多都结构简单，实现的功能较为单一，不能达到一个医生单独完成检测过程的目的，因此需要设计一种姿态按需切换的多普勒超声检测用床，医生通过对超声检测用床的控制实现患者位置的改变，使得医生能够坐在控制面板和显示屏前一手操控控制面板一手操控超声探头对患者进行超声检测，实现一个医生单独完成对患者多个部位检测的过程。
发明内容
为了解决目前医院对患者进行多普勒超声检测时需要两名医生同时协调配合操作带来的工作效率低下及医护人员资源浪费等缺点，本专利提供了多种体位按需切换的多普勒超声检测用床及其控制方法，多普勒超声检测用床的下面设计有四个主动滚轮可使床身整体实现在地面上的旋转平移等各种变化位姿的动作，检测床的上部分与下部分之间通过四个电动缸相连，构成4-UPS结构，在患者不方便做动作的情况下，可遥控检测床使患者作上下的平移或沿多个方向做小角度的倾斜等运动，上部分床身还设计有导轨及丝杠螺母机构以完成患者在水平方向上的平移，因此，医生可以通过控制检测床完成各种动作，使得检测床上的患者位于理想的便于检测的位置，以方便医生一边操作超声探头对患者进行检测，一边操作操控面板并对检测结果进行观察记录，使得一名医生就可独立完成对患者的检测。
本发明采用以下技术方案，结合附图：
多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，包括滚轮组件(1)、底板组件(2)、顶升组件(3)、下连接架(4)、护栏组件(5)、床板组件(6)、背升组件固定架(7)和背升机构组件(8)，所述下连接架(4)的下侧固定安装有四个滚轮组件(1)，所述四个滚轮组件(1)分别位于下连接架(4)下侧的四个角上，所述下连接架(4)上侧安装有四个顶升组件(3)且下连接架(4)与四个顶升组件(3)下端的虎克铰基座固定连接，所述四个顶升组件(3)分别位于底板组件(2)下侧的四个角上且底板组件(2)与顶升组件(3)上端的球铰基座分别固定连接，所述护栏组件(5)有两个，两个护栏组件(5)分别对称固定安装于底板组件(2)的两侧，所述底板组件(2)通过其上滑块与背升组件固定架(7)固定连接，所述背升机构组件(8)固定安装在背升组件固定架(7)下侧的安装台上，所述背升组件固定架(7)的上侧固定安装有床板组件(6)，所述背升机构组件(8)上端的背升球铰基座固定安装在床板组件(6)的下侧。
所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其滚轮组件(1)包括安装筒架(101)、转向小齿形带轮(102)、转向齿形带(103)、滚轮组件安装板(104)、转向伺服电机(105)、滚轮驱动电机(106)、滚轮安装架(107)、滚轮(108)、滚轮轴(109)、大齿形驱动带轮(110)、齿形驱动带(111)、小齿形驱动带轮(112)、护套(113)、推力轴承盖(114)、轴承紧固螺母(115)、转向大齿形带轮(116)、转向轴(117)、深沟球轴承(118)、连接板(119)、上推力球轴承(120)和下推力球轴承(121)，所述滚轮组件安装板(104)右半部分的下侧固定安装有转向伺服电机(105)，所述转向伺服电机(105)的输出轴穿过滚轮组件安装板(104)上的孔，所述转向伺服电机(105)的输出轴通过键连接有转向小齿形带轮(102)，所述的滚轮组件安装板(104)的左半部分安装有转向轴(117)，所述转向轴(117)的下侧设计有连接板(119)，所述转向轴(117)的下端安装有下推力球轴承(121)，所述转向轴(117)的下端同时安装有护套(113)，所述护套(113)位于下推力球轴承(121)的外侧，所述转向轴(117)的中间位置固定安装有推力轴承盖(114)，所述推力轴承盖(114)的下侧安装有上推力球轴承(120)，所述转向轴(117)上的上推力球轴承(120)与下推力球轴承(121)之间的位置固定安装有深沟球轴承(118)，所述上推力球轴承(120)位于滚轮组件安装板(104)的上侧，所述下推力球轴承(121)位于滚轮组件安装板(104)的下侧，所述深沟球轴承(118)位于滚轮组件安装板(104)上的孔内且与孔的内壁过盈配合，所述轴承紧固螺母(115)通过螺纹连接在转向轴(117)上且轴承紧固螺母(115)位于推力轴承盖(114)的上侧，所述转向大齿形带轮(116)通过紧固螺母固定安装在转向轴(117)的上端，所述转向齿形带(103)安装在转向小齿形带轮(102)和转向大齿形带轮(116)上，所述安装筒架(101)安装在滚轮组件安装板(104)的上侧且安装筒架(101)的外轮廓与滚轮组件安装板(104)的轮廓相重合，所述连接板(119)的下侧固定安装有滚轮安装架(107)，所述滚轮安装架(107)的电机安装洞内通过螺栓固定安装有滚轮驱动电机(106)，所述滚轮驱动电机(106)的输出轴端固定安装有小齿形驱动带轮(112)，所述滚轮安装架(107)的下端通过轴承连接有滚轮轴(109)，所述滚轮轴(109)的中间位置固定安装有滚轮(108)，所述滚轮(108)位于滚轮安装架(107)下端的两滚轮轴安装臂之间，所述滚轮轴(109)的左端固定安装有大齿形驱动带轮(110)，所述大齿形驱动带轮(110)和小齿形驱动带轮(112)上安装有齿形驱动带(111)。
