CN113223342B - 一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于虚拟现实技术领域，具体的说是一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统及其设备，包括三维扫描仪；所述三维扫描仪连接有数据处理模块；所述数据处理模块连接有操作训练模块；所述数据处理模块包括图像处理单元、模型生成单元和显示屏；所述操作训练模块包括数据转换单元、操作监控单元、操作修正单元；本发明通过设置三维扫描仪、数据处理模块和操作训练模块，获得手术仪器设备的相关数据，可以模拟手术仪器的操作过程，当用户操作错误时，可以及时指出该错误，同时提供正确的操作方法，能够有效提高用户手术仪器操作的效率、准确性和稳定性，并且可以反复学习。

Description

一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统及其设备

技术领域

本发明属于虚拟现实技术领域，具体的说是一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统及其设备。

背景技术

手术室是各种高精尖仪器和设备的聚集地，比如达芬奇机器人、显微镜、手术腔镜、神经监护仪等等，价值都高达上数十万元至千万元。手术室护士和外科医生作为此类设备的主要操作者，使用前均需进行必要的操作培训和考核才能进行使用。否则，一旦操作不当，不仅可能毁坏仪器，造成医院的经济负担，更有甚者危害患者安全。既往此类设备的培训方式多采用理论、视频和现场教学模式，起到了比较基础的教学和实践支持，但是医护人员不同的工作时间有可能会错过单次集中培训，或理解程度不同，一次或几次的集中训练无法满足个体的差异化学习需求。发明基于虚拟现实技术的手术仪器操作的训练系统和设备，通过可视化的数据进行实时和模拟手术仪器实景操作，可以大幅降低仪器的理解和操作难度，提高医护人员复杂仪器设备的学习和实践能力。

现有技术中也出现了一些关于虚拟现实的技术方案，如申请号为2017112284807的一项中国专利公开了一种基于虚拟现实的手术训练方法及系统，包括获取目标手术部位的三维模型，获得所述三维模型的属性信息，根据所述三维模型的所述属性信息，获取与所述属性信息所对应的虚拟信息，并显示在显示器上，然后获取对所述目标的操作信息；最后将所述操作信息与预定信息进行对比，对所述操作信息进行修正，获得对所述目标最优的下一步操作信息；并且，可以对用户的操作进行实时的监控以及校正。该发明通过获得目标手术部位的相关数据，用户可以对手术操作进行模拟、校核以及后续的最优操作信息，能够有效提高用户手术操作的效率、准确性、和稳定性。

上述技术中，对目标手术部位进行扫描建模，进而模拟各种手术场景，从而对手术操作过程进行训练，但是不涉及手术仪器的使用操作，用户在手术之前应当掌握各种手术仪器的操作规范，否则一旦操作不当，不仅可能毁坏仪器，造成医院的经济负担，更有甚者危害患者安全。

为此，本发明提供一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统及其设备。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决对目标手术部位进行扫描建模，进而模拟各种手术场景，从而对手术操作过程进行训练，但是不涉及手术仪器的使用操作，用户在手术之前应当掌握各种手术仪器的操作规范，否则一旦操作不当，不仅可能毁坏仪器，造成医院的经济负担，更有甚者危害患者安全的问题，本发明提出了一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统及其设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统，包括三维扫描仪；所述三维扫描仪连接有数据处理模块；所述数据处理模块连接有操作训练模块；所述数据处理模块包括图像处理单元、模型生成单元和显示屏；所述操作训练模块包括数据转换单元、操作监控单元、操作修正单元；工作时，现有技术中的手术训练系统，是对目标手术部位进行扫描建模，进而模拟各种手术场景，从而对手术操作过程进行训练，但是不涉及手术仪器的使用操作，用户在手术之前应当掌握各种手术仪器的操作规范，否则一旦操作不当，不仅可能毁坏仪器，造成医院的经济负担，更有甚者危害患者安全；此时本发明通过三维扫描仪对手术仪器进行拍照扫描，然后通过图像处理单元和模型生成单元获得手术仪器的三维模型，并传输到显示屏上，根据显示屏上的虚拟信息，将数据转换成对应手术仪器的操作信息，然后通过操作监控单元和操作修正单元对用户的操作进行实时监控，当用户操作错误时，可以及时指出该错误，同时提供正确的操作方法，本发明通过获得手术仪器设备的相关数据，系统可以对仪器操作进行模拟、修正，能够有效提高用户手术仪器操作的效率、准确性和稳定性，并且可以反复学习。

