CN107874846B - 手术显微镜用支架装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的手术显微镜用支架装置没有将平行连杆机构(A)的上下中间部分安装在支架主体(1)上，而是将其下端的连接部(a)安装在支架主体(1)上，因此即使将平行连杆机构(A)向前侧倾倒，在平行连杆机构(A)中也没有向后侧突出的部分。向前侧倾倒的平行连杆机构(A)的重量平衡不是由平衡配重、而是由被设置于后辅助臂(17)上的压缩弹簧(21)保持的。

Description

手术显微镜用支架装置
技术领域
本发明涉及手术显微镜用支架装置。
背景技术
在脑神经外科手术等中，手术显微镜被支承于设置在地面上的支架主体上而使用。支架主体具有立式的平行连杆机构，该平行连杆机构通过被设定于其上下中间部分的转动轴而被安装于支架主体上。
平行连杆机构的上边就这样作为支承臂向前方延伸，在其前端支承有手术显微镜。平行连杆机构的下边相反地向后方延伸，在其后端安装有平衡配重。手术显微镜的重量通过该平衡配重被抵消，即使为了使手术显微镜的位置朝前方移动而将平行连杆机构向前侧倾倒，手术显微镜也仍然在目的地位置停止，并维持基于平衡配重的平衡状态。关联技术在日本专利公报第4628060号中被例示。
发明内容
然而，在这样的关联技术中，由于是将平行连杆机构的上下中间部分转动自如地轴支承于支架主体上的结构，因此在为了使手术显微镜朝前侧移动而通过转动轴将平行连杆机构的上部向前侧倾倒时，平行连杆机构的下部的平衡配重相反地成为向后方突出的状态。因此助手无法以接近支架主体的后侧的状态站立。
本发明着眼于这样的关联技术的课题而做出，根据本发明，能够提供一种即使将平行连杆机构的上部向前侧倾倒，平衡配重也不向后方突出的手术显微镜用支架装置。
根据本发明的技术方面，其特征在于，构成平行连杆机构，所述平行连杆机构将彼此在上下方向延伸并在结构上平行的前臂和后臂与彼此在前后方向延伸并在结构上平行的上臂和下臂的各端部作为转动自如的连接部而连接，该平行连杆机构中的前臂下端的连接部被转动自如地安装于设置在地面上的支架主体上，构成平行连杆机构的上边的上臂越过连接部并作为支承臂向前方延伸，在该支承臂的前端轴支承有顶端臂的中间部分，并且在该顶端臂的下端支承有手术显微镜，在下臂的下方设置前端被转动自如的安装于支架主体上的追加下臂，下臂的后端与追加下臂的后端通过追加后臂以两端的连接部变得转动自如的方式而连接，该追加后臂与连接下臂的前端与追加下臂的前端的直线在结构上长度相同且平行，下臂与追加下臂平行，在该追加下臂的后端设有平衡配重，在设为支承臂的起点的平行连杆机构的连接部轴支承弯曲构件，所述弯曲构件一体化地具有从该连接部垂直向上方延伸的纵杆，以及相对于该纵杆以规定的角度向后方延伸的横杆，弯曲构件的横杆后端与支架主体的一部分通过与前臂在结构上长度相同且平行的后辅助臂连接，弯曲构件的纵杆上端与顶端臂的上端通过与支承臂在结构上长度相同且平行的支承辅助臂连接，设置沿着后辅助臂在直线上伸缩的压缩弹簧，在前臂上设置将压缩弹簧下端挡住的挡块，在朝向前臂的前侧转动时，利用挡块的相对于后辅助臂的相对位移将压缩弹簧压缩，从而产生朝向转动相反方向的推斥力。
附图说明
图1是表示手术显微镜用支架装置的机构图。
图2是表示将平行连杆机构向前侧倾斜后的状态的相当于图1的机构图。
图3是表示抬起了支承臂的状态的相当于图1的机构图。
图4是表示降下了支承臂的状态的相当于图1的机构图。
具体实施方式
基于图1～图4对于本发明的适当的实施方式进行说明。在上文以及下文中，前后的方向性如图1所示那样。
设置于手术室内的地面上的支架主体1在下部具有基座2，支架主体1能够在该基座2上以垂直轴为中心整体进行旋转。
