CN106019549B - 手术显微镜连接结构以及具有该连接结构的手术显微镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手术显微镜连接结构，包括：具有一纵向轴线的内管，在该内管的一端的形成有螺纹；支承环，所述支承环通过螺纹接合在所述内管的所述一端和/或通过支承环固定件固定在所述内管的所述一端，该支承环的外径大于所述内管的外径，并且所述支承环具有与所述纵向轴线垂直的环形支承面；以及外管，该外管同轴地套接在所述内管的外部，该外管的内表面形成有与所述纵向轴线垂直的环形的台阶面，该台阶面的外径大于或等于所述支承环的外径，并且该台阶面的内径小于所述支承环的外径，从而所述台阶面能够抵靠着所述支承环的支承面被支承。本发明还涉及该连接结构的连接方法、具有该连接结构的手术显微镜以及组装该手术显微镜的方法。

Description

手术显微镜连接结构以及具有该连接结构的手术显微镜

技术领域

本发明涉及一种特别是用于手术显微镜的连接结构，该连接结构能够实现快速连接，并且允许缆线穿过。

背景技术

在手术显微镜、例如中国发明专利CN 202432194U披露的手术显微镜中，悬挂臂本身可如双箭头A3所示在竖直平面内上下摆动，并用于悬吊手术显微镜及驱动手术显微镜移动的X-Y水平移动机构。图1a是上述发明专利所披露的手术显微镜的整体示意图，图1b是图1a中所示的手术显微镜的悬挂臂和X-Y水平移动机构的连接部分的示意图。如图1b所示，在现有的手术显微镜中，通常采用这样的设计：在悬挂臂的摆动端上设置有孔，将悬挂X-Y水平移动机构和显微镜本体的轴穿过该孔并由安装帽固定该轴，以防止该轴脱落。该结构由于采用轴和安装帽配合的轴向固定方式，因此无法将线缆隐藏在轴中，这样容易造成线缆的占用额外的空间并由于暴露而易于损坏；并且在拆装维护过程中，维护工作人员需要托着显微镜及X-Y水平移动机构直至安装完成，这可能需要多于一个的维护工作人员；此外，如果安装帽发生松动，使用者很可能无法察觉，而由此产生导致显微镜坠落的风险。

发明内容

本发明的目的为克服至少上述缺陷的至少其中之一。

为此，本发明提出一种连接结构，其包括：具有一纵向轴线的内管，在该内管的一端的形成有螺纹；支承环，所述支承环通过螺纹接合在所述内管的所述一端和/或通过支承环固定件固定在所述内管的所述一端，该支承环的外径大于所述内管的外径，并且所述支承环具有与所述纵向轴线垂直的环形支承面；以及外管，该外管同轴地套接在所述内管的外部，该外管的内表面形成有与所述纵向轴线垂直的环形的台阶面，该台阶面的外径大于或等于所述支承环的外径，并且该台阶面的内径小于所述支承环的外径，从而所述台阶面能够抵靠着所述支承环的支承面被支承。

根据上述连接构造，通过内管、外管以及支承环组合能够提供结构简单的安全连接，限制内管和外管的轴向移动并且允许二者之间的相对转动；并且在采用该连接结构的情况下，线缆等部件能够隐蔽地由内管的内部空间穿过。

优选的是，所述外管包括同轴的第一外管件和第二外管件，所述第二外管件可置入第一外管件并抵接所述第一外管件的内壁，并且所述第二外管件的端面形成所述外管的台阶面。或者，所述第一外管件具有容纳第二外管件的凹槽。更优选的是，所述第二外管件为金属滑动轴承。特别有利的是，所述第二外管件或所述外管的台阶面由具有自润滑功能的金属制造。

关于内管和支承环之间的安装结构，优选的是在内管的一端形成有外螺纹，在支承环上形成可与所述外螺纹相接合的内螺纹；可选的是，在内管的一端形成有内螺纹，在支承环上形成可与所述内螺纹相接合的螺纹。

