CN114096212B - 包括具有两层摩擦机构的关节的托盘臂组件 - Google Patents

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Abstract

本文披露的特定实施例提供了一种托盘臂组件的关节，该关节包括：关节本体；轴，该轴被配置为围绕轴的纵向轴线相对于关节本体旋转；以及滑动离合器组件，该滑动离合器组件包括离合器堆叠体，该离合器堆叠体包括键接到轴的多个第一离合器片和键接到关节本体的多个第二离合器片。离合器堆叠体进一步包括弹簧，该弹簧被配置为选择性地在离合器堆叠体上施加力，其中，力压缩离合器堆叠体，从而关于轴相对于关节本体的旋转，在多个第一离合器片与多个第二离合器片之间产生摩擦。

Description

包括具有两层摩擦机构的关节的托盘臂组件
优先权声明
本申请要求于2019年8月9日提交的、发明人为Andrew Mason Hahn、Marc Nestor、Scott Newton和Paul Seiter、发明名称为“TRAY ARM ASSEMBLY INCLUDING A JOINT WITHA TWO-TIER FRICTION MECHANISM[包括具有两层摩擦机构的关节的托盘臂组件]”的美国临时专利申请序列号62/884,762的优先权权益，特此将其全部内容通过援引并入本文，如同在本文完全和完整地阐述一样。
技术领域
本披露内容总体上涉及一种包括具有两层摩擦机构的关节的托盘臂组件。
背景技术
在许多类型的设备中，尤其是在医疗设备中，医疗保健专业人员使用一系列器械对患者进行比如外科手术等精细手术。这些器械连同某些用品和消耗品一起通常放置在位于患者附近且医疗保健专业人员容易拿到的范围内的托盘上。大多数去看过牙医的人都熟悉牙科保健员或牙医在对牙齿进行清洁或更复杂的牙科手术时所使用的托盘。托盘位于牙科患者的口部附近，使得医疗保健专业人员可以容易拿到完成手术所需的那些物品。
托盘(比如牙医使用的托盘)也与其他类型的设备一起使用，以进行医疗手术，比如在患者可能处于麻醉状态时在手术室中进行的那些手术。这种手术的一个示例是眼睛手术。比如眼睛手术等医疗手术要求将所需的器械、用品和消耗品放置在患者眼睛附近，而且这些器械、用品和消耗品要在眼外科医生容易拿到的范围内。
在某些类型的眼睛手术期间，外科医生通常位于患者的头部上方，以便能够轻松触及患者的眼睛。然后，外科医生在眼睛手术过程中使用各种不同的器械、用品和消耗品。这些器械、用品和消耗品可以放置在外科医生容易拿到的范围内的托盘上，托盘可以通过托盘臂组件联接到手术控制台。
某些现有的托盘臂组件包括一个或多个关节，所述一个或多个关节允许比如外科医生等使用者相对于控制台移动托盘。例如，托盘臂组件可以包括：上臂，该上臂通过肩关节联接到控制台；前臂，该前臂通过肘关节联接到上臂；以及腕关节，该腕关节将前臂联接到托盘。这些关节中的每个关节都允许托盘围绕关节移动。这些现有的托盘臂组件中的一些托盘臂组件被配置为使得它们相应的关节可以被锁定以确保托盘不会响应于与例如使用者的无意接触而移动。然而，在某些情况下，使用者可能希望相对于控制台移动托盘，如果使用者在托盘臂组件上施加过大的力，该移动可能导致锁定的关节断裂。一些其他现有的托盘臂组件没有提供任何机构(比如锁定机构)来防止托盘响应于与使用者的无意接触而移动。在这种情况下，由于对托盘施加少量的力，托盘可能会过度移动或旋转。
发明内容
本披露内容总体上涉及一种包括具有两层摩擦机构的关节的托盘臂组件。
本文披露的特定实施例提供了一种托盘臂组件的关节，该关节包括：关节本体；轴，该轴被配置为围绕轴的纵向轴线相对于关节本体旋转；以及滑动离合器组件，该滑动离合器组件包括离合器堆叠体，该离合器堆叠体包括键接到轴的多个第一离合器片和键接到关节本体的多个第二离合器片。离合器堆叠体进一步包括弹簧，该弹簧被配置为选择性地在离合器堆叠体上施加力，其中，力压缩离合器堆叠体，从而关于轴相对于关节本体的旋转，在多个第一离合器片与多个第二离合器片之间产生摩擦。
