(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910202358.5
(22)申请日 2019.03.18
(71)申请人 济南市第四人民医院
地址 250020 山东省济南市天桥区师范路
50号
申请人 山东交通学院
(72)发明人 丁建 乔锰 潘为刚 李维一
(74)专利代理机构 北京华际知识产权代理有限
公司 11676
代理人 褚庆森
(51)Int.Cl.
F21S 8/00(2006.01)
F21V 21/02(2006.01)
F21V 21/36(2006.01)
F21V 14/02(2006.01)
F21V 23/04(2006.01)F21V 23/00(2015.01)A61B 90/30(2016.01)A61B 90/35(2016.01)
(54)发明名称基于目标自动跟踪的手术无影灯及其控制方法(57)摘要本发明的基于目标自动跟踪的手术无影灯，包括X轴左移动平台、X轴右移动平台、Y轴移动平台、灯座、超声波发射器、X轴驱动机构、Y轴驱动机构以及控制电路，特征在于：Y轴移动平台上固定有Z1、Z2和Z3步进电机，其输出杆经万向节 与灯座相连接；灯座的下表面上设置有三个用于接收超声波发射器信号的超声波接收模块A、B和C。本发明无影灯控制方法，包括：a).设备安装；b).初始姿态调整；c).照射位置粗定位；d ).精准定位；e ).亮度控制。本发明的无影灯及方法，通过超声波接收模块实现照射位置的粗定位，通过语音指令实现精准定位，解决了无影灯需人工频繁调节的弊端，保证了手术的顺利进行、提高了手 术效率。权利要求书2页 说明书5页 附图2页CN 109798468 A 2019.05.24
C N 109798468
A
权 利 要 求 书1/2页CN 109798468 A
1.一种基于目标自动跟踪的手术无影灯，包括X轴左移动平台（1）、X轴右移动平台（2）、Y轴移动平台（3）、灯座（4）、超声波发射器（24）、X轴驱动机构、Y轴驱动机构以及控制电路，X 轴驱动机构由于驱使X轴左移动平台、X轴右移动平台和Y轴移动平台沿X轴方向同步运动，Y 轴驱动结构用于驱使Y轴移动平台沿Y轴方向同步运动，X轴与Y轴垂直；灯座上设置有无影灯；其特征在于：所述Y轴移动平台的下表面上固定有输出杆（12）均竖直朝下的Z1步进电机（9）、Z2步进电机（10）和Z3步进电机（11），Z1、Z2和Z3步进电机的输出杆的下端均通过万向节（13）与灯座（4）相连接；无影灯设置于
灯座的下表面上，灯座的下表面上设置有三个用于接收超声波发射器信号的超声波接收模块A（26）、超声波接收模块B（27）和超声波接收模块C（28）。
2.根据权利要求1所述的基于目标自动跟踪的手术无影灯，其特征在于：所述Z1步进电机（9）、Z2步进电机（10）和Z3步进电机（11）成等边三角形分布，所述超声波接收模块A（26）与超声波接收模块B（27）的连线与超声波接收模块A与超声波接收模块C（28）的连线互相垂直。
3.根据权利要求1或2所述的基于目标自动跟踪的手术无影灯，其特征在于：所述X轴驱动机构由X轴左导轨（14）、X轴右导轨（15）、X轴丝杠（16）和X轴步进电机（17）组成，X轴左导轨、X轴右导轨和X轴丝杠互相平行，X轴步进电机固定于第一底座（20）上，X轴丝杠的一端固定于X轴步进电机的输出轴上，另一端经轴承（19）固定于第二底座（21）上，X轴左导轨的两端分别第一底座和第二底座上，X轴右导轨的两端分别固定于第三底座（22）和第四底座（23）上；
X轴左移动平台上开设有与X轴左导轨相配合的开槽，X轴右移动平台上开设有与X轴右导轨相配合的导向槽，X轴左移动平台上固定有与X轴丝杠（16）相配合的第二螺母（18）；第一底座、第二底座、第三底座和第四底座固定于手术室的房顶上。
4.根据权利要求3所述的基于目标自动跟踪的手术无影灯，其特征在于：所述Y轴驱动机构由Y轴导轨（5）、Y轴丝杠（6）和Y轴步进电机（7）组成，Y轴导轨与Y轴丝杠相互平行，Y轴导轨的两端分别固
定于X轴左移动平台（1）和X轴右移动平台（2）上，Y轴步进电机固定于X轴左移动平台上，Y轴丝杠的一端固定于Y轴步进电机的输出轴上，另一端经轴承固定于X轴右移动平台上；Y轴移动平台（3）上固定有与Y轴丝杠相配合的第一螺母（8），Y轴移动平台上开设有与Y轴导轨相配合的导向槽。
5.根据权利要求1或2所述的基于目标自动跟踪的手术无影灯，其特征在于：所述控制电路由微控制器（29）及与其相连接的电源模块（30）、按键模块（31）、语音采集模块（32）、亮度调节模块（33）组成，微控制器经语音采集模块采集外界发出的语音指令，经亮度调节模块对无影灯进行控制；所述超声波接收模块A（26）、超声波接收模块B（27）和超声波接收模块C（28）的输出信号接于微控制器的输入端，微控制器的输出端对X轴步进电机（17）、Y轴步进电机（7）、Z1步进电机（9）、Z2步进电机（10）和Z3步进电机（11）的工作状态进行控制。
6.一种基于权利要求2所述的基于目标自动跟踪的手术无影灯的控制方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).设备安装，手术无影灯的X轴驱动机构、Y轴驱动机构和灯座组装完毕后，将设备的第一底座、第二底座、第三底座和第四底座固定于手术室房顶的合适位置，实现手术无影灯设备的安装；
2
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