離體眼角膜力學性能參數檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，包括安裝平臺，安裝平臺上設置有眼角膜固定機構、形變量采集機構、形變驅動機構，還設置有控制器，形變量采集機構包括距離傳感器以及至少兩個高速相機，安裝平臺上垂直設置有安裝框架，各高速相機設置有旋轉驅動機構；距離傳感器定位板還設置有滑行驅動機構，定位板還設置有角度調節機構；眼角膜固定機構包括容置艙以及夾持機構，夾持機構包括貼合面板、夾緊單元以及驅動單元。本發明的有益效果：形變量采集機構數量和位置排布合理，便于后期處理；距離傳感器相對容置艙的距離可隨意調節，距離傳感器的高度可調，以確保對準容置艙中心位置；高速相機角度可調，提高檢測精度。
【專利說明】離體眼角膜力學性能參數檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫療輔助設備領域，具體是指一種離體眼角膜力學性能參數檢測裝置。
【背景技術】
[0002]圓錐角膜是臨床較為常見的眼科疾病，可產生高度不規則近視散光和不同程度的視力損害，歐美國家的發病率為0.01%~0.05%，日本為0.07%~0.08%，但我國尚缺乏流行病學資料。作為重要的生物學屬性，角膜生物力學性能可直接影響角膜外形，進而影響角膜的屈光狀態與光學成像質量。研宄表明圓錐角膜的發生發展與角膜的區域性生物力學性能改變密切相關，多在角膜顳下方發生厚度變薄、力學性能變弱的病理改變，在眼內壓作用下向外膨隆擴張導致病癥的發生。角膜組織的生物力學性能常使用本構參量來進行定量描述，其測量結果浮動范圍較大，與實驗依托平臺密切相關。離體角膜膨脹實驗平臺基本延續了角膜的橢球外形，維持了角膜的結構完整性，保持了其生理受力方式，是相對較為接近角膜生理狀態的一種測量方法。但現有離體角膜膨脹實驗平臺仍存在測量區域小無法提供全角膜生物力學性能區域差異分布的缺點。
[0003]申請號為201310597129.0的發明專利申請公開了一種離體角膜生物力學性能參數的測量平臺，其包括安裝平臺、角膜固定裝置、壓力裝置、拍攝設備等，該測量平臺存在以下不足:(1)拍攝設備位于角膜固定裝置前端，需要進行三維變形測量，導致采集數據處理算法復雜；(2)拍攝角度不可調節，進一步增加檢測難度；(3)角膜固定裝置的尺寸固定，不能根據角膜形狀進行調節，夾持設備對不同角膜的適應性較差，增加了不可控的角膜形變。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有技術的上述問題，提供一種參數可控性高、適應性好的離體眼角膜力學性能參數檢測裝置。
[0005]本發明的上述發明目的通過以下方案實現:
離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，包括安裝平臺，安裝平臺上設置有眼角膜固定機構、形變量采集機構、形變驅動機構，還設置有用于控制形變驅動機構并根據形變量采集機構采集數據計算離體眼角膜力學性能參數的控制器，形變量采集機構包括距離傳感器以及至少兩個高速相機，安裝平臺上垂直設置有安裝框架，各高速相機分布在安裝框架上且分別設置有旋轉驅動機構；距離傳感器固定安裝在一定位板上，定位板通過滑軌機構與安裝平臺滑動連接，定位板還設置有滑行驅動機構，定位板與距離傳感器的連接部還設置有角度調節機構；安裝框架所圍區域的中央部位設置固定板，眼角膜固定機構整體為透明材質，眼角膜固定機構包括安裝在固定板上的容置艙以及設置在容置艙內的夾持機構，夾持機構包括用于與眼角膜一側表面接觸的貼合面板、用于將眼角膜向貼合面板呈錐度推擠固定的若干夾緊單元以及用于驅動夾緊單元聚攏/擴張的驅動單元；形變驅動機構包括柔性導管、缸套、活塞桿、驅動電機及壓力傳感器，壓力傳感器設置在柔性導管上，缸套與柔性導管密閉連接，活塞桿套裝在缸套內，驅動電機與活塞桿傳動連接；容置艙具有供柔性導管密閉引入的通孔，各夾緊單元具有用于組合形成管狀空腔的柱面，容置艙及形變驅動機構與容置艙連通部分充滿不與眼角膜發生化學反應的液體。
