一种悬吊臂结构
技术领域
本发明涉及医用器械技术领域,更具体地说,涉及一种悬吊臂结构。
背景技术
近年来,光动力学治疗(PDT)在治疗皮肤性疾病、医学美容等适应症中得到广泛的应用。光动力治疗装置作为进行光动力学治疗的关键设备,主要包括主机以及用于对患者治疗区域进行光照射的辐照器,两者通过悬吊臂进行机械与电气连接,悬吊臂起到对辐照器支撑、固定以及空间位置、角度和方向的调整。
然而,现有技术的悬吊臂存在着以下问题:首先是悬吊臂的活动关节较少,造成与其连接的辐照器不能在空间上任意调整位置、角度和方向,使得难以满足患者不同治疗区域以及采用不同治疗姿势的需要;其次在关节处需要锁定和释放机构,在需要调节辐照器空间位置、角度和方向时,先要释放悬吊臂的活动关节上的锁定机构,将辐照器调节到所需位置、角度和方向后再锁定悬吊臂的活动关节,这种结构带来治疗操作过程极不方便;最后,连接主机与辐照器之间的电气线缆或管路是通过在悬吊臂外部设置吊钩或吊环的方式进行架设,该结构不仅不美观,若架设不善,在悬吊臂的活动关节调整过程中容易造成电气线缆或管路被卡住或扯断,引起医疗事故。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提供一种悬吊臂结构,实现辐照器能任意变换空间位置、方向与角度,且不需要额外锁定机构就能够使辐照器稳定保持在调整后的空间姿态上,同时避免线缆或管路的缠绕。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种悬吊臂结构,包括支撑部、上臂部、下臂部、腕部、末端连接部、气弹簧、第一连接部、第二连接部和第三连接部,所述支撑部的下端固定在主机上,所述支撑部的上端与所述上臂部的前端铰接,且所述上臂部绕所述支撑部水平转动,所述第一连接部分别与所述上臂部的后端及下臂部的前端铰接,且所述第一连接部绕所述上臂部水平转动,所述下臂部绕所述第一连接部垂直转动,所述腕部的前端经第二连接部与所述下臂部的后端铰接,所述第三连接部的两端分别与所述腕部的后端和所述末端连接部的前端铰接,且所述腕部绕所述下臂部水平转动,所述第三连接部绕所述腕部垂直转动,所述末端连接部绕所述第三连接部水平转动,所述末端连接部的后端用于连接辐照器,所述气弹簧设置在所述下臂部的内部,所述气弹簧的推杆与缸筒分别与所述第一连接部及下臂部铰接。
优选地,所述支撑部的底面设有凸台,且沿所述凸台外侧环形均布有多个第一螺纹孔,所述支撑部的顶端设有与所述上臂部铰接的第一轴杆,所述第一轴杆上设有凹槽。
优选地,所述上臂部的前端设有安装座,所述安装座内设有第一轴套,所述第一轴杆插接在所述第一轴套内,所述第一轴套的侧壁设有沿所述第一轴套的纵向延伸的十字槽,所述安装座的侧壁上正对所述十字槽设有第二螺纹孔,所述第二螺纹孔内活动安装有螺钉。
优选地,所述第一连接部包括第一连接体,第二轴杆和螺栓轴杆,所述第一连接体活动连接在第二轴杆的上端,所述第二轴杆的下端固定连接在所述上臂部的后端,所述第一连接体靠近下臂部的一端的两侧分别设有第一连接板,所述第一连接板的中部设有第一连接孔,所述下臂部的前端位于两所述第一连接板之间,且所述下臂部的侧壁对应所述第一连接孔设有第二连接孔,所述螺栓轴杆为两个,两个所述螺栓轴杆分别穿过两侧的第一连接孔和第二连接孔将所述第一连接部和下臂部的前端铰接。
优选地,所述第一连接体还包括滑块和调节螺杆,,所述滑块的一端抵靠所述第一连接体,且所述第一连接体与所述滑块抵靠的面朝水平面倾斜设置,所述滑块的另一端连接所述气弹簧的推杆,所述调节螺杆与所述滑块螺纹连接,且从所述滑块的顶部穿透所述滑块并可转动地连接所述第一连接体。
优选地,所述下臂部包括下臂杆和第三轴杆,所述第三轴杆的两端分别固定在所述下臂杆的相对两侧壁上,所述气弹簧缸筒端的吊耳铰接在所述第三轴杆的中部,所述下臂杆的两侧壁上盖合有盖板,所述下臂杆的底部嵌接有底盖板。
