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CN111643116B - 一种仿生智能超声检查体位变换装置 - Google Patents

一种仿生智能超声检查体位变换装置 Download PDF

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CN111643116B
CN111643116B CN202010635395.8A CN202010635395A CN111643116B CN 111643116 B CN111643116 B CN 111643116B CN 202010635395 A CN202010635395 A CN 202010635395A CN 111643116 B CN111643116 B CN 111643116B
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徐鹏
李守震
孙晓峰
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Jilin University
First Hospital Jinlin University
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Jilin University
First Hospital Jinlin University
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Abstract

本发明公开了一种仿生智能超声检查体位变换装置，该装置包括底层二自由度支撑底座、中层二自由度侧翻回转支架、上层七自由度体位变换床面和智能自学习体位控制系统，该装置可以智能预测针对不同患者不同部位的超声检查过程中即将变换的位姿以及较精确的估计出位姿的具体角度，并且迅速准确地辅助患者变换到相应位姿，本装置的应用能够有效缓减超声检查医师的工作强度，减少常规超声检查体位变换的时间，提升超声检查的准确度和患者的舒适感。

Description

一种仿生智能超声检查体位变换装置
技术领域
本发明涉及一种医疗检查辅助设备领域，特别涉及一种仿生智能超声检查体位变换装置。
背景技术
腹部超声检查体位要求多、维持某一体位的时间长，检查过程中根据医师的要求，病人需要连续、多次地做出正确的位姿变换。对于首次进行超声检查的患者来说，调整自身直至合适的体位需要较多的时间。
正在进行超声检查中的一些急症患者出于疼痛或者其他原因神智不清，无法与医师进行正常的沟通，进而导致无法进行正确的位姿变换，老年群体理解力下降，动作缓慢，卧床病人无法自主翻身等，上述问题都将减慢超声检查的速度，直接导致检查时间变长，增加后续患者的等待时间，严重情况下耽误治疗。
通过科技手段，设计机械装置，辅助病患进行体位变换，协助医师进行检查是上述问题的一个有效的解决手段。
本发明提供了一种仿生智能超声检查体位变换装置，能够根据检查部位的不同，自动预测相应位姿，快速为检查患者进行体位变换。
发明内容
本发明的目的是要解决上述背景技术中的问题，而提供一种仿生智能超声检查体位变换装置。
一种仿生智能超声检查体位变换装置，包括底层二自由度支撑底座、中层二自由度侧翻回转支架、上层七自由度体位变换床面和智能自学习体位控制系统，底层二自由度支撑底座具有Z轴方向和Y轴方向两个自由度，中层二自由度侧翻回转支架经由回转支撑安装在底层二自由度支撑底座上，并能绕回转支撑的轴线沿竖向回转，上层七自由度体位变换床面经由支架转轴安装在中层二自由度侧翻回转支架的一号轴承座和二号轴承座上，其支架转轴通过一号联轴器与中层二自由度侧翻回转支架的二号带制动器电机减速器套装相连接，并绕支架转轴的轴线拥有横向转动自由度，能够实现床面整体-75度到75度的翻转，上层七自由度体位变换床面之上铺设一层乳胶仿形床垫，操纵上述部件的是智能自学习体位控制系统；
所述上层七自由度体位变换床面包括床面联结支架、背部支撑组件、臀部支撑组件、腿部支撑组件、脚部支撑板、一号电动推杆、二号电动推杆、三号电动推杆、折杆、一号四连杆、二号四连杆和腿部主板三号铰链，背部支撑组件通过背部主板一号铰链与床面联结支架的背部支撑固定铰链进行铰接，臀部支撑组件通过臀部主板一号铰链与床面联结支架的臀部支撑固定铰链进行铰接，腿部支撑组件通过腿部主板一号铰链与臀部支撑组件的臀部主板二号铰链进行铰接，脚部支撑板通过一号脚部支撑板铰链与腿部主板三号铰链进行铰接；一号电动推杆带有编码器，一号电动推杆的固定端通过一号电动推杆固定端铰链铰接在床面联结支架上，一号电动推杆的活动端与折杆的短端铰接，折杆的中部铰接在床面联结支架的折杆固定铰链上，折杆的长端上安装有滚轮，折杆的长端通过滚轮抵在背部支撑组件上，使得背部支撑组件相对于床面联结支架进行0-80度的顺时针旋转，二号电动推杆带有编码器，二号电动推杆固定端通过二号电动推杆固定端铰链与床面联结支架进行铰接，二号电动推杆的活动端通过臀部主板六号铰链与臀部支撑组件相铰接，二号电动推杆驱动臀部支撑组件相对于床面联结支架进行0-50度的逆时针旋转，一号四连杆一端通过臀部主板五号铰链安装在臀部支撑组件上，二号四连杆通过腿部主板四号铰链安装在腿部支撑组件上，一号四连杆与二号四连杆相互连接，臀部支撑组件、腿部支撑组件、一号四连杆和二号四连杆经上述连接后构成四连杆机构，三号电动推杆固定端通过腿部主板四号铰链铰接在腿部支撑组件上，并与二号四连杆共用一个铰链，三号电动推杆的活动端铰接在一号四连杆中部，与上述四连杆构成了五杆机构，三号电动推杆的伸缩运动可以控制腿部支撑部件相对于臀部支撑部件在0-90度之间进行转动，90度限位铰链包含一号脚部支撑板铰链、腿部主板三号铰链两个铰链，腿部主板三号铰链内部含有180度开口的凹槽，一号脚部支撑板铰链外部含有90度的凸起，二者组合可以实现铰链在0-90度范围内自由转动，脚部支撑板在腿部支撑组件水平时，在重力和限位铰链的共同作用下保持与腿部支撑组件平行，在腿部支撑部件运动到竖直时，在腿部支撑部件与台阶的共同作用下，与腿部支撑组件保持垂直；
对于腿部支撑组件相对于臀部支撑组件的角位移可由以下公式计算得出，由附图19得两个闭环回路，如式1：
Figure GDA0004091018040000021
设AB为杆1，BC为杆2，CD为杆3，CE为杆4，DE为杆5，EA为杆6，AB、BC、CD、CE、DE、EA、AD的杆长分别为l1，l2，l3，l4，l5，l6，l7的水平夹角为θ2，CD的水平夹角为θ4，AD的水平夹角为θ1，CE的水平夹角为θ3，AE与ED共线，本文设横轴之上为正角，横轴之下为负角，上述两个闭环回路可以用复数表示为式2：
