CN115122388B - 机械调节悬臂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机械调节悬臂，包括基座、悬臂组件和锁止机构，基座适用于安装到外部支撑装置；悬臂组件包括：旋转臂，通过转轴与基座可转动地连接，旋转臂的旋转平面与基座所在的平面平行；连杆组件，连杆组件的一端与旋转臂铰接；操作臂，适用于安装目标设备，操作臂的一端与连杆组件的另一端铰接，操作臂操作端驱动操作臂在垂直于旋转平面的垂直平面内相对于基座移动；以及锁止机构被构造成同时阻止旋转臂相对于基座的转动、和操作臂在垂直平面内相对于基座的移动。

Description

机械调节悬臂

技术领域

本发明涉及调节悬臂技术领域，尤其涉及一种机械调节悬臂。

背景技术

调节悬臂的应用已从工业领域扩展到日常生活中的多个领域。而多数调节悬臂通常利用多个电力驱动连杆与关节进行悬臂角度的调节，实现灵活且精确的运动，其复杂的驱动与控制系统大大增加了使用与维护的成本。在一些仅需要辅助移动或搬运的场合，例如在外科手术中过程中对医疗器具的移动、对控制设备或监测设备的搬运，上述调节悬臂由于体积较大，操作复杂，因此其优势并不明显。

况且，在对电磁兼容性有所要求的场合中，例如手术室环境，其中较多的医疗设备都会受到外界环境中电场及磁场的影响，因此由电力驱动的调节悬臂会增加对手术室医疗设备的电磁干扰，存在一定的安全隐患。因此有必要设计一种无需电力也可实现调节的悬臂结构。

发明内容

为克服上述至少一种技术问题，本发明的实施例提供了一种机械调节悬臂，通过设置控制组件同时对悬臂的移动及旋转进行控制，实现控制组件进行一个周期的工作即可完成悬臂的位置调整，并对调整后的悬臂位置进行锁定。

本发明的实施例提供了一种机械调节悬臂，包括：

基座，适用于安装到外部支撑装置；

悬臂组件，包括：

旋转臂通过转轴与基座可转动地连接，旋转臂的旋转平面与基座所在的平面平行；

连杆组件，连杆组件的一端与旋转臂铰接；

操作臂，适用于安装目标设备，操作臂的一端与连杆组件的另一端铰接，操作臂的另一端用做操作端，使得操作人员通过操作操作端驱动操作臂在垂直于旋转平面的垂直平面内相对于基座移动；以及

锁止机构，被构造成同时阻止旋转臂相对于基座的转动、和操作臂在垂直平面内相对于基座的移动。

根据本发明的实施例，锁止机构包括：

控制组件，安装在操作臂上；以及

第一锁止组件，设置于基座内，并被构造成允许或阻止旋转臂相对于基座转动；

第二锁止组件，安装在悬臂组件上，并被构造成允许或阻止操作臂在垂直平面内移动；以及

传导组件，设置于控制组件、与第一锁止组件和第二锁止组件之间，适用于传导控制组件对第一锁止组件及第二锁止组件的同步控制。

根据本发明的实施例，连杆组件包括：

第一悬臂组件，第一悬臂组件的一端与旋转臂的一端活动连接；以及

第二悬臂组件，第二悬臂组件的一端与第一悬臂组件的另一端活动连接，第二悬臂的另一端与操作臂的第一端活动连接，

优选地，第一悬臂组件包括：

第一支撑座，安装在旋转臂的第一端；

第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆的第一端分别通过第一枢轴和第二枢轴与第一支撑座的第一端可转动地连接；

第二支撑座，第一连杆和第二连杆的第二端分别通过第三枢轴和第四枢轴与第二支撑座可转动地连接，第三枢轴和第四枢轴设置在第二支撑座的第一侧，

其中，第一支撑座、第一连杆、第二连杆和第二支撑座构成平行四边形机构。

根据本发明的实施例，第二悬臂组件包括：

第三连杆和第四连杆，第三连杆和第四连杆的第一端分别通过第五枢轴和第六枢轴与第二支撑座可转动地连接，第五枢轴和第六枢轴设置在第二支撑座的与第一侧相对的第二侧，

第三支撑座，安装在操作臂的第一端，第三连杆和第四连杆的第二端分别通过第七枢轴和第八枢轴与第三支撑座可转动地连接，

其中，第二支撑座、第三连杆、第四连杆和第三支撑座构成平行四边形机构，

第二悬臂组件还包括：

第二保护壳，被构造成覆盖第三连杆和第四连杆，第二保护壳分别通过第十一枢轴和第十二枢轴分别与第二支撑座和第三支撑座可转动地连接，第十一枢轴位于第五枢轴和第六枢轴的中间，第十二枢轴位于第七枢轴和第八枢轴的中间。

根据本发明的实施例，第一悬臂组件还包括：

第一保护壳，被构造成覆盖第一连杆和第二连杆，第一保护壳分别通过第九枢轴和第十枢轴分别与第一支撑座和第二支撑座可转动地连接，第九枢轴位于第一枢轴和第二枢轴的中间，第十枢轴位于第三枢轴和第四枢轴的中间。

