CN103507565B - 一种制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动装置，用于对底部安装有支撑滚轮的可移动物体进行制动，制动装置包括：制动板、制动轴、传动机构以及滑动轴，制动轴以平行于可移动物体的支撑平面的方式被安装到可移动物体并且能够围绕其自身的中心轴线进行转动，制动板固定到制动轴以使得当制动板受到向下的压力时能够带动制动轴沿第一方向围绕中心轴线转动，滑动轴以垂直于可移动物体的支撑平面的方式被安装到可移动物体并且能够进行上下运动，传动机构连接在制动轴与滑动轴之间以将制动轴沿第一方向的转动传递给滑动轴，从而驱动滑动轴向下运动至接触支撑平面并使得支撑滚轮被抬离支撑平面而由滑动轴来支撑可移动物体。根据本发明的制动装置结构简单、省力且易于操作。

Description

一种制动装置

技术领域

本发明涉及一种制动装置。

背景技术

在手术室中，C型臂需要频繁地移动，包括在手术室内移动以及在手术过程中调节位置。每次C型臂移动时，都需要松开制动器以使C型臂能够自由移动，并在手术期间锁上制动器以保证C型臂的固定。这需要一种更安全、更易于操作制动器的机构，锁上和松开制动器的力均需要在逻辑范围内，以减小操作者的工作负担并提高制动器系统的可靠性，同时，制动器的力需要足够大以确保其安全性。

在用户调整C型臂期间，他们站在主框架周围的任何位置，每当调整时，需要锁上以及松开制动器，这需要提供一种用以容易地在主框架的两侧以及后面的位置进行操作以方便用户的制动器机构。一些制动器系统位于主框架的侧面并且靠近前端，操作者需要移动到特定的位置才能执行操作。

由于在手术期间需要频繁地移动制动器系统，摩擦表面容易损坏，这会导致制动器故障。这要求提供一种持久耐用的制动器机构以确保产品的安全性并且在使用寿命之内不会发生问题。

发明内容

为了解决上述问题中的一个或多个，本发明提供一种新型的制动装置，该装置不仅可以应用于装载有手术用C型臂的基座，还可应用于其它任何可移动物体。

根据本发明的一方面，提供一种制动装置，其安装在可移动物体上，用于对底部安装有支撑滚轮的所述可移动物体进行制动，所述制动装置包括：制动板、制动轴、传动机构以及滑动轴，所述制动轴以平行于可移动物体的支撑平面的方式被安装到所述可移动物体并且能够围绕其自身的中心轴线进行转动，所述制动板固定到所述制动轴以使得当所述制动板受到向下的压力时能够带动所述制动轴沿第一方向围绕所述中心轴线转动，所述滑动轴以垂直于可移动物体的支撑平面的方式被安装到所述可移动物体并且能够进行上下运动，所述传动机构连接在所述制动轴与所述滑动轴之间以将所述制动轴沿第一方向的转动传递给所述滑动轴，从而驱动所述滑动轴向下运动至接触支撑平面并使得所述支撑滚轮被抬离支撑平面而由所述滑动轴来支撑所述可移动物体。

根据本发明的一个实施例，所述制动装置还包括去制动板，所述去制动板固定到所述制动轴以使得当所述去制动板受到向下的压力时能够带动所述制动轴沿与第一方向相反的第二方向围绕所述中心轴线转动，所述传动机构将所述制动轴沿第二方向的转动传递给所述滑动轴，从而驱动所述滑动轴向上运动至所述支撑滚轮落到支撑平面上而由所述支撑滚轮来支撑所述可移动物体。

根据本发明的一个实施例，所述制动装置还包括复位弹簧，所述复位弹簧的一端连接在可移动物体上，另一端连接到所述滑动轴。

根据本发明的一个实施例，所述传动机构包括：第一杆、第二杆、第三杆以及第四杆，所述第一杆的第一端固定到所述制动轴，所述第一杆的第二端与所述第二杆的第一端枢轴地连接，所述第二杆的第二端与所述第三杆的第一端以及所述第四杆的第一端枢轴地连接在一起，所述第三杆的第二端枢轴地安装到所述可移动物体，所述第四杆的第二端枢轴地连接到所述滑动轴，并且其中所述第一杆、第二杆、第三杆、第四杆以及所述滑动轴位于垂直于所述制动轴的同一平面内。