[0006]進一步地，安裝框架包括兩豎直桿一連接橫檔，高速相機數目為6個，兩兩一組通過3個相機定位板設置在兩豎直桿和連接橫檔上，相機定位板具有兩支承板和向兩支承板之間凹進的連接底板，支承板與連接底板通過垂直的過渡板相連，連接底板與安裝框架螺栓連接，兩支承板呈夾角錯位設置；高速相機具有定位軸，定位軸可轉動穿設在支承板上，高速相機的旋轉驅動機構包括步進電機，步進電機輸出軸與高速相機定位軸同軸連接，步進電機與控制器電連接。
[0007]進一步地，容置艙包括從固定板上一體延伸出的筒狀座及與筒狀座可拆式固定連接的蓋板，筒狀座包括三段兩兩呈120°夾角設置的矩形板以及三段用于連接兩相鄰矩形板的過渡板；3個相機定位板亦兩兩呈120°夾角設置形成等邊三角形的三個頂點，相機定位板所圍等邊三角形的中心點與容置艙筒狀座的中心點重合。
[0008]進一步地，距離傳感器的定位板底部設置滑軌座，安裝平臺上固定設置平直的一段滑軌，滑軌與定位板垂直設置且滑軌水平中心線與定位板豎直中心線、容置艙水平中心線、固定板豎直中心線位于同一豎直平面內；定位板底部的滑軌座套裝在滑軌上，滑軌縱截面為工字形，兩側腰部呈圓弧形凹進，滑軌前后兩端均設置限位螺釘。
[0009]進一步地，距離傳感器定位板的滑行驅動機構包括步進電機、驅動絲桿及與定位板固定連接的內螺套，步進電機固定連接在安裝平臺上且與控制器電連接，驅動絲桿與步進電機輸出軸同軸固定連接，內螺套位于定位板的一側且套裝在驅動絲桿上。
[0010]進一步地，距離傳感器的角度調節機構包括下固定板、與下固定板一端鉸接的上活動板、帶彈性復位元件的調節桿，調節桿穿設在上活動板內且下端與下固定板接觸；下固定板與距離傳感器定位板固定連接，距離傳感器與上活動板固定連接。
[0011]進一步地，下固定板具有一對連接掛耳，上活動板具有插入設置在連接掛耳所夾區域的定位塊，下固定板的連接掛耳和上活動板的定位塊開有通孔，通孔內穿設銷軸。
[0012]進一步地，調節桿的彈性復位元件為彈簧，調節桿具有外螺紋，上活動板對應的通孔具有內螺紋，調節桿上端連接調節電機，調節電機與控制器電連接。
[0013]進一步地，形變驅動機構的柔性導管設置有旁路管，旁路管伸入一固定設置在安裝平臺上的緩沖容器內，緩沖容器內灌注有用于充滿容置艙的同種液體，液面始終淹沒旁路管伸入緩沖容器的端部。
[0014]進一步地，夾持機構的貼合面板具有呈球缺形的中央凹區，各夾緊單元形狀一致環形排布且具有組合形成球缺形狀的凸塊；貼合面板具有筒狀邊沿，筒狀邊沿的內壁呈向中央凹區收縮的錐臺形，各夾緊單元伸入并與貼合面板錐臺形筒狀邊沿接觸的邊緣具有與貼合面板錐臺形筒狀邊沿適配的錐度；各夾緊單元尾端設置有復位彈簧，側壁配合設置定位機構。
[0015]本發明的有益效果在于:設置距離傳感器和高速相機，形變數據采集更為精確；形變量采集機構數量和位置排布合理，便于后期處理；距離傳感器相對容置艙的距離可隨意調節，距離傳感器的高度可調，以確保對準容置艙中心位置；高速相機角度可調，提高檢測精度；夾持機構規格可調，適應性好；形變驅動機構結構簡單、動作可靠；整體結構合理，有效防止不可控形變。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明主體結構的主視圖。