根据本发明的实施例，第一锁止组件包括：

铰链座，安装在转轴上；

至少一个第一可控气弹簧，每个第一可控气弹簧的一端连接至基座，另一端在转轴的曲线方向上连接至铰接座，第一开口气弹簧被构造成允许或者阻止转轴转动，

第二锁止组件包括：

第二可控气弹簧，第二可控气弹簧的一端与旋转臂的第二端铰接，另一端与第二支撑座铰接，第二可控气弹簧被构造成允许或者阻止第一悬臂组件相对于旋转臂移动；以及

第三可控气弹簧，第三可控气弹簧的一端与第二支撑座铰接，另一端与操作臂铰接，第三可控气弹簧被构造成允许或者阻止操作臂组件相对于第二悬臂移动。

根据本发明的实施例，每个第一可控气弹簧包括：

第一气缸，安装在基座上；

第一活塞杆，可伸缩地插入第一气缸内，第一活塞杆的自由端在转轴的切线方向上连接至铰接座；以及

第一控制阀，安装在第一活塞杆上，通过操作第一控制阀允许或者阻止第一活塞杆相对于第一气缸伸缩，

优选地，第二可控气弹簧和第三可控气弹簧中的每一个包括：

第二气缸，与旋转臂的第二端或者第二支撑座铰接；

第二活塞杆，可伸缩地插入第二气缸内，第二活塞杆的自由端与第二支撑座或者操作臂铰接；以及

第二控制阀，安装在第二活塞杆上，通过操作第二控制阀允许或者阻止第二活塞杆相对于第二气缸伸缩。

根据本发明的实施例，传导组件包括：

固定座，安装在操作臂上；

连接组件，可移动地安装在固定座和控制组件之间；以及

柔性组件，柔性组件的一端穿过固定座与连接组件连接，柔性组件的另一端包括分别连接到至少一个第一控制阀和两个第二控制阀的控制端，

优选地，柔性组件包括：

第一柔性管，第一柔性管的第一端连接至固定座；

第一钢丝组，穿设在第一柔性管内，第一钢丝组的第一端穿过固定座连接至连接组件，第一钢丝组的第二端从第一柔性管的第二端伸出并分成连接至至少一个第一控制阀的至少一个控制端；

第二柔性管，第二柔性管的第一端连接至固定座；

第二钢丝组，穿设在第二柔性管内，第二钢丝组的第二端穿过固定座连接至连接组件，第二钢丝组的第二端从第二柔性管的第二端伸出并分成连接至两个第二控制阀的两个控制端。

根据本发明的实施例，连接组件包括：

至少一个滑动轴，从固定座远离柔性组件延伸；

滑动座，可滑动地安装在滑动轴上，柔性组件的一端穿过固定座与滑动座连接；以及

弹性件，在固定座与滑动座之间套设在滑动轴上，弹性件的弹力将滑动座向远离固定座推动，

其中，控制组件连接至滑动座，以使得弹性件的弹力推动滑动座远离固定座。

根据本发明的实施例，控制组件包括：

操作部，安装在操作臂的第二端；以及

传动组件，连接在操作部和滑动座之间，以通过操作操作部拉动传动组件进而拉动滑动座向远离固定座的方向移动，

优选地，操作部包括：

支撑框架，安装在操作臂的侧部，支撑框架内部具有容纳空间；以及

握柄，设置于支撑框架的容纳空间内，握柄的第一端与支撑框架可枢转地连接，使得握柄的第二端可相对于支撑框架的支撑臂移动，

传动组件包括：

柔性索，柔性索的一端连接至握柄的第二端，另一端连接至滑动座；以及

导向轮，适用于引导柔性索的移动路径，使得握柄的第二端在操作人员的握持下朝向支撑框架的支撑臂移动时，柔性索拉动滑动座向远离固定座的方向移动。

根据本发明的实施例，通过移动操作臂可以使得悬臂组件相对于基座发生旋转，同时也可以控制操作端在垂直平面内相对于基座移动，以实现在多个方向上对操作臂角度和位置的调整，同时在不使用该机械调节悬臂的情况下通过锁止机构可以实现对操作臂位置的锁定，纯机械的锁止机构避免了使用复杂的驱动和控制系统造成的使用成本和维护成本的增加。