根据本发明的一个实施例，所述第一杆、第二杆、第三杆以及可移动物体一起组成铰链四杆结构，所述第三杆、第四杆以及滑动轴一起组成曲柄滑块结构。

根据本发明的一个实施例，第一杆、第二杆、第三杆、第四杆以及所述滑动轴被配置为使得：

当所述制动轴沿第一方向转动时，所述第一杆被该转动带动从而也沿第一方向转动，第一杆的该转动由第二杆传递给第三杆和第四杆，使得第三杆围绕与可移动物体的枢接点也进行转动，第三杆的该转动驱动第四杆进行运动，从而使得所述滑动轴在第四杆的带动下向下运动；以及

当所述制动轴沿第二方向转动时，所述第一杆被该转动带动从而也沿第二方向转动，第一杆的该转动由第二杆传递给第三杆和第四杆，使得第三杆围绕与可移动物体的枢接点也进行转动，第三杆的该转动驱动第四杆进行运动，从而使得所述滑动轴在第四杆的带动下向上运动。

根据本发明的一个实施例，所述曲柄滑块结构为偏置曲柄滑块结构，其中所述滑动轴充当偏置曲柄滑块结构的滑块。

根据本发明的一个实施例，所述传动机构还包括限动结构，用于在所述滑动轴向下运动至将支撑滚轮抬离支撑平面适当距离时禁止所述制动轴继续沿第一方向进行转动，从而保持所述滑动轴不动。

根据本发明的一个实施例，在所述第二杆的第二端与所述第三杆的第一端以及所述第四杆的第一端的枢接点处布置有限动环，所述限动环被配置为在所述滑动轴向下运动至将支撑滚轮抬离支撑平面适当距离时禁止所述第三杆继续沿第一方向进行转动，保持所述滑动轴不动。

根据本发明的一个实施例，所述滑动轴向下运动至将支撑滚轮抬离支撑平面所述适当距离时所述限动环被所述滑动轴的支架阻挡，使得所述限动环无法再转动，从而禁止了所述第三杆沿第一方向的继续转动。

根据本发明的一个实施例，所述制动板包括两个所述制动板，所述两个制动板分别在可移动物体的两侧固定到所述制动轴。

根据本发明的一个实施例，所述去制动板包括两个所述去制动板，所述两个去制动板分别在可移动物体的两侧固定到所述制动轴。

根据本发明的一个实施例，所述传动机构包括两个所述传动机构，并且所述滑动轴包括两个所述滑动轴，其中每个所述传动机构连接在一个所述滑动轴与所述制动轴之间。

根据本发明的一个实施例，所述可移动物体为装载在底部带有滚轮的基座上的C型臂。

根据本发明的一个实施例，所述制动板为脚踏板。

根据本发明的一个实施例，所述去制动板为脚踏板。

根据本发明的制动装置易于操作且成本较低。由于在该制动装置中采用铰链四杆结构以及曲柄滑块结构作为传动机构，采用较小的力即可实现制动和去制动，从而减轻了操作者的负担，改进了产品的安全性和可靠性。另外，由于将制动板和去制动板布置在可移动物体的两侧的适当位置，因此操作者站在可移动物体的几乎任何位置都可以进行制动和去制动操作，避免了将制动板和去制动板置于移动物体后侧给操作者带来的不方便，同时还节省了空间。

附图说明

为了对本公开内容更透彻的理解，下面参考结合附图所进行的下列描述，在附图中：

图1示出根据本发明的实施例的安装在可移动物体上的制动装置的外观示意图；

图2示出根据本发明的实施例的处于制动过程中的制动装置的截面图；

图3示出根据本发明的实施例的处于制动过程中的制动装置的一部分部件的截面图；

图4示出根据本发明的实施例的处于去制动过程中的制动装置的截面图；

图5示出根据本发明的实施例的处于去制动过程中的制动装置的一部分部件的截面图；

图6示出根据本发明的实施例的包括分别位于两侧的两个制动板和去制动板、两个传动机构以及两个滑动轴的制动装置的示意图；

图7示出根据本发明的实施例的安装在装载有C型臂的基座上的制动装置的平视图；以及

图8示出根据本发明的实施例的安装在装载有C型臂的基座上的制动装置的底视图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，但本发明并不限于下述具体实施例。

