一种全自动开颅装置的制作方法

1.本实用新型涉及尸检解剖领域，具体涉及一种全自动开颅装置。


背景技术：

2.现有技术中常见的开颅锯为电动开颅锯，电动开颅锯需要人工操作，即尸体头颅固定之后，操作者手持电动开颅锯进行开颅操作，现有技术的缺点主要有：人工操作过程中容易把控不稳而导致切割过深破坏脑组织，或者切割过浅而难以实现顺利开颅，且切割时间长，长期手持导致疲劳持锯而产生其他危险，劳动强度较大，同时传统开颅锯在实际应用中存在一定的危险性，安全性不好。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于：
4.现有技术中进行开颅操作时，劳动强度较大，自动化程度较低以及安全性不好、开颅效率低的技术问题。
5.本实用新型是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种全自动开颅装置，包括设置在机架上的靠背，靠背的第一端设置有头颅固定机构；
6.头颅固定机构的一侧设置有锯切开颅机构。
7.本实用新型中的一种全自动开颅装置在实际应用时，将待开颅的尸体置于靠背上，使尸体躺在靠背上，并通过头颅固定机构将尸体头颅固定，固定后通过锯切开颅机构即可实现开颅操作，相对于现有技术，只需将尸体固定后，操控锯切开颅机构即可自动开颅，无需操作者长时间手持电动开颅锯，劳动强度较小，避免长期手持电动开颅锯而导致疲劳持锯产生其他危险，同时自动化程度较高。
8.优化的，所述靠背的第二端铰接在机架上，靠背第二端的铰接轴沿水平方向，且待开颅的尸体置于靠背上时，靠背第二端的铰接轴垂直于尸体的躯干；
9.机架上还设置有靠背驱动机构，靠背驱动机构能够驱动靠背绕靠背第二端的铰接轴摆动。
10.优化的，所述靠背驱动机构包括转动安装在机架上的拨动件，拨动件的转动轴线平行于靠背第二端的铰接轴；
11.拨动件的端部转动安装有支撑滚轮，支撑滚轮的转动轴线平行于拨动件的转动轴线，支撑滚轮支撑在靠背下方；
12.机架上还设置有拨动件驱动机构，拨动件驱动机构能够驱动拨动件转动。
13.通过拨动件驱动机构驱动拨动件转动，支撑滚轮能够上下摆动，进而能够调节靠背的高低位置，以便于调节尸体的躺姿，便于调整尸体头颅的姿态，以满足开颅条件，操作较为方便，且能够实现灵活调整开颅时的切割位置。
14.优化的，所述头颅固定机构包括设置在靠背第一端处的支架，支架上设置有头枕、定位件驱动机构，定位件驱动机构位于头枕上方；
15.所述定位件驱动机构的活动端设置有定位件，定位件驱动机构能够驱动定位件向支架内侧移动，定位件与头枕配合能够对待开颅的尸体头颅进行定位。
16.在实际开颅时，尸体头颅受力，通过定位件驱动机构驱动定位件移动，定位件与头枕配合能够对待开颅的尸体头颅进行定位，进而防止开颅时头颅发生移动，开颅位置较为准确。
17.优化的，所述头枕、定位件朝向内侧的一面均为弧形面。
18.优化的，所述定位件驱动机构、定位件设置三组；
19.其中，中间的定位件驱动机构、定位件位于头枕的正上方，定位件与头枕相对设置；
20.另外两组定位件驱动机构、定位件位于头枕上方两侧，该两组定位件驱动机构、定位件水平相对设置。
21.优化的，所述机架上设置有水平的长孔，所述支架通过螺钉安装在长孔上；
22.所述支架滑动安装在机架上，支架的滑动方向平行于长孔，支架在机架上滑动能够远离或者靠近锯切开颅机构。
23.根据不同的开颅要求，可通过调整支架相对于锯切开颅机构的远近距离，来调节头颅相对于锯切开颅机构的相对位置，进而达到开颅位置，调整完成后将支架固定在长孔上即可。
24.优化的，所述锯切开颅机构包括设置在机架上的回转驱动机构，所述回转驱动机构的输出轴沿水平方向，且所述输出轴端部指向头颅固定机构；
25.所述输出轴上设置有回转支架，回转支架上设置有开颅锯，开颅锯的活动端指向头颅固定机构，开颅锯的活动端设置有锯片，锯片旋转轴线平行于输出轴。
26.头颅固定机构将头颅固定之后，开颅锯驱动锯片旋转，回转驱动机构则驱动回转支架转动，进而实现对头颅的环切操作，能够顺利实现开颅操作。