附图说明

图1为本发明实施例的机械调节悬臂的立体示意图；

图2为本发明实施例的机械调节悬臂的另一立体示意图；

图3为本发明实施例的机械调节悬臂的一种收缩状态的侧视图；

图4为本发明实施例的机械调节悬臂的一种张开状态的侧视图；

图5为本发明实施例的第一悬臂组件的侧视图；

图6为本发明实施例的第一锁止组件与基座的立体示意图；

图7为本发明实施例的机械调节悬臂的锁止机构的示意图；

图8为本发明实施例的机械调节悬臂的操作臂的立体示意图；

图9为图8中传导组件的结构放大示意图；以及

图10为本发明实施例的机械调节悬臂的操作臂与控制组件的放大示意图。

【附图中符号说明】

100-基座

200-悬臂组件；

210-旋转臂；

220-连杆组件；

221-第一悬臂组件；

2211-第一支撑座；

2212-第一连杆；

2213-第二连杆；

2214-第二支撑座；

2215-第一保护壳；

222-第二悬臂组件；

2221-第三连杆；

2222-第四连杆；

2223-第三支撑座；

2224-第二保护壳；

230-操作臂；

300-锁止机构；

310-控制组件；

311-操作部；

3111-支撑框架；

3112-握柄；

312-传动组件；

3121-柔性索；

3122-导向轮；

320-第一锁止组件；

321-铰链座；

322-第一可控气弹簧；

3221-第一气缸；

3222-第一活塞杆；

3223-第一控制阀；

330-第二锁止组件；

331-第二可控气弹簧；

332-第三可控气弹簧；

3311-第二气缸；

3312-第二活塞杆；

3313-第二控制阀；

340-传导组件；

341-固定座；

342-连接组件

3421-滑动轴；

3422-滑动座；

3423-弹性件；

343-柔性组件；

3431-第一柔性管；

3432-第二柔性管；

401-转轴；

402-第一枢轴；

403-第二枢轴；

404-第三枢轴；

405-第四枢轴；

406-第五枢轴；

407-第六枢轴；

408-第七枢轴；

409-第八枢轴；

410-第九枢轴；

411-第十枢轴；

412-第十一枢轴；

413-第十二枢轴。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1为本发明实施例的机械调节悬臂的立体示意图；图2为本发明实施例的机械调节悬臂的另一立体示意图。

如图1和2所示，根据本发明的一些示例性实施例的机械调节悬臂包括基座100、悬臂组件200和锁止机构300。

基座100适用于安装到外部支撑装置。悬臂组件200包括旋转臂210、连杆组件220、操作臂230，旋转臂210通过转轴401与基座100可转动地连接，旋转臂210的旋转平面与基座100所在的平面平行。连杆组件220的一端与旋转臂210铰接。操作臂230适用于安装目标设备，操作臂230的一端与连杆组件220的另一端铰接，操作臂230的另一端用做操作端，使得操作人员通过操作操作端驱动操作臂230在垂直于旋转平面的垂直平面内相对于基座100移动。锁止机构300，被构造成同时阻止旋转臂210相对于基座100的转动、和操作臂230在垂直平面内相对于基座100的移动。

根据本发明的实施例，外部支撑装置可以指医疗设备、控制或监测设备的支架，例如墙壁、安装在墙壁上的支撑架等。需要说明的是，上述设备仅为示例，并非指对本发明仅可以应用于上述设备中。

根据本发明的实施例，基座100可以是工字形底座或有多个连接杆焊接形成的其他形状的底座。目标设备可以指应用该机械调节悬臂进行旋转操作的设备，例如零件加工生产线上的焊枪。

根据本发明的实施例，在使用该机械调节悬臂时，通过手动移动操作臂230上的操作端(例如图1和2中的左端)以使得在连杆组件220的作用下操作臂230在与旋转平面垂直的垂直平面内相对于基座100移动；同时，在移动操作臂230的过程中，如转动该操作臂230，可以使得旋转臂210相对于基座100在旋转平面内发生转动，进而可以实现机械调节悬臂在多个方向上的同步运动。在使用完毕时，可以通过锁止机构300控制旋转臂210与基座100之间位置的相对固定，同时控制操作臂230的操作端相对于基座100的位置呈相对固定状态。由此实现在使用该机械调节悬臂可以对目标设备进行多个维度的移动，包括在旋转平面内的旋转和垂直于基座100所在的平面内的移动，而在不使用的情况下可以通过锁止机构300实现机械调节悬臂的角度的控制。

根据本发明的实施例，通过移动操作臂230可以使得悬臂组件200相对于基座100发生旋转，同时也可以控制操作端在垂直平面内相对于基座100移动，以实现在多个方向上对操作臂230角度和位置的调整，同时在不使用该机械调节悬臂的情况下通过锁止机构300可以实现对操作臂230位置的锁定，纯机械的锁止机构300避免了使用复杂的驱动和控制系统造成的使用成本和维护成本的增加。

如图1和2所示，锁止机构300包括控制组件310、第一锁止组件320第二锁止组件330和传导组件340。

控制组件310安装在操作臂230上。第一锁止组件320设置于基座100内，并被构造成允许或阻止旋转臂210相对于基座100转动。第二锁止组件330安装在悬臂组件200上，并被构造成允许或阻止操作臂230在垂直平面内移动。传导组件340设置于控制组件310、与第一锁止组件320和第二锁止组件330之间，适用于传导控制组件310对第一锁止组件320及第二锁止组件330的同步控制。

根据本发明的实施例，控制组件310可以设置在操作臂230的操作端内，以使得操作人员通过操作端控制操作臂230的工作状态，例如在操作人员操作操作端的情况下，同步对控制组件310进行操作，此时可以控制第一锁止组件320和第二锁止组件330处于关闭状态，此时操作人员能够控制机械调节悬臂在多个方向上旋转。在操作人员离开操作端的情况下，同步脱离对控制组件310的控制，此时传导组件340控制第一锁止组件320和第二锁止组件330处于开启状态，从而使得第一锁止组件320阻止操作臂230相对于基座100转动，同时第二锁止组件330阻止操作臂230在垂直平面内移动。

图3为本发明实施例的机械调节悬臂的一种收缩状态的侧视图；图4为本发明实施例的机械调节悬臂的一种张开状态的侧视图。

如图3和4所示，连杆组件220包括第一悬臂组件221和第二悬臂组件222。

第一悬臂组件221的一端与旋转臂210的一端活动连接。第二悬臂组件222的一端与第一悬臂组件221的另一端活动连接，第二悬臂的另一端与操作臂230的第一端活动连接。