支承环固定件优选为螺钉；同时在所述内管的所述一端的端面上设置有螺纹孔，在所述支承环上设置有固定安装孔，所述螺钉穿过所述固定安装孔并旋入所述螺纹孔，从而将所述支承环固定在所述内管上。优选的是，沿所述支承环的圆周方向分布有多个固定安装孔。在这种情况下，内管的所述一端的端面上可以设有与所述固定安装孔对应的多个螺纹孔，所述支承环固定件为多个螺钉。

本发明的连接结构优选还包括限位结构，该限位结构包括设置在所述外管上的第一限位件以及设置在所述内管上的第二限位件，其中，通过使所述第一限位件和所述第二限位件接触而将所述外管和所述内管限制成仅能在一定的角度范围内相对转动。优选地，所述第一限位件是由外向内穿过所述外管的限位螺钉，所述第二限位件是所述内管外表面上的凸起。进一步优选地，所述内管的外壁形成有沿圆周方向延伸的凹槽，所述凸起形成在所述凹槽内。特别有利的是，所述限位螺钉的一端在限位螺钉由外向内穿过所述外管后位于凹槽内。

本发明的连接结构优选还包括锁定螺栓，该锁定螺栓能由外向内穿过所述外管并且该锁定螺栓的末端能够抵接在所述内管的外周面上，使得能通过该锁定螺栓的末端与所述内管的外表面之间的摩擦力来阻止内管和外管的相对转动。

为了将外管与其他部件相连，本发明的连接结构优选在与所述外管连接的手术显微镜部件(或该部件的连接件)的一端设置突出的销部，在所述外管的一端设置有用于接合所述销部的卡槽，所述卡槽包括沿所述外管的轴向延伸的第一段和沿所述外管的周向延伸的第二段，其中所述第一段形成能够沿轴向接收所述销部的开口，所述第二段形成能够防止销部轴向移动的槽。

此外，所述手术显微镜连接结构还包括安全螺丝，所述安全螺丝从径向穿过外管的一端，锁定外管和与外管连接的手术显微镜部件(或该部件的连接件)之间的连接。

根据本发明的另一方面，还提供一种手术显微镜，其中，手术显微镜的悬挂臂与手术显微镜的另一部件借助于前述的手术显微镜连接结构相连接。所述手术显微镜还包括线缆，该线缆穿过所述内管和外管的中心并与所述显微镜本体相连接。

在所述外管的一端设置有卡槽，与所述外管相连接的手术显微镜的所述另一部件具有与所述卡槽相配合的两个或更多个突出的销部，所述销部与所述外管的卡槽相接合。

根据本发明的再一方面，还提供一种连接如前所述的连接结构的方法，该方法包括以下步骤：

将内管插入外管中，使得所述外管同轴地套接在所述内管的外部；以及

使所述支承环以螺纹连接方式接合在所述内管的一端上，以使得外管的台阶面能够抵靠着所述支承环的支承面被支承。

优选的是，该方法还包括提供限位结构，该限位结构包括设置在所述外管上的第一限位件以及设置在所述内管上的第二限位件；以及使第一限位件由外向内穿过所述外管，使得在外管相对内管转动到一定角度时第一限位件抵靠接触所述第二限位件并阻止内管和外管相对进一步转动，从而将所述外管和所述内管限制成仅能在一定的角度范围内相对转动。

优选的是，该方法还包括提供锁定螺栓，使所述锁定螺栓由外向内穿过所述外管并使该锁定螺栓的末端抵接在所述内管的外周面上，从而能通过该锁定螺栓的末端与所述内管的外表面之间的摩擦力来阻止内管和外管的相对转动。

