CN103006257A - 一种显示设备支撑装置及其超声诊断仪 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种显示设备支撑装置，包括，底座、第一支撑臂、连接座、第二支撑臂和顶座；第一支撑臂包括第一支撑杆、第二支撑杆、第一弹簧阻尼器和第二弹簧阻尼器；第一支撑杆的一端转动连接到连接座，另一端转动连接到底座；第二支撑杆的一端转动连接到连接座，另一端转动连接到底座；第一弹簧阻尼器一端转动连接到第一支撑杆，另一端转动连接到底座；第二弹簧阻尼器一端转动连接到第二支撑杆，另一端转动连接到底座。第一支撑臂中的弹簧阻尼器在其向前和向后转动时，均能为其提供相应的作用力以平衡其所受的重力，使得显示器可以前后方向运动范围内任意位置稳定支撑，且操作所需力度轻，结构简单，工作稳定可靠，不易失效。

Description

一种显示设备支撑装置及其超声诊断仪

技术领域

本发明涉及一种支撑装置，尤其涉及一种用于超声诊断仪的显示设备支撑装置。

背景技术

医护人员在使用带有显示设备(如显示器)的医疗仪器时(如超声诊断仪)，往往基于操作、诊断、治疗的需要，要求显示设备至少在一定范围内在上下、左右、前后方向均能运动而且能稳定停止在运动范围内的任意位置，这就要求显示设备的支撑臂能够在上下、左右、前后方向均能运动且能在运动范围内的任意位置提供稳定支撑。

通常而言，一般的显示器上均已经设有可以使显示器左右转动的结构，例如通过一个或多个转动副来实现。因此，现有的超声诊断仪中实现显示设备左右方向的运动通常通过显示器与支撑臂之间能够左右转动的转动副来实现。

现有的超声诊断仪中实现显示设备在上下方向的运动并在运动范围内的任意位置提供稳定支撑通常是通过在支撑臂(该支撑臂通常是平行四连杆结构)内安装空气弹簧实现，该空气弹簧能伸缩，使其产生的力矩能在一定范围内变化，并与显示设备的重力的力矩平衡，显示设备就能上下运动并能稳定停止在任意位置。但是虽然空气弹簧在一段时间内可以满足显示设备停止在任意位置的要求，但是大多数空气弹簧存在着漏气及力值衰减的风险，使用一段时间后支撑装置就会因不能完全支撑起显示设备而失效，这样就需要更换空气弹簧，会大大增加维修及售后服务成本。

现有超声诊断仪中，大部分没有设置能够实现显示设备的支撑臂前后方向运动并在运动范围内的任意位置提供稳定支撑的结构。

发明内容

本发明提供一种能够实现显示设备在前后方向运动并能够在转动范围内的任意位置保持平衡，以稳定支撑显示设备的显示设备支撑装置及其超声诊断仪。

本发明实施例公开的技术方案包括：

提供了一种显示设备支撑装置，包括，底座、第一支撑臂、连接座、第二支撑臂和顶座，其中：

所述第一支撑臂一端可转动地连接到所述底座上，另一端可转动地连接到所述连接座的第一端；所述第二支撑臂的一端可转动地连接到所述连接座的第二端，另一端可转动地连接到所述顶座；其中：

所述第一支撑臂包括第一支撑杆、第二支撑杆、第一弹簧阻尼器和第二弹簧阻尼器；所述第一支撑杆的一端可转动地连接到所述连接座，另一端可转动地连接到所述底座；所述第二支撑杆的一端可转动地连接到所述连接座，另一端可转动地连接到所述底座；

所述第一弹簧阻尼器一端可转动地连接到所述第一支撑杆，另一端可转动地连接到所述底座；所述第二弹簧阻尼器一端可转动地连接到所述第二支撑杆，另一端可转动地连接到所述底座；其中所述第一弹簧阻尼器的纵轴与所述第一支撑杆的纵轴成一夹角；所述第二弹簧阻尼器的纵轴与所述第二支撑杆的纵轴成一夹角。

本发明实施例中还提供了一种显示设备支撑装置，包括，底座、第一支撑臂和连接座，其中：

所述第一支撑臂一端可转动地连接到所述底座上，另一端可转动地连接到所述连接座；其中：

所述第一支撑臂包括第一支撑杆、第二支撑杆、第一弹簧阻尼器和第二弹簧阻尼器；所述第一支撑杆的一端可转动地连接到所述连接座，另一端可转动地连接到所述底座；所述第二支撑杆的一端可转动地连接到所述连接座，另一端可转动地连接到所述底座；

所述第一弹簧阻尼器一端可转动地连接到所述第一支撑杆，另一端可转动地连接到所述底座；所述第二弹簧阻尼器一端可转动地连接到所述第二支撑杆，另一端可转动地连接到所述底座；其中所述第一弹簧阻尼器的纵轴与所述第一支撑杆的纵轴成一夹角；所述第二弹簧阻尼器的纵轴与所述第二支撑杆的纵轴成一夹角。

本发明实施例中还提供了一种超声诊断仪，包括主机、控制面板和显示设备，所述控制面板设置在所述主机上，其特征在于：还包括前述的显示设备支撑装置，所述显示设备支撑装置一端连接到所述显示设备，另一端连接到所述主机或所述控制面板。

本发明实施例中，第一支撑臂中的两个弹簧阻尼器在该第一支撑臂向前转动和向后转动时，均能为该第一支撑臂提供相应的作用力以平衡其所支撑的元件的重力，且当因该第一支撑臂的转动或者弹簧力值衰减等因素导致该第一支撑臂所受的力矩不平衡时，弹簧阻尼器中可以对支撑臂所受的力矩进行自适应地补偿，从而使支撑臂仍然可以在向前和向后的转动范围内的任意位置保持平衡，以为显示设备提供稳定支撑。本发明实施例的支撑装置，使得显示器可以前后方向运动范围内任意位置稳定支撑，且操作所需力度轻，结构简单，工作稳定可靠，不易失效。

