传统手术无影灯的光源采用的是卤素灯,通过多面反射镜将光线反射到手术部位。卤素灯的使用寿命短,需要经常更换,且发出的光线中含有大量的红外线,辐射热量大,会造成病人手术部位温度升高,容易引发感染。LED是一种冷光源,其耗电量低、光源温度低、使用寿命长,相比传统的卤素灯有着很大的优势,采用LED光源是目前手术无影灯的发展趋势。本文设计开发了一款LED手术无影灯,完成了LED光学系统设计、灯头灯臂机械系统设计、电控系统开发以及散热设计,最后制作出灯头样机进行了测试,结果达到了手术灯国家标准。本论文的主要工作如下：(1)按照国家标准对LED进行选型,利用LightTools软件对单个LED和透镜构成的光学系统进行了仿真,得出最大照度值和透镜的参数。(2)设计了整个灯头的光学系统,即7个灯盘共120个LED灯。分别在无遮挡、单挡板、双挡板、深腔、深腔单挡板、深腔双挡板的条件下对光学系统进行仿真,得出最大中心照度和各条件下的无影率,均符合国家标准。(3)设计了铝基板加散热器的灯盘散热方案,确定了散热器的尺寸,计算了理论散热效率。用ANSYS对散热模型进行热仿真分析,并进行了实物实验,仿真结果与实验结果均满足国家标准。(4)对灯头、灯臂进行了机械结构设计。灯头利用滚珠丝杠调节倾斜角,进而改变光斑大小；确定了6自由度灯臂机构,建立了灯臂的运动学模型,根据工作空间要求,确定了灯臂尺寸。对灯臂进行了静力学分析,确定了旋臂的摩擦力矩；运用力矩平衡原理设计能够在任意位置悬停的平衡臂弹簧平衡结构。用ANSYS对手术无影灯关键部位进行了有限元强度分析。(5)设计了LED手术无影灯的电控系统。最后,搭建了灯头样机,进行光学实验,结果达到了国家标准。