根据本发明的又一方面，还提供一种组装手术显微镜的悬挂臂和X-Y水平移动机构或手术显微镜本体的方法，该方法包括：

提供如前所述的手术显微镜连接结构；

将所述手术显微镜连接结构中的内管或外管与所述悬挂臂或与用于悬挂臂的连接件相连接；以及

将所述手术显微镜连接结构中的外管或内管与所述X-Y水平移动机构或与手术显微镜本体或与用于X-Y水平移动机构的连接件或与用于手术显微镜本体的连接件相连接，

其中，采用根据前述方法连接所述手术显微镜连接结构。

优选地，该方法还包括将线缆穿过所述内管并与所述手术显微镜本体相连接。

附图说明

下面参照附图详细说明本发明的优选实施例，其中：

图1a是作为示例的现有技术的手术显微镜的示意图；

图1b是图1a中所示的手术显微镜的悬挂臂和X-Y水平移动机构或显微镜本体的连接部分的示意图；

图2是本发明的手术显微镜的连接结构完成装配后连接悬挂臂和X-Y水平移动机构的示意图；

图3是本发明的手术显微镜的连接结构分解图；以及

图4是发明的手术显微镜连接结构分解图的局部放大图。

图5是本发明的连接结构的剖视图。

图6是发明的手术显微镜X-Y水平移动机构。

图7是发明的手术显微镜连接结构完成装配后的局部放大图和安全螺丝位置示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的示例性实施例。文中描述的和附图示出的示例性实施例旨在教导本发明的原理，使本领域技术人员能够在若干不同环境中和对于若干不同应用实施和使用本发明。因此，示例性实施例并不意在、并且不应该被认为是对专利保护的范围的限制性描述。相反，专利保护的范围由所附的权利要求来限定。

图2示出了本发明的手术显微镜的部分装配图。图中上方的内管1上端连接手术显微镜的悬挂臂，而图中的外管2下端则连接手术显微镜的X-Y水平移动机构200，或连接显微镜本体(图中未示出)。

图3和图4示出了本发明的手术显微镜的连接结构100分解图，图5示出了本发明的连接结构100的剖视图。

下面将详细说明包括内管1和外管2的连接结构100。同时参照图3、图4和图5，内管1具有适于插入外管2的外径；当外管2套在内管1外部时，二者之间能够相对转动。支承环6的作用是防止外环从内环上脱落滑下。该支承环6具有内螺纹，并且能够接合内管1下端的外螺纹；此外，并且该支承环6的外径大于内管1的外径，从而形成与自身轴线垂直并面向上方的环形支承面。为使外管2能够被支承在该支承环6上，在该外管2的内表面形成有环形的台阶面，该台阶面的内径小于支承环6的外径，从而台阶面能够抵靠支承环6的支承面；另外，该台阶面的外径大于或等于支承环6的外径，从而使得外管2的下端能够越过支承环6而连接X-Y水平移动机构200。在组装该连接结构100时，首先将外管2套在内管1外，并且使内管1的螺纹端露在外管2外部，随后将内管1下端的外螺纹和支承环6的内螺纹旋接在一起。

外管2可以设计成一体的构造，通过铸造或切削加工等方法形成台阶面。或者，如图3、图4和图5所示，外管2也可为分体式的构造，即包括同轴的第一外管件21和第二外管件22，其中第一外管件21的内壁设置有容纳第二外管件22的凹槽，第二外管件22插入第一外管件21后，紧贴在第一外管件21的内壁上，并且借助该第二外管件22的下端面形成一台阶面，优选地，第二外管件22选用具有自润滑功能的金属例如黄铜制造。优选地，也可以将第二外管件22设计为金属滑动轴承。

由于外管2被支承在该支承环6上，而外管2又连接其下面的X-Y水平移动机构200和显微镜本体等部件，所以支承环6的台阶面实质上起到支承下面的X-Y水平移动机构200和显微镜本体等部件重量总和的作用，其安全性至关重要。为了确保该支承环6不会从内管1上松脱，采用支承环固定件将支承环6固定在内管1上。该支承环固定件优选为支承环固定螺钉7，其从轴向穿过支承环6上的固定安装孔并旋入内管1下端面的螺纹孔，从而将支承环6固定在内管1上使支承环6在与内管1旋接后无法转动。沿支承环6的圆周方向分布有例如4个固定安装孔，以保证支承环6与内管1的稳固连接，进而保证支承环6的台阶面能够承受下方X-Y水平移动机构200和显微镜本体等部件的重量总和。