[0017]圖2為本發明主體結構的右視圖。
[0018]圖3為本發明主體結構的立體圖。
[0019]圖4為本發明夾持機構和形變驅動機構組合的結構示意圖。
[0020]圖5為圖2中A部放大圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結合具體實施例和附圖對本發明作進一步說明:
參照附圖1至圖5所示，本發明的離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，包括安裝平臺1，安裝平臺I上設置有眼角膜固定機構、形變量采集機構、形變驅動機構，還設置有用于控制形變驅動機構并根據形變量采集機構采集數據計算離體眼角膜力學性能參數的控制器，形變量采集機構包括距離傳感器以及至少兩個高速相機，安裝平臺I上垂直設置有安裝框架2，各高速相機分布在安裝框架上且分別設置有旋轉驅動機構；距離傳感器固定安裝在一定位板3上，定位板3通過滑軌機構與安裝平臺I滑動連接，定位板3還設置有滑行驅動機構，定位板3與距離傳感器的連接部還設置有角度調節機構；安裝框架2所圍區域的中央部位設置固定板4，眼角膜固定機構整體為透明材質，眼角膜固定機構包括安裝在固定板上的容置艙5以及設置在容置艙內的夾持機構，夾持機構包括用于與眼角膜一側表面接觸的貼合面板6、用于將眼角膜向貼合面板呈錐度推擠固定的若干夾緊單元7以及用于驅動夾緊單元聚攏/擴張的驅動單元；形變驅動機構包括柔性導管8、缸套9、活塞桿10、驅動電機11及壓力傳感器12，壓力傳感器12設置在柔性導管上，缸套9與柔性導管8密閉連接，活塞桿10套裝在缸套9內，驅動電機11與活塞桿10傳動連接；容置艙5具有供柔性導管密閉引入的通孔，各夾緊單元具有用于組合形成管狀空腔的柱面，容置艙5及形變驅動機構與容置艙連通部分充滿不與眼角膜發生化學反應的液體。
[0022]安裝框架2包括兩豎直桿一連接橫檔，高速相機數目為6個，兩兩一組通過3個相機定位板13設置在兩豎直桿和連接橫檔上，相機定位板13具有兩支承板和向兩支承板之間凹進的連接底板，支承板與連接底板通過垂直的過渡板相連，連接底板與安裝框架螺栓連接，兩支承板呈夾角錯位設置；高速相機具有定位軸，定位軸可轉動穿設在支承板上，高速相機的旋轉驅動機構包括步進電機，步進電機輸出軸與高速相機定位軸同軸連接，步進電機與控制器電連接。
[0023]容置艙5包括從固定板上一體延伸出的筒狀座5A及與筒狀座可拆式固定連接的蓋板，筒狀座包括三段兩兩呈120°夾角設置的矩形板以及三段用于連接兩相鄰矩形板的過渡板；3個相機定位板亦兩兩呈120°夾角設置形成等邊三角形的三個頂點，相機定位板所圍等邊三角形的中心點與容置艙筒狀座的中心點重合。
[0024]參照圖3，距離傳感器的定位板3底部設置滑軌座3A，安裝平臺I上固定設置平直的一段滑軌1A，滑軌IA與定位板垂直設置且滑軌水平中心線與定位板豎直中心線、容置艙水平中心線、固定板豎直中心線位于同一豎直平面內；定位板底部的滑軌座3A套裝在滑軌IA上，滑軌IA縱截面為工字形，兩側腰部呈圓弧形凹進，滑軌IA前后兩端均設置限位螺釘。
[0025]距離傳感器定位板3的滑行驅動機構包括步進電機、驅動絲桿及與定位板固定連接的內螺套，步進電機固定連接在安裝平臺上且與控制器電連接，驅動絲桿與步進電機輸出軸同軸固定連接，內螺套位于定位板的一側且套裝在驅動絲桿上。