根据本发明的实施例，第一悬臂组件221用于连接旋转臂210和第二悬臂组件222，以使得在移动操作臂230的情况下，第一悬臂组件221和第二悬臂组件222能够在垂直平面内移动。活动连接的方式包括但不限于通过转轴或铰链的连接方式。

图5为本发明实施例的第一悬臂组件的侧视图。

如图3-5所示，第一悬臂组件221包括第一支撑座2211、第一连杆2212、第二连杆2213和第二支撑座2214。

第一支撑座2211安装在旋转臂210的第一端。第一连杆2212和第二连杆2213的第一端分别通过第一枢轴402和第二枢轴403与第一支撑座2211的第一端可转动地连接。第一连杆2212和第二连杆2213的第二端分别通过第三枢轴404和第四枢轴405与第二支撑座2214可转动地连接，第三枢轴404和第四枢轴405设置在第二支撑座2214的第一侧。第一支撑座2211、第一连杆2212、第二连杆2213和第二支撑座2214构成平行四边形机构。

根据本发明的实施例，操作人员在移动操作臂230的过程中，第二悬臂组件222相对于第一连杆2212和第二连杆2213可转动，同时第一连杆2212和第二连杆2213相对于第一支撑座2211也可转动，从而使得该机械调节悬臂能够在垂直平面内移动，移动的方向包括在垂直平面内的上下移动和前后移动。

需要说明的是，上述通过枢轴可转动连接的方式也可以替换为其他活动连接方式，例如铰链连接方式。第一连杆2212和第二连杆2213的数量可以根据实际需求具体设置，本发明的实施例仅是以一个第一连杆2212和第二连杆2213进行了示意性说明。

根据本发明的实施例，如图3-5所示，第二悬臂组件222包括第三连杆2221、第四连杆2222和第三支撑座2223。

第三连杆2221和第四连杆2222的第一端分别通过第五枢轴406和第六枢轴407与第二支撑座2214可转动地连接，第五枢轴406和第六枢轴407设置在第二支撑座2214的与第一侧相对的第二侧。第三支撑座2223安装在操作臂230的第一端，第三连杆2221和第四连杆2222的第二端分别通过第七枢轴408和第八枢轴409与第三支撑座2223可转动地连接。第二支撑座2214、第三连杆2221、第四连杆2222和第三支撑座2223构成平行四边形机构。

根据本发明的实施例，操作人员在移动操作臂230的过程中，第一悬臂组件221相对于第三连杆2221和第四连杆2222可转动，同时第三连杆2221和第四连杆2222通过第三支撑座2223相对于操作臂230也可转动，从而使得该机械调节悬臂能够在垂直平面内移动。

在一种实施例的实施过程中，操作人员控制操作端上升，此时第三连杆2221和第四连杆2222均相对于第二支撑座2214和第三支撑座2223发生转动。同时第一连杆2212和第二连杆2213也相对于第一支撑座2211和第二支撑座2214发生转动。通过悬臂组件200中第一悬臂组件221和第二悬臂组件222的配合联动实现操作臂230在垂直方向上的移动。

根据本发明的实施例，在操作臂230在垂直方向上的移动过程中，操作人员还可以通过操作端在平行于基座100的平面内转动，在转动的过程中，旋转臂210通过转轴401可以实现在平行于基座100的平面内转动，由此实现操作臂230在多个方向上的运动。

需要说明的是，与上述第一连杆2212和第二连杆2213的活动连接方式相同，第三连杆2221和第四连杆2222通过枢轴可转动连接的方式也可以替换为其他活动连接方式，例如铰链连接方式。同时第三连杆2221和第四连杆2222的数量也可以根据实际需求具体设置，本发明的实施例仅是以一个第三连杆2221和第四连杆2222进行了示意性说明。

如图2～图5所示，第一悬臂组件221还包括第一保护壳2215。

第一保护壳2215被构造成覆盖第一连杆2212和第二连杆2213，第一保护壳2215分别通过第九枢轴410和第十枢轴411分别与第一支撑座2211和第二支撑座2214可转动地连接，第九枢轴410位于第一枢轴402和第二枢轴403连线的中点，第十枢轴411位于第三枢轴404和第四枢轴405连线的中点。

根据本发明的实施例，设置第一保护壳2215的目的在于对第一悬臂组件221的内部构件进行保护，避免在使用的过程中，第一悬臂组件221发生碰撞损坏或碎屑进入第一悬臂组件221造成机械调节悬臂无法正常使用。同样的，操作臂230也可以设置保护壳。

根据本发明的实施例，在操作人员移动操作臂230的过程中，第一悬臂组件221相对于基座100的位置可能发生变化。由于第一连杆2212、第二连杆2213和第一保护壳2215均通过枢轴与第一悬臂组件221中的第一支撑座2211和第二支撑座2214可转动地连接，因此在变化的过程中，第一支撑座2211、第一连杆2212、第二连杆2213和第二支撑座2214构成平行四边形机构的形状也在发生变化，同时覆盖其上的第一保护壳2215相对于基座100的位置也同步发生改变。

