CN111828940A - 可调整高度的支撑臂结构 - Google Patents

Abstract

一种可调整高度的支撑臂结构，包括一个固定基座、一个结合座、一个连杆机构、一个阻尼元件以及一个止动器。结合座用以与一个器械模块结合。连杆机构具有第一端以及第二端。第一端枢接于固定基座，第二端枢接于结合座。阻尼元件连接于连杆机构，用以限定连杆机构的作动范围。止动器可动地设于结合座上，可选择性地与第二端卡合，藉以止动连杆机构。

Description

可调整高度的支撑臂结构

技术领域

本发明涉及一种支撑臂结构，特别涉及一种可调整高度(height-adjustable)的支撑臂结构。

背景技术

典型的可变高度支撑臂结构，例如手术室内的手术灯具的支撑臂结构，通常配置复位弹簧，用以支撑手术灯具的重量，并将其维持在特定高度。但在换装手术灯具时，在移除手术灯具的状况下，由于复位弹簧提供一个将支撑臂提高的力量，必须额外地施加一个外力将支撑臂结构往下压，方能使其维持在适当的高度，否则连接于支撑臂结构上，用于承载手术灯具的承载座，会因为支撑臂结构受到复位弹簧的回复力驱使转而向上移动，被抬至高处，使手术灯具的换装作业不易进行。

因此，有需要提供一种先进的可调整高度的支撑臂结构，来解决现有技术所面临的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调整高度的支撑臂结构。此种可调整高度的支撑臂结构包括一个固定基座、一个结合座、一个连杆机构、一个阻尼元件以及一个止动器。结合座用以与一个器械模块结合。连杆机构具有第一端以及第二端。第一端枢接于固定基座，第二端枢接于结合座。阻尼元件连接于连杆机构，用以限定连杆机构的作动范围。止动器可动地设于结合座上，可选择性地与第二端卡合，藉以止动连杆机构。

为达上述目的，本发明可调整高度的支撑臂结构，其包括一个固定基座、一个可以承载一器械模块的结合座、一个连接固定基座和结合座的连杆机构、一个限定连杆机构的作动范围的阻尼元件以及一个设于结合座上的止动器，可择性地与连杆机构卡合。

在止动器与连杆机构不卡合的情况下，可任意调整结合座和器械模块的高度，例如将结合座移动到第一位置。此时若移除器械模块，则结合座受到阻尼元件的作用将会向上移动到第二位置。在止动器与连杆机构未卡合的情况下，若要将结合座维持在第一位置，必须额外地对结合座施加一个外力。若结合座和器械模块的高度位于第一位置，在止动器与连杆机构卡合的情况下，移除器械模块之后，不需要施加该外力仍可让结合座维持在第一位置，而不会向上移动到第二位置。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1根据本发明的一实施例所绘示的一种可调整高度的支撑臂结构的剖视示意图；

图2A和图2B根据本发明的一实施例绘示支撑臂结构中止动器、第三连杆和结合座三者的部分作动结构透视图；

图3A至图3C根据本发明的一实施例，绘示支撑臂结构的简化操作图。

其中，附图标记

10：墙壁

100：支撑臂结构

101：固定基座

102：结合座

102A：承载部

102B：枢接部

102C：结合表面

103：连杆机构

103A：第一连杆

103A1：第一端

103A2：第三端

103B：第二连杆

103B1：第四端

103B2：第五端

103C：第三连杆

103C1：第二端

103C2：第六端

104：阻尼元件

105：止动器

105A：旋钮部

105A1：旋钮部的顶面

105B：拨杆部

105C：卡合部

106：器械模块

106A：灯座

107：销孔

108：外罩壳体

109：弹簧固定柱

109A：限位弹簧

109B：弹簧顶杆

110：开口

111：限位孔

112：枢接元件

L1：第一位置

L2：第二位置

S：反作用力

G：重力

F1、F2：横向推力

F3：外力

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

本发明是提供一种可调整高度的支撑臂结构，可达到简化安装操作的目的。为了对本发明的上述实施例及其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举多个较佳实施例，并配合所附的附图作详细说明。

但必须注意的是，这些特定的实施案例与方法，并非用以限定本发明。本发明仍可采用其他特征、元件、方法及参数来加以实施。较佳实施例的提出，仅用以例示本发明的技术特征，并非用以限定本发明的权利要求范围。该技术领域中具有通常知识者，将可根据以下发明的描述，在不脱离本发明的精神范围内，作均等的修饰与变化。在不同实施例与附图之中，相同的元件，将以相同的元件符号加以表示。

