專利名稱：自動開顱機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫學和法醫學領域的尸體解剖工具，尤其涉及一種尸體解剖檢驗用的自動開顱機。
背景技術：
目前公開的尸體解剖開顱工具均是人工操作的電動鋸，這些電動鋸是憑個人經驗控制其運行的，其操作難度大、勞動強度高，且工作效率較低。盡管近年來有一款最新的“全自動開顱鋸”(公開專利號為ZL 200720001314.9)，在一定程度上降低了操作者的工作難度和工作強度，但其原理仍然是根據人工預設的切割深度由電機或手搖帶動鋸片繞頭顱旋轉完成切割工作，其實質仍是一種手動操作的電動開顱機械；其存在的最大缺陷是切割過程中不能自動調節切割 深度。如果要調節切割深度，必須先關機，手動調節好后再開機繼續切害I]，同樣是操作不方便、工作效率低。
發明內容
本發明的目的就是為了克服背景技術的缺陷，提出一種能夠自動調節切割深度的自動開顱機，有效地降低了開顱工作者的勞動強度，操作方便，工作效率高。為實現上述目的，本發明自動開顱機，包括基座、設于基座頭部的固定頭顱裝置、設于基座尾部的并可使其搖臂環繞被固定頭顱旋轉的搖臂裝置、設于搖臂并可隨搖臂環繞被固定頭顱切割的切深裝置和檢測切割深度及搖臂旋轉角度并以此控制切深裝置和搖臂裝置工作的數據處理控制裝置；該數據處理控制裝置包含檢測切割深度的測深檢測器、檢測搖臂旋轉角度的搖臂角度檢測器和MCU微處理器電路，該MCU微處理器電路分別輸入測深檢測器輸出的測深檢測信號和搖臂角度檢測器輸出的搖臂角度檢測信號，MCU微處理器電路根據搖臂角度檢測信號，獲取相應頭顱位置的內置預期經驗深度值，根據測深檢測信號，獲得實時的切割深度值，將該實時的切割深度值與預期經驗深度值相比較后，MCU微處理器電路輸出切深控制信號至切深裝置，控制切深裝置的切割深度值趨近預期經驗深度值，直至兩值相等，該MCU微處理器電路輸出搖臂控制信號至搖臂裝置，控制搖臂裝置的搖臂環繞被固定頭顱作圓周運動，再根據搖臂角度檢測信號和測深檢測信號，輸出切深控制信號至切深裝置，周而復始，控制切深裝置環繞被固定頭顱按各位置點的預期經驗深度值切割。本發明采用了數據處理控制裝置，其MCU微處理器電路儲存沿顱骨圓周切割的系列預期經驗深度值，該MCU微處理器電路輸入測深檢測器、搖臂角度檢測器的檢測數據，通過編制的程序進行數據處理，得到切割位置點的實際切割深度值和預期經驗深度值，當兩值不等時，控制搖臂裝置的搖臂停止動作，控制切深裝置朝消除兩者差值的方向切割，兩值相等時就認為切割準確了，再控制搖臂裝置的搖臂繼續環繞被固定頭顱作圓周運動，帶動搖臂上的切深裝置繼續切割沒切完的部分。可見，本發明利用MCU微處理器智能芯片作控制核心，根據切割的實時信息自動控制機器，自動調節切割深度。本發明切割過程平穩、切割端面平整、頭顱復原時效果好、操作方便、工作少時省力、效率高，真正實現了尸體解剖開顱技術的自動化。
圖1為實施例的外觀示意圖之一；圖2為實施例的外觀示意圖之二；圖3為實施例揭去外罩的結構示意圖之一；圖4為實施例結構示意圖之二；圖5為基座結構不意圖；圖6為搖臂裝置結構示意圖；圖7為圖4的A局部放大圖，為設于搖臂滑塊的構件結構示意圖；圖8為數據處理控制裝置的電路方框圖；圖9為導線防扭結構的安裝位置示意圖；圖10為圖9的主視