如图2～图5所示，第二悬臂组件222还包括第二保护壳2224。

第二保护壳2224被构造成覆盖第三连杆2221和第四连杆2222，第二保护壳2224分别通过第十一枢轴412和第十二枢轴413分别与第二支撑座2214和第三支撑座2223可转动地连接，第十一枢轴412位于第五枢轴406和第六枢轴407连线的中点，第十二枢轴413位于第七枢轴408和第八枢轴409连线的中点。

根据本发明的实施例，设置第二保护壳2224的目的在于对第二悬臂组件222的内部构件进行保护，避免在使用的过程中，第二悬臂组件222发生碰撞损坏或碎屑进入第二悬臂组件222造成机械调节悬臂无法正常使用。

根据本发明的实施例，在操作人员移动操作臂230的过程中，第二悬臂组件222相对于操作臂230的位置可能发生变化。由于第三连杆2221、第四连杆2222和第二保护壳2224均通过枢轴与第二悬臂组件222中的第三支撑座2223和第二支撑座2214可转动地连接，因此在变化的过程中，第二支撑座2214、第三连杆2221、第四连杆2222和第三支撑座2223构成平行四边形机构的形状也在发生变化，同时覆盖其上的第二保护壳2224相对于基座100的位置也同步发生改变。

图6为本发明实施例的第一锁止组件与基座的立体示意图。图7为本发明实施例的机械调节悬臂的锁止机构的示意图。

如图6和图7所示，第一锁止组件320包括铰链座321和至少两个第一可控气弹簧322。铰链座321固定安装在转轴401上。每个第一可控气弹簧322的一端可转动地连接至基座100，另一端在转轴401的切线方向上可转动地连接至铰接座，第一可控气弹簧被构造成允许或者阻止转轴转动。

根据本发明的实施例，气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的工业配件。工作原理是在密闭的压力缸内充入惰性气体或者油气混合物，使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍，利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。

根据本发明的实施例，第一可控气弹簧322与控制组件310连接，由此在操作人员操作该控制组件310的情况下，第一可控气弹簧322可允许转轴401转动，而在不操作该控制组件310的情况下，第一可控气弹簧322可阻止转轴401转动，从而实现旋转臂210相对于基座100转动的锁止。

根据本发明的实施例，铰链座321的形状可以为菱形或矩形，具体形状并无限定，第一可控气弹簧322的数量可以根据实际需求具体设定，优选地使用两个第一可控气弹簧322，在平行于基座100的平面上两个第一可控气弹簧322分别与位于转轴两侧的铰链座321连接。从而在操作人员不操作控制组件310的情况下，两个第一可控气弹簧322处于长度固定的状态，从而使得转轴401无法再进行转动，进而对旋转臂210相对于基座100的夹角进行固定；而在操作人员操作控制组件310的情况下，两个第一可控气弹簧322的推力所产生的转矩可以相互抵消，使操作更为省力。

如图7所示，第二锁止组件330包括第二可控气弹簧331和第三可控气弹簧332。

第二可控气弹簧331的一端与旋转臂210的第二端铰接，另一端与第二连杆2213铰接，第二可控气弹簧331被构造成允许或者阻止第一悬臂组件221相对于旋转臂210移动。

第三可控气弹簧332的一端与第三连杆2221铰接，另一端与操作臂230铰接，第三可控气弹簧332被构造成允许或者阻止操作臂230组件相对于第二悬臂组件222移动。

根据本发明的实施例，第二可控气弹簧331用于对第一悬臂组件221相对于旋转臂210的角度进行固定。例如在操作人员操作控制组件310的情况下，第二可控气弹簧331允许第一悬臂组件221相对于旋转臂210移动，而在操作人员不操作控制组件310的情况下，第二可控气弹簧331的长度固定以使得旋转臂210、第二可控气弹簧331和第一悬臂组件221三者构成稳定的三角形，从而使得第一悬臂组件221无法相对于旋转臂210发生角度上的改变。

同理，第三可控气弹簧332可以在操作人员不操作控制组件310的情况下，第三可控气弹簧332通过长度固定以使得操作臂230、第三可控气弹簧332和第二悬臂组件222三者构成稳定的三角形，从而使得第二悬臂组件222无法相对于操作臂230发生角度上的改变。

需要说明的是，第二可控气弹簧331和第三可控气弹簧332的数量均可以为一个或多个。

根据本发明的实施例，每个第一可控气弹簧322包括第一气缸3221、第一活塞杆3222和第一控制阀3223。第一气缸3221可转动地安装在基座100上。第一活塞杆3222可伸缩地插入第一气缸3221内，第一活塞杆3222的自由端在转轴401的切线方向上可转动地连接至铰接座。第一控制阀3223安装在第一活塞杆3222上，通过操作第一控制阀3223允许或者阻止第一活塞杆3222相对于第一气缸3221伸缩。

根据本发明的实施例，在操作人员操作控制组件310的情况下，第一控制阀3223处于开启状态，此时第一气缸3221内的气体或液体能够自由流动，从而使得第一活塞杆3222可以相对于第一气缸3221发生伸缩运动，从而使得基座100与旋转臂210之间的角度可以任意改变。

根据本发明的实施例，在操作人员不操作控制组件310的情况下，第一控制阀3223处于关闭状态，此时第一气缸3221内的气体或液体不能够自由流动，从而使得第一活塞杆3222不可以相对于第一气缸3221发生伸缩运动，从而使得基座100与旋转臂210之间的角度固定，实现旋转臂210与基座100之间角度的固定。