所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其顶升组件(3)包括球铰基座(301)、球铰下盖(302)、球头连杆(303)、顶升电动缸(304)、顶升伺服电机(305)、虎克铰基座(306)、十字轴(307)和虎克铰上转动体(308)，所述球铰下盖(302)通过螺栓固定安装在球铰基座(301)的下方，所述球头连杆(303)上端的球头安装在球铰基座(301)与球铰下盖(302)形成的不完整的球形空间内，所述球头连杆(303)的下端通过螺纹固定连接在顶升电动缸(304)的上端，所述顶升伺服电机(305)固定安装在顶升电动缸(304)下端右侧的伺服电机安装台上，所述虎克铰基座(306)与虎克铰上转动体(308)通过十字轴(307)转动连接，所述虎克铰上转动体(308)的上端固定连接在顶升电动缸(304)的下端面上。
所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其底板组件(2)包括底板(201)、轴承座(202)、滑块(203)、螺母(204)、丝杠(205)、联轴器(206)、横移伺服电机(207)和导轨(208)，所述导轨(208)有两条，两条导轨(208)平行地对称安装于底板(201)上侧的两导轨安装台上，所述的每条导轨(208)上均滑动连接有两个滑块(203)，所述丝杠(205)通过两个轴承座(202)固定安装于两个导轨(208)之间，所述螺母(204)通过螺纹连接在丝杠(205)上两轴承座(202)之间的位置，所述横移伺服电机(207)通过联轴器(206)与丝杠(205)相连接，所述横移伺服电机(207)固定安装在底板(201)上。
所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其背升机构组件(8)包括背升球铰基座(801)、背升球铰下盖(802)、背升球头连杆(803)、背升电动缸(804)和背升伺服电机(805)，所述背升球铰下盖(802)通过螺栓固定安装在背升球铰基座(801)的下方，所述背升球头连杆(803)上端的球头安装在背升球铰基座(801)与背升球铰下盖(802)形成的不完整的球形空间内，所述背升球头连杆(803)的下端通过螺纹固定连接在背升电动缸(804)的上端，所述背升伺服电机(805)固定安装在背升电动缸(804)下端右侧的伺服电机安装台上，所述背升电动缸(804)的上端的两侧设计有用于固定的安装孔。
所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其护栏组件(5)包括下支撑杆(501)、护栏连杆(502)、上支撑杆(503)、限位孔装置(504)、开关把手(505)，所述下支撑杆(501)的上侧横向阵列安装有五个护栏连杆(502)，所述五个护栏连杆(502)的下端均通过销轴与下支撑杆(501)转动连接，且所述五个护栏连杆(502)的上端通过销轴与上支撑杆(503)转动连接，所述最右侧的护栏连杆(502)的上端固定安装有限位孔装置(504)，所述上支撑杆(503)的右端固定安装有开关把手(505)，所述下支撑杆(501)与上支撑杆(503)始终处于平行状态。
所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其床板组件(6)包括活动板(601)、固定板(602)、活动折页(603)，所述活动折页(603)的长是活动板(601)长的二分之三倍，所述活动板(601)与活动折页(603)通过两个固定板(602)转动连接。
多种体位按需切换的多普勒超声检测用床控制方法，其床身在地面上的位置移动通过控制(1)实现，其具体实现方式为：
(1)通过调整滚轮(108)的方向，使相邻的两滚轮(108)的轴线方向相垂直，实现对检测床位置的固定，使得检测床即时受到外力的作用也不会轻易地发生位置的移动；