下面将结合附图1-8对根据本发明的制动装置进行说明。如图中所示，制动装置安装在可移动物体1(图1)上。可移动物体1的底部安装有支撑滚轮2(图1)。制动装置包括：制动板3、制动轴4、传动机构6(图1)以及滑动轴5。制动轴4以平行于可移动物体1的支撑平面(即可移动物体置于其上的、支撑可移动物体的平面，例如地面或桌面等，在图中未示出)的方式被安装到可移动物体2，并且能够围绕其自身的中心轴线(沿轴的长度方向)进行转动。制动板3固定到制动轴4，以使得当制动板3受到向下的压力(例如操作者用手或脚向下按压制动板3)时能够带动制动轴4沿第一方向(如图2中的弯曲箭头方向所示)围绕中心轴线转动。滑动轴5以垂直于可移动物体1的支撑平面的方式被安装到可移动物体1并且能够进行上下运动，以便在制动时从可移动物体1下方伸出，而在去制动时从可移动物体1下方缩回。在非制动状态下，滑动轴5是不接触支撑平面的，由支撑滚轮2来支撑可移动物体1的重量。在制动状态下，滑动轴5接触支撑平面，并将支撑滚轮抬离支撑平面，从而由滑动轴5来支撑可移动物体1的重量。传动机构6连接在制动轴4与滑动轴5之间，以将制动轴4的转动传递给滑动轴5，从而驱动滑动轴向上或向下运动。

在制动轴4上与制动板3相对地还布置有去制动板7。去制动板7固定到制动轴4，以使得当去制动板7受到向下的压力时能够带动制动轴4沿与第一方向相反的第二方向(如图4中的弯曲箭头所示的方向)围绕中心轴线转动。

在以上和以下说明以及附图中，将第一方向定义为顺时针方向，而将第二方向定义为逆时针方向。应当理解，也可以将第一方向定义为逆时针方向，而将第二方向定义为顺时针方向，同时改变传动机构6的布置以实现制动和去制动。

在图2和3以及图4和5中清楚地示出了传动机构6的具体结构。在该实施例中，传动机构6包括：第一杆61、第二杆62、第三杆63以及第四杆64。第一杆61的第一端固定到制动轴4，第一杆61的第二端与第二杆62的第一端枢轴地连接，第二杆62的第二端与第三杆63的第一端以及第四杆64的第一端枢轴地连接在一起，第三杆63的第二端枢轴地安装到可移动物体1，第四杆64的第二端枢轴地连接到滑动轴5，并且其中第一杆61、第二杆62、第三杆63、第四杆64以及滑动轴5位于垂直于制动轴4的同一平面内。第一杆61、第二杆62、第三杆63以及可移动物体1一起组成铰链四杆结构，其中可移动物体1充当铰链四杆结构的机架。另外，第三杆63、第四杆64以及滑动轴5一起组成曲柄滑块结构，其中滑动轴5充当曲柄滑块结构的滑块。由图2-5可以看出，该曲柄滑块结构为偏置曲柄滑块结构。

虽然在附图中以及在以上和以下说明中将制动装置描述为在可移动物体1的两侧分别安装有一副制动板3、去制动板7、传动结构6以及滑动轴5，且两副装置共用一个制动轴4，但是可理解的是，可以只在可移动物体1的任一侧上安装一副上述装置。

下面参考图2和3对制动装置的制动过程加以说明。当任一侧的制动板3被向下按压时，制动板3带动制动轴4沿顺时针方向(第一方向)转动，固定到制动轴4的第一杆61也被带动而沿第一方向转动。在由第一杆61、第二杆62、第三杆63以及可移动物体1一起组成的铰链四杆结构中，第一杆61的沿第一方向的转动带动第二杆62和第三杆63的运动。如图2中所示，第三杆63被带动得围绕与可移动物体1的枢接点同样沿第一方向转动。在由第三杆63、第四杆64以及滑动轴5一起组成的曲柄滑块结构中，第三杆63的沿第一方向的转动导致第四杆64驱动滑动轴5沿垂直于支撑平面(未示出)的方向向下运动。其中，适当地设计第一～第四杆61-64以及滑动轴的长度和定位，使得当制动板3受到向下的按压时滑动轴5被制动轴4和传动机构6向下驱动至接触支撑平面且至少将支撑滚轮2抬离支撑平面适当的距离(例如1-2mm)，从而使得支撑滚轮2悬空，改由滑动轴5来支撑可移动物体1的重量。由于支撑滚轮2悬空，因此可移动物体无法再继续滚动，从而实现了对可移动物体1的制动。

