一種電腦驗(yàn)光儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電腦驗(yàn)光儀。其特征是包括底座總成、控制總成、屏幕總成、頭托總成、三維平動(dòng)總成、監(jiān)測總成；所述的控制總成包括電氣控制硬件部分和電氣控制算法軟件部分，電氣控制硬件部分是以高性能微控制器結(jié)合恒流斬波式兩相步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)集成芯片的方式實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，微控制器輸入脈沖和電平信號來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行步數(shù)和方向；電氣控制軟件算法是采用S型曲線加減速控制方法模擬出加減速S型曲線，由算法模擬出對應(yīng)的速度變化階梯曲線，并計(jì)算出各個(gè)離散點(diǎn)的頻率和執(zhí)行步數(shù)，然后按頻率參數(shù)配置微控制器內(nèi)部的PWM功能模塊輸出對應(yīng)頻率的方波信號，并在輸出過程中累計(jì)電機(jī)執(zhí)行步數(shù)，在完成所有頻率點(diǎn)脈沖的輸出后步進(jìn)電機(jī)到達(dá)指定位置。
【專利說明】一種電腦驗(yàn)光儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及了一種眼睛測量裝置，具體是一種電腦驗(yàn)光儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的電腦驗(yàn)光儀采用客觀測量方式，它將紅外圖像投射到人眼底，在人眼視網(wǎng)膜上產(chǎn)生散射圖像，通過分析CXD采集到的測量圖像，客觀地計(jì)算出眼睛的屈光度。
[0003]在測量時(shí)，操作者用手輕輕控制儀器的前、后、左、右、上、下的移動(dòng)，捕捉被測者眼睛的瞳孔，對準(zhǔn)眼球瞳孔后，按下測量鍵，測量結(jié)果會(huì)立即顯示在屏幕上。
[0004]電腦驗(yàn)光儀的準(zhǔn)確性受很多因素的影響，例如被測者的頭和眼配合不好，動(dòng)來動(dòng)去，眼注視驗(yàn)光儀內(nèi)目標(biāo)不夠集中，以致放松調(diào)節(jié)不夠，必然影響屈光度檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性，甚至重復(fù)檢查的度數(shù)差異較大，尤其是兒童患者，電腦驗(yàn)光儀測試的誤差較大，甚至不能檢查出屈光度數(shù)。
[0005]因此，現(xiàn)有電腦驗(yàn)光儀對操作者要求極高，他在熟練操縱儀器的同時(shí)，還須時(shí)刻關(guān)注被測者的配合狀況，快速完成捕捉、對準(zhǔn)、按鍵等系統(tǒng)動(dòng)作，才能獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型針對上述缺陷，提供一種電腦驗(yàn)光儀，能快速準(zhǔn)確的全自動(dòng)進(jìn)行檢測，操作簡單，各部件運(yùn)行平穩(wěn)，使用舒適。
[0007]為此，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案，一種電腦驗(yàn)光儀，包括底座總成，底座總成的平臺上還設(shè)置著控制總成、屏幕總成，底座總成的前端設(shè)置著頭托總成，其特征是位于頭托總成和控制總成之間設(shè)置三維平動(dòng)總成，由控制總成完成雙眼的自動(dòng)或手控檢測；
[0008]所述的三維平動(dòng)總成包括升降部件，升降部件上設(shè)置前后移動(dòng)部件和左右移動(dòng)部件，所述左右移動(dòng)部件的上部設(shè)置監(jiān)測總成；所述的升降部件包括定向機(jī)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)，由定向機(jī)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)使前后移動(dòng)部件作垂直升降運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述的控制總成包括電氣控制硬件部分和電氣控制算法軟件部分。
[0010]所述的前后移動(dòng)部件包括前后移動(dòng)底板和步進(jìn)電機(jī),所述的前后移動(dòng)底板上設(shè)置著前后移動(dòng)芯軸、前后平移螺桿和前后移動(dòng)座，前后移動(dòng)座中的前直線軸承座的兩端都設(shè)有直線軸承，后直線軸承座中設(shè)有一個(gè)直線軸承，呈梯形分布的直線軸承套在前后移動(dòng)芯軸中，由包括步進(jìn)電機(jī)、前后平移螺桿組合的移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶前后移動(dòng)部件動(dòng)作前后平行移動(dòng)。
