可調支架的製作方法

2023-05-26 23:03:31 1

專利名稱：可調支架的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可調支架。
背景技術：
為了方便地操縱沉重的醫療觀測裝置如手術顯微鏡，通常提供可調支架，觀測裝置可以緊固或安裝到可調支架上。由此，為了花費較少的力氣而保證靈敏且簡單的水平和垂直可移動性，通常在支架上配備用於平衡連接到支架的光學觀測裝置的重量的配重。而且，由於不同的光學觀測裝置典型地相應具有與支架一起使用的不同重量，因此還必須可以調節配重以適應不同的醫療觀測裝置。為此，US6，050，530A提出通過相應的水平和垂直滑動機構實現配重在支架上的可移位性。這些滑動機構被認為是相對複雜的；將配重定位在支架上的不同位置以及將它們固定(緊固)在這些位置的需求還與相對高的複雜性相關。

發明內容
本發明的目的是提供一種以簡單且可靠的方式可調節以適用於多個不同重量的醫療觀測裝置的可 調支架。根據本發明實施例的可調支架具有:繞第一旋轉軸可旋轉的第一臂以及與所述第一臂的一端鉸接地連接的第二臂，安裝裝置設在所述第二臂的遠端，所述可調支架進一步具有與所述第一臂可操作地相連的平衡質量，其中所述平衡質量設置為沿著指向所述第一旋轉軸的軸線至少部分地前後可移位。本發明的優點根據本發明的支架提供了能夠以簡單的方式平衡的系統，通過該可調支架，可以簡單且可靠的方式操縱光學觀測裝置如手術顯微鏡。根據本發明，僅僅需要在一個方向移位平衡質量。由此，可以實施非常簡單的調節機構。平衡質量沿著指向支架的第一旋轉軸的軸線至少部分地可移位性被證明是特別有利的，第一旋轉軸為支架可整體地繞其旋轉或樞轉的旋轉軸。由此提供特別有效的平衡質量移位。應注意的是，這個旋轉軸可以是真實的軸線或虛擬的軸線。優選地，平衡質量包括不可移位的第一質量以及在朝向第一旋轉軸的方向上前後可移位的第二平衡質量。這個特徵保證了僅(整個)平衡質量的一部分需要被可移位地設置。結果是，用於平衡質量的移位的相應驅動系統與傳統的方法相比具有更小的體積，由此支架作為整體可以物理地更小且可以減少成本。設在支架的第二臂上的安裝裝置繞設在第二臂上的第二旋轉軸可旋轉被證明是特別有用的，這個第二旋轉軸被定向為與第一旋轉軸平行，第二旋轉軸延伸通過所述平衡質量在其上至少部分地前後可移位的軸線的(虛擬)延長部分。在這種情況下，所述平衡質量沿其至少部分地前後可移位的軸線有用地垂直於所述第一旋轉軸的延伸方向延伸，由此也垂直於第二旋轉軸延伸。
總之，所述支架的所謂中性軸線沿著所述平衡質量在其上至少部分地前後可移位的軸線及其(虛擬)延長部分延伸。沿著這個中性軸線調節平衡質量被證明是非常有效的，即，通過相對短的移位可以平衡相對大的轉矩。將第一臂設置為具有內杆和外杆的平行構件連杆或鉸接平行四邊形被證明是特別有利的，所述第一旋轉軸實施在內杆上，所述至少部分可移位的平衡質量與支持器連接，所述支持器繞另一旋轉軸可樞轉地支撐在第一平行構件連杆的連接杆的延長部分上，所述支持器設有導軌，設在第一平行構件連杆的外杆上的導向元件接合在所述導軌中。這個特徵提供了機械上特別簡單的設計，通過這個特徵，可以保證平衡質量沿其至少部分地前後可移位的軸線、第一旋轉軸以及第二旋轉軸都位於支架的中性軸線上。所有這些對於保證至少部分可移位的平衡重量和第一旋轉軸之間的導向元件也位於這個中性軸線上是必要的。便利地，第二臂也被配備為具有第一桿和第二桿的平行構件連杆。便利地，根據本發明的支架包括:至少一個傳感元件，通過至少一個傳感元件可感應作用在支架上的力矩(轉矩)；以及與所述至少一個傳感元件相互作用的控制系統，所述控制系統控制驅動裝置使所述平衡質量可移位。這種元件使得以簡單的方式使支架的調節作為與安裝裝置連接的光學裝置(特別是手術顯微鏡)的功能是可能的。所述支架便利地包括制動裝置，通過制動裝置，所述支架一旦被建立的位置是固定的。本發明的進一步優點和實施例將從描述和附圖中變得明顯。應理解的是，在不脫離本發明的範圍的前提下，上述的和下面描述的特徵不僅可以用於特定的組合，也可以用於其他組合或者單獨使用。本發明將在使用示例性實施例的附圖中示意性地示出，並在下面結 合附圖詳細描述。