(2)通过调整滚轮(108)的方向，使四个滚轮(108)的轴向方向保持一致，使检测床沿与滚轮(108)轴线方向相垂直的方向平行移动,v1＝v2＝v3＝v4；
(3)若需要检测床在地面上做绕某点的旋转运动，则做此点与四个滚轮(108)的几何中心点在地面上投影点的连线，r1、r2、r3、r4分别为四个轮子做圆周运动的运动半径，各轮线速度v1、v2、v3、v4的方向与其做圆周运动半径垂直，假设检测床绕一点做圆周运动的角速度为ω，则
多种体位按需切换的多普勒超声检测用床控制方法，病人在床板上的位置通过控制顶升组件(3)实现，具体内容如下：
假设检测床的位置相对于地面静止，将本检测床抽象成4-UPS四杆并联机构模型，取四个十字轴(307)的中心点依次为U1、U2、U3、U4点，对应的四个球头连杆(303)的球头的球心点为S1、S2、S3、S4点,U1、U2、U3、U4所构成的矩形为静平台，S1、S2、S3、S4所构成的矩形为动平台，检测机床处于初始状态时，线段U1S1、U2S2、U3S3、U4S4所在直线交于点O’,以矩形S1S2S3S4的几何中心点为原点p建立笛卡尔坐标系，其中取过p点且与S1S2平行的直线为x轴，取过p点且与S1S4平行的直线为y轴，取过点p竖直向上的直线为z轴，,以矩形U1U2U3U4的几何中心点O为原点建立笛卡尔坐标系，其中取过O点且与U1U2平行的直线为X轴，取过O点且与U1U4平行的直线为Y轴，取过点O竖直向上的直线为Z轴；
动平台向上平移Δh高度：控制四个顶升组件(3)，使四个顶升组件(3)的伸长量均为Δl，由于线段U1S1和U3S3在同一平面内，由几何关系，结合附图有：
(l+Δl)2＝a2+(h+Δh)2
则
其中，
动平台绕x轴旋转角度θ：假设动平台绕x轴顺时针旋转角度θ后，U1S1在xpz面内投影的长度增量为Δl增'，即|U1'S1'|-|U1S1|＝Δl增'，结合附图，根据几何关系
即
将四边形S1S4U4U1与四边形S1'S4'U4'U1'绘制到同一坐标平面内，结合附图，根据几何关系有
(Δl增'+d)2+e2＝(|S1U1|+Δl增)2
即
同理可得Δl减的值，U1S1、U2S2、U3S3、U4S4的长度改变量，使其改变量的大小分别为Δl增、Δl减、Δl减、Δl增即可实现动平台绕x轴顺时针转过θ角度，同理可实现动平台绕y轴旋转一定角度。
本发明提供的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床及控制方法其有益效果如下：
本专利提供的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其四个电动缸组件及下连接架和底板构成4-UPS并联结构，下连接架下侧的四个角上连接有主动滚轮可使床身整体实现在地面上的旋转平移等各种变化位姿的动作，因此，在患者不方便做动作的情况下，医生可通过遥控检测床使患者作上下的平移或沿多个方向做小角度的倾斜等运动，使得检测床上的患者位于理想的便于检测的位置，以方便医生一边操作超声探头对患者进行检测，一边操作操控面板并对检测结果进行观察记录，使一名医生独立完成对患者的检测，这样就解决了过去必须两名医生协同工作完成对患者检测的问题，大大节约了医院的医疗资源，并在一定程度上提升了工作效率。
本专利提供的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其四个转向轮转向运动灵活，不仅可用于多普勒超声检测的场合，也可用于医院内对于行动不便的患者的转运工作，同时本检测床设计有背升机构，可以帮助行动不便的患者在无外界帮助的情况下由躺卧状态坐起，因此本检测床同样可应用到病房内作为病床使用，这体现了本专利的实用性和广泛的适应性，可广泛应用于多种场合，实现了一床多用。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图
图2是所述滚轮组件的结构示意图
图3是所述滚轮组件滚轮一侧的刨视图
图4是所述顶升组件结构示意图
图5是所述底板组件结构示意图
图6是所述底板组件等结构的爆炸视图
图7是所述背升组件结构示意图
图8是所述护栏组件结构示意图
图9是所述滚轮各个运动状态解析图
图10是本发明4-UPS结构简化示意图
图11是底板组件做上下平移时对角线上两顶升组件在竖直平面内运动状态示意图
图12是底板组件做沿x轴的旋转运动时两侧顶升组件在xpy面内运动状态示意图
图13是底板组件做沿x轴的旋转运动时左侧顶升组件运动前后状态分析示意图
图中：
