專利名稱：手術(shù)用顯微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如外科手術(shù)中用的手術(shù)用顯微鏡。
背景技術(shù)：
例如，在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_平7-16239號(hào)公報(bào)中公開了一種手術(shù)用顯微鏡。該手術(shù)用顯微鏡具有配重(平衡)式臂框架，其中對(duì)臂上支撐的鏡筒部的三維運(yùn)動(dòng)進(jìn)行支撐，并且使用配重進(jìn)行總體平衡。
日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_昭57-86806號(hào)公報(bào)中公開了一種手術(shù)用顯微鏡，其具有彈簧平衡式臂框架，其中使用彈簧進(jìn)行總體平衡。該臂框架可使得手術(shù)用顯微鏡的整體重量或質(zhì)量小于配重式臂框架，也就是，可使手術(shù)用顯微鏡更緊湊。因此，該手術(shù)用顯微鏡具有改進(jìn)了可運(yùn)輸性的優(yōu)點(diǎn)。
因此，在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_昭57-86806號(hào)公報(bào)中公開的具有彈簧平衡臂框架的手術(shù)用顯微鏡包括水平運(yùn)動(dòng)臂和垂直運(yùn)動(dòng)臂，所述水平運(yùn)動(dòng)臂使鏡筒部繞兩條垂直軸線水平運(yùn)動(dòng)，所述垂直運(yùn)動(dòng)臂使鏡筒部繞一條水平軸線垂直運(yùn)動(dòng)。所述臂框架具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得通過一彈性部件(螺旋彈簧、氣彈簧等)抵消由垂直運(yùn)動(dòng)臂的重量或鏡筒部的重量繞所述一條水平軸線產(chǎn)生的角力矩，以進(jìn)行平衡。
在歐洲專利申請(qǐng)第1251380號(hào)公報(bào)中公開了一種手術(shù)用顯微鏡。該手術(shù)用顯微鏡具有校平功能并具有牢固結(jié)構(gòu)，使得旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)軸承安裝到臂框架上，并且可對(duì)兩條垂直軸線進(jìn)行調(diào)節(jié)以沿垂直方向校平而不管地面的傾斜。
若使日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_昭57-86806號(hào)公報(bào)中公開的彈簧平衡臂框架位于傾斜地面上，則基于鏡筒部、支撐鏡筒部的水平運(yùn)動(dòng)臂等各自重量，繞兩條垂直軸線產(chǎn)生角力矩，鏡筒部通過水平運(yùn)動(dòng)臂繞這兩條垂直軸線水平運(yùn)動(dòng)。因此，臂框架不平衡，從而手術(shù)用顯微鏡的操作性有可能降低。通過增強(qiáng)繞兩條垂直軸線搖動(dòng)的水平運(yùn)動(dòng)臂的抗滑性可抑制角力矩的作用。由于用于使水平運(yùn)動(dòng)臂繞垂直軸線搖動(dòng)的操作變得困難，因而操作性不可避免地降低。
在歐洲專利申請(qǐng)第1251380號(hào)公報(bào)中公開的上述手術(shù)用顯微鏡中，總是可基于旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)軸承通過校平機(jī)構(gòu)沿垂直方向?qū)蓷l垂直軸線進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不考慮地面的傾斜狀態(tài)。因此，可防止由地面的傾斜產(chǎn)生的基于鏡筒部和水平運(yùn)動(dòng)臂各自重量的角力矩。然而，由于必須在水平面內(nèi)對(duì)兩個(gè)垂直軸單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此調(diào)節(jié)很麻煩。為了支撐從兩條垂直軸線到鏡筒部的范圍內(nèi)的重物，旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)軸承需要具有牢固結(jié)構(gòu)(即，剛度)。因此，很可能軸承本身就尺寸大且昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決所述問題做出本發(fā)明，其目的是提供一種手術(shù)用顯微鏡，當(dāng)該手術(shù)用顯微鏡被設(shè)置在傾斜地板上以及被設(shè)置在水平地板上時(shí)都可通過使用簡單機(jī)構(gòu)而容易地使其平衡。
根據(jù)本發(fā)明的手術(shù)用顯微鏡包括設(shè)置在地面上的基座；支柱，其保持成相對(duì)于所述基座繞垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；水平運(yùn)動(dòng)臂，其保持成相對(duì)于所述支柱繞第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；垂直運(yùn)動(dòng)臂，其保持成相對(duì)于所述水平運(yùn)動(dòng)臂繞第二水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；鏡筒部，其由所述垂直運(yùn)動(dòng)臂支撐；彈性部件，其設(shè)置在所述支柱和所述水平運(yùn)動(dòng)臂之間，抵消繞該水平運(yùn)動(dòng)臂的角力矩；支點(diǎn)，其設(shè)在所述水平運(yùn)動(dòng)臂上，接收來自所述彈性部件的力；以及支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其構(gòu)造成沿大致與所述水平運(yùn)動(dòng)臂的縱向垂直的方向移動(dòng)所述支點(diǎn)的位置。


圖1A是表示根據(jù)第一實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡的結(jié)構(gòu)的示意性前視圖；圖1B是局部剖視的示意性前視圖，示出根據(jù)第一實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡；
圖1C是示意性局部剖視圖，提取在根據(jù)第一實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡中的圖1B所示的手術(shù)用顯微鏡的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)來顯示；圖2A是局部剖視的示意圖，示出根據(jù)第一實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡，并表示出當(dāng)處于水平狀態(tài)的垂直運(yùn)動(dòng)臂被向上搖動(dòng)時(shí)所獲得的狀態(tài)；圖2B是局部剖視的示意圖，示出根據(jù)第一實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡，并表示出當(dāng)處于水平狀態(tài)的垂直運(yùn)動(dòng)臂被向下?lián)u動(dòng)時(shí)所獲得的狀態(tài)；圖3A是局部剖視的示意圖，示出根據(jù)第一實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡，并表示出當(dāng)處于垂直狀態(tài)的水平運(yùn)動(dòng)臂被向左搖動(dòng)時(shí)所獲得的狀態(tài)；圖3B是局部剖視的示意圖，示出根據(jù)第一實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡，并表示出當(dāng)處于垂直狀態(tài)的該水平運(yùn)動(dòng)臂被向右搖動(dòng)時(shí)所獲得的狀態(tài)；圖4A是局部剖視的前視圖，示出根據(jù)第一實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡，并表示出其中手術(shù)用顯微鏡位于傾斜地板上而水平運(yùn)動(dòng)臂成垂直姿勢(shì)的狀態(tài)；圖4B是局部剖視的示意圖，示出根據(jù)第一實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡，并表示出這樣的狀態(tài)，其中水平運(yùn)動(dòng)臂采取大致以直角向傾斜地板延伸的姿勢(shì)；圖5A是對(duì)應(yīng)于圖4A的局部剖視前視圖，示出根據(jù)第一實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡，并表示出這樣的狀態(tài)，其中手術(shù)用顯微鏡位于傾斜地板上而水平運(yùn)動(dòng)臂處于校正后的垂直狀態(tài)；圖5B是對(duì)應(yīng)于圖4B的局部剖視前視圖，示出根據(jù)第一實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡，并表示出當(dāng)處于垂直狀態(tài)的水平運(yùn)動(dòng)臂以與地板的傾斜對(duì)應(yīng)的角度傾斜時(shí)所獲得的狀態(tài)；圖6A是局部剖視的前視圖，示出根據(jù)第二實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡，并表示出其中手術(shù)用顯微鏡位于傾斜地板上的狀態(tài)；圖6B是一示意圖，示出在第四臂上設(shè)置根據(jù)第二實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡的傾角檢測(cè)機(jī)構(gòu)和傾角顯示機(jī)構(gòu)；圖6C是一示意圖，示出根據(jù)第二實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)；圖7A是局部剖視的前視圖，示出根據(jù)第三實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡，并表示出其中手術(shù)用顯微鏡位于傾斜地板上的狀態(tài)；圖7B是一示意圖，示出根據(jù)第三實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)；圖8A是局部剖視的示意性前視圖，示出根據(jù)第四實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡；圖8B是一示意圖，示出根據(jù)第四實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡的彈簧力校正機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)氣彈簧的彈簧力；圖9A是局部剖視的示意性前視圖，示出根據(jù)第五實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡；圖9B是示意性局部剖視圖，提取性示出在根據(jù)第五實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡中的圖9A所示的手術(shù)用顯微鏡的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)；圖10A是根據(jù)第五實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)的示意圖；圖10B是一示意圖，表示出當(dāng)處于圖10A所示狀態(tài)的根據(jù)第五實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡的該第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)變形時(shí)所獲得的狀態(tài)；圖11A是示意性平面圖，表示出其中根據(jù)第五實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡被使用的狀態(tài)；圖11B是示意性平面圖，表示出其中根據(jù)第五實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡被使用的狀態(tài)；以及圖12是局部剖視的示意性前視圖，示出根據(jù)第六實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖描述用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式(以下稱為實(shí)施例)。
首先參照?qǐng)D1A至圖5B描述第一實(shí)施例。這里將參照?qǐng)D1A和圖1B主要描述手術(shù)用顯微鏡10的構(gòu)造。
如圖1A所示，手術(shù)用顯微鏡10包括基座12、支柱14、第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)(水平運(yùn)動(dòng)臂)16、接頭18、第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)(垂直運(yùn)動(dòng)臂)20、以及鏡筒部22。
基座12設(shè)有多個(gè)腳輪12a以及位于腳輪12a上的基體12b，所述腳輪放在地面上，并可在可被在手術(shù)室內(nèi)移動(dòng)的狀態(tài)和可被固定的狀態(tài)之間變換。基座12的基體12b設(shè)有沿垂直方向延伸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1。支柱14的下端部位于第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1上，從而可繞該第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1轉(zhuǎn)動(dòng)。
第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2位于支柱14的上端部中，其與第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1成直角地沿水平方向延伸。第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16位于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2上。第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16設(shè)有第一至第四臂28a、28b、28c和28d，它們均像桿一樣延伸。
第一臂28a和第三臂28c彼此平行設(shè)置。第二臂28b和第四臂28d彼此平行設(shè)置。第一臂28a和第二臂28b通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸A1彼此連接，第二臂28b和第三臂28c通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸A2彼此連接。第三臂28c和第四臂28d通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3彼此連接。第四臂28d和第一臂28a通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2彼此連接。而且，第四臂28d在其下端部通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2連接到支柱14上。
這樣，第一至第四臂28a、28b、28c和28d、轉(zhuǎn)動(dòng)軸A1和A2、以及第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3形成了第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16。
第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2是作為第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16(第四臂28d)的搖動(dòng)中心的第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3是作為第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20(稍后論及的第五、第七和第九臂28e、28g及28i)的搖動(dòng)中心的第二水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。
用于連接第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20的接頭18位于第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20之間。接頭18設(shè)有第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O4。具體地，第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O4位于第三臂28c的右手側(cè)端部，從而與第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3成直角地延伸。第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20位于第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O4上，從而可繞該第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O4搖動(dòng)。
第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20包括第五至第十臂28e、28f、28g、28h、28i和28j。第五臂28e、第七臂28g和第九臂28i彼此平行定位。第六臂28f、第八臂28h和第十臂28j彼此平行定位。