27.优化的，所述开颅锯滑动安装在回转支架上，开颅锯的滑动方向垂直于输出轴，所述回转支架上还设置有能够驱动开颅锯滑动的滑动驱动机构。
28.实际应用中，可通过滑动驱动机构调整开颅锯在回转支架上的位置，来调节锯片的切割深度，以满足不同的切割深度需求。
29.优化的，所述开颅锯上设置有开颅锯支架，开颅锯支架上滑动设置有随动架，随动架的滑动方向平行于开颅锯的滑动方向，且随动架的滑动方向沿锯片的径向；
30.随动架朝向待开颅尸体头颅的一端转动安装有随动轮，随动轮的转动轴线平行于锯片的旋转轴线，随动轮位于锯片的一侧；
31.所述开颅锯支架与随动架之间设置有弹性体，弹性体能够使随动架具有向待开颅尸体头颅方向滑动的趋势；
32.所述开颅锯支架上设置有能够感应随动架滑动位置的感应传感器；
33.还包括控制单元，感应传感器连接至控制单元，所述回转驱动机构、滑动驱动机构由控制单元控制。
34.实际应用当中，尸体头颅并非是规则的圆形，在实际应用当中，滑动驱动机构可驱动开颅锯向头颅方向移动，且随动轮会压在头颅表面，当锯片切入预设深度后，感应传感器检测到随动架的滑动位置，并将检测信号输送至控制单元，控制单元控制滑动驱动机构停
止运动，随着回转驱动机构驱动回转支架转动，随动轮以及锯片或者转到头颅的不同位置，在随动轮的作用下，感应传感器会检测到随动架的滑动位置，控制单元则根据检测结果实时控制滑动驱动机构，以将切割深度控制在预设范围内，如此能够确保头颅的不同位置的切割深度基本相同，开颅切割深度满足实际需求。该开颅装置不仅可以快速稳定的切割颅骨，其最重要的功能之一就是可以根据颅骨的厚度不同，而自动将颅骨切开，不破坏到颅脑组织，也不会产生未锯透情况。
35.本实用新型的优点在于：
36.1.本实用新型中的一种全自动开颅装置在实际应用时，将待开颅的尸体置于靠背上，使尸体躺在靠背上，并通过头颅固定机构将尸体头颅固定，固定后通过锯切开颅机构即可实现开颅操作，相对于现有技术，只需将尸体固定后，操控锯切开颅机构即可自动开颅，无需操作者长时间手持电动开颅锯，劳动强度较小，避免长期手持电动开颅锯而导致疲劳持锯产生其他危险，大大节约工作时间，同时自动化程度较高。
37.2.通过拨动件驱动机构驱动拨动件转动，支撑滚轮能够上下摆动，进而能够调节靠背的高低位置，以便于调节尸体的躺姿，便于调整尸体头颅的姿态，以满足开颅条件，操作较为方便，且能够实现灵活调整开颅时的切割位置。
38.3.在实际开颅时，尸体头颅受力，通过定位件驱动机构驱动定位件移动，定位件与头枕配合能够对待开颅的尸体头颅进行定位，进而防止开颅时头颅发生移动，开颅位置较为准确。
39.4.根据不同的开颅要求，可通过调整支架相对于锯切开颅机构的远近距离，来调节头颅相对于锯切开颅机构的相对位置，进而达到开颅位置，调整完成后将支架固定在长孔上即可。
40.5.头颅固定机构将头颅固定之后，开颅锯驱动锯片旋转，回转驱动机构则驱动回转支架转动，进而实现对头颅的环切操作，能够顺利实现开颅操作。
41.6.实际应用中，可通过滑动驱动机构调整开颅锯在回转支架上的位置，来调节锯片的切割深度，以满足不同的切割深度需求。
42.7.实际应用当中，尸体头颅并非是规则的圆形，在实际应用当中，滑动驱动机构可驱动开颅锯向头颅方向移动，且随动轮会压在头颅表面，当锯片切入预设深度后，感应传感器检测到随动架的滑动位置，并将检测信号输送至控制单元，控制单元控制滑动驱动机构停止运动，随着回转驱动机构驱动回转支架转动，随动轮以及锯片或者转到头颅的不同位置，在随动轮的作用下，感应传感器会检测到随动架的滑动位置，控制单元则根据检测结果实时控制滑动驱动机构，以将切割深度控制在预设范围内，如此能够确保头颅的不同位置的切割深度基本相同，开颅切割深度满足实际需求。该开颅装置不仅可以快速稳定的切割颅骨，其最重要的功能之一就是可以根据颅骨的厚度不同，而自动将颅骨切开，不破坏到颅脑组织，也不会产生未锯透情况。
附图说明
