CN114469612A - 一种船舶医疗手术台及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船舶医疗手术台及其控制方法，该船舶医疗手术台包括依次垂直连接的安装支架、第一机械臂、第二机械臂及第三机械臂，第二机械臂能够在第二电机的控制下绕轴转动用以抵消船体沿垂直于艏艉方向的左右翻转摇晃，第三机械臂能够在第三电机的控制下绕轴转动用以抵消船体沿艏艉方向的前后翻转摇晃，第一机械臂能够在第一电机的控制下上下伸缩用以抵消船体沿竖直方向的上下晃动。整个姿态调整过程采用控制模块进行智能控制，从而在船体晃动时使医疗手术台保持静止。本发明的船舶医疗手术台，能够解决手术时船舶摇晃的问题，装置结构简单、使用方便，从而降低船舶上手术的风险，提高船舶的安全保障。

Description

一种船舶医疗手术台及其控制方法

技术领域

本发明涉及船舶医疗设备技术领域，特别涉及一种船舶医疗手术台及其控制方法。

背景技术

在现代海上争端和远洋旅行过程中，不可避免的会遇到抢救伤病员并需要对其进行及时有效手术的情况。突发状况下，医疗船无法及时实施救助，特别是在需要实施及时的外科手术的情况，以往的船上医疗室并不具备在海上复杂海况下进行手术的能力，这种情况下不可能迅速的将伤病员转移，因此许多伤病员失去了最佳的救助时间，甚至失去宝贵的生命，这对舰船作战能力和旅客远洋旅行安全都带来挑战。

而海上条件复杂多变，船舶在海上受到波浪影响时刻存在各个方向上的摇晃，在正常舱室中进行手术具有极高的风险，目前在船上进行手术主要采取以下几种措施，首先医生需要进行专门的训练，除了身体素质达到标准外，经过专业训练的主刀医师，还需要掌握船舶在不同海况的摇摆规律，并根据经验选择适当操作时机，控制切割深度；还有对舱室的位置及内部布置也进行了一些要求，使其摇晃幅度以及其产生的影响尽可能小，在条件恶劣的海况下是不允许进行手术的。这些措施并未从根本上实现船上手术的便捷性和可靠性，实施起来也具有很大困难和不确定性，无法为海上任务的执行和船员的生命安全提供有力保障。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种船舶医疗手术台，所述船舶医疗手术台包括：

安装支架，固定于舱壁并与舱壁垂直连接；

第一机械臂，竖直设置并与所述安装支架垂直连接，且所述第一机械臂能够沿竖直方向伸缩；

第二机械臂，水平设置且平行于艏艉方向，所述第二机械臂与所述第一机械臂垂直连接，且所述第二机械臂能够绕其中心轴转动；

第三机械臂，水平设置且垂直于艏艉方向，所述第三机械臂与所述第二机械臂垂直连接，且所述第三机械臂能够绕其中心轴转动；

医疗手术台，水平固定于所述第三机械臂的上方。

其中，所述第二机械臂的绕其中心轴转动用以抵消船体沿垂直于艏艉方向的左右翻转摇晃，所述第三机械臂的绕其中心轴转动用以抵消船体沿艏艉方向的前后翻转摇晃，所述第一机械臂的上下伸缩用以抵消船体沿竖直方向的上下晃动，从而在船体晃动时使所述医疗手术台保持静止。

可选地，所述安装支架能够沿其长度方向伸缩。

可选地，所述医疗手术台包括从下而上依次设置的托板、隔振器、手术平台、及床体。

可选地，所述第二机械臂与所述第一机械臂的连接处设有第二电机，以控制所述第二机械臂绕其中心轴转动。

可选地，所述第三机械臂与所述第二机械臂的连接处设有第三电机，以控制所述第三机械臂绕其中心轴转动。

可选地，所述第一机械臂与所述安装支架的连接处设有第一电机，以控制所述第一机械臂在竖直方向上的伸缩。

可选地，还包括控制模块、加速度传感器、第一陀螺仪传感器及第二陀螺仪传感器，所述控制模块与加速度传感器、第一陀螺仪传感器、第二陀螺仪传感器、第一电机、第二电机、第三电机分别通信连接；所述加速度传感器及第一陀螺仪传感器布置于所述船舶医疗手术台所在的医疗舱内，所述第二陀螺仪传感器布置于所述医疗手术台上。