以下描述和相关附图详细阐述了一个或多个实施例的某些说明性特征。
附图说明
附图描绘了一个或多个实施例的某些方面，因此不应视为限制本披露内容的范围。
图1图示了根据本披露内容的某些实施例的托盘臂组件。
图2图示了根据本披露内容的某些实施例的处于未升高状态的图1的托盘臂组件的侧视图。
图3图示了根据本披露内容的某些实施例的处于升高状态的图1的托盘臂组件的侧视图。
图4和图5图示了根据本披露内容的某些实施例的图1的托盘臂组件的腕部旋转机构。
图6A至图6B图示了根据本披露内容的某些实施例的肘关节的示例性两层摩擦机构及其对应部件。
图6C更详细地图示了根据本披露内容的某些实施例的图6A至图6B的肘关节的离合器堆叠体的示例性摩擦界面。
图7图示了根据本披露内容的某些实施例的图6C的离合器堆叠体的示例性离合器片、摩擦盘和离合器片。
图8图示了根据本披露内容的某些实施例的图6A至图6B的肘关节及其一些部件的分解图。
图9图示了根据本披露内容的某些实施例的图1的托盘臂组件的一部分。
图10图示了根据本披露内容的某些实施例的图1的托盘臂组件的另一部分。
图11图示了根据本披露内容的某些实施例的被设计成在压平状态下操作的盘簧的力-偏转特性。
为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。已设想，一个实施例的元件和特征可以有益地结合在其他实施例中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
本披露内容的特定实施例提供了一种包括具有两层摩擦机构的关节的托盘臂组件。虽然下文的实施例描述了与比如眼科手术控制台等手术控制台结合使用的托盘臂组件，但是本领域普通技术人员理解所披露的托盘臂组件可以与多种其他控制台或设备一起使用。例如，本文描述的托盘臂组件可以与非医疗设备结合使用。
图1图示了托盘臂组件100，该托盘臂组件被构造为手术控制台的组成部分。托盘臂组件100可以使用安装件102安装在控制台上。如图所示，托盘臂组件100包括肩关节104、上臂组件106、肘关节108、前臂组件110、托盘关节、托盘112、托盘定位手柄114、以及释放手柄115。肩关节104、肘关节108和托盘关节在下文中可以被称为“关节”。托盘112提供了能够在手术过程中容纳器械、设备和消耗品以及能够容纳线材和管的有用表面。应注意，托盘臂组件100可以联接到的手术控制台的示例在2008年12月9日提交的美国专利号7,461,825号中进行示出和描述。上述申请通过援引整体并入本文。
肩关节104、肘关节108和托盘关节被配置为允许托盘112相对于控制台定位(例如，移动或旋转)，如下文进一步详细描述的。此外，肩关节104、肘关节108和托盘关节中的一个或多个(例如，每个)包括两层摩擦机构。每个关节内的两层摩擦机构(如关于图6A/图6B进一步详细描述的)包括第一摩擦机构和第二摩擦机构。如果第一摩擦机构被启用，则第一摩擦机构防止关节的任何移动，除非向关节施加足够的力矩来克服与第一摩擦机构相关联的摩擦。换句话说，当所有关节中的第一摩擦机构被启用时，使用者无法相对于控制台移动或旋转托盘臂组件100，除非使用者施加足够的力矩来克服一个或多个关节中的第一摩擦机构。一旦向关节施加足够的力矩并且克服第一摩擦机构，联接到关节的对应部件就可以相对于控制台移动或旋转。