附图说明

图1为本发明一实施例的超声诊断仪的示意图；

图2为本发明一实施例的第二支撑臂的透视图；

图3为本发明一实施例的第二支撑臂的部分爆炸透视图；

图4为本发明一实施例的第二支撑臂的剖视图；

图5为本发明一实施例的第一弹簧阻尼器的透视图；

图6为本发明一实施例的第一弹簧阻尼器的爆炸图；

图7为本发明一实施例的第一弹簧阻尼器的剖视图；

图8为本发明一些实施例的第二支撑臂的各元件的连接关系的简化示意图；

图9为本发明另一些实施例的第二支撑臂的各元件的连接关系的简化示意图；

图10为本发明一实施例的第二支撑臂的受力分析示意图；

图11为本发明另一实施例的第二支撑臂的受力分析示意图；

图12为本发明一实施例的第一支撑臂的爆炸图；

图13为本发明一实施例的第一支撑臂的剖视图；

图14为本发明一实施例的第一支撑臂的受力分析示意图；

图15为本发明一实施例显示设备支撑装置的部分爆炸图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一个实施例的超声诊断仪包括显示设备1、支撑臂2、控制面板3、主机4和脚轮5。支撑臂2一端连接显示设备1，另一端连接到控制面板3上。其中该支撑臂2包括第二支撑臂10、顶座14、连接座11、第一支撑臂20和底座21。连接座11包括第一端和第二端；第二支撑臂10一端通过转动副可转动地连接到顶座14，另一端通过转动副可转动地连接到连接座11的第二端；第一支撑臂20一端通过转动副可转动地连接在底座21上，另一端通过转动副可转动地连接到连接座11的第一端；底座21固接在控制面板3上；显示设备1连接在顶座14上。在本发明其它实施例中，该底座21也可以直接设置在主机上或该超声诊断仪的其它的合适的位置。控制面板3、主机4和脚轮5之间的连接关系可以根据实际需求灵活设计，其连接结构可以是常用的结构，在此不再赘述。

如图2至图4所示，第一支撑臂20包括第一支撑杆22、第二支撑杆23、第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25。连接座11的第一端上设有第一安装孔114和第二安装孔112(本文中分别称其所在的位置为连接座11的第一位置和第二位置)，该第二安装孔112和第一安装孔114相距一定距离设置；底座21上设有第三安装孔212和第四安装孔216(本文中分别称其所在的位置为底座21的第三位置和第四位置)，该第三安装孔212和第四安装孔216相距一定距离设置。

第一支撑杆22包括第一端和第二端，其中第一端上设有安装孔222，第二端上设有安装孔223；第二支撑杆23类似地包括第一端和第二端，其中第一端上设有安装孔232，第二端上设有安装孔233。轴1101穿过第一支撑杆22第一端的安装孔222和连接座11上的第一安装孔114，将该第一支撑杆22的第一端通过转动副可转动地连接在该连接座11上；类似地，轴1102穿过第一支撑杆22第二端的安装孔223和底座21上的第四安装孔216，将该第一支撑杆22的第二端通过转动副可转动地连接在该底座21上；轴1103穿过第二支撑杆23第一端的安装孔232和连接座11上的第二安装孔112，将该第二支撑杆23的第一端通过转动副可转动地连接在该连接座11上；轴1104穿过第二支撑杆23第二端的安装孔233和底座21上的第三安装孔212，将该第二支撑杆23的第二端通过转动副可转动地连接在底座21上。这样，第一支撑杆22、连接座11、第二支撑杆23和底座21构成一个四连杆结构。本发明实施例中，该四连杆结构可以是各边不平行的四连杆结构，也可以是平行四连杆结构。本实施例中，可以设置第一支撑杆22、连接座11、第二支撑杆23和底座21构成平行四连杆结构。

请参见图3和图4，其中图4为第一支撑臂20的沿其纵向的剖面图，在图4中，不是按照同一个剖面的剖面图，而是，以图4中的指示线A为界，指示线A以上的部分是沿第一弹簧阻尼器24的纵轴的剖面，指示线A以下的部分是沿第二弹簧阻尼器25的纵轴的剖面。这里所说的“纵轴”是指沿其长度方向上的轴线。

如图3所示，第一弹簧阻尼器24包括第一端和第二端，其中第一端设有安装孔241，第二端类似地设有安装孔242(图3中未示出)；第二弹簧阻尼器25包括第一端和第二端，其中第一端设有安装孔251，第二端类似地设有安装孔252(图3中未示出)。第一弹簧阻尼器24的第二端通过安装孔242连接到轴1104上，即轴1104穿过第二支撑杆23第二端的安装孔233、第一弹簧阻尼器24第二端的安装孔242和底座21的第三安装孔212，从而将第二支撑杆23的第二端和第一弹簧阻尼器24的第二端可转动地连接到底座21上；该第一支撑杆22上还设有安装孔221，第一销轴1201穿过第一支撑杆22的安装孔221和第一弹簧阻尼器24的第一端的安装孔241，将该第一弹簧阻尼器24的第一端可转动地连接到该第一支撑杆22上。

类似地，第二弹簧阻尼器25的第二端通过安装孔252连接到轴1102上，即轴1102穿过第一支撑杆22第二端的安装孔223、第二弹簧阻尼器25第二端的安装孔252和底座21的第四安装孔216，从而将第一支撑杆22的第二端和第二弹簧阻尼器25的第二端可转动地连接到底座21上；该第二支撑杆23上还设有安装孔231，第二销轴1202穿过第二支撑杆23的安装孔231和第二弹簧阻尼器25的第一端的安装孔251，将该第二弹簧阻尼器25的第一端可转动地连接到该第二支撑杆23上。