Figure GDA0004091018040000022
将式2按欧拉公式展开，得式3：
Figure GDA0004091018040000031
将式3中的实部和虚部分离，得式4：
Figure GDA0004091018040000032
将式4前两个式子平方后联立，得式5：
[l4 cosθ3+l5 cosθ1]2+[l4 sinθ3+l5 sinθ1]2＝l3 2
化简式5，得式6：
l4 2+l5 2+2l4l5[cosθ3coS θ1+sin θ3sinθ1]＝l3 2
整理式6，得式7：
Figure GDA0004091018040000033
将式4后两个式子平方后联立，得式8：
pl7 cosθ1+l3 cosθ4]2+[l7 sinθ1+l3 sinθ4]2＝(l1+l2 cosθ2)2+l2 2 sinθ2 2
将式8化简后，将式7代入，得式10：
l7 2+l3 2+2l7l3H＝l1 2+2l1l2cosθ2 2-l2 2
解得：
Figure GDA0004091018040000034
θ2即为臀部支撑组件与腿部支撑组件的夹角；
所述的床面联结支架主体为长方型空心方钢管框架，在长方形框架两短边的下方焊接两个支架转轴固定用V型架，支架转轴固定用V型架的底部去除尖角部分，改成圆弧；与这两个支架转轴固定用V型架下方圆弧用于同心地固接两个支架转轴，在床面联结支架本体上固接有对铰链，分别与其他机构进行连接，其中包括一号电动推杆固定端铰链、臀部支撑固定铰链、背部支撑固定铰链、二号电动推杆固定端铰链、折杆固定铰链，在床面联结支架本体上的横向两端分别固定有背部支撑组件限位块、臀部支撑组件限位块；
所述的背部支撑组件包括背部主板、一号背部侧板、二号背部侧板、两个一号大连杆、两个小连杆和两个第一四号电动推杆，一号背部侧板通过背部主板二号铰链铰接在背部主板左侧，二号背部侧板以同样的方式铰接在背部主板的右侧，两根一号大连杆分别纵向安装在背部主板背面的背部主板大连杆滑道中并单独沿纵向滑动，第一根一号大连杆的头部朝向一号背部侧板，第一根一号大连杆的头部与一跟小连杆铰接，小连杆另一端与一号背部侧板背面的一号背部侧板45度铰链相铰接，第二根一号大连杆的头部朝向二号背部侧板，第二根一号大连杆的头部与一跟小连杆铰接，小连杆另一端与二号背部侧板背面的二号背部侧板45度铰链相铰接，第一根第一四号电动推杆的头部与第一根一号大连杆固定连接，第一根第一四号电动推杆尾部与背部主板的背部主板三号铰链联结，第一根第一四号电动推杆与第一根一号大连杆相平行，同样的第二根第一四号电动推杆与第二根一号大连杆如此相连，两个第一四号电动推杆的伸缩能同步控制两根一号大连杆纵向移动，带动两个小连杆推动一号背部侧板和二号背部侧板绕其与背部主板的铰接轴顺时针或逆时针单独旋转转动范围是-90度到90度；
所述的所有第一四号电动推杆行程一致，且均带有编码器，所述背部主板主体是一个人体背部形状相仿的平板，在腰部的宽度要窄一些以方便超声检查，在背部主板背面沿短边方向设有两个背部主板大连杆滑道，在背部主板上还设置有与床面联结支架相连接的两个背部主板一号铰链、四周与背部侧板相连的四个背部主板二号铰链、背面用于与第一四号电动推杆固定端相连的背部主板三号铰链，一号背部侧板在背面有一号背部侧板45度铰链，二号背部侧板的结构和形状与一号背部侧板镜像对称，两个背板侧板都相较于背部主板要短，目的是将患者的腰部暴露出来；
所述的臀部支撑组件包括臀部主板、一号臀部侧板、二号臀部侧板、二号大连杆、小连杆、第二四号电动推杆，一号臀部侧板通过臀部主板三号铰链铰接与臀部主板的左侧、二号臀部侧板以相同的方式铰接于臀部主板另一侧，在臀部支撑组件中只有一根二号大连杆，二号大连杆纵向安装于臀部主板背面的臀部主板大连杆滑道中，并能够沿着纵向滑动，二号大连杆前端和尾端都是铰链结构，二号大连杆一端的铰链与一个小连杆铰接，该小连杆与一号臀部侧板背面一号臀部侧板45度铰链相铰接，对称地，二号大连杆另一端的铰链与另一个小连杆铰接，该小连杆与二号臀部侧板背面二号臀部侧板45度铰链相铰接，第二四号电动推杆的头部与二号大连杆固定，尾部与臀部主板背面的臀部主板四号铰链相铰接，二者平行放置，第二四号电动推杆伸缩能够控制一号臀部侧板与二号臀部侧板同步地顺时针或逆时针转动，转动范围为-90度到90度；
同样地，腿部支撑组件的功能结构与臀部支撑组件相同，二者仅主板和侧板的形状不同；
所述的臀部主板主体为长方形，在臀部主板背面焊接有臀部主板大连杆滑道，在臀部主板横向前端焊接有一对用以连接床面联结支架的臀部主板一号铰链，横向后端焊接有一对用以连接腿部主板的臀部主板二号铰链，纵向左右两侧焊接有两对共四个臀部主板三号铰链用以连接两侧侧板，臀部主板上还焊接有连接二号电动推杆的活动端的臀部主板六号铰链和与一号四连杆相连的臀部主板五号铰链，另外还焊接有与第二四号电动推杆固定端相连的臀部主板四号铰链；
所述的腿部主板主体为长方形，在腿部主板背面焊接有腿部主板大连杆滑道，在腿部主板横向前端焊接有一对用以连接臀部主板的腿部主板一号铰链，横向后端焊接有用于连接脚部支撑板的腿部主板三号铰链，纵向左右两侧焊接有两对共四个腿部主板二号铰链，用以连接两侧侧板，腿部主板上还焊接有连接二号四连杆的腿部主板四号铰链、连接第二四号电动推杆的腿部主板五号铰链；
所述的一号臀部侧板横向后端从右向左沿45度削去一角，二号臀部侧板与其镜像对称，相应地一号腿部侧板横向前端，从右向左沿45度削去一角，二号腿部侧板与其镜像对称，目的是防止沿横向一侧的两个侧板运动时发生干涉；
所述的中层二自由度侧翻回转支架包括中部支架本体、电机座、二号带制动器电机减速器套装、一号轴承座、二号轴承座、三号带制动器电机、二号联轴器、转轴、小齿轮、底板、回转支撑、上板和脚轮，中部支架本体是一个狭长的单层矩形框架，在表面横向依次并列设有电机支架和两个轴承支架，距离电机支架的远端底部固定连接着上板、上板下表面固定连接回转支撑、回转支撑下表面固定连接底板，底板固定于底层二自由度支撑底座，二号带制动器电机减速器套装通过电机座安装在中部支架本体上，一号轴承座和二号轴承座安装在中部支架本体的两个轴承支架上，三号带制动器电机安装在上板上表面通过二号联轴器与转轴相连，小齿轮固定在转轴上，同时与回转支撑的外圈齿轮相配合，三号带制动器电机的转动带动回转支撑转动，从而使底板相对上板进行转动，带动整个中层二自由度侧翻回转支架相对底层二自由度支撑底座进行转动，脚轮一对共两只安装在中部支架本体的下方，与上板分别安装在中部支架本体下方横向的两侧；