通过抓住并拉动释放手柄115，使用者能够停用具有第一摩擦机构的每个关节中的第一摩擦机构，以便相对于控制台定位托盘112。然而，即使第一摩擦机构停用，每个关节仍然受到第二摩擦机构的影响，该第二摩擦机构在关节中始终起作用。第二摩擦机构使每个关节经受拖曳力矩，该拖曳力矩防止托盘臂组件100相对于控制台的摆动。第二摩擦机构在每个关节中沿施加到关节的力矩的相反方向施加拖曳力矩。应注意，在本文中向关节施加力矩可以包括向联接到关节的一个或多个部件施加力矩。例如，向肘关节108施加力矩包括向前臂组件110和上臂106施加力矩或者可以通过向前臂组件和上臂施加力矩而引起。在另一个示例中，向肩关节104施加力矩包括向前臂组件110和控制台施加力矩。
通过释放释放手柄115，使用者能够重新启用关节中的第一摩擦机构。当启用第一摩擦机构时，向托盘臂组件100的一个或多个部件施加力不会致使托盘臂组件100相对于控制台的任何移动或旋转，除非这种力致使力矩超过克服一个或多个关节中的第一摩擦机构所需的力矩阈值量。因此，当在关节中启用第一摩擦机构时，使用者能够抓住托盘定位手柄114并通过推拉手柄114或托盘112的任何其他部分、上臂组件106、前臂组件110等来移动控制台。
第一摩擦机构还确保托盘臂组件100的关节不会由于施加到其上的过大力矩而损坏。这是因为，响应过大的力矩，关节中的第一摩擦机构被克服，从而允许移动或旋转。这与某些现有技术的托盘臂组件不同，这些现有技术的托盘臂组件的部件被配置为无论向其施加多大的力都不会移动。对于这种现有技术的托盘臂组件，使用者可能会在一个或多个关节上施加过大的力矩，其意图是例如使托盘相对于控制台旋转，这可能会导致这些关节的损坏。
关于图6A至图11更详细地描述了两层摩擦机构。应注意，本文描述的托盘臂组件100完全是机械的，然而，本领域普通技术人员将理解，在替代实施例中，可以使用一个或多个动力致动器来移动部件，包括托盘臂组件100的臂组件和关节。
图2图示了处于未升高状态的托盘臂组件100的侧视图。如图所示，托盘臂组件100进一步包括托盘关节218，该托盘关节允许托盘112相对于前臂组件110旋转。更具体地，托盘关节218允许托盘112围绕托盘关节218的Y1轴旋转，其中，Y1轴垂直于前臂组件110的纵向轴线(即，X1轴)。类似地，肘关节108允许前臂组件110围绕肘关节108的Y2轴旋转。此外，肩关节104允许上臂106围绕肩关节104的Y3轴旋转。托盘臂组件100还包括致动腕部旋转机构的存放控制手柄220。通过拉动存放控制手柄220，使用者能够使作为前臂组件110的一部分的腕部216围绕前臂组件110的纵向轴线(即，X1轴线)旋转，如图5中进一步所示。
图3图示了处于升高状态的托盘臂组件100。如图所示，肩关节104、肘关节108和上臂106被配置为四杆机构中的连杆。使用者能够通过拉动释放手柄115来升高托盘臂组件100，这不仅停用每个关节中的第一摩擦机构而且还解锁上臂106中的高度调整机构。四杆机构允许前臂和托盘相对于地面保持水平取向，而不管托盘的高度如何。
图4和图5图示了托盘臂组件100的腕部旋转机构。更具体地，图4图示了托盘臂组件100的仰视图，其中，托盘112处于操作状态。在操作状态下，可以放置消耗品和其他物品的托盘表面相对于地面是水平的。另一方面，图5图示了托盘臂组件100的俯视图，其中，托盘112处于存放状态。如图所示，与图4进行比较，托盘112已经围绕X1轴旋转，使得托盘表面相对于地面是竖直的。使托盘112置于存放状态允许托盘臂组件100和控制台更方便地存放，如本领域普通技术人员可以理解的。
图6A至图6B图示了肘关节108的两层摩擦机构及其对应部件。在某些实施例中，肩关节104和/或托盘关节218包括类似的部件并且类似地起作用。因此，未详细示出或描述这种肩关节104和/或托盘关节218的部件和功能。然而，本领域的普通技术人员可以理解基于如本文所述的肘关节108的功能和部件的描述，如何配置这种肩关节104和/或托盘关节218来操作。