当然，本发明实施例中，第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25也可以旋转180度后安装，即分别将其第一端安装在底座上，第二端安装在第一支撑杆22和第二支撑杆23上。

可见，本实施例中，第一弹簧阻尼器24的第一端通过转动副可转动地连接到第一支撑杆22，第二端通过转动副可转动地连接到底座21的第三安装孔212上；第二弹簧阻尼器25的第一端通过转动副可转动地连接到第二支撑杆23，第二端通过转动副可转动地连接到底座21的第四安装孔216上。因此，本实施例中，第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25在第一支撑杆22和第二支撑杆23之间是相互对称交叉设置的。

当然，如图8所示，本发明其它实施例中，第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25并不一定设置为对称交叉的，第一弹簧阻尼器24的第二端也可以不通过连接第二支撑杆23和底座21的轴1104与底座21连接，而是通过另外设置的转动副与底座21连接；类似地，第二弹簧阻尼器25的第二端也可以不通过连接第一支撑杆22和底座21的轴1102与底座21连接，而是通过另外设置的转动副与底座21连接；而第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25的第一端也可以不是连接到第一支撑杆22和第二支撑杆23上，而是直接连接到连接座11上。

实际上，本发明实施例中，只要第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25不与第一支撑杆22和第二支撑杆23平行(即第一弹簧阻尼器24的纵轴与第一支撑杆22的纵轴成一个夹角，第二弹簧阻尼器25的纵轴与第二支撑杆23的纵轴成一定夹角，而不是相互平行，这里的“纵轴”是指沿长度方向的轴线)即可，这种情况下，无论该第二支撑臂20向前还是向后运动，该第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25中总有一个被压缩，而另外一个被拉伸；或者更一般地说，总有一个弹簧阻尼器的被压缩的变形量大于另一个弹簧阻尼器被压缩的变形量，或者说总有一个弹簧阻尼器的被拉伸的变形量大于另一个弹簧阻尼器的被拉伸的变形量。因此，这两个弹簧阻尼器中，或者只有其中一个弹簧阻尼器对其该第一支撑臂有作用力，该作用力对第一支撑臂的力矩与重力G对第一支撑臂的力矩方向相反，可以平衡重力G；或者两个弹簧阻尼器可以对该第一支撑臂均有作用力，但是其中一个对第一支撑臂的作用力大于另一个对第一支撑臂的作用力，该较大的作用力对第一支撑臂的力矩与重力G对第一支撑臂的力矩方向相反，而较小的作用力对第一支撑臂的力矩与重力G对第一支撑臂的力矩方向相同，因此该较大的作用力可以平衡重力G和较小的作用力的合力。因此，无论弹簧阻尼器中的弹簧是拉簧还是压簧，总有其中一个弹簧阻尼器能给该第一支撑臂提供平衡重力G(或平衡重力G和另一个弹簧阻尼器对该第一支撑臂的作用力的合力)的作用力(可以参考下文中对本发明的其中弹簧阻尼器对称设置的实施例的受力分析)。

本发明另外的实施例中，第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25中也可以是其中一个的弹簧是拉簧(称之为拉簧弹簧阻尼器)，而另外一个的弹簧是压簧(称之为压簧弹簧阻尼器)。这种情况下，也可以实现无论该第二支撑臂20向前还是向后运动，总有其中一个弹簧阻尼器能给其连接的支撑杆或连接座提供平衡重力G的作用力。例如，如图9所示，第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25中其中一个的弹簧为拉簧，另一个的弹簧为压簧，即可实现无论该第二支撑臂20向前还是向后运动，总有其中一个弹簧阻尼器能给其连接的支撑杆或连接座提供平衡重力G的作用力。

根据前述的说明可知，在使得第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25不与第一支撑杆22和第二支撑杆23平行的原则下，通过分别设置第一弹簧阻尼器24或第二弹簧阻尼器25为拉簧弹簧阻尼器或压簧弹簧阻尼器，还可以有其它的弹簧阻尼器的连接方式可以达成无论该第二支撑臂20向前还是向后运动，总有其中一个弹簧阻尼器能给其连接的支撑杆或连接座提供平衡重力G的作用力的效果，在此不再一一列举。

如图5至图7所示，本发明实施例的第一弹簧阻尼器24包括导杆243、导筒244和弹簧245，导筒244包括连接端246和开口端247，连接端246上设有安装孔242；开口端247凹设一收容腔248，收容腔248通过开口端的开口与外部连通。导杆243包括连接端2431、第一延伸部2432和从第一延伸部一端凸出的第二延伸部2433；连接端2431上设有安装孔241。

第一延伸部2432从连接端2431延伸出，其远离连接端2431的一端凸出延伸出第二延伸部2433。第二延伸部2433通过导筒开口端的开口收容于导筒244的收容腔248中，并可在收容腔中相对导筒244在纵轴方向移动。第二延伸部2433与收容腔248之间可以产生摩擦力。

第二延伸部2433上可以设置一摩擦垫2434，第二延伸部2433远离第一延伸部2432一端的端头位置设有螺纹2435，摩擦垫固定螺母2436通过螺纹2435连接在第二延伸部2433上，以固定摩擦垫2434，防止摩擦垫脱落。摩擦垫2434与收容腔248的内表面抵压接触。旋转该摩擦垫固定螺母2436使其向摩擦垫2434方向运动，从而挤压摩擦垫2434使其凸出，使得摩擦垫2434与收容腔248的内表面更紧密，提高二者之间的压力；相应地，旋转摩擦垫固定螺母2436使其远离摩擦垫2434，可以减少摩擦垫2434与收容腔248的内表面之间的压力。这样，即可调整摩擦垫2434与收容腔248的内表面之间的摩擦力的大小。