第五臂28e和第六臂28f通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸A3彼此連接，而第六臂28f和第七臂28g通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸A4彼此連接。第七臂28g和第八臂28h通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸A6彼此連接。第五臂28e和第八臂28h通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O5彼此連接。第六臂28f和第九臂28i通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸A5彼此連接，而第九臂28i和第十臂28j通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸A8彼此連接。第十臂28j和第七臂28g通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸A7彼此連接。
這樣，第五至第十臂28e、28f、28g、28h、28i和28j、第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O5、以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸A3、A4、A5、A6、A7和A8形成了第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20。
第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O6位于第十臂28j的下端部中，從而沿該第十臂28j的縱向軸線延伸。鏡筒部22位于第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O6上，從而可繞該第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O6轉(zhuǎn)動(dòng)。第十臂28j和鏡筒部22各自的重量分布成使得該第十臂28j和鏡筒部22的重力位置(質(zhì)點(diǎn))的合成中心γ與第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O4和第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O6之間的交點(diǎn)基本重合。
鏡筒部22設(shè)有支撐臂22a和鏡筒22b。支撐臂22a具有大致U形結(jié)構(gòu)，并具有支撐在第十臂28j的下端部上的一個(gè)端部(上端部)以及支撐鏡筒22b的另一端部(下端部)。鏡筒22b可用于沿著沿第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O6的方向進(jìn)行觀察。
如圖1B所示，第十一臂28k容納在支柱14中。轉(zhuǎn)動(dòng)軸A1位于第十一臂28k的上端部中，而轉(zhuǎn)動(dòng)軸A9位于下端部中。這樣，第十一臂28k的上端部通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸A1連接至第二臂28b的下端部以及第一臂28a的左手側(cè)端部。
轉(zhuǎn)動(dòng)軸A9位于三角形連桿34的一個(gè)頂點(diǎn)上。三角形連桿34具有三個(gè)頂點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸A9、A10和A11分別位于這些頂點(diǎn)上。轉(zhuǎn)動(dòng)軸A10在稍后論及的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13下方由支柱14支撐。這樣，支柱14和三角形連桿34通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸A10彼此連接。轉(zhuǎn)動(dòng)軸A11連接至第一氣彈簧36的一個(gè)端部(下端部)。
這里，第一氣彈簧36是用于平衡第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20的彈性部件。平行于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2延伸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A12位于第一氣彈簧36的另一端部(上端部)上。該轉(zhuǎn)動(dòng)軸A12連接至支柱14。這樣，支柱14和第一氣彈簧36通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸A12彼此連接。
在支柱14中設(shè)有平行于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2延伸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13。該轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13位于與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2相同的軸線上。第二氣彈簧40作為用于平衡第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的彈性部件，其下端部可搖動(dòng)地支撐在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13上。這樣，第二氣彈簧40的下端部支撐在支柱14上，從而可圍繞作為支點(diǎn)(第二支點(diǎn))的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13搖動(dòng)。
在第四臂28d中設(shè)有地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44，該地板傾斜校正機(jī)構(gòu)支撐第二氣彈簧40的上端部，以使其繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14搖動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14是第二氣彈簧40在第四臂28d上的施加點(diǎn)(支點(diǎn)(第一支點(diǎn)))。在初始狀態(tài)中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14位于連接第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3的軸線Z3(稍后論及)上。
如圖1C所示，地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44包括固定至第四臂28d的座46、一對(duì)軸承48a和48b、軸件50、以及滑塊52。
座46設(shè)有固定至第四臂28d的固定部以及從該固定部的相對(duì)端部彼此平行地向下延伸的延伸部。在從座46的固定部向下延伸的所述延伸部中分別形成座孔46a和46b。軸承48a和48b分別設(shè)置在座孔46a和46b中。
軸件50位于軸承48a和48b中，在其外周面上具有右旋外螺紋部50a。滑塊52位于軸件50上，從而處于座46的延伸部之間?；瑝K52可沿軸件50的縱向軸線運(yùn)動(dòng)，在其內(nèi)周面上具有與外螺紋部50a螺紋配合的內(nèi)螺紋部52a。這樣，軸件50可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在軸承48a和48b以及滑塊52中。
軸件50定位成與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2以及連接第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3的軸線Z3大致成直角。軸件50的外周面在用于定位軸承48a和48b的位置中形成為具有外螺紋部50b和50c。擋圈54a和54b分別旋在外螺紋部50b和50c上，從而可防止軸件50從軸承48a和48b滑出。
滑塊52設(shè)有軸部56(軸A14)，該軸部支撐第二氣彈簧40的上端部，以使其繞下端部處的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13搖動(dòng)。座46和滑塊52設(shè)置成使得它們各自的平坦部彼此面對(duì)，并將平坦樹脂板58固定至滑塊52的平坦部。因此，防止了軸件50轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)座46和滑塊52相對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)，并且滑塊52隨軸件50的轉(zhuǎn)動(dòng)而沿軸件50的軸線運(yùn)動(dòng)。
在軸件50的右手側(cè)端部上設(shè)置旋鈕60。例如，若順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(沿右旋方向)旋鈕60，則滑塊52向圖1C中的右側(cè)運(yùn)動(dòng)。若逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕60，則滑塊52向圖1C中的左側(cè)運(yùn)動(dòng)。這樣，地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44構(gòu)成了支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其支撐軸A14以沿大致與第四臂28d和軸A14的縱向軸線(連接第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3的軸線Z3)垂直的方向運(yùn)動(dòng)。
如圖1A所示，在第四臂28d和支柱14上分別印有指針62a和62b。當(dāng)?shù)谒谋?8d相對(duì)于地板豎直定位時(shí)，這些指針62a和62b彼此對(duì)齊。因此，指針62a和62b用作指示第四臂28d大致豎直的基本記號(hào)。
以下是對(duì)其中通過第一氣彈簧36使第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20平衡的平衡結(jié)構(gòu)的描述。
如圖1B所示，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等重量繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生角力矩MA1。該角力矩MA1由下式給出MA1＝W1·L1·cosθA1其中W1是鏡筒部22、第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等的總重，符號(hào)α表示它們總的重力位置中心(質(zhì)點(diǎn))，L1是從第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3到重力位置中心α的距離，θA1是水平軸線和第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O4之間的角。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿圖1B的順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。在圖1B所示的狀態(tài)中，當(dāng)?shù)谒霓D(zhuǎn)動(dòng)軸線O4水平時(shí)(θA1＝0°)得到cos0°＝1，從而角力矩MA1具有其最大值(MA1＝W1·L1)。
另一方面，與上述角力矩MA1相比，通過第一氣彈簧36的彈簧力繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生角力矩MB1。在圖1B所示的狀態(tài)中由第一氣彈簧36產(chǎn)生的彈簧力為FB1。從第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3到軸A2、從第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2到軸A1、以及從軸A10到軸A9的距離中的任一距離為LS1。從軸A10到軸A11的距離為LS2。第一氣彈簧36的彈簧力FB1的方向與垂直于連接軸A10和A11的軸線Z1的軸線Z2之間的角為θB1。由于繞軸A10產(chǎn)生的力矩設(shè)置成與繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生的角力矩MB1相等，因此該角力矩MB1由下式給出
MB1＝FB1·(LS2/LS1)·cosθB1。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿圖1B的逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
當(dāng)使鏡筒部22運(yùn)動(dòng)到圖1B所示的狀態(tài)上方的位置時(shí)(如圖2A所示)，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等重量繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生角力矩MA2。若第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O4與水平軸線所成的角為θA2，則該角力矩MA2由下式給出MA2＝W1·L1·cosθA2。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿圖2A的順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，與上述角力矩MA2相比，在圖2A所示的狀態(tài)中，通過第一氣彈簧36的彈簧力繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生角力矩MB2。若由第一氣彈簧36產(chǎn)生的彈簧力為FB2，并且彈簧力FB2的方向和軸線Z2之間的角為θB2，則角力矩MB2由下式給出MB2＝FB2·(LS2/LS1)·cosθB2。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿圖2A的逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
圖2B表示當(dāng)處于圖1B所示的狀態(tài)中的鏡筒部22向下運(yùn)動(dòng)，而第三臂28c繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所獲得的狀態(tài)。在圖2B所示的狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等重量繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生角力矩MA3。該角力矩MA3由下式給出MA3＝W1·L1·cosθA3其中θA3是水平軸線和第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O4之間的角。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿圖2B的順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，在圖2B所示的狀態(tài)中，通過第一氣彈簧36的彈簧力繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生角力矩MB3。若由第一氣彈簧36產(chǎn)生的彈簧力為FB3，并且由第一氣彈簧36產(chǎn)生的彈簧力FB3的方向和軸線Z2之間的角為θB3，則角力矩MB3由下式給出MB3＝FB3·(LS2/LS1)·cosθB3。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿圖2B的逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
相對(duì)于軸A10定位軸A9、A11和A12，并選擇第一氣彈簧36的彈簧力，從而使在圖1B所示的狀態(tài)(初始狀態(tài))中，角力矩MA1和MB1基本上彼此相等。同樣地，相對(duì)于軸A10定位軸A9、A11和A12，并選擇第一氣彈簧36的彈簧力，從而使在圖2A所示的狀態(tài)中，角力矩MA2和MB2基本上彼此相等，在圖2B所示的狀態(tài)中，角力矩MA3和MB3基本上彼此相等。
以下是對(duì)其中通過第二氣彈簧40使第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16平衡的平衡結(jié)構(gòu)的描述。
在圖1B所示的狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MC1。鏡筒部22、第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等作用在第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3上的重量載荷為W2。第四臂28d的重量為W3，其重力位置中心(質(zhì)點(diǎn))β位于連接第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3的軸線Z3上。從第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2到第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3的距離假設(shè)為L2。從第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2到重量W3的重力位置中心β的距離假設(shè)為L3。垂直軸線和連接第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3的軸線Z3之間的角假設(shè)為θC1。于是，角力矩MC1由下式給出MC1＝(W2·L2+W3·L3)sinθC1。
當(dāng)?shù)谒谋?8d(軸線Z3)相對(duì)于垂直軸線繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2逆時(shí)針(或向左)傾斜時(shí)，繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生角力矩MC1。另一方面，當(dāng)?shù)谒谋?8d相對(duì)于垂直軸線繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2順時(shí)針(或向右)傾斜時(shí)，繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿順時(shí)針方向產(chǎn)生角力矩MC1。在圖1B所示的狀態(tài)中，軸線Z3垂直(θC1＝0°)，并得到sinθC1＝0，從而角力矩MC1為0(零)。