1滚轮组件；101安装筒架；102转向小齿形带轮；103转向齿形带；104滚轮组件安装板；105转向伺服电机；106滚轮驱动电机；107滚轮安装架；108滚轮；109滚轮轴；110大齿形驱动带轮；111齿形驱动带；112小齿形驱动带轮；113护套；114推力轴承盖；115轴承紧固螺母；116转向大齿形带轮；117转向轴；118深沟球轴承；119连接板；120上推力球轴承；121下推力球轴承；2底板组件；201底板；202轴承座；203滑块；204螺母；205丝杠；206联轴器；207横移伺服电机；208导轨；3顶升组件；301球铰基座；302球铰下盖；303球头连杆；304顶升电动缸；305顶升伺服电机；306虎克铰基座；307十字轴；308虎克铰上转动体；4下连接架；5护栏组件；501下支撑杆；502护栏连杆；503上支撑杆；504限位孔装置；505开关把手；6床板组件；601活动板；602固定板；603活动折页；7背升组件固定架；8背升机构组件；801背升球铰基座；802背升球铰下盖；803背升球头连杆；804背升电动缸；805背升伺服电机。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的实施方案和工作过程。
图1为本发明的总体结构示意图，多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，包括滚轮组件(1)、底板组件(2)、顶升组件(3)、下连接架(4)、护栏组件(5)、床板组件(6)、背升组件固定架(7)和背升机构组件(8)，下连接架(4)的下侧固定安装有四个滚轮组件(1)，四个滚轮组件(1)分别位于下连接架(4)下侧的四个角上，下连接架(4)上侧安装有四个顶升组件(3)且下连接架(4)与四个顶升组件(3)下端的虎克铰基座固定连接，四个顶升组件(3)分别位于底板组件(2)下侧的四个角上且底板组件(2)与顶升组件(3)上端的球铰基座分别固定连接，护栏组件(5)有两个，两个护栏组件(5)分别对称固定安装于底板组件(2)的两侧，底板组件(2)通过其上滑块与背升组件固定架(7)固定连接，背升机构组件(8)固定安装在背升组件固定架(7)下侧的安装台上，背升组件固定架(7)的上侧固定安装有床板组件(6)，背升机构组件(8)上端的背升球铰基座固定安装在床板组件(6)的下侧。
如图2、图3所示，滚轮组件(1)包括安装筒架(101)、转向小齿形带轮(102)、转向齿形带(103)、滚轮组件安装板(104)、转向伺服电机(105)、滚轮驱动电机(106)、滚轮安装架(107)、滚轮(108)、滚轮轴(109)、大齿形驱动带轮(110)、齿形驱动带(111)、小齿形驱动带轮(112)、护套(113)、推力轴承盖(114)、轴承紧固螺母(115)、转向大齿形带轮(116)、转向轴(117)、深沟球轴承(118)、连接板(119)、上推力球轴承(120)和下推力球轴承(121)，滚轮组件安装板(104)右半部分的下侧固定安装有转向伺服电机(105)，转向伺服电机(105)的输出轴穿过滚轮组件安装板(104)上的孔，转向伺服电机(105)的输出轴通过键连接有转向小齿形带轮(102)，滚轮组件安装板(104)的左半部分安装有转向轴(117)，转向轴(117)的下侧设计有连接板(119)，转向轴(117)的下端安装有下推力球轴承(121)，转向轴(117)的下端同时安装有护套(113)，护套(113)位于下推力球轴承(121)的外侧，转向轴(117)的中间位置固定安装有推力轴承盖(114)，推力轴承盖(114)的下侧安装有上推力球轴承(120)，转向轴(117)上的上推力球轴承(120)与下推力球轴承(121)之间的位置固定安装有深沟球轴承(118)，上推力球轴承(120)位于滚轮组件安装板(104)的上侧，下推力球轴承(121)位于滚轮组件安装板(104)的下侧，深沟球轴承(118)位于滚轮组件安装板(104)上的孔内且与孔的内壁过盈配合，轴承紧固螺母(115)通过螺纹连接在转向轴(117)上且轴承紧固螺母(115)位于推力轴承盖(114)的上侧，转向大齿形带轮(116)通过紧固螺母固定安装在转向轴(117)的上端，转向齿形带(103)安装在转向小齿形带轮(102)和转向大齿形带轮(116)上，安装筒架(101)安装在滚轮组件安装板(104)的上侧且安装筒架(101)的外轮廓与滚轮组件安装板(104)的轮廓相重合，连接板(119)的下侧固定安装有滚轮安装架(107)，滚轮安装架(107)的电机安装洞内通过螺栓固定安装有滚轮驱动电机(106)，滚轮驱动电机(106)的输出轴端固定安装有小齿形驱动带轮(112)，滚轮安装架(107)的下端通过轴承连接有滚轮轴(109)，滚轮轴(109)的中间位置固定安装有滚轮(108)，滚轮(108)位于滚轮安装架(107)下端的两滚轮轴安装臂之间，滚轮轴(109)的左端固定安装有大齿形驱动带轮(110)，大齿形驱动带轮(110)和小齿形驱动带轮(112)上安装有齿形驱动带(111)。
