專利名稱：可調(diào)支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可調(diào)支架。
背景技術(shù)：
為了方便地操縱沉重的醫(yī)療觀測裝置如手術(shù)顯微鏡，通常提供可調(diào)支架，觀測裝置可以緊固或安裝到可調(diào)支架上。由此，為了花費(fèi)較少的力氣而保證靈敏且簡單的水平和垂直可移動(dòng)性，通常在支架上配備用于平衡連接到支架的光學(xué)觀測裝置的重量的配重。而且，由于不同的光學(xué)觀測裝置典型地相應(yīng)具有與支架一起使用的不同重量，因此還必須可以調(diào)節(jié)配重以適應(yīng)不同的醫(yī)療觀測裝置。為此，US6，050，530A提出通過相應(yīng)的水平和垂直滑動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)配重在支架上的可移位性。這些滑動(dòng)機(jī)構(gòu)被認(rèn)為是相對復(fù)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復(fù)雜性相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以簡單且可靠的方式可調(diào)節(jié)以適用于多個(gè)不同重量的醫(yī)療觀測裝置的可 調(diào)支架。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可調(diào)支架具有:繞第一旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)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(shè)在所述第二臂的遠(yuǎn)端，所述可調(diào)支架進(jìn)一步具有與所述第一臂可操作地相連的平衡質(zhì)量，其中所述平衡質(zhì)量設(shè)置為沿著指向所述第一旋轉(zhuǎn)軸的軸線至少部分地前后可移位。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)本發(fā)明的支架提供了能夠以簡單的方式平衡的系統(tǒng)，通過該可調(diào)支架，可以簡單且可靠的方式操縱光學(xué)觀測裝置如手術(shù)顯微鏡。根據(jù)本發(fā)明，僅僅需要在一個(gè)方向移位平衡質(zhì)量。由此，可以實(shí)施非常簡單的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。平衡質(zhì)量沿著指向支架的第一旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸為支架可整體地繞其旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。由此提供特別有效的平衡質(zhì)量移位。應(yīng)注意的是，這個(gè)旋轉(zhuǎn)軸可以是真實(shí)的軸線或虛擬的軸線。優(yōu)選地，平衡質(zhì)量包括不可移位的第一質(zhì)量以及在朝向第一旋轉(zhuǎn)軸的方向上前后可移位的第二平衡質(zhì)量。這個(gè)特征保證了僅(整個(gè))平衡質(zhì)量的一部分需要被可移位地設(shè)置。結(jié)果是，用于平衡質(zhì)量的移位的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)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(shè)在支架的第二臂上的安裝裝置繞設(shè)在第二臂上的第二旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)被證明是特別有用的，這個(gè)第二旋轉(zhuǎn)軸被定向?yàn)榕c第一旋轉(zhuǎn)軸平行，第二旋轉(zhuǎn)軸延伸通過所述平衡質(zhì)量在其上至少部分地前后可移位的軸線的(虛擬)延長部分。在這種情況下，所述平衡質(zhì)量沿其至少部分地前后可移位的軸線有用地垂直于所述第一旋轉(zhuǎn)軸的延伸方向延伸，由此也垂直于第二旋轉(zhuǎn)軸延伸。
總之，所述支架的所謂中性軸線沿著所述平衡質(zhì)量在其上至少部分地前后可移位的軸線及其(虛擬)延長部分延伸。沿著這個(gè)中性軸線調(diào)節(jié)平衡質(zhì)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(zhuǎn)矩。將第一臂設(shè)置為具有內(nèi)桿和外桿的平行構(gòu)件連桿或鉸接平行四邊形被證明是特別有利的，所述第一旋轉(zhuǎn)軸實(shí)施在內(nèi)桿上，所述至少部分可移位的平衡質(zhì)量與支持器連接，所述支持器繞另一旋轉(zhuǎn)軸可樞轉(zhuǎn)地支撐在第一平行構(gòu)件連桿的連接桿的延長部分上，所述支持器設(shè)有導(dǎo)軌，設(shè)在第一平行構(gòu)件連桿的外桿上的導(dǎo)向元件接合在所述導(dǎo)軌中。這個(gè)特征提供了機(jī)械上特別簡單的設(shè)計(jì)，通過這個(gè)特征，可以保證平衡質(zhì)量沿其至少部分地前后可移位的軸線、第一旋轉(zhuǎn)軸以及第二旋轉(zhuǎn)軸都位于支架的中性軸線上。