本发明的连接结构100优选还包括限位结构，其作用主要是使外管2和内管1仅能在一定的角度范围内相对转动，以便保护内部的线缆不被过度的扭转而发生损坏。该限位结构包括设置在外管2上的第一限位件以及设置在内管1上的第二限位件，第一限位件和第二限位件能够在某一角度位置相接触。具体来说，第一限位件是径向由外向内穿过外管2的限位螺钉3，第二限位件是内管1外表面上的凸起12。作为优选的构造，在内管1的外壁形成有沿圆周方向延伸的凹槽11，限位螺钉3的末端可在该凹槽

11内移动，而在凹槽11内形成有凸起12。由于限位螺钉3位于外管2上的固定位置，所以当外管2相对内管1转动到一定角度时，该凸起12能与限位螺钉3的末端相接触以停止转动。该限位结构主要起到如上所述限位作用，但该限位结构同时也可作为内管1和外管2的相互连接的一个保险机构，当内管1和外管2之间的连接机构失效时，例如支承环6从内管1的末端脱落时，插入在凹槽11内的限位螺钉3能够阻止内管1和外管2沿轴向相对移动。具体来说，当外管2相对内管1向下滑动时，限位螺钉3会抵靠在内管1的凹槽11的下沿，以阻止外管2及其连接的部件的进一步掉落，增加了本发明连接机构的安全性。

图3和图5中还示出了本发明的连接结构100的锁定螺栓4，该锁定螺栓4由外向内穿过外管2，并且其末端抵靠内管1的外周面。操作人员可以通过旋转该锁定螺栓4而使螺栓末端与内管1外表面抵靠接触从而产生摩擦力以阻止内管1和外管2相对转动。

根据本发明，外管2的下端与X-Y水平移动机构200的上部接口201相连接。如图3、图4、和图5所示，外管2的下端设置有多个、例如3-4个卡槽23。卡槽23包括连续的两段，即沿外管2轴向延伸的第一段和沿外管2周向延伸的第二段。如图3和图6所示，X-Y水平移动机构200的上部接口201插入外管2的下端，该上部接口201形成有与卡槽23相配合的多个突出的销部202。在安装时，突出的销部202沿纵向轴线向上进入卡槽23的第一段，并且随后绕周向转动而进入卡槽23的第二段，并且被该第二段保持住。

如图7所示，为提供双重安全保护功能，在X-Y水平移动机构200的销部202和外管2的卡槽23连接后，另外有一安全螺丝8从径向穿过外管2的下端和X-Y水平移动机构200的上部接口201，锁定X-Y水平移动机构200和外管2之间的位置关系和连接关系，起到限制销部202从卡槽23开口滑出的作用，防止下部的X-Y水平移动机构200和显微镜本体在异常状况使用时脱落。

本领域技术人员也容易想到，在某些手术显微镜应用中，X-Y水平移动机构200也可以省略，此时可在手术显微镜本体(显微镜头)上部的连接杆9(或者连接其他手术显微镜部件的连接件)设置与前述X-Y水平移动机构200相同的上部接口201即与卡槽23相配合的多个突出的销部202和安全螺丝，从而将手术显微镜本体(或其他手术显微镜部件)直接与本发明的连接结构相连接。

本领域技术人员也容易想到，可以将本发明的手术显微镜的连接结构倒置，此时内管1与X-Y水平移动机构200或显微镜本体相连，而外管2与悬挂臂相连。

如图3所示，出于防尘和美观的需要，可以在X-Y水平移动机构200上部设置环形的防尘环盖10，以覆盖X-Y水平移动机构200或手术显微镜本体的上部接口201及多个突出的销部202，同时也覆盖外管2的下端的多个卡槽23。