在一实施例中，传动机构6还可以包括一限动结构，用于在滑动轴5向下运动至将支撑滚轮2抬离支撑平面适当距离时禁止制动轴4继续沿第一方向进行转动，从而保持滑动轴5不动。在图3中示出了该限动结构的一个示例，即在第二杆62的第二端与第三杆63的第一端以及第四杆64的第一端的枢接点处布置有一限动环11，限动环11被配置为在滑动轴5向下运动至将支撑滚轮2抬离支撑平面适当距离时禁止第三杆63继续沿第一方向进行转动，保持滑动轴5不动。在图3的实施例中，滑动轴5向下运动至将支撑滚轮2抬离支撑平面所述适当距离时限动环11被滑动轴5的支架9阻挡，使得限动环11无法再转动，从而禁止了第三杆63、继而禁止了制动轴4沿第一方向的继续转动。

下面参考图4-5来对制动装置的去制动过程加以说明。当任一侧的去制动板7被向下按压时，去制动板7带动制动轴4沿逆时针方向(第二方向)转动，固定到制动轴4的第一杆61也被带动而沿第二方向转动。在由第一杆61、第二杆62、第三杆63以及可移动物体1一起组成的铰链四杆结构中，第一杆61的沿第二方向的转动带动第二杆62和第三杆63的运动。如图4中所示，第三杆63被带动得围绕与可移动物体1的枢接点同样沿第二方向转动。在由第三杆63、第四杆64以及滑动轴5一起组成的曲柄滑块结构中，第三杆63的沿第二方向的转动导致第四杆64驱动滑动轴5沿垂直于支撑平面(未示出)的方向向上运动。其中，适当地设计第一～第四杆61-64以及滑动轴的长度和定位，使得当去制动板7受到向下的按压时滑动轴5被制动轴4和传动机构6向上驱动为至少回到初始位置，从而使得支撑滚轮2落到支撑平面，从而由支撑滚轮2来支撑可移动物体1的重量。由于支撑滚轮2落到了支撑平面上，因此可以自由滚动，可移动物体1从而可以藉由支撑滚轮2的滚动而自由移动。这样就实现了去制动。

在图5的实施例中还示出了布置在第四杆64与滑动轴5的枢接点处的限动装置10。当滑动轴5返回到初始位置(即非制动状态下的位置)时，限动装置10恰好被滑动支架9所阻挡，禁止滑动轴5继续向上运动，从而把滑动轴5保持在该初始位置。

另外，如图1、2、4、5和6中所示，制动装置还可以包括复位弹簧8。复位弹簧8的一端连接到滑动支架9，另一端连接到滑动轴5。在制动过程中，当滑动轴5向下运动时复位弹簧8被拉伸。当由于去制动板7被按压而触发去制动过程时，复位弹簧8的拉力辅助滑动轴5回复到初始位置。

此外，在根据本发明的制动装置中，在各个摩擦表面处使用IGES轴承，以增强耐磨性。

虽然在图7和8中将可移动物体描述为装载在底部带有滚轮的基座上的C型臂，但应当理解，本发明的制动装置适用于任何其它可移动物体。

根据本发明的制动装置易于操作且成本较低。由于在该制动装置中采用铰链四杆结构以及曲柄滑块结构作为传动机构，采用较小的力即可实现制动和去制动，从而减轻了操作者的负担，改进了产品的安全性和可靠性。另外，由于将制动板和去制动板布置在可移动物体的两侧的适当位置，因此操作者站在可移动物体的几乎任何位置都可以进行制动和去制动操作，避免了将制动板和去制动板置于移动物体后侧给操作者带来的不方便，同时还节省了空间。此外，IGES轴承的使用增强了装置的耐磨性和可靠性。

虽然上述已经结合附图描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种改变、修改和等效替代。这些改变、修改和等效替代都意为落入随附的权利要求所限定的精神和范围之内。

Claims (15)

1.一种制动装置，其安装在可移动物体上，用于对底部安装有支撑滚轮的所述可移动物体进行制动，所述制动装置包括：制动板、制动轴、传动机构以及滑动轴，所述制动轴以平行于可移动物体的支撑平面的方式被安装到所述可移动物体并且能够围绕其自身的中心轴线进行转动，所述制动板固定到所述制动轴以使得当所述制动板受到向下的压力时能够带动所述制动轴沿第一方向围绕所述中心轴线转动，所述滑动轴以垂直于可移动物体的支撑平面的方式被安装到所述可移动物体并且能够进行上下运动，所述传动机构连接在所述制动轴与所述滑动轴之间以将所述制动轴沿第一方向的转动传递给所述滑动轴，从而驱动所述滑动轴向下运动至接触支撑平面并使得所述支撑滚轮被抬离支撑平面而由所述滑动轴来支撑所述可移动物体；