支架主体1上安装有平行连杆机构A。平行连杆机构A是通过连接部a～d分别转动自如地轴支承沿着上下方向的前臂3与后臂4和沿着前后方向的上臂5与下臂6的结构。平行连杆机构A(a-b-c-d)通过前臂3的下端的连接部a被转动自如地安装在支架主体1上。
在下臂6的下方设有追加下臂7，该追加下臂7的前端e被转动自如地安装于支架主体1上。下臂6的后端的连接部b与追加下臂7的后端的连接部f通过与连接下臂6的前端a和追加下臂7的前端e的直线L在结构上长度相同且平行的追加后臂8而被连接，两端的连接部b、f转动自如，构成追加的平行连杆机构B，该平行连杆机构B被连接至平行连杆机构A并共有假想连杆边a-b。“在结构上长度相同且平行”是指连接追加后臂8的两段b、f的线段(连杆单元)平行且长度相同即可，追加后臂8的中间部分也可以弯曲等。因此，假想连杆边d-c、a-b、e-f通常平行。
在追加下臂7的后端设有平衡配重W。平衡配重W是为了后述的手术显微镜9的重量平衡而设置的，因此预先选择对应于手术显微镜9的重量的平衡配重W来安装。
平行连杆机构A的上臂5与支承臂10一体地形成，连接部d的后侧为上臂5，前侧为支承臂10，上臂5与支承臂10的主轴一致。即，连接部c、d、n通常排列在直线上。顶端臂11的中间部分被转动自如地轴支承于支承臂10的前端。手术显微镜9经由大致C形的悬挂臂12被支承于顶端臂11的下端。
弯曲构件13被轴支承于作为支承臂10的起点的平行连杆机构A的连接部d。弯曲构件13形成为将从连接部d垂直地向上方延伸的纵杆14与相对于纵杆14以60度的角度向后方延伸的横杆15一体地结合的形状。即，由于假想连杆边(连杆单元)d-j与d-k相互位置固定使得相互的角度固定，因此弯曲构件13是相对于连接部d的连杆单元的角度变更机构。另外，纵杆14与横杆15的角度没有限定于60度，也可以是90度或其他角度。
弯曲构件13的纵杆14的上端与顶端臂11的上端通过支承辅助臂16连接，支承辅助臂16与支承臂10在结构上平行并且具有相同长度。由此，由支承臂10、支承辅助臂16、顶端臂11以及纵杆14形成另外的平行连杆机构D(d-j-m-n)。
弯曲构件13的横杆15(d-k)的顶端与支架主体1的一部分之间设有后辅助臂17(g-k)。后辅助臂17与前臂3(a-d)在结构上平行且长度相同。此外，后辅助臂17的下端g位于高于前臂3的下端a的位置(与横杆15的角度对应的位置)。另外，该下端g、连接部a、前端e在图中用黑圆表示，黑圆是被固定于支架主体1上的轴，其他的白圆是没有被固定于支架主体1上而自由活动的轴。
由该后辅助臂17、前臂3、横杆15、支架主体1的上部(前臂3与后辅助臂17的各下端a、g之间的部分)形成其他的平行连杆机构C(g-k-d-a)。由于构成该平行连杆机构的假想连杆边a-g的被定位并固定于支架主体1上，因此弯曲构件13通常状态固定而不旋转。由于弯曲构件13不旋转使得横杆15的倾斜角一直被维持，因此顶端臂11一直被维持为垂直，悬挂臂12以及手术显微镜9的垂直状态也不变化。因此，医生D容易进行利用手术显微镜9的观察。另外，能够通过设置于悬挂臂12的下端的未图示的机构进行变更手术显微镜9自身的方向的情况。
在前臂3的下部形成挡块18，并在该处形成沿前后方向的长孔状的通孔19。后辅助臂17在穿过该通孔19的状态下延伸。在后辅助臂17的上部设有能够自如调整上下位置的螺母20，将压缩弹簧21设置在该螺母20与挡块18之间的后辅助臂17上。压缩弹簧21的直径小于螺母20且大于通孔19的宽度，因此压缩弹簧21位于螺母20与通孔19之间。通过调整螺母20的上下位置能够对压缩弹簧21的初始长度进行微调。
朝向前侧的活动(参照图2)
即使为了使手术显微镜9朝前方移动而将平行连杆机构A向前侧倾倒，由于平行连杆机构A没有像以往那样上下中间部分被轴支承于支架主体1上，而是在其下端的连接部a被轴支承于支架主体1上，因此平行连杆机构A全部向前侧倾倒，而没有向后侧突出的部分。也就是说，设置于平行连杆机构A的下方的追加下臂7以及平衡配重W的状态不受平行连杆机构A的横向的移动的影响。因此，助手能够以接近支架主体1的后侧的状态站立从而辅助手术。