图6A图示了肘关节108的一些部件的截面视图。如图所示，肘关节108包括覆盖物652，该覆盖物覆盖肘关节108的内部部件。肘关节108还包括关节本体626和轴622，该轴被配置为在关节本体626内并相对于所述关节本体旋转。轴622固定地联接到前臂组件110。因此，旋转前臂组件110致使轴622相对于关节本体626旋转。轴622还包括轴肩623，该轴肩是指轴622的外径比轴622的其余部分大的部分。轴承624定位在轴622与关节本体626之间。如图所示，轴承624包括抵靠轴肩623定位的凸缘625。还有另一个轴承638定位在轴622与安装组件650之间，该安装组件联接到关节本体626。轴622被配置为在轴承624和638内旋转。
图6A还示出了推杆628的侧视图，该推杆被配置为在轴622内滑动。如关于图6B更详细地描述的，拉动释放手柄115致使推杆628推动或致动肘杆646。如图所示，推杆628包括尾部629，该尾部被定位成轻触肘杆646。
如所讨论的，肘关节108配置有两层摩擦机构，包括第一摩擦机构和第二摩擦机构。第一摩擦机构和第二摩擦机构共同工作以在轴622与肘关节108的多个部件之间产生静摩擦。然而，第一摩擦机构产生比第二摩擦机构强得多的静摩擦。当启用第一摩擦机构时，使轴622旋转需要克服与第一摩擦机构相关联的静摩擦。如果使用者向轴622施加足够的力矩以克服与第一摩擦机构相关联的静摩擦，则也克服与第二摩擦机构相关联的静摩擦。在这种情况下，使用者能够使轴622相对于关节本体626旋转。
当停用肘关节108中的第一摩擦机构时，肘关节108中的第二摩擦机构继续产生拖曳力矩以防止托盘臂组件100的摆动。第二摩擦机构是指操作来将轴承624的凸缘625压靠于轴622从而在两个部件之间产生静摩擦的机构或一组部件。当停用第一摩擦机构时，为了使轴622旋转，必须克服轴承624与轴622之间的静摩擦。例如，使用者可以通过向轴622施加足够的力矩(例如，通过尝试使前臂组件110旋转)来使轴622旋转以克服轴承624与轴622之间的静摩擦。当施加足够的力矩来使轴622旋转时，静摩擦产生轻微的拖曳力矩，这限制了托盘臂组件100的摆动运动。
实现第二摩擦机构的这组部件包括螺母630、盘簧632、推力轴承636、轴承624和关节本体626。螺母630是具有螺纹孔的紧固件，该螺母被配置为被拧到轴622的也带有螺纹的部段的外部上。盘簧632定位在螺母630的顶部并被配置为在推力轴承636上施加压力。在一个示例中，盘簧632可以主要包括凸盘，该凸盘由一个力和凸盘的中心上的反向力支撑在外周处。在图6A的示例中，盘簧632的内周由螺母630支撑并且反向力通过推力轴承636施加在盘簧632上。通过调整螺母630沿着轴622的位置，可以调整盘簧632施加在推力轴承636上的力的大小。例如，朝向盘簧632拧螺母630致使盘簧632在推力轴承636上施加更大的力。
施加到推力轴承636的力传递到轴承624和关节本体626。这个力然后由轴承624和关节本体626传递到轴肩623，从而在轴承624的凸缘625与轴肩623之间产生静摩擦。当停用第一摩擦机构时，这种静摩擦使得拖曳力矩在轴622的旋转期间占优势。
现在转到第一摩擦机构，第一摩擦机构是指滑动离合器组件的操作来在轴622与关节本体626之间产生静摩擦的机构或一组部件。实现第一摩擦机构的这组部件包括离合器堆叠体640、盘簧648、释放环642、压板644以及安装组件650。离合器堆叠体640包括多个摩擦界面，包括键接或联接到关节本体626的多个第一离合器片、键接或联接到轴622的多个第二离合器片、以及多个摩擦盘，该多个摩擦盘中的每个摩擦盘定位在多个第一离合器片之一与多个第二离合器片之一之间。在某些方面，多个第一离合器片和多个第二离合器片可以包括不锈钢、铸铁、普通钢等中的一种或多种。在某些方面，摩擦盘可以包括比如凯夫拉(Kevlar)纸等材料。参考图6B更详细地描述第一摩擦机构。应注意，启用和停用第一摩擦机构可以互换地称为启用和停用滑动离合器组件。