所述传动机构包括：第一杆、第二杆、第三杆以及第四杆，所述第一杆的第一端固定到所述制动轴，所述第一杆的第二端与所述第二杆的第一端枢轴地连接，所述第二杆的第二端与所述第三杆的第一端以及所述第四杆的第一端枢轴地连接在一起，所述第三杆的第二端枢轴地安装到所述可移动物体，所述第四杆的第二端枢轴地连接到所述滑动轴，并且其中所述第一杆、第二杆、第三杆、第四杆以及所述滑动轴位于垂直于所述制动轴的同一平面内。

2.如权利要求1所述的制动装置，还包括去制动板，所述去制动板固定到所述制动轴以使得当所述去制动板受到向下的压力时能够带动所述制动轴沿与第一方向相反的第二方向围绕所述中心轴线转动，所述传动机构将所述制动轴沿第二方向的转动传递给所述滑动轴，从而驱动所述滑动轴向上运动至所述支撑滚轮落到支撑平面上而由所述支撑滚轮来支撑所述可移动物体。

3.如权利要求2所述的制动装置，还包括复位弹簧，所述复位弹簧的一端连接在可移动物体上，另一端连接到所述滑动轴。

4.如权利要求1或2所述的制动装置，其中，所述第一杆、第二杆、第三杆以及可移动物体一起组成铰链四杆结构，所述第三杆、第四杆以及滑动轴一起组成曲柄滑块结构。

5.如权利要求1或2所述的制动装置，其中，第一杆、第二杆、第三杆、第四杆以及所述滑动轴被配置为使得：

当所述制动轴沿第一方向转动时，所述第一杆被该转动带动从而也沿第一方向转动，第一杆的该转动由第二杆传递给第三杆和第四杆，使得第三杆围绕与可移动物体的枢接点也进行转动，第三杆的该转动驱动第四杆进行运动，从而使得所述滑动轴在第四杆的带动下向下运动；以及

当所述制动轴沿第二方向转动时，所述第一杆被该转动带动从而也沿第二方向转动，第一杆的该转动由第二杆传递给第三杆和第四杆，使得第三杆围绕与可移动物体的枢接点也进行转动，第三杆的该转动驱动第四杆进行运动，从而使得所述滑动轴在第四杆的带动下向上运动。

6.如权利要求4所述的制动装置，其中，所述曲柄滑块结构为偏置曲柄滑块结构，其中所述滑动轴充当偏置曲柄滑块结构的滑块。

7.如权利要求1所述的制动装置，其中，所述传动机构还包括限动结构，用于在所述滑动轴向下运动至将支撑滚轮抬离支撑平面适当距离时禁止所述制动轴继续沿第一方向进行转动，从而保持所述滑动轴不动。

8.如权利要求1或2所述的制动装置，其中，在所述第二杆的第二端与所述第三杆的第一端以及所述第四杆的第一端的枢接点处布置有限动环，所述限动环被配置为在所述滑动轴向下运动至将支撑滚轮抬离支撑平面适当距离时禁止所述第三杆继续沿第一方向进行转动，保持所述滑动轴不动。

9.如权利要求8所述的制动装置，其中，所述滑动轴向下运动至将支撑滚轮抬离支撑平面所述适当距离时所述限动环被所述滑动轴的支架阻挡，使得所述限动环无法再转动，从而禁止了所述第三杆沿第一方向的继续转动。

10.如权利要求1所述的制动装置，其中，所述制动板包括两个所述制动板，所述两个制动板分别在可移动物体的两侧固定到所述制动轴。

11.如权利要求2所述的制动装置，其中，所述去制动板包括两个所述去制动板，所述两个去制动板分别在可移动物体的两侧固定到所述制动轴。

12.如权利要求1所述的制动装置，其中，所述传动机构包括两个所述传动机构，并且所述滑动轴包括两个所述滑动轴，其中每个所述传动机构连接在一个所述滑动轴与所述制动轴之间。

13.如权利要求1所述的制动装置，其中，所述可移动物体为装载在底部带有滚轮的基座上的C型臂。

14.如权利要求1所述的制动装置，其中，所述制动板为脚踏板。

15.如权利要求2所述的制动装置，其中，所述去制动板为脚踏板。