本发明一个实施例中，该弹簧245可以为金属弹簧，比如压簧，套设在导杆243和导筒244外，导杆243和导筒244沿纵轴方向从弹簧245中间穿过。导杆243的连接端122凸设有法兰2439，弹簧245的一端抵在法兰2439的一侧面上；导筒244的连接端246的外表面上设有螺纹2438，弹簧调节螺母2437通过螺纹2438连接在导筒244上，弹簧245的另一端抵在弹簧调节螺母2437的一侧面141上。

本发明另一实施例中，该弹簧245也可以是拉簧。此时，弹簧一端固接在导筒244上或弹簧调节螺母2437上，另一端固接在导杆243上(例如，固接于其法兰2439上)，弹簧的拉力分别作用在导筒和导杆上。由于此时弹簧对导筒和导杆作用力为拉力，因此弹簧两端需要分别与导杆和导筒固接；而当弹簧为压簧时，弹簧一端抵压在导筒上，一端抵压在导杆上，弹簧的压力分别作用在导筒和导杆上，此时弹簧给导筒和导杆作用力是压力，两端分别与导筒和导杆抵压接触即可，可以不与导筒和导杆固接。本发明中，用“抵接”一词表示所有弹簧与导杆和导筒的连接方式，包括拉簧的固定连接、活动连接、压簧的抵押接触或任何其它适用的弹簧与导杆和导筒的连接方式。

以弹簧245为压簧为例，在法兰2439处，弹簧245对导杆243产生推力F1。弹簧245一端抵在法兰2439上，一端抵在弹簧调节螺母2437上，而弹簧调节螺母2437与导筒244通过螺纹2438连接，因此，转动弹簧调节螺母2437，可以调节弹簧调节螺母2437与法兰2439的距离，也就是调节弹簧245的压缩量，这样，就可以调节弹簧245对导杆(因而对第一支撑杆22)产生的推力F1的大小。

当然，导杆243的法兰结构也可以使用与导筒244的螺纹2438和弹簧调节螺母2437类似的结构，即在此位置不用法兰结构，而是设置螺纹，并螺纹连接一调节螺母，弹簧抵接在调节螺母上。通过调节此螺母也可以调节弹簧对导杆产生的力的大小。

本发明一个实施例中，第二弹簧阻尼器25的结构可以与第一弹簧阻尼器24相同，在此不再赘述。其中，本文中，第二弹簧阻尼器25中的弹簧对导杆产生的力记为F2。

如图10所示，为本发明一个实施例的第一支撑臂20的受力分析示意图。其中，在图10中，(b)图为第一支撑臂20处于竖直位置时的受力分析示意图，(a)图是第一支撑臂20向后运动到某一位置时的受力分析示意图，(c)图是第一支撑臂20向前运动到某一位置时的受力分析示意图。其中，在进行受力分析时，为方便分析说明，暂时未考虑其中各元件本身的重力。考虑其中各元件本身重力的情况下，其分析过程类似。

图10中，11代表连接座，22代表第一支撑杆，23代表第二支撑杆，21代表底座，24代表第一弹簧阻尼器，25代表第二弹簧阻尼器，标号为G的箭头代表该第一支撑臂20所支撑的元件(显示器或第一支撑臂等)的重力。

如图10中(b)所示，当第一支撑臂20处于竖直位置时，此时重力G对第一支撑臂20的力和力矩都被第一支撑杆22和第二支撑杆23平衡，因此该第一支撑臂20整体处于平衡状态。本发明一个实施例中，第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25可以是成镜像对称地设置。此时，第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25中的弹簧可以处于自然状态，即没有被压缩的状态，因此其弹簧对第一支撑杆22或第二支撑杆23没有作用力。

当然，在其它实施例中，也可以设置在这种状态下第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25分别对第一支撑杆22和第二支撑杆23有一定的初始作用力。由于第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25成镜像对称设置，因此可以设置使得第一弹簧阻尼器24对第一支撑杆22的初始作用力与第二弹簧阻尼器25对第二支撑杆23的初始作用力相等，这样即可保持第一支撑臂20的平衡。

如前文所述，在另外的实施例中，第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25也可以不是成镜像对称设置，如图8所示。此时，第一弹簧阻尼器24对第一支撑杆22的初始作用力与第二弹簧阻尼器25对第二支撑杆23的初始作用力可以不相同。如前文所述，根据本发明的实施例中，第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25中的弹簧对第一支撑杆22和第二支撑杆23的力是可以调节的，因此，分别调节第一弹簧阻尼器24对第一支撑杆22的初始作用力和第二弹簧阻尼器25对第二支撑杆23的初始作用力，以使得该两个初始作用力对第一支撑臂20产生的力矩相互平衡，即可保持第一支撑臂20在竖直位置时处于平衡状态，因而能够稳定支撑其上的元件。

本发明一个实施例中，第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25中的弹簧是压簧。在弹簧为压簧的情况下，当推动第一支撑臂20使其向后转动到一定位置时，如图10中(a)所示，此时第一弹簧阻尼器24被压缩，其上的压簧也被压缩，因此第一弹簧阻尼器24对第一支撑杆22产生推力F1。而第二弹簧阻尼器25被拉长，压簧伸长回复，因此第二弹簧阻尼器25对第二支撑杆23没有作用力。此时重力G对第一支撑臂20产生的力矩如标号为A2的箭头所示，而推力F1对第一支撑臂20产生的力矩如标号A1的箭头所示，这两个力矩方向是相反的，通过合理设置重力G和推力F1的大小以及该重力G和推力F1的力臂的大小，可以使得这两个力矩的大小大致相等。这样，这两个力矩可以相互平衡，从而使第一支撑臂20在该位置处于平衡状态，从而为其所支撑的元件提供稳定支撑。