优选的，所述操作训练模块连接有数据共享模块；所述数据共享模块包括专科分级单元、成绩计算单元、成绩共享单元；工作时，各专科仪器设备可以进行分专科学习，并且根据设备的难度分等级进行学习，更具有趣味性，结合游戏通关的形式，还可以联网，和不同玩家进行游戏排名，操作成绩(游戏成绩)也可以作为考核医护人员仪器设备操作评级的依据。

一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统的设备，该设备适用于上述基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统，所述三维扫描仪包括滑轨；所述滑轨上滑动连接有底座；所述底座上侧固接有弧形安装架；所述弧形安装架内测设有若干相机；所述弧形安装架外测固接有与相机数量相同的气压缸；所述气压缸中滑动连接有气压杆；所述气压杆贯穿弧形安装架并与相机固接；工作时，目前的三维扫描建模设备尺寸固定，不能很好的根据待扫描物件的具体尺寸进行调节使用，在进行较小物件扫描的时候会由于相机与物件之间距离过大使得图像不够清晰，对较大物件进行扫描的时候又因为物件尺寸过大不能很好的放入扫描设备内进行扫描，使得适用范围受到一定的局限；此时本发明中，将待扫描手术仪器放在滑轨中间，通过外部动力推动底座在滑轨上滑动，相机对手术仪器等间距拍照，当手术仪器过大或过小时，分别启动每个相机对应的气压缸，通过气压杆带动相机在弧形安装架上滑动，可以调节相机与手术仪器之间的距离，提高设备的实用性。

优选的，所述弧形安装架中转动连接有与相机数量相同的锥齿轮；所述锥齿轮套设在气压杆外侧，且气压杆与锥齿轮通过丝杆螺母副连接；相邻的所述锥齿轮互相啮合；工作时，只需启动其中一个气压缸，带动气压杆在弧形安装架中滑动，同时气压杆带动锥齿轮转动，锥齿轮进而带动相邻的锥齿轮转动，使得其他气压杆也在弧形安装架中滑动，从而调整相机与手术仪器之间的距离，同时保证了每个相机的位移量相等，使得每个相机与手术仪器之间的距离相同，提高了拍摄精度。

优选的，所述滑轨正上方的弧形安装架中开设有旋转槽，且气压杆贯穿旋转槽；所述旋转槽中转动连接有结合环，结合环套设在气压杆上，且气压杆与结合环通过丝杆螺母副连接；所述结合环外侧固接有凸块；所述旋转槽下方的弧形安装架上固接有活塞缸；所述活塞缸中滑动连接有活塞板；所述活塞板上固接有活塞杆，且活塞杆延伸至旋转槽中；所述活塞板与活塞缸底端之间设有弹性棉，且弹性棉中浸有洗涤液；所述活塞缸底端开设有导流孔；所述滑轨底部开设有排液孔；工作时，气压杆在弧形安装架中滑动时，带动结合环旋转，进而凸块挤压活塞杆，活塞杆带动活塞板向下移动并挤压弹性棉，使得弹性棉中的洗涤液通过导流孔向下挤出，滴入下方的滑轨中，当底座在滑轨中运行时，将洗涤液带到滑轨各种，起到润滑的效果，同时滑轨长时间不使用容易落入灰尘，该操作可以洗涤滑轨中的灰尘，底座再次经过时，将含有灰尘的洗涤液通过排液孔向外挤出。