进一步地，由于追加下臂7位于下臂6的前侧，因此平衡配重W的位置也相对于支架主体1变得靠近前侧，平衡配重W不会进一步向后方突出。
被向前侧倾倒的平行连杆机构A的重量平衡不是由平衡配重W、而是由设置于后辅助臂17的压缩弹簧21维持的。由于压缩弹簧21的直径大于通孔19的宽度，因此压缩弹簧21的下端被挡块18中的通孔19的周边部挡住。在将平行连杆机构A向前侧倾倒前的状态(图1)下，压缩弹簧21为规定的长度S。
从该状态下将平行连杆机构A向前侧倾倒时，挡块18(前臂3)与后辅助臂17之间产生相对位移S1，由于该相对位移S1挡块18挤压压缩弹簧21的下端，压缩弹簧21相应地变为较短的长度S2而成为被压缩的状态，因此，压缩弹簧21的推斥力起作用，即使平行连杆机构A被向前侧倾倒也维持该平衡状态。根据平行连杆机构A的朝向前侧的转动角度的增加相对位移S1也增加，推斥力从而增加，因此在所有的动作转动角度下，重量平衡都被良好地维持，即使将手术显微镜9向前侧移动也能够保持在该位置。
在将平行连杆机构A向前侧倾倒时，前臂3与后辅助臂17之间的间隔n也随之变化，但由于通孔19是长孔状，因此后辅助臂17能够在通孔19内移动。特别是由于后辅助臂17的下端g位于高于前臂3的下端a的位置，因此在将平行连杆机构A向前侧倾倒时，前臂3与后辅助臂17之间的间隔n变为宽的间隔N。由于是朝变宽的方向变化，因此前臂3与后辅助臂17能够充分地向前侧倾斜而不会彼此干涉。
朝向上下方向的活动(图3以及图4)
在为了使手术显微镜9的位置向上下变更而使支承臂10向上下移动时，由于平行连杆机构A其上臂5以及下臂6也变为相同的角度，进一步地由于下臂6通过追加后臂8与追加下臂7连接，因此追加下臂7也变为与下臂6相同的角度，被定位并固定于追加的臂7上的平衡配重W朝与手术显微镜9相反的方向上下移动。平衡配重W仅由于支承臂10的上下运动而朝上下方向进行圆弧移动，没有向后方突出。
手术显微镜9的重量产生的轴d周围的扭矩通过平行连杆机构A以及B被平衡配重W产生的轴e周围的扭矩抵消，即使将手术显微镜9向上侧或者下侧移动，也在移动到的位置保持停止。
由于在支架装置中，平衡配重W被安装在位于平行连杆机构A下侧的追加下臂7上，因此支架装置整体的重心位置降低，从而使支架装置稳定。
根据本发明的技术方面，由于没有将平行连杆机构的上下中间部分安装在支架主体上，而是将其下端安装在支架主体上，因此即使将平行连杆机构向前侧倾倒，在平行连杆机构中也没有向后侧突出的部分。平衡配重仅随着支承臂的上下运动而朝上下移动，而不会向后侧突出。因此，助手能够以接近支架主体的后侧的状态站立从而进行辅助作业。
被向前侧倾倒的平行连杆机构的重量平衡不是由平衡配重、而是由被设置于后辅助臂上的压缩弹簧保持的。即，由于在将平行连杆机构向前侧倾倒时产生的挡块的相对位移，使得设置于后辅助臂的压缩弹簧被从下侧压缩，因此利用压缩弹簧的推斥力就这样维持平行连杆机构的向前侧倾斜的状态。
由于平衡配重被安装在平行连杆机构下方的追加下臂上，因此支架装置整体的重心位置降低，从而使得支架装置稳定。
根据本发明的其他技术方面，由于追加下臂位于下臂的前侧，因此平衡配重的位置也相对于支架主体相对地靠近前侧，平衡配重不会进一步向后方突出。
根据本发明的其他技术方面，由于后辅助臂位于高于前臂的位置，因此在将平行连杆机构向前侧倾倒时，前臂与后臂之间的间隔扩大，彼此不会干涉。

Claims (4)

1.一种手术显微镜用支架装置，其特征在于，包括：
平行连杆机构，其将彼此在上下方向延伸并在结构上平行的前臂和后臂与彼此在前后方向延伸并在结构上平行的上臂和下臂的各端部作为转动自如的连接部而连接，该平行连杆机构中的前臂下端的连接部被转动自如地安装于设置在地面上的支架主体上；
