專利名稱：一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)本實(shí)用新型涉及人眼仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種用于醫(yī)學(xué)教學(xué)的仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)以及針對(duì)該結(jié)構(gòu)的控制方法。醫(yī)學(xué)教學(xué)用模擬眼睛，可以讓醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)者更加直觀的了解從眼睛反映出的病理特征，仿真眼睛在仿真模擬人的頭部上是最重要的組成部分，很多病理 可以通過(guò)觀察眼睛(主要是瞳孔大小)來(lái)判定。目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多模擬人類(lèi)眼睛的機(jī)構(gòu)，一般廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)模擬人，玩具，機(jī)器人。從現(xiàn)有的情況下來(lái)看，有些是在頭部骨架上貼面皮完成，眼皮不可眨動(dòng)，瞳孔無(wú)法放大縮??；有些是實(shí)現(xiàn)單一運(yùn)動(dòng)功能，即只有睜閉眼運(yùn)動(dòng)或者只有瞳孔變化；有些眼皮粘在眼球上，跟著眼球一起轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)睜閉眼運(yùn)動(dòng)，仿真失真；有些結(jié)合睜閉眼運(yùn)動(dòng)和瞳孔變化，但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積較大，不能適用于各個(gè)年齡段的醫(yī)學(xué)模擬人。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?200920034455.X。該實(shí)用新型公開(kāi)了一種高仿真表演機(jī)器人用眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)器人眼瞼動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和安裝在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)器人眼瞼之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該實(shí)用新型將眼球和眼瞼分開(kāi)，眼瞼可以在眼球上做睜閉眼運(yùn)動(dòng)，仿真度較高。但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，連桿數(shù)目多，體積較大，由于連桿較長(zhǎng)，傳動(dòng)距離遠(yuǎn)而導(dǎo)致穩(wěn)定性較差。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?200910303816.0該實(shí)用新型提供一種瞳孔模擬機(jī)構(gòu)，其包括基板、多個(gè)葉片及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述基板包括多個(gè)按圓形排列的樞接結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)葉片繞一圓心按次序互相交錯(cuò)重疊圍成穹狀，各葉片包括自由端及連接端，所述連接端與所述樞接結(jié)構(gòu)相樞接，且連接端的轉(zhuǎn)動(dòng) 軸線平行于所述基板，所述自由端圍成一圓孔，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)葉片相對(duì)基板轉(zhuǎn)動(dòng)。該實(shí)用新型提供的瞳孔模擬機(jī)構(gòu)通過(guò)改變自由端圍成的圓孔大小，從而達(dá)到瞳孔大小變化的效果，來(lái)進(jìn)行多種情感的表達(dá)。該實(shí)用新型由于葉片的自由端是靠磁鐵吸附，所以葉片排列較雜亂，松散，仿真效果較差。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201210163320.X。該實(shí)用新型公開(kāi)一種醫(yī)學(xué)模擬人仿真眼睛，其中:眨眼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和瞳孔變化機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和支架板固定在底座上。