另一方面，通過第二氣彈簧40的彈簧力繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MD1。
在圖1B所示的狀態(tài)中，通過第二氣彈簧40產(chǎn)生的彈簧力為FD1。從第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2到轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14的距離為L4。第二氣彈簧40的彈簧力FD1的方向與垂直于連接第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2和軸A14的軸線Z4的軸線Z5之間的角假設(shè)為θD1。于是，角力矩MD1由下式給出MD1＝FD1·L4·cosθD1。
當(dāng)?shù)诙鈴椈?0的彈簧力FD1的方向相對(duì)于軸線Z4繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14順時(shí)針傾斜時(shí)，繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿順時(shí)針方向產(chǎn)生角力矩MD1。另一方面，當(dāng)彈簧力FD1的方向繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14逆時(shí)針傾斜時(shí)，繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生角力矩MD1。由于在圖1B中角θD1＝90°，得到cosθD1＝0，從而角力矩MD1為0(零)。
圖3A表示當(dāng)處于圖1B所示狀態(tài)的鏡筒部22向后(或說向靠近第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1的一側(cè))運(yùn)動(dòng)，而第四臂28d繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2逆時(shí)針搖動(dòng)時(shí)所獲得的狀態(tài)。在圖3A所示的狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20等重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MC2。若軸線Z3與垂直軸線所成的角為θC2，則角力矩MC2由下式給出MC2＝(W2·L2+W3·L3)sinθC2。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿圖3A的逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，在圖3A所示的狀態(tài)中，通過第二氣彈簧40的彈簧力繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MD2。在圖3A所示的狀態(tài)中，由第二氣彈簧40產(chǎn)生的彈簧力為FD2。第二氣彈簧40的彈簧力FD2的方向與軸線Z5之間的角假設(shè)為θD2。于是，角力矩MD2由下式給出MD2＝FD2·L4·cosθD2。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿圖3A的順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
圖3B表示當(dāng)處于圖1B所示狀態(tài)的鏡筒部22向前(向遠(yuǎn)離第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1的一側(cè))運(yùn)動(dòng)，而第四臂28d繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2順時(shí)針搖動(dòng)時(shí)所獲得的狀態(tài)。在圖3B所示的狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MC3。若軸線Z3與垂直軸線所成的角為θC3，則角力矩MC3由下式給出MC3＝(W2·L2+W3·L3)sinθC3。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿圖3B的順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，在圖3B所示的狀態(tài)中，通過第二氣彈簧40的彈簧力繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MD3。在圖3B所示的狀態(tài)中，由第二氣彈簧40產(chǎn)生的彈簧力為FD3。第二氣彈簧40的彈簧力FD3的方向與軸線Z5之間的角假設(shè)為θD3。于是，角力矩MD3由下式給出
MD3＝FD3·L4·cosθD3。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿圖3B的逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
相對(duì)于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2定位轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13和A14，并選擇第二氣彈簧40的彈簧力，從而使在圖1B所示的狀態(tài)(初始狀態(tài))中，角力矩MC1和MD1基本上彼此相等。同樣地，相對(duì)于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2定位轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13和A14，并選擇第二氣彈簧40的彈簧力，從而使在圖3A所示的狀態(tài)中，角力矩MC2和MD2基本上彼此相等，在圖3B所示的狀態(tài)中，角力矩MC3和MD3基本上彼此相等。
以下是對(duì)其中當(dāng)?shù)匕鍍A斜時(shí)通過第二氣彈簧40使第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16平衡的平衡結(jié)構(gòu)的描述。
圖4A與圖1A相似，示出其中手術(shù)用顯微鏡10位于相對(duì)于水平狀態(tài)以傾角θZ傾斜的地面上，而第四臂28d(軸線Z3)保持垂直姿勢(shì)的狀態(tài)。按照使手術(shù)用顯微鏡10的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1以角θZ傾斜的方式，使該手術(shù)用顯微鏡10位于一斜坡上，該斜坡在圖4A的右手側(cè)升高從而其左手側(cè)低于右手側(cè)。
由于基座12和支柱14因此傾斜成位于適當(dāng)位置，因此固定在支柱14內(nèi)部的軸A13的位置移動(dòng)到當(dāng)放在水平地板上的系統(tǒng)繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2逆時(shí)針搖動(dòng)傾角θZ時(shí)所達(dá)到的位置。
在圖4A所示的狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MC4。若軸線Z3與垂直軸線所成的角為θC4，則角力矩MC4由下式給出MC4＝(W2·L2+W3·L3)sinθC4。
由于所述垂直軸線和軸線Z3沿相同方向延伸，所以角θC4＝0°，從而得到sinθC4＝0，因此角力矩為MC4＝0。這與圖1B所示的上述角力矩MC1沒有區(qū)別。
另一方面，在圖4A所示的狀態(tài)中，通過第二氣彈簧40的彈簧力繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MD4。在圖4A所示的狀態(tài)中，由第二氣彈簧40產(chǎn)生的彈簧力為FD4。第二氣彈簧40的彈簧力FD4的方向與軸線Z5之間的角假設(shè)為θD4。于是，角力矩MD4由下式給出
MD4＝FD4·L4·cosθD4。
上述圖1B中所示的角θD1為θD1＝90°。因此，角力矩MD1為0。由于軸A13的位置繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2搖動(dòng)了傾角θZ，從而角θD4小于90°，從而角力矩MD4不為0。這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿圖4A的逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。盡管角力矩MC4為0，但是存在繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的角力矩MD4。因此，第四臂28d繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2向后(或說向圖4A中的左側(cè))傾斜。
圖4B示出其中處于圖1B所示狀態(tài)中的手術(shù)用顯微鏡10被放在以傾角θZ傾斜的地板上的狀態(tài)。因此，第四臂28d沒有處于垂直姿勢(shì)，而其軸向方向平行于第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1。
在圖4B所示的狀態(tài)中，由于第二臂28b和第四臂28d傾斜，因此包括第二臂28b和第四臂28d在內(nèi)的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的重力位置中心向左移動(dòng)，而不位于經(jīng)過第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2的垂直軸線上。因此，在圖4B所示的狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MC5。若軸線Z3與垂直軸線所成的角為θC5，則角力矩MC5由下式給出MC5＝(W2·L2+W3·L3)sinθC5。
由于角θC5等于角θZ，因而MC5由下式給出MC5＝(W2·L2+W3·L3)sinθZ。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿圖4B的逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，在圖4B所示的狀態(tài)中，通過第二氣彈簧40的彈簧力繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MD5。在圖4B所示的狀態(tài)中，由第二氣彈簧40產(chǎn)生的彈簧力為FD5。第二氣彈簧40的彈簧力FD5的方向與軸線Z5之間的角假設(shè)為θD5。于是，角力矩MD5由下式給出MD5＝FD5·L5·cosθD5。
由于角θD5為90°，因而cosθD5為0，而角力矩MD5為0。盡管角力矩MD5為0，但是存在繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的角力矩MC5。因此，第四臂28d繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2向后(或說向圖4B中的左側(cè))傾斜。
如圖4A和圖4B所示，若供在其上放置手術(shù)用顯微鏡10的地板具有傾角θZ，而其右手側(cè)高于左手側(cè)，則第二氣彈簧40下方的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(支點(diǎn))A13相對(duì)于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2逆時(shí)針搖動(dòng)傾角θZ。于是，第四臂28d上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(支點(diǎn))A14(軸部56)通過第二氣彈簧40繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13逆時(shí)針搖動(dòng)，從而第四臂28d受到比系統(tǒng)放在水平地板上時(shí)更大的逆時(shí)針力矩。
另一方面，與圖4A和圖4B所示的狀態(tài)相比，若地板相反地傾斜(以使手術(shù)用顯微鏡10的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1以角θZ傾斜的方式，使該手術(shù)用顯微鏡10位于一斜坡上，該斜坡在圖4A的右手側(cè)降低從而其左手側(cè)高于右手側(cè))，則轉(zhuǎn)動(dòng)軸(支點(diǎn))14通過第二氣彈簧40繞軸A13順時(shí)針搖動(dòng)。因此，第四臂28d受到更大的順時(shí)針力矩。
圖5A與圖4A對(duì)應(yīng)，其示出其中手術(shù)用顯微鏡10位于這樣的地板上的狀態(tài)，該地板相對(duì)于水平面以傾角θZ傾斜，從而其在圖5A中的右手側(cè)高于左手側(cè)。第四臂28d成垂直姿勢(shì)。在該例示狀態(tài)中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)與傾角θZ相當(dāng)?shù)木嚯x。該狀態(tài)的其它條件與圖4A所示的上述狀態(tài)相同。
上述地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44用于使轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)傾角θZ。若逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圖1C所示的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的旋鈕60，則滑塊52和支撐第二氣彈簧40端部的滑塊52(軸部56)向圖1C中的左側(cè)運(yùn)動(dòng)。
若轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14從在軸線Z3上的位置向左側(cè)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)量X1，如圖5A所示，那么轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14相對(duì)于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2逆時(shí)針搖動(dòng)傾角θZ。在該狀態(tài)中，運(yùn)動(dòng)量X1遠(yuǎn)小于從第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2到轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14的距離L4，從而從與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2對(duì)應(yīng)的位置到轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14的距離L4’可近似成L4，即，L4’＝L4。這樣，運(yùn)動(dòng)量X1由下式給出X1＝L4·sinθZ。
在圖5A所示的狀態(tài)中，若軸線Z3與垂直軸線所成的角為θC6，則通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MC6由下式給出MC6＝(W2·L2+W3·L3)sinθC6。
由于第四臂28d的軸線Z3成垂直姿勢(shì)，因而軸線Z3垂直(θC1＝0°)，從而得到sinθC6＝0，因此角力矩MC6＝0。
另一方面，在圖5A所示的狀態(tài)中，通過第二氣彈簧40的彈簧力繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MD6。在圖5A所示的狀態(tài)中，由第二氣彈簧40產(chǎn)生的彈簧力為FD6。第二氣彈簧40的彈簧力FD6的方向與軸線Z5之間的角假設(shè)為θD6。于是，角力矩MD6由下式給出MD6＝FD6·L4·cosθD6。
由于角θD6為90°，因而cosθD6為0，而角力矩MD6為0。由于在該情況下得到角力矩MC6＝MD6＝0，因而第四臂28d靜止。
圖5B與圖4B對(duì)應(yīng)，其示出其中手術(shù)用顯微鏡10位于這樣的地板上的狀態(tài)，該地板以傾角θZ傾斜，從而其在圖5B中的右手側(cè)高于左手側(cè)。第四臂28不成垂直姿勢(shì)，而是成以直角向傾斜地板延伸的姿勢(shì)。在該例示狀態(tài)中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)與傾角θZ相當(dāng)?shù)木嚯x。該狀態(tài)的其它條件與圖4B所示的上述狀態(tài)相同。
在圖5B所示的狀態(tài)中，由于第二臂28b和第四臂28d傾斜，因此包括第二臂28b和第四臂28d在內(nèi)的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的重力位置中心向左移動(dòng)，而不位于經(jīng)過第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2的垂直軸線上。因此，在圖5B所示的狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MC7。若軸線Z3與垂直軸線所成的角為θC7，則角力矩MC7由下式給出MC7＝(W2·L2+W3·L3)sinθC7。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿圖5B的逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，在圖5B所示的狀態(tài)中，通過第二氣彈簧40的彈簧力繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生角力矩MD7。若在圖5B所示的狀態(tài)中由第二氣彈簧40產(chǎn)生的彈簧力為FD7，并且第二氣彈簧40的彈簧力FD7的方向與軸線Z5之間的角為θD7，于是，角力矩MD7由下式給出MD7＝FD7·L4·cosθD7。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿圖5B的順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。由于在該情況下得到角力矩MC7＝MD7，因而第四臂28d靜止。
