摘要：本文比较详细地介绍了此种牵引床的结构组成及各部分的工作原理，此牵引床是一个机、电一体化的高科技产品。
关键词：牵引床 计算机控制 多自由度
1 前言
据统计，全国患有腰柱间盘突出症的病人占全国人口的比例约为0.3%，而且还不断上升，特别是在中原地区的比例更大。现有的保守治疗手段还是多年不变的重锤慢牵或者腰部的推拿按摩，疗程长，效果不佳。而手术治疗又给病人带来巨大的痛苦，而且还会出现许多手术并发症，降低了病人的生活质量。在这种情况下，中医界提出了一种治疗此种疾病的保守疗法的新理论：快速牵引、腰部旋转加推拿术的治疗方案。为此我们研制了具有此种功能的KQC-1型多自由度全方位快牵床。
2 多自由度全方位快速牵床的组成及工作原理
此床的结构简图如图1所示。
图1 KQC-1多自由度全方位快牵床的结构简图
此床由计算机系统、单片机控制系统、步进电机电源、牵引床机械系统等几部分组成，下面分别就这几部分的机构组成及工作原理给予介绍：
(1) 牵引床机械系统
如图2所示。由床体支架、腿部倾斜机构、腰部旋转机构、腰部牵引机构、绳索拉紧装置、油压泵站、齿轮齿条等组成。下面分别说明
图2 牵引床机构简图
①腰部牵引机构。如图3所示，由单片机控制系统发出的电脉冲驱动步进电机转动，经减速机后带动丝杠转动，使丝母前后移动，和丝母绞接的油缸也随之滑动。输入步进电机的脉冲数对应油缸的预置行程。即确定腰部牵引距离的大小。
②旋转机构。如图4所示，同上由单片机控制系统发出的电脉冲驱动步进电机转动，经减速机后带动丝杠转动，使丝母向某一方向移动，使旋转油缸预置一个确定行程。即确定腰部旋转角度的大小。
③腿部倾斜机构。见图2，也由一套步进电机及减速机转动，其上的齿轮转动，并带动齿条运动，使下倾机构摆动，预置一个腿部倾斜角。
图3 牵引机构简图
图4 腰部旋转机构简图
(2) 油压泵站
如图5所示，由齿轮泵给蓄能器充液，当压力上升至压力表开关的调定压力时，油泵电源自动切断，油泵停止供液。这时单向阀保持蓄能器内的压力不降。在治疗时，由医生踩动脚踏开关使电磁阀换位，蓄能器中液体进入油缸，完成腰部牵引和旋转动作。此动作在1～2秒内完成，所以称为快速牵引。
图5 牵引床液压系统原理图
(3) 单片机控制系统
如图6所示，选用MCS51系列的单片机80C31为CPU，计算机发出的牵引距离、旋转角度及腿部下倾角等参数通过串行口送入CPU，CPU通过串行口中断服务程序接收计算机发来的数据并贮存在片内RAM地址单元中，CPU将其处理后从P1口发送给步进电机电源，经电源放大驱动步进电机转动，以达到牵引距离和旋转角、下倾角置位。
图6 单片机控制系统
其中反相门电路起信号放大作用，程序固化在2764中，6264是扩展的外部存贮器，由RC电路组成复位电路。
(4) 计算机控制
硬件系统：586微机一台，内置16M内存，配彩色显示器、鼠标。软件系统：中文WINDOWS95或WINDOWS3.2平台。
应用软件：本部分是该床的关键部分。应用软件是用VISUAL BASIC 4.0开发的，可以在16位或32位系统软件中运行。医生根据患者的病情及有关资料确定牵引距离、腰部旋转角度和腿部下倾角，然后将这三个参数输入计算机，计算机把信号加工后送入电控系统，由电控系统驱动牵引床上的三个步进电机转动，达到预置牵引距离、旋转角度和下倾角的目的。治疗结束后，计算机再通过电控系统让牵引床复位，若因故障牵引床没能准确复位，可用此系统的微调功能将其复位。
本软件还有以下功能：治疗方法、次数、原来的设置等病历内容的自动记录。以帮助医生对病情的诊断、治疗。
软件还包含计算器、时钟等小的应用程序，以增加其实用性。软件采用多加密技术，限期使用，防止盗版。
3 结束语
本牵引床已作出样机一台，在医院试用半年，治疗病人300余例，效果良好。有一定的经济效益和社会效益。批量生产及大力推广使用的前景良好。