[0011]所述的左右移動(dòng)部件包括設(shè)直在如后移動(dòng)座上的左右移動(dòng)芯軸和左右移動(dòng)座，左右移動(dòng)芯軸由芯軸壓板固定，左右移動(dòng)座中的前直線軸承座的兩端也都設(shè)有直線軸承，后直線軸承座中設(shè)有一個(gè)直線軸承，同樣呈梯形分布的直線軸承套在左右移動(dòng)芯軸中，由包括步進(jìn)電機(jī)、左右平移螺桿組合的移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)左右移動(dòng)部件作左右平行移動(dòng)。
[0012]所述的升降部件包括升降主軸和固定在底板上的立柱，升降主軸插在立柱內(nèi)的直線軸承中，升降主軸上端設(shè)置前后移動(dòng)部件，壓板緊固在升降主軸的底部，由定向機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)使前后移動(dòng)部件作垂直升降運(yùn)動(dòng)。[0013]所述的定向機(jī)構(gòu)包括升降定位板，升降定位板上設(shè)有兩個(gè)通孔，第一通孔套在立柱內(nèi)的直線軸承中固定，第二通孔通過升降定位座固定直線軸承，升降定位軸穿設(shè)在該直線軸承中，升降定位軸的上端固定在前后移動(dòng)底板中。
[0014]所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括升降控制裝置和推桿電機(jī)，推桿電機(jī)的上端與升降主軸連接，推桿電機(jī)的下端與底板連接，升降控制裝置控制推桿電機(jī)的工作。
[0015]所述的頭托總成包括頭托架、下巴托、導(dǎo)向塊、升降桿、升降極限控制裝置、定位軸承、升降螺桿、電機(jī)，所述的導(dǎo)向塊固定在頭托架中，升降桿插在導(dǎo)向塊的軸孔中，其上部連接著下巴托，其下部由包括升降螺桿、定位軸承46、電機(jī)組合的傳動(dòng)部件帶動(dòng)作升降運(yùn)動(dòng)，由升降極限控制裝置控制其運(yùn)動(dòng)范圍。
[0016]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):1、采用自動(dòng)測量方式，在自動(dòng)模式下對焦后，不按按鈕也可以快速的進(jìn)行自動(dòng)測量，它為不熟練的使用者帶來福音。
[0017]2、該儀器檢測裝置的前、后、左、右、上、下的移動(dòng)采用全自動(dòng)方式，它不但能三維同時(shí)移動(dòng)，且定位準(zhǔn)確、快捷、平穩(wěn)，使被測者能在輕松狀態(tài)下檢測，并在測量完左、右眼屈光度后，自動(dòng)完成兩眼的瞳距測量。
[0018]3、使用者能時(shí)刻糾察被測者的狀況，使測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，對如屈光間質(zhì)混濁等特殊被測者能通過手動(dòng)測量模式進(jìn)行檢測。
[0019]4、該儀器的三維平動(dòng)總成，解決了現(xiàn)有機(jī)子底板移動(dòng)模式普遍存在的重而不穩(wěn)的問題，使檢測裝置無論在手動(dòng)或自動(dòng)模式狀態(tài)下，保證移動(dòng)自如平穩(wěn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖2為本實(shí)用新型頭托的結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖3為本實(shí)用新型三維平動(dòng)總成的側(cè)視圖
[0023]圖4為本實(shí)用新型三維平動(dòng)總成的局部剖視圖。
[0024]圖5為本發(fā)明電氣控制硬件的主框圖
[0025]圖中1:屏幕總成，2.控制總成，3.檢測總成，4.頭托總成，5.底座總成，6.三維平動(dòng)總成，41.頭托架，42.下巴托，43.導(dǎo)向塊，44.升降桿，45.升降極限控制裝置，46.定位軸承，47.升降螺桿，48.電機(jī)，61.前后移動(dòng)底板，62.前后移動(dòng)座，63.步進(jìn)電機(jī)，64.左右移動(dòng)芯軸，65.后直線軸承座，66.前后移動(dòng)芯軸，67.前直線軸承座，68.芯軸壓板，69.左右移動(dòng)座，70.前后平移螺桿，71.升降定位板，72.升降主軸，73.升降定位座，74.升降定位軸，75.升降控制裝置，76.推桿電機(jī)，77.立柱，78.底板，79.左右平移螺桿。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0027]如圖1所示的一種電腦驗(yàn)光儀，包括底座總成5，底座總成5的平臺上還設(shè)置著控制總成2、屏幕總成1，底座總成5的前端設(shè)置著頭托總成4，頭托總成4和控制總成2之間設(shè)置三維平動(dòng)總成6，由控制總成2完成雙眼的自動(dòng)或手控檢測；