43.图1-4为本实用新型实施例中一种全自动开颅装置不同视角的立体图；
44.图5为本实用新型实施例中一种全自动开颅装置的正视图；
45.图6为图5中a的局部放大图；
46.图7为本实用新型实施例中一种全自动开颅装置的立体图(隐藏靠背)；
47.图8为本实用新型实施例中一种全自动开颅装置的立体图(隐藏头颅固定机构)；
48.图9为图8中b的局部放大图；
49.其中，
50.机架-1；长孔-11；
51.靠背-2；靠背驱动机构-21；拨动件-211；支撑滚轮-212；拨动件驱动机构-213；
52.头颅固定机构-3；头枕-31；支架-32；定位件驱动机构-33；定位件-34；移动滚轮-321；
53.锯切开颅机构-4；回转驱动机构-41；输出轴-42；回转支架-43；开颅锯-44；锯片-45；滑动驱动机构-46；随动架-47；随动轮-48；弹性体-49；导柱-431；开颅锯支架-441。
具体实施方式
54.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
55.如图1、2所示，一种全自动开颅装置，包括机架1、靠背2、头颅固定机构3、锯切开颅机构4、控制单元。
56.本实施例中，所述机架1的主要作用是为其余各零部件提供安装位置，机架1不限于特定形状，只要能够满足将各零部件按照要求安装、配合，并实现相应功能即可。
57.如图5所示，靠背2设置在机架1上，靠背2的第一端设置有头颅固定机构3；头颅固定机构3的一侧设置有锯切开颅机构4。
58.具体的，为便于描述及理解，以图5视角为主视图视角，其余方位以此为基准类推，应当理解，此方位设定仅是为了方便描述及理解，不能理解为对本实用新型的限制。
59.如图5所示，所述靠背2的第二端铰接在机架1上，靠背2第二端的铰接轴沿水平方向，且待开颅的尸体置于靠背2上时，靠背2第二端的铰接轴垂直于尸体的躯干。
60.具体的，所述靠背2的右端铰接在机架1的右端，铰接轴沿前后方向，靠背2的左端与靠背2本体之间的夹角为钝角，靠背2左端的上表面为前后两侧高中间低的圆弧形，以便放置尸体。
61.如图7所示，机架1上还设置有靠背驱动机构21，靠背驱动机构21能够驱动靠背2绕靠背2第二端的铰接轴摆动。
62.具体的，如图7所示，所述靠背驱动机构21包括转动安装在机架1上的拨动件211，拨动件211的转动轴线平行于靠背2第二端的铰接轴；具体的，所述拨动件211平行设置一对，二者均固定在同一根转动轴214上，转动轴214通过轴承转动安装在机架1上，转动轴214端部设置有从动锥齿轮。
63.如图7所示，机架1上还设置有拨动件驱动机构213，拨动件驱动机构213能够驱动拨动件211转动。
64.如图7所示，所述拨动件驱动机构213包括设置在机架1上的靠背驱动电机215，靠
背驱动电机215的输出轴上设置有主动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合。
65.如图7所示，拨动件211的端部转动安装有支撑滚轮212，支撑滚轮212的转动轴线平行于拨动件211的转动轴线，支撑滚轮212支撑在靠背2下方；具体的，两拨动件211上端设置有滚轮安装轴216，滚轮安装轴216平行于转动轴214，支撑滚轮212设置一对，分别转动安装在滚轮安装轴216的两端。
66.如图3、4所示，所述头颅固定机构3包括设置在靠背2第一端处的支架32，所述机架1上设置有水平的长孔11，所述支架32通过螺钉安装在长孔11上；所述支架32滑动安装在机架1上，支架32的滑动方向平行于长孔11，支架32在机架1上滑动能够远离或者靠近锯切开颅机构4。具体通过如下结构实现：支架32为竖直设置的环形，支架32底部设置四个移动滚轮321，移动滚轮321能够沿左右方向移动。
67.进一步的，如图7所示，本实施例中，所述支架32分为两部分，分别为上、下两部分，其中上半部分为开口向下的圆弧形，上部分的第一端铰接在下部分的第一端上，铰接轴平行于输出轴42，能够实现支架32的上部分绕铰接轴转动，进而实现支架32的开合，方便放置尸体头颅。关闭时，上部分的第二端与下部分的第二端可通过快插接口连接，或者通过螺钉等部件连接。