图6B图示了肘关节108的一些部件的侧视图。更具体地，示出了轴622、盘簧648、释放环642、压板644、离合器堆叠体640的侧视图。图6B还图示了关节本体626和安装组件650的截面视图。由于盘簧648通过释放环642和压板644施加在离合器堆叠体640上的力，而在离合器堆叠体640的摩擦界面之间产生静摩擦。盘簧648类似于盘簧632起作用。然而，盘簧648被配置为在与压板644接触的释放环642上施加大致恒定的力。相应地，释放环642将盘簧648施加的力传递到压板644，该压板转而将力传递到离合器堆叠体640。施加到离合器堆叠体640的力致使离合器堆叠体640的摩擦界面被压缩在一起。这种压缩在摩擦界面之间产生静摩擦。当启用第一摩擦机构时，为了使轴622旋转，需要向轴622施加足够的力矩以克服离合器堆叠体640中的静摩擦。
启用肘关节108中的第一摩擦机构，除非使用者拉动托盘臂组件100的释放手柄115，这然后使肘关节108中的第一摩擦机构停用。使用者可以通过释放释放手柄115重新启用肘关节108中的第一摩擦机构。图6B示出了肘关节108内的多个部件，该多个部件工作以允许停用和重新启用第一摩擦机构。这样的部件包括肘杆646、释放连杆647、释放杆653和释放环642的销643。释放环642是中空圆柱形部件，在其周围定位有两个销。由于图6B示出了释放环642的侧视图，所以仅一个销643可见。销643定位在释放杆653的U形部分内。释放杆653包括两个凸缘657和655。如图所示，释放连杆647的一个端部定位在凸缘655内。此外，销插入穿过凸缘655的开口以及释放连杆647的该端部的开口。释放连杆647的另一端部联接(例如，间接地)到肘杆646。此外，销插入穿过凸缘657的开口以及关节本体626中的两个孔。
当使用者拉动释放手柄115时，推杆628背离离合器堆叠体640推动肘杆646，从而致使肘杆646旋转，这推动释放连杆647和凸缘655，从而致使释放杆653旋转并提升释放环642，从而将释放环642与压板644分离。更具体地，背离压板644推动释放杆653致使释放杆653在销643上施加力，从而致使背离压板644推动销643。当背离压板644推动释放环642时，释放环642和压板644分离，使得释放环642和压板644不再接触。在这种状态下，由盘簧648施加在释放环642上的力或压缩载荷不会传递到压板644，这意味着离合器堆叠体640不再被压缩。当离合器堆叠体640不被压缩时，离合器堆叠体640的摩擦界面之间的静摩擦被去除、消除或至少被显著减小，从而停用第一摩擦机构。应注意，在某些方面，推杆628在轴622内的长度是可调整的，以允许消除释放手柄115与释放环642之间的连接的任何松弛。此外，应注意，虽然在本文所述的实施例中使用了盘簧648和632，但是在一些其他实施例中，可以使用其他类型的弹簧。
图6C更详细地图示了离合器堆叠体640的摩擦界面。如图所示，离合器堆叠体640压缩在压板644与安装组件650之间。离合器堆叠体640的摩擦界面包括键接或联接到关节本体626的多个第一离合器片660、键接或联接到轴622(图6C中未示出)的多个第二离合器片664、以及多个摩擦盘662，其中，多个摩擦盘662中的每个摩擦盘定位在多个第一离合器片660之一与多个第二离合器片664之一之间。例如，摩擦盘662a1定位在离合器片660a与离合器片664a之间，而摩擦盘662a2定位在离合器片660b与离合器片664a之间。类似地，摩擦盘662f2定位在离合器片664f与离合器片660g之间，依此类推。虽然在图6C的示例中，离合器片660定位在离合器堆叠体640的两个端部处，但是在一些其他示例中，离合器片664替代地定位在离合器堆叠体640的两个端部处。此外，在不同的实施例中，离合器堆叠体640中的摩擦界面的数量可以更多或更少。