当然，本领域技术人员也容易想到，本发明作为一个手术显微镜系统的连接结构，也可将其全部或者部分应用在系统中其他部位的连接环节。如图3所示，将同样的销部202、卡槽23和防尘环盖用于X-Y水平移动机构200的下端和显微镜本体连接杆9之间的连接。

下面将介绍进行连接操作的步骤。

首先，将第一外管件21和第二外管件22装配形成外管2，将内管1插入外管2中，使得外管2同轴地套接在内管1的外部。然后，使所述支承环6以螺纹连接方式接合在内管1的具有螺纹的下端上，将固定螺钉7向上穿过支承环6旋紧在内管1的下端，以使得外管2内部的台阶面能够抵靠着支承环6的支承面被支承。

随后，使限位螺钉3由外向内穿过外管2并伸入内管1外表面上的凹槽11。使锁定螺栓4由外向内穿过外管并旋转该锁定螺栓4的锁定旋钮而使该锁定螺栓4的末端抵接在内管1的外周面上。

最后，将防尘盖10置于X-Y水平移动机构200的上部接口201，将X-Y水平移动机构200上部的销部202装入外管2下端的卡槽23，将显微镜本体连接杆9上部的销部202装入X-Y水平移动机构200下端的卡槽23。

附图标记列表

100 连接结构

200 X-Y水平移动机构

201 上部接口

202 销部

1 内管

11 凹槽

12 凸起

2 外管

21 第一外管件

22 第二外管件

23 卡槽

3 限位螺钉

4 锁定螺栓

6 支承环

7 支承环固定螺钉

8 安全螺丝

9 手术显微镜本体连接杆

10 防尘环盖

Claims (24)

1.一种手术显微镜连接结构，包括：

具有一纵向轴线的内管(1)，在该内管的一端的形成有螺纹；

支承环(6)，所述支承环通过螺纹接合在所述内管的所述一端和/或通过支承环固定件固定在所述内管的所述一端，该支承环的外径大于所述内管的外径，并且所述支承环具有与所述纵向轴线垂直的环形支承面；以及

外管(2)，该外管(2)同轴地套接在所述内管(1)的外部，该外管的内表面形成有与所述纵向轴线垂直的环形的台阶面，该台阶面的外径大于或等于所述支承环的外径，并且该台阶面的内径小于所述支承环的外径，从而所述台阶面能够抵靠着所述支承环的支承面被支承。

2.如权利要求1所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，所述外管包括同轴的第一外管件(21)和第二外管件(22)，所述第二外管件可置入第一外管件并抵接所述第一外管件的内壁，并且所述第二外管件的端面形成所述外管的台阶面。

3.如权利要求1所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，所述外管包括同轴的第一外管件(21)和第二外管件(22)，所述第一外管件(21)具有容纳第二外管件(22)的凹槽，并且所述第二外管件的端面形成所述外管的台阶面。

4.如权利要求2或3所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，所述第二外管件为金属滑动轴承。

5.如权利要求2或3所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，所述第二外管件或所述外管的台阶面由具有自润滑功能的金属制造。

6.如权利要求1至3中任一项所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，所述内管的所述一端形成有外螺纹，所述支承环具有能够与所述外螺纹相接合的内螺纹。

7.如权利要求1至3中任一项所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，所述内管的所述一端形成有内螺纹，所述支承环具有能够与所述内螺纹相接合的螺纹。

8.如权利要求1所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，所述支承环固定件为螺钉，在所述内管的所述一端的端面上设置有螺纹孔，在所述支承环上设置有固定安装孔，所述螺钉穿过所述固定安装孔并旋入所述螺纹孔，从而将所述支承环固定在所述内管上。

9.如权利要求8所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，沿所述支承环的圆周方向分布有多个固定安装孔，所述内管的所述一端的端面上设置有与所述固定安装孔对应的多个螺纹孔，所述支承环固定件为多个螺钉。