眨眼驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)過(guò)曲柄搖桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)到眼皮實(shí)現(xiàn)眨眼。瞳孔驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安裝于眼球內(nèi)部的瞳孔變化機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)瞳孔變化，瞳孔大小位置判斷機(jī)構(gòu)接在瞳孔變化機(jī)構(gòu)上，瞳孔變化機(jī)構(gòu)內(nèi)部還接有瞳孔感光機(jī)構(gòu)。眼球通過(guò)支架板與底座相連。該實(shí)用新型集合眨眼功能和瞳孔變化功能在一個(gè)整體上，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效果可靠。該實(shí)用新型的缺點(diǎn)是僅靠動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)凸塊與定轉(zhuǎn)盤(pán)的定盤(pán)腳的機(jī)械限位來(lái)限制瞳孔的最大極限，時(shí)間長(zhǎng)以后，定盤(pán)腳會(huì)磨損，精度下降。自行加工制作瞳孔組件，加大成本，精度低，美觀性差。光敏以及光敏電路板隨著動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，線路容易扭曲斷裂。眼皮睜閉運(yùn)動(dòng)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，體積大，齒輪加曲柄搖桿的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工成本較高，組裝需要時(shí)間較長(zhǎng)，不適合批量生產(chǎn)。此實(shí)用新型無(wú)法放置在各個(gè)年齡段的模擬人體內(nèi)。目前，光學(xué)儀器光圈是一個(gè)環(huán)形，可以通過(guò)控制圓孔的開(kāi)口大小，來(lái)控制光線的亮度。當(dāng)需要大量的光線時(shí)，就將光圈的圓孔開(kāi)大；當(dāng)只需要少量的 光線時(shí)，就將圓孔縮小，讓少量的光線進(jìn)入。此光圈作為一個(gè)成熟的產(chǎn)品， 價(jià)格便宜，構(gòu)造美觀。針對(duì)以上的種種，我們需要研發(fā)一種醫(yī)學(xué)模擬人仿真瞳孔及眨眼機(jī)構(gòu)，能夠模擬人類(lèi)眼睛的運(yùn)動(dòng)機(jī)能，廣泛應(yīng)用于各個(gè)年齡段模擬人身上，讓模擬人更加真實(shí)，醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)者能夠直觀的通過(guò)模擬人的眼睛來(lái)判別病理。本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有眼球仿真結(jié)構(gòu)的缺陷，提供一種關(guān)于眼球仿真運(yùn)動(dòng)的新控制方法及結(jié)構(gòu)，完善眼睛運(yùn)動(dòng)機(jī)能的仿真。為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括模擬眼球、眼皮、瞳孔組件；機(jī)械控制組件及控制電路，所述的機(jī)械控制組件由支架、螺母、撥桿、撥桿軸、軸銷(xiāo)、連桿、電磁鐵、電機(jī)及電機(jī)軸構(gòu)成，所述的控制電路由光耦電路板、光敏電路板以及外部控制電路板構(gòu)成，其特征在于所述電機(jī)和電磁鐵置于電磁鐵電機(jī)支架的下方，所述電磁鐵電機(jī)支架的上表面設(shè)有控制支架，所述控制支架的上表面固定有模擬瞳孔組件，所述模擬瞳孔組件通過(guò)模擬瞳孔組件支撐塊外側(cè)面緊配合于模擬眼球組件內(nèi)側(cè)面，所述模擬眼球組件的外表面通過(guò)軸銷(xiāo)固定模擬眼皮組件，所述模擬眼皮組件通過(guò)軸銷(xiāo)連接連桿的一端，所述連桿的另一端連接電磁鐵的軸芯，所述的電機(jī)上端設(shè)有一根電機(jī)軸，所述的電機(jī)軸穿過(guò)電磁鐵電機(jī)支架并在控制支架的下部，由下至上依次連接撥桿軸、撥桿，并用螺母固定，所述撥桿軸的上端固定連接撥桿的下端，所述撥桿的上端連接模擬瞳孔組件，所述控制支架的下表面設(shè)有光敏電路板、光耦電路板，整個(gè)機(jī)構(gòu)外部設(shè)有外部控制電路板，所述的外部控制電路板上設(shè)有光敏元件、光耦元件、電磁鐵的結(jié)點(diǎn)，光敏電路板上的光敏元件、光耦電路板上的光耦元件及電磁鐵的引出線分別連接相對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn)，所述外部控制電路板上還設(shè)有電機(jī)編碼器、電源接口及編程器，所述電機(jī)編碼器通過(guò)導(dǎo)線連接電機(jī)，所述電源接口通過(guò)適配器與外部電源連接，外部控制電路板即通電，通電后各元件按照編程器內(nèi)設(shè)程序運(yùn)作。