请参照图1，图1根据本发明的一实施例所绘示的一种可调整高度的支撑臂结构100的剖视示意图。此种可调整高度的支撑臂结构100包括一个固定基座101、一个结合座102、一个连杆机构103、一个阻尼元件104以及一个止动器105。

其中，固定基座101可以是一种用来承载包括结合座102、连杆机构103、阻尼元件104和止动器105以及与支撑臂结构100结合的器械模块106的所有重量的稳固(固定或可移动)基座。例如，建筑物的天花板、墙壁、承柱或可承载重量的杆件、基台或车辆。在本实施例中，固定基座101可以固定于建筑物的墙壁10。

连杆机构103用以连接结合座102和固定基座101。结合座102用以与器械模块106结合。在本发明的一些实施例中，器械模块106可以是一种手术灯具、工作台或其他合适的制具(tools)。在本实施例中，器械模块106可以是一种手术灯具，其包括一个灯座106A和多个手术灯(未绘示)。

在本发明的一些实施例中，连杆机构103包括至少一支钢性的杆体，两端分别枢接于固定基座101和结合座102上，用以支持结合座102和器械模块106，并调整承载结合座102和器械模块106的操作高度。

例如在本实施例中，连杆机构103可以是一种四连杆组(four-bar linkage)，其包括一支第一连杆103A、一支第二连杆103B以及一支第三连杆103C。第一连杆103A具有一个第一端103A1以及一个第三端103A2；其中第一连杆103A的第一端103A1枢接于固定基座101上。第二连杆103B具有一个第四端103B1和一个第五端103B2；且第二连杆103B的第四端103B1与第一连杆103A的第三端103A2枢接。第三连杆103C具有一个第二端103C1以及一个第六端103C2；其中第三连杆103C的第六端103C2与第二连杆103B的第五端103B2枢接；第三连杆103C的第二端103C1与结合座102枢接。藉由第一连杆103A、第二连杆103B以及第三连杆103C所组成的拘束链(constrained chain)，使各连杆的端点之间产生一定规律的相对运动，进而带动结合座102上下运动。

阻尼元件104连接于连杆机构103上，用以限定连杆机构103的作动范围。例如，在本发明的一些实施例中，阻尼元件104，可以是一种空气阻尼元件(例如，空气压缩机空压机)、一种油阻尼元件(例如，液压油压缓冲器)、一种弹性阻尼元件(例如压缩或拉伸弹簧)或上述的任意组合所组成的一族群。在本实施例中，阻尼元件104可以是一种套设于第二连杆103B的中的压缩弹簧。压缩弹簧阻尼元件104的一端抵接于第一连杆103A的第三端103A2，另一端抵接于第三连杆103C的第六端103C2。

在本发明的一些实施例中，支撑臂结构100还包括一个外罩壳体108，例如一种金属或塑化材质的衬套，包覆在阻尼元件104和连杆机构103的外侧。在不妨碍连杆机构103的四连杆组的作动的前提下，提供保护、防尘美观等功用。

结合座102系一连结机构，具有一个承载部102A和一个与承载部102A连接的枢接部102B。其中，承载部102A可以藉由至少一个固定元件(未绘示)，例如螺栓、榫钉、插销、焊锡或其他合适的元件，利用螺锁、镶嵌、卡掣、焊接或其他合适的方式，与器械模块106结合。结合座102的枢接部102B则系藉由枢接元件112与第三连杆103C的第二端103C1枢接。

当施加一个外力(未绘示)将结合座102移动至一个第一位置(高度)L1时，由于压缩弹簧阻尼元件104所产生的反作用力S，在停止施加外力后，会与器械模块106的重力G达到静力平衡。在无外力作用得情形下，可以使结合座102暂时维持在第一位置L1。此时，若将器械模块106的重力G移除，则结合座102会受到压缩弹簧阻尼元件104所产生的反作用力的作用，而被向上提升至高于第一位置L1的第二位置L2。