优选的，所述排液孔中通过支架固接有导杆，且导杆与排液孔中轴线重合；所述导杆上套设有一组导环，且导环与导杆滑动连接；所述导环上设有结合片；所述结合片远离导环的一端设有三角齿，且三角齿抵压在排液孔孔壁上；所述导杆上固接有弹绳，且弹绳的另一端与结合片连接；工作时，含有灰尘的洗涤液通过排液孔向外挤出时，推动结合片和导环在排液孔中滑动，进而三角齿对排液孔孔壁进行刮拭，清理上次工作时残留在孔壁的灰尘泥浆，改善泥浆干燥后残留在排液孔孔壁、造成排液孔堵塞的情况。

优选的，所述结合片与导环之间通过扭簧铰接；所述三角齿与结合片之间通过扭簧铰接；工作时，含有灰尘的洗涤液通过排液孔向外挤出时，推动结合片和导环在排液孔中滑动，同时在弹绳的拉力下，结合片与导杆之间的夹角减小，进而三角齿在扭簧的扭力下顺时针转动，提高齿尖与排液孔孔壁的垂直程度，进而提高三角齿的清理效果。

优选的，所述结合片靠近三角齿的位置开设有安装槽；所述安装槽中通过扭簧铰接有分动板；所述分动板与安装槽底端之间固接有折叠气囊；所述弹绳贯穿安装槽底端并与分动板自由端固接；所述分动板上开设有喷孔，且喷孔与折叠气囊连通；工作时，结合片和导环在排液孔中滑动时，弹绳拉动分动板并使其转动，进而分动板挤压折叠气囊，其中的气体通过喷孔向三角齿的方向挤出，提供吹气的效果，使得被三角齿刮拭下来的固化泥浆及时通过排液孔排出，进一步提高了清理效率。

优选的，所述折叠气囊包括喷气腔和发生腔；所述发生腔中固接有分离片；所述分离片一侧的发生腔中填充有稀盐酸溶液，另一侧的发生腔中填充有碳酸钙颗粒，且碳酸钙颗粒所在的发生腔通过充气孔与喷气腔连通；所述分动板上固接有触发杆，且触发杆延伸至发生腔中的一端贯穿分离片并与分离片滑动连接；所述触发杆靠近分离片的部分开设有导流槽；所述喷孔中设有单向阀；工作时，当弹绳拉动分动板旋转时，挤压折叠气囊并使其喷气，分动片带动触发杆在分离片中滑动，使得导流槽完全位于分离片的一侧，此时触发杆将分离片密封，稀盐酸溶液无法接触到碳酸钙颗粒，当分动板复位时，触发杆在分离片中滑动，使得导流槽位于分离片的两侧，此时稀盐酸溶液通过导流槽进入碳酸钙颗粒所在的发生腔中，生成气体并通过充气孔涌入喷气腔中，以此循环，该操作提供了充气装置，可以防止折叠气囊中的气体喷出后，折叠气囊回弹并通过喷孔吸入液体，造成损坏，该装置提高了折叠气囊的使用寿命。

优选的，所述导流槽中部设有滑块，且滑块与导流槽密封滑动连接；所述滑块与导流槽侧端之间固接有弹簧；工作时，滑块初始位置位于导流槽中部，当分动板复位，带动触发杆在分离片中滑动，滑动停止时，导流槽位于分离片两侧，滑块在惯性作用下继续向弹簧的方向滑动，此时稀盐酸可以通过导流槽与碳酸钙反应，当弹簧将滑块推到导流槽中部时，此时滑块将分离片密封，防止过量生成气体，造成折叠气囊胀炸的情况。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统及其设备，通过设置三维扫描仪、数据处理模块和操作训练模块，获得手术仪器设备的相关数据，可以模拟手术仪器的操作过程，当用户操作错误时，可以及时指出该错误，同时提供正确的操作方法，能够有效提高用户手术仪器操作的效率、准确性和稳定性，并且可以反复学习。