如图4所示，顶升组件(3)包括球铰基座(301)、球铰下盖(302)、球头连杆(303)、顶升电动缸(304)、顶升伺服电机(305)、虎克铰基座(306)、十字轴(307)和虎克铰上转动体(308)，球铰下盖(302)通过螺栓固定安装在球铰基座(301)的下方，球头连杆(303)上端的球头安装在球铰基座(301)与球铰下盖(302)形成的不完整的球形空间内，球头连杆(303)的下端通过螺纹固定连接在顶升电动缸(304)的上端，顶升伺服电机(305)固定安装在顶升电动缸(304)下端右侧的伺服电机安装台上，虎克铰基座(306)与虎克铰上转动体(308)通过十字轴(307)转动连接，虎克铰上转动体(308)的上端固定连接在顶升电动缸(304)的下端面上。
如图5、图6所示，底板组件(2)包括底板(201)、轴承座(202)、滑块(203)、螺母(204)、丝杠(205)、联轴器(206)、横移伺服电机(207)和导轨(208)，导轨(208)有两条，两条导轨(208)平行地对称安装于底板(201)上侧的两导轨安装台上，每条导轨(208)上均滑动连接有两个滑块(203)，丝杠(205)通过两个轴承座(202)固定安装于两个导轨(208)之间，螺母(204)通过螺纹连接在丝杠(205)上两轴承座(202)之间的位置，横移伺服电机(207)通过联轴器(206)与丝杠(205)相连接，横移伺服电机(207)固定安装在底板(201)上。
如图7所示，背升机构组件(8)包括背升球铰基座(801)、背升球铰下盖(802)、背升球头连杆(803)、背升电动缸(804)和背升伺服电机(805)，背升球铰下盖(802)通过螺栓固定安装在背升球铰基座(801)的下方，背升球头连杆(803)上端的球头安装在背升球铰基座(801)与背升球铰下盖(802)形成的不完整的球形空间内，背升球头连杆(803)的下端通过螺纹固定连接在背升电动缸(804)的上端，背升伺服电机(805)固定安装在背升电动缸(804)下端右侧的伺服电机安装台上，背升电动缸(804)的上端的两侧设计有用于固定的安装孔。
如图8所示，护栏组件(5)包括下支撑杆(501)、护栏连杆(502)、上支撑杆(503)、限位孔装置(504)、开关把手(505)，下支撑杆(501)的上侧横向阵列安装有五个护栏连杆(502)，五个护栏连杆(502)的下端均通过销轴与下支撑杆(501)转动连接，且五个护栏连杆(502)的上端通过销轴与上支撑杆(503)转动连接，最右侧的护栏连杆(502)的上端固定安装有限位孔装置(504)，上支撑杆(503)的右端固定安装有开关把手(505)，下支撑杆(501)与上支撑杆(503)始终处于平行状态。
如图6所示，床板组件(6)包括活动板(601)、固定板(602)、活动折页(603)，活动折页(603)的长是活动板(601)长的二分之三倍，活动板(601)与活动折页(603)通过两个固定板(602)转动连接。
如图9、图10、图11、图12、图13所示，多种体位按需切换的多普勒超声检测用床控制方法，其内容包括，床身在地面上的位置移动通过控制(1)实现，其具体实现方式为：
(1)通过调整滚轮(108)的方向，使相邻的两滚轮(108)的轴线方向相垂直，如图9A所示，实现对检测床位置的固定，使得检测床即时受到外力的作用也不会轻易地发生位置的移动；
(2)通过调整滚轮(108)的方向，使四个滚轮(108)的轴向方向保持一致，如图9B所示，使检测床沿与滚轮(108)轴线方向相垂直的方向平行移动,v1＝v2＝v3＝v4；
(3)若需要检测床在地面上做绕某点的旋转运动，则做此点与四个滚轮(108)的几何中心点在地面上投影点的连线，如图9C、图9D、图9E所示，r1、r2、r3、r4分别为四个轮子做圆周运动的运动半径，各轮线速度v1、v2、v3、v4的方向与其做圆周运动半径垂直，假设检测床绕一点做圆周运动的角速度为ω，则
多种体位按需切换的多普勒超声检测用床控制方法，其内容包括，病人在床板上的位置通过控制顶升组件(3)实现，具体内容如下：