[0028]如圖2和3所示，三維平動(dòng)總成6包括升降部件，升降部件上設(shè)置前后移動(dòng)部件和左右移動(dòng)部件，左右移動(dòng)部件的上部設(shè)置監(jiān)測總成；升降部件包括定向機(jī)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)，由定向機(jī)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)使前后移動(dòng)部件作垂直升降運(yùn)動(dòng)。
[0029]前后移動(dòng)部件包括前后移動(dòng)底板61和步進(jìn)電機(jī)63,前后移動(dòng)底板61上設(shè)置著前后移動(dòng)芯軸66、前后平移螺桿70和前后移動(dòng)座62，前后移動(dòng)座62中的前直線軸承座67的兩端都設(shè)有直線軸承，后直線軸承座65中設(shè)有一個(gè)直線軸承，呈梯形分布的直線軸承套在前后移動(dòng)芯軸66中，由包括步進(jìn)電機(jī)63、前后平移螺桿70組合的移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶前后移動(dòng)部件動(dòng)作前后平行移動(dòng)；
[0030]左右移動(dòng)部件包括設(shè)置在前后移動(dòng)座62上的左右移動(dòng)芯軸64和左右移動(dòng)座69，左右移動(dòng)芯軸64由芯軸壓板68固定，左右移動(dòng)座69中的前直線軸承座的兩端也都設(shè)有直線軸承，后直線軸承座中設(shè)有一個(gè)直線軸承，同樣呈梯形分布的直線軸承套在左右移動(dòng)芯軸64中，由包括步進(jìn)電機(jī)63、左右平移螺桿79組合的移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)左右移動(dòng)部件作左右平行移動(dòng)。
[0031]升降部件包括升降主軸72和固定在底板78上的立柱77，升降主軸72插在立柱77內(nèi)的直線軸承中，升降主軸72上端設(shè)置前后移動(dòng)部件，壓板緊固在升降主軸72的底部，由定向機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)使前后移動(dòng)部件作垂直升降運(yùn)動(dòng)；
[0032]定向機(jī)構(gòu)包括升降定位板，升降定位板71上設(shè)有兩個(gè)通孔，第一通孔套在立柱77內(nèi)的直線軸承中固定，第二通孔通過升降定位座73固定直線軸承，升降定位軸74穿設(shè)在該直線軸承中，升降定位軸74的上端固定在前后移動(dòng)底板中。
[0033]動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括升降控制裝置75和推桿電機(jī)76，推桿電機(jī)76的上端與升降主軸72連接，推桿電機(jī)76的下端與底板78連接，升降控制裝置75控制推桿電機(jī)的工作。
[0034]如圖4所示，頭托總成4包括頭托架41、下巴托42、導(dǎo)向塊43、升降桿44、升降極限控制裝置45、定位軸承46、升降螺桿47、電機(jī)48，所述的導(dǎo)向塊43固定在頭托架41中，升降桿44插在導(dǎo)向塊43的軸孔中，其上部連接著下巴托42，其下部由包括升降螺桿47、定位軸承46、電機(jī)48組合的傳動(dòng)部件帶動(dòng)作升降運(yùn)動(dòng)，由升降極限控制裝置45控制其運(yùn)動(dòng)范圍。
