第一章 绪论1.1 研究背景1953年蔡司出产了世界上第一台外科手术显微镜，为现代显微外科手术的创立奠定了基础。目前世界上最著名的三家手术显微镜生产企业都在德国。他们分别是蔡司（Zeiss）,莱卡（Leica）和目乐（MÖller）。我们把他们称为手术显微镜德国“三剑客”。蔡司是世界光学及测量领域最著名的品牌，也是进入中国手术显微镜市场最早的国外企业。莱卡的手术显微镜门类齐全，整体性能优秀，特别在手术显微镜的机架性能方面世界领先，其独有的内置式重力平衡机架的技术与艺术的结合为业内人士赞叹。目乐与蔡司和莱卡相比可以说是后期之秀，但近年来其新产品的推出力度很大，在国内举办的医疗器械展览会上，展出产品的种类和规模甚至超过了蔡司和莱卡，目乐的中低端手术显微镜产品对国内厂家的冲击更大。还有一些国外厂家虽与上述三剑客相比产品实力有一定差距，但也正在积极参与国内市场的竞争，如日本的托普康（Topcon）。49731

图1.1 Leica M720 OH5顶级手术显微镜

中国在显微镜领域发展较晚，国内生产显微手术仪器的厂家主要有上海、苏州、重庆和镇江等几家，大都只有几年或十几年的历史，在制造方面没有什么丰厚的基础及丰富的经验。产品主要靠低价格来吸引用户，其竞争力不强。

即便如此，经过我们的不懈努力，也取得了一些成绩。例如ASOM系列手术显微镜依托中科院光电技术研究所四川成都科奥达光电强大的光、电设计实力，参照德国OPTON手术显微镜机身结构，自行研制和开发出来的。ASOM系列手术显微镜机身豪华，美观大方，机架采用通用平衡式结构设计，头部采用模块化结构，可以根据用户需要，配置分光器、照相机接口，CCD接口和焦距从175mm到450mm的大物镜等配件，换接有如垒积木一般容易。

国内手术显微镜

随着我国加入WTO，手术显微镜产品的国外知名厂商正在大举进入中国市场，每届国内医疗器械展览会都能看到他们的强大宣传攻势，并且已经占领了中国手术显微镜的中高挡市场。国内的手术显微镜生产厂家由于产品的技术档次底，只能凭借其价格优势，在低档领域求得一席之地。这样发展下去，随着关税降低和国外产品的不断降价，我国手术显微镜生产企业将会在竞争中败下阵来。因此，当务之急是在低端领域继续保持价格优势的同时，提高产品质量，并开发具有自主知识产权的中高挡手术显微镜产品，以抗衡国外产品的入侵。

1.2研究意义

手术显微镜是进行显微手术的必备手术仪器，其应用领域包括眼科、脑外科、手外科、神经外科、骨科、耳鼻喉科、牙科、整形外科等。对于那些病症出现在人们的重要部位（如心脏、眼睛、大脑等）时，有时依靠人们的肉眼是很难保证手术的安全性的。但是手术显微镜却为人们解决了这个难题，使他们可以准确无误地确诊病变，从而提高了手术的成功率。而手术显微镜机架是除显微镜之外手术显微镜所有部件的总成。其作用是支撑显微镜，为显微手术过程中提供足够的作业空间，最多具有6个自由度，提供显微镜在手术区域内任何位置和姿态都能保持平衡及可靠锁定。所以一个合理的机架设计可以使我们更方便的移动显微镜来观察物体，可以做到全方位无死角的观察，这对于医生和病人来说是非常重要的。

手术显微镜机架是除显微镜之外手术显微镜所有部件的总成。其作用是支撑显微镜论文网，为显微手术过程中提供足够的作业空间，最多具有6个自由度，提供显微镜在手术区域内任何位置和姿态都能保持平衡及可靠锁定。手术显微镜机架一般分为天花板固定的悬挂结构和采用脚座滚轮式的移动结构，两种结构都具有悬臂结构，悬臂的作用主要是支撑显微镜并提供手术过程显微镜的上下移动调整功能，悬臂也称平衡臂，平衡臂的平衡方式有三种，机械弹簧平衡、气动弹簧平衡和重力平衡。目前国内的手术显微镜主要采用机械弹簧平衡方式，少量采用气动弹簧平衡方式。机械弹簧平衡方式结构简单，但在平衡区间存在平衡力的非线性变化，需要对转动关节施加较大的阻尼力来保证在任意位置的平衡，这增加了移动显微镜的阻力。气动弹簧存在与机械弹簧同样的问题，且平衡力较小，一般用于较小型的手术显微镜机架，而杠杆式重力平衡方式无论机架在什么位置都能达到平衡状态，具有稳定的力矩平衡能力，所以此次设计的手术显微镜机架就采用杠杆式重力平衡。