根据本发明的实施例，第二可控气弹簧331和第三可控气弹簧332中的每一个包括第二气缸3311、第二活塞杆3312和第二控制阀3313。第二气缸3311与旋转臂210的第二端或者第三连杆2221铰接。第二活塞杆3312可伸缩地插入第二气缸3311内，第二活塞杆3312的自由端与第二连杆2213或者操作臂230铰接。第二控制阀3313安装在第二活塞杆3312上，通过操作第二控制阀3313允许或者阻止第二活塞杆3312相对于第二气缸3311伸缩。

根据本发明的实施例，第二可控气弹簧331中，第二气缸3311与旋转臂210的第二端铰接，第二活塞杆3312的自由端与第二连杆2213铰接。第三可控气弹簧332中，第二气缸3311与第三连杆2221铰接，第二活塞杆3312的自由端与操作臂230铰接。

根据本发明的实施例，在操作人员操作控制组件310的情况下，第二控制阀3313处于开启状态，此时第二气缸3311内的气体或液体能够自由流动，从而使得第二活塞杆3312可以相对于第二气缸3311发生伸缩运动，从而使得第一悬臂组件221相对于旋转臂210的角度以及第二悬臂组件222相对于操作臂230的角度发生变化，进而操作臂230相对于旋转臂210产生相对的平移。

根据本发明的实施例，在操作人员不操作控制组件310的情况下，第二控制阀3313处于关闭状态，此时第二气缸3311内的气体或液体不能够自由流动，从而使得第二活塞杆3312不可以相对于第二气缸3311发生伸缩运动，从而使得悬旋转臂210、连杆组件220和操作臂230三者之间的相对位置固定。

图8为本发明实施例的机械调节悬臂的操作臂的立体示意图。

如图8所示，传导组件340包括固定座341、连接组件342和柔性组件343。固定座341安装在操作臂230上。连接组件342可移动地安装在固定座341和控制组件310之间。柔性组件343的一端穿过固定座341与连接组件342连接，柔性组件343的另一端包括分别连接到至少两个第一控制阀3223和两个第二控制阀3313的控制端。

根据本发明的实施例，操作人员通过操作控制组件310可以控制连接组件342相对于固定座341的位置发生变化，从而使得柔性组件343的另一端控制第一控制阀3223和第二控制阀3313，进而使得可控气弹簧的工作状态发生改变。

根据本发明的实施例，柔性组件343包括第一柔性管3431、第一钢丝组、第二柔性管3432和第二钢丝组。第一柔性管3431的第一端固接至固定座341。第一钢丝组套设在第一柔性管3431内，第一钢丝组的第一端穿过固定座341固接至连接组件342，第一钢丝组的第二端从第一柔性管3431的第二端伸出并分别连接至至少两个第一控制阀3223的至少两个控制端。第二柔性管3432的第一端固接至固定座341。第二钢丝组套设在第二柔性管3432内，第二钢丝组的第一端穿过固定座341固接至连接组件342，第二钢丝组的第二端从第二柔性管3432的第二端伸出并分别连接至两个第二控制阀3313的两个控制端。

根据本发明的实施例，操作人员通过操作控制组件310可以控制连接组件342相对于固定座341的位置发生变化，从而使得第一钢丝组在第一柔性管3431内移动，同时第二钢丝组在第二柔性管3432内移动，以使得第一钢丝组和第二钢丝组分别控制第一控制阀3223和第二控制阀3313的状态，进而使得可控气弹簧的工作状态发生改变。

图9为图8中传导组件的结构放大示意图。

如图8和9所示，连接组件342包括至少一个滑动轴3421、滑动座3422和弹性件3423。滑动轴3421从固定座341向远离柔性组件343延伸。滑动座3422可滑动地安装在滑动轴3421上，柔性组件343的一端穿过固定座341与滑动座3422连接。弹性件3423在固定座341与滑动座3422之间套设在滑动轴3421上，弹性件3423的弹力将滑动座3422向远离固定座341推动，其中，控制组件310连接至滑动座3422，以使得弹性件3423的弹力推动滑动座3422远离固定座341。

根据本发明的实施例，操作人员在操作控制组件310的情况下，通过柔性组件343使得滑动座3422在滑动轴3421上沿远离固定座341的方向上移动，此时柔性组件343内的钢丝组相对于柔性管进行滑动，从而与钢丝组连接的第一控制阀3223和第二控制阀3313的工作状态转变为开启状态，由此操作人员通过移动操作臂230实现该机械调节悬臂在多个方向上的移动，此时，弹性件3423处于舒张状态，在未操作控制组件310时弹性件3423处于压缩状态，以用于与操作人员操作控制组件310的握力相结合使得第一控制阀3223和第二控制阀3313的工作状态转变为开启状态。

根据本发明的实施例，操作人员在离开控制组件310的情况下，由于可控气弹簧自动关闭时会产生一定的恢复力，弹性件3423在可控气弹簧的恢复力的作用下被压缩，使得滑动座3422在滑动轴3421上向固定座341的方向移动，在此过程中，柔性组件343内的钢丝组发生相反的移动，进而与钢丝组连接的第一控制阀3223和第二控制阀3313的工作状态转变为关闭状态，此时每个可控气弹簧内的活塞杆伸出气缸的长度固定，从而使得该机械调节悬臂的角度固定。