所述的底层二自由度支撑底座在竖向具有升降自由度，纵向具有平移自由度，从下至上包括底座、一号滑块滑轨副、五号电动推杆、一号电机、同步带轮、同步带、丝杠螺母、V型支架、滚珠丝杠、下层长方体框架、二号滑块滑轨副、上层长方体框架、脚轮板和制动器，所述的一号滑块滑轨副共两对横向分布纵向安装在底座上，下层长方体框架安装在两对一号滑块滑轨副上，五号电动推杆固定端与底座相铰接，活动端与下层长方体框架底部相铰接，通过以上结构能够实现在五号电动推杆的控制下，下层长方体框架的纵向移动，上层长方体框架嵌套在下层长方体框架外部，二者的四个侧面之间分别用四个二号滑块滑轨副连接，保证竖向自由度，一号电机竖向安装在下层长方体框架内部，滚珠丝杠共两只同样竖向安装在下层长方体框架内部，三者轴线平行，三者的下方轴端均安装有同步带轮，用同步带将三者连接，两个丝杠螺母分别与两个滚珠丝杠相配合，V型支架下端与丝杠螺母相固定，上端与上层长方体框架上表面固定，一号电机转动，带动丝杠转动，带动螺母和V型支架上升或下降，最后驱动上层长方体框架上升或下降，脚轮板安装在上层长方体框架上表面，中层二自由度侧翻回转支架中的底板同样安装在上层长方体框架的上表面，二者一左一右安装，安装在中层二自由度侧翻回转支架下的脚轮应能在脚轮板上滚动，目的是帮助回转支撑分担平躺状态下患者的重量，制动器同轴安装在两根滚珠丝杠的上方，制动器是失电自锁制动器，用以保证滚珠丝杠在失电的状态下的锁紧，保证上层长方体框架在失电的时候不会坠落；
所述的智能自学习体位控制系统系上述机械装置的上位机控制系统的一部分，智能自学习体位控制系统由上层可视化界面、底层共4套BP神经网络模型组成，所述的可视化界面包含患者信息输入窗口(附图16)和智能功能选择窗口(附图17)，患者信息输入窗口包含患者的身高、体重、年龄、性别、腰围、胸围输入框，智能功能选择窗口包含常用的超声检查项目，所述的BP神经网络模型共四套，每套模型单独初始化、训练和查询，四套BP神经网络模型的输出分别控制背部支撑组件角度、臀部支撑角度、腿部支撑角度和侧翻角度，每套BP神经网络模型的输入层均设有6个节点，用以接受可视化界面传递来的患者身高、体重、年龄、性别、腰围、胸围信息，所述的4套BP神经网络模型均设有一个隐藏层和一个输出层，但是输出层和隐藏层节点的个数有所不同，每套BP神经网络模型的输出层节点个数是该套模型所控制的角度范围的相应等分。
本发明的工作原理和过程：
人体在进行仰卧、坐起、侧卧等位姿变换时，主要以髋关节、膝关节为主要旋转轴进行位姿变换，因此本发明仿照人体身体结构，以髋关节和膝关节所在位置为区分线将装置分为背部支撑区，臀部支撑区，腿部支撑区，为了方便实际使用，增加了脚部支撑板，三个支撑区通过不同电动推杆的驱动带动一系列机构来实现围绕各自的转轴进行旋转，三个支撑区不同的角度组合可以实现装置坐、卧两种姿态的转换。
同时为了侧翻功能的实现，将背部支撑组件、臀部支撑组件、腿部支撑组件都纵向分成了三部分，即从左到右为左侧板、主板、右侧板，侧翻是通过驱动床面联结支架从而带动所有床板共同绕底层二自由度支撑底座中的两轴承座共同轴线回转而实现的，因此，在进行侧翻的时候，三部分支撑区域的主板将以床面联结支架的支架转轴为轴线进行旋转，如果在旋转的过程中无法对患者侧面进行支撑，患者将会跌落装置，因此，三区域中的三对共六个侧板是为了承重而设置的，当所有床板在床面联结支架的带动下进行侧翻的同时，两侧侧板的其中一侧共三个侧板同时向患者一侧翻转，拖住患者，防止坠落、另一侧的三个侧板则沿同向翻转至三个主床面后方，以便医师对患者的体侧进行检查，侧板的翻转运用也是通过相应的电动推杆控制带动一系列机构实现的。
当患者进行侧翻时，由于床面联结支架的支架转轴与10块床面不在一个平面上，这必然导致床上患者的重心下降，或左右偏移，纵向平移和竖向升降功能的目的则是抵消侧翻功能中床面联结支架的支架转轴的偏心所带来的影响，纵向平移和竖向升降功能都是由底层二自由度支撑底座来实现的，底层二自由度支撑底座的纵向平移是通过五号电动推杆推动下层长方体框架来实现的，竖向升降则是由一号电机经由同步带传动的方式，驱动一对共两根滚珠丝杠，带动与两根滚珠丝杠相配合的两个丝杠螺母及与其相连的V型支架和上层长方体框架上升或下降来实现的。
回转功能的运动的场合大致分为两类，一类是患者坐姿状态下的转体，另一类是患者侧卧状态下的辅助移位，坐姿转体是为了配合医师进行胃部的若干检查，侧卧状态下，如果患者是朝向远离医师的方向进行侧翻的，有可能出现纵向平移功能到达极限工作位置，医师仍难以触及患者的情况，这时将会使用回转功能，帮助患者靠近医师。
脚部支撑板采用的是无驱动设计，脚部支撑板通过90度回转铰链连接在腿部主板的横向尾端，脚部支撑板只能绕着90度回转铰链进行90度范围内的回转。在患者仰卧状态下，脚部支撑板在重力作用下与腿部主板平行(如附图11)，在患者坐姿状态下，脚部支撑板在腿部主板和台阶的作用下逆时针旋转，与腿部主板夹角90度(如附图10)，所述的台阶不属于本装置的一部分，但在本装置安装使用后应在相应位置布置台阶。
超声检查体位变换装置的智能控制是通过智能自学习体位控制系统来实现的，所述的智能自学习体位控制系统包含上位机及运行于上位机的软件系统，智能自学习体位控制系统的软件部分由上层可视化界面、底层共4套BP神经网络模型组成，所述的可视化界面包含患者信息输入窗口(附图16)和智能功能选择窗口(附图17)，患者信息输入窗口包含患者的身高、体重、年龄、性别、腰围、胸围输入框，智能功能选择窗口包含常用的超声检查项目及储存队列，检查医师在患者信息输入窗口(附图16)输入患者的六项信息之后，进入智能功能选择窗口(附图17)选择所有需要进行的项目，软件将会把所有选择的项目自动排序(排序规则不做限定，依检查医师的习惯而定)，然后软件后台的4套BP神经网络程序会计算出体位变换过程中对成像效果最为有利的起背、曲腿、侧翻的角度，接下来检查医师仅需触摸前进按钮即可逐个项目为患者进行检查，检查医师无需具体操作设备的诸多角度和高度。
本发明的有益效果：
仿生性：具体为曲腿侧翻功能的设计，通过合理的设计上层体位变换复合床面，装置能够实现在为患者侧翻的同时进行曲腿，增加患者侧翻过程中侧身的受力面大小，本功能的设计师法自然，自然状态下人体侧翻过程中会下意识的进行曲腿以维持身体平衡，本装置基于仿生学原理，通过合理布置复合床面，实现曲腿侧翻，降低患者在使用装置的抵触性，提高安全感及舒适性。