圖11為圖10的C-C半剖俯視圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明最佳實施例進行詳細描述。如圖1至圖11所示，本發明自動開顱機，包括基座1、設于基座頭部的固定頭顱裝置2、設于基座尾部的并可使其搖臂環繞被固定頭顱旋轉的搖臂裝置3、設于搖臂并可隨搖臂環繞被固定頭顱切割的切深裝置4和檢測切割深度及搖臂旋轉角度并以此控制切深裝置4和搖臂裝置3工作的數據處理控制裝置。該數據處理控制裝置包含檢測切割深度的測深檢測器5、檢測搖臂旋轉角度的搖臂角度檢測器6和MCU微處理器電路7，該MCU微處理器電路7分別輸入測深檢測器5輸出的測深檢測信號和搖臂角度檢測器6輸出的搖臂角度檢測信號，MCU微處理器電路7根據搖臂角度檢測信號，得到搖臂的絕對位置，獲取相應頭顱位置的內置預期經驗深度值，根據測深檢測信號，獲得實時的切割深度值，將該實時的切割深度值與預期經驗深度值相比較后，MCU微處理器電路7輸出切深控制信號至切深裝置4，控制切深裝置4的切割深度值趨近預期經驗深度值，直至兩值相等，該MCU微處理器電路7輸出搖臂控制信號至搖臂裝置3，控制搖臂裝置3的搖臂環繞被固定頭顱作圓周運動，再根據搖臂角度檢測信號和測深檢測信號，輸出切深控制信號至切深裝置4，周而復始，控制切深裝置4環繞被固定頭顱按各位置點的預期經驗深度值切割。數據處理控制裝置還包含遙控發射器和遙控接收器，遙控接收器接收遙控發射器發射的信號，并輸至MCU微處理器電路7，該MCU微處理器電路7根據遙控發射器發射的信號，調節被切割頭顱相應位置的預期經驗深度值。本發明把經驗深度值存到其MCU控制芯片內，切割時根據搖臂的角度位置算出相應的經驗深度值，這個經驗深度值可以用遙控發射器修改；切割時一直檢測實際的切割深度，此實際切割深度值跟經驗深度值可通過顯示面板8上的顯示器，如數碼管直接讀出，MCU芯片內的程序根據這兩個數值的比較結果控制本發明開顱機的運行。搖控發射器設有開機、停機、加深、減淺、反轉等按鈕，搖控接收器接收信號，經MCU微處理器電路分析處理后實時控制本發明開顱機的運行，操作人員可以通過顯示面板8上的切深顯示器和操作指示燈等對本發明開顱機的運行和操作狀態進行實時監視。本發明通過MCU微處理器芯片內燒錄的程序對運行和控制信息進行分析和處理，以達到自動控制的目的。芯片內燒錄的軟件程序，不但包含信息處理、數據運算和外圍執行部件的控制信號，還包含顱骨切割的系列經驗深度值。切割時的預期切割深度值由燒錄在芯片內的經驗深度值和搖控修改值共同決定，從而能夠通過搖控方便地控制切割深度和運行。如圖5所示，基座I尾部的兩側設有調節基座I傾斜角度的調節螺栓11。該調節螺栓11可以調整整個基座I的傾斜角度，使基座I成為可調基座，以保證切割鋸片與顱骨呈垂直狀態，使得顱骨的切割面能與尸體長軸垂直，這樣有利于腦組織取出及解剖后的顱骨復原。如圖6所示，搖臂裝置3包含條狀搖臂31和帶動條狀搖臂31環繞被固定頭顱作圓周運動的搖臂驅動電機32 ;搖臂驅動電機32經安裝架裝在基座I上，搖臂驅動電機32的軸設置齒輪A33，該齒輪A33和齒輪B34齒合，該齒輪B34設置在搖臂31的軸35上，這樣，搖臂驅動電機32經齒輪A33和齒輪B34帶動搖臂31的軸35旋轉，從而帶動固定在軸35上的搖臂31旋轉。如圖1、圖2、圖6和圖7所示，切深裝置4包含切割鋸片41、帶動切割鋸片41旋轉的切割主電機42、設于條狀搖臂31的滑塊43和帶動滑塊43沿條狀搖臂31直線移動的滑塊驅動電機44，切割鋸片41和切割主電機42設于滑塊43，切割鋸片41裝在切割主電機42的軸上,切割鋸片41表面外圈噴涂金剛砂；滑塊驅動電機44設于搖臂31。如圖6所不，條狀搖臂31和設于條狀搖臂31的滑塊43采用直線模組，可用日本THK公司的LM-KR2602型直線模組，滑塊驅動電機44驅動直線模組內的帶動滑塊43直線移動的絲桿旋轉。