[0026]本實施例中，距離傳感器的角度調節機構包括下固定板14、與下固定板一端鉸接的上活動板15、帶彈性復位元件的調節桿16，調節桿16穿設在上活動板內且下端與下固定板接觸；下固定板14與距離傳感器定位板3固定連接，距離傳感器與上活動板15固定連接。
[0027]下固定板14具有一對連接掛耳，上活動板15具有插入設置在連接掛耳所夾區域的定位塊，下固定板14的連接掛耳和上活動板15的定位塊開有通孔，通孔內穿設銷軸。
[0028]調節桿16的彈性復位元件為彈簧17，調節桿16具有外螺紋，上活動板15對應的通孔具有內螺紋，調節桿I6上端連接調節電機18，調節電機18與控制器電連接。
[0029]參照圖4所示，形變驅動機構的柔性導管8設置有旁路管19，旁路管19伸入一固定設置在安裝平臺上的緩沖容器內20，緩沖容器20內灌注有用于充滿容置艙的同種液體，液面始終淹沒旁路管19伸入緩沖容器的端部。
[0030]夾持機構的貼合面板6具有呈球缺形的中央凹區，各夾緊單元7形狀一致環形排布且具有組合形成球缺形狀的凸塊；貼合面板6具有筒狀邊沿6A，筒狀邊沿的內壁呈向中央凹區收縮的錐臺形，各夾緊單元7伸入并與貼合面板錐臺形筒狀邊沿接觸的邊緣具有與貼合面板錐臺形筒狀邊沿適配的錐度；各夾緊單元尾端設置有復位彈簧21，側壁配合設置定位機構，定位機構在夾緊單元移動到預定位置后與夾緊單元接觸定位。
[0031]雖然本發明已通過參考優選的實施例進行了圖示和描述，但是，本領域普通技術人員應當了解，可以不限于上述實施例的描述，在權利要求書的范圍內，可作出形式和細節上的各種變化。
【權利要求】
1.離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，包括安裝平臺，安裝平臺上設置有眼角膜固定機構、形變量采集機構、形變驅動機構，還設置有用于控制形變驅動機構并根據形變量采集機構采集數據計算離體眼角膜力學性能參數的控制器，其特征在于:形變量采集機構包括距離傳感器以及至少兩個高速相機，安裝平臺上垂直設置有安裝框架，各高速相機分布在安裝框架上且分別設置有旋轉驅動機構；距離傳感器固定安裝在一定位板上，定位板通過滑軌機構與安裝平臺滑動連接，定位板還設置有滑行驅動機構，定位板與距離傳感器的連接部還設置有角度調節機構；安裝框架所圍區域的中央部位設置固定板，眼角膜固定機構整體為透明材質，眼角膜固定機構包括安裝在固定板上的容置艙以及設置在容置艙內的夾持機構，夾持機構包括用于與眼角膜一側表面接觸的貼合面板、用于將眼角膜向貼合面板呈錐度推擠固定的若干夾緊單元以及用于驅動夾緊單元聚攏/擴張的驅動單元；形變驅動機構包括柔性導管、缸套、活塞桿、驅動電機及壓力傳感器，壓力傳感器設置在柔性導管上，缸套與柔性導管密閉連接，活塞桿套裝在缸套內，驅動電機與活塞桿傳動連接；容置艙具有供柔性導管密閉引入的通孔，各夾緊單元具有用于組合形成管狀空腔的柱面，容置艙及形變驅動機構與容置艙連通部分充滿不與眼角膜發生化學反應的液體。
2.根據權利要求1所述的離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，其特征在于:安裝框架包括兩豎直桿一連接橫檔，高速相機數目為6個，兩兩一組通過3個相機定位板設置在兩豎直桿和連接橫檔上，相機定位板具有兩支承板和向兩支承板之間凹進的連接底板，支承板與連接底板通過垂直的過渡板相連，連接底板與安裝框架螺栓連接，兩支承板呈夾角錯位設置；高速相機具有定位軸，定位軸可轉動穿設在支承板上，高速相機的旋轉驅動機構包括步進電機，步進電機輸出軸與高速相機定位軸同軸連接，步進電機與控制器電連接。