如图10所示，假设检测床的位置相对于地面静止，将本检测床抽象成4-UPS四杆并联机构模型，取四个十字轴(307)的中心点依次为U1、U2、U3、U4点，对应的四个球头连杆(303)的球头的球心点为S1、S2、S3、S4点,U1、U2、U3、U4所构成的矩形为静平台，S1、S2、S3、S4所构成的矩形为动平台，检测机床处于初始状态时，线段U1S1、U2S2、U3S3、U4S4所在直线交于点O’,以矩形S1S2S3S4的几何中心点为原点p建立笛卡尔坐标系，其中取过p点且与S1S2平行的直线为x轴，取过p点且与S1S4平行的直线为y轴，取过点p竖直向上的直线为z轴，,以矩形U1U2U3U4的几何中心点O为原点建立笛卡尔坐标系，其中取过O点且与U1U2平行的直线为X轴，取过O点且与U1U4平行的直线为Y轴，取过点O竖直向上的直线为Z轴；
动平台向上平移Δh高度：控制四个顶升组件(3)，使四个顶升组件(3)的伸长量均为Δl，由于线段U1S1和U3S3在同一平面内，由几何关系，结合附图11有：
(l+Δl)2＝a2+(h+Δh)2
则
其中，
动平台绕x轴旋转角度θ：假设动平台绕x轴顺时针旋转角度θ后，U1S1在xpz面内投影的长度增量为Δl增'，即|U1'S1'|-|U1S1|＝Δl增'，结合附图11，根据几何关系
即
将四边形S1S4U4U1与四边形S1'S4'U4'U1'绘制到同一坐标平面内，结合附图12，根据几何关系有
(Δl增'+d)2+e2＝(|S1U1|+Δl增)2
即
同理可得Δl减的值，U1S1、U2S2、U3S3、U4S4的长度改变量，使其改变量的大小分别为Δl增、Δl减、Δl减、Δl增即可实现动平台绕x轴顺时针转过θ角度，同理可实现动平台绕y轴旋转一定角度。
本发明提供的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床及工作过程如下：
在对患者进行检测时，首先将检测床的床板组件(6)的高度调至最低，并使其水平，放下两侧的护栏组件(5)，以方便患者平躺到床上，患者平躺到检测床上后将两侧的护栏拉起，方便患者用手抓住护栏，并起到检测床在倾斜的过程中对患者的保护作用，以免患者从床上滑下。对患者进行检测时，医生坐在超声操控台前，医生的右手边是超声检测用床，床上躺着待检测的患者，医生首先根据患者需要检测的部位，对超声检测仪发出的检测信号进行调整，随即医生通过遥控器控制检测床调整检测床的位置，使其发生平移倾斜等的多种动作，最终使检测床上的患者的待检测部位在医生坐在原处的情况下处于医生的右手能触及的位置，放下靠近医生一侧的护栏，医生右手手持超声探头对患者的身体进行检测，同时医生左手随时操作超声检测仪的控制面板，随时调整超声检测仪相应的数据，在检测过程中医生还可以随时观察超声检测仪的显示屏，对生成的图像信息等进行实时的检测记录；当患者的一个部位检测完成时，医生可再次通过遥控器控制检测床调整检测床的位置，使其发生平移倾斜等的动作，使得检测床上的患者的另一个待检测部位在医生坐在原处的情况下处于医生右手能很方便的触及的位置上，医生此时重复相应检测步骤，对患者的此处进行检测；若患者身体有多处位置需要进行多普勒超声检测，则医生可以通过上述同样的方式，遥控检测床，调整患者的位姿，对患者身体上的多处部位进行检测，直至检测完成，此时医生将检测床床板的位置调至水平，医生遥控背升电动缸(804)工作，将床板组件(6)中的活动板(601)的一侧升起，此时患者在活动板(601)的作用下缓缓坐起，遥控检测床使患者处于最低位置并放下两侧的护栏，使患者更方便地下床；当患者的伤情较重自主活动能力很差时，可控制检测床的滚轮组件(1)工作，将检测完的患者直接送至病房，避免了中间转移到别的担架或轮椅的过程对患者造成的二次伤害。

Claims (7)

1.多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其特征在于，包括滚轮组件(1)、底板组件(2)、顶升组件(3)、下连接架(4)、护栏组件(5)、床板组件(6)、背升组件固定架(7)和背升机构组件(8)，所述下连接架(4)的下侧固定安装有四个滚轮组件(1)，所述四个滚轮组件(1)分别位于下连接架(4)下侧的四个角上，所述下连接架(4)上侧安装有四个顶升组件(3)且下连接架(4)与四个顶升组件(3)下端的虎克铰基座固定连接，所述四个顶升组件(3)分别位于底板组件(2)下侧的四个角上且底板组件(2)与顶升组件(3)上端的球铰基座分别固定连接，所述护栏组件(5)有两个，两个护栏组件(5)分别对称固定安装于底板组件(2)的两侧，所述底板组件(2)通过其上滑块与背升组件固定架(7)固定连接，所述背升机构组件(8)固定安装在背升组件固定架(7)下侧的安装台上，所述背升组件固定架(7)的上侧固定安装有床板组件(6)，所述背升机构组件(8)上端的背升球铰基座固定安装在床板组件(6)的下侧；