這樣，解決了根據(jù)相對(duì)于垂直方向的傾角θZ，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MC。因此，若在第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2上采取相同姿勢(shì)，則不管地板如何傾斜，力矩不變。
另一方面，通過三個(gè)要素確定了由第二氣彈簧40的彈簧力FD產(chǎn)生的力矩MD，這三個(gè)要素包括(1)第二氣彈簧40的彈簧力FD；(2)從轉(zhuǎn)動(dòng)中心(第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2)到支點(diǎn)A14的距離L4；(3)與連接第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2和軸A14的軸線Z4垂直的軸線Z5和第二氣彈簧40的彈簧力FD的方向之間的角θD。
項(xiàng)(3)的角θD受地板傾斜的影響，這是由于第二氣彈簧40相對(duì)于第四臂28d繞下支點(diǎn)(軸A13)搖動(dòng)，從而彈簧力FD的方向與垂直于連接搖動(dòng)中心(第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2)和上支點(diǎn)(軸A14)的軸線Z4的軸線Z5之間的角發(fā)生變化。
地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44致使受到來自彈性部件(第二氣彈簧40)的力的第四臂28d的上支點(diǎn)(軸A14)，繞搖動(dòng)中心(第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2)沿與地板的傾角θZ相同的方向搖動(dòng)與該傾角相同的角度。因此，地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44是這樣的機(jī)構(gòu)，其將項(xiàng)(3)的角θD重新調(diào)整到與手術(shù)用顯微鏡(10)放在水平地板上的狀態(tài)相同的狀態(tài)。
以下是對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡10的功能的描述。
在進(jìn)行外科手術(shù)中，如圖1A所示，放在水平地面上的手術(shù)用顯微鏡10的鏡筒部22可向上(或說朝圖1B的繪圖平面頂側(cè))運(yùn)動(dòng)。為此，操作者抓住鏡筒部22的支撐臂22a并使具有鏡筒22b的鏡筒部22向上運(yùn)動(dòng)。
于是，第三臂28c繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3逆時(shí)針搖動(dòng)，如圖2A所示。用作第二氣彈簧40的支點(diǎn)的軸A14位于連接第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3的軸線Z3上。在該狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等各自重量繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生的角力矩MA2由下式給出MA2＝W1·L1·cosθA2。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，通過第一氣彈簧36的彈簧力FB2繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生的角力矩MB2由下式給出MB2＝FB2·(LS2/LS1)·cosθB2。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
接著，在使鏡筒部22向下(或說朝圖1B的繪圖平面底側(cè))運(yùn)動(dòng)中，操作者抓住鏡筒部22并使其向下運(yùn)動(dòng)。于是，第三臂28c繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3順時(shí)針搖動(dòng)，如圖2B所示。在該狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等各自重量繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生的角力矩MA3由下式給出MA3＝W1·L1·cosθA3。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，通過第一氣彈簧36的彈簧力FB3繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生的角力矩MB3由下式給出MB3＝FB3·(LS2/LS1)·cosθB3。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
接著，在使鏡筒部22向其初始位置運(yùn)動(dòng)中，操作者握住鏡筒部22并使其向上運(yùn)動(dòng)。于是，第三臂28c繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3逆時(shí)針搖動(dòng)，如圖1B所示。在該狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等各自重量繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生的角力矩由下式給出MA1＝W1·L1·cosθA1。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，通過第一氣彈簧36的彈簧力FB1繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3產(chǎn)生的角力矩MB1由下式給出MB1＝FB1·(LS2/LS1)·cosθB1。
這是繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸A10定位轉(zhuǎn)動(dòng)軸A9、A11和A12，并選擇第一氣彈簧36，從而使在圖2A所示的狀態(tài)中，角力矩MA2和MB2基本上彼此相等。同樣地，相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸A10定位轉(zhuǎn)動(dòng)軸A9、A11和A12，并選擇第一氣彈簧36，從而使在圖2B所示的狀態(tài)中，角力矩MA3和MB3基本上彼此相等，且在圖1B所示的狀態(tài)中，角力矩MA1和MB1基本上彼此相等。這樣，第三臂28c繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3靜止。
因此，當(dāng)使鏡筒部22沿垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，該鏡筒部22被平衡從而其可靜止在任何姿勢(shì)。
接著，在使放在水平地面上的圖1A的手術(shù)用顯微鏡10的鏡筒部22向后(或說向圖1B的繪圖平面左側(cè))運(yùn)動(dòng)中，操作者握住鏡筒部22并使其向后運(yùn)動(dòng)。于是，第四臂28d繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2逆時(shí)針搖動(dòng)，如圖3A所示。
用作第二氣彈簧40的支點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14位于連接第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3的軸線Z3上。在該狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MC2由下式給出MC2＝(W2·L2+W3·L3)sinθC2。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，通過第二氣彈簧40的彈簧力FD2繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MD2由下式給出MD2＝FD2·L4·cosθD2。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
接著，在使鏡筒部22向前(或說向圖1B的繪圖平面右側(cè))運(yùn)動(dòng)中，操作者握住鏡筒部22并使其向前運(yùn)動(dòng)。于是，第四臂28d繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2順時(shí)針搖動(dòng)，如圖3B所示。在該狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MC3由下式給出MC3＝(W2·L2+W3·L3)sinθC3。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，通過第二氣彈簧40的彈簧力FD3繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MD3由下式給出MD3＝FD3·L4·cosθD3。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
接著，在使鏡筒部22向其初始位置運(yùn)動(dòng)中，操作者握住鏡筒部22并使其向后運(yùn)動(dòng)。于是，第四臂28d繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2逆時(shí)針搖動(dòng)，如圖1B所示。在該狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MC1由下式給出MC1＝(W2·L2+W3·L3)sinθC1。
由于角θC1為0°，因而該力矩MC1為0。
另一方面，通過第二氣彈簧40的彈簧力FD1繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MD1由下式給出MD1＝FD1·L4·cosθD1。
由于角θD1為90°，因而該力矩MD1為0。
相對(duì)于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2定位轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13和A14，并選擇第二氣彈簧40，從而使在圖3A所示的狀態(tài)中，角力矩MC2和MD2基本上彼此相等。同樣地，相對(duì)于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2定位轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13和A14，并選擇第二氣彈簧40，從而使在圖3B所示的狀態(tài)中，角力矩MC3和MD3基本上彼此相等，在圖1B所示的狀態(tài)中，角力矩MC1和MD1彼此相等，都為0(零)。這樣，第四臂28d繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2靜止。
因此，當(dāng)使鏡筒部22沿前后方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，該鏡筒部22被平衡從而其可靜止在任何姿勢(shì)。
以下是對(duì)手術(shù)用顯微鏡10位于傾斜地面上的情況的描述。
在圖4A中，手術(shù)用顯微鏡10位于以傾角θZ傾斜的地面上，而第四臂28d保持垂直姿勢(shì)，從而其前部(在鏡筒部22側(cè))位于較高側(cè)，而后部位于較低側(cè)。在該狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MC4由下式給出MC4＝(W2·L2+W3·L3)sinθC4。
由于角θC4為0°，從而該力矩MC4為0。這與如圖1B所示的，當(dāng)?shù)匕宀粌A斜(即，手術(shù)用顯微鏡10位于水平面上)時(shí)產(chǎn)生的角力矩MC1相等。
另一方面，通過第二氣彈簧40的彈簧力FD4繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MD4由下式給出MD4＝FD4·L4·cosθD4。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
由于圖1B中的角θD1為90°，因而角力矩MD1為0。轉(zhuǎn)動(dòng)軸A13的位置繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2搖動(dòng)傾角θZ，從而角θD4小于90°，從而角力矩MD4不為0。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。盡管角力矩MC4為0，但是存在繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的角力矩MD4。因此，第四臂28d繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2向后(或說遠(yuǎn)離鏡筒部22)傾斜，并且鏡筒部22自然也向后運(yùn)動(dòng)。
為了校正由于地板的傾角θZ引起的所述不平衡，使圖1C中所示的滑塊52從連接第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O3的軸線Z3向左運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)量X1，如圖5A所示。
若這里給出運(yùn)動(dòng)量X1＝L4·sinθZ，則轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14位于這樣的位置中，使得轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2逆時(shí)針搖動(dòng)對(duì)應(yīng)于傾角θZ的間距(margin)。在該狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MC6由下式給出MC6＝(W2·L2+W3·L3)sinθC6。
由于角θC6為0°，因此角力矩MC6為0。
另一方面，通過第二氣彈簧40的彈簧力繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MD5由下式給出MD5＝FD6·L4·cosθD6。
由于角θD6為90°，因此該力矩MD5為0。由于得到角力矩MC6＝MD6＝0，繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2的力矩為0，從而第四臂28d靜止。這樣，鏡筒部22也被平衡而靜止。
圖4B示出這樣的狀態(tài)，其中第四臂28d在從圖4A的狀態(tài)自然運(yùn)動(dòng)后，繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2逆時(shí)針搖動(dòng)了傾角θZ。在該狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20等各自重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MC5由下式給出MC5＝(W2·L2+W3·L3)sinθZ(θC5＝θZ)。
這是繞軸線O2沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，通過第二氣彈簧40的彈簧力FD5繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MD5由下式給出MD5＝FD5·L4·cosθD5。
由于角θD5為90°，角力矩MD5為0。
盡管角力矩MD5為0，但是存在繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的角力矩MC5。因此，第四臂28d繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2向后(或說遠(yuǎn)離鏡筒部22)傾斜，而鏡筒部22自然也向后運(yùn)動(dòng)。
若手術(shù)用顯微鏡10位于以這種方式傾斜的地板上，則第四臂28d自然繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2向下側(cè)運(yùn)動(dòng)。若進(jìn)入該狀態(tài)，則通過逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圖1C所示的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的旋鈕60，使滑塊52向圖1C中的左側(cè)運(yùn)動(dòng)。
這樣，為了校正由地板的傾角θZ引起的所述不平衡，使圖1C中所示的滑塊52沿軸件50運(yùn)動(dòng)，從而使第四臂28d從圖4B中所示的狀態(tài)繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)傾角θZ。在該狀態(tài)中，通過鏡筒部22、支撐該鏡筒部的第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20等重量繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MC7由下式給出MC7＝(W2·L2+W3·L3)sinθZ(θC7＝θZ)。
這是繞軸線O2沿逆時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。
另一方面，通過第二氣彈簧40的彈簧力繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2產(chǎn)生的角力矩MD7由下式給出MD7＝FD7·L4·cosθD7。
這是繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2沿順時(shí)針方向產(chǎn)生的力矩。該力矩的大小使得抵消當(dāng)放在水平地板上的系統(tǒng)的第四臂28d以傾角θZ逆時(shí)針傾斜時(shí)產(chǎn)生的重量矩。因此，當(dāng)角力矩MC7和MD7彼此平衡時(shí)，第四臂28d靜止，從而鏡筒部22也被平衡而靜止。