圖1是根據本發明的可調支架的優選實施例的側視圖。部件列表100可調支架102承載柱或承載元件102a旋轉軸104平行構件連杆104a,104b 杆104c連接杆105樞轉機構105a角件105b, 105c 旋轉軸106平行構件連杆106a,106b 杆106c自由端或遠端
107,108旋轉軸110安裝裝置112醫療光學裝置，特別是手術顯微鏡114，116輔助裝置120第一平衡質量(第一配重)130第二平衡質量(第二配重)160制動或鎖止裝置180支持器180a支持器的第一區域(線性導軌)180b止擋180c支持器的第二區域180d伸長孔181旋轉軸190導向元件200中性軸線210制動或鎖止裝置
具體實施例方式根據本發明優選實施例的可調支架在圖1中被整體地標記為100。所述支架具有作為承載元件的承載柱102，平行構件連杆機構可樞轉地支撐在承載柱102上。平行構件連杆機構包括作為第一臂、具有杆104a、104b的第一平行構件連杆104以及作為第二臂、具有杆106a、106b的第二平行構件連杆106。平行構件連杆機構104、106可作為整體繞設在承載柱102上的旋轉軸102a樞轉。此外，平行構件連杆106進一步通過包括角件105a和旋轉軸105b、105c的機構105相對於平行構件連杆104可樞轉。由此平行構件連杆106用作用於平行構件連杆104的延伸臂。在附圖中以小圓的形式示出平行構件連杆機構的其他旋轉軸，但是為了簡單起見，未對所有的旋轉軸標記附圖標記。便利地提供制動或鎖止裝置210，通過制動或鎖止裝置210可以限定支架一旦被建立的位置。該裝置例如可以設在旋轉軸102a的附近或者在杆104a中的一個的一端處的旋轉軸的附近。在圖1中該裝置210例如設在杆104a的下端處。通過安裝裝置110將醫療光學裝置(特別是手術顯微鏡112，可選地包括輔助裝置114,116)安裝在平行構件連杆106的自由端或遠端106c。 為了平衡由醫療光學裝置112 (以及可選地輔助裝置114、116)的重量產生的力矩(轉矩)，第一配重(也可以稱為第一平衡質量或第一補償重量)120配備在第一平行構件連杆104的水平連接杆104c的延長部分上，水平連接杆104c連接第一桿或內杆104a與第二桿或外杆104b。此外,在設有第一平衡質量120的連接杆104c的延長部分的端部設有用於第二配重(也可以稱為第二平衡質量或第二補償重量)130的支持器180。這個支持器180繞旋轉軸181相對於連接杆104c的延長部分可樞轉。支持器180包括配備為線性導軌的第一區域180a，第二平衡質量130 (構成線性載架)可在所述線性導軌上前後移位並可被固定在期望的位置不動。通過止擋或其他適當的裝置限制第二平衡質量130的可移位性。為了簡單起見，在圖1中僅示出一個止擋180b。與這個止擋180b相鄰的是支持器180的第二區域180c。這個第二區域180c包括伸長孔180d,伸長孔180d的主延伸方向與第二平衡質量130的可移位方向相對應。支持器180的第一區域180a和第二區域180c可便利地設置為一體(整體)，止擋180b可被定位並固定在期望的位置。伸長孔180d用作用於設在第一平行構件連杆104的外杆104b上的導向元件190的導軌。導向元件190可被設為例如導銷。選擇導向元件190在杆104b上的位置以便導向元件位於旋轉軸181與第二桿104a上的第一平行構件連杆104的旋轉軸102a之間的(虛擬)連線上。這個連線或軸線在圖1中示出並標記為200。這樣的結果是，第二平衡重量130沿著支持器180的第一區域180a(用作線性導軌)的移位總是沿著所述連線200發生，即沿著朝向或遠離旋轉軸102a的方向中的軸線發生。同時，這個移位垂直於旋轉軸181和102a發生。明顯地，另一旋轉軸，即在第二平行構件連杆106的第二桿或內杆106b上的安裝裝置110的旋轉軸107，位於連線200的(再次虛擬的)延伸部分上。由此連線200表示支架的中性軸線。在第一平行構件連杆104的杆104a、104b之間設有另一桿104d。這個杆在其第一端可繞承載元件102上的樞轉點102b樞轉，且這個杆在其第二端與機構105的角件105a相連。進一步明顯地是，安裝裝置110連接在將第二平行構件106的兩個杆106a和106b彼此相連的連接杆106c的延長部分上。連接杆106在旋轉軸107上相對於杆106b可樞轉，以及在旋轉軸108上相對於杆106a可樞轉。如下面將進 一步描述的，這個可樞轉性保證可以在支架100的任何位置建立連接杆106c的垂直定向。