[0035]步進(jìn)電機(jī)63和推桿電機(jī)76是一種永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)。永磁感應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)具有步距角小、輸出力矩大、動(dòng)態(tài)性能好等特點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中作為測量裝置三維移動(dòng)的有效執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中步進(jìn)電機(jī)63實(shí)現(xiàn)測量裝置的前、后、左、右的移動(dòng)，推桿電機(jī)76實(shí)現(xiàn)測量裝置的上下移動(dòng)。根據(jù)各方向移動(dòng)電機(jī)負(fù)載的區(qū)別，分別選用不同轉(zhuǎn)矩(帶載能力)的步進(jìn)電機(jī)。(標(biāo)左右移動(dòng)為X軸方向，前后移動(dòng)為Y軸方向，上下移動(dòng)為Z軸方向)其中,X軸和Y軸負(fù)載基本相同所以本專利使用57BYG系列步進(jìn)電機(jī)，而Z軸需要帶動(dòng)整個(gè)檢測總成的移動(dòng)，所以本專利使用86BYG系列高轉(zhuǎn)矩步進(jìn)電機(jī)。
[0036]如圖5所示，本發(fā)明的控制總成包括電氣控制硬件部分和電氣控制算法軟件部分，電氣控制硬件部分是以高性能微控制器結(jié)合恒流斬波式兩相步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)集成芯片的方式實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，微控制器輸入脈沖和電平信號來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行步數(shù)和方向；電氣控制的算法，其采用S型曲線加減速控制方法模擬出加減速S型曲線，再由離散算法對加減速曲線進(jìn)行離散化，使步進(jìn)電機(jī)最終的加減速曲線成階梯變化形狀，根據(jù)測量裝置移動(dòng)的目標(biāo)值和當(dāng)前位置的差值確定本次步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行過程的最高速度Vmax和加速時(shí)間T，由算法模擬出對應(yīng)的速度變化階梯曲線，并計(jì)算出各個(gè)離散點(diǎn)的頻率和執(zhí)行步數(shù)，然后按頻率參數(shù)配置微控制器內(nèi)部的PWM功能模塊輸出對應(yīng)頻率的方波信號，并在輸出過程中累計(jì)電機(jī)執(zhí)行步數(shù)，在當(dāng)前頻率點(diǎn)的執(zhí)行步數(shù)計(jì)滿后跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行相同的流程，在完成所有頻率點(diǎn)脈沖的輸出后步進(jìn)電機(jī)到達(dá)指定位置。
[0037]為克服步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行過程中啟停沖擊大，運(yùn)行過程中震動(dòng)大、噪聲大，頻繁換向時(shí)的穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，本專利的軟件控制算法上，采用數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中常用的S型曲線加減速控制方法以平滑步進(jìn)電機(jī)加減速過程。
[0038]頭托總成的設(shè)計(jì)使得瞳孔位置只會(huì)一定范圍內(nèi)變化，所以在檢測裝置的移動(dòng)上可采用以下兩種方式進(jìn)行定位:一種是控制X軸、Y軸、Z軸的步進(jìn)電機(jī)同時(shí)移動(dòng)，第二種將X軸、Y軸、Z軸分別按照先后次序依次進(jìn)行定位。為使儀器能夠保持長期平穩(wěn)低震的運(yùn)行，本設(shè)計(jì)采用第二種方式，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)測量裝置計(jì)算出的瞳孔焦點(diǎn)的三維坐標(biāo)位置信息依次移動(dòng)各軸步進(jìn)電機(jī)使測量裝置最終到達(dá)準(zhǔn)確的測量位置，由于瞳孔(待測物焦點(diǎn))變化空間有限，使得空間三維坐標(biāo)變化范圍較小，所以使得測量裝置可以極快的到達(dá)瞳孔位置進(jìn)行測量。