在實(shí)際的調(diào)整操作中，不需要精確計(jì)算運(yùn)動(dòng)量X1，并且圖1A中所示的指針62a和62b彼此對(duì)準(zhǔn)，從而看出第四臂28d相對(duì)于支柱14向后還是向前傾斜。若第四臂28d向后傾斜，則僅應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的旋鈕60，從而使第四臂28d靜止。若第四臂28d向前傾斜，則僅應(yīng)以同樣方式順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕60。
第四臂28d靜止所在的位置是運(yùn)動(dòng)量X1等于L4·sinθZ的位置。
支柱14的重心恰在第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1上。因此，支柱14幾乎不受地板傾斜的影響。
另一方面，第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20各自的重心并不是恰在第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1上，而是位于分離的位置中。因此，第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20受地板傾斜的影響。
支柱14比第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20足夠重。因此，組合了第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20以及支柱14的整個(gè)手術(shù)用顯微鏡14的重心位于第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1附近。因此，手術(shù)用顯微鏡10容易受到地板傾斜的影響，從而不需要對(duì)繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1的平衡進(jìn)行調(diào)整。
以上結(jié)合所述實(shí)施例對(duì)使安裝在第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16(水平運(yùn)動(dòng)臂)上的第一支點(diǎn)A14相對(duì)于第四臂28d運(yùn)動(dòng)而校正由地板傾斜引起的不平衡的功能進(jìn)行了描述。然而，可替換地，可通過使支柱14中的第二支點(diǎn)A13相對(duì)于支柱14運(yùn)動(dòng)來校正不平衡。
根據(jù)上述實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡10，可獲得以下效果。
安裝到第四臂28d上的第二氣彈簧40的支點(diǎn)(軸A14)的位置定位成，使得該位置可沿大致與第四臂28d的軸線Z3垂直的方向運(yùn)動(dòng)。這樣，可將第二氣彈簧40的作用方向與從第四臂28d的搖動(dòng)中心(第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2)延伸到第二氣彈簧40的支點(diǎn)(軸A14)的軸線Z4之間的角θD重新調(diào)整成與水平地板放置狀態(tài)相同的狀況。因此，可提供可通過緊湊結(jié)構(gòu)校平的手術(shù)用顯微鏡10，所述緊湊結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)校平機(jī)構(gòu)更容易調(diào)整。這樣，可提供這樣的手術(shù)用顯微鏡10，即使在將該手術(shù)用顯微鏡10放在傾斜地面上時(shí)以及將其放在水平地面上時(shí)，也可通過一簡單機(jī)構(gòu)容易地使其平衡。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D6A至圖6C描述第二實(shí)施例。該實(shí)施例是第一實(shí)施例的修改，因而對(duì)與關(guān)于第一實(shí)施例所述的部件相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)這些部件的詳細(xì)描述。
如圖6A所示，例如在支柱14的底部設(shè)置傾角傳感器72，其作為傾角檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用于檢測(cè)地面沿與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2垂直的方向的傾角。
如圖6B所示，第四臂28d設(shè)有用作支點(diǎn)位置觀察部的窗口部74，以及作為傾角顯示機(jī)構(gòu)的LCD 76。窗口部74允許從手術(shù)用顯微鏡10外部在視覺上識(shí)別軸部56或第二氣彈簧40的支點(diǎn)(軸A14)的位置。LCD 76顯示由上述傾角傳感器72檢測(cè)到的角度信息。
窗口部74設(shè)有透明罩78，其防止污物或灰塵進(jìn)入第四臂28d中而阻礙軸部56的運(yùn)動(dòng)。在軸部56上印有指針62c。
在窗口部74上方設(shè)置刻度82，其用作用于校正地面的傾角的必要支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)量的對(duì)比部件。LCD 76位于窗口部74下方，其顯示由傾角傳感器72檢測(cè)到的、地面沿與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O2垂直的方向的傾角。顯示出的數(shù)值若為+(正)，則表示前側(cè)(圖6A中的右手側(cè))較高，若為-(負(fù))，則表示后側(cè)(圖6B中的左手側(cè))較高。根據(jù)關(guān)于第一實(shí)施例所述的計(jì)算公式運(yùn)動(dòng)量X1＝L4·sinθZ計(jì)算刻度82的數(shù)值。
圖6C表示在圖6B中所示的第四臂28d中的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44。在關(guān)于第一實(shí)施例所述的、在圖1C中的其上設(shè)有旋鈕60的軸件50的右手側(cè)端部(在鏡筒部22側(cè))固定有右旋蝸輪84。右旋蝸桿86與蝸輪84嚙合。
支撐蝸桿86以使其通過軸承(未示出)繞軸A15轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸桿86通過形成在第四臂28d中的孔拉出。如圖6B所示，在蝸桿86的端部上設(shè)置旋鈕88。在旋鈕88附近設(shè)有顯示部88a，其指示指針62c根據(jù)旋鈕88的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)方向。
以下是對(duì)這樣的功能的描述，即，在使用圖6A所示的手術(shù)用顯微鏡10進(jìn)行外科手術(shù)時(shí)，校正由地板傾斜引起的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的不平衡。
操作者觀察圖6B所示的、由傾角傳感器72檢測(cè)并顯示在用作第四臂28d的傾角顯示機(jī)構(gòu)的LCD 76上的數(shù)字。
如圖6B所示，LCD 76上顯示出“+1.5”，其表示相對(duì)于傾斜地板，手術(shù)用顯微鏡10的前側(cè)(圖6A中的右手側(cè))較高，后側(cè)(圖6B中的左手側(cè))較低。操作者應(yīng)移動(dòng)指針62c，從而使該指針62c指示LCD 76上顯示的數(shù)值(+1.5)。為此，操作者僅應(yīng)使滑塊52向圖6C中的左側(cè)運(yùn)動(dòng)。因此，參照顯示部88a繞軸A15逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕88。
蝸桿86固定至旋鈕88。當(dāng)繞軸A15逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕88時(shí)，與蝸桿86接合的蝸輪84也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。固定至蝸輪84的軸件50同樣逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，于是滑塊52向圖6C中的左側(cè)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)固定至滑塊52的軸部56(軸A14)的位置因此運(yùn)動(dòng)到刻度82的位置“+1.5”時(shí)，就校正了由地板傾斜引起的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的不平衡。
根據(jù)上述實(shí)施例，可獲得以下效果。省略了對(duì)關(guān)于第一實(shí)施例所述的效果的描述。
操作者不需要確認(rèn)第四臂28d(水平運(yùn)動(dòng)臂)傾斜的方向(向前或向后)，并可僅僅通過根據(jù)顯示的數(shù)值轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕88來平衡手術(shù)用顯微鏡10。因此，若手術(shù)用顯微鏡10被放在傾斜地板上，則可容易地調(diào)整平衡。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D7A和圖7B描述第三實(shí)施例。該實(shí)施例是第二實(shí)施例的修改，因而對(duì)與關(guān)于第二實(shí)施例所述的部件相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)這些部件的詳細(xì)描述。
該實(shí)施例構(gòu)造成，在操作者根據(jù)第二實(shí)施例操作旋鈕88時(shí)運(yùn)動(dòng)的軸部56(軸A14)可通過包括電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)自動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
如圖7A所示，在支柱14中設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路90，其響應(yīng)于來自傾角傳感器72的輸出驅(qū)動(dòng)電機(jī)96(稍后論及)。
圖7B表示第四臂28d中的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44。在軸件50的右手側(cè)端部固定有直齒輪92。直齒輪92與齒輪94嚙合。電機(jī)96通過編碼器98連接至齒輪94，所述編碼器檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸96a的轉(zhuǎn)角。
圖7A中所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路90將通過傾角檢測(cè)傳感器72檢測(cè)到的地板的傾角和通過解碼器98檢測(cè)到的電機(jī)96的驅(qū)動(dòng)軸96a的轉(zhuǎn)角進(jìn)行對(duì)比，并驅(qū)動(dòng)電機(jī)96運(yùn)動(dòng)，從而使滑塊52轉(zhuǎn)動(dòng)到平衡位置。因此，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路90、電機(jī)96、以及編碼器98構(gòu)成了所述運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。
以下是對(duì)這樣的功能的描述，即，在使用圖7A所示的手術(shù)用顯微鏡10進(jìn)行外科手術(shù)時(shí)，校正由地板傾斜引起的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20的不平衡。
通過設(shè)在支柱14中的傾角傳感器72檢測(cè)傾角。通過設(shè)在第四臂28d中的編碼器98檢測(cè)電機(jī)96的驅(qū)動(dòng)軸96a的轉(zhuǎn)角。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路90進(jìn)行對(duì)比，以查看地面的傾角和驅(qū)動(dòng)軸96a的轉(zhuǎn)角是否符合預(yù)先計(jì)算出的平衡條件，并且該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路將電機(jī)96驅(qū)動(dòng)至符合所述條件的位置。這樣，滑塊52和軸部56(軸A14)隨電機(jī)的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，從而使地面的傾角和驅(qū)動(dòng)軸96a的轉(zhuǎn)角符合平衡條件。于是，自動(dòng)校正了由地板傾斜引起的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的不平衡。
根據(jù)上述實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡10，可獲得以下效果。省略了對(duì)關(guān)于第一和第二實(shí)施例所述的效果的描述。
由于根據(jù)檢測(cè)到的地板的傾角自動(dòng)校正了由地板傾斜引起的水平運(yùn)動(dòng)臂的不平衡，因而可消除平衡調(diào)整操作的必要性。因此，可更容易地在平衡狀態(tài)操作手術(shù)用顯微鏡10。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D8A和圖8B描述第四實(shí)施例。該實(shí)施例是第一實(shí)施例的修改，從而對(duì)與關(guān)于第一實(shí)施例所述的部件相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)這些部件的詳細(xì)描述。
通常，氣彈簧的彈簧力隨其溫度的升高而增加，隨其溫度的下降而降低。本實(shí)施例構(gòu)造成可容易地校正由于溫度變化引起的第二氣彈簧40的彈簧力的波動(dòng)。
如圖8A所示，在支柱14中設(shè)有彈簧力校正機(jī)構(gòu)(溫度校正機(jī)構(gòu))101，其可搖動(dòng)地支撐第二氣彈簧40的下端部(軸A13a)。第四臂28d中的第二氣彈簧40設(shè)有溫度傳感器103。溫度傳感器103可檢測(cè)第二氣彈簧40的溫度。
圖8B放大示出支柱14中的彈簧力校正機(jī)構(gòu)101。彈簧力校正機(jī)構(gòu)101設(shè)有與關(guān)于第一實(shí)施例所述的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44基本上相同的系統(tǒng)。具體地，彈簧力校正機(jī)構(gòu)101包括固定至支柱14的座146、一對(duì)軸承(未示出)、軸件150、以及滑塊152。
在從座146的相對(duì)端部單獨(dú)向下延伸的延伸部(伸出的突起部)中形成有座孔(未示出)。上述軸承分別位于這些座孔中?；瑝K152位于所述軸承之間?；瑝K152可沿軸件150的縱向軸線運(yùn)動(dòng)，該軸件的外周面上具有右旋外螺紋部150a?；瑝K152的內(nèi)周面上具有與外螺紋部150a螺紋配合的內(nèi)螺紋部(未示出)。
軸承和滑塊152設(shè)置成軸件150可在其內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。軸件150的縱向軸線例如沿垂直方向延伸地定位。在軸件150的分別與設(shè)置所述軸承的位置對(duì)應(yīng)的外周面上形成外螺紋部(未示出)。擋圈154a和154b分別螺紋裝配在所述外螺紋部上，從而防止軸件150從軸承滑落。
滑塊152設(shè)有軸部156(軸A13a)，該軸部支撐第二氣彈簧40的下端部以使其搖動(dòng)。座146和滑塊152設(shè)置成使得它們各自的平坦部彼此面對(duì)，并將平坦樹脂板(未示出)固定至滑塊152的平坦部。因此，防止了軸件150轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)座146和滑塊152相對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)，并且滑塊152隨軸件150的轉(zhuǎn)動(dòng)而沿軸件150的縱向軸線運(yùn)動(dòng)。
在軸件150的下端部設(shè)有蝸輪184。蝸桿186與蝸輪184接合。支撐蝸桿186以使其通過軸承(未示出)繞軸A16轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸桿186通過形成在支柱14中的孔拉出。如圖8A所示，在蝸桿186的端部上設(shè)置旋鈕188。
彈簧力校正機(jī)構(gòu)101是這樣的機(jī)構(gòu)，其構(gòu)造成使得可通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕188使軸A13a升高或降低，從而可在第二氣彈簧40的溫度發(fā)生變化時(shí)改變(或校正)第二氣彈簧40的彈簧力。支柱14設(shè)有用作支點(diǎn)位置觀察部的窗口部174，以及作為溫度顯示機(jī)構(gòu)的LCD 176。窗口部174允許從手術(shù)用顯微鏡10外部在視覺上識(shí)別第二氣彈簧40的支點(diǎn)(軸A13a)的位置。LCD 176顯示由上述溫度傳感器103檢測(cè)到的溫度信息。
可通過窗口部174識(shí)別軸A13a的位置。窗口部174設(shè)有透明罩178，且軸A13a設(shè)有指針62d。在窗口部174右手側(cè)設(shè)置刻度182，其用作用于校正第二氣彈簧40的溫度的必要支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)量的對(duì)比指針。刻度182顯示的數(shù)值是根據(jù)第二氣彈簧40的溫度特性以及軸的位置預(yù)先計(jì)算出的數(shù)值。
LCD 176設(shè)在窗口部174下方，其顯示由溫度傳感器103檢測(cè)到的第二氣彈簧40的溫度。在旋鈕188附近設(shè)有顯示部(未示出)，其用于顯示當(dāng)旋鈕188轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，指針62d的運(yùn)動(dòng)方向。