68.如图7所示，支架32上设置有头枕31、定位件驱动机构33，所述定位件驱动机构33采用气缸或者推杆电机，定位件驱动机构33位于头枕31上方；所述定位件驱动机构33的活动端设置有定位件34，定位件驱动机构33能够驱动定位件34向支架32内侧移动，定位件34与头枕31配合能够对待开颅的尸体头颅进行定位。
69.进一步的，如图7所示，所述头枕31、定位件34朝向内侧的一面均为弧形面，优选为圆弧形面。
70.如图7所示，本实施例中，所述定位件驱动机构33、定位件34设置三组；其中，中间的定位件驱动机构33、定位件34位于头枕31的正上方，定位件34与头枕31相对设置；另外两组定位件驱动机构33、定位件34位于头枕31上方两侧，该两组定位件驱动机构33、定位件34水平相对设置。
71.如图8、9所示，所述锯切开颅机构4包括设置在机架1上的回转驱动机构41，所述回转驱动机构41的输出轴42沿水平方向，且所述输出轴42端部指向头颅固定机构3；所述输出轴42上设置有回转支架43，回转支架43上设置有开颅锯44，开颅锯44的活动端指向头颅固定机构3，开颅锯44的活动端设置有锯片45，锯片45旋转轴线平行于输出轴42。
72.具体的，如图8所示，所述输出轴42转动安装在机架1上，所述回转驱动机构41包括设置在机架1上的步进电机，所述步进电机通过减速器驱动输出轴42转动。
73.回转驱动机构41可以进行360度旋转工作。该机构可以调节旋转速度，可以暂停。该旋转机构通过角度精确控制，回转运行可以精确到每一度，从而大大提高效率、精度。而且该机构可以提供足够扭矩，满足工作需求。
74.如图8、9所示，所述回转支架43为竖直的板状结构，回转支架43垂直于输出轴42，所述开颅锯44滑动安装在回转支架43上，开颅锯44的滑动方向垂直于输出轴42，所述回转支架43上还设置有能够驱动开颅锯44滑动的滑动驱动机构46。
75.具体的，如图7所示，所述回转支架43上设置有导柱431，导柱431垂直于输出轴42，开颅锯44滑动安装在导柱431上。
76.如图8所示，所述滑动驱动机构46包括平行于导柱431设置的丝杠461，还包括设置在回转支架43上的电机，电机通过带传动机构驱动丝杠461转动，所述开颅锯44通过一螺母与丝杠461连接。
77.如图6、8、9所示，所述开颅锯44上设置有开颅锯支架441，开颅锯支架441上滑动设置有随动架47，随动架47的滑动方向平行于开颅锯44的滑动方向，且随动架47的滑动方向沿锯片45的径向；随动架47朝向待开颅尸体头颅的一端转动安装有随动轮48，随动轮48的转动轴线平行于锯片45的旋转轴线，随动轮48位于锯片45的一侧；所述开颅锯支架441与随动架47之间设置有弹性体49，弹性体49能够使随动架47具有向待开颅尸体头颅方向滑动的趋势；所述开颅锯支架441上设置有能够感应随动架47滑动位置的感应传感器(图中未示出)；本实施例中的控制单元采用plc，plc为现有技术，本领域技术人员根据实际需求对其进行编程，即可实现本实施例中所述的控制功能。感应传感器连接至控制单元，所述回转驱动机构41、滑动驱动机构46由控制单元控制。本实施例中的感应传感器可采用npn常开型接近开关，用以感应随动架47的滑动位置，接近开关检测到随动架47靠近时，随动架47反方向运行，当接近开关检测不到随动架47，即信号丢失时，随动架47将正向运行至该信号有效状态，然后又反向运行，如此循环，进而将其滑动范围限制在可接受的范围内。
78.具体的，如图8、9所示，所述开颅锯支架441设置在开颅锯44本体端部，开颅锯支架441上设置有一对导轨442，导轨442分别位于开颅锯44转轴的两侧，且导轨442垂直于开颅锯44的转轴，所述随动架47通过滑块滑动安装在导轨442上，随动架47形状呈u形，随动架47跨在开颅锯44转轴上，所述随动轮48设置一对，均安装在随动架47端部，所述弹性体49采用弹簧。