2.本发明所述的一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统及其设备，只需启动其中一个气压缸，带动气压杆在弧形安装架中滑动，同时气压杆带动锥齿轮转动，锥齿轮进而带动相邻的锥齿轮转动，使得其他气压杆也在弧形安装架中滑动，从而调整相机与手术仪器之间的距离，同时保证了每个相机的位移量相等，使得每个相机与手术仪器之间的距离相同，提高了拍摄精度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中三维扫描仪的立体示意图；

图3是本发明中弧形安装架的剖视图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是本发明中滑轨的剖视图；

图6是图5中B处的局部放大图；

图7是本发明中结合片的局部剖视图；

图8是本发明中分动板和折叠气囊的剖视图；

图9是图8中C处的局部放大图；

图10是图9中D处的局部放大图；

图中：1、稀盐酸溶液；2、碳酸钙颗粒；3、单向阀；4、弹簧；5、滑轨；6、底座；7、弧形安装架；8、相机；9、气压缸；10、气压杆；11、锥齿轮；12、旋转槽；13、结合环；14、凸块；15、活塞缸；16、活塞板；17、活塞杆；18、弹性棉；19、导流孔；51、排液孔；52、支架；53、导杆；54、导环；55、结合片；56、三角齿；57、弹绳；58、安装槽；59、分动板；60、折叠气囊；61、喷孔；601、喷气腔；602、发生腔；603、分离片；604、充气孔；605、触发杆；606、导流槽；607、滑块。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一

如图1至图7所示，本发明所述的一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统，包括三维扫描仪；所述三维扫描仪连接有数据处理模块；所述数据处理模块连接有操作训练模块；所述数据处理模块包括图像处理单元、模型生成单元和显示屏；所述操作训练模块包括数据转换单元、操作监控单元、操作修正单元；工作时，现有技术中的手术训练系统，是对目标手术部位进行扫描建模，进而模拟各种手术场景，从而对手术操作过程进行训练，但是不涉及手术仪器的使用操作，用户在手术之前应当掌握各种手术仪器的操作规范，否则一旦操作不当，不仅可能毁坏仪器，造成医院的经济负担，更有甚者危害患者安全；此时本发明通过三维扫描仪对手术仪器进行拍照扫描，然后通过图像处理单元和模型生成单元获得手术仪器的三维模型，并传输到显示屏上，根据显示屏上的虚拟信息，将数据转换成对应手术仪器的操作信息，然后通过操作监控单元和操作修正单元对用户的操作进行实时监控，当用户操作错误时，可以及时指出该错误，同时提供正确的操作方法，本发明通过获得手术仪器设备的相关数据，系统可以对仪器操作进行模拟、修正，能够有效提高用户手术仪器操作的效率、准确性和稳定性，并且可以反复学习。

所述操作训练模块连接有数据共享模块；所述数据共享模块包括专科分级单元、成绩计算单元、成绩共享单元；工作时，各专科仪器设备可以进行分专科学习，并且根据设备的难度分等级进行学习，更具有趣味性，结合游戏通关的形式，还可以联网，和不同玩家进行游戏排名，操作成绩(游戏成绩)也可以作为考核医护人员仪器设备操作评级的依据。

一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统的设备，该设备适用于上述基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统，所述三维扫描仪包括滑轨5；所述滑轨5上滑动连接有底座6；所述底座6上侧固接有弧形安装架7；所述弧形安装架7内测设有若干相机8；所述弧形安装架7外测固接有与相机8数量相同的气压缸9；所述气压缸9中滑动连接有气压杆10；所述气压杆10贯穿弧形安装架7并与相机8固接；工作时，目前的三维扫描建模设备尺寸固定，不能很好的根据待扫描物件的具体尺寸进行调节使用，在进行较小物件扫描的时候会由于相机8与物件之间距离过大使得图像不够清晰，对较大物件进行扫描的时候又因为物件尺寸过大不能很好的放入扫描设备内进行扫描，使得适用范围受到一定的局限；此时本发明中，将待扫描手术仪器放在滑轨5中间，通过外部动力推动底座6在滑轨5上滑动，相机8对手术仪器等间距拍照，当手术仪器过大或过小时，分别启动每个相机8对应的气压缸9，通过气压杆10带动相机8在弧形安装架7上滑动，可以调节相机8与手术仪器之间的距离，提高设备的实用性。