图7图示了离合器片660a、摩擦盘662和离合器片664。如图所示，离合器片660包括键特征(例如，突片)761a和761b，这些键特征被配置为滑入关节本体的边上的键接元件(例如，开口)中，如图8所示。应注意，虽然在图7的示例中，离合器片660具有两个键特征，但是在某些实施例中，离合器片660可以包括任何数量的键特征(例如，多于两个)。此外，关节本体可以包括一个或多个键接元件，比如一个或多个开口。离合器片664也包括键特征765，在图7的示例中，该键特征是允许离合器片664与轴622的键元件(例如，轴622的花键形部段，如图8所示)联接或接合的键接开口。图7还提供了已组装的离合器堆叠体640的俯视图，该已组装的离合器堆叠体包括多个离合器片660、多个离合器片664和多个摩擦盘662。如所讨论的，轴622的键元件被配置为穿过离合器堆叠体640并接合离合器片664的键特征765。应注意，键特征761a-b的用途是将离合器片660键接到关节本体(例如，关节本体626)，而键特征756的用途是将离合器片664键接到轴(例如，轴622)。然而，在一些其他实施例中，可以使用其他技术或键特征和/或元件来实现这些用途。例如，代替被配置为键接到花键形部段(图8中示出)的键接开口756，在一些方面，键接开口756可以替代地被配置为键接到轴622的具有不同形状的键接元件。
图8图示了肘关节108及其一些部件的分解图。例如，图8图示了安装组件650，该安装组件使用螺钉870a-870d安装到关节本体626。如图所示，螺钉870a-870d被配置为拧入螺钉孔871a-871d。图8还图示了包括多个摩擦界面的离合器堆叠体640，包括多个离合器片660，每个离合器片具有键特征761a和761b。如所讨论的，轴622的键元件872插入穿过离合器片664的键特征765，使得通过使轴622旋转，键元件872接合离合器片664并使离合器堆叠体640旋转。在图8的示例中，键元件872是指轴622的花键形部段。当组装肘关节108时，离合器堆叠体640穿过键元件872，而键特征761a和761b分别滑入关节本体626的键元件874a和874b中。在图8的示例中，键元件874a-b是关节本体626中的开口。将键特征761a和761b定位在关节本体626的开口874a和874b内确保离合器片660键接到关节本体626。在一些其他实施例中，其他类型的键元件可以用于关节本体626中以确保离合器片660键接到关节本体626。
一旦离合器堆叠体640插入穿过轴622的键元件872，该离合器堆叠体就与压板644接触，该压板本身与具有销643的释放环642接触。具有凸缘657和655的释放杆653还被定位成比如当肘杆(例如，肘杆646)由于推杆压在肘杆上而被致动时背离离合器堆叠体640推动销643。
虽然图6A至图8图示了肘关节108及其部件，如所讨论的，但是肩关节104和/或托盘关节218可以包括相同的两层摩擦机构，尽管涉及如何停用在那些关节中的每个关节中的第一摩擦机构的某些元件和部件可能因关节而异。图9和图10图示了在实施例中拉动托盘臂组件100的释放手柄115如何致使每个关节中的第一摩擦机构被停用，在第一摩擦机构停用情况下，每个关节中的第二摩擦机构仍然起作用以产生拖曳力矩以防止托盘臂组件100的摆动。