以下是對(duì)這樣的功能的描述，即，在使用圖8A所示的手術(shù)用顯微鏡10進(jìn)行外科手術(shù)時(shí)，校正由第二氣彈簧40的溫度變化引起的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的不平衡。
操作者觀察圖8B所示的、由溫度檢測(cè)傳感器103檢測(cè)并顯示在用作第四臂28d的溫度顯示機(jī)構(gòu)的LCD 176上的數(shù)字。
如圖8B所示，LCD 176上顯示出“22.5”。操作者應(yīng)移動(dòng)指針62d，從而使該指針62d指示LCD 176上顯示的數(shù)值。為此，操作者僅應(yīng)使滑塊152如在圖8B中向上運(yùn)動(dòng)，從而他/她參照顯示部，繞軸A16逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕188。蝸桿186固定至旋鈕188。當(dāng)繞軸A16逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕188時(shí)，與蝸桿186嚙合的蝸輪184也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。固定至蝸輪184的軸件150同樣逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，于是滑塊152如在圖8B中向上運(yùn)動(dòng)。由于固定至滑塊152的軸部156(軸A13a)的位置因此運(yùn)動(dòng)至刻度182的位置“+22.5”，因而校正了由第二氣彈簧40的溫度變化引起的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的不平衡。
根據(jù)上述實(shí)施例，可獲得以下效果。省略了對(duì)關(guān)于第一實(shí)施例所述的效果的描述。
若第二氣彈簧40的彈簧力(反作用力)由于該第二氣彈簧40的溫度變化而發(fā)生變化，則可校正該力。因此，可容易地平衡第四臂28d(水平運(yùn)動(dòng)臂)。
盡管根據(jù)本實(shí)施例通過手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕188進(jìn)行校正，然而可使用關(guān)于第三實(shí)施例所述的機(jī)構(gòu)自動(dòng)校正。這樣，可更容易地平衡水平運(yùn)動(dòng)臂。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D9A至圖11B描述第五實(shí)施例。該實(shí)施例是第一實(shí)施例的修改，從而對(duì)與關(guān)于第一實(shí)施例所述的部件相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)這些部件的詳細(xì)描述。
如圖9A所示，根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡10包括基座12、臂座(支柱)14、第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)(水平運(yùn)動(dòng)臂)16、L形接頭(連桿)18、第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)(垂直運(yùn)動(dòng)臂)20、以及鏡筒部22。
沿垂直方向延伸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1通過軸承12c可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在基座12的基體12b上。作為支柱的臂座14的下端部位于第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1上，從而可繞該第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O1轉(zhuǎn)動(dòng)。臂座14支撐第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的下端部。L形接頭18位于第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的上端部。在接頭18上支撐第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20的一個(gè)端部。在第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20的另一端部上支撐鏡筒部22。
在本實(shí)施例中，第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20分別自封閉。因此，第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20具有可獨(dú)立平衡的相應(yīng)結(jié)構(gòu)。
第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16具有第一臂228a、第二臂228b和第一氣彈簧236。
第一臂228a的下端部通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸X2(第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸)連接至臂座14的上端部。第一臂228a的上端部通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸X3連接至L形接頭18的一個(gè)端部。
第一氣彈簧236的下端部通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸X4(第二支點(diǎn))連接至臂座14。第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸X4支撐在一軸線的下端部側(cè)上，該軸線連接第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸X2和與臂座14的上端部處于相同高度水平的第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸X5(稍后論及)。
關(guān)于第一實(shí)施例所述的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44(見圖9B)位于L形接頭18的一個(gè)端部與彎曲部之間。第一氣彈簧236的上端部連接至地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14。
這樣，第一氣彈簧236插設(shè)在臂座14和接頭18之間。第一氣彈簧236設(shè)置成壓縮彈簧(彈性部件)，以防止其沿著連接第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸X4和地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14的軸向方向彎曲。因此，當(dāng)受到沿壓縮方向的力時(shí)，第一氣彈簧236產(chǎn)生反作用力。
如圖9B所示，地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44可安裝在接頭18上，或者形成為L形接頭18的一部分。由于該地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44具有與關(guān)于第一實(shí)施例所述的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44相同構(gòu)造，因而省略其描述。
如圖9A所示，第二臂228b基本上形成圓筒形狀，從而其可容納第一臂228a和第一氣彈簧236。第二臂228b的下端部通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸X5(第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸)連接至臂座14的上端部。第二臂228b的上端部被接頭18的彎曲部處的第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸X6連接。具體地，第二臂228b通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸X5和第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸X6支撐在臂座14的上端部和接頭18上。
這樣，第一臂228a和第二臂228b、第一氣彈簧236、臂座14、L形接頭18、臂座14的轉(zhuǎn)動(dòng)軸X2、X4及X5、以及接頭18的轉(zhuǎn)動(dòng)軸X3、X6及A14構(gòu)成了作為第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的水平運(yùn)動(dòng)臂。
圖10A和圖10B表示第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的圖。如圖10A和圖10B所示，在本實(shí)施例中，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16是可獨(dú)立平衡的封閉系統(tǒng)。為了容易說明，各組成部件的重量視為可忽略。
如圖10A所示，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16受基于第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20和鏡筒部22的各自重量(特別是鏡筒部22的重量)的重力W。若第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16具有圖10A所示的矩形形狀，則重量W所施加的位置位于第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的第一氣彈簧236上，即，在第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的中心軸線上。于是，重力W和第一氣彈簧236的反作用力F都沿垂直方向作用。
因此，即使重力W和第一氣彈簧236的反作用力F不相等，由它們之差產(chǎn)生的力也僅作用在第一臂228a和第二臂228b上。這樣，作用在第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸X2和第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸X5上的重量矩彼此平衡，從而第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16自身保持其原有狀態(tài)。
若接著強(qiáng)制鏡筒部22運(yùn)動(dòng)，則使第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16成例如圖10B中所示的變形狀態(tài)。在該狀態(tài)中，若第一臂228a和第二臂228b以及第一氣彈簧236的軸向方向與水平面所成的角為α，則重力W和反作用力F由下式給出W＝Fsinα。
也就是，反作用力F和第一氣彈簧236的軸向方向與水平面所成的角α通常滿足以上關(guān)系式，該反作用力F是一變量，當(dāng)?shù)谝黄叫兴倪呅芜B桿機(jī)構(gòu)16變形時(shí)其關(guān)于作為常量的重力W變化。因此，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16平衡，從而即使變形后其仍保持原有狀態(tài)。這樣，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16在變形狀態(tài)中平衡從而靜止。
具體地，第一氣彈簧236的反作用力F的變化量可根據(jù)第一氣彈簧236的裝置長度(equipment length)、彈簧常數(shù)等設(shè)定。角α的變化量可基于轉(zhuǎn)動(dòng)軸X2、X3、X4、X5、X6和A14的位置設(shè)定。
在圖10B中角α為銳角。然而，若其為鈍角，只要顛倒作用在轉(zhuǎn)動(dòng)軸X2和X5上的角力矩的正負(fù)號(hào)，在變形后也可維持與銳角相同的狀態(tài)。因此，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16在變形狀態(tài)中平衡從而靜止，而不管角α是銳角還是鈍角。
如圖9A所示，L形接頭18設(shè)有第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20。第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20包括第三臂228c、第四臂228d以及作為壓縮彈簧的第二氣彈簧240。
第三臂228c的一個(gè)端部通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)軸X7(第二水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸)連接至L形接頭18的另一端部或者上端部。鏡筒部22位于第三臂228c的另一端部上。
鏡筒部22設(shè)有鏡筒22b、L形連桿22c、轉(zhuǎn)動(dòng)座22d、以及臂22e。第三臂228c的所述另一端部通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)軸X8連接至L形連桿22c的彎曲部。
第二氣彈簧240的一個(gè)端部通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)軸X9連接至L形接頭18。第二氣彈簧240的另一端部通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)軸X10連接至第三臂228c。第十轉(zhuǎn)動(dòng)軸X10位于第七轉(zhuǎn)動(dòng)軸X7和第八轉(zhuǎn)動(dòng)軸X8之間。
第四臂228d基本上形成圓筒形狀，從而其可容納第三臂228c和第二氣彈簧240。第四臂228d的一個(gè)端部通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)軸X11(第二水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸)連接至L形接頭18。第十一轉(zhuǎn)動(dòng)軸X11位于第七轉(zhuǎn)動(dòng)軸X7和第九轉(zhuǎn)動(dòng)軸X9之間。
第四臂228d的另一端部通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)軸X12連接至L形連桿22c的一個(gè)端部(下端部)。具體地，第四臂228d通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)軸X11和第十二轉(zhuǎn)動(dòng)軸X12支撐在接頭18和鏡筒部22的L形連桿22c上。
這樣，第三臂228c和第四臂228d、第二氣彈簧240、L形接頭18、L形連桿22c、L形接頭18的轉(zhuǎn)動(dòng)軸X7、X9及X11、以及L形連桿22c的轉(zhuǎn)動(dòng)軸X8和X12構(gòu)成了作為第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20的鏡筒部22的垂直運(yùn)動(dòng)臂。
L形連桿22c的另一端部從第四臂228d的所述另一端部向外伸出。轉(zhuǎn)動(dòng)座22d的下端部支撐在L形連桿22c的所述另一端部上，以繞第十三轉(zhuǎn)動(dòng)軸(垂直軸)X13轉(zhuǎn)動(dòng)。臂22e的下端部安裝至轉(zhuǎn)動(dòng)座22d的上端部。鏡筒22b安裝在臂22e的上端部上。這里，鏡筒部22定位成使得觀察者的兩個(gè)觀察目300之間的中點(diǎn)位于垂直軸X13的延長線上。
第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20的各組成部件的重量視為可忽略。這樣，第二氣彈簧240起作用，從而抵消由L形連桿22c上的、為一重物的鏡筒部22產(chǎn)生的繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸X7和X9的角力矩。在該情況中，第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20是可獨(dú)立平衡的封閉系統(tǒng)。這樣，作用在第七轉(zhuǎn)動(dòng)軸X7上和第十一轉(zhuǎn)動(dòng)軸X11上的重量矩彼此平衡，從而第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20自身保持其原有狀態(tài)。因此，第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20在變形狀態(tài)中平衡從而靜止。
以下是對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡10的功能的描述。
圖11A和圖11B示出其中根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡10被使用的狀態(tài)。當(dāng)沿垂直或水平方向使鏡筒部22從圖11A所示的狀態(tài)運(yùn)動(dòng)到圖11B所示的狀態(tài)時(shí)，防止了第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和18沿操作者的橫向運(yùn)動(dòng)，從而為操作者300擴(kuò)大了空間。因此，手術(shù)用顯微鏡10可由操作者300以節(jié)省空間的方式使用。
在進(jìn)行外科手術(shù)中，可使放在圖9A所示的水平地面上的手術(shù)用顯微鏡10的鏡筒部22沿左右方向(圖9A的繪圖平面的左右方向)運(yùn)動(dòng)。為此，操作者300握住鏡筒部22的臂22e，并使鏡筒部22沿左右方向運(yùn)動(dòng)。