所述弧形安装架7中转动连接有与相机8数量相同的锥齿轮11；所述锥齿轮11套设在气压杆10外侧，且气压杆10与锥齿轮11通过丝杆螺母副连接；相邻的所述锥齿轮11互相啮合；工作时，只需启动其中一个气压缸9，带动气压杆10在弧形安装架7中滑动，同时气压杆10带动锥齿轮11转动，锥齿轮11进而带动相邻的锥齿轮11转动，使得其他气压杆10也在弧形安装架7中滑动，从而调整相机8与手术仪器之间的距离，同时保证了每个相机8的位移量相等，使得每个相机8与手术仪器之间的距离相同，提高了拍摄精度。

所述滑轨5正上方的弧形安装架7中开设有旋转槽12，且气压杆10贯穿旋转槽12；所述旋转槽12中转动连接有结合环13，结合环13套设在气压杆10上，且气压杆10与结合环13通过丝杆螺母副连接；所述结合环13外侧固接有凸块14；所述旋转槽12下方的弧形安装架7上固接有活塞缸15；所述活塞缸15中滑动连接有活塞板16；所述活塞板16上固接有活塞杆17，且活塞杆17延伸至旋转槽12中；所述活塞板16与活塞缸15底端之间设有弹性棉18，且弹性棉18中浸有洗涤液；所述活塞缸15底端开设有导流孔19；所述滑轨5底部开设有排液孔51；工作时，气压杆10在弧形安装架7中滑动时，带动结合环13旋转，进而凸块14挤压活塞杆17，活塞杆17带动活塞板16向下移动并挤压弹性棉18，使得弹性棉18中的洗涤液通过导流孔19向下挤出，滴入下方的滑轨5中，当底座6在滑轨5中运行时，将洗涤液带到滑轨5各种，起到润滑的效果，同时滑轨5长时间不使用容易落入灰尘，该操作可以洗涤滑轨5中的灰尘，底座6再次经过时，将含有灰尘的洗涤液通过排液孔51向外挤出。

所述排液孔51中通过支架52固接有导杆53，且导杆53与排液孔51中轴线重合；所述导杆53上套设有一组导环54，且导环54与导杆53滑动连接；所述导环54上设有结合片55；所述结合片55远离导环54的一端设有三角齿56，且三角齿56抵压在排液孔51孔壁上；所述导杆53上固接有弹绳57，且弹绳57的另一端与结合片55连接；工作时，含有灰尘的洗涤液通过排液孔51向外挤出时，推动结合片55和导环54在排液孔51中滑动，进而三角齿56对排液孔51孔壁进行刮拭，清理上次工作时残留在孔壁的灰尘泥浆，改善泥浆干燥后残留在排液孔51孔壁、造成排液孔51堵塞的情况。

所述结合片55与导环54之间通过扭簧铰接；所述三角齿56与结合片55之间通过扭簧铰接；工作时，含有灰尘的洗涤液通过排液孔51向外挤出时，推动结合片55和导环54在排液孔51中滑动，同时在弹绳57的拉力下，结合片55与导杆53之间的夹角减小，进而三角齿56在扭簧的扭力下顺时针转动，提高齿尖与排液孔51孔壁的垂直程度，进而提高三角齿56的清理效果。

所述结合片55靠近三角齿56的位置开设有安装槽58；所述安装槽58中通过扭簧铰接有分动板59；所述分动板59与安装槽58底端之间固接有折叠气囊60；所述弹绳57贯穿安装槽58底端并与分动板59自由端固接；所述分动板59上开设有喷孔61，且喷孔61与折叠气囊60连通；工作时，结合片55和导环54在排液孔51中滑动时，弹绳57拉动分动板59并使其转动，进而分动板59挤压折叠气囊60，其中的气体通过喷孔61向三角齿56的方向挤出，提供吹气的效果，使得被三角齿56刮拭下来的固化泥浆及时通过排液孔51排出，进一步提高了清理效率。