所述滚轮组件(1)包括安装筒架(101)、转向小齿形带轮(102)、转向齿形带(103)、滚轮组件安装板(104)、转向伺服电机(105)、滚轮驱动电机(106)、滚轮安装架(107)、滚轮(108)、滚轮轴(109)、大齿形驱动带轮(110)、齿形驱动带(111)、小齿形驱动带轮(112)、护套(113)、推力轴承盖(114)、轴承紧固螺母(115)、转向大齿形带轮(116)、转向轴(117)、深沟球轴承(118)、连接板(119)、上推力球轴承(120)和下推力球轴承(121)，所述滚轮组件安装板(104)右半部分的下侧固定安装有转向伺服电机(105)，所述转向伺服电机(105)的输出轴穿过滚轮组件安装板(104)上的孔，所述转向伺服电机(105)的输出轴通过键连接有转向小齿形带轮(102)，所述的滚轮组件安装板(104)的左半部分安装有转向轴(117)，所述转向轴(117)的下侧设计有连接板(119)，所述转向轴(117)的下端安装有下推力球轴承(121)，所述转向轴(117)的下端同时安装有护套(113)，所述护套(113)位于下推力球轴承(121)的外侧，所述转向轴(117)的中间位置固定安装有推力轴承盖(114)，所述推力轴承盖(114)的下侧安装有上推力球轴承(120)，所述转向轴(117)上的上推力球轴承(120)与下推力球轴承(121)之间的位置固定安装有深沟球轴承(118)，所述上推力球轴承(120)位于滚轮组件安装板(104)的上侧，所述下推力球轴承(121)位于滚轮组件安装板(104)的下侧，所述深沟球轴承(118)位于滚轮组件安装板(104)上的孔内且与孔的内壁过盈配合，所述轴承紧固螺母(115)通过螺纹连接在转向轴(117)上且轴承紧固螺母(115)位于推力轴承盖(114)的上侧，所述转向大齿形带轮(116)通过紧固螺母固定安装在转向轴(117)的上端，所述转向齿形带(103)安装在转向小齿形带轮(102)和转向大齿形带轮(116)上，所述安装筒架(101)安装在滚轮组件安装板(104)的上侧且安装筒架(101)的外轮廓与滚轮组件安装板(104)的轮廓相重合，所述连接板(119)的下侧固定安装有滚轮安装架(107)，所述滚轮安装架(107)的电机安装洞内通过螺栓固定安装有滚轮驱动电机(106)，所述滚轮驱动电机(106)的输出轴端固定安装有小齿形驱动带轮(112)，所述滚轮安装架(107)的下端通过轴承连接有滚轮轴(109)，所述滚轮轴(109)的中间位置固定安装有滚轮(108)，所述滚轮(108)位于滚轮安装架(107)下端的两滚轮轴安装臂之间，所述滚轮轴(109)的左端固定安装有大齿形驱动带轮(110)，所述大齿形驱动带轮(110)和小齿形驱动带轮(112)上安装有齿形驱动带(111)；
所述顶升组件(3)包括球铰基座(301)、球铰下盖(302)、球头连杆(303)、顶升电动缸(304)、顶升伺服电机(305)、虎克铰基座(306)、十字轴(307)和虎克铰上转动体(308)，所述球铰下盖(302)通过螺栓固定安装在球铰基座(301)的下方，所述球头连杆(303)上端的球头安装在球铰基座(301)与球铰下盖(302)形成的不完整的球形空间内，所述球头连杆(303)的下端通过螺纹固定连接在顶升电动缸(304)的上端，所述顶升伺服电机(305)固定安装在顶升电动缸(304)下端右侧的伺服电机安装台上，所述虎克铰基座(306)与虎克铰上转动体(308)通过十字轴(307)转动连接，所述虎克铰上转动体(308)的上端固定连接在顶升电动缸(304)的下端面上。
2.按照权利要求1所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其特征在于，所述底板组件(2)包括底板(201)、轴承座(202)、滑块(203)、螺母(204)、丝杠(205)、联轴器(206)、横移伺服电机(207)和导轨(208)，所述导轨(208)有两条，两条导轨(208)平行地对称安装于底板(201)上侧的两导轨安装台上，每条导轨(208)上均滑动连接有两个滑块(203)，所述丝杠(205)通过两个轴承座(202)固定安装于两个导轨(208)之间，所述螺母(204)通过螺纹连接在丝杠(205)上两轴承座(202)之间的位置，所述横移伺服电机(207)通过联轴器(206)与丝杠(205)相连接，所述横移伺服电机(207)固定安装在底板(201)上。