首先假設支架100在圖 1中示出的位置中處於平衡狀態。這意味著大體由手術顯微鏡112以及可選地由其他組件114、116 (以及可選地由安裝裝置110的重量)引起的作用在連接杆106c上的力矩與由平衡質量120、130引起的力矩相應。為了建立這個平衡狀態，將可移位的第二平衡質量130沿著支持器180的第一區域181定位並固定在適當的位置。如果與安裝裝置110連接的質量改變，例如通過安裝更重的手術顯微鏡112和/或連接其他或更重的輔助裝置112、114，定位在適當的位置處的轉矩傳感器檢測到由此產生的靜態不平衡。通過這種傳感器獲得的值通常發送至控制裝置(未示出)，控制裝置通過控制驅動系統(未示出)引起第二平衡質量130沿著支持器180的第一區域180a、向外即在樞轉點181的方向上的相應移位。由此可有效地平衡(補償)作用在連接杆106c上的額外的力矩。支架100的上述平衡使得花費非常少的力氣而快速地調節支架是可能的，例如在箭頭P中的一個的方向上的移位的情況下。示出的所述機構保證在可以建立的樞轉點181的所有位置上，導向元件190、旋轉軸102a和旋轉軸107都位於一條線(中性軸線200)上。樞轉機構105上的第一平行構件連杆104的第三桿104d的碰撞進一步使得橫杆106c以及由此與之連接的手術顯微鏡總是垂直地安裝或定向。如上所述，利用處於能夠建立的任何位置的支架100，通過移位第二平衡質量130，可以以簡單的方式平衡用於不同質量的手術顯微鏡或輔助裝置的支架。根據所描述的方法，僅僅需要移位第二平衡質量130，被證明是特別有利的。第一平衡質量120可以相對於連接杆104c的延長部分以靜止的方式設置。特別地，第二平衡質量130基本上可以比第一平衡質量小。因此，可以使 用體積非常小的驅動系統用於第二平衡質量130的移位。
權利要求
1.一種可調支架，具有繞第一旋轉軸(102a)可旋轉的第一臂(104)以及與所述第一臂(104)的一端鉸接地連接的第二臂(106)，安裝裝置(110)設在所述第二臂(106)的遠端，所述可調支架進一步具有與所述第一臂(104)可操作地相連的平衡質量(120，130)， 其中所述平衡質量(120，130)設置為沿著指向所述第一旋轉軸(102a)的軸線(200)至少部分地前後可移位。
2.根據權利要求I所述的可調支架，其中所述平衡質量包括不可移位的第一平衡質量(120)以及被配備為沿著指向所述旋轉軸(102a)的所述軸線(200)前後可移位的第二平衡質量(130)。
3.根據權利要求I或2所述的可調支架，其中所述安裝裝置被設置為繞所述第二臂(106)上的第二旋轉軸(107)可旋轉，所述第二旋轉軸(107)被設置為與所述第一旋轉軸(102a)平行，且所述第二旋轉軸(107)延伸通過所述軸線(200)的虛擬延長部分，所述平衡質量沿所述軸線(200)的虛擬延長部分至少部分地前後可移位。
4.根據前述權利要求中任一項所述的可調支架，其中所述第一臂(100)被設置為包括內杆(104a)和外杆(104b)的平行構件連杆或鉸接平行四邊形，所述第一旋轉軸(102a)實施在所述內杆(104a)上，所述可移位的平衡質量與支持器(180)連接，所述支持器(180)繞旋轉點(181)可樞轉地支撐在連接杆(104c)的延長部分上，所述連接杆(104c)將所述內杆(104a)和所述外杆(104b)彼此連接，所述支持器(180)設有導軌(180c)，設在所述第一平行構件連杆的所述外杆(104b)上的導向元件(190)接合在所述導軌(180c)中。
5.根據權利要求4所述的可調支架，其中所述第二臂(106)被設置為具有第一桿(106a)和第二桿(106b)的平行構件連杆。
6.根據前述權利要求中任一項所述的可調支架，還具有至少一個傳感元件以及與所述至少一個傳感器元件相互作用的控制系統，通過所述至少一個傳感元件能夠感應作用在所述支架上的轉矩或力矩，所述控制系統控制驅動裝置，所述平衡質量通過所述驅動裝置可移位。
7.根據前述權利要求中任一項所述的可調支架，還具有制動裝置(210)，通過所述制動裝置(210)，所述可調支架一旦被建立的位置是固定的。
全文摘要
本發明涉及一種可調支架。該可調支架具有繞第一旋轉軸(102a)可旋轉的第一臂(104)以及與所述第一臂(104)的一端鉸接地連接的第二臂(106)，在所述第二臂(106)的遠端設有安裝裝置(110)，該可調支架進一步具有與所述第一臂(104)可操作地相連的平衡質量(120、130)，所述平衡質量(120、130)被設置為沿著指向所述第一旋轉軸(102a)的軸線(200)至少部分地前後可移位。
文檔編號F16M11/00GK103256456SQ20131004656
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月4日 優先權日2012年2月15日
發明者馬可·舒茨, 羅曼·弗裡克 申請人:徠卡顯微系統(瑞士)股份公司