止动器105系可动地设于结合座102上，其可选择性地与第三连杆103C的第二端103C1卡合，藉以止动连杆机构103。详言之，在本发明的一些实施例中，结合座102的枢接部102B具有一个结合表面102C。止动器105可以是一种设于结合表面102C的止动插销，其包括一个旋钮部105A、一个拨杆部105B以及一个卡合部105C。旋钮部105A系以可转动的方式，插设于结合座102的枢接部102B的结合表面102C上。卡合部105C凸设于旋钮部105A顶面105A1上，并将至少一部分顶面105A1暴露于外。拨杆部105B则与卡合部105C连结。其中，卡合部105C可选择性地嵌设于第三连杆103C的第二端103C1的一个开口(卡槽)110(请参照下述图2A和图2B)中，藉以止动连杆机构103。

例如请参照图2A和图2B，图2A和图2B根据本发明的一实施例绘示支撑臂结构100中止动器105、第三连杆103C和结合座102三者的部分作动结构透视图。在本实施例中，止动器105的旋钮部105A可以是一种圆柱状的拴柱插销，以可转动的方式插设于结合表面102C上的一个销孔107之中。其中，旋钮部105A具有一个顶面105A1与结合表面102C共平面，并且与第三连杆103C的开口110至少部分重叠。卡合部105C凸设于顶面105A1上的一个半圆柱型块体，可以将半圆形的一部分顶面105A1暴露于外。拨杆部105B为一短杆，由卡合部105C的半圆柱型块体向外横向地延伸超过旋钮部105A的顶面105A1，并与枢接部102B的结合表面102C至少部分重叠。

在操作时，可藉由对拨杆部105B施予横向推力F1(如图2A所绘示)，以驱动旋钮部105A以圆柱状拴柱插销的中心作为支点逆时针转动，并带动卡合部105C同轴旋转并至少部分地嵌入第三连杆103C的开口110之中(如图2B所绘示)。相反的，若对拨杆部105B施予反向的横向推力F2(如图2B所绘示)，以驱动旋钮部105A顺时针转动，并带动卡合部105C同轴旋转而离开第三连杆103C的开口110(如图2A所绘示)。

请参照图3A至图3C，图3A至图3C根据本发明的一实施例，绘示支撑臂结构100的简化操作图。在本发明的一实施例中，当卡合部105C未嵌入开口110之中时，由于旋钮部105A顶面105A1暴露于外的部分会与第三连杆103C的开口110完全重叠，卡合部105C与第三连杆103C不会接触，连杆机构103中四连杆组的拘束链可以正常作动。

此时，若无其他外力介入，改变压缩弹簧阻尼元件104与器械模块106二者之间的净力平衡，结合座102仍会停留在第一位置(如图3A所绘示)。然若将器械模块106的重力G移除，则必须额外施予一个外力F3，来抵销压缩弹簧阻尼元件104的反作用力，方能使结合座102停留在第一位置L1。否则，结合座102仍会因为压缩弹簧阻尼元件104的反作用力作用，而被向上提升至第二位置L2(如图3B所绘示)。

当卡合部105C嵌入开口110的中时，旋钮部105A的顶面150A1暴露于外的部分并未与开口110完全重叠，且卡合部105C会与开口110密接卡掣，因而限制了第三连杆103C的第二端103C1相对于枢接部102B的结合表面102C的转动，导致第三连杆103C无法作动，进而使连杆机构103的四连杆组保持僵固，使结合座102停留在止动器105的卡合部105C与第三连杆103C的开口110卡合时的第一位置L1(如图3C所绘示)。

此时，若将器械模块106的重力G移除；由于止动器105已使连杆机构103的四连杆组保持僵固，结合座102仍可维持在第一位置L1，并不会因为压缩弹簧阻尼元件104的反作用力作用，而被向上提升至第二位置L2。

另外，为了确保止动器105的卡合部105C与第三连杆103C开口110的卡合稳定性，在本发明的一些实施例中，止动器105可以更包括一个弹簧固定柱109，设于枢接部102B的结合表面102C上，用以限制止动器105的拨杆部105B和卡合部105C的位移。例如，在本发明的一实施例中，弹簧固定柱109包括一个限位弹簧109A和一个弹簧顶杆109B。限位弹簧109A设于枢接部102B的结合表面102C的一个限位孔111之中，弹簧顶杆109B穿设于限位孔111之中，并与限位弹簧109A接触。

在未受外力挤压的状况下，弹簧顶杆109B未与限位弹簧108A接触的一端，受到限位弹簧109的推力或拉力作用，而向上延伸超过限位孔111，可用来抵接止动器105的拨杆部105B，以阻止横向推力(例如，图2A所绘示的横向推力F1或第2B所绘示的横向推力F2)驱动旋钮部105A逆时针/顺时针转动。当弹，簧顶杆109B延伸超过限位孔111的部分受压力向下，并且低于限位孔111时，可容许横向推力F1或F2推动拨杆部105B驱动旋钮部105A逆时针/顺时针转动。