另外，在工作过程中，当第一支撑臂20处于向后的不同的位置时，重力G和推力F1的力矩的大小可能不能总是保持相等，此时如果没有另外的力矩补偿的话，作用在第一支撑臂20上的力矩不一定仍然能保持平衡，从而该第一支撑臂20可能无法将支撑于其上的元件支撑在此期望的位置。

或者，当使用过程中弹簧因为疲劳或其它因素导致其力值产生了衰减，此时，力F1的值会减小，因此，其力矩会减小，如果没有其它力补偿，F1将无法平衡G，此时，第一支撑臂20也无法保持平衡。

本发明的实施例的结构可以对这种力矩变化进行自适应地补偿。如前文所述，本发明实施例中，导杆243的第二延伸部2433上套设有摩擦垫2434，摩擦垫2434与导筒244的收容腔248的内表面抵压接触。如图10(a)所示，当G的力矩大于F1的力矩时，第一支撑臂20有向下转动的趋势，此时，第二支撑臂向下运动的趋势带动导杆243有沿导杆243和导筒244的轴向向导筒244运动的趋势，也就是导杆243有向导筒244的收容腔248内深入运动的趋势。此时，由于导杆243的第二延伸部2433处套设的摩擦垫2434与导筒244的收容腔的内表面抵压接触，因此，摩擦垫2434与收容腔248内表面将产生静摩擦力，根据静摩擦力的特点可知，此处作用在导杆243上的静摩擦力F3如图10(a)所示，其方向与F1相同。导杆243与第一支撑杆22连接，因此此摩擦力F3将作用在第一支撑杆22上，其力矩的方向与F1的力矩方向相同，与G的力矩方向相反。因此，F3的力矩可以补偿F1的力矩与G的力矩的差，使得作用于第一支撑臂20的力矩仍然保持平衡，总的力矩保持为0。

同样地，当在新的位置，G的力矩小于F1的力矩时，第一支撑臂20有向上转动的趋势，此时，第二支撑臂向上运动的趋势带动导杆243有沿导杆243和导筒244的轴向远离导筒244运动的趋势，也就是导杆243有从导筒244的收容腔248内向外运动的趋势。此时，由于导杆243的第二延伸部2433处套设的摩擦垫2434与导筒244的收容腔的内表面抵压接触，因此，摩擦垫2434与收容腔248内表面将产生静摩擦力，根据静摩擦力的特点可知，此时作用在导杆243上的静摩擦力将与图10(a)所示的F3方向相反。导杆243与第第一支撑杆22连接，因此此摩擦力将作用在第一支撑杆22上，其力矩的方向与F1的力矩方向相反，与G的力矩方向相同。因此，此静摩擦力的力矩可以补偿G的力矩与F1的力矩的差，使得作用于第一支撑臂20的力矩仍然保持平衡，总的力矩保持为0。

同样地，在因弹簧力值衰减导致F1的力矩无法与G的力矩平衡的情况下，其分析过程与上述过程类似，在此不再赘述。

根据静摩擦力的特点，静摩擦力的大小随着导杆243与导筒244之间相对运动趋势的大小，可以在0和最大静摩擦力之间变化，且其方向与导杆243和导筒244之间相互运动的趋势的方向相反，也就静摩擦力是趋向于阻止导杆243和导筒244之间的相互运动。因此，此静摩擦力可以在一定范围内自适应地补偿因支撑臂的转动或者弹簧力值衰减等因素导致的力矩变化，使得第一支撑臂20仍然保持平衡，从而仍然可以稳定支撑显示设备。本发明实施例的这种支撑臂结构简单，工作稳定可靠，不易失效。而且如果摩擦垫失效，更换一片摩擦垫即可，维护简单，且成本低。

同时，导杆243和导筒244配合在一起，整体形成了一可伸缩的杆状结构，此杆状结构从压缩弹簧的中空的位置穿过，可以防止压缩弹簧在受力压缩过程中向侧面弯曲。

另外，如前文所述，在本发明一实施例中，导杆243的第二延伸部2433上还设有螺纹2435和与该螺纹2435螺纹连接的摩擦垫固定螺母2436。转动该摩擦垫固定螺母2436，可以调节摩擦垫2434与收容腔248内表面的压力。根据静摩擦力的知识可知，摩擦垫2434与收容腔248内表面之间的最大静摩擦力的大小与摩擦垫2434与收容腔248内表面之间的压力成正比，因此，调节摩擦垫固定螺母2436，可以调节摩擦垫2434与收容腔248内表面之间的最大静摩擦力的大小。而由前所述，补偿因第一支撑臂20的转动或弹簧力值衰减等导致的力矩的变化的静摩擦力的范围是0到最大静摩擦力，也就是静摩擦力最大只能等于最大静摩擦力，如果力矩变化过大，使得静摩擦力需要超过此范围，则此时支撑臂将无法保持平衡。因此，调节摩擦垫2434与收容腔248内表面之间的最大静摩擦力的大小，即可调节本发明实施例的力矩补偿的范围。

另外，第二支撑臂的转动时，摩擦垫与收容腔内表面会有相对运动。如果因摩擦垫与收容腔内表面的相对运动的摩擦使得摩擦垫被磨掉一部分，从而降低了摩擦垫与收容腔内表面的压力，导致摩擦垫失效，此时，只需转动摩擦垫固定螺母2436，使其朝向第一延伸部123运动时，挤压摩擦垫2434，即可使得摩擦垫2434与收容腔248内表面之间的压力恢复，从而不需要更换摩擦垫，可以大大提高平衡臂的工作寿命。