可选地，所述控制模块为PLC。

本发明还提供一种所述船舶医疗手术台的控制方法，所述控制方法包括：

首先在所述控制模块中输入设定值，所述加速度传感器及第一陀螺仪传感器用于监测所述医疗舱的摇晃数据，然后反馈至所述控制模块，所述控制模块将摇晃数据分为高度值、沿艏艉方向的前后翻转角度、沿舷侧方向的左右翻转角度，所述控制模块通过计算实时的摇晃数据与设定值的偏差，然后发送指令至所述第一电机、第二电机、第三电机，使其分别运动以抵消偏差，从而保证所述医疗手术台保持静止。

可选地，所述控制方法还包括：

在所述第一电机、第二电机、第三电机运动的同时，还通过所述第二陀螺仪传感器监测所述医疗手术台的摇晃数据并与设定值比对，若最终所述医疗手术台的摇晃数据达到要求，则认为达到了手术条件。

如上所述，本发明提供一种船舶医疗手术台及其控制方法，该船舶医疗手术台包括依次垂直连接的安装支架、第一机械臂、第二机械臂及第三机械臂，第二机械臂能够在第二电机的控制下绕轴转动用以抵消船体沿垂直于艏艉方向的左右翻转摇晃，第三机械臂能够在第三电机的控制下绕轴转动用以抵消船体沿艏艉方向的前后翻转摇晃，第一机械臂能够在第一电机的控制下上下伸缩用以抵消船体沿竖直方向的上下晃动，从而在船体晃动时使医疗手术台保持静止。整个姿态调整过程采用控制模块进行智能控制，设置在医疗舱内的加速度传感器及第一陀螺仪传感器用于监测医疗舱的摇晃数据并反馈至控制模块，控制模块通过计算实时的摇晃数据与设定值的偏差，然后发送指令至第一电机、第二电机、第三电机，使其分别运动以抵消偏差，从而保证医疗手术台保持静止。同时，还通过第二陀螺仪传感器监测医疗手术台的晃动数据并与设定值比对，若最终医疗手术台的晃动数据达到要求，则认为达到了医疗手术台的手术条件。本发明的船舶医疗手术台，能够解决手术时船舶摇晃的问题，装置结构简单、使用方便，从而降低船舶上手术的风险，提高船舶的安全保障。

附图说明

图1显示为本发明中船舶医疗手术台的俯视结构示意图。

图2显示为本发明中船舶医疗手术台的结构示意图。

图3显示为本发明中船舶医疗手术台的控制流程示意图。

元件标号说明

1 安装支架

2 第一电机

3 第一机械臂

4 第二电机

5 第二机械臂

6 第三电机

7 第三机械臂

8 托板

9 手术平台

10 隔振器

11 床体

20 医疗舱

21 艏艉方向

22 舷侧方向

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于……之间”表示包括两端点值。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1-图2所示，本发明提供一种船舶医疗手术台，所述船舶医疗手术台包括：

安装支架1，固定于舱壁并与舱壁垂直连接；

第一机械臂3，竖直设置并与所述安装支架1垂直连接，且所述第一机械臂3能够沿竖直方向伸缩；

第二机械臂5，水平设置且平行于艏艉方向21，所述第二机械臂5与所述第一机械臂3垂直连接，且所述第二机械臂5能够绕其中心轴转动；

第三机械臂7，水平设置且垂直于艏艉方向21，所述第三机械臂7与所述第二机械臂5垂直连接，且所述第三机械臂7能够绕其中心轴转动；

医疗手术台，水平固定于所述第三机械臂7的上方。

其中，所述第二机械臂5的绕其中心轴转动用以抵消船体沿垂直于艏艉方向21的左右翻转摇晃，所述第三机械臂7的绕其中心轴转动用以抵消船体沿艏艉方向21的前后翻转摇晃，所述第一机械臂3的上下伸缩用以抵消船体沿竖直方向的上下晃动，从而在船体晃动时使所述医疗手术台保持静止。

进一步地，所述医疗手术台包括从下而上依次设置的托板8、隔振器10、手术平台9，及床体11，所述隔振器10能够减少和消除船体传递到所述手术平台9的振动，所述隔振器10可以是金属弹簧、泡沫、橡胶等材料，为所述手术平台9创造良好的手术环境。需要说明的是，图2中仅是为了示意出所述第三机械臂7，因此展示出的所述第三机械臂7未与所述第二机械臂5成垂直状态。