优选地,所述第二连接部包括第二连接体和第四轴杆,所述第二连接体的一端固定在所述下臂部的后端,所述第二连接体的上、下两侧分别设有第二连接板,所述第四轴杆可调节地设置在两所述第二连接板上,所述腕部的前端套接在所述第四轴杆的中部,且位于两所述第二连接板之间。
优选地,所述第三连接部包括第三连接体、限位件、第五轴杆和第六轴杆,所述限位件的侧边设有限位杆,所述限位件固定在所述第三连接体的底面,所述第三连接体的上端的两侧分别设有第三连接板,所述第五轴杆可调节地设置在两所述第三连接板上,所述碗部的后端套接在所述第五轴杆的中部,且位于两所述第三连接板之间,所述第六轴杆依次穿过所述第三连接体、限位件可调节地连接所述末端连接部。
优选地,所述上臂部和下臂部的下端均设有护线罩,所述护线罩的内部设有用于安装线缆或管路的安装槽。
优选地,所述末端连接部的中部设有用于连接所述第三连接体的第三连接孔,所述末端连接部的下表面环形均布有多个第三螺纹孔,所述末端连接部的上端的两侧相对设有凸台挡块。
本发明的有益效果是:通过将支撑部与上臂部铰接,第一连接部分别铰接上臂部和下臂部,腕部一端经第二连接部铰接于下臂部的后端,第三连接部分别铰接腕部另一端和末端连接部,并使上臂部、第一连接部、腕部和末端连接部沿水平方向转动,下臂部和第三连接部沿垂直方向转动,同时配合气弹簧支撑力矩的调节,实现了连接在末端连接部的辐照器能任意变换空间位置、方向与角度,且调整后不需要额外锁定机构进行关节锁定就能够使辐照器稳定保持在调整后的空间姿态上,调整简单方便。本发明结构简单,外观简洁,操作方便、使用时安全、效果好,易于推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的悬吊臂的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的悬吊臂的爆炸图。
图3是本发明实施例提供的悬吊臂的支撑部的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的悬吊臂的第一连接部的剖视图。
图5是本发明实施例提供的第一连接部与下臂部的爆炸图。
图6-8是本发实施例提供明的气弹簧在移动中自动实现阻停功能的原理图。
图9是本发明实施例提供的末端连接部的结构示意图。
图10为本发明实施例提供的悬吊臂的应用示意图。
其中:1-支撑部,11-凸台,12-第一螺纹孔,13-第一轴杆,14-凹槽,2-上臂部,21-安装座,22-第一轴套,23-十字槽,24-第二螺纹孔,25-螺钉,3-下臂部,31-第二连接孔,32-下臂杆,33-第三轴杆,34-盖板,35-底盖板,4-腕部,5-末端连接部,51-第三连接孔,52-第三螺纹孔,53-凸台挡板,6-气弹簧,7-第一连接部,71-第一连接体,711-第一连接板,712-第一连接孔,72-第二轴杆,73-螺栓轴杆,74-滑块,75-调节螺杆,8-第二连接部,81-第二连接体,82-第四轴杆,83-第二连接板,9-第三连接部,91-第三连接体,92-第五轴杆,93-第三连接板,94-限位件,95-第六轴杆,96-限位杆,a-主机,b-辐照器,c-护线罩。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