智能性：基于机器学习算法，通过建立BP人工神经网络模型，实现智能精准预测位姿变换需求及位姿变换幅度，医师在使用之前只需输入患者有关身体数据和选择检查项目，系统将智能为多个检查项目进行排序，寻找多位姿之间最快转换路径，并根据指示智能变换。医师只需要对关键自由度进行微调，避免医师需要同时操纵过多减轻医师的操作量。
自学习：装置在不断的使用过程中能够自我学习，并更新模型算法，每一次使用都会令下一次的位姿预测更加准确，同时医师可以更加得心应手的使用，具体地说，医师在每次使用本装置为患者进行体位变换的时候如果进行了微调，则系统将记录本次检查位姿微调的数值，并用本次数据重新自我训练，并自动更新预测模型，每次超声检查都是装置自我学习的机会，并会优化下次检查的位姿变换准确度。
轻量化
安全性：采用24V低电压供电，配备双重自锁即机械自锁和点自锁，配备应急电池，保证在断电状态下的安全性，为应对突发事件提供服务保障，装置整体重心较低，安全性良好。
附图说明
图1是本发明的整体正等轴侧图
图2是本发明的整体将三个部件分开放置的正视图
图3是本发明上层7自由度体位变换床面轴侧视图
图4是本发明床面联结支架轴侧视图
图5是本发明背部支撑组件轴测视图
图6是本发明臀部支撑组件轴侧视图
图7是本发明腿部支撑组件轴侧视图
图8是本发明底层二自由度支撑底座侧视半剖视图
图9是本发明中层二自由度侧翻回转支架正视剖视图
图10是本发明的坐姿体位演示示意图
图11是本发明的转体体位演示示意图
图12是本发明的仰卧体位演示示意图
图13是本发明的右侧卧体位演示示意图
图14是本发明的左侧卧体位演示示意图
图15是本发明的右侧倾体位演示示意图
图16是本发明的智能自学习体位控制系统的患者信息输入窗口示意图
图17是本发明的智能自学习体位控制系统的智能功能选择窗口示意图
图18是本发明的脚部支撑板的示意图
图19是本发明的腿部支撑组件的几何示意图
具体实施方式
请参阅图1至图19所示，一种仿生智能超声检查体位变换装置，包括底层二自由度支撑底座3、中层二自由度侧翻回转支架2、上层七自由度体位变换床面1和智能自学习体位控制系统，底层二自由度支撑底座3具有Z轴方向和Y轴方向两个自由度，中层二自由度侧翻回转支架2经由回转支撑2.11安装在底层二自由度支撑底座3上，并能绕回转支撑2.11的轴线沿竖向回转，上层七自由度体位变换床面1经由支架转轴112安装在中层二自由度侧翻回转支架2的一号轴承座2.4和二号轴承座2.5上，其支架转轴112通过一号联轴器5与中层二自由度侧翻回转支架2的二号带制动器电机减速器套装2.3相连接，并绕支架转轴112的轴线拥有横向转动自由度，能够实现床面整体-75度到75度的翻转，上层七自由度体位变换床面1之上铺设一层乳胶仿形床垫4，操纵上述部件的是智能自学习体位控制系统；
所述上层七自由度体位变换床面1包括床面联结支架15、背部支撑组件11、臀部支撑组件12、腿部支撑组件13、脚部支撑板14、一号电动推杆16、二号电动推杆17、三号电动推杆18、折杆19、一号四连杆110、二号四连杆111和腿部主板三号铰链13.1.3，背部支撑组件11通过背部主板一号铰链11.1.1与床面联结支架15的背部支撑固定铰链15.4进行铰接，臀部支撑组件12通过臀部主板一号铰链12.1.1与床面联结支架15的臀部支撑固定铰链15.3进行铰接，腿部支撑组件13通过腿部主板一号铰链13.1.1与臀部支撑组件12的臀部主板二号铰链12.1.2进行铰接，脚部支撑板14通过一号脚部支撑板铰链14.1与腿部主板三号铰链13.1.3进行铰接；一号电动推杆16带有编码器，一号电动推杆16的固定端通过一号电动推杆固定端铰链15.2铰接在床面联结支架15上，一号电动推杆16的活动端与折杆19的短端铰接，折杆19的中部铰接在床面联结支架15的折杆固定铰链15.6上，折杆19的长端上安装有滚轮，折杆19的长端通过滚轮抵在背部支撑组件11上，使得背部支撑组件11相对于床面联结支架15进行0-80度的顺时针旋转，二号电动推杆17带有编码器，二号电动推杆17固定端通过二号电动推杆固定端铰链15.5与床面联结支架15进行铰接，二号电动推杆17的活动端通过臀部主板六号铰链12.1.7与臀部支撑组件12相铰接，二号电动推杆17驱动臀部支撑组件12相对于床面联结支架15进行0-50度的逆时针旋转，一号四连杆110一端通过臀部主板五号铰链12.1.6安装在臀部支撑组件12上，二号四连杆111通过腿部主板四号铰链13.1.4安装在腿部支撑组件13上，一号四连杆110与二号四连杆111相互连接，臀部支撑组件12、腿部支撑组件13、一号四连杆110和二号四连杆111经上述连接后构成四连杆机构，三号电动推杆18固定端通过腿部主板四号铰链13.1.4铰接在腿部支撑组件13上，并与二号四连杆111共用一个铰链，三号电动推杆18的活动端铰接在一号四连杆110中部，与上述四连杆构成了五杆机构，三号电动推杆18的伸缩运动可以控制腿部支撑部件13相对于臀部支撑部件12在0-90度之间进行转动，90度限位铰链包含一号脚部支撑板铰链14.1、腿部主板三号铰链13.1.3两个铰链，腿部主板三号铰链13.1.3内部含有180度开口的凹槽，一号脚部支撑板铰链14.1外部含有90度的凸起，二者组合可以实现铰链在0-90度范围内自由转动，脚部支撑板14在腿部支撑组件13水平时，在重力和限位铰链的共同作用下保持与腿部支撑组件13平行，在腿部支撑部件13运动到竖直时，在腿部支撑部件13与台阶的共同作用下，与腿部支撑组件13保持垂直；
所述的床面联结支架15主体为长方型空心方钢管框架，在长方形框架两短边的下方焊接两个支架转轴固定用V型架15.8，支架转轴固定用V型架15.8的底部去除尖角部分，改成圆弧；与这两个支架转轴固定用V型架15.8下方圆弧用于同心地固接两个支架转轴112，在床面联结支架本体上固接有5对铰链，分别与其他机构进行连接，其中包括一号电动推杆固定端铰链15.2、臀部支撑固定铰链15.3、背部支撑固定铰链15.4、二号电动推杆固定端铰链15.5、折杆固定铰链15.6，在床面联结支架本体上的横向两端分别固定有背部支撑组件限位块15.7、臀部支撑组件限位块15.1；