需要说明的是，操作人员的握力+弹性件3423的弹力共同用于抵消多根可控气弹簧的控制阀自动关闭的恢复力。在操作者离开控制组件310时，仅靠弹性件3423的弹力，不足以抵消多根可控气弹簧的控制阀自动关闭的恢复力，从而使得在操作者离开控制组件310时多根可控气弹簧的控制阀会自动关闭。

图10为本发明实施例的机械调节悬臂的操作臂与控制组件的放大示意图。

如图10所示，控制组件310包括操作部311和传动组件312。操作部311安装在操作臂230的第二端。传动组件312连接在操作部311和滑动座3422之间，以通过操作操作部311拉动传动组件312进而拉动滑动座3422向远离固定座341的方向移动。

根据本发明的实施例，操作人员通过控制操作部311可以通过传动组件312拉动滑动座3422向远离固定座341的方向移动，从而使得柔性组件343对第一控制阀3223和第二控制阀3313的工作状态进行控制，以实现该机械调节悬臂的角度的固定或解除。

根据本发明的实施例，操作部311包括支撑框架3111和握柄3112。支撑框架3111安装在操作臂230的侧部，支撑框架3111内部具有容纳空间。握柄3112设置于支撑框架3111的容纳空间内，握柄3112的第一端与支撑框架3111可旋转地连接，使得握柄3112的第二端可相对于支撑框架3111的支撑臂移动。

根据本发明的实施例，握柄3112通过转轴与支撑框架3111可旋转地连接，在操作人员不操作该握柄3112的情况下，该握柄3112在传动组件312的作用下与支撑框架3111呈一定角度。

根据本发明的实施例，操作人员操作该握柄3112的情况下，可以通过改变握柄3112与支撑框架3111之间的角度使得传动组件312将滑动座3422向远离固定座341的方向拉动，从而使得柔性组件343能够对第一控制阀3223和第二控制阀3313的工作状态进行控制。

根据本发明的实施例，传动组件312包括柔性索3121和导向轮3122。柔性索3121的一端固接至握柄3112的第二端，另一端固连至滑动座3422。导向轮3122适用于引导柔性索3121的移动路径，使得握柄3112的第二端在操作人员的握持下朝向支撑框架3111的支撑臂移动时，柔性索3121拉动滑动座3422向远离固定座341的方向移动。

根据本发明的实施例，操作人员操作该握柄3112的情况下，在改变握柄3112与支撑框架3111之间的角度时，柔性索3121在导向轮3122的作用下将滑动座3422向远离固定座341的方向拉动，从而使得柔性组件343能够对第一控制阀3223和第二控制阀3313的工作状态进行控制。

需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本发明实施例的内容。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种机械调节悬臂，包括：

基座，适用于安装到外部支撑装置；

悬臂组件，包括：

旋转臂，通过转轴能够与所述基座转动地连接，所述旋转臂的旋转平面与基座所在的平面平行；

连杆组件，所述连杆组件的一端与所述旋转臂铰接；

操作臂，适用于安装目标设备，所述操作臂的一端与所述连杆组件的另一端铰接，所述操作臂的另一端用做操作端，使得操作人员通过操作所述操作端驱动所述操作臂在垂直于所述旋转平面的垂直平面内相对于所述基座移动；以及

锁止机构，被构造成同时阻止所述旋转臂相对于所述基座的转动、和所述操作臂在所述垂直平面内相对于所述基座的移动；

其中，所述锁止机构包括：

控制组件，安装在所述操作臂上；以及

第一锁止组件，设置于所述基座内，并被构造成允许或阻止所述旋转臂相对于所述基座转动；

第二锁止组件，安装在所述悬臂组件上，并被构造成允许或阻止所述操作臂在所述垂直平面内移动；以及

传导组件，设置于控制组件、与所述第一锁止组件和第二锁止组件之间，适用于传导所述控制组件对所述第一锁止组件及第二锁止组件的同步控制；

其中，所述传导组件包括：

固定座，安装在所述操作臂上；

连接组件，能够移动地安装在所述固定座和控制组件之间；以及

柔性组件，所述柔性组件的一端穿过所述固定座与所述连接组件连接，所述柔性组件的另一端包括分别连接到至少一个第一控制阀和两个第二控制阀的控制端，

其中，所述柔性组件包括：

第一柔性管，所述第一柔性管的第一端连接至所述固定座；

第一钢丝组，穿设在所述第一柔性管内，所述第一钢丝组的第一端穿过所述固定座连接至所述连接组件，所述第一钢丝组的第二端从所述第一柔性管的第二端伸出并分成连接至至少一个所述第一控制阀的至少一个控制端；

第二柔性管，所述第二柔性管的第一端连接至所述固定座；

第二钢丝组，穿设在所述第二柔性管内，所述第二钢丝组的第二端穿过所述固定座连接至所述连接组件，所述第二钢丝组的第二端从所述第二柔性管的第二端伸出并分成连接至两个第二控制阀的两个控制端；