所述的模擬眼皮組件由模擬眼皮及固定耳構(gòu)成，所述的模擬眼皮為球面結(jié)構(gòu)，所述模擬眼皮的兩側(cè)對(duì)稱位置設(shè)有兩個(gè)固定耳，在所述兩側(cè)固定耳上、與模擬眼皮的連接位置設(shè)有第一、第二通孔，所述第一、第二通孔分別與模擬眼球組件的軸銷(xiāo)配合連接，在所述一側(cè)固定耳上還設(shè)有第三通孔，所述第三通孔通過(guò)連桿軸銷(xiāo)與連桿相連。所述的模擬眼球組件是由模擬眼球、眼球軸銷(xiāo)及眼球支撐架構(gòu)成的一體結(jié)構(gòu)，所述模擬眼球采用透明球體結(jié)構(gòu)，所述眼球支撐架為立體圓環(huán)構(gòu)型，所述眼球支撐架兩端對(duì)稱位置還設(shè)有眼球軸銷(xiāo)，所述眼球軸銷(xiāo)與模擬眼皮組件固定連接。所述的模擬瞳孔組件由模擬瞳孔、瞳孔控制軸及瞳孔組件支撐塊構(gòu)成，所述瞳孔組件支撐塊是由立體圓環(huán)形上凹槽結(jié)合C字型下凹槽構(gòu)成的一體結(jié)構(gòu)，所述瞳孔組件支撐塊上下凹槽的中心位置設(shè)有一圓形通孔，所述瞳孔組件支撐塊下凹槽左右兩側(cè)對(duì)稱位置還設(shè)有固定耳，所述瞳孔組件支撐塊通過(guò)固定耳及螺絲與控制支架上表面相連，所述瞳孔組件支撐塊上凹槽外側(cè)壁與模擬眼球組件下端凹槽內(nèi)側(cè)壁緊配，所述瞳孔組件支撐塊下凹槽內(nèi)設(shè)有模擬瞳孔，所述的模擬瞳孔采用光學(xué)儀器光圈，所述光學(xué)儀器光圈由外殼、固定外圓環(huán)、活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)、若干光圈葉片、若干固定軸和光學(xué)儀器控制軸組成，所述外殼的內(nèi)表面設(shè)有固定外圓環(huán)，所述固定外圓環(huán)上設(shè)有與其同心的某一圓上均勻分布的若干圓孔，所述外殼的內(nèi)壁上設(shè)有與固定外圓環(huán)同心的凹槽，外殼通過(guò)所述的凹槽與活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)嵌入連接，所述活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)上設(shè)有與固定外圓環(huán)上圓孔數(shù)量相等的從圓心均勻輻射出的長(zhǎng)孔，所述活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)上的每一長(zhǎng)孔通過(guò)固定軸對(duì)應(yīng)連接一個(gè)光圈葉片的一端，所述光圈葉片的另一端通過(guò)固定軸對(duì)應(yīng)連接固定外圓環(huán)的一個(gè)圓孔，所有光圈葉片內(nèi)圓弧圍成的圓孔即為瞳孔，所述活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)的側(cè)面還設(shè)有光學(xué)儀器控制軸，所述光學(xué)儀器控制軸即是瞳孔控制軸，所述瞳孔控制軸與撥桿上端的長(zhǎng)槽孔配合。所述若干光圈葉片內(nèi)圓弧圍成的圓孔與所述瞳孔組件支撐塊上下凹槽內(nèi)的圓形通孔同軸心。所述的控制支架由頂板、支撐柱及卡口構(gòu)成，所述控制支架頂板的下表面左右兩端對(duì)稱位置設(shè)有具有固定孔的高低兩對(duì)圓柱體支撐柱，所述控制支架通過(guò)高的圓柱體支撐柱固定連接在電磁鐵電機(jī)支架的上表面，所述控制支架通過(guò)低的圓柱體支撐柱固定連接光敏電路板，所述控制支架頂板的下表面還設(shè)有若干電路板卡口，所述控制支架頂板下表面通過(guò)電路板卡口將光耦電路板固定，所述控制支架頂板的中央還設(shè)有一通光孔，所述的通光孔為具有通孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，所述通光孔恰好正對(duì)電路板上的光敏元件。所述撥桿軸為具有通孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，所述撥桿軸恰好套入電機(jī)軸，并用緊釘螺絲從徑向頂緊，實(shí)現(xiàn)撥桿軸與電機(jī)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。