参照图1-2所示,本实施例的一种悬吊臂结构,包括支撑部1、上臂部2、下臂部3、腕部4、末端连接部5、气弹簧6、第一连接部7、第二连接部8和第三连接部9,所述支撑部1的下端固定在主机a上,所述支撑部1的上端与所述上臂部2的前端铰接,且所述上臂部2绕所述支撑部1水平转动,所述第一连接部7分别与所述上臂部2的后端及下臂部3的前端铰接,且所述第一连接部7绕所述上臂部2水平转动,所述下臂部3绕所述第一连接部7垂直转动,所述腕部4的前端通过第二连接部8与所述下臂部3的后端铰接,所述第三连接部9的两端分别与所述腕部4的后端和所述末端连接部5的前端铰接,且所述腕部4绕所述下臂部3水平转动,所述第三连接部9绕所述腕部4垂直转动,所述末端连接部5绕所述第三连接部9水平转动,所述末端连接部5的后端用于连接辐照器,所述气弹簧6设置在所述下臂部3的内部,所述气弹簧6的推杆与缸筒分别与所述第一连接部7及下臂部3铰接。
较佳地,所述上臂部2绕所述支撑部1的最大水平旋转角度为左右分别旋转90°;所述第一连接部7可绕所述上臂部2旋转360°;所述下臂部3绕所述第一连接部7的最大垂直旋转角度为向上旋转90°,向下旋转75°;所述腕部4绕所述下臂部3的最大水平旋转角度为左右分别旋转90°;所述第三连接部9绕所述腕部4的最大垂直旋转角度为上下分别旋转90°;所述末端连接部5绕所述第三连接部9的最大水平旋转角度为左右分别旋转90°。
基于上述技术特征的悬吊臂结构,通过将支撑部1与上臂部2铰接,第一连接部7分别铰接上臂部2和下臂部3,腕部4一端铰接经第二连接部8下臂部3,第三连接部9分别铰接腕部4另一端和末端连接部5,并使上臂部2、第一连接部7、腕部4和末端连接部5沿水平方向转动,下臂部3和第三连接部9沿垂直方向转动,同时配合气弹簧6支撑力矩的调节,实现了连接在末端连接部5的辐照器能任意变换空间位置、方向与角度,且调整后不需要额外锁定机构进行关节锁定就能够使辐照器b稳定保持在调整后的空间姿态上,调整简单方便。本发明结构简单,外观简洁,操作方便、使用时安全、效果好,易于推广使用。
参照图3所示,本发明实施例中,所述支撑部1的底面设有凸台11,且沿所述凸台11外侧环形均布有多个第一螺纹孔12,通过设置所述第一螺纹孔12,与之对应,在所述主机a的顶部平面上设有直径略大于所述凸台11的通孔,以及与所述第一螺纹孔12位置对应的通孔,然后通过锁紧螺丝将所述支撑部1与所述主机a固定连接。
另外,为连接所述上臂部2,所述支撑部1的顶端设有与所述上臂部2铰接的第一轴杆13,所述第一轴杆13上设有凹槽14,所述上臂部2的前端设有安装座21,所述安装座21内设有第一轴套22,所述第一轴杆13插接在所述第一轴套22内,所述第一轴套22的侧壁设有沿所述第一轴套22的纵向延伸的十字槽23,
所述安装座21的侧壁上正对所述十字槽23设有第二螺纹孔24,所述第二螺纹孔24内活动安装有螺钉25。实际使用时,所述螺钉25旋进所述凹槽14内,给所述上臂部2的水平旋转提供90°的限位功能,同时也避免所述上臂部2从所述第一轴杆13上脱落。
优选地,所述支撑部1与所述上臂部2之间设有尼龙垫片,由于所述上臂部2绕所述支撑部1转动,通过设置所述尼龙垫片,可以在结合面起到耐磨及润滑作用。
参照图4-5所示,本发明实施例中,所述第一连接部7包括第一连接体71,第二轴杆72和螺栓轴杆73,所述第一连接体71活动连接在第二轴杆72的上端,所述第二轴杆72的下端固定连接在所述上臂部2的后端,所述第一连接体71靠近下臂部3的一端的两侧分别设有第一连接板711,所述第一连接板711的中部设有第一连接孔712,所述下臂部3的前端位于两所述第一连接板711之间,且所述下臂部3的侧壁对应所述第一连接孔712设有第二连接孔31,所述螺栓轴杆73为两个,两个所述螺栓轴杆73分别穿过两侧的第一连接孔712和第二连接孔31将所述第一连接部7和下臂部3的前端铰接。