MCU微處理器電路7輸出切深控制信號至切深裝置4為MCU微處理器電路7輸出切割控制信號控制切割主電機42啟停，從而控制切割鋸片41旋轉切割，輸出深度控制信號控制滑塊驅動電機44啟停，從而控制滑塊43沿搖臂31直線移動，最終控制切割鋸片41的切割深度；MCU微處理器電路7輸出搖臂控制信號至搖臂裝置3為MCU微處理器電路7輸出搖臂控制信號控制搖臂驅動電機32啟停，從而控制搖臂31環繞固定頭顱作圓周運動，最終控制設于搖臂31滑塊43上的切割鋸片環繞固定頭顱切割。檢測切割深度的測深檢測器5設于滑塊43上，該測深檢測器5包含測深件51、彈簧52、齒條53、齒輪54、角度編碼器A55和與滑塊43相對靜止的測深底面561，測深件51靠近切割鋸片41，位于切割鋸片41的一側，該測深件51設有弧形頂點5111，該弧形頂點5111和切割鋸片41的切入點一致，彈簧52設于測深件51和測深底面561之間，齒條53沿切割深度方向設于測深件51 ;齒輪54設于與滑塊43相對靜止的角度編碼器A55的軸上,該齒輪54和齒條53齒合，該由齒輪54帶動旋轉的角度編碼器A55輸出的編碼信號為測深檢測器5輸出的測深檢測信號。所述測深件51包含測深板511、兩導向桿512和夾緊塊514，設有和滑塊43相對靜止的測深檢測器外罩56和固定設于該測深檢測器外罩56內的兩直線導向軸承513，所述測深底面561為測深檢測器外罩56的內底面，測深板511設有讓切割鋸片41的軸穿過并可在其中沿切割深度方向位移的貫通槽孔5112，切深件51的弧形頂點5111設于測深板511，兩導向桿512分別穿過兩直線導向軸承513，沿切割深度方向固定設置在測深板貫通槽孔5112的兩側，夾緊塊514固定連接測深板511，設于兩導向桿512的下面，彈簧52設于夾緊塊514和測深底面561之間，齒條53沿切割深度方向固定在夾緊塊514上。此時，測深板511同時充當切割鋸片41的防護罩，阻擋切割產生的粉末。切深時，滑塊43沿條狀搖臂31向搖臂軸35移動，帶動切割鋸片41向頭顱深處切害1J,從切割鋸片41抵達被固定頭顱起,滑塊43移動的距離，即為切割的深度,而測深板511的弧形頂點5111抵住頭 顱切入點旁的表皮，故固定在一起的測深板511、兩導向桿512、夾緊塊514和齒條53不會移動。滑塊43移動，帶動彈簧52壓著夾緊塊514，測深板的弧形頂點5111始終抵住待切頭顱，不會移動。滑塊43移動，帶動兩直線導向軸承513沿兩導向桿512移動，使切割鋸片41的切入點和測深板511的弧形頂點5111始終一致，不會偏離，保證切割深度檢測的準確性。滑塊43移動，帶動齒輪54在不動的齒條53上滾動，該齒輪54跟角度編碼器A55的軸固定在一起，故帶動角度編碼器A55的軸旋轉，角度編碼器A55再把軸的旋轉運動轉換成電的脈沖信號，該角度編碼信號傳給MCU微處理器電路7，經程序處理得到實際的切割深度值。搖臂角度檢測器6為由搖臂軸35帶動旋轉的角度編碼器B，該角度編碼器B輸出的編碼信號為搖臂角度檢測器6輸出的搖臂角度檢測信號。檢測切割深度的測深檢測器5設于滑塊43上，設有導線防扭結構9，所述搖臂31的軸35沿軸線是中空的，設有連接搖臂中空軸35的聯軸器36，該聯軸器36沿軸線是中空的，導線防扭結構9包含并排設于聯軸器36外壁且彼此絕緣的多個金屬環91、和基座I相對靜止的碳刷支撐架92，設于碳刷支撐架92的多個碳刷93和多個碳刷彈簧94，金屬環91采用銅環，碳刷支撐架92安裝在基座I的安裝架上而和基座I相對靜止，多個金屬環91、多個碳刷93和多個碳刷彈簧94 對應，每一個碳刷93設置在對應金屬環91和對應碳刷彈簧94之間，和對應金屬環91滑動接觸；滑塊43上測深檢測器5輸出的測深檢測信號的承載導線，也即角度編碼器A55的編碼信號承載導線，滑塊43上切割主電機42的連接導線和搖臂31上滑塊驅動電機44的連接導線分別沿條狀搖臂31至搖臂的中空軸35內，經搖臂的中空軸35到達中空的聯軸器36，從中空的聯軸器36內穿過該聯軸器36的壁連接對應的金屬環91，和金屬環91 一一對應的碳刷93連接設置在基座I安裝架上的電路連接導線。