LED手術(shù)無影燈的研發(fā).pdf

1、傳統(tǒng)手術(shù)無影燈的光源采用的是鹵素燈，通過多面反射鏡將光線反射到手術(shù)部位。鹵素燈的使用壽命短，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)的鹵素燈有著很大的優(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)計開發(fā)了一款LED手術(shù)無影燈，完成了LED光學系統(tǒng)設(shè)計、燈頭燈臂機械系統(tǒng)設(shè)計、電控系統(tǒng)開發(fā)以及散熱設(shè)計，最后制作

2、出燈頭樣機進行了測試，結(jié)果達到了手術(shù)燈國家標準。
　　本論文的主要工作如下:
　　(1)按照國家標準對LED進行選型，利用LightTools軟件對單個LED和透鏡構(gòu)成的光學系統(tǒng)進行了仿真，得出最大照度值和透鏡的參數(shù)。
　　(2)設(shè)計了整個燈頭的光學系統(tǒng)，即7個燈盤共120個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系統(tǒng)進行仿真，得出最人中心照度和各條件下的無影率，均符合國家標準

3、。
　　(3)設(shè)計了鋁基板加散熱器的燈盤散熱方案，確定了散熱器的尺寸，計算了理論散熱效率。用ANSYS對散熱模型進行熱仿真分析，并進行了實物實驗，仿真結(jié)果與實驗結(jié)果均滿足國家標準。
　　(4)對燈頭、燈臂進行了機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。燈頭利用滾珠絲杠調(diào)節(jié)傾斜角，進而改變光斑大小;確定了6自由度燈臂機構(gòu)，建立了燈臂的運動學模型，根據(jù)工作空間要求，確定了燈臂尺寸。對燈臂進行了靜力學分析，確定了旋臂的摩擦力矩;運用力矩平衡原理設(shè)計能夠在任意