进一步地，所述第一机械臂3能够在竖直方向上伸缩，且所述第一机械臂与所述安装支架1的连接处设有第一电机2，以控制所述第一机械臂3在竖直方向上的伸缩。

进一步地，所述安装支架1也能够伸缩。

进一步地，所述第二机械臂5与所述第一机械臂3的连接处设有第二电机4，以控制所述第二机械臂5绕其中心轴转动。

进一步地，所述第三机械臂7与所述第二机械臂5的连接处设有第三电机6，以控制所述第三机械臂7绕其中心轴转动。

具体地，当船体发生沿艏艉方向21的前后翻转摇晃时，则通过所述第三电机6使所述第三机械臂7绕其中心轴转动以抵消掉船体的晃动，以使所述医疗手术台保持静止；当船体发生垂直于艏艉方向21(即沿舷侧方向22)的左右翻转摇晃时，则通过所述第二电机4使所述第二机械臂5绕其中心轴转动以抵消掉船体的晃动，以使所述医疗手术台保持静止；当船体发生竖直方向的上下晃动时，则通过所述第一电机2使所述第一机械臂3上下伸缩，以使所述医疗手术台保持静止。所述医疗手术台优选布置在左右舷居中的位置，即所述医疗手术台与左舷、右舷的距离相等，同时使所述医疗手术台的高度位置低于船体的吃水线，以尽量降低晃动幅度。

进一步地，所述船舶医疗手术台还包括控制模块(如PLC)、加速度传感器、第一陀螺仪传感器及第二陀螺仪传感器，所述控制模块与加速度传感器、第一陀螺仪传感器、第二陀螺仪传感器、第一电机2、第二电机3、第三电机6分别通信连接。所述加速度传感器及第一陀螺仪传感器布置于所述船舶医疗手术台所在的医疗舱20内，所述第二陀螺仪传感器布置于所述医疗手术台上。

本发明还提供一种所述船舶医疗手术台的控制方法，该控制方法的控制逻辑为闭环控制方式，如图3所示，首先输入设定值至所述控制模块，所述加速度传感器及第一陀螺仪传感器用于监测医疗舱20的摇晃数据，然后反馈至所述控制模块，控制模块将摇晃数据分为高度值、沿艏艉方向21的前后翻转角度、沿舷侧方向22的左右翻转角度，所述控制模块通过计算实时的摇晃数据与设定值的偏差，然后发送指令至所述第一电机2、第二电机3、第三电机6，使其分别运动以抵消偏差，从而保证所述医疗手术台保持静止。同时，还通过所述第二陀螺仪传感器监测所述医疗手术台的摇晃数据并与设定值比对，若最终所述医疗手术台的摇晃数据达到要求，则认为达到了医疗手术台的手术条件。

具体地，当船体未发生晃动时，此时所述医疗手术台也保持静止，医疗手术台的摇晃数据(高度值、沿艏艉方向21的前后翻转角度、沿舷侧方向22的左右翻转角度)可确定为设定值，设定值可以为0，表示手术台高度、沿艏艉方向21的前后翻转角度、沿舷侧方向22的左右翻转角度都居中，当船受到风浪的作用出现晃动时，根据医疗舱20内的加速度传感器和第一陀螺仪传感器的摇晃数据反馈到控制模块，控制模块将摇晃数据分为高度值、沿艏艉方向21的前后翻转角度、沿舷侧方向22的左右翻转角度，计算所需要的运动方向和运动加速度，然后输出信号至所述第一电机2、第二电机3、第三电机6使其进行机械运动用以补偿抵消船舶的晃动。最后根据所述医疗手术台的第二陀螺仪传感器监测的摇晃数据来验证其是否达到稳定要求，如第二陀螺仪传感器反馈没有晃动情况，则手术可进行；当医疗手术台启用后，海面由有风浪变为无风浪时，无风浪持续一定时间后，则控制模块输出信号控制所述第一电机2、第二电机3、第三电机6使其进行机械运动将所述医疗手术台缓慢复位至设定值状态，使手术台的高度、沿艏艉方向21的前后翻转角度、沿舷侧方向22的左右翻转角度都居中。