在中空聯軸器36的壁上開條槽361,即可方便將聯軸器36內的導線連接設于聯軸器36外壁的金屬環91。碳刷支撐架92包括罩在聯軸器36上的圓形碳刷支撐架921和碳刷彈簧支撐架922，圓形碳刷支撐架921設有位置和金屬環91對應，用于容納碳刷93并使碳刷93的一端和金屬環91滑動接觸的通孔，碳刷彈簧支撐架922緊挨圓形碳刷支撐架921，該碳刷彈簧支撐架922設有和碳刷93對應，用于容納碳刷彈簧94并使碳刷彈簧94 一端限位，另一端對碳刷93施加彈力的一端限位，另一端開口的限位孔，該限位孔的限位端設有讓碳刷93的連接導線穿過的貫穿通孔9221。本發明實施例的角度編碼器A55、切割主電機42和滑塊驅動電機44均會隨搖臂31的旋轉而旋轉，而電路板設置在靜止的基座I安裝架上，故如果沒有導線防扭結構9，會導致連接導線纏繞。本發明實施例設計導線防扭結構9，將角度編碼器A55、切割主電機42和滑塊驅動電機44的連接導線布在搖臂31和搖臂軸35內，隨搖臂軸35轉動而相對搖臂31和搖臂軸35靜止，通過隨軸轉動而相對搖臂軸靜止的金屬環91和相對基座靜止的碳刷93，將角度編碼器A55、切割主電機42和滑塊驅動電機44的連接導線和固定設置在基座I安裝架上的電路板連接導線連接起來，避免導線纏繞。
權利要求
1.自動開顱機，其特征在于:包括基座、設于基座頭部的固定頭顱裝置、設于基座尾部的并可使其搖臂環繞被固定頭顱旋轉的搖臂裝置、設于搖臂并可隨搖臂環繞被固定頭顱切割的切深裝置和檢測切割深度及搖臂旋轉角度并以此控制切深裝置和搖臂裝置工作的數據處理控制裝置；該數據處理控制裝置包含檢測切割深度的測深檢測器、檢測搖臂旋轉角度的搖臂角度檢測器和MCU微處理器電路，該MCU微處理器電路分別輸入測深檢測器輸出的測深檢測信號和搖臂角度檢測器輸出的搖臂角度檢測信號，MCU微處理器電路根據搖臂角度檢測信號，獲取相應頭顱位置的內置預期經驗深度值，根據測深檢測信號，獲得實時的切割深度值，將該實時的切割深度值與預期經驗深度值相比較后，MCU微處理器電路輸出切深控制信號至切深裝置，控制切深裝置的切割深度值趨近預期經驗深度值，直至兩值相等，該MCU微處理器電路輸出搖臂控制信號至搖臂裝置，控制搖臂裝置的搖臂環繞被固定頭顱作圓周運動，再根據搖臂角度檢測信號和測深檢測信號，輸出切深控制信號至切深裝置，周而復始，控制切深裝置環繞被固定頭顱按各位置點的預期經驗深度值切割。
2.根據權利要求1所述的自動開顱機，其特征在于:所述搖臂裝置包含條狀搖臂和帶動條狀搖臂環繞被固定頭顱作圓周運動的搖臂驅動電機；所述切深裝置包含切割鋸片、帶動切割鋸片旋轉的切割主電機、設于條狀搖臂的滑塊和帶動滑塊沿條狀搖臂直線移動的滑塊驅動電機，所述切割鋸片和切割主電機設于滑塊，滑塊驅動電機設于搖臂；所述MCU微處理器電路輸出切深控制信號至切深裝置為MCU微處理器電路輸出切割控制信號控制切割主電機啟停，從而控制切割鋸片旋轉切割，輸出深度控制信號控制滑塊驅動電機啟停，從而控制滑塊沿搖臂直線移動，最終控制切割鋸片的切割深度；所述MCU微處理器電路輸出搖臂控制信號至搖臂裝置為MCU微處理器電路輸出搖臂控制信號控制搖臂驅動電機啟停，從而控制搖臂環繞固定頭顱作圓周運動，最終控制設于搖臂滑塊上的切割鋸片環繞固定頭顱切割。
3.根據權利要求2所述的自動開顱機，其特征在于:所述條狀搖臂和設于條狀搖臂的滑塊采用直線模組，所述滑塊驅動電機驅動直線模組內的帶動滑塊直線移動的絲桿旋轉。
4.根據權利要求2或3所述的自動開顱機，其特征在于:所述檢測切割深度的測深檢測器設于滑塊上，該測深檢測器包含測深件、彈簧、齒條、齒輪、角度編碼器A和與滑塊相對靜止的測深底面，所 述測深件靠近切割鋸片，該測深件設有弧形頂點，該弧形頂點和切割鋸片的切入點一致，所述彈簧設于測深件和測深底面之間，所述齒條沿切割深度方向設于測深件；所述齒輪設于與滑塊相對靜止的角度編碼器A的軸上，該齒輪和齒條齒合，該由齒輪帶動旋轉的角度編碼器A輸出的編碼信號為測深檢測器輸出的測深檢測信號。