另外,为方便所述气弹簧6调节,所述第一连接部7还包括滑块74和调节螺杆75,所述滑块74的一端抵靠所述第一连接体71,且所述第一连接体71与所述滑块74抵靠的面朝水平面倾斜设置,所述滑块74的另一端连接所述气弹簧6的推杆。较佳地,所述气弹簧6的推杆上的吊耳接头的通孔内设置花键槽,然后在一根旋转轴的中部设置与之想匹配的花键槽,通过花键槽的配合将旋转轴固定连接在所述气弹簧6的推杆上,然后将所述旋转轴的两端分别可旋转地安装在所述滑块74上,实现了所述气弹簧6的推杆与所述滑块74的铰接。所述调节螺杆75与所述滑块74螺纹连接,且从所述滑块74的顶部穿透所述滑块74并可转动地连接所述第一连接体71。使用时,只需旋转所述调节螺杆75即可实现所述滑块74沿所述第一连接体71上抵靠面的上下移动,从而实现所述气弹簧6的支撑点与所述螺栓轴杆73的轴线的距离的调整。同时,实际使用时为方便调节,所述调节螺杆75的上端可以套接一个盖板,在盖板上设置“+”、“-”字样标识,调节时只需按照标识调整即可。
为便于理解所述气弹簧在移动中自动实现阻停功能,现结合图6-8进行详细说明,另外,为便于描述,现将所述第一连接部7与所述下臂部3的铰接定义为旋转关节。
其中,A是所述下臂杆32与所述第一连接部7的铰接点,B是所述气弹簧6的推杆在所述第一连接部7的支撑点;斜线CD是通过所述调节螺杆75带动所述滑块74移动时支撑点B的变化轨迹。
参照图6所示,当所述气弹簧6的支撑点B和所述下臂杆32的铰接点A在同一轴线上时,无论所述下臂杆32处在空间的位置1、位置2或位置3上,所述气弹簧6都不能产生与所述下臂杆32的后端所施加的重力负载形成的重力矩相平衡的支撑力矩,在该情形下,旋转关节的阻尼完全是由铰接点A的松紧程度决定。
参照图7所示,当调节所述调节螺杆75带动所述滑块74移动,将所述气弹簧6的支撑移动到B点时,所述下臂杆32的后端所施加的重力负载所形成的重力矩使所述气弹簧6被压缩,所述气弹簧6内部的弹力将通过所述下臂杆32产生支撑力矩。所以根据所述下臂杆32的后端所施加的重力负载的重量,通过A点与B点的距离,可以使得所述气弹簧6通过所述下臂杆32产生的支撑力矩与重力负载形成的重力矩得到平衡。
参照图8所示,在上述支撑力矩与重力矩平衡下,手动将所述下臂杆32的末端从位置1调整到位置2,重力负载在所述下臂杆32的重力矩将减少,又由于所述气弹簧2的活塞杆被拉出,即L2>L1,所述气弹簧6通过所述下臂杆32产生的支撑力矩也相应减少,两者在位置2可以得到新的平衡。
手动将所述下臂杆32的末端从位置1调整到位置3,所述气弹簧6的活塞杆被压缩,即L3<L1,所述气弹簧6产生的作用力将增加,但是由于所述气弹簧6的作用力与所述下臂杆32上力的作用点的夹角变小,使得所述气弹簧6通过所述下臂杆32产生的支撑力矩也相应较小,在位置3可以重新与所述下臂杆32的后端所施加重力负载产生的重力矩获得力矩平衡。
因此,在使用本发明实施例所述的悬吊臂时,首先要根据末端连接部5所固定连接的辐照器的重量以及其空间位置,先通过负重大小通过调节所述调节螺杆75改变支撑点B与铰接点A的距离,实现所述气弹簧6的支撑力矩与所述下臂杆32的后端重力矩的平衡。在此基础上,改变辐照器的空间位置、方向与角度,旋转关节将自动阻停,不需要对所述调节螺杆75进行重新调整。
优选地,为实现美观性,所述第一连接孔712上设有装饰盖,所述装饰盖的内表面设置卡勾,并在所述第一连接体71的所述第一连接孔712的周围设置与上述卡勾相匹配的卡孔,所述装饰盖依靠卡勾卡住所述卡孔进行固定。
本发明实施例中,所述下臂部3包括下臂杆32和第三轴杆33,所述第三轴杆33的两端分别固定在所述下臂杆32的相对两侧壁上,所述气弹簧6缸筒端的吊耳铰接在所述第三轴杆33的中部,所述下臂杆32的两侧壁上盖合有盖板34。通过设置所述盖板34,可以保证所述下臂部3的整体美观性。