综上所述，本发明提供一种船舶医疗手术台及其控制方法，该船舶医疗手术台包括依次垂直连接的安装支架、第一机械臂、第二机械臂及第三机械臂，第二机械臂能够在第二电机的控制下绕轴转动用以抵消船体沿垂直于艏艉方向的左右翻转摇晃，第三机械臂能够在第三电机的控制下绕轴转动用以抵消船体沿艏艉方向的前后翻转摇晃，第一机械臂能够在第一电机的控制下上下伸缩用以抵消船体沿竖直方向的上下晃动，从而在船体晃动时使医疗手术台保持静止。整个姿态调整过程采用控制模块进行智能控制，设置在医疗舱内的加速度传感器及第一陀螺仪传感器用于监测医疗舱的摇晃数据并反馈至控制模块，控制模块通过计算实时的摇晃数据与设定值的偏差，然后发送指令至第一电机、第二电机、第三电机，使其分别运动以抵消偏差，从而保证医疗手术台保持静止。同时，还通过第二陀螺仪传感器监测医疗手术台的晃动数据并与设定值比对，若最终医疗手术台的晃动数据达到要求，则认为达到了医疗手术台的手术条件。本发明的船舶医疗手术台，能够解决手术时船舶摇晃的问题，装置结构简单、使用方便，从而降低船舶上手术的风险，提高船舶的安全保障。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种船舶医疗手术台，其特征在于，所述船舶医疗手术台包括：

安装支架，固定于舱壁并与舱壁垂直连接；

第一机械臂，竖直设置并与所述安装支架垂直连接，且所述第一机械臂能够沿竖直方向伸缩；

第二机械臂，水平设置且平行于艏艉方向，所述第二机械臂与所述第一机械臂垂直连接，且所述第二机械臂能够绕其中心轴转动；

第三机械臂，水平设置且垂直于艏艉方向，所述第三机械臂与所述第二机械臂垂直连接，且所述第三机械臂能够绕其中心轴转动；

医疗手术台，水平固定于所述第三机械臂的上方。

2.根据权利要求1所述的船舶医疗手术台，其特征在于，所述安装支架能够沿其长度方向伸缩。

3.根据权利要求1所述的船舶医疗手术台，其特征在于，所述医疗手术台包括从下而上依次设置的托板、隔振器、手术平台、及床体。

4.根据权利要求1所述的船舶医疗手术台，其特征在于，所述第二机械臂与所述第一机械臂的连接处设有第二电机，以控制所述第二机械臂绕其中心轴转动。

5.根据权利要求4所述的船舶医疗手术台，其特征在于，所述第三机械臂与所述第二机械臂的连接处设有第三电机，以控制所述第三机械臂绕其中心轴转动。

6.根据权利要求5所述的船舶医疗手术台，其特征在于，所述第一机械臂与所述安装支架的连接处设有第一电机，以控制所述第一机械臂在竖直方向上的伸缩。

7.根据权利要求6所述的船舶医疗手术台，其特征在于，还包括控制模块、加速度传感器、第一陀螺仪传感器及第二陀螺仪传感器，所述控制模块与加速度传感器、第一陀螺仪传感器、第二陀螺仪传感器、第一电机、第二电机、第三电机分别通信连接；所述加速度传感器及第一陀螺仪传感器布置于所述船舶医疗手术台所在的医疗舱内，所述第二陀螺仪传感器布置于所述医疗手术台上。

8.根据权利要求7所述的船舶医疗手术台，其特征在于，所述控制模块为PLC。

9.一种如权利要求7-8任一所述的船舶医疗手术台的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

首先在所述控制模块中输入设定值，所述加速度传感器及第一陀螺仪传感器用于监测所述医疗舱的摇晃数据，然后反馈至所述控制模块，所述控制模块将摇晃数据分为高度值、沿艏艉方向的前后翻转角度、沿舷侧方向的左右翻转角度，所述控制模块通过计算实时的摇晃数据与设定值的偏差，然后发送指令至所述第一电机、第二电机、第三电机，使其分别运动以抵消偏差，从而保证所述医疗手术台保持静止。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在所述第一电机、第二电机、第三电机运动的同时，还通过所述第二陀螺仪传感器监测所述医疗手术台的摇晃数据并与设定值比对，若最终所述医疗手术台的摇晃数据达到要求，则认为达到了手术条件。

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