所有這些對于保證至少部分可移位的平衡重量和第一旋轉(zhuǎn)軸之間的導(dǎo)向元件也位于這個(gè)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(gòu)件連桿。便利地，根據(jù)本發(fā)明的支架包括:至少一個(gè)傳感元件，通過至少一個(gè)傳感元件可感應(yīng)作用在支架上的力矩(轉(zhuǎn)矩)；以及與所述至少一個(gè)傳感元件相互作用的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)裝置使所述平衡質(zhì)量可移位。這種元件使得以簡單的方式使支架的調(diào)節(jié)作為與安裝裝置連接的光學(xué)裝置(特別是手術(shù)顯微鏡)的功能是可能的。所述支架便利地包括制動(dòng)裝置，通過制動(dòng)裝置，所述支架一旦被建立的位置是固定的。本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例將從描述和附圖中變得明顯。應(yīng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下，上述的和下面描述的特征不僅可以用于特定的組合，也可以用于其他組合或者單獨(dú)使用。本發(fā)明將在使用示例性實(shí)施例的附圖中示意性地示出，并在下面結(jié) 合附圖詳細(xì)描述。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)支架的優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖。部件列表100可調(diào)支架102承載柱或承載元件102a旋轉(zhuǎn)軸104平行構(gòu)件連桿104a,104b 桿104c連接桿105樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)105a角件105b, 105c 旋轉(zhuǎn)軸106平行構(gòu)件連桿106a,106b 桿106c自由端或遠(yuǎn)端
107,108旋轉(zhuǎn)軸110安裝裝置112醫(yī)療光學(xué)裝置，特別是手術(shù)顯微鏡114，116輔助裝置120第一平衡質(zhì)量(第一配重)130第二平衡質(zhì)量(第二配重)160制動(dòng)或鎖止裝置180支持器180a支持器的第一區(qū)域(線性導(dǎo)軌)180b止擋180c支持器的第二區(qū)域180d伸長孔181旋轉(zhuǎn)軸190導(dǎo)向元件200中性軸線210制動(dòng)或鎖止裝置
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的可調(diào)支架在圖1中被整體地標(biāo)記為100。所述支架具有作為承載元件的承載柱102，平行構(gòu)件連桿機(jī)構(gòu)可樞轉(zhuǎn)地支撐在承載柱102上。平行構(gòu)件連桿機(jī)構(gòu)包括作為第一臂、具有桿104a、104b的第一平行構(gòu)件連桿104以及作為第二臂、具有桿106a、106b的第二平行構(gòu)件連桿106。平行構(gòu)件連桿機(jī)構(gòu)104、106可作為整體繞設(shè)在承載柱102上的旋轉(zhuǎn)軸102a樞轉(zhuǎn)。此外，平行構(gòu)件連桿106進(jìn)一步通過包括角件105a和旋轉(zhuǎn)軸105b、105c的機(jī)構(gòu)105相對于平行構(gòu)件連桿104可樞轉(zhuǎn)。由此平行構(gòu)件連桿106用作用于平行構(gòu)件連桿104的延伸臂。在附圖中以小圓的形式示出平行構(gòu)件連桿機(jī)構(gòu)的其他旋轉(zhuǎn)軸，但是為了簡單起見，未對所有的旋轉(zhuǎn)軸標(biāo)記附圖標(biāo)記。便利地提供制動(dòng)或鎖止裝置210，通過制動(dòng)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(shè)在旋轉(zhuǎn)軸102a的附近或者在桿104a中的一個(gè)的一端處的旋轉(zhuǎn)軸的附近。在圖1中該裝置210例如設(shè)在桿104a的下端處。通過安裝裝置110將醫(yī)療光學(xué)裝置(特別是手術(shù)顯微鏡112，可選地包括輔助裝置114,116)安裝在平行構(gòu)件連桿106的自由端或遠(yuǎn)端106c。 為了平衡由醫(yī)療光學(xué)裝置112 (以及可選地輔助裝置114、116)的重量產(chǎn)生的力矩(轉(zhuǎn)矩)，第一配重(也可以稱為第一平衡質(zhì)量或第一補(bǔ)償重量)120配備在第一平行構(gòu)件連桿104的水平連接桿104c的延長部分上，水平連接桿104c連接第一桿或內(nèi)桿104a與第二桿或外桿104b。此外,在設(shè)有第一平衡質(zhì)量120的連接桿104c的延長部分的端部設(shè)有用于第二配重(也可以稱為第二平衡質(zhì)量或第二補(bǔ)償重量)130的支持器180。這個(gè)支持器180繞旋轉(zhuǎn)軸181相對于連接桿104c的延長部分可樞轉(zhuǎn)。