限制角位移用的柔性停止件、及其鉸接系統和醫療設備的製作方法
2023-05-20 21:12:16
專利名稱：限制角位移用的柔性停止件、及其鉸接系統和醫療設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及停止(止動)件，它們被用來限制第一元件環繞其軸線轉動而相對於第二元件的角位移。
許多鉸接系統採用這種可相互相對轉動的元件。
對於那些與佔據環繞的空間或傳送電力、數據或流體有關的事情，在這些元件之間的角位移必須在兩個轉動方向用停止件加以限制。
傳統上，這些停止件都是剛性的，根據其質量和位移速率，它們在碰到停止件而突然停止時會產生振動並且經常帶有噪聲。
另外，反覆震動和慣性很快會起作用使系統的安全成為問題。
本發明的目的是要提供一種柔性的停止件，它能無震動地限制兩個元件之間的角位移，並能使兩個元件之間的相對轉動逐漸被停止，這樣就可消除固定停止件的上述這些缺點。
為了達到這個目的，按照本發明的一個方案，第一元件具有一個內件部與轉動軸線同軸地在第二元件的套筒部內延伸，停止件還具有一個帶有兩個螺旋彈簧圈的彈性元件，這兩個螺旋圈都被卷繞在同一方向，並且同心地設置在內件部和套筒部之間的中央連接區段的兩側各有一個螺旋圈，每一螺旋圈都各終止在一個端部上，套筒部具有第一停止區段，它能支承在彈簧的中央區段上，內件部至少具有第二和第三停止區段，它們能各自支承在彈性元件的相應端部上。
按照本發明另一個實施例第二和第三停止區段在角度上互相偏離；每一螺旋圈都被設置在內件部的周圍，它們在正常時都是鬆弛的；兩個端部都沿軸向及/或徑向延伸。
本發明還涉及一個鉸接系統，該系統具有至少一個這種柔性停止件並且典型地具有至少一個柔性管或導管在其內延伸著第一和第二元件。
本發明還涉及一個醫療設備項目，該設備具有至少一個這種鉸接系統。
從下面結合附圖對本發明的具體實施例所作的只是說明性決不是限定性的說明可以知道本發明的其他一些特徵和優點。
圖1為具有按照本發明的柔性停止件的鉸接裝置的縱向剖面圖；圖2和3分別為圖1所示裝置中彈簧的頂視圖和前視圖；圖4為具有按照本發明的柔性停止件的頂板照明單元的概略視圖；及圖5為具有按照本發明的柔性停止件的鉸接組件的另一個實施例的部分為剖面的概略透視圖。
圖1示出鉸接部件1的一例，其中在第一元件2和第二元件3之間採用了按照本發明的柔性停止件。
在圖4所示的應用例中，具有柔性停止件1的鉸接部件被設置在一個手術照明4支承臂3的基部與一板件2之間，支承臂可相對於板件2轉動，而板件2本身以鉸接的方式安裝在臂5的端頭上，臂5被連結到頂板安裝件6上，該安裝件至少還可支承第二個臂。
返回看圖1，臂3的基部被固定在一個頭部7上，該頭部被連結到一個可旋轉的管狀元件8上，該管狀件被套筒10內的軸承9a、9b支承著，而該套筒與元件2連成一體。
按照本發明的一個方案，在臂3內、在管狀元件8內、甚至超出元件8、在元件2內，至少要有一根電纜，用來載運電流及/或傳送數碼的、電工的或光學的數據，及/或至少要有一根管子，用來輸送醫療用流體(氧氣、真空等)。
管狀元件8和套筒10共有一條軸線12。臂3的環繞軸線12的相對於元件的轉動是以有控制的方式被一彈性元件限制的。該彈性元件具有兩個螺旋彈簧圈13，可有選擇地分別與管狀元件8上所載的停止件14和15及固定套筒10上所載的停止件16配合。
如同在圖2和3中可更清晰地看到，彈性元件13典型地是由彈簧鋼絲製成的，它具有兩個區段17a、17b螺旋卷繞在同一方向，中間用一連接支段18連接，該支段在一與螺旋區段17a、17b所形成的圓筒相切的平面內延伸。
在圖1到4所示的實施例中，每一螺旋區段都形成一個整圈再加一個半圈的螺旋圈，並分別終止在軸向端頭19a、19b上，這兩個軸向端頭基本上互相對準並在直徑上位在連接件18的對側。
再請參閱圖1，彈性元件13被鬆弛地滑裝在管狀元件8上而處在該元件和套筒10之間，但被一個形成停止件16的銷釘抓住，該銷釘裝在套筒10上並沿徑向在兩個螺旋圈17a、17b之間向內延伸，使它可有選擇地用側向對接來與彈性元件13的中間支段18配合。
與此類似，兩個停止件14和15被裝在管狀元件8的內側並沿徑向外延伸，為的是可有選擇地用側向對接來與彈性件的兩個軸向端頭19a和19b配合。
這樣，當臂3環繞軸線12相對於元件2而轉動時，它會使彈性元件13的兩個螺旋區段中的一個的端頭轉動，如果按順時針方向轉動，那麼銷釘14將起作用；如果按逆時針方向轉動，那麼銷釘15將起作用。