根据上述实施例，本发明的实施例提供一种可调整高度的支撑臂结构，其包括一个固定基座、一个可以承载一器械模块的结合座、一个连接固定基座和结合座的连杆机构、一个限定连杆机构的作动范围的阻尼元件以及一个设于结合座上的止动器，可择性地与连杆机构卡合。

在止动器与连杆机构不卡合的情况下，可任意调整结合座和器械模块的高度，例如将结合座移动到第一位置。此时若移除器械模块，则结合座受到阻尼元件的作用将会向上移动到第二位置。在止动器与连杆机构未卡合的情况下，若要将结合座维持在第一位置，必须额外地对结合座施加一个外力。若结合座和器械模块的高度位于第一位置，在止动器与连杆机构卡合的情况下，移除器械模块之后，不需要施加该外力仍可让结合座维持在第一位置，而不会向上移动到第二位置。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种可调整高度的支撑臂结构，其特征在于，包括：

一固定基座；

一结合座，用以与一器械模块结合；

一连杆机构，具有第一端以及一第二端，该第一端枢接于该固定基座，该第二端枢接于该结合座；

一阻尼元件，连接于该连杆机构，用以限定该连杆机构的作动范围；以及

一止动器，可动地设于该结合座上，可选择性地与该第二端卡合，藉以止动该连杆机构。

2.根据权利要求1所述的可调整高度的支撑臂结构，其特征在于，该止动器包括：

一旋钮部，可转动地插设于该结合座的一结合表面上，并且具有一顶面与该结合表面共平面；

一卡合部，凸设于该顶面上，并将至少一部分该顶面暴露于外；以及

一拨杆部，连接该卡合部；

其中该第二端邻接该结合表面，且具有一开口，当藉由一外力推动该拨杆部，使该旋钮部旋转，并带动该卡合部进入该开口时，可选择性地止动该连杆机构。

3.根据权利要求1所述的可调整高度的支撑臂结构，其特征在于，该止动器更包括一弹簧固定柱，设于该结合表面上，用以限制该卡合部的位移。

4.根据权利要求2所述的可变高度手臂结构，其特征在于，该旋钮部为一圆柱形拴柱插设于结合表面上的一销孔内；且该拨杆部与该结合表面至少部分重叠。

5.根据权利要求2所述的可调整高度的支撑臂结构，其特征在于，

当该卡合部未嵌设于该开口中时，该顶面暴露于外的一部分，会与该开口完全重叠，该卡合部不会限制该第二端相对于该结合表面转动；且

当该卡合部嵌设于该开口中时，该顶面暴露于外的该部分并未与该开口完全重叠，该卡合部会限制该第二端相对于该结合表面转动。

6.根据权利要求1所述的可调整高度的支撑臂结构，其特征在于，该连杆机构为一四连杆组。

7.根据权利要求1所述的可调整高度的支撑臂结构，其特征在于，该连杆机构包括：

一第一连杆具有该第一端以及一第三端；

一第二连杆，具有一第四端和一第五端，该第四端与该第三端枢接；以及

一第三连杆，具有该第二端以及一第六端，该第六端与该第五端枢接。

8.根据权利要求7所述的可调整高度的支撑臂结构，其特征在于，该阻尼元件，选自于由一空气阻尼元件、一油阻尼元件、一弹性阻尼元件和上述的任意组合所组成的一族群。

9.根据权利要求7所述的可变高度手臂结构，其特征在于，该阻尼元件为一压缩弹簧，套设于该第二连杆之中，且一端抵接于该第三端，另一端抵接于该第六端。

10.根据权利要求1所述的可调整高度的支撑臂结构，其特征在于，当该止动器与该第二端不卡合，且该结合座与该器械模块结合时，该结合座移动至一第一位置；当该止动器与该第二端不卡合，且该结合座与该器械模块分离时，该结合座移动至一第二位置；在该止动器与该第二端不卡合，且该结合座与该器械模块分离的状况下，施予该连杆机构一外力使该结合座移动到该第一位置，再使该止动器与该第二端卡合并移除该外力时，该结合座会停留于该第一位置。

11.根据权利要求1所述的可调整高度的支撑臂结构，其特征在于，该器械模块包括一灯座。

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