所述的背部支撑组件11包括背部主板11.1、一号背部侧板11.2、二号背部侧板11.3、两个一号大连杆11.4、两个小连杆0-7和两个第一四号电动推杆0-6-1，一号背部侧板11.2通过背部主板二号铰链11.1.2铰接在背部主板11.1左侧，二号背部侧板11.3以同样的方式铰接在背部主板11.1的右侧，两根一号大连杆11.4分别纵向安装在背部主板11.1背面的背部主板大连杆滑道11.1.4中并单独沿纵向滑动，第一根一号大连杆11.4的头部朝向一号背部侧板11.2，第一根一号大连杆11.4的头部与一跟小连杆0-7铰接，小连杆0-7另一端与一号背部侧板11.2背面的一号背部侧板45度铰链11.2.1相铰接，第二根一号大连杆11.4的头部朝向二号背部侧板11.3，第二根一号大连杆11.4的头部与一跟小连杆0-7铰接，小连杆0-7另一端与二号背部侧板11.3背面的二号背部侧板45度铰链11.3.1相铰接，第一根第一四号电动推杆0-6-1的头部与第一根一号大连杆11.4固定连接，第一根第一四号电动推杆0-6-1尾部与背部主板11.1的背部主板三号铰链11.1.3联结，第一根第一四号电动推杆0-6-1与第一根一号大连杆11.4相平行，同样的第二根第一四号电动推杆0-6-1与第二根一号大连杆11.4如此相连，两个第一四号电动推杆0-6-1的伸缩能同步控制两根一号大连杆11.4纵向移动，带动两个小连杆0-7推动一号背部侧板11.2和二号背部侧板11.3绕其与背部主板11.1的铰接轴顺时针或逆时针单独旋转转动范围是-90度到90度；
所述的所有第一四号电动推杆0-6-1行程一致，且均带有编码器，所述背部主板11.1主体是一个人体背部形状相仿的平板，在腰部的宽度要窄一些以方便超声检查，在背部主板11.1背面沿短边方向设有两个背部主板大连杆滑道11.1.4，在背部主板上还设置有与床面联结支架相连接的两个背部主板一号铰链11.1.1、四周与背部侧板相连的四个背部主板二号铰链11.1.2、背面用于与第一四号电动推杆0-6-1固定端相连的背部主板三号铰链11.1.3，一号背部侧板11.2在背面有一号背部侧板45度铰链11.2.1，二号背部侧板11.3的结构和形状与一号背部侧板11.2镜像对称，两个背板侧板都相较于背部主板11.1要短，目的是将患者的腰部暴露出来；
所述的臀部支撑组件12包括臀部主板12.1、一号臀部侧板12.2、二号臀部侧板12.3、二号大连杆0-8、小连杆0-7、第二四号电动推杆0-6-2，一号臀部侧板12.2通过臀部主板三号铰链12.1.3铰接与臀部主板12.1的左侧、二号臀部侧板12.3以相同的方式铰接于臀部主板12.1另一侧，在臀部支撑组件12中只有一根二号大连杆0-8，二号大连杆0-8纵向安装于臀部主板12.1背面的臀部主板大连杆滑道12.1.5中，并能够沿着纵向滑动，二号大连杆0-8前端和尾端都是铰链结构，二号大连杆0-8一端的铰链与一个小连杆0-7铰接，该小连杆0-7与一号臀部侧板12.2背面一号臀部侧板45度铰链12.2.1相铰接，对称地，二号大连杆0-8另一端的铰链与另一个小连杆0-7铰接，该小连杆0-7与二号臀部侧板12.3背面二号臀部侧板45度铰链12.3.1相铰接，第二四号电动推杆0-6-2的头部与二号大连杆0-8固定，尾部与臀部主板12.1背面的臀部主板四号铰链12.1.4相铰接，二者平行放置，第二四号电动推杆0-6-2伸缩能够控制一号臀部侧板12.2与二号臀部侧板12.3同步地顺时针或逆时针转动，转动范围为-90度到90度；
同样地，腿部支撑组件13的功能结构与臀部支撑组件12相同，二者仅主板和侧板的形状不同；
所述的臀部主板12.1主体为长方形，在臀部主板12.1背面焊接有臀部主板大连杆滑道12.1.5，在臀部主板12.1横向前端焊接有一对用以连接床面联结支架15的臀部主板一号铰链12.1.1，横向后端焊接有一对用以连接腿部主板13.1的臀部主板二号铰链12.1.2，纵向左右两侧焊接有两对共四个臀部主板三号铰链12.1.3用以连接两侧侧板，臀部主板12.1上还焊接有连接二号电动推杆17的活动端的臀部主板六号铰链12.1.7和与一号四连杆110相连的臀部主板五号铰链12.1.6，另外还焊接有与第二四号电动推杆0-6-2固定端相连的臀部主板四号铰链12.1.4；
所述的腿部主板13.1主体为长方形，在腿部主板13.1背面焊接有腿部主板大连杆滑道13.1.6，在腿部主板13.1横向前端焊接有一对用以连接臀部主板12.1的腿部主板一号铰链13.1.1，横向后端焊接有用于连接脚部支撑板14的腿部主板三号铰链13.1.3，纵向左右两侧焊接有两对共四个腿部主板二号铰链13.1.2，用以连接两侧侧板，腿部主板13.1上还焊接有连接二号四连杆111的腿部主板四号铰链13.1.4、连接第三四号电动推杆0-6-3的腿部主板五号铰链13.1.5；
所述的一号臀部侧板12.2横向后端从右向左沿45度削去一角，二号臀部侧板12.3与其镜像对称，相应地一号腿部侧板13.2横向前端，从右向左沿45度削去一角，二号腿部侧板13.3与其镜像对称，目的是防止沿横向一侧的两个侧板运动时发生干涉；
所述的中层二自由度侧翻回转支架2包括中部支架本体2.1、电机座2.2、二号带制动器电机减速器套装2.3、一号轴承座2.4、二号轴承座2.5、三号带制动器电机2.6、二号联轴器2.7、转轴2.8、小齿轮2.9、底板2.10、回转支撑2.11、上板2.12和脚轮2.13，中部支架本体2.1是一个狭长的单层矩形框架，在表面横向依次并列设有电机支架和两个轴承支架，距离电机支架的远端底部固定连接着上板2.12、上板2.12下表面固定连接回转支撑2.11、回转支撑2.11下表面固定连接底板2.10，底板2.10固定于底层二自由度支撑底座3，二号带制动器电机减速器套装2.3通过电机座2.2安装在中部支架本体2.1上，一号轴承座2.4和二号轴承座2.5安装在中部支架本体2.1的两个轴承支架上，三号带制动器电机2.6安装在上板2.12上表面通过二号联轴器2.7与转轴2.8相连，小齿轮2.9固定在转轴2.8上，同时与回转支撑2.11的外圈齿轮相配合，三号带制动器电机2.6的转动带动回转支撑2.11转动，从而使底板2.10相对上板2.12进行转动，带动整个中层二自由度侧翻回转支架2相对底层二自由度支撑底座3进行转动，脚轮2.13一对共两只安装在中部支架本体2.1的下方，与上板2.12分别安装在中部支架本体下方横向的两侧；