在第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16中，第一臂228a的第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸X3和第二臂228b的第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸X6分別運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸X3’和X6’或者轉(zhuǎn)動(dòng)軸X3”和X6”的位置。這樣做時(shí)，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16以這樣的方式變形，從而通過第一氣彈簧236的作用而平衡。這樣，鏡筒部22和L形連桿22c上的鏡筒部22一起以圓弧運(yùn)動(dòng)。
在進(jìn)行外科手術(shù)中，可使放在圖9A所示的水平地面上的手術(shù)用顯微鏡10的鏡筒部22沿上下方向(圖9A的繪圖平面的上下方向)運(yùn)動(dòng)。為此，操作者300握住鏡筒部22的臂22e，并使鏡筒部22沿上下方向運(yùn)動(dòng)。
在第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20中，第三臂228c的第八轉(zhuǎn)動(dòng)軸X8和第四臂228d的第十二轉(zhuǎn)動(dòng)軸X12分別運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸X8’和X12’或者轉(zhuǎn)動(dòng)軸X8”和X12”的位置。這樣做時(shí)，第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20以這樣的方式變形，從而通過第二氣彈簧240的作用而平衡。這樣，鏡筒部22和L形連桿22c上的鏡筒部22一起以圓弧運(yùn)動(dòng)。
因此，當(dāng)這兩個(gè)圓弧運(yùn)動(dòng)結(jié)合在一起時(shí)，可使鏡筒部22沿所有方向運(yùn)動(dòng)。這樣做時(shí)，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16通過第一氣彈簧236平衡，而第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)20通過第二氣彈簧240平衡。這樣，鏡筒部22被平衡從而可靜止在任何姿勢(shì)。
以下是對(duì)其中根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡10位于傾斜地面上的情況的描述。
與在第一實(shí)施例中一樣，手術(shù)用顯微鏡10位于以傾角θZ傾斜的地面上，從而例如其前部(在鏡筒部22側(cè))位于較高側(cè)，而后部位于較低側(cè)。
在第一狀態(tài)中，基座12傾斜，而第一臂228a和第二臂228b保持在垂直方向?？商鎿Q地，第一臂228a和第二臂228b以傾角θZ傾斜。
盡管由鏡筒部22產(chǎn)生的重力W施加在作為封閉系統(tǒng)的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的中心軸線(第一氣彈簧236)上，然而由于基座12的傾斜以及第一臂228a和第二臂228b的傾斜，分別施加在第一臂228a和第二臂228b上的重力互不相同。因此，在第一氣彈簧236的下端部產(chǎn)生繞第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸X4的角力矩。
于是，圖10A中所示的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16開始不平衡并變形。第一臂228a和第二臂228b繞第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸X4向后傾斜(或說遠(yuǎn)離鏡筒部22)，而鏡筒部22也自然向后運(yùn)動(dòng)。
為了校正由于地板傾斜引起的該不平衡，使圖9B所示的滑塊52相對(duì)于圖10A所示的第一氣彈簧236的軸線運(yùn)動(dòng)適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)量。于是，地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14被定位在當(dāng)其繞第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸X4搖動(dòng)與地面的傾角相等的角時(shí)所達(dá)到的位置。這樣，在第一氣彈簧236的下端部處繞第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸X4作用抵消上述角力矩的力矩。
因此，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16由于地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14的運(yùn)動(dòng)，通過角力矩平衡而靜止。這樣，鏡筒部22平衡從而靜止。
在實(shí)際調(diào)整操作中，不需要精確計(jì)算地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14的運(yùn)動(dòng)量，但判斷第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的第一臂228a和第二臂228b相對(duì)于臂座14向后還是向前傾斜。若第一臂228a和第二臂228b向后傾斜，則僅應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的旋鈕60，從而使第一臂228a和第二臂228b靜止。若第一臂228a和第二臂228b向前傾斜，則僅應(yīng)以同樣方式順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕60。
根據(jù)上述實(shí)施例，可獲得以下效果。
用作不會(huì)彎曲的壓縮彈簧的第一氣彈簧236位于第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的中心軸線上，從而插設(shè)在L形接頭18和臂座14之間。這樣，僅通過以該方式插設(shè)第一氣彈簧236，就可抵消繞第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸X2和第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸X5的反向重量矩。因此，手術(shù)用顯微鏡10可制成小型的。
由于第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的第二臂228b構(gòu)造成在其內(nèi)容納第一臂228a和第一氣彈簧236，因此可防止相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件暴露在外部。這樣，可防止第一臂228a和第一氣彈簧236與它們的周邊物體沖突。
而且，由于第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20形成為獨(dú)立系統(tǒng)，因此它們可彼此獨(dú)立平衡。具體地，即使地面傾斜，也可僅通過定位第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16中的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44并進(jìn)行簡單操作來校正由地面傾斜而導(dǎo)致的力矩的產(chǎn)生。
而且，由于防止了第一和第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和20從操作者300橫向伸出，因此可減少用于手術(shù)用顯微鏡10的操作空間。通過前述第一至第四實(shí)施例也可獲得相同效果。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D12描述第六實(shí)施例。該實(shí)施例是根據(jù)第五實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡10的修改，從而對(duì)與關(guān)于第五實(shí)施例所述的部件相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)這些部件的詳細(xì)描述。
如圖12所示，根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡10包括基座12、支柱14、第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)(水平運(yùn)動(dòng)臂)16、接頭18、垂直運(yùn)動(dòng)臂20、以及鏡筒部22。
基座12與支柱14一體形成。支柱14設(shè)有用作第一氣彈簧的拉伸螺旋彈簧336。
第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16設(shè)有第一至第四連桿328a、328b、328c和328d。第一連桿328a和第二連桿328b通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸R1彼此連接。第二連桿328b和第三連桿328c通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸R2彼此連接。第三連桿328c和第四連桿328d通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸R3彼此連接。第一連桿328a和第四連桿328d通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸R4彼此連接。
第二連桿328b和第四連桿328d通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸R5和第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸R6(第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸)支撐在支柱14上。在這些連桿中，第一連桿328a設(shè)有地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44。與根據(jù)第五實(shí)施例的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)一樣，該地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44可安裝在第一連桿328a上，或形成為第一連桿328a的一部分。
拉伸螺旋彈簧336位于基座12和第一連桿328a之間。螺旋彈簧336的上端部連接至第一連桿328a的地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14。另一方面，螺旋彈簧336的下端部連接至與支柱14成一體的基座12中的第七轉(zhuǎn)動(dòng)軸R7(第二支點(diǎn))。
這樣，在本實(shí)施例中，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16和拉伸螺旋彈簧336構(gòu)成了水平運(yùn)動(dòng)臂。
接頭18位于第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的第三連桿328c上。接頭18設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)座18a和臂座18b。
轉(zhuǎn)動(dòng)座18a安裝在第三連桿328c的中央部頂上。臂座18b連接至轉(zhuǎn)動(dòng)座18a。臂座18b可相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)座18a繞第八轉(zhuǎn)動(dòng)軸R8轉(zhuǎn)動(dòng)。
垂直運(yùn)動(dòng)臂20的一個(gè)端部位于臂座18b上。垂直運(yùn)動(dòng)臂20設(shè)有第五連桿328e和氣彈簧340。
第五連桿328e的一個(gè)端部通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)軸R9(第二水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸)連接至臂座18b的上端部。氣彈簧340的一個(gè)端部通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)軸R10連接至臂座18b的下端部。氣彈簧340的另一端部連接至第五連桿328e的一個(gè)端部和另一端部之間的第十一轉(zhuǎn)動(dòng)軸R11。此外，在第五連桿328e的所述另一端部上形成軸承部330。
這樣，第五連桿328e和氣彈簧340形成了垂直運(yùn)動(dòng)臂20。
鏡筒部22位于垂直運(yùn)動(dòng)臂20的另一端部上。
鏡筒部22設(shè)有平行連桿機(jī)構(gòu)322a、鏡筒322b以及配重322c。
平行連桿機(jī)構(gòu)322a設(shè)有垂直軸324以及第一至第五連桿326a、326b、326c、326d和326e。
垂直軸324位于第五連桿328e的所述另一端部處的軸承部330上。垂直軸324可繞垂直的第十二轉(zhuǎn)動(dòng)軸R12轉(zhuǎn)動(dòng)。
第一連桿326a的一個(gè)端部通過第十三轉(zhuǎn)動(dòng)軸R13連接至垂直軸324的上端部。第二連桿326b通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)軸R14連接至垂直軸324的下端部。用于平衡鏡筒322b的配重322c位于第二連桿326b的一個(gè)端部上。第三連桿326c分別通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)軸R15和第十六轉(zhuǎn)動(dòng)軸R16連接至第一連桿326a和第二連桿326b相應(yīng)的另一端部。
第一連桿326a還設(shè)有第十七轉(zhuǎn)動(dòng)軸R17。第四連桿326d的下端部連接至第十七轉(zhuǎn)動(dòng)軸R17。
第十八轉(zhuǎn)動(dòng)軸R18和第十九轉(zhuǎn)動(dòng)軸R19分別位于第三連桿326c和第四連桿326d相應(yīng)的上端部上。第五連桿326e連接在第十八轉(zhuǎn)動(dòng)軸R18和第十九轉(zhuǎn)動(dòng)軸R19之間。第五連桿326e設(shè)有鏡筒322b。操作者300的視線位于鏡筒322b上，從而位于與垂直軸324相同的軸線上。因此，鏡筒322b定位成使得觀察者300的兩眼之間的中點(diǎn)位于垂直軸324的軸線上。
以下是對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡10的功能的描述。
當(dāng)?shù)谝黄叫兴倪呅芜B桿機(jī)構(gòu)16處于圖12所示的狀態(tài)中時(shí)，即，當(dāng)?shù)谝恢恋谒霓D(zhuǎn)動(dòng)軸R1、R2、R3和R4恰好分別位于矩形的頂點(diǎn)上時(shí)，由鏡筒部22施加至第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的重量W以及拉伸螺旋彈簧336的反作用力F都可沿垂直方向作用。因此，與在第五實(shí)施例的情況一樣，作用在轉(zhuǎn)動(dòng)軸R5和R6上的重量矩和角力矩平衡，從而第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16自身保持其原有狀態(tài)。
若接著強(qiáng)制鏡筒部22運(yùn)動(dòng)，則使第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16變形成由圖12中的虛線所示的狀態(tài)。在該狀態(tài)中，若拉伸螺旋彈簧336與水平面所成的角為α，而由重量W繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸R5和R6向相反側(cè)施加的力為N，則力N和反作用力F由下式給出N＝Fsinα。
也就是，與在第五實(shí)施例中一樣，即使在變形后，狀態(tài)也保持原狀。
以下是對(duì)氣彈簧340的功能的描述。氣彈簧340用于抵消由諸如鏡筒部22的重物產(chǎn)生的繞第九轉(zhuǎn)動(dòng)軸R9的角力矩。
當(dāng)圖12所示的觀察者300沿與繪圖平面垂直的方向移動(dòng)他/她的視野時(shí)，觀察者300握住鏡筒部22并向其施加沿適當(dāng)方向的力。于是，鏡筒部22的平行連桿機(jī)構(gòu)322a的垂直軸324相對(duì)于垂直運(yùn)動(dòng)臂20的第五連桿328e的軸承座330，繞第十二轉(zhuǎn)動(dòng)軸R12搖動(dòng)。這樣，鏡筒部22可繞垂直軸324搖動(dòng)，從而移動(dòng)視野。
當(dāng)圖12所示的觀察者300沿垂直于繪圖平面的方向移動(dòng)他/她的視野，觀察者300握住鏡筒部22并向其施加沿適當(dāng)方向的力。于是，鏡筒部22的平行連桿機(jī)構(gòu)322a變形，如虛線所示。因此，鏡筒部22可繞觀眾者的眼睛傾斜，從而移動(dòng)視野。在這樣做時(shí)，通過配重322c平衡鏡筒部22。具體地，配重322c與通過垂直運(yùn)動(dòng)視野引起的鏡筒322b的傾斜聯(lián)動(dòng)，從而起到抵消關(guān)于鏡筒322b的所有傾角的角力矩的作用。
如圖12所示，使鏡筒部22沿與繪圖平面垂直的方向運(yùn)動(dòng)。若觀察者300握住鏡筒部22并向其施加沿適當(dāng)方向的力，則臂座18b繞第八轉(zhuǎn)動(dòng)軸R8相對(duì)于連接至第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的轉(zhuǎn)動(dòng)座18a搖動(dòng)。這樣，鏡筒部22與垂直運(yùn)動(dòng)臂20一起以圓弧運(yùn)動(dòng)。