3.按照权利要求1所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其特征在于，所述背升机构组件(8)包括背升球铰基座(801)、背升球铰下盖(802)、背升球头连杆(803)、背升电动缸(804)和背升伺服电机(805)，所述背升球铰下盖(802)通过螺栓固定安装在背升球铰基座(801)的下方，所述背升球头连杆(803)上端的球头安装在背升球铰基座(801)与背升球铰下盖(802)形成的不完整的球形空间内，所述背升球头连杆(803)的下端通过螺纹固定连接在背升电动缸(804)的上端，所述背升伺服电机(805)固定安装在背升电动缸(804)下端右侧的伺服电机安装台上，所述背升电动缸(804)的上端的两侧设计有用于固定的安装孔。
4.按照权利要求1所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其特征在于，所述护栏组件(5)包括下支撑杆(501)、护栏连杆(502)、上支撑杆(503)、限位孔装置(504)、开关把手(505)，所述下支撑杆(501)的上侧横向阵列安装有五个护栏连杆(502)，所述五个护栏连杆(502)的下端均通过销轴与下支撑杆(501)转动连接，且所述五个护栏连杆(502)的上端通过销轴与上支撑杆(503)转动连接，最右侧的护栏连杆(502)的上端固定安装有限位孔装置(504)，所述上支撑杆(503)的右端固定安装有开关把手(505)，所述下支撑杆(501)与上支撑杆(503)始终处于平行状态。
5.按照权利要求1所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床，其特征在于，所述(6)床板组件包括活动板(601)、固定板(602)、活动折页(603)，所述活动折页(603)的长是活动板(601)长的二分之三倍，所述活动板(601)与活动折页(603)通过两个固定板(602)转动连接。
6.权利要求1-5任一所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床的控制方法，其特征在于，床身在地面上的位置移动通过控制滚轮组件(1)实现，其具体实现方式为：
(1)通过调整滚轮(108)的方向，使相邻的两滚轮(108)的轴线方向相垂直，实现对检测床位置的固定；
(2)通过调整滚轮(108)的方向，使四个滚轮(108)的轴向方向保持一致，使检测床沿与滚轮(108)轴线方向相垂直的方向平行移动,v1＝v2＝v3＝v4；
(3)若需要检测床在地面上做绕某点的旋转运动，则做此点与四个滚轮(108)的几何中心点在地面上投影点的连线，r1、r2、r3、r4分别为四个轮子做圆周运动的运动半径，各轮线速度v1、v2、v3、v4的方向与其做圆周运动半径垂直，假设检测床绕一点做圆周运动的角速度为ω，则
7.权利要求1-5任一所述的多种体位按需切换的多普勒超声检测用床的控制方法，其特征在于，病人在床板上的位置通过控制顶升组件(3)实现，具体内容如下：
假设检测床的位置相对于地面静止，将本检测床抽象成4-UPS四杆并联机构模型，取四个十字轴(307)的中心点依次为U1、U2、U3、U4点，对应的四个球头连杆(303)的球头的球心点为S1、S2、S3、S4点,U1、U2、U3、U4所构成的矩形为静平台，S1、S2、S3、S4所构成的矩形为动平台，检测机床处于初始状态时，线段U1S1、U2S2、U3S3、U4S4所在直线交于点O’,以矩形S1S2S3S4的几何中心点为原点p建立笛卡尔坐标系，其中取过p点且与S1S2平行的直线为x轴，取过p点且与S1S4平行的直线为y轴，取过点p竖直向上的直线为z轴，以矩形U1U2U3U4的几何中心点O为原点建立笛卡尔坐标系，其中取过O点且与U1U2平行的直线为X轴，取过O点且与U1U4平行的直线为Y轴，取过点O竖直向上的直线为Z轴；
动平台向上平移Δh高度：控制四个顶升组件(3)，使四个顶升组件(3)的伸长量均为Δl，由于线段U1S1和U3S3在同一平面内，由几何关系，结合附图11有：
(l+Δl)2＝a2+(h+Δh)2
则
其中，
动平台绕x轴旋转角度θ：假设动平台绕x轴顺时针旋转角度θ后，U1 S1在xpz面内投影的长度增量为Δl增'，即|U1'S1'|-|U1S1|＝Δl增'，结合附图11，根据几何关系
即
将四边形S1 S4U4U1与四边形S1'S4'U4'U1'绘制到同一坐标平面内，结合附图12，根据几何关系有
(Δl增'+d)2+e2＝(S1U1|+Δl增)2
即
同理可得Δl减的值，U1 S1、U2S2、U3S3、U4S4的长度改变量，使其改变量的大小分别为Δl增、Δl减、Δl减、Δl增即可实现动平台绕x轴顺时针转过θ角度，同理可实现动平台绕y轴旋转一定角度。
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