所述的底层二自由度支撑底座3在竖向具有升降自由度，纵向具有平移自由度，从下至上包括底座3.10、一号滑块滑轨副3.7、五号电动推杆3.14、一号电机3.11、同步带轮3.13、同步带3.12、丝杠螺母3.8、V型支架3.5、滚珠丝杠3.6、V型支架3.5、下层长方体框架3.4、二号滑块滑轨副3.9、上层长方体框架3.3、脚轮板3.2和制动器3.1，所述的一号滑块滑轨副3.7共两对横向分布纵向安装在底座上，下层长方体框架3.4安装在两对一号滑块滑轨副3.7上，五号电动推杆3.14固定端与底座3.10相铰接，活动端与下层长方体框架3.4底部相铰接，通过以上结构能够实现在五号电动推杆3.14的控制下，下层长方体框架3.4的纵向移动，上层长方体框架3.3嵌套在下层长方体框架3.4外部，二者的四个侧面之间分别用四个二号滑块滑轨副3.9连接，保证竖向自由度，一号电机3.11竖向安装在下层长方体框架3.4内部，滚珠丝杠3.6共两只同样竖向安装在下层长方体框架3.4内部，三者轴线平行，三者的下方轴端均安装有同步带轮3.13，用同步带3.12将三者连接，两个丝杠螺母3.8分别与两个滚珠丝杠3.6相配合，V型支架3.5下端与丝杠螺母3.8相固定，上端与上层长方体框架3.3上表面固定，一号电机3.11转动，带动丝杠3.6转动，带动螺母3.8和V型支架3.5上升或下降，最后驱动上层长方体框架3.3上升或下降，脚轮板3.2安装在上层长方体框架3.3上表面，中层二自由度侧翻回转支架2中的底板2.10同样安装在上层长方体框架3.3的上表面，二者一左一右安装，安装在中层二自由度侧翻回转支架2下的脚轮2.13应能在脚轮板3.2上滚动，目的是帮助回转支撑2.11分担平躺状态下患者的重量，制动器3.1同轴安装在两根滚珠丝杠3.6的上方，制动器3.1是失电自锁制动器，用以保证滚珠丝杠3.6在失电的状态下的锁紧，保证上层长方体框架3.3在失电的时候不会坠落；
所述的智能自学习体位控制系统系上述机械装置的上位机控制系统的一部分，智能自学习体位控制系统由上层可视化界面、底层共4套BP神经网络模型组成，所述的可视化界面包含患者信息输入窗口(附图16)和智能功能选择窗口(附图17)，患者信息输入窗口包含患者的身高、体重、年龄、性别、腰围、胸围输入框，智能功能选择窗口包含常用的超声检查项目，所述的BP神经网络模型共四套，每套模型单独初始化、训练和查询，四套BP神经网络模型的输出分别控制背部支撑组件角度、臀部支撑角度、腿部支撑角度和侧翻角度，每套BP神经网络模型的输入层均设有6个节点，用以接受可视化界面传递来的患者身高、体重、年龄、性别、腰围、胸围信息，所述的4套BP神经网络模型均设有一个隐藏层和一个输出层，但是输出层和隐藏层节点的个数有所不同，每套BP神经网络模型的输出层节点个数是该套模型所控制的角度范围的相应等分。
本发明的工作原理和过程：
人体在进行仰卧、坐起、侧卧等位姿变换时，主要以髋关节、膝关节为主要旋转轴进行位姿变换，因此本发明仿照人体身体结构，以髋关节和膝关节所在位置为区分线将装置分为背部支撑区，臀部支撑区，腿部支撑区，为了方便实际使用，增加了脚部支撑板14，三个支撑区通过不同电动推杆的驱动带动一系列机构来实现围绕各自的转轴进行旋转，三个支撑区不同的角度组合可以实现装置坐、卧两种姿态的转换。
同时为了侧翻功能的实现，将背部支撑组件11、臀部支撑组件12、腿部支撑组件13都纵向分成了三部分，即从左到右为左侧板、主板、右侧板，侧翻是通过驱动床面联结支架15从而带动所有床板共同绕底层二自由度支撑底座2中的两轴承座共同轴线回转而实现的，因此，在进行侧翻的时候，三部分支撑区域的主板将以床面联结支架15的支架转轴112为轴线进行旋转，如果在旋转的过程中无法对患者侧面进行支撑，患者将会跌落装置，因此，三区域中的三对共六个侧板是为了承重而设置的，当所有床板在床面联结支架15的带动下进行侧翻的同时，两侧侧板的其中一侧共三个侧板同时向患者一侧翻转，拖住患者，防止坠落、另一侧的三个侧板则沿同向翻转至三个主床面后方，以便医师对患者的体侧进行检查，侧板的翻转运用也是通过相应的电动推杆控制带动一系列机构实现的。
当患者进行侧翻时，由于床面联结支架15的支架转轴112与10块床面不在一个平面上，这必然导致床上患者的重心下降，或左右偏移，纵向平移和竖向升降功能的目的则是抵消侧翻功能中床面联结支架15的支架转轴的偏心所带来的影响，纵向平移和竖向升降功能都是由底层二自由度支撑底座3来实现的，底层二自由度支撑底座3的纵向平移是通过五号电动推杆3.14推动下层长方体框架3.4来实现的，竖向升降则是由一号电机3.11经由同步带传动的方式，驱动一对共两根滚珠3.6丝杠，带动与两根滚珠丝杠3.6相配合的两个丝杠螺母3.8及与其相连的V型支架3.5和上层长方体框架3.3上升或下降来实现的。
回转功能的运动的场合大致分为两类，一类是患者坐姿状态下的转体，另一类是患者侧卧状态下的辅助移位，坐姿转体是为了配合医师进行胃部的若干检查，侧卧状态下，如果患者是朝向远离医师的方向进行侧翻的，有可能出现纵向平移功能到达极限工作位置，医师仍难以触及患者的情况，这时将会使用回转功能，帮助患者靠近医师。
脚部支撑板采用的是无驱动设计，脚部支撑板通过90度回转铰链连接在腿部主板的横向尾端，脚部支撑板只能绕着90度回转铰链进行90度范围内的回转。在患者仰卧状态下，脚部支撑板在重力作用下与腿部主板平行(如附图11)，在患者坐姿状态下，脚部支撑板在腿部主板和台阶的作用下逆时针旋转，与腿部主板夹角90度(如附图10)，所述的台阶不属于本装置的一部分，但在本装置安装使用后应在相应位置布置台阶。
超声检查体位变换装置的智能控制是通过智能自学习体位控制系统来实现的，所述的智能自学习体位控制系统包含上位机及运行于上位机的软件系统，智能自学习体位控制系统的软件部分由上层可视化界面、底层共4套BP神经网络模型组成，所述的可视化界面包含患者信息输入窗口(附图16)和智能功能选择窗口(附图17)，患者信息输入窗口包含患者的身高、体重、年龄、性别、腰围、胸围输入框，智能功能选择窗口包含常用的超声检查项目及储存队列，检查医师在患者信息输入窗口(附图16)输入患者的六项信息之后，进入智能功能选择窗口(附图17)选择所有需要进行的项目，软件将会把所有选择的项目自动排序(排序规则不做限定，依检查医师的习惯而定)，然后软件后台的4套BP神经网络程序会计算出体位变换过程中对成像效果最为有利的起背、曲腿、侧翻的角度，接下来检查医师仅需触摸前进按钮即可逐个项目为患者进行检查，检查医师无需具体操作设备的诸多角度和高度。

Claims (6)

1.一种仿生智能超声检查体位变换装置，其特征在于：包括底层二自由度支撑底座(3)、中层二自由度侧翻回转支架(2)、上层七自由度体位变换床面(1)和智能自学习体位控制系统，底层二自由度支撑底座(3)具有Z轴方向和Y轴方向两个自由度，中层二自由度侧翻回转支架(2)经由回转支撑(2.11)安装在底层二自由度支撑底座(3)上，并能绕回转支撑(2.11)的轴线沿竖向回转，上层七自由度体位变换床面(1)经由支架转轴(112)安装在中层二自由度侧翻回转支架(2)的一号轴承座(2.4)和二号轴承座(2.5)上，其支架转轴(112)通过一号联轴器(5)与中层二自由度侧翻回转支架(2)的二号带制动器电机减速器套装(2.3)相连接，并绕支架转轴(112)的轴线拥有横向转动自由度，能够实现床面整体-75度到75度的翻转，上层七自由度体位变换床面(1)之上铺设一层乳胶仿形床垫(4)，操纵上述部件的是智能自学习体位控制系统；