所述撥桿為二級(jí)階梯結(jié)構(gòu)，所述撥桿的頂部設(shè)有一個(gè)圓形長(zhǎng)槽孔，底部 設(shè)有一個(gè)圓形通孔，所述撥桿通過(guò)底端圓形通孔套入電機(jī)軸，并用螺母與撥桿軸的上端固定連接，所述撥桿通過(guò)頂端圓形長(zhǎng)槽孔與瞳孔控制軸配合。本實(shí)用新型與現(xiàn)有人眼仿真技術(shù)相比，在人眼仿真結(jié)構(gòu)和控制方法上均做出了改進(jìn)，可以成功的模擬人類(lèi)眼睛的運(yùn)動(dòng)方式，即兩只眼睛的眼皮可以單獨(dú)眨動(dòng)，瞳孔在受到外界刺激的情況下可以放大縮小，具體的說(shuō)，采用光學(xué)儀器光圈作為瞳孔組件，步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力，使得瞳孔大小可精確控制；采用了電磁技術(shù)，利用電磁鐵軸芯上電流的通閉，實(shí)現(xiàn)電磁鐵軸芯的伸縮運(yùn)動(dòng)，從而通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)模擬眼皮組件做翻轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)睜眼閉眼運(yùn)動(dòng)，將現(xiàn)有人眼仿真的繁雜機(jī)械連接極大的簡(jiǎn)化，控制操作也變得便利；本專利結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此制做出的產(chǎn)品體積小，可以放置在不同年齡段的模擬人體內(nèi)，極大的實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)模擬人身上，讓模擬人更加真實(shí)，醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)者更能直觀的了解人類(lèi)眼睛的運(yùn)動(dòng)變化。


圖1為本實(shí)用新型分解結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為本實(shí)用新型分解結(jié)構(gòu)；圖3為本實(shí)用新型
圖1及圖2的裝配圖；1-模擬眼皮組件 2-模擬眼球組件 3-瞳孔組件支撐塊 4-模擬瞳孔組件 5-控制支架6-螺母7-撥桿軸8-電磁鐵電機(jī)支架9-電機(jī)10-撥桿11-光耦12-光敏電路板13-光耦電路板14-光敏元件15-電機(jī)軸16-軸銷(xiāo)17-連桿18-電磁鐵。[具體實(shí)施方式
]為使本實(shí)用新型的目的、原理及構(gòu)造更清楚明了，現(xiàn)結(jié)合附圖及具體實(shí)施例做進(jìn)一步闡述，相信對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是可以實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型的實(shí)用新型點(diǎn)在于通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)讓眼睛模型瞳孔放大縮小、眼皮睜閉仿真運(yùn)動(dòng)，上述技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)以下列實(shí)施例具體說(shuō)明:實(shí)施例在本專利的人眼仿真結(jié)構(gòu)中，有三大主要仿真模塊，如
圖1和圖2所示，包括模擬眼球2、眼皮1、瞳孔組件4;所述的模擬眼皮組件I由模擬眼皮及固定耳構(gòu)成，所述的模擬眼皮為球面結(jié)構(gòu)，模擬眼皮的兩側(cè)對(duì)稱位置設(shè)有兩個(gè)固定耳，在所述兩側(cè)固定耳上、與模擬眼皮的連接位置設(shè)有第一、第二通孔，所述第一、第二通孔分別與模擬眼球組件2的軸銷(xiāo)配合連接，在所述一側(cè)固定耳上還設(shè)有第三通孔，所述第三通孔通過(guò)連桿軸銷(xiāo)與連桿17相連。所述的模擬眼球組件2由模擬眼球、眼球軸銷(xiāo)及眼球支撐架構(gòu)成的一體結(jié)構(gòu)，此三部分為一體加工制作完成，所述模擬眼球采用透明球體結(jié)構(gòu)，光線可以通過(guò)眼球傳遞到光敏元件14，觀測(cè)者可以通過(guò)眼球觀察瞳孔的變化情況，所述的眼球支撐架為立體圓環(huán)構(gòu)型，其兩端對(duì)稱位置設(shè)有眼球軸銷(xiāo)，所述眼球軸銷(xiāo)與模擬眼皮組件固定連接。