5.根據權利要求4所述的自動開顱機，其特征在于:所述測深件包含測深板、兩導向桿和夾緊塊，設有和滑塊相對靜止的測深檢測器外罩和固定設于該測深檢測器外罩內的兩直線導向軸承，所述測深底面為測深檢測器外罩的內底面，所述測深板設有讓切割鋸片的軸穿過并可在其中沿切割深度方向位移的貫通槽孔，所述切深件的弧形頂點設于測深板，所述兩導向桿分別穿過兩直線導向軸承，沿切割深度方向固定設置在測深板貫通槽孔的兩側，所述夾緊塊固定連接測深板，設于兩導向桿的下面，所述彈簧設于夾緊塊和測深底面之間，所述齒條沿切割深度方向固定在夾緊塊上。
6.根據權利要求2或3所述的自動開顱機，其特征在于:所述搖臂角度檢測器為由搖臂軸帶動旋轉的角度編碼器B，該角度編碼器B輸出的編碼信號為搖臂角度檢測器輸出的搖臂角度檢測信號。
7.根據權利要求2或3所述的自動開顱機，其特征在于:所述檢測切割深度的測深檢測器設于滑塊上，設有導線防扭結構，所述搖臂的軸沿軸線是中空的，設有連接搖臂中空軸的聯軸器，該聯軸器沿軸線是中空的，所述導線防扭結構包含并排設于聯軸器外壁且彼此絕緣的多個金屬環、和基座相對靜止的碳刷支撐架，設于碳刷支撐架的多個碳刷和多個碳刷彈簧，所述多個金屬環、多個碳刷和多個碳刷彈簧一一對應，每一個碳刷設置在對應金屬環和對應碳刷彈簧之間，和對應金屬環滑動接觸；所述滑塊上測深檢測器輸出的測深檢測信號的承載導線、滑塊上切割主電機的連接導線和搖臂上滑塊驅動電機的連接導線分別沿條狀搖臂至搖臂的中空軸內，經搖臂的中空軸到達中空的聯軸器，從中空的聯軸器內穿過該聯軸器的壁連接對應的金屬環，和金屬環一一對應的碳刷連接設置在基座安裝架上的電路連接導線。
8.根據權利要求7所述的自動開顱機，其特征在于:所述碳刷支撐架包括罩在聯軸器上的圓形碳刷支撐架和碳刷彈簧支撐架，所述圓形碳刷支撐架設有位置和金屬環對應，用于容納碳刷并使碳刷的一端和金屬 環滑動接觸的通孔，所述碳刷彈簧支撐架緊挨圓形碳刷支撐架，該碳刷彈簧支撐架設有和碳刷對應，用于容納碳刷彈簧并使碳刷彈簧一端限位，另一端對碳刷施加彈力的一端限位，另一端開口的限位孔，該限位孔的限位端設有讓碳刷的連接導線穿過的貫穿通孔。
9.根據權利要求1所述的自動開顱機，其特征在于:所述基座尾部的兩側設有調節基座傾斜角度的調節螺栓。
10.根據權利要求1所述的自動開顱機，其特征在于:所述數據處理控制裝置還包含遙控發射器和遙控接收器，遙控接收器接收遙控發射器發射的信號，并輸至MCU微處理器電路，該MCU微處理器電路根據遙控發射器發射的信號，調節被切割頭顱相應位置的預期經驗深度值。
全文摘要
自動開顱機，包括基座、設于基座頭部的固定頭顱裝置、設于基座尾部的并可使其搖臂環繞被固定頭顱旋轉的搖臂裝置、設于搖臂并可隨搖臂環繞被固定頭顱切割的切深裝置和檢測切割深度及搖臂旋轉角度并以此控制切深裝置和搖臂裝置工作的數據處理控制裝置；該數據處理控制裝置包含檢測切割深度的測深檢測器、檢測搖臂旋轉角度的搖臂角度檢測器和MCU微處理器電路。本發明利用MCU微處理器智能芯片作控制核心，根據切割的實時信息自動控制機器，自動調節切割深度。本發明切割過程平穩、切割端面平整、頭顱復原時效果好、操作方便、工作少時省力、效率高，真正實現了尸體解剖開顱技術的自動化。
文檔編號A61B16/00GK103211627SQ20131017789
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月14日 優先權日2013年5月14日
發明者劉東樑, 賈啟云, 黎增強, 馮小兵, 官小巍 申請人:廣州市公安局荔灣區分局