实施例二

如图8至图10所示，所述折叠气囊60包括喷气腔601和发生腔602；所述发生腔602中固接有分离片603；所述分离片603一侧的发生腔602中填充有稀盐酸溶液1，另一侧的发生腔602中填充有碳酸钙颗粒2,且碳酸钙颗粒2所在的发生腔602通过充气孔604与喷气腔601连通；所述分动板59上固接有触发杆605，且触发杆605延伸至发生腔602中的一端贯穿分离片603并与分离片603滑动连接；所述触发杆605靠近分离片603的部分开设有导流槽606；所述喷孔61中设有单向阀3；工作时，当弹绳57拉动分动板59旋转时，挤压折叠气囊60并使其喷气，分动片带动触发杆605在分离片603中滑动，使得导流槽606完全位于分离片603的一侧，此时触发杆605将分离片603密封，稀盐酸溶液1无法接触到碳酸钙颗粒2，当分动板59复位时，触发杆605在分离片603中滑动，使得导流槽606位于分离片603的两侧，此时稀盐酸溶液1通过导流槽606进入碳酸钙颗粒2所在的发生腔602中，生成气体并通过充气孔604涌入喷气腔601中，以此循环，该操作提供了充气装置，可以防止折叠气囊60中的气体喷出后，折叠气囊60回弹并通过喷孔61吸入液体，造成损坏，该装置提高了折叠气囊60的使用寿命。

所述导流槽606中部设有滑块607，且滑块607与导流槽606密封滑动连接；所述滑块607与导流槽606侧端之间固接有弹簧4；工作时，滑块607初始位置位于导流槽606中部，当分动板59复位，带动触发杆605在分离片603中滑动，滑动停止时，导流槽606位于分离片603两侧，滑块607在惯性作用下继续向弹簧4的方向滑动，此时稀盐酸可以通过导流槽606与碳酸钙反应，当弹簧4将滑块607推到导流槽606中部时，此时滑块607将分离片603密封，防止过量生成气体，造成折叠气囊60胀炸的情况。