所述的模擬瞳孔組件4由模擬瞳孔、瞳孔控制軸及瞳孔組件支撐塊3構(gòu)成，所述瞳孔組件支撐塊3是由立體圓環(huán)形上凹槽結(jié)合C字型下凹槽構(gòu)成的一體結(jié)構(gòu)，所述瞳孔組件支撐塊3上下凹槽的中心位置設(shè)有一圓形通孔，所述瞳孔組件支撐塊下凹槽左右兩側(cè)對(duì)稱位置還設(shè)有固定耳，所述瞳孔組件支撐塊3下凹槽內(nèi)設(shè)有模擬瞳孔，所述的模擬瞳孔采用光學(xué)儀器光圈，所述光學(xué)儀器光圈由外殼、固定外圓環(huán)、活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)、若干光圈葉片、若干固定軸和光學(xué)儀器控制軸組成，所述外殼的內(nèi)表面設(shè)有固定外圓環(huán)，所述固定外圓環(huán)上設(shè)有與其同心的某一圓上均勻分布的若干圓孔，所述外殼的內(nèi)壁上設(shè)有與固定外圓環(huán)同心的凹槽，外殼通過(guò)所述的凹槽與活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)嵌入連接，所述活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)上設(shè)有與固定外圓環(huán)上圓孔數(shù)量相等的從圓心均勻輻射出的長(zhǎng)孔，所述活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)上的每一長(zhǎng)孔通過(guò)固定軸對(duì)應(yīng)連接一個(gè)光圈葉片的一端，所述光圈葉片的另一端通過(guò)固定軸對(duì)應(yīng)連接固定外圓環(huán)的一個(gè)圓孔，所有光圈葉片內(nèi)圓弧圍成的圓孔即為瞳孔，所述活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)的側(cè)面還設(shè)有光學(xué)儀器控制軸，所述光學(xué)儀器控制軸即是瞳孔控制軸，所述瞳孔控制軸與撥桿上端的長(zhǎng)槽孔配
口 ο將上述三個(gè)模擬組件配合機(jī)械控制組件及由光耦電路板13、光敏電路板12和外部控制電路板構(gòu)成的控制電路形成仿真機(jī)構(gòu)，所述的機(jī)械控制組件用到電磁鐵電機(jī)支架
8、螺母6、撥桿10、撥桿軸7、軸銷(xiāo)16、連桿17、電磁鐵18、電機(jī)9及電機(jī)軸15，具體的安裝步驟為:首先，將電機(jī)和電磁鐵置于電磁鐵電機(jī)支架8的下方,在電機(jī)9上端設(shè)有一根電機(jī)軸15，所述的電機(jī)軸15穿過(guò)電磁鐵電機(jī)支架8由下至上依次連接撥桿軸7、撥桿10，并用螺母6固定，所述撥桿軸7為具有通孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，所述撥桿軸7恰好套入電機(jī)軸，并用緊釘螺絲從徑向頂緊，實(shí)現(xiàn)撥桿軸與電機(jī)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述撥桿為二級(jí)階梯結(jié)構(gòu)，所述撥桿的頂部設(shè)有一個(gè)圓形長(zhǎng)槽孔，底部設(shè)有一個(gè)圓形通孔，所述撥桿通過(guò)底端圓形通孔套入電機(jī)軸，并用螺母與撥桿軸的上端固定連接，所述撥桿10通過(guò)頂端圓形長(zhǎng)槽孔與瞳孔控制軸配
口 O其次，將所述模擬瞳孔組件4安裝在控制支架5的上表面，所述瞳孔組件支撐塊3通過(guò)固定耳及螺絲與控制支架5上表面相連，所述的控制支架5由頂板、支撐柱及卡口構(gòu)成，所述控制支架5頂板的下表面左右兩端對(duì)稱位置設(shè)有具有固定孔的高低兩對(duì)圓柱體支撐柱，所述控制支架5通過(guò)高的圓柱體支撐柱固定連接在電磁鐵電機(jī)支架8的上表面，所述控制支架5通過(guò)低的圓柱體支撐柱固定連接光敏電路板12，所述控制支架5下表面還設(shè)有若干電路板卡口，所述控制支架5下表面通過(guò)電路板卡口將光稱電路板13固定,所述控制支架下表面的中央設(shè)有一個(gè)通光孔，所述的通光孔為具有通孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，所述通光孔恰好正對(duì)控制電路板上的光敏元件，整個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為模擬人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以夕卜，模擬人內(nèi)部需要增加外部控制電路板，所述的外部控制電路板上設(shè)有光敏元件14、光耦元件U、電磁鐵18的結(jié)點(diǎn),光敏元件、光稱元件、電磁鐵的引出線分別連接在相對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn)位置上，所述外部控制電路板上還設(shè)有電機(jī)編碼器、電源接口及編程器，所述電機(jī)編碼器通過(guò)導(dǎo)線連接電機(jī)9，所述電源接口通過(guò)適配器與外部電源連接，外部控制電路板即通電，通電后各元件按照編程器內(nèi)設(shè)程序運(yùn)作。