类似地，当推动第一支撑臂20使其向前运动到一定位置时，如图10(c)所示，此时第二弹簧阻尼器25被压缩，其上的压簧也被压缩，因此第二弹簧阻尼器25对第二支撑杆23产生推力F2。而第一弹簧阻尼器24被拉长，压簧伸长回复，因此第一弹簧阻尼器24对第一支撑杆22没有作用力。此时重力G对第一支撑臂20产生的力矩如标号为A4的箭头所示，而推力F2对第一支撑臂20产生的力矩如标号A3的箭头所示，这两个力矩方向是相反的，通过合理设置重力G和推力F2的大小以及该重力G和推力F2的力臂的大小，可以使得这两个力矩的大小大致相等。这样，这两个力矩可以相互平衡，从而使第一支撑臂20在该位置处于平衡状态，从而为其所支撑的元件提供稳定支撑。

另外，在工作过程中，当第一支撑臂20处于向前的不同的位置时，重力G和推力F2的力矩的大小可能不能总是保持相等，作用在第一支撑臂20上的力矩不一定仍然能保持平衡；或者，当使用过程中弹簧因为疲劳或其它因素导致其力值产生了衰减，此时，力F2的值会减小，因此，其力矩会减小，F1将无法平衡G，此时，第一支撑臂20也无法保持平衡。

因此，与前述第一支撑臂20处于向后的位置时类似，本发明的实施例的第二弹簧阻尼器25的结构可以与第一弹簧阻尼器24相同，其导杆上也设有相应的摩擦垫、螺纹和连接到螺纹的摩擦垫固定螺母。通过摩擦垫与导筒内表面的摩擦力对推力F2和重力G之间的力矩差自适应地进行补偿从而使得第一支撑臂20稳定支撑，并可以通过调节导筒上的弹簧调节螺母来调节对第二支撑杆的作用力F2的大小、通过调节摩擦垫固定螺母来调节摩擦垫与导筒内表面之间的最大静摩擦力的大小。其结构和补偿、调节过程与前文所述的第二支撑臂在向后运动状态下时第一弹簧阻尼器24的结构和补偿、调节过程相同或类似，在此不再赘述。

当第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25中的弹簧是拉簧时，第一支撑臂20的受力分析示意图如图11所示。可见，当第一支撑臂20向后转动时，第一弹簧阻尼器24被压缩，其上的拉簧缩短回复，因此对第一支撑杆22没有作用力，而第二弹簧阻尼器25被拉长，其上的拉簧被拉长，因此对第二支撑杆23产生拉力F1，拉力F1对第一支撑臂20的力矩为A1；当第一支撑臂20向前转动时，第二弹簧阻尼器25被压缩，其上的拉簧缩短回复，因此对第二支撑杆23没有作用力，而第一弹簧阻尼器24被拉长，其上的拉簧被拉长，因此对第一支撑杆22产生拉力F2，拉力F2对第一支撑臂20的力矩为A3。本实施例中其它的受力分析、弹簧阻尼器对重力G和力F1或F2的力矩之间的差值的自适应补偿、弹簧阻尼器对第一支撑杆或第二支撑杆的力的调节以及弹簧阻尼器中摩擦垫的调节均与弹簧阻尼器中为压簧时类似，在此不再赘述。

本发明实施例中，该第一支撑臂20中的第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25共同作用，即为当该第二支撑臂20处于向后的位置时提供了平衡其所支撑的元件的重力的作用力，也为当该第二支撑臂20处于向前的位置时提供了平衡其所支撑的元件的重力的作用力，可以使得该第一支撑臂20在前后方向的运动范围内的任意位置所受的力和力矩平衡，从而为其所支撑的元件提供稳定支撑，并且当用户操作时(即推动显示器或第一支撑臂20使其向前或向后运动时)，由于第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25的作用，使得只需很轻的力度即可推动该显示器或第一支撑臂20，很容易操作。

如图12和图13所示，本发明一个实施例中，第二支撑臂10包括第三支撑杆12、第四支撑杆13和第三弹簧阻尼器16。第三支撑杆12一端通过转动副与连接座11可转动地连接(用来连接的转动副的位置称为第五位置)，另一端通过转动副与顶座14可转动地连接(用来连接的转动副的位置称为第六位置)；第四支撑杆13一端通过转动副与连接座11可转动地连接(用来连接的转动副的位置称为第七位置)，另一端通过转动副与顶座14可转动地连接(用来连接的转动副的位置称为第八位置)。第三支撑杆12和第四支撑杆13分别与连接座11和顶座14连接的转动副的位置大致成一平行四边形，四个转动副在平行四边形的四个顶点位置。第三支撑杆12与第四支撑杆13大致平行。显示设备4连接在顶座14上。第三弹簧阻尼器16一端通过转动副连接到连接座11，另一端通过转动副连接到第三支撑杆12，详细描述如后。

如图12所示，本发明一个实施例中，第三支撑杆12和第四支撑杆13分别与连接座11和顶座14连接的转动副可以是由销轴110和各自对应的轴孔构成的转动副。第三支撑杆12一端设有轴孔121，连接座11的第二端上对应设有轴孔1105，销轴110穿过第三支撑杆12的轴孔121和连接座11的轴孔1105，将该第三支撑杆12的一端可转动地连接到连接座11上；第三支撑杆12的另一端设有轴孔122，顶座14上对应地设有轴孔141，销轴110穿过第三支撑杆12上的轴孔122和顶座14上的轴孔141，将该第三支撑杆12的另一端可转动地连接到顶座14上。第四支撑杆13一端设有轴孔131，连接座11的第二端上对应设有轴孔1106，销轴110穿过第四支撑杆13的轴孔131和连接座11的轴孔1106，将该第四支撑杆13的一端可转动地连接到连接座11上；第四支撑杆13的另一端设有轴孔132，顶座14上对应地设有轴孔142，销轴110穿过第四支撑杆13上的轴孔132和顶座14上的轴孔142，将该第四支撑杆13的另一端可转动地连接到顶座14上。