本发明实施例中,所述下臂部3与所述腕部4通过第二连接部8铰接,所述第二连接部8包括第二连接体81和第四轴杆82,所述第二连接体81的一端固定在所述下臂部3的后端,所述第二连接体81的上、下两侧分别设有第二连接板83,所述第四轴杆82可调节地设置在两所述第二连接板83上,所述腕部4的前端套接在所述第四轴杆82的中部,且位于两所述第二连接板83之间。较佳地,所述第四轴杆82的末端设有螺母,实际使用时只需通过调整螺母的松紧程度即可实现所述腕部4与所述第二连接部8的阻尼调整。
本发明实施例中,所述第三连接部9包括第三连接体91、限位件94、第五轴杆92和第六轴杆95,所述限位件94的侧边设有限位杆96,所述限位件94固定在所述第三连接体91的底面,所述第三连接体91的上端的两侧分别设有第三连接板93,所述第五轴杆92可调节地设置在两所述第三连接板93上,所述碗部4的后端套接在所述第五轴杆92的中部,且位于两所述第三连接板93之间,所述第六轴杆95依次穿过所述第三连接体91、限位件94可调节地连接所述末端连接部5。较佳地,所述第五轴杆92和第六轴杆95的末端均设有螺母,使用时只需调整固定螺母即可实现阻尼调整,简单方便。
另外,较佳地,所述腕部4的前端和后端为圆柱体结构,且两个圆柱体直径相等、轴线相互垂直、高度相同,并通过方型柱体连接。所述圆柱体的中心位置设有分别与所述第二连接部8和第三连接部9铰接的通孔。
本发明实施例中,所述上臂部2和下臂部3的下端均设有护线罩c,所述护线罩c的内部设有用于安装线缆或管路的安装槽。通过设置所述护线罩c,在安装时线缆或管路安装在所述护线罩c内,使得线缆或管路能够同步跟随所述上臂部2及下臂部3转动,避免了转动时线缆或管路的缠绕。其中,所述安装槽的宽度稍小于线缆或管路的直径。另外,由于所述下臂杆32的内部需安装所述气弹簧6,所以所述下臂杆6的底部开口,为便于安装所述护线罩c,所述下臂杆6的底部嵌接有底盖板35,所述护线罩c设置在所述底盖板35的底部。
另外,在光动力与超声雾化复合治疗装置中,主机a与辐照器b之间除了电性连接外,还需要较粗管径的气路连接,该管路无法置于安装在所述护线罩c内。为解决上述问题,可以在所述护线罩c的下方设置穿管圆环,实现较粗管径的气路能够同步跟随所述悬吊臂转动而不会出现管路的缠绕。
参照图9所示,本发明实施例中,所述末端连接部5的中部设有用于连接所述第三连接体的第三连接孔51,实际使用时所述第六轴杆95的末端穿过所述第三连接孔51,然后连接螺母,通过调整所述螺母的松紧程度实现对所述末端连接部5与所述第三连接部9之间的阻尼调整。所述末端连接部5的下表面环形均布有多个第三螺纹孔52,通过设置所述第三螺纹孔52,方便所述末端连接部5连接所述辐照器b。所述末端连接部的上端的两侧相对设有凸台挡块53。通过设置所述凸台挡块53,当所述末端连接部3在旋转到一定的角度后所述凸台挡块53被所述限位件94侧边的所述限位杆96阻挡,从而保证了所述末端连接部5绕所述第三连接部9的水平转动范围被限制在左右各90°内。
另外,为避免所述悬吊臂旋转过程中的磨损,各轴杆在安装时可以套接轴套,或在连接处安装垫片。
本发明实施例的悬吊臂在使用时,当所述末端连接部5的末端与所述辐照器首次进行连接后,需先通过调整所述第二轴杆72、螺栓轴杆73、第四轴杆82、第五轴杆92和第六轴杆95末端的螺母实现对各铰接点的阻尼调整,然后手动将所述辐照器调整到所需的空间位置、方向与角度上,再通过调整所述调节螺杆74,实现所述气弹簧6的支撑力矩与所述辐照器b的重力矩的相互平衡,使所述辐照器b能够稳定保持在上述空间姿态上。
上述对本发明实施例的悬吊臂的调整仅需在首次安装所述辐照器b时进行一次,在后续使用时,根据治疗需要,可以手动任意变换辐照器b的空间位置、方向与角度,实现较佳的辐照器b与患者间的距离、辐照姿态,且调整后不需要额外锁定机构进行关节锁定就能够使辐照器b稳定保持在调整后的空间姿态上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。