如有需要，根據(jù)此運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)所處于的具體某個(gè)模擬人體所想要反映的生理特征，可以設(shè)置不同的程序及按扭操作。最后，在所述模擬瞳孔組件4上方疊加固定模擬眼球組件2，所述瞳孔組件支撐塊3上凹槽外側(cè)壁與模擬眼球組件2下端凹槽內(nèi)側(cè)壁緊配；所述模擬眼球組件2的外表面固定模擬眼皮組件1，所述的模擬眼皮I為球面結(jié)構(gòu)，所述模擬眼皮的兩側(cè)對(duì)稱位置設(shè)有兩個(gè)固定耳，在所述兩側(cè)固定耳上、與模擬眼皮的連接位置設(shè)有第一、第二通孔，所述第一、第二通孔分別與模擬眼球組件2的軸銷(xiāo)配合連接，在所述一側(cè)固定耳上還設(shè)有第三通孔，所述第三通孔通過(guò)連桿軸銷(xiāo)16與連桿17相連。所述連桿17另一端與置于電磁鐵電機(jī)支架8下方的電磁鐵18的軸芯相連。按照上述安裝步驟，獲得如圖3所示的裝置，上述裝置的控制均通過(guò)控制電路板來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，其控制方法包括眼皮運(yùn)動(dòng)控制方法及瞳孔運(yùn)動(dòng)控制方法，所述的眼皮運(yùn)動(dòng)控制方法是通電狀態(tài)下，編程器里的程序控制電磁鐵的軸芯做伸縮運(yùn)動(dòng)，所述的電磁鐵的軸芯通過(guò)連桿帶動(dòng)模擬眼皮組件做上下翻折運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)眼皮的睜閉，具體的說(shuō)，當(dāng)電磁鐵軸芯升出時(shí)，軸芯通過(guò)連桿帶動(dòng)模擬眼皮組件做向上翻折運(yùn)動(dòng)，此時(shí)為睜眼狀態(tài)；當(dāng)電磁鐵軸芯縮回時(shí)，軸芯通過(guò)連桿帶動(dòng)模擬眼皮組件做向下翻折運(yùn)動(dòng)，此時(shí)為閉眼狀態(tài)；當(dāng)模擬人體由于光線引起瞳孔變化的生理特征時(shí)，所述的瞳孔運(yùn)動(dòng)控制方法是在外部控制電路板通電狀態(tài)下，編程器內(nèi)設(shè)的程序不屏蔽光敏元件的信號(hào)時(shí)，此時(shí)光敏元件經(jīng)過(guò)可見(jiàn)光的照射，產(chǎn)生光電信號(hào)，所述的光電信號(hào)傳導(dǎo)至外部控制電路，從而導(dǎo)通電機(jī)，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而帶動(dòng)電機(jī)軸上的撥桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)撥桿及瞳孔控制軸擺動(dòng)，通過(guò)瞳孔控制軸的擺動(dòng)改變光圈葉片內(nèi)圓弧圍成的圓孔孔徑，從而實(shí)現(xiàn)瞳孔大小的變化；當(dāng)模擬人體由于恐懼或其它非光線因素引起的瞳孔變化的生理特征時(shí)，所述的瞳孔運(yùn)動(dòng)控制方法替換為在外部控制電路板通電狀態(tài)下，編程器內(nèi)設(shè)的程序屏蔽光敏元件信號(hào)時(shí)，此時(shí)編程器直接發(fā)出信號(hào)給外部控制電路，從而導(dǎo)通電機(jī)，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而帶動(dòng)電機(jī)軸上的撥桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)撥桿及瞳孔控制軸擺動(dòng)，通過(guò)瞳孔控制軸的擺動(dòng)改變光圈葉片內(nèi)圓弧圍成的圓孔孔徑，從而實(shí)現(xiàn)瞳孔大小的變化，所述光圈葉片內(nèi)圓弧圍成的圓孔孔徑具有最大值和最小值，所述的最大值和最小值由光耦元件控制，當(dāng)拔桿轉(zhuǎn)動(dòng)到光耦內(nèi)部時(shí)，控制電路板上輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，發(fā)光二極管發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大后輸出并反饋給控制電路，外部控制電路得到信號(hào)后，編程器內(nèi)程序執(zhí)行電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)撥桿轉(zhuǎn)動(dòng)到兩邊光耦時(shí)，光圈葉片內(nèi)圓弧圍成的圓孔孔徑為最大值或最小值，即瞳孔變?yōu)樽畲蠛妥钚　Ｍ鬃兓^(guò)程中，可以將瞳孔的某一次極限位置標(biāo)記為步進(jìn)電機(jī)的零點(diǎn)位置，零點(diǎn)位置確定后，通過(guò)程序控制電機(jī)編碼器，可以使得電機(jī)停留在程序設(shè)定的任何位置，從而瞳孔大小可以精確控制。