第三弹簧阻尼器16一端通过转动副可转动地连接到连接座11上，另一端通过转动副可转动地连接到第三支撑杆12上。本发明一个实施例中，该转动副可以是由销轴和轴孔构成的转动副。如图12所示，第三弹簧阻尼器16一端设有轴孔161，连接座11上对应设有轴孔1107，销轴1601穿过连接座11上的该轴孔1107和第三弹簧阻尼器16上的轴孔161将该第三弹簧阻尼器16的一端可转动地连接到连接座11上；第三弹簧阻尼器16的另一端设有轴孔162，第三支撑杆12上对应设有轴孔123，销轴1602穿过第三支撑杆12上的该轴孔123和第三弹簧阻尼器16上的轴孔162，将该第三弹簧阻尼器16的另一端可转动地连接到第二支撑杆12上。

本发明一个实施例中，第三弹簧阻尼器16的结构与前述实施例中的第一弹簧阻尼器24或第二弹簧阻尼器25相同或类似。如图13所示，第三弹簧阻尼器16可以包括导杆163、导筒164和弹簧167，导筒164包括一开口端，导杆163通过该开口端收容在导筒164中并可以相对导筒164沿轴向运动。导杆163的收容在导筒164中的延伸部上设有一摩擦垫166和与该延伸部螺纹连接的摩擦垫固定螺母169，以固定摩擦垫166，防止摩擦垫脱落。且与前述实施例中的第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25相同，调节该摩擦垫固定螺母169，可以调节摩擦垫166与导筒164之间的最大静摩擦力的大小。

弹簧167可以套设在导杆163和导筒164外，导杆163和导筒164沿轴向从弹簧167中间穿过。导杆163上凸设有法兰1631，弹簧167的一端抵接在法兰1631上；导筒164外表面上设有与该导筒164螺纹连接的弹簧调节螺母168，弹簧167的另一端抵接在该弹簧调节螺母168上。转动该弹簧调节螺母168，可以调节弹簧的变形量，从而调节该弹簧阻尼器对第三支撑杆12的力的大小。

本发明实施例中，该弹簧167可以是压簧，也可以是拉簧。当弹簧是拉簧时，该第三弹簧阻尼器16一端通过转动副可转动地连接到连接座11上，另一端通过转动副可转动地连接到第四支撑杆13上。

第二支撑臂10的受力分析示意图如图14所示，其中(a)为第三弹簧阻尼器16中的弹簧为压簧时的受力分析示意图，(b)为第三弹簧阻尼器16中的弹簧为拉簧时的受力分析示意图。

可见，与前述实施例中的第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25类似，第三弹簧阻尼器16对第三支撑杆12或第四支撑杆13产生作用力F5或F7，该力F5或F7对第二支撑臂10产生力矩A6或A8，用来平衡显示器的重力G1对第二支撑臂10的力矩A5或A6。当然，该力F5或F7本身还可以平衡重力G1本身。另外，第三弹簧阻尼器16中的导杆163的摩擦垫166与导筒164之间的摩擦力F6或F7也可以补偿因第一支撑臂在上下方向上转动到新的位置或因弹簧力值衰减等因素引起的力F5或F7与重力G之间的力矩的差，从而使第二支撑臂10处于平衡状态，为显示器提供稳定支撑。

第三弹簧阻尼器16的具体结构以及相关的工作原理、工作过程、对第三支撑杆12或第四支撑杆13的力的产生及调节、其中导杆163的摩擦垫166与导筒164之间的摩擦力的产生以及最大静摩擦力的调节均与前述实施例中的第一弹簧阻尼器24和第二弹簧阻尼器25相同或类似，在此不再赘述。

如图15所示，本发明一个实施例中，还可以包括第一支撑臂外壳和第二支撑臂外壳。第一支撑臂外壳包括第一外壳33和第二外壳34，第二支撑臂外壳包括第三外壳31和第四外壳32。第一外壳33和第二外壳34通过一对外壳固定盘30固定在第一支撑臂20上并包覆该第一支撑臂20，第三外壳31和第四外壳32通过另一对外壳固定盘30固定在第二支撑臂10上并包覆该第二支撑臂10。。

这样，通过该第二支撑臂，能够实现其支撑的显示器在上下方向的运动并使得该第二支撑臂在运动范围内的任意位置所受的力和力矩保持平衡，从而为显示器提供稳定的支撑。

当然，本发明一个实施例中，也可以不包括该第二支撑臂，显示器直接可转动地连接到连接座11上或通过顶座14直接可转动地连接到连接座11上。本实施例中，其它结构可以与前述各实施例的相应的结构相同，在此不再赘述。

本发明实施例中，第一支撑臂中的弹簧阻尼器在该第一支撑臂向前转动和向后转动时，均能为该第一支撑臂提供相应的作用力以平衡其所支撑的元件的重力，且当因该第一支撑臂的转动或者弹簧力值衰减等因素导致该第一支撑臂所受的力矩不平衡时，弹簧阻尼器中的导杆与导筒收容腔之间的静摩擦力可以对支撑臂所受的力矩进行自适应地补偿，从而使支撑臂仍然可以在向前和向后的转动范围内的任意位置保持平衡，对显示设备提供稳定支撑。通过第二支撑臂，能够实现其支撑的显示器在上下方向的运动并使得该第二支撑臂在运动范围内的任意位置所受的力和力矩保持平衡，从而为显示器提供稳定的支撑，且，由于弹簧阻尼器平衡了其所支撑的元件的重力，使得只需很轻的力度即可推动显示器或该支撑臂移动，操作力度轻。因此，本发明实施例的支撑装置，既能够实现显示器在前后方向的运动，也能够实现显示器在上下方向的运动，并能够在运动范围内的任意位置保持支撑装置所受的力和力矩的平衡，从而为显示设备提供稳定支撑，且操作力度轻，结构简单，工作稳定可靠，且不易失效，成本低。