3.根據權利要求2所述的離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，其特征在于:容置艙包括從固定板上一體延伸出的筒狀座及與筒狀座可拆式固定連接的蓋板，筒狀座包括三段兩兩呈120°夾角設置的矩形板以及三段用于連接兩相鄰矩形板的過渡板；3個相機定位板亦兩兩呈120°夾角設置形成等邊三角形的三個頂點，相機定位板所圍等邊三角形的中心點與容置艙筒狀座的中心點重合。
4.根據權利要求1所述的離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，其特征在于:距離傳感器的定位板底部設置滑軌座，安裝平臺上固定設置平直的一段滑軌，滑軌與定位板垂直設置且滑軌水平中心線與定位板豎直中心線、容置艙水平中心線、固定板豎直中心線位于同一豎直平面內；定位板底部的滑軌座套裝在滑軌上，滑軌縱截面為工字形，兩側腰部呈圓弧形凹進，滑軌前后兩端均設置限位螺釘。
5.根據權利要求4所述的離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，其特征在于:距離傳感器定位板的滑行驅動機構包括步進電機、驅動絲桿及與定位板固定連接的內螺套，步進電機固定連接在安裝平臺上且與控制器電連接，驅動絲桿與步進電機輸出軸同軸固定連接，內螺套位于定位板的一側且套裝在驅動絲桿上。
6.根據權利要求1所述的離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，其特征在于:距離傳感器的角度調節機構包括下固定板、與下固定板一端鉸接的上活動板、帶彈性復位元件的調節桿，調節桿穿設在上活動板內且下端與下固定板接觸；下固定板與距離傳感器定位板固定連接，距離傳感器與上活動板固定連接。
7.根據權利要求6所述的離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，其特征在于:下固定板具有一對連接掛耳，上活動板具有插入設置在連接掛耳所夾區域的定位塊，下固定板的連接掛耳和上活動板的定位塊開有通孔，通孔內穿設銷軸。
8.根據權利要求7所述的離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，其特征在于:調節桿的彈性復位元件為彈簧，調節桿具有外螺紋，上活動板對應的通孔具有內螺紋，調節桿上端連接調節電機，調節電機與控制器電連接。
9.根據權利要求1所述的離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，其特征在于:形變驅動機構的柔性導管設置有旁路管，旁路管伸入一固定設置在安裝平臺上的緩沖容器內，緩沖容器內灌注有用于充滿容置艙的同種液體，液面始終淹沒旁路管伸入緩沖容器的端部。
10.根據權利要求1所述的離體眼角膜力學性能參數檢測裝置，其特征在于:夾持機構的貼合面板具有呈球缺形的中央凹區，各夾緊單元形狀一致環形排布且具有組合形成球缺形狀的凸塊；貼合面板具有筒狀邊沿，筒狀邊沿的內壁呈向中央凹區收縮的錐臺形，各夾緊單元伸入并與貼合面板錐臺形筒狀邊沿接觸的邊緣具有與貼合面板錐臺形筒狀邊沿適配的錐度；各夾緊單元尾端設置有復位彈簧，側壁配合設置定位機構。
【文檔編號】G01B11/16GK104502269SQ201410788652
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月17日 優先權日:2014年12月17日
【發明者】劉長江, 邵志達 申請人:溫州職業技術學院