本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，采用與本實(shí)用新型上述實(shí)施例相同或近似的結(jié)構(gòu)，而得到的其他模擬眼睛，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求1.一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括模擬眼球、眼皮、瞳孔組件；機(jī)械控制組件及控制電路，所述的機(jī)械控制組件由支架、螺母、撥桿、撥桿軸、軸銷(xiāo)、連桿、電磁鐵、電機(jī)及電機(jī)軸構(gòu)成，所述的控制電路由光耦電路板、光敏電路板以及外部控制電路板構(gòu)成，其特征在于所述電機(jī)和電磁鐵置于電磁鐵電機(jī)支架的下方，所述電磁鐵電機(jī)支架的上表面設(shè)有控制支架，所述控制支架的上表面固定有模擬瞳孔組件，所述模擬瞳孔組件通過(guò)瞳孔組件支撐塊的外側(cè)面緊配合于模擬眼球組件內(nèi)側(cè)面，所述模擬眼球組件的外表面通過(guò)軸銷(xiāo)固定模擬眼皮組件，所述模擬眼皮組件通過(guò)軸銷(xiāo)連接連桿的一端，所述連桿的另一端連接電磁鐵的軸芯，所述的電機(jī)上端設(shè)有一根電機(jī)軸，所述的電機(jī)軸穿過(guò)電磁鐵電機(jī)支架并在控制支架的下部，由下至上依次連接撥桿軸、撥桿，并用螺母固定，所述撥桿軸的上端固定連接撥桿的下端，所述撥桿的上端連接模擬瞳孔組件，所述控制支架的下表面設(shè)有光敏電路板、光耦電路板，整個(gè)機(jī)構(gòu)外部設(shè)有外部控制電路板，所述的外部控制電路板上設(shè)有光敏元件、光耦元件、電磁鐵的結(jié)點(diǎn)，光敏電路板上的光敏元件、光耦電路板上的光耦元件及電磁鐵的引出線分別連接相對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn)，所述外部控制電路板上還設(shè)有電機(jī)編碼器、電源接口及編程器，所述電機(jī)編碼器通過(guò)導(dǎo)線連接電機(jī)，所述電源接口通過(guò)適配器與外部電源連接，外部控制電路板即通電，通電后各元件按照編程器內(nèi)設(shè)程序運(yùn)作。
2.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的模擬眼皮組件由模擬眼皮及固定耳構(gòu)成，所述的模擬眼皮為球面結(jié)構(gòu)，所述模擬眼皮的兩側(cè)對(duì)稱位置設(shè)有兩個(gè)固定耳，在所述兩側(cè)固定耳上、與模擬眼皮的連接位置設(shè)有第一、第二通孔，所述第一、第二通孔分別與模擬眼球組件的軸銷(xiāo)配合連接，在所述一側(cè)固定耳上還設(shè)有第三通孔，所述第三通孔通過(guò)連桿軸銷(xiāo)與連桿相連。
3.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的模擬眼球組件是由模擬眼球、眼球軸銷(xiāo)及眼球支撐架構(gòu)成的一體結(jié)構(gòu)，所述模擬眼球采用透明球體結(jié)構(gòu)，所述眼球支撐架為立體圓環(huán)構(gòu)型，所述眼球支撐架兩端對(duì)稱位置還設(shè)有眼球軸銷(xiāo)，所述眼球軸銷(xiāo)與模擬眼皮組件固定連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的模擬瞳孔組件由模擬瞳孔、瞳孔控制軸及瞳孔組件支撐塊構(gòu)成，所述瞳孔組件支撐塊是由立體圓環(huán)形上凹槽結(jié)合C字型下凹槽構(gòu)成的一體結(jié)構(gòu)，所述瞳孔組件支撐塊上下凹槽的中心位置設(shè)有一個(gè)圓形通孔，所述瞳孔組件支撐塊下凹槽左右兩側(cè)對(duì)稱位置還設(shè)有固定耳，所述瞳孔組件支撐塊通過(guò)固定耳及螺絲與控制支架上表面相連，所述瞳孔組件支撐塊上凹槽外側(cè)壁與模擬眼球組件下端凹槽內(nèi)側(cè)壁緊配，所述瞳孔組件支撐塊下凹槽內(nèi)設(shè)有模擬瞳孔，所述的模擬瞳孔采用光學(xué)儀器光圈，所述光學(xué)儀器光圈由外殼、固定外圓環(huán)、活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)、若干光圈葉片、若干固定軸和光學(xué)儀器控制軸組成，所述外殼的內(nèi)表面設(shè)有固定外圓環(huán)，