支持器180包括配備為線性導(dǎo)軌的第一區(qū)域180a，第二平衡質(zhì)量130 (構(gòu)成線性載架)可在所述線性導(dǎo)軌上前后移位并可被固定在期望的位置不動(dòng)。通過止擋或其他適當(dāng)?shù)难b置限制第二平衡質(zhì)量130的可移位性。為了簡單起見，在圖1中僅示出一個(gè)止擋180b。與這個(gè)止擋180b相鄰的是支持器180的第二區(qū)域180c。這個(gè)第二區(qū)域180c包括伸長孔180d,伸長孔180d的主延伸方向與第二平衡質(zhì)量130的可移位方向相對應(yīng)。支持器180的第一區(qū)域180a和第二區(qū)域180c可便利地設(shè)置為一體(整體)，止擋180b可被定位并固定在期望的位置。伸長孔180d用作用于設(shè)在第一平行構(gòu)件連桿104的外桿104b上的導(dǎo)向元件190的導(dǎo)軌。導(dǎo)向元件190可被設(shè)為例如導(dǎo)銷。選擇導(dǎo)向元件190在桿104b上的位置以便導(dǎo)向元件位于旋轉(zhuǎn)軸181與第二桿104a上的第一平行構(gòu)件連桿104的旋轉(zhuǎn)軸102a之間的(虛擬)連線上。這個(gè)連線或軸線在圖1中示出并標(biāo)記為200。這樣的結(jié)果是，第二平衡重量130沿著支持器180的第一區(qū)域180a(用作線性導(dǎo)軌)的移位總是沿著所述連線200發(fā)生，即沿著朝向或遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸102a的方向中的軸線發(fā)生。同時(shí)，這個(gè)移位垂直于旋轉(zhuǎn)軸181和102a發(fā)生。明顯地，另一旋轉(zhuǎn)軸，即在第二平行構(gòu)件連桿106的第二桿或內(nèi)桿106b上的安裝裝置110的旋轉(zhuǎn)軸107，位于連線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(gòu)件連桿104的桿104a、104b之間設(shè)有另一桿104d。這個(gè)桿在其第一端可繞承載元件102上的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)102b樞轉(zhuǎn)，且這個(gè)桿在其第二端與機(jī)構(gòu)105的角件105a相連。進(jìn)一步明顯地是，安裝裝置110連接在將第二平行構(gòu)件106的兩個(gè)桿106a和106b彼此相連的連接桿106c的延長部分上。連接桿106在旋轉(zhuǎn)軸107上相對于桿106b可樞轉(zhuǎn)，以及在旋轉(zhuǎn)軸108上相對于桿106a可樞轉(zhuǎn)。如下面將進(jìn) 一步描述的，這個(gè)可樞轉(zhuǎn)性保證可以在支架100的任何位置建立連接桿106c的垂直定向。

首先假設(shè)支架100在圖 1中示出的位置中處于平衡狀態(tài)。這意味著大體由手術(shù)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)引起的作用在連接桿106c上的力矩與由平衡質(zhì)量120、130引起的力矩相應(yīng)。為了建立這個(gè)平衡狀態(tài)，將可移位的第二平衡質(zhì)量130沿著支持器180的第一區(qū)域181定位并固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。如果與安裝裝置110連接的質(zhì)量改變，例如通過安裝更重的手術(shù)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(dāng)?shù)奈恢锰幍霓D(zhuǎn)矩傳感器檢測到由此產(chǎn)生的靜態(tài)不平衡。通過這種傳感器獲得的值通常發(fā)送至控制裝置(未示出)，控制裝置通過控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(未示出)引起第二平衡質(zhì)量130沿著支持器180的第一區(qū)域180a、向外即在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)181的方向上的相應(yīng)移位。由此可有效地平衡(補(bǔ)償)作用在連接桿106c上的額外的力矩。支架100的上述平衡使得花費(fèi)非常少的力氣而快速地調(diào)節(jié)支架是可能的，例如在箭頭P中的一個(gè)的方向上的移位的情況下。示出的所述機(jī)構(gòu)保證在可以建立的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)181的所有位置上，導(dǎo)向元件190、旋轉(zhuǎn)軸102a和旋轉(zhuǎn)軸107都位于一條線(中性軸線200)上。樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)105上的第一平行構(gòu)件連桿104的第三桿104d的碰撞進(jìn)一步使得橫桿106c以及由此與之連接的手術(shù)顯微鏡總是垂直地安裝或定向。