10.如权利要求1至3中任一项所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，该手术显微镜连接结构还包括限位结构，该限位结构包括设置在所述外管上的第一限位件(3)以及设置在所述内管上的第二限位件(12)，其中，通过使所述第一限位件和所述第二限位件接触，能将所述外管和所述内管限制成仅能在一定的角度范围内相对转动。

11.如权利要求10所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，所述第一限位件是由外向内穿过所述外管的限位螺钉，所述第二限位件是所述内管外表面上的凸起。

12.如权利要求11所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，所述内管的外壁形成有沿圆周方向延伸的凹槽(11)，所述凸起形成在所述凹槽内。

13.如权利要求12所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，所述限位螺钉的一端在限位螺钉由外向内穿过所述外管后位于所述凹槽(11)内。

14.如权利要求1至3中任一项所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，还包括锁定螺栓(4)，该锁定螺栓能由外向内穿过所述外管并且该锁定螺栓的末端能够抵接在所述内管的外周面上，使得能通过该锁定螺栓的末端与所述内管的外表面之间的摩擦力来阻止内管和外管的相对转动。

15.如权利要求1至3中任一项所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，在与所述外管连接的手术显微镜部件的一端设置突出的销部，在所述外管的一端设置有用于接合所述销部的卡槽(23)，所述卡槽包括沿所述外管的轴向延伸的第一段和沿所述外管的周向延伸的第二段，其中所述第一段形成能够沿轴向接收所述销部的开口，所述第二段形成能够防止销部轴向移动的槽。

16.如权利要求15所述的手术显微镜连接结构，其特征在于，所述手术显微镜连接结构还包括安全螺丝(8)，所述安全螺丝从径向穿过外管(2)的一端，锁定外管和与外管连接的手术显微镜部件之间的连接。

17.一种手术显微镜，其特征在于，手术显微镜的悬挂臂与手术显微镜的另一部件借助于权利要求1至16中任一项所述的手术显微镜连接结构相连接。

18.如权利要求17所述的手术显微镜，其特征在于，所述手术显微镜还包括线缆，该线缆沿轴线穿过所述内管。

19.如权利要求18所述的手术显微镜，其特征在于，在所述外管的一端设置有卡槽，与所述外管相连接的手术显微镜的所述另一部件具有与所述卡槽相配合的两个或更多个突出的销部，所述销部与所述外管的卡槽相接合。

20.一种连接如权利要求1至16中任一项所述的手术显微镜连接结构的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将内管插入外管中，使得所述外管同轴地套接在所述内管的外部；以及

使所述支承环以螺纹连接方式接合在和/或通过支承环固定件固定在所述内管的一端上，以使得外管的台阶面能够抵靠着所述支承环的支承面被支承。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

提供限位结构，该限位结构包括设置在所述外管上的第一限位件以及设置在所述内管上的第二限位件；以及

使第一限位件由外向内穿过所述外管，使得在外管相对内管转动到一定角度时第一限位件抵靠接触所述第二限位件并阻止内管和外管相对进一步转动，从而将所述外管和所述内管限制成仅能在一定的角度范围内相对转动。

22.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

提供锁定螺栓；以及

使所述锁定螺栓由外向内穿过所述外管并使该锁定螺栓的末端抵接在所述内管的外周面上，从而能通过该锁定螺栓的末端与所述内管的外表面之间的摩擦力来阻止内管和外管的相对转动。

23.一种组装手术显微镜的悬挂臂和X-Y水平移动机构或手术显微镜本体的方法，该方法包括：

提供如权利要求1至16中任一项所述的手术显微镜连接结构；

将所述手术显微镜连接结构中的内管或外管与所述悬挂臂或与用于悬挂臂的连接件相连接；以及

将所述手术显微镜连接结构中的外管或内管与所述X-Y水平移动机构或与手术显微镜本体或与用于X-Y水平移动机构的连接件或与用于手术显微镜本体的连接件相连接，

其中，采用根据权利要求20至22中任一项所述的方法连接所述手术显微镜连接结构。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，该方法还包括将线缆穿过所述内管。