當轉動量變大時，彈性元件13的中央支段18將支承在固定銷釘16上。從該時起，管狀元件8將開始使彈性元件產生應力，該應力造成一個相反的轉矩逐漸制止該臂的運動一直到它完全停止為止。
然後存儲在彈性元件13內的能量被釋放出來使臂3返回。柔性停止件的阻尼力可通過調節彈性件的剛度來調節。
從上可知，根據臂3和管狀元件8的轉動方向，彈性元件13中只有一個螺旋區帶17a或17b受力，另一個螺旋區帶可不受力。
受力的螺旋圈被迫在其螺旋卷繞方向也就是在收緊環繞管狀元件8的螺旋圈的方向上轉動。因此當這個螺旋圈均被收緊在管狀元件8上時便可完成全部阻尼，這樣，超過彈性元件13內許可應力的危險就不會發生。
按照本發明的一個方案，如圖1所示，銷釘14和15在角度上互相偏離，這個偏離的角度通常為90度。
這個偏離使人們有可能確定臂的角位移。按照本發明的偏離銷配置有可能得到大於360度，這在採用簡單固定停止件的傳統系統內一般是不可能做到的。
在圖5所示的簡化的實施例中，彈性元件13的螺旋區帶都被限制為只有一圈，而與內部管狀元件8成為一體的停止區帶在本例中是由在管狀元件8上制出的角度開口140、150的徑向面構成的，彈性元件13的自由端19a和19b穿入該開口內沿徑向向內側折回。兩個停止區段的角度偏離是兩個開口140和150的角度偏離及/或後一開口的角度延伸提供的。在外部管狀元件10上的停止區段仍舊與以前一樣，是由沿徑向向內伸出的銷釘配裝在元件10上制出的徑向孔內構成的。
雖然本發明已就具體實施例進行說明，但本發明並不受限制，相反地，本行業的行家顯然能在下列權利要求的範圍內作出各種修改和變型。
特別是雖然其較優用途之一是在載有醫療設備的懸掛系統上，如上述的照明單元、手術顯微鏡、配藥臂和移動的X射線照相設備，但它也能用於其他工業領域內為一般公眾服務，例如照相機的旋轉頭或迴轉風扇的支承。
權利要求
1.柔性停止件，用來限制第一元件(3、8)環繞其軸線(12)相對於第二元件(2、10)的角位移，第一元件具有一個內件部(8)與所說軸線(12)同軸地在第二元件的套筒部(10)內延伸，停止件還具有一個帶有兩個螺旋彈簧圈(17a、17b)的彈性元件(13)，這兩個螺旋圈都被卷繞在同一方向，並且在同心地設置在內件部(8)和套筒部(10)之間的中央連接區段(18)的兩側各有一個螺旋圈，每一螺旋圈(17a、17b)都各終止在一個端部(19a、19b-19a′、19b′)上，套筒部(10)具有第一停止區段(16)，它能支承在彈簧的中心區段(18)上，內件部至少具有第二(14、140)和第三(15、150)停止區段，它們能各自支承在彈性元件的相應端部(19a、19b)上。
2.按照權利要求1的柔性停止件，其特徵為，每一螺旋圈(17a、17b)都被設置在內件部(8)的周圍，它們在正常時都是鬆弛的。
3.按照權利要求1或2的柔性停止件，其特徵為，第二和第三停止區段(14、15；140、150)在角度上互相偏離。
4.按照以上權利要求中任一項的柔性停止件，其特徵為，兩個端部(19a、19b)基本上沿軸向延伸。
5.按照權利要求1到3中任一項的柔性停止件，其特徵為，兩個端部基本上沿徑向延伸。
6.按照以上權利要求中任一項的柔性停止件，其特徵為，至少一個停止區段(14、15、16)是由徑向銷構成的。
7.按照權利要求5的柔性停止件，其特徵為，至少一個停止區段(140、150)是由內件部(8)的切開構成的。
8.按照以上權利要求中任一項的柔性停止件，其特徵為，內件部(8)為管狀的。
9.具有至少一個按照以上權利要求中任一項的柔性停止件的鉸接系統。
10.按照權利要求9的鉸接系統，具有至少一個柔性管或導管(11)在其內延伸著第一(3)和第二(2)元件。
11.具有至少一個按照權利要求9或10的鉸接系統的醫序設備。
全文摘要
第一元件(3)例如一個載有照明單元的臂的、相對於第二元件(2)的、環繞一條軸線(12)的轉動,可在兩個方向上被一彈性元件(13)限制,其角位移可超過360°,該彈性元件具有在同一方向上卷繞的兩個螺旋彈簧圈,每一螺旋圈都可與一個和第一元件(14、15)共轉的活動停止件配合,而彈簧(13)的中央部則與整體制在第二元件(2)上的固定停止件(16)配合。本發明特別適用於支承醫療設備的鉸接系統。
文檔編號B25J19/00GK1276491SQ00108130
公開日2000年12月13日 申請日期2000年4月28日 優先權日1999年4月28日
發明者阿蘭·韋迪耶 申請人:Alm公司