所述上层七自由度体位变换床面(1)包括床面联结支架(15)、背部支撑组件(11)、臀部支撑组件(12)、腿部支撑组件(13)、脚部支撑板(14)、一号电动推杆(16)、二号电动推杆(17)、三号电动推杆(18)、折杆(19)、一号四连杆(110)、二号四连杆(111)和腿部主板三号铰链(13.1.3)，背部支撑组件(11)通过背部主板一号铰链(11.1.1)与床面联结支架(15)的背部支撑固定铰链(15.4)进行铰接，臀部支撑组件(12)通过臀部主板一号铰链(12.1.1)与床面联结支架(15)的臀部支撑固定铰链(15.3)进行铰接，腿部支撑组件(13)通过腿部主板一号铰链(13.1.1)与臀部支撑组件(12)的臀部主板二号铰链(12.1.2)进行铰接，脚部支撑板(14)通过一号脚部支撑板铰链(14.1)与腿部主板三号铰链(13.1.3)进行铰接，腿部主板三号铰链(13.1.3)内部含有180度开口的凹槽，一号脚部支撑板铰链(14.1)外部含有90度的凸起，一号电动推杆(16)带有编码器，一号电动推杆(16)的固定端通过一号电动推杆固定端铰链(15.2)铰接在床面联结支架(15)上，一号电动推杆(16)的活动端与折杆(19)的短端铰接，折杆(19)的中部铰接在床面联结支架(15)的折杆固定铰链(15.6)上，折杆(19)的长端上安装有滚轮，折杆(19)的长端通过滚轮抵在背部支撑组件(11)上，二号电动推杆(17)带有编码器，二号电动推杆(17)固定端通过二号电动推杆固定端铰链(15.5)与床面联结支架(15)进行铰接，二号电动推杆(17)的活动端通过臀部主板六号铰链(12.1.7)与臀部支撑组件(12)相铰接，一号四连杆(110)一端通过臀部主板五号铰链(12.1.6)安装在臀部支撑组件(12)上，二号四连杆(111)通过腿部主板四号铰链(13.1.4)安装在腿部支撑组件(13)上，一号四连杆(110)与二号四连杆(111)相互连接，三号电动推杆(18)固定端通过腿部主板四号铰链(13.1.4)铰接在腿部支撑组件(13)上，并与二号四连杆(111)共用一个铰链，三号电动推杆(18)的活动端铰接在一号四连杆(110)中部；
所述的中层二自由度侧翻回转支架(2)包括中部支架本体(2.1)、电机座(2.2)、二号带制动器电机减速器套装(2.3)、一号轴承座(2.4)、二号轴承座(2.5)、三号带制动器电机(2.6)、二号联轴器(2.7)、转轴(2.8)、小齿轮(2.9)、底板(2.10)、回转支撑(2.11)、上板(2.12)和脚轮(2.13)，中部支架本体(2.1)是一个狭长的单层矩形框架，在表面横向依次并列设有电机支架和两个轴承支架，距离电机支架的远端底部固定连接着上板(2.12)、上板(2.12)下表面固定连接回转支撑(2.11)、回转支撑(2.11)下表面固定连接底板(2.10)，底板(2.10)固定于底层二自由度支撑底座(3)，二号带制动器电机减速器套装(2.3)通过电机座(2.2)安装在中部支架本体(2.1)上，一号轴承座(2.4)和二号轴承座(2.5)安装在中部支架本体(2.1)的两个轴承支架上，三号带制动器电机(2.6)安装在上板(2.12)上表面通过二号联轴器(2.7)与转轴(2.8)相连，小齿轮(2.9)固定在转轴(2.8)上，同时与回转支撑(2.11)的外圈齿轮相配合，脚轮(2.13)一对共两只安装在中部支架本体(2.1)的下方，上板(2.12)分别安装在中部支架本体下方横向的两侧；
所述的底层二自由度支撑底座(3)在竖向具有升降自由度，纵向具有平移自由度，从下至上包括底座(3.10)、一号滑块滑轨副(3.7)、五号电动推杆(3.14)、一号电机(3.11)、同步带轮(3.13)、同步带(3.12)、丝杠螺母(3.8)、V型支架(3.5)、滚珠丝杠(3.6)、下层长方体框架(3.4)、二号滑块滑轨副(3.9)、上层长方体框架(3.3)、脚轮板(3.2)和制动器(3.1)，一号滑块滑轨副(3.7)共两对横向分布纵向安装在底座上，下层长方体框架(3.4)安装在两对一号滑块滑轨副(3.7)上，五号电动推杆(3.14)固定端与底座(3.10)相铰接，活动端与下层长方体框架(3.4)底部相铰接，上层长方体框架(3.3)嵌套在下层长方体框架(3.4)外部，二者的四个侧面之间分别用四个二号滑块滑轨副(3.9)连接，一号电机(3.11)竖向安装在下层长方体框架(3.4)内部，滚珠丝杠(3.6)共两只同样竖向安装在下层长方体框架(3.4)内部，三者轴线平行，三者的下方轴端均安装有同步带轮(3.13)，用同步带(3.12)将三者连接，两个丝杠螺母(3.8)分别与两个滚珠丝杠(3.6)相配合，V型支架(3.5)下端与丝杠螺母(3.8)相固定，上端与上层长方体框架(3.3)上表面固定，一号电机(3.11)转动，脚轮板(3.2)安装在上层长方体框架(3.3)上表面，中层二自由度侧翻回转支架(2)中的底板(2.10)同样安装在上层长方体框架(3.3)的上表面，二者一左一右安装，安装在中层二自由度侧翻回转支架(2)下的脚轮(2.13)应能在脚轮板(3.2)上滚动，制动器(3.1)同轴安装在两根滚珠丝杠(3.6)的上方，制动器(3.1)是失电自锁制动器；
所述的智能自学习体位控制系统系为本机械装置的上位机控制系统的一部分，智能自学习体位控制系统由上层可视化界面、底层共4套BP神经网络模型组成，所述的可视化界面包含患者信息输入窗口和智能功能选择窗口，患者信息输入窗口包含患者的身高、体重、年龄、性别、腰围、胸围输入框，智能功能选择窗口包含常用的超声检查项目，所述的BP神经网络模型共四套，每套模型单独初始化、训练和查询，四套BP神经网络模型的输出分别控制背部支撑组件角度、臀部支撑角度、腿部支撑角度和侧翻角度，每套BP神经网络模型的输入层均设有6个节点，用以接受可视化界面传递来的患者身高、体重、年龄、性别、腰围、胸围信息，所述的4套BP神经网络模型均设有一个隐藏层和一个输出层，但是输出层和隐藏层节点的个数有所不同，每套BP神经网络模型的输出层节点个数是该套模型所控制的角度范围的相应等分。