支承臂，其由构成平行连杆机构的上边的上臂越过上臂与前臂的连接部而向前方延伸而成，在该支承臂的前端轴支承有顶端臂的中间部分，在该顶端臂的下端支承有手术显微镜；
追加下臂，其在下臂的下方且前端被转动自如地安装在支架主体上，下臂的后端与追加下臂的后端通过追加后臂以两端的连接部变得转动自如的方式而被连接，该追加后臂与连接下臂的前端和追加下臂的前端的直线在结构上长度相同且平行，下臂与追加下臂平行，在该追加下臂的后端设有平衡配重；
弯曲构件，其被轴支承于作为支承臂的起点的平行连杆机构的连接部，所述弯曲构件一体化地具有从该连接部垂直向上方延伸的纵杆，以及相对于该纵杆以规定的角度向后方延伸的横杆；
后辅助臂，其连接弯曲构件的横杆后端与支架主体的一部分，并设为与前臂在结构上长度相同且平行；
支承辅助臂，其连接弯曲构件的纵杆上端与顶端臂的上端，并设为与支承臂在结构上长度相同且平行；
压缩弹簧，其沿着后辅助臂在直线上伸缩；以及
挡块，其在前臂挡住压缩弹簧的下端，
在朝向前臂的前侧转动时，利用挡块的相对于后辅助臂的相对位移将压缩弹簧压缩，从而产生朝向转动相反方向的推斥力。
2.根据权利要求1所述的手术显微镜用支架装置，其特征在于，
追加下臂的前端位于下臂的前端的前侧。
3.根据权利要求1所述的手术显微镜用支架装置，其特征在于，
后辅助臂的下端位于高于前臂的下端的位置。
4.一种手术显微镜用支架装置，其特征在于，包括：
第1平行连杆机构(C)，其包含第1连杆单元(a-g)和第2连杆单元(a-d)，所述第1连杆单元(a-g)由被定位并固定于支架主体(1)上的第1转动轴(a)与所述第1转动轴后方的第2转动轴(g)规定，所述第2连杆单元(a-d)通过所述第1转动轴被轴支承于第1连杆单元；
第2平行连杆机构(B)，其包含第3连杆单元(a-e)和第4连杆单元(e-f)，所述第3连杆单元(a-e)由所述第1转动轴(a)与被定位并固定于所述支架主体上的、在所述第1转动轴下方的第3转动轴(e)规定，所述第4连杆单元(e-f)由所述第3转动轴(e)以及第4转动轴(f)规定，平衡配重(W)被定位并固定于所述第4连杆单元上；
第3平行连杆机构(A)，其与所述第1平行连杆机构(C)共有所述第2连杆单元(a-d)以及所述第1转动轴(a)，与所述第2平行连杆机构(B)共有所述第2平行连杆机构的上侧的第5连杆单元(a-b)；
第4平行连杆机构(D)，其包含第7连杆单元(n-d)，所述第7连杆单元(n-d)被定位并固定于所述第3平行连杆机构(A)中的与所述第5连杆单元(a-b)相对的上侧的第6连杆单元(d-c)的前方，所述第7连杆单元以及第6连杆单元位于一条直线上并绕所述第6连杆单元的前方侧的第5转动轴(d)而转动自如，所述第7连杆单元的一端以及第8连杆单元(d-j)的一端被轴支承于所述第5转动轴(d)，在所述第4平行连杆机构中的与所述第8连杆单元相对的前侧的第9连杆单元(m-n)的下部支承有手术显微镜(9)；
角度变更机构(13)，其对于所述第1平行连杆机构(C)中的与所述第1连杆单元(a-g)相对的第10连杆单元(d-k)以及所述第4平行连杆机构(D)的第8连杆单元(d-j)进行位置固定，所述第10连杆单元(d-k)的一端被轴支承于所述第5转动轴(d)；
压缩弹簧(21)，其沿着所述第1平行连杆机构(C)中的与所述第2连杆单元(a-d)相对的后方的第11连杆单元(k-g)而配置，所述压缩弹簧的上端被定位并固定于所述第11连杆单元上；以及
挡块(18)，其被定位并固定于所述第1平行连杆机构(C)的第2连杆单元(a-d)上，支承所述压缩弹簧的下端，
所述第3转动轴(e)位于所述第1转动轴(a)的前方，
所述第2转动轴(g)位于所述第1转动轴(a)的上方。
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