如上所述，利用處于能夠建立的任何位置的支架100，通過移位第二平衡質(zhì)量130，可以以簡單的方式平衡用于不同質(zhì)量的手術(shù)顯微鏡或輔助裝置的支架。根據(jù)所描述的方法，僅僅需要移位第二平衡質(zhì)量130，被證明是特別有利的。第一平衡質(zhì)量120可以相對于連接桿104c的延長部分以靜止的方式設(shè)置。特別地，第二平衡質(zhì)量130基本上可以比第一平衡質(zhì)量小。因此，可以使 用體積非常小的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于第二平衡質(zhì)量130的移位。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)支架，具有繞第一旋轉(zhuǎn)軸(102a)可旋轉(zhuǎn)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(shè)在所述第二臂(106)的遠(yuǎn)端，所述可調(diào)支架進(jìn)一步具有與所述第一臂(104)可操作地相連的平衡質(zhì)量(120，130)， 其中所述平衡質(zhì)量(120，130)設(shè)置為沿著指向所述第一旋轉(zhuǎn)軸(102a)的軸線(200)至少部分地前后可移位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可調(diào)支架，其中所述平衡質(zhì)量包括不可移位的第一平衡質(zhì)量(120)以及被配備為沿著指向所述旋轉(zhuǎn)軸(102a)的所述軸線(200)前后可移位的第二平衡質(zhì)量(130)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可調(diào)支架，其中所述安裝裝置被設(shè)置為繞所述第二臂(106)上的第二旋轉(zhuǎn)軸(107)可旋轉(zhuǎn)，所述第二旋轉(zhuǎn)軸(107)被設(shè)置為與所述第一旋轉(zhuǎn)軸(102a)平行，且所述第二旋轉(zhuǎn)軸(107)延伸通過所述軸線(200)的虛擬延長部分，所述平衡質(zhì)量沿所述軸線(200)的虛擬延長部分至少部分地前后可移位。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可調(diào)支架，其中所述第一臂(100)被設(shè)置為包括內(nèi)桿(104a)和外桿(104b)的平行構(gòu)件連桿或鉸接平行四邊形，所述第一旋轉(zhuǎn)軸(102a)實(shí)施在所述內(nèi)桿(104a)上，所述可移位的平衡質(zhì)量與支持器(180)連接，所述支持器(180)繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)(181)可樞轉(zhuǎn)地支撐在連接桿(104c)的延長部分上，所述連接桿(104c)將所述內(nèi)桿(104a)和所述外桿(104b)彼此連接，所述支持器(180)設(shè)有導(dǎo)軌(180c)，設(shè)在所述第一平行構(gòu)件連桿的所述外桿(104b)上的導(dǎo)向元件(190)接合在所述導(dǎo)軌(180c)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)支架，其中所述第二臂(106)被設(shè)置為具有第一桿(106a)和第二桿(106b)的平行構(gòu)件連桿。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可調(diào)支架，還具有至少一個(gè)傳感元件以及與所述至少一個(gè)傳感器元件相互作用的控制系統(tǒng)，通過所述至少一個(gè)傳感元件能夠感應(yīng)作用在所述支架上的轉(zhuǎn)矩或力矩，所述控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)裝置，所述平衡質(zhì)量通過所述驅(qū)動(dòng)裝置可移位。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可調(diào)支架，還具有制動(dòng)裝置(210)，通過所述制動(dòng)裝置(210)，所述可調(diào)支架一旦被建立的位置是固定的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可調(diào)支架。該可調(diào)支架具有繞第一旋轉(zhuǎn)軸(102a)可旋轉(zhuǎn)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(yuǎn)端設(shè)有安裝裝置(110)，該可調(diào)支架進(jìn)一步具有與所述第一臂(104)可操作地相連的平衡質(zhì)量(120、130)，所述平衡質(zhì)量(120、130)被設(shè)置為沿著指向所述第一旋轉(zhuǎn)軸(102a)的軸線(200)至少部分地前后可移位。
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(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者馬可·舒茨, 羅曼·弗里克 申請人:徠卡顯微系統(tǒng)(瑞士)股份公司