工作时，通过三维扫描仪对手术仪器进行拍照扫描，然后通过图像处理单元和模型生成单元获得手术仪器的三维模型，并传输到显示屏上，根据显示屏上的虚拟信息，将数据转换成对应手术仪器的操作信息，然后通过操作监控单元和操作修正单元对用户的操作进行实时监控，当用户操作错误时，可以及时指出该错误，同时提供正确的操作方法，本发明通过获得手术仪器设备的相关数据，系统可以对仪器操作进行模拟、修正，能够有效提高用户手术仪器操作的效率、准确性和稳定性，并且可以反复学习；各专科仪器设备可以进行分专科学习，并且根据设备的难度分等级进行学习，更具有趣味性，结合游戏通关的形式，还可以联网，和不同玩家进行游戏排名，操作成绩(游戏成绩)也可以作为考核医护人员仪器设备操作评级的依据；将待扫描手术仪器放在滑轨5中间，通过外部动力推动底座6在滑轨5上滑动，相机8对手术仪器等间距拍照，当手术仪器过大或过小时，分别启动每个相机8对应的气压缸9，通过气压杆10带动相机8在弧形安装架7上滑动，可以调节相机8与手术仪器之间的距离，提高设备的实用性；只需启动其中一个气压缸9，带动气压杆10在弧形安装架7中滑动，同时气压杆10带动锥齿轮11转动，锥齿轮11进而带动相邻的锥齿轮11转动，使得其他气压杆10也在弧形安装架7中滑动，从而调整相机8与手术仪器之间的距离，同时保证了每个相机8的位移量相等，使得每个相机8与手术仪器之间的距离相同，提高了拍摄精度；气压杆10在弧形安装架7中滑动时，带动结合环13旋转，进而凸块14挤压活塞杆17，活塞杆17带动活塞板16向下移动并挤压弹性棉18，使得弹性棉18中的洗涤液通过导流孔19向下挤出，滴入下方的滑轨5中，当底座6在滑轨5中运行时，将洗涤液带到滑轨5各种，起到润滑的效果，同时滑轨5长时间不使用容易落入灰尘，该操作可以洗涤滑轨5中的灰尘，底座6再次经过时，将含有灰尘的洗涤液通过排液孔51向外挤出；含有灰尘的洗涤液通过排液孔51向外挤出时，推动结合片55和导环54在排液孔51中滑动，进而三角齿56对排液孔51孔壁进行刮拭，清理上次工作时残留在孔壁的灰尘泥浆，改善泥浆干燥后残留在排液孔51孔壁、造成排液孔51堵塞的情况；含有灰尘的洗涤液通过排液孔51向外挤出时，推动结合片55和导环54在排液孔51中滑动，同时在弹绳57的拉力下，结合片55与导杆53之间的夹角减小，进而三角齿56在扭簧的扭力下顺时针转动，提高齿尖与排液孔51孔壁的垂直程度，进而提高三角齿56的清理效果；结合片55和导环54在排液孔51中滑动时，弹绳57拉动分动板59并使其转动，进而分动板59挤压折叠气囊60，其中的气体通过喷孔61向三角齿56的方向挤出，提供吹气的效果，使得被三角齿56刮拭下来的固化泥浆及时通过排液孔51排出，进一步提高了清理效率；当弹绳57拉动分动板59旋转时，挤压折叠气囊60并使其喷气，分动片带动触发杆605在分离片603中滑动，使得导流槽606完全位于分离片603的一侧，此时触发杆605将分离片603密封，稀盐酸溶液1无法接触到碳酸钙颗粒2，当分动板59复位时，触发杆605在分离片603中滑动，使得导流槽606位于分离片603的两侧，此时稀盐酸溶液1通过导流槽606进入碳酸钙颗粒2所在的发生腔602中，生成气体并通过充气孔604涌入喷气腔601中，以此循环，该操作提供了充气装置，可以防止折叠气囊60中的气体喷出后，折叠气囊60回弹并通过喷孔61吸入液体，造成损坏，该装置提高了折叠气囊60的使用寿命；滑块607初始位置位于导流槽606中部，当分动板59复位，带动触发杆605在分离片603中滑动，滑动停止时，导流槽606位于分离片603两侧，滑块607在惯性作用下继续向弹簧4的方向滑动，此时稀盐酸可以通过导流槽606与碳酸钙反应，当弹簧4将滑块607推到导流槽606中部时，此时滑块607将分离片603密封，防止过量生成气体，造成折叠气囊60胀炸的情况。

上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统，其特征在于：包括三维扫描仪；所述三维扫描仪连接有数据处理模块；所述数据处理模块连接有操作训练模块；所述数据处理模块包括图像处理单元、模型生成单元和显示屏；所述操作训练模块包括数据转换单元、操作监控单元、操作修正单元；

所述三维扫描仪包括滑轨(5)；所述滑轨(5)上滑动连接有底座(6)；所述底座(6)上侧固接有弧形安装架(7)；所述弧形安装架(7)内测设有若干相机(8)；所述弧形安装架(7)外测固接有与相机(8)数量相同的气压缸(9)；所述气压缸(9)中滑动连接有气压杆(10)；所述气压杆(10)贯穿弧形安装架(7)并与相机(8)固接；将待扫描手术仪器放在滑轨(5)中间，通过外部动力推动底座(6)在滑轨(5)上滑动，相机(8)对手术仪器等间距拍照，当手术仪器过大或过小时，分别启动每个相机(8)对应的气压缸(9)，通过气压杆(10)带动相机(8)在弧形安装架(7)上滑动，可以调节相机(8)与手术仪器之间的距离；