图9图示了托盘臂组件100的一部分，包括托盘112，该托盘联接到定位在前臂组件110的一个端部处的托盘关节218。如图所示，前臂组件110的另一端部联接到肘关节108。通过拉动释放手柄115，使用者可以致动齿轮元件970和972，这些齿轮元件被配置为致使推杆928(例如，类似于推杆628)压靠于腕杆946。背离托盘112按压腕杆946会停用托盘关节218中的第一摩擦机构，同时拉动前臂连杆974。拉动前臂连杆974会致动杆976，这将推杆628压向肘杆646，并因此致动肘杆646。当肘杆646被致动时，该肘杆停用肘关节108中的第一摩擦机构、致动气体弹簧978中的释放销、并且还将上臂连杆(如图10所示)拉向肘关节108。
图10图示了托盘臂组件100的另一部分，包括在上臂组件106的一个端部处的肘关节108和在另一端部处的肩关节104。如所讨论的，当肘杆(图10中未示出)被致动时，该肘杆停用肘关节108中的第一摩擦机构、致动气体弹簧978中的释放销、并且还将上臂连杆1082拉向肘关节108。美国专利号7,461,825中描述了在某些方面气体弹簧978可以如何起作用的示例。当气体弹簧978中的销被释放时，使用者能够升高或降低托盘臂组件100，如图2至图3所示。将上臂连杆1082拉向肘关节108使得致动一系列齿轮1084，然后这致使肩关节104的释放环1042和压板1044分离，从而使肩关节104中的第一摩擦机构停用。相应地，拉动释放手柄115致使每个关节中的第一摩擦机构停用。在这种状态下，使用者能够容易地移动托盘相对于控制台的位置。然而，如上所述，每个关节仍然受到第二摩擦机构的影响，这防止托盘臂组件100相对于控制台的摆动。
图11图示了与设计成在压平状态下操作的盘簧(例如，盘簧648、盘簧632等)的力-偏转特性相对应的曲线。盘簧的压平状态是指通常呈锥形的盘簧由于压缩而为扁平或接近扁平的状态。当盘簧在压平状态下操作时，相对较大的偏转变化产生相对较小的力变化。换句话说，在压平状态下，盘簧在其力-偏转曲线的低变化率部分操作。力-偏转曲线的低变化率部分是指力的变化率相对于偏转的变化率(例如，曲线的斜率)平均较低的曲线部分。图11中示出了这种低变化率部分的示例。
在这种状态下，由盘簧产生的大致恒定的力转化为当致动释放手柄115时使用者所需的几乎恒定的力。另外，将盘簧设置为在压平状态下操作允许在离合器堆叠体640部件或被配置为彼此接合的任何两个关节部件这两者中进行磨损补偿。在某些实施例中，盘簧648和632两者都被配置为在其力-偏转曲线的低变化率部分操作。
提供前面的描述是为了使本领域的任何技术人员能够实践本文所描述的各种实施例。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且本文所定义的一般原理可以应用于其他实施例。因此，权利要求不旨在限于本文所示的实施例，而是被赋予与权利要求的语言一致的全部范围。

Claims (15)

1.一种托盘臂组件的关节，所述关节包括：
关节本体；
轴，所述轴被配置为围绕所述轴的纵向轴线相对于所述关节本体旋转；
滑动离合器组件，所述滑动离合器组件包括：
离合器堆叠体，所述离合器堆叠体包括：
多个第一离合器片，所述多个第一离合器片键接到所述轴；以及
多个第二离合器片，所述多个第二离合器片键接到所述关节本体；
弹簧，所述弹簧被配置为选择性地在所述离合器堆叠体上施加力，其中：
所述力压缩所述离合器堆叠体，从而关于所述轴相对于所述关节本体的旋转而在所述多个第一离合器片与所述多个第二离合器片之间产生摩擦；以及
推杆，所述推杆在中心位于所述轴内，以便响应于所述推杆的致动来致动所述离合器堆叠体。
2.如权利要求1所述的关节，其中：
所述关节是托盘臂组件的一部分，并且
所述轴固定地联接到所述托盘臂组件的臂。
3.如权利要求1所述的关节，进一步包括：
释放环；以及
压板，其中：
所述弹簧被配置为选择性地在所述释放环上施加所述力；
所述释放环被配置为将所述力传递到所述压板；并且
所述压板被配置为将所述力传递到所述离合器堆叠体。