在進(jìn)行外科手術(shù)中，可使設(shè)置在圖12中所示的水平地面上的手術(shù)用顯微鏡10的鏡筒部22沿左右方向(圖12的繪圖平面的左右方向)運(yùn)動(dòng)。為此，操作者300握住鏡筒部22的平行連桿機(jī)構(gòu)322a，并使鏡筒部22沿左右方向運(yùn)動(dòng)。
在第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16中，第二連桿328b的第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸R5和第四臂228d的第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸R6分別運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸R5’和R6’或者轉(zhuǎn)動(dòng)軸R5”和R6”的位置。這樣做時(shí)，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16以這樣的方式變形，從而通過拉伸螺旋彈簧336的作用而平衡。這樣，鏡筒部22以圓弧運(yùn)動(dòng)。
在進(jìn)行外科手術(shù)中，可使設(shè)置在圖12所示的水平地面上的手術(shù)用顯微鏡10的鏡筒部22沿上下方向(圖12的繪圖平面的上下方向)運(yùn)動(dòng)。為此，操作者300握住鏡筒部22的平行連桿機(jī)構(gòu)322a，并使鏡筒部22沿上下方向運(yùn)動(dòng)。
在平行連桿機(jī)構(gòu)322a中，垂直軸324的第十二轉(zhuǎn)動(dòng)軸R12以及第十三轉(zhuǎn)動(dòng)軸R13分別運(yùn)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸R12’和R13’或者轉(zhuǎn)動(dòng)軸R12”和R13”的位置。這樣做時(shí)，鏡筒部22的平行連桿機(jī)構(gòu)322a以這樣的方式變形，從而通過氣彈簧340的作用而平衡。這樣，鏡筒部22以圓弧運(yùn)動(dòng)。
因此，當(dāng)這兩個(gè)圓弧運(yùn)動(dòng)結(jié)合在一起時(shí)，可使鏡筒部22沿所有方向運(yùn)動(dòng)。這樣做時(shí)，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16通過拉伸螺旋彈簧336平衡，而鏡筒部22的平行連桿機(jī)構(gòu)322a通過氣彈簧340平衡。這樣，鏡筒部22被平衡從而可靜止在任何姿勢(shì)。
以下是對(duì)其中根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)用顯微鏡10位于傾斜地面上的情況的描述。
與在第一實(shí)施例中一樣，手術(shù)用顯微鏡10位于以傾角θZ傾斜的地面上，從而例如其前部(在鏡筒部22側(cè))位于較高側(cè)，而后部位于較低側(cè)。
在第一狀態(tài)中，基座12傾斜，而第二連桿328b和第四連桿328d保持在垂直方向?？商鎿Q地，第二連桿328b和第四連桿328d以傾角θZ傾斜。
盡管由鏡筒部22產(chǎn)生的重力W施加在作為封閉系統(tǒng)的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的中心軸(第一氣彈簧336)上，然而由于基座12的傾斜，分別施加在第二連桿328b和第四連桿328d上的重力互不相同。因此，在第一氣彈簧336的下端部處產(chǎn)生繞第七轉(zhuǎn)動(dòng)軸R7的角力矩。
于是，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16開始不平衡并變形。第二連桿328b和第四連桿328d繞第七轉(zhuǎn)動(dòng)軸R7向后傾斜(或說遠(yuǎn)離鏡筒部22)，而鏡筒部22也自然向后運(yùn)動(dòng)。
為了校正由于地板傾斜引起的該不平衡，使圖9B所示的滑塊52相對(duì)于第一氣彈簧336的軸線運(yùn)動(dòng)適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)量。于是，地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14被定位在當(dāng)其繞第七轉(zhuǎn)動(dòng)軸R7搖動(dòng)與地面的傾角相等的角時(shí)所達(dá)到的位置。這樣，在第一氣彈簧336的下端部處繞第七轉(zhuǎn)動(dòng)軸R7作用抵消上述角力矩的力矩。
因此，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16由于地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14的運(yùn)動(dòng)通過角力矩平衡而靜止。這樣，鏡筒部22平衡從而靜止。
在實(shí)際調(diào)整操作中，不需要精確計(jì)算地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A14的運(yùn)動(dòng)量，但判斷第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的第二連桿328b和第四連桿328d相對(duì)于基座12向后還是向前傾斜。若第二連桿328b和第四連桿328d向后傾斜，則僅應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)地板傾斜校正機(jī)構(gòu)44的旋鈕60，從而使第二連桿328b和第四連桿328d靜止。若第二連桿328b和第四連桿328d向前傾斜，則僅應(yīng)以同樣方式順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕60。
根據(jù)上述實(shí)施例，可獲得以下效果。
通過使鏡筒部22的平行連桿機(jī)構(gòu)322a變形，以使鏡筒部22繞觀察者的眼睛運(yùn)動(dòng)，可進(jìn)行如在圖12的繪圖平面中的視野的垂直移動(dòng)。而且，通過允許鏡筒部22的平行連桿機(jī)構(gòu)322a繞第十二轉(zhuǎn)動(dòng)軸R12搖動(dòng)，從而使鏡筒部22繞觀察者眼睛之間的中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，可進(jìn)行與圖12的繪圖平面垂直的視野的移動(dòng)。這樣，可使觀察者眼睛的位置移動(dòng)最小化。而且，由于通過配重322c抵消了鏡筒部22的角力矩，因此即使通過觀察者300的接觸部分(例如，觀察者的前額)對(duì)鏡筒部22施加力，可使視野移動(dòng)的動(dòng)作也很輕。
在基于利用拉伸螺旋彈簧336的第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16中，僅通過在基座12和第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)16的第一連桿328a之間插設(shè)拉伸螺旋彈簧336，就抵消了繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸R5和R6的反向重量矩，從而可以以較低成本形成簡單結(jié)構(gòu)。
盡管已參照附圖具體描述了若干實(shí)施例，然而本發(fā)明不限于前述實(shí)施例，而是在不脫離本發(fā)明精神的情況下包括所有實(shí)施例。
工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明，可提供一種手術(shù)用顯微鏡，當(dāng)該手術(shù)用顯微鏡被設(shè)置在傾斜地板上以及被設(shè)置在水平地板上時(shí)都可通過使用簡單機(jī)構(gòu)而容易地使其平衡。
權(quán)利要求
1.一種手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，該手術(shù)用顯微鏡包括設(shè)置在地面上的基座(12)；支柱(14)，其被保持成相對(duì)于所述基座(12)繞垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；水平運(yùn)動(dòng)臂(16)，其被保持成相對(duì)于所述支柱(14)繞第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(O2；X2、X5；R5、R6)轉(zhuǎn)動(dòng)；垂直運(yùn)動(dòng)臂(20)，其被保持成相對(duì)于所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)繞第二水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(O3；X7、X11；R9)轉(zhuǎn)動(dòng)；鏡筒部(22)，其由所述垂直運(yùn)動(dòng)臂(20)支撐；彈性部件(40；236；336)，其設(shè)置在所述支柱(14)和所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)之間，抵消繞該水平運(yùn)動(dòng)臂(16)的角力矩；支點(diǎn)(A14)，其設(shè)在所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)上，接收來自所述彈性部件(40；236；336)的力；以及支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(44)，其構(gòu)造成沿大致與所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)的縱向垂直的方向移動(dòng)所述支點(diǎn)(A14)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(44)構(gòu)造成沿大致與所述第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(O2；X2、X5；R5、R6)垂直的方向移動(dòng)所述支點(diǎn)(A14)的位置。
3.一種手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，該手術(shù)用顯微鏡包括設(shè)置在手術(shù)室的地面上的基座(12)；支柱(14)，其被保持成相對(duì)于所述基座(12)繞垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(O1)轉(zhuǎn)動(dòng)；水平運(yùn)動(dòng)臂(16)，其被保持成相對(duì)于所述支柱(14)繞第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(O2；X2、X5；R5、R6)轉(zhuǎn)動(dòng)；垂直運(yùn)動(dòng)臂(20)，其被保持成相對(duì)于所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)繞第二水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(O3；X7、X11；R9)轉(zhuǎn)動(dòng)；鏡筒部(22)，其由所述垂直運(yùn)動(dòng)臂(20)支撐；彈性部件(40；236；336)，其抵消繞所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)的角力矩；第一支點(diǎn)(A14)，其設(shè)在所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)上，接收來自所述彈性部件(40；236；336)的力；第二支點(diǎn)(A13、X4、R7)，其設(shè)置在所述支柱(14)上，接收來自所述彈性部件(40；236；336)的力；以及支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(44)，其構(gòu)造成移動(dòng)所述第一和第二支點(diǎn)(A14；A13、X4、R7)的相對(duì)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(44)構(gòu)造成沿大致與所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)的縱向垂直以及大致與所述第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(O2；X2、X5；R5、R6)垂直的方向移動(dòng)所述支點(diǎn)(A14)的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(44)構(gòu)造成使所述第二支點(diǎn)(A13、X4、R7)沿大致水平方向以及沿大致與所述第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(O2；X2、X5；R5、R6)垂直的方向運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(44)構(gòu)造成使所述第一和第二支點(diǎn)(A14；A13、X4、R7)中的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)，從而抵消由地面傾斜引起的繞所述第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(O2；X2、X5；R5、R6)的不平衡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)由平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)形成，該水平運(yùn)動(dòng)臂(16)的縱向方向被支撐，以使其繞垂直方向沿兩個(gè)相反方向搖動(dòng)；所述彈性部件(40；236；336)定位成使得當(dāng)基于所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)的質(zhì)量的角力矩為零時(shí)，該彈性部件(40；236；336)產(chǎn)生的角力矩為零。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，該手術(shù)用顯微鏡還包括傾角檢測(cè)機(jī)構(gòu)(72)，所述傾角檢測(cè)機(jī)構(gòu)(72)檢測(cè)設(shè)置基座(12)的地面的傾角(θZ)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述傾角檢測(cè)機(jī)構(gòu)(72)構(gòu)造成檢測(cè)與所述第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(O2；X2、X5；R5、R6)垂直方向的地面的傾角(θZ)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述傾角檢測(cè)機(jī)構(gòu)(72)包括運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)(90、96、98)，所述運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)(90、96、98)基于檢測(cè)結(jié)果使所述支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(44)運(yùn)動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述傾角檢測(cè)機(jī)構(gòu)(72)包括傾角顯示機(jī)構(gòu)(76)，所述傾角顯示機(jī)構(gòu)(76)顯示地面的傾角(θZ)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述傾角檢測(cè)機(jī)構(gòu)(72)設(shè)在所述支柱(14)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，該手術(shù)用顯微鏡還包括支點(diǎn)觀察部(74)，通過該支點(diǎn)觀察部，所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)的所述支點(diǎn)(A14)的位置在外部可見。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，在所述支點(diǎn)觀察部(74)附近設(shè)有指針(62a、62b)，所述指針用于對(duì)比用于對(duì)地面的傾角(θZ)和基于地面的傾角(θZ)由所述彈性部件(40；236；336)產(chǎn)生的角力矩的變化進(jìn)行校正的必要支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)量。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述彈性部件(40；236；336)包括氣彈簧。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述氣彈簧(40；236；336)包括用于檢測(cè)其溫度的溫度傳感器(103)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的手術(shù)用顯微鏡(10)，其特征在于，所述水平運(yùn)動(dòng)臂(16)和所述垂直運(yùn)動(dòng)臂(20)分別包括與所述鏡筒部(22)的重力獨(dú)立平衡的連桿機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種手術(shù)用顯微鏡。該手術(shù)用顯微鏡(10)包括安裝在地面上的基座(12)；支柱(14)，其可繞基座的垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)地保持在該基座(12)上；水平運(yùn)動(dòng)臂(16)，其可繞第一水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(O
文檔編號(hào)G02B21/00GK1925809SQ20058000667
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月3日
發(fā)明者中村元一, 野澤純一 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社