所述固定外圓環(huán)上設(shè)有與其同心的某一圓上均勻分布的若干圓孔，所述外殼的內(nèi)壁上設(shè)有與固定外圓環(huán)同心的凹槽，外殼通過(guò)所述的凹槽與活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)嵌入連接，所述活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)上設(shè)有與固定外圓環(huán)上圓孔數(shù)量相等的從圓心均勻輻射出的長(zhǎng)孔，所述活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)上的每一長(zhǎng)孔通過(guò)固定軸對(duì)應(yīng)連接一個(gè)光圈葉片的一端，所述光圈葉片的另一端通過(guò)固定軸對(duì)應(yīng)連接固定外圓環(huán)的一個(gè)圓孔，所有光圈葉片內(nèi)圓弧圍成的圓孔即為瞳孔，所述活動(dòng)內(nèi)圓環(huán)的側(cè)面還設(shè)有光學(xué)儀器控制軸，所述光學(xué)儀器控制軸即是瞳孔控制軸，所述瞳孔控制軸與撥桿上端的長(zhǎng)槽孔配合。
5.如權(quán)利要求4所述的一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述若干光圈葉片內(nèi)圓弧圍成的圓孔與所述瞳孔組件支撐塊上下凹槽內(nèi)的圓形通孔同軸心。
6.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的控制支架由頂板、支撐柱及卡口構(gòu)成，所述控制支架頂板的下表面左右兩端對(duì)稱位置設(shè)有具有固定孔的高低兩對(duì)圓柱體支撐柱，所述控制支架通過(guò)高的圓柱體支撐柱固定連接在電磁鐵電機(jī)支架的上表面，所述控制支架通過(guò)低的圓柱體支撐柱固定連接光敏電路板，所述控制支架頂板的下表面還設(shè)有若干電路板卡口，所述控制支架頂板下表面通過(guò)電路板卡口將光耦電路板固定，所述控制支架頂板的中央還設(shè)有一通光孔，所述的通光孔為具有通孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，所述通光孔恰好正對(duì)電路板上的光敏元件。
7.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述撥桿軸為具有通孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，所述撥桿軸恰好套入電機(jī)軸，并用緊釘螺絲從徑向頂緊，實(shí)現(xiàn)撥桿軸與電機(jī)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述撥桿為二級(jí)階梯結(jié)構(gòu)，所述撥桿的頂部設(shè)有一個(gè)圓形長(zhǎng)槽孔，底部設(shè)有一個(gè)圓形通孔，所述撥桿通過(guò)底端圓形通孔套入電機(jī)軸，并用螺母與撥桿軸的上端固定連接，所述撥桿通過(guò)頂端圓形長(zhǎng)槽孔與瞳孔組件控制軸配合連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及人眼仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種醫(yī)學(xué)仿真人眼瞳孔及眼皮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于電機(jī)和電磁鐵置于支架的下方，支架的上表面設(shè)有控制支架，控制支架的上表面固定有模擬瞳孔、眼球及眼皮組件，模擬眼皮組件通過(guò)連桿連接電磁鐵軸芯，電機(jī)上的電機(jī)軸依次連接撥桿軸、撥桿，撥桿上端連接模擬瞳孔組件，控制支架的下表面設(shè)有光敏電路板、光耦電路板，整個(gè)機(jī)構(gòu)外部設(shè)有外部控制電路板， 外部控制電路板上有各元件結(jié)點(diǎn)、電機(jī)編碼器、電源接口及編程器，通電后各元件按照編程器內(nèi)設(shè)程序運(yùn)作。本實(shí)用新型可以成功模擬人類(lèi)眼睛的運(yùn)動(dòng)方式，將現(xiàn)有人眼仿真的繁雜機(jī)械連接及控制操作簡(jiǎn)化，制作的產(chǎn)品體積小，應(yīng)用廣泛，讓模擬人更加真實(shí)、更直觀運(yùn)動(dòng)變化。
文檔編號(hào)A63H3/40GK203043540SQ201320021488
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者劉旭濤, 趙莉, 謝光業(yè) 申請(qǐng)人:上海弘聯(lián)醫(yī)學(xué)科技集團(tuán)有限公司