4.如权利要求3所述的关节，进一步包括释放杆，其中：
致动所述释放杆会通过将所述释放环与所述压板分离来停用所述滑动离合器组件；
将所述释放环与所述压板分离使所述离合器堆叠体解压缩；并且
当所述离合器堆叠体解压缩时，所述摩擦减小。
5.如权利要求4所述的关节，其中，所述释放杆由于所述推杆施加在所述释放杆上的力而被致动。
6.一种托盘臂组件的关节，所述关节包括：
关节本体；
轴，所述轴被配置为围绕所述轴的纵向轴线相对于所述关节本体旋转；
滑动离合器组件，所述滑动离合器组件包括：
离合器堆叠体，所述离合器堆叠体包括：
多个第一离合器片，所述多个第一离合器片键接到所述轴；以及
多个第二离合器片，所述多个第二离合器片键接到所述关节本体；
弹簧，所述弹簧被配置为选择性地在所述离合器堆叠体上施加力，其中：
所述力压缩所述离合器堆叠体，从而关于所述轴相对于所述关节本体的旋转而在所述多个第一离合器片与所述多个第二离合器片之间产生摩擦；以及
所述多个第一离合器片包括第一键特征；并且
所述第一键特征被配置为键接到所述关节本体的对应的一个或多个第一键元件以将所述多个第一离合器片键接到所述关节本体。
7.如权利要求6所述的关节，其中，每个所述第一离合器片包括一个或多个第一键特征。
8.如权利要求6所述的关节，其中：
所述第一键特征包括突片；所述一个或多个第一键元件包括一个或多个开口；并且
所述第一键特征被配置为键接到所述对应的一个或多个键元件包括：所述突片被配置为滑动穿过所述一个或多个开口。
9.如权利要求6所述的关节，其中：
所述多个第二离合器片包括第二键特征；
所述轴包括第二键元件，所述第二键元件被配置为插入到所述第二键特征中并且接合所述多个第二离合器片；并且
使所述轴旋转致使所述多个第二离合器片相对于所述多个第一离合器片旋转。
10.如权利要求9所述的关节，其中：
所述第二键特征包括键接开口；并且
所述第二键元件包括花键形部段。
11.一种托盘臂组件的关节，所述关节包括：
关节本体；
轴，所述轴被配置为围绕所述轴的纵向轴线相对于所述关节本体旋转；
滑动离合器组件，所述滑动离合器组件包括：
离合器堆叠体，所述离合器堆叠体包括：
多个第一离合器片，所述多个第一离合器片键接到所述轴；以及
多个第二离合器片，所述多个第二离合器片键接到所述关节本体；
弹簧，所述弹簧被配置为选择性地在所述离合器堆叠体上施加力，其中：
所述力压缩所述离合器堆叠体，从而关于所述轴相对于所述关节本体的旋转而在所述多个第一离合器片与所述多个第二离合器片之间产生摩擦；
轴承，所述轴承定位在所述关节本体与所述轴之间；
螺母，所述螺母被拧到所述轴的外段上；
第二弹簧，所述第二弹簧由所述螺母压靠于推力轴承；
所述推力轴承，所述推力轴承定位在所述第二弹簧与所述轴承之间；
所述第二弹簧在所述推力轴承上施加力；
所述推力轴承将所述力传递到所述轴承；并且
施加在所述轴承上的力在所述轴承与所述轴之间产生第二摩擦。
12.如权利要求11所述的关节，其中：
所述第二弹簧包括盘簧；并且
所述盘簧被配置为在其力-偏转曲线的低变化率部分操作。
13.如权利要求11所述的关节，其中，在所述离合器组件停用后，所述第二摩擦在所述轴的旋转期间产生拖曳力矩。
14.如权利要求1所述的关节，其中：
所述离合器堆叠体进一步包括多个摩擦盘；
所述多个摩擦盘中的每个摩擦盘定位在所述多个第一离合器片之一与所述多个第二离合器片之一之间；并且
所述力压缩所述离合器堆叠体，从而，关于所述轴相对于所述关节本体的旋转而在所述多个第一离合器片、所述多个摩擦盘以及所述多个第二离合器片之间产生所述摩擦。
15.如权利要求1所述的关节，其中，所述弹簧包括盘簧，所述盘簧被配置为在其力-偏转曲线的低变化率部分操作。
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