傳統(tǒng)手術(shù)無影燈的光源采用的是鹵素?zé)?通過多面反射鏡將光線反射到手術(shù)部位。鹵素?zé)舻氖褂脡勖?需要經(jīng)常更換,且發(fā)出的光線中含有大量的紅外線,輻射熱量大,會造成病人手術(shù)部位溫度升高,容易引發(fā)感染。LED是一種冷光源,其耗電量低、光源溫度低、使用壽命長,相比傳統(tǒng)的鹵素?zé)粲兄艽蟮膬?yōu)勢,采用LED光源是目前手術(shù)無影燈的發(fā)展趨勢。本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一款LED手術(shù)無影燈,完成了LED光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、燈頭燈臂機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電控系統(tǒng)開發(fā)以及散熱設(shè)計(jì),最后制作出燈頭樣機(jī)進(jìn)行了測試,結(jié)果達(dá)到了手術(shù)燈國家標(biāo)準(zhǔn)。 本論文的主要工作如下： (1)按照國家標(biāo)準(zhǔn)對LED進(jìn)行選型,利用LightTools軟件對單個(gè)LED和透鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,得出最大照度值和透鏡的參數(shù)。 (2)設(shè)計(jì)了整個(gè)燈頭的光學(xué)系統(tǒng),即7個(gè)燈盤共120個(gè)LED燈。分別在無遮擋、單擋板、雙擋板、深腔、深腔單擋板、深腔雙擋板的條件下對光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行仿真,得出最大中心照度和各條件下的無影率,均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 (3)設(shè)計(jì)了鋁基板加散熱器的燈盤散熱方案,確定了散熱器的尺寸,計(jì)算了理論散熱效率。用ANSYS對散熱模型進(jìn)行熱仿真分析,并進(jìn)行了實(shí)物實(shí)驗(yàn),仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。 (4)對燈頭、燈臂進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。燈頭利用滾珠絲杠調(diào)節(jié)傾斜角,進(jìn)而改變光斑大��；確定了6自由度燈臂機(jī)構(gòu),建立了燈臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,根據(jù)工作空間要求,確定了燈臂尺寸。對燈臂進(jìn)行了靜力學(xué)分析,確定了旋臂的摩擦力矩；運(yùn)用力矩平衡原理設(shè)計(jì)能夠在任意位置懸停的平衡臂彈簧平衡結(jié)構(gòu)。用ANSYS對手術(shù)無影燈關(guān)鍵部位進(jìn)行了有限元強(qiáng)度分析。 (5)設(shè)計(jì)了LED手術(shù)無影燈的電控系統(tǒng)。最后,搭建了燈頭樣機(jī),進(jìn)行光學(xué)實(shí)驗(yàn),結(jié)果達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：TM923.34;R612
【部分圖文】：

壽命為1000小時(shí)，利用弧面鏡全反射原理進(jìn)行照明，為了避免照明產(chǎn)生熱量，安裝了紅外濾過器對紅外線進(jìn)行過濾，燈頭體積進(jìn)一步減小，見圖1-3;3) LED手術(shù)無影燈【3]，是當(dāng)前正在迅猛發(fā)展的手術(shù)無影燈，釆用LED作為光源，壽命可達(dá)35000小時(shí)，在前端加裝透鏡直接照射，由于LED為冷光源，故無需安裝紅外濾過器，是一種綠色環(huán)保的新型手術(shù)無影燈，見圖1-4。這三種手術(shù)無影燈的機(jī)械結(jié)構(gòu)都是采用旋臂和平衡臂進(jìn)行操控，共6個(gè)0由度。因?yàn)長ED作為光源的顯著優(yōu)勢，LED手術(shù)無影燈是當(dāng)前各個(gè)醫(yī)療器械公司的研究熱點(diǎn)。wm ?.屬m 1-2孔式手術(shù)無影燈Fig. 1-2 Hole type operating shadowless lamp【2】_：：齡、二rm圖1-3整體反射式手術(shù)無影燈Fig. 1-3 The overall reflection type operating shadowless lamp2

LED無影f?術(shù)燈【3】Fig.1-4LEDoperatingshadowlesslamp⑷

圖1-13 LED手術(shù)無影燈【12]Fig. 1-13 LED operating shadowless療設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)了一個(gè)手術(shù)無影燈折彎聚光基LED燈珠、鍋基板，多個(gè)LED焊接在鍋基板上，每電路線串聯(lián)，招基板上揮有LED的小平面與招基板
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2891752