以上通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。此外，以上多处所述的“一个实施例”表示不同的实施例，当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。

Claims (11)

1.一种显示设备支撑装置，包括，底座、第一支撑臂、连接座、第二支撑臂和顶座，其中：

所述第一支撑臂一端可转动地连接到所述底座上，另一端可转动地连接到所述连接座的第一端；所述第二支撑臂的一端可转动地连接到所述连接座的第二端，另一端可转动地连接到所述顶座；其中：

所述第一支撑臂包括第一支撑杆、第二支撑杆、第一弹簧阻尼器和第二弹簧阻尼器；所述第一支撑杆的一端可转动地连接到所述连接座，另一端可转动地连接到所述底座；所述第二支撑杆的一端可转动地连接到所述连接座，另一端可转动地连接到所述底座；

所述第一弹簧阻尼器一端可转动地连接到所述第一支撑杆或所述连接座，另一端可转动地连接到所述底座；所述第二弹簧阻尼器一端可转动地连接到所述第二支撑杆或所述连接座，另一端可转动地连接到所述底座；其中所述第一弹簧阻尼器的纵轴与所述第一支撑杆的纵轴成一夹角；所述第二弹簧阻尼器的纵轴与所述第二支撑杆的纵轴成一夹角。

2.如权利要求1所述的支撑装置，其特征在于：所述第一弹簧阻尼器包括导筒、导杆和弹簧，所述弹簧一端抵接在所述导筒上，另一端抵接在所述导杆上；所述导筒一端可转动地连接在所述底座上，另一端凹设一收容腔；所述导杆包括一连接端和从所述连接端延伸出的延伸部，所述连接端可转动地连接在所述第一支撑杆上或所述连接座上，所述延伸部与所述收容腔配合，收容于所述收容腔中，且可相对于导筒在所述收容腔中沿收容腔轴线方向运动；所述延伸部与所述收容腔之间可以产生摩擦力。

3.如权利要求1所述的支撑装置，其特征在于：所述第二弹簧阻尼器包括导筒、导杆和弹簧，所述弹簧一端抵接在所述导筒上，另一端抵接在所述导杆上；所述导筒一端可转动地连接在所述底座上，另一端凹设一收容腔；所述导杆包括一连接端和从所述连接端延伸出的延伸部，所述连接端可转动地连接在所述第二支撑杆上或所述连接座上，所述延伸部与所述收容腔配合，收容于所述收容腔中，且可相对于导筒在所述收容腔中沿收容腔轴线方向运动；所述延伸部与所述收容腔之间可以产生摩擦力。

4.如权利要求2或3所述的支撑装置，其特征在于：所述延伸部上包括摩擦垫，所述摩擦垫与所述收容腔的内表面抵压接触。

5.如权利要求4所述的支撑装置，其特征在于：所述延伸部末端设有螺纹，所述螺纹上螺纹连接有摩擦垫固定螺母，以固定所述摩擦垫。

6.如权利要求2或3所述的支撑装置，其特征在于：所述导筒外表面设有螺纹，所述螺纹上螺纹连接有弹簧调节螺母，所述弹簧的一端抵接在所述弹簧调节螺母上。

7.如权利要求2或3所述的支撑装置，其特征在于：所述导杆的连接端具有螺纹，所述螺纹上螺纹连接有弹簧调节螺母，所述弹簧的一端抵接在所述弹簧调节螺母上。

8.如权利要求1所述的支撑装置，其特征在于：

所述第二支撑臂包括第三支撑杆、第四支撑杆和第三弹簧阻尼器；所述第三支撑杆的一端可转动地连接到所述连接座，另一端可转动地连接到所述顶座；所述第四支撑杆的一端可转动地连接到所述连接座，另一端可转动地连接到所述顶座；

所述第三弹簧阻尼器一端可转动地连接到所述连接座，另一端可转动地连接到所述第三支撑杆或第四支撑杆。

9.如权利要求8所述的支撑装置，其特征在于：所述第三弹簧阻尼器包括导筒、导杆和弹簧，所述弹簧一端抵接在所述导筒上，另一端抵接在所述导杆上；所述导筒一端可转动地连接在所述连接座上，另一端凹设一收容腔；所述导杆包括一连接端和从所述连接端延伸出的延伸部，所述连接端可转动地连接在所述第三支撑杆或第四支撑杆上，所述延伸部与所述收容腔配合，收容于所述收容腔中，且可相对于导筒在所述收容腔中沿收容腔轴线方向运动；所述延伸部与所述收容腔之间可以产生摩擦力。

10.一种显示设备支撑装置，包括，底座、第一支撑臂和连接座，其中：

所述第一支撑臂一端可转动地连接到所述底座上，另一端可转动地连接到所述连接座；其中：

所述第一支撑臂包括第一支撑杆、第二支撑杆、第一弹簧阻尼器和第二弹簧阻尼器；所述第一支撑杆的一端可转动地连接到所述连接座，另一端可转动地连接到所述底座；所述第二支撑杆的一端可转动地连接到所述连接座，另一端可转动地连接到所述底座；

所述第一弹簧阻尼器一端可转动地连接到所述第一支撑杆，另一端可转动地连接到所述底座；所述第二弹簧阻尼器一端可转动地连接到所述第二支撑杆，另一端可转动地连接到所述底座；其中所述第一弹簧阻尼器的纵轴与所述第一支撑杆的纵轴成一夹角；所述第二弹簧阻尼器的纵轴与所述第二支撑杆的纵轴成一夹角。

11.一种超声诊断仪，包括主机、控制面板和显示设备，所述控制面板设置在所述主机上，其特征在于：还包括如权利要求1至10中任意一项所述的显示设备支撑装置，所述显示设备支撑装置一端连接到所述显示设备，另一端连接到所述主机或所述控制面板。

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