2.根据权利要求1所述的一种仿生智能超声检查体位变换装置，其特征在于：所述的床面联结支架(15)主体为长方型空心方钢管框架，在长方形框架两短边的下方焊接两个支架转轴固定用V型架(15.8)，支架转轴固定用V型架(15.8)的底部为圆弧，支架转轴固定用V型架(15.8)下方圆弧用于同心地固接两个支架转轴(112)，在床面联结支架本体上固接有5对铰链，分别与其他机构进行连接，其中包括一号电动推杆固定端铰链(15.2)、臀部支撑固定铰链(15.3)、背部支撑固定铰链(15.4)、二号电动推杆固定端铰链(15.5)、折杆固定铰链(15.6)，在床面联结支架本体上的横向两端分别固定有背部支撑组件限位块(15.7)、臀部支撑组件限位块(15.1)。
3.根据权利要求2所述的一种仿生智能超声检查体位变换装置，其特征在于：所述的背部支撑组件(11)包括背部主板(11.1)、一号背部侧板(11.2)、二号背部侧板(11.3)、两根一号大连杆(11.4)、两个小连杆(0-7)和两个第一四号电动推杆(0-6-1)，一号背部侧板(11.2)通过背部主板二号铰链(11.1.2)铰接在背部主板(11.1)左侧，二号背部侧板(11.3)以同样的方式铰接在背部主板(11.1)的右侧，两根一号大连杆(11.4)分别纵向安装在背部主板(11.1)背面的背部主板大连杆滑道(11.1.4)中并单独沿纵向滑动，第一根一号大连杆(11.4)的头部朝向一号背部侧板(11.2)，第一根一号大连杆(11.4)的头部与一跟小连杆(0-7)铰接，小连杆(0-7)另一端与一号背部侧板(11.2)背面的一号背部侧板45度铰链(11.2.1)相铰接，第二根一号大连杆(11.4)的头部朝向二号背部侧板(11.3)，第二根一号大连杆(11.4)的头部与一跟小连杆(0-7)铰接，小连杆(0-7)另一端与二号背部侧板(11.3)背面的二号背部侧板45度铰链(11.3.1)相铰接，第一根第一四号电动推杆(0-6-1)的头部与第一根一号大连杆(11.4)固定连接，第一根第一四号电动推杆(0-6-1)尾部与背部主板(11.1)的背部主板三号铰链(11.1.3)联结，第一根第一四号电动推杆(0-6-1)与第一根一号大连杆(11.4)相平行，同样的第二根第一四号电动推杆(0-6-1)与第二根一号大连杆(11.4)如此相连，两根第一四号电动推杆(0-6-1)的伸缩能同步控制两根一号大连杆(11.4)纵向移动，带动两个小连杆(0-7)推动一号背部侧板(11.2)和二号背部侧板(11.3)绕其与背部主板(11.1)的铰接轴顺时针或逆时针单独旋转转动范围是-90度到90度，所有第一四号电动推杆(0-6-1)行程一致，且均带有编码器，背部主板(11.1)主体是一个人体背部形状相仿的平板，在背部主板(11.1)背面沿短边方向设有两个背部主板大连杆滑道(11.1.4)，在背部主板上还设置有与床面联结支架相连接的两个背部主板一号铰链(11.1.1)、四周与背部侧板相连的四个背部主板二号铰链(11.1.2)、背面用于与第一四号电动推杆(0-6-1)固定端相连的背部主板三号铰链(11.1.3)，一号背部侧板(11.2)在背面有一号背部侧板45度铰链(11.2.1)，二号背部侧板(11.3)的结构和形状与一号背部侧板(11.2)镜像对称，两个背板侧板都相较于背部主板(11.1)要短，目的是将患者的腰部暴露出来。
4.根据权利要求1所述的一种仿生智能超声检查体位变换装置，其特征在于：所述的臀部支撑组件(12)与腿部支撑组件(13)工作原理相同，仅结构略有不同，以臀部支撑组件(12)为例，所述的臀部支撑组件(12)包括臀部主板(12.1)、一号臀部侧板(12.2)、二号臀部侧板(12.3)、二号大连杆(0-8)、小连杆(0-7)、第二四号电动推杆(0-6-2)，一号臀部侧板(12.2)通过臀部主板三号铰链(12.1.3)铰接与臀部主板(12.1)的左侧、二号臀部侧板(12.3)以相同的方式铰接于臀部主板(12.1)另一侧，在臀部支撑组件(12)中只有一根二号大连杆(0-8)，二号大连杆(0-8)纵向安装于臀部主板(12.1)背面的臀部主板大连杆滑道(12.1.5)中，并能够沿着纵向滑动，二号大连杆(0-8)前端和尾端都是铰链结构，二号大连杆(0-8)一端的铰链与一个小连杆(0-7)铰接，该小连杆(0-7)与一号臀部侧板(12.2)背面一号臀部侧板45度铰链(12.2.1)相铰接，对称地，二号大连杆(0-8)另一端的铰链与另一个小连杆(0-7)铰接，该小连杆(0-7)与二号臀部侧板(12.3)背面二号臀部侧板45度铰链(12.3.1)相铰接，第二四号电动推杆(0-6-2)的头部与二号大连杆(0-8)固定，尾部与臀部主板(12.1)背面的臀部主板四号铰链(12.1.4)相铰接，二者平行放置，第二四号电动推杆(0-6-2)伸缩能够控制一号臀部侧板(12.2)与二号臀部侧板(12.3)同步地顺时针或逆时针转动，转动范围为-90度到90度，臀部主板(12.1)主体为长方形，在臀部主板(12.1)背面焊接有臀部主板大连杆滑道(12.1.5)，在臀部主板(12.1)横向前端焊接有一对用以连接床面联结支架(15)的臀部主板一号铰链(12.1.1)，横向后端焊接有一对用以连接腿部主板(13.1)的臀部主板二号铰链(12.1.2)，纵向左右两侧焊接有两对共四个臀部主板三号铰链(12.1.3)用以连接两侧侧板，臀部主板(12.1)上还焊接有连接二号电动推杆(17)的活动端的臀部主板六号铰链(12.1.7)和与一号四连杆(110)相连的臀部主板五号铰链(12.1.6)，另外还焊接有与第二四号电动推杆(0-6-2)固定端相连的臀部主板四号铰链(12.1.4)。
5.根据权利要求4所述的一种仿生智能超声检查体位变换装置，其特征在于：所述的腿部主板(13.1)主体为长方形，在腿部主板(13.1)背面焊接有腿部主板大连杆滑道(13.1.6)，在腿部主板(13.1)横向前端焊接有一对用以连接臀部主板(12.1)的腿部主板一号铰链(13.1.1)，横向后端焊接有用于连接脚部支撑板(14)的腿部主板三号铰链(13.1.3)，纵向左右两侧焊接有两对共四个腿部主板二号铰链(13.1.2)，用以连接两侧侧板，腿部主板(13.1)上还焊接有连接二号四连杆(111)的腿部主板四号铰链(13.1.4)、连接第三四号电动推杆(0-6-3)的腿部主板五号铰链(13.1.5)。
6.根据权利要求5所述的一种仿生智能超声检查体位变换装置，其特征在于：所述的一号臀部侧板(12.2)横向后端从右向左沿45度削去一角，二号臀部侧板(12.3)与其镜像对称，与一号臀部侧板(12.2)相应地一号腿部侧板(13.2)横向前端，从右向左沿45度削去一角，二号腿部侧板(13.3)与其镜像对称。
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