其中，所述连杆组件包括：

第一悬臂组件，所述第一悬臂组件的一端与所述旋转臂的一端活动连接；以及

第二悬臂组件，所述第二悬臂组件的一端与所述第一悬臂组件的另一端活动连接，所述第二悬臂组件的另一端与操作臂的第一端活动连接；

其中，所述第一锁止组件包括：

铰链座，安装在所述转轴上；

至少一个第一可控气弹簧，每个第一可控气弹簧的一端连接至所述基座，另一端在所述转轴的曲线方向上连接至所述铰链座，第一可控气弹簧被构造成允许或者阻止所述转轴转动，

所述第二锁止组件包括：

第二可控气弹簧，所述第二可控气弹簧的一端与所述旋转臂的第二端铰接，另一端与第二支撑座铰接，所述第二可控气弹簧被构造成允许或者阻止所述第一悬臂组件相对于所述旋转臂移动；以及

第三可控气弹簧，所述第三可控气弹簧的一端与所述第二支撑座铰接，另一端与所述操作臂铰接，所述第三可控气弹簧被构造成允许或者阻止所述操作臂组件相对于所述第二悬臂组件移动；

其中，每个所述第一可控气弹簧包括：

第一气缸，安装在所述基座上；

第一活塞杆，能够伸缩地插入所述第一气缸内，所述第一活塞杆的自由端在所述转轴的切线方向上连接至铰链座；以及

所述第一控制阀，安装在所述第一活塞杆上，通过操作所述第一控制阀允许或者阻止所述第一活塞杆相对于所述第一气缸伸缩，

其中，所述第二可控气弹簧和第三可控气弹簧中的每一个包括：

第二气缸，与所述旋转臂的第二端或者第二支撑座铰接；

第二活塞杆，能够伸缩地插入所述第二气缸内，所述第二活塞杆的自由端与所述第二支撑座或者操作臂铰接；以及

所述第二控制阀，安装在所述第二活塞杆上，通过操作所述第二控制阀允许或者阻止所述第二活塞杆相对于所述第二气缸伸缩。

2.根据权利要求1所述的机械调节悬臂，其中，所述第一悬臂组件包括：

第一支撑座，安装在所述旋转臂的第一端；

第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆的第一端分别通过第一枢轴和第二枢轴与所述第一支撑座的第一端能够转动地连接；

第二支撑座，所述第一连杆和第二连杆的第二端分别通过第三枢轴和第四枢轴与所述第二支撑座能够转动地连接，所述第三枢轴和第四枢轴设置在所述第二支撑座的第一侧，

其中，所述第一支撑座、第一连杆、第二连杆和第二支撑座构成平行四边形机构；

所述第二悬臂组件包括：

第三连杆和第四连杆，所述第三连杆和第四连杆的第一端分别通过第五枢轴和第六枢轴与所述第二支撑座能够转动地连接，所述第五枢轴和第六枢轴设置在所述第二支撑座的与所述第一侧相对的第二侧，

第三支撑座，安装在所述操作臂的第一端，第三连杆和第四连杆的第二端分别通过第七枢轴和第八枢轴与所述第三支撑座能够转动地连接，

其中，所述第二支撑座、第三连杆、第四连杆和第三支撑座构成平行四边形机构。

3.根据权利要求2所述的机械调节悬臂，其中，所述第一悬臂组件还包括：

第一保护壳，被构造成覆盖所述第一连杆和第二连杆，所述第一保护壳分别通过第九枢轴和第十枢轴分别与所述第一支撑座和第二支撑座能够转动地连接，所述第九枢轴位于所述第一枢轴和第二枢轴的中间，所述第十枢轴位于所述第三枢轴和第四枢轴的中间；

所述第二悬臂组件还包括：

第二保护壳，被构造成覆盖所述第三连杆和第四连杆，所述第二保护壳分别通过第十一枢轴和第十二枢轴分别与所述第二支撑座和第三支撑座能够转动地连接，所述第十一枢轴位于所述第五枢轴和第六枢轴的中间，所述第十二枢轴位于所述第七枢轴和第八枢轴的中间。

4.根据权利要求1所述的机械调节悬臂，其中，所述连接组件包括：

至少一个滑动轴，从所述固定座远离所述柔性组件延伸；

滑动座，能够滑动地安装在所述滑动轴上，所述柔性组件的所述一端穿过所述固定座与所述滑动座连接；以及

弹性件，设置在所述固定座与所述滑动座之间，并套设在所述滑动轴上，所述弹性件的弹力将所述滑动座向远离所述固定座推动，

其中，所述控制组件连接至所述滑动座，以使得所述弹性件的弹力推动所述滑动座远离所述固定座。

5.根据权利要求4所述的机械调节悬臂，其中，所述控制组件包括：

操作部，安装在所述操作臂的第二端；以及

传动组件，连接在所述操作部和滑动座之间，以通过操作所述操作部拉动所述传动组件进而拉动所述滑动座向远离所述固定座的方向移动，

其中，所述操作部包括：

支撑框架，安装在所述操作臂的侧部，所述支撑框架内部具有容纳空间；以及

握柄，设置于所述支撑框架的容纳空间内，所述握柄的第一端与所述支撑框架能够枢转地连接，使得所述握柄的第二端相对于所述支撑框架的支撑臂能够移动，

所述传动组件包括：

柔性索，所述柔性索的一端连接至所述握柄的第二端，另一端连接至所述滑动座；以及

导向轮，适用于引导所述柔性索的移动路径，使得所述握柄的第二端在操作人员的握持下朝向所述支撑框架的支撑臂移动时，所述柔性索拉动所述滑动座向远离所述固定座的方向移动。