所述弧形安装架(7)中转动连接有与相机(8)数量相同的锥齿轮(11)；所述锥齿轮(11)套设在气压杆(10)外侧，且气压杆(10)与锥齿轮(11)通过丝杆螺母副连接；相邻的所述锥齿轮(11)互相啮合；工作时，只需启动其中一个气压缸9，带动气压杆10在弧形安装架7中滑动，同时气压杆10带动锥齿轮11转动，锥齿轮11进而带动相邻的锥齿轮11转动，使得其他气压杆10也在弧形安装架7中滑动，从而调整相机8与手术仪器之间的距离，同时保证了每个相机8的位移量相等，使得每个相机8与手术仪器之间的距离相同，提高了拍摄精度；

所述滑轨(5)正上方的弧形安装架(7)中开设有旋转槽(12)，且气压杆(10)贯穿旋转槽(12)；所述旋转槽(12)中转动连接有结合环(13)，结合环(13)套设在气压杆(10)上，且气压杆(10)与结合环(13)通过丝杆螺母副连接；所述结合环(13)外侧固接有凸块(14)；所述旋转槽(12)下方的弧形安装架(7)上固接有活塞缸(15)；所述活塞缸(15)中滑动连接有活塞板(16)；所述活塞板(16)上固接有活塞杆(17)，且活塞杆(17)延伸至旋转槽(12)中；所述活塞板(16)与活塞缸(15)底端之间设有弹性棉(18)，且弹性棉(18)中浸有洗涤液；所述活塞缸(15)底端开设有导流孔(19)；所述滑轨(5)底部开设有排液孔(51)；

所述排液孔(51)中通过支架(52)固接有导杆(53)，且导杆(53)与排液孔(51)中轴线重合；所述导杆(53)上套设有一组导环(54)，且导环(54)与导杆(53)滑动连接；所述导环(54)上设有结合片(55)；所述结合片(55)远离导环(54)的一端设有三角齿(56)，且三角齿(56)抵压在排液孔(51)孔壁上；所述导杆(53)上固接有弹绳(57)，且弹绳(57)的另一端与结合片(55)连接；

所述结合片(55)与导环(54)之间通过扭簧铰接；所述三角齿(56)与结合片(55)之间通过扭簧铰接。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统，其特征在于：所述操作训练模块连接有数据共享模块；所述数据共享模块包括专科分级单元、成绩计算单元、成绩共享单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统，其特征在于：所述结合片(55)靠近三角齿(56)的位置开设有安装槽(58)；所述安装槽(58)中通过扭簧铰接有分动板(59)；所述分动板(59)与安装槽(58)底端之间固接有折叠气囊(60)；所述弹绳(57)贯穿安装槽(58)底端并与分动板(59)自由端固接；所述分动板(59)上开设有喷孔(61)，且喷孔(61)与折叠气囊(60)连通。

4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统，其特征在于：所述折叠气囊(60)包括喷气腔(601)和发生腔(602)；所述发生腔(602)中固接有分离片(603)；所述分离片(603)一侧的发生腔(602)中填充有稀盐酸溶液(1)，另一侧的发生腔(602)中填充有碳酸钙颗粒(2),且碳酸钙颗粒(2)所在的发生腔(602)通过充气孔(604)与喷气腔(601)连通；所述分动板(59)上固接有触发杆(605)，且触发杆(605)延伸至发生腔(602)中的一端贯穿分离片(603)并与分离片(603)滑动连接；所述触发杆(605)靠近分离片(603)的部分开设有导流槽(606)；所述喷孔(61)中设有单向阀(3)。

5.根据权利要求4所述的一种基于虚拟现实技术的手术仪器操作训练系统，其特征在于：所述导流槽(606)中部设有滑块(607)，且滑块(607)与导流槽(606)密封滑动连接；所述滑块(607)与导流槽(606)侧端之间固接有弹簧(4)。

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