[0039]應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電腦驗(yàn)光儀，包括底座總成(5)，底座總成(5)上設(shè)置的控制總成(2)、屏幕總成(I)，底座總成(5)前端設(shè)置的頭托總成(4)，其特征是位于頭托總成(4)后面的底座總成(5)上設(shè)置著三維平動(dòng)總成(6)，三維平動(dòng)總成(6)上設(shè)置著檢測總成(3)，由控制總成(2)完成雙眼的自動(dòng)或手控檢測；所述的三維平動(dòng)總成(6)包括升降部件，升降部件上設(shè)置前后移動(dòng)部件和左右移動(dòng)部件；所述的升降部件包括定向機(jī)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)，由定向機(jī)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)使前后移動(dòng)部件作垂直升降運(yùn)動(dòng)；所述的控制總成(2)包括電氣控制硬件部分和電氣控制算法軟件部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電腦驗(yàn)光儀，其特征在于所述的前后移動(dòng)部件包括前后移動(dòng)底板(61)和步進(jìn)電機(jī)(63)，所述的前后移動(dòng)底板(61)上設(shè)置著前后移動(dòng)芯軸(66)、前后平移螺桿(70)和前后移動(dòng)座(62)，前后移動(dòng)座(62)中的前直線軸承座(67)的兩端都設(shè)有直線軸承，后直線軸承座(65)中設(shè)有一個(gè)直線軸承，呈梯形分布的直線軸承套在前后移動(dòng)芯軸(66)中，由包括步進(jìn)電機(jī)(63)、前后平移螺桿(70)組合的移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶前后移動(dòng)部件動(dòng)作前后平行移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電腦驗(yàn)光儀，其特征在于所述的左右移動(dòng)部件包括設(shè)置在前后移動(dòng)座(62)上的左右移動(dòng)芯軸(64)和左右移動(dòng)座(69)，左右移動(dòng)芯軸(64)由芯軸壓板(68)固定，左右移動(dòng)座(69)中的前直線軸承座的兩端也都設(shè)有直線軸承，后直線軸承座(65)中設(shè)有一個(gè)直線軸承，同樣呈梯形分布的直線軸承套在左右移動(dòng)芯軸(64)中，由包括步進(jìn)電機(jī)(63)、左右平移螺桿(79)組合的移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)左右移動(dòng)部件作左右平行移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電腦驗(yàn)光儀，其特征在于所述的升降部件包括升降主軸(72)和固定在底板(78)上的立柱(77)，升降主軸(72)插在立柱(77)內(nèi)的直線軸承中，升降主軸(72)上端設(shè)置前后移動(dòng)部件，壓板緊固在升降主軸(72)的底部，由定向機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)使前后移動(dòng)部件作垂直升降運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電腦驗(yàn)光儀，其特征在于所述的定向機(jī)構(gòu)包括升降定位板，升降定位板(71)上設(shè)有兩個(gè)通孔，第一通孔套在立柱(77)內(nèi)的直線軸承中固定，第二通孔通過升降定位座(73)固定直線軸承，升降定位軸(74)穿設(shè)在該直線軸承中，升降定位軸(74)的上端固定在前后移動(dòng)底板中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電腦驗(yàn)光儀，其特征在于所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括升降控制裝置(75)和推桿電機(jī)(76)，推桿電機(jī)(76)的上端與升降主軸(72)連接，推桿電機(jī)(76)的下端與底板(78)連接，升降控制裝置(75)控制推桿電機(jī)的工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電腦驗(yàn)光儀，其特征在于所述的頭托總成(4)包括頭托架(41)、下巴托(42)、導(dǎo)向塊(43)、升降桿(44)、升降極限控制裝置(45)、定位軸承(46)、升降螺桿(47)、電機(jī)(48)，所述的導(dǎo)向塊(43)固定在頭托架(41)中，升降桿(44)插在導(dǎo)向塊(43)的軸孔中，其上部連接著下巴托(42)，其下部由包括升降螺桿(47)、定位軸承(46)、電機(jī)(48)組合的傳動(dòng)部件帶動(dòng)作升降運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號】A61B3/11GK203693558SQ201320861474
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】張光裕, 林禮平, 馬孟鴻, 駱晟 申請人:寧波明星科技發(fā)展有限公司