79.工作原理：
80.如图1所示，本实用新型中的一种全自动开颅装置在实际应用时，将待开颅的尸体置于靠背2上，使尸体躺在靠背2上，并通过头颅固定机构3将尸体头颅固定，固定后通过锯切开颅机构4即可实现开颅操作，相对于现有技术，只需将尸体固定后，操控锯切开颅机构4即可自动开颅，无需操作者长时间手持电动开颅锯，劳动强度较小，避免长期手持电动开颅锯而导致疲劳持锯产生其他危险，同时自动化程度较高。
81.通过拨动件驱动机构213驱动拨动件211转动，支撑滚轮212能够上下摆动，进而能够调节靠背2的高低位置，以便于调节尸体的躺姿，便于调整尸体头颅的姿态，以满足开颅条件，操作较为方便，且能够实现灵活调整开颅时的切割位置。
82.在实际开颅时，尸体头颅受力，通过定位件驱动机构33驱动定位件34移动，定位件34与头枕31配合能够对待开颅的尸体头颅进行定位，进而防止开颅时头颅发生移动，开颅位置较为准确。
83.根据不同的开颅要求，可通过调整支架32相对于锯切开颅机构4的远近距离，来调节头颅相对于锯切开颅机构4的相对位置，进而达到开颅位置，调整完成后将支架32固定在长孔11上即可。
84.头颅固定机构3将头颅固定之后，开颅锯44驱动锯片45旋转，回转驱动机构41则驱动回转支架43转动，进而实现对头颅的环切操作，能够顺利实现开颅操作。
85.实际应用中，可通过滑动驱动机构46调整开颅锯44在回转支架43上的位置，来调节锯片45的切割深度，以满足不同的切割深度需求。
86.实际应用当中，尸体头颅并非是规则的圆形，在实际应用当中，滑动驱动机构46可驱动开颅锯44向头颅方向移动，且随动轮48会压在头颅表面，当锯片45切入预设深度后，感应传感器检测到随动架47的滑动位置，并将检测信号输送至控制单元，控制单元控制滑动驱动机构46停止运动，随着回转驱动机构41驱动回转支架43转动，随动轮48以及锯片45或者转到头颅的不同位置，在随动轮48的作用下，感应传感器会检测到随动架47的滑动位置，控制单元则根据检测结果实时控制滑动驱动机构46，以将切割深度控制在预设范围内，如此能够确保头颅的不同位置的切割深度基本相同，开颅切割深度满足实际需求。
87.进一步的，在切割过程中，可以随时通过控制面板发送进出刀信号，调节刀头深度，从而针对颅骨较厚位置切割透彻。也可以根据该装置中的伺服电机张力检测控制，通过扭矩变化量来检测颅骨是否切透，从而自动控制颅骨深浅切割。
88.另外，在实际应用当中，本装置还能够实现自动控制切割深度，具体工作流程如下：
89.流程1：
90.自动按钮按下后，伺服电机开启张力控制模式。传动机构带动开颅锯传送检测颅骨位置，无颅骨时扭矩值低于用户比较颅骨设定张力值。当开颅锯碰到颅骨，伺服电机实时扭矩值等于用户比较设定张力值。
91.流程2：
92.开颅锯与旋转平台(即回转支架43)同时开启运行，此时伺服电机处于张力控制模式，伺服电机实时扭矩值等于用户比较设定张力值。传动机构带动开颅锯向下切割。当开颅锯切通颅骨瞬间，伺服电机因阻力的减小，转速提高，实时转速高于设定比较转速，伺服电机控制将立刻由扭矩控制切换至位置控制模式。如开颅锯未切通颅骨，伺服电机因阻力较大，实时转速低于设定比较转速，伺服电机保持张力控制模式。
93.流程3：
94.开颅锯与旋转平台同时开启运行，伺服电机实时转速高于设定比较转速，伺服电机控制将立刻由扭矩控制切换至位置控制模式。开颅锯与旋转平台不停止做无间断运行，伺服电机反方向运行至设定提升距离位置。到达位置后伺服电机控制将立刻由位置控制切换至扭矩控制模式，执行流程2动作至旋转台到达设定位置。
95.流程4：
96.旋转台到达设定位置后，伺服电机控制将立刻由扭矩控制切换至位置控制模式。伺服电机反方向运行至最高点限位。然后旋转台由设定位置处，反方向运行至初始位置。切割结束。
97.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。