CN1276491A - 限制角位移用的柔性停止件、及其铰接系统和医疗设备 - Google Patents

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Abstract

第一元件(3)例如一个载有照明单元的臂的、相对于第二元件(2)的、环绕一条轴线(12)的转动,可在两个方向上被一弹性元件(13)限制,其角位移可超过360°,该弹性元件具有在同一方向上卷绕的两个螺旋弹簧圈,每一螺旋圈都可与一个和第一元件(14、15)共转的活动停止件配合,而弹簧(13)的中央部则与整体制在第二元件(2)上的固定停止件(16)配合。本发明特别适用于支承医疗设备的铰接系统。

Description

限制角位移用的柔性停止件、及其 铰接系统和医疗设备
本发明涉及停止(止动)件，它们被用来限制第一元件环绕其轴线转动而相对于第二元件的角位移。
许多铰接系统采用这种可相互相对转动的元件。
对于那些与占据环绕的空间或传送电力、数据或流体有关的事情，在这些元件之间的角位移必须在两个转动方向用停止件加以限制。
传统上，这些停止件都是刚性的，根据其质量和位移速率，它们在碰到停止件而突然停止时会产生振动并且经常带有噪声。
另外，反复震动和惯性很快会起作用使系统的安全成为问题。
本发明的目的是要提供一种柔性的停止件，它能无震动地限制两个元件之间的角位移，并能使两个元件之间的相对转动逐渐被停止，这样就可消除固定停止件的上述这些缺点。
为了达到这个目的，按照本发明的一个方案，第一元件具有一个内件部与转动轴线同轴地在第二元件的套筒部内延伸，停止件还具有一个带有两个螺旋弹簧圈的弹性元件，这两个螺旋圈都被卷绕在同一方向，并且同心地设置在内件部和套筒部之间的中央连接区段的两侧各有一个螺旋圈，每一螺旋圈都各终止在一个端部上，套筒部具有第一停止区段，它能支承在弹簧的中央区段上，内件部至少具有第二和第三停止区段，它们能各自支承在弹性元件的相应端部上。
按照本发明另一个实施例：
第二和第三停止区段在角度上互相偏离；
每一螺旋圈都被设置在内件部的周围，它们在正常时都是松弛的；
两个端部都沿轴向及/或径向延伸。
本发明还涉及一个铰接系统，该系统具有至少一个这种柔性停止件并且典型地具有至少一个柔性管或导管在其内延伸着第一和第二元件。
本发明还涉及一个医疗设备项目，该设备具有至少一个这种铰接系统。
从下面结合附图对本发明的具体实施例所作的只是说明性决不是限定性的说明可以知道本发明的其他一些特征和优点。
图1为具有按照本发明的柔性停止件的铰接装置的纵向剖面图；
图2和3分别为图1所示装置中弹簧的顶视图和前视图；
图4为具有按照本发明的柔性停止件的顶板照明单元的概略视图；及
图5为具有按照本发明的柔性停止件的铰接组件的另一个实施例的部分为剖面的概略透视图。
图1示出铰接部件1的一例，其中在第一元件2和第二元件3之间采用了按照本发明的柔性停止件。
在图4所示的应用例中，具有柔性停止件1的铰接部件被设置在一个手术照明4支承臂3的基部与一板件2之间，支承臂可相对于板件2转动，而板件2本身以铰接的方式安装在臂5的端头上，臂5被连结到顶板安装件6上，该安装件至少还可支承第二个臂。
返回看图1，臂3的基部被固定在一个头部7上，该头部被连结到一个可旋转的管状元件8上，该管状件被套筒10内的轴承9a、9b支承着，而该套筒与元件2连成一体。
按照本发明的一个方案，在臂3内、在管状元件8内、甚至超出元件8、在元件2内，至少要有一根电缆，用来载运电流及/或传送数码的、电工的或光学的数据，及/或至少要有一根管子，用来输送医疗用流体(氧气、真空等)。
管状元件8和套筒10共有一条轴线12。臂3的环绕轴线12的相对于元件的转动是以有控制的方式被一弹性元件限制的。该弹性元件具有两个螺旋弹簧圈13，可有选择地分别与管状元件8上所载的停止件14和15及固定套筒10上所载的停止件16配合。
如同在图2和3中可更清晰地看到，弹性元件13典型地是由弹簧钢丝制成的，它具有两个区段17a、17b螺旋卷绕在同一方向，中间用一连接支段18连接，该支段在一与螺旋区段17a、17b所形成的圆筒相切的平面内延伸。
在图1到4所示的实施例中，每一螺旋区段都形成一个整圈再加一个半圈的螺旋圈，并分别终止在轴向端头19a、19b上，这两个轴向端头基本上互相对准并在直径上位在连接件18的对侧。
再请参阅图1，弹性元件13被松弛地滑装在管状元件8上而处在该元件和套筒10之间，但被一个形成停止件16的销钉抓住，该销钉装在套筒10上并沿径向在两个螺旋圈17a、17b之间向内延伸，使它可有选择地用侧向对接来与弹性元件13的中间支段18配合。
与此类似，两个停止件14和15被装在管状元件8的内侧并沿径向外延伸，为的是可有选择地用侧向对接来与弹性件的两个轴向端头19a和19b配合。
这样，当臂3环绕轴线12相对于元件2而转动时，它会使弹性元件13的两个螺旋区段中的一个的端头转动，如果按顺时针方向转动，那么销钉14将起作用；如果按逆时针方向转动，那么销钉15将起作用。
当转动量变大时，弹性元件13的中央支段18将支承在固定销钉16上。从该时起，管状元件8将开始使弹性元件产生应力，该应力造成一个相反的转矩逐渐制止该臂的运动一直到它完全停止为止。
然后存储在弹性元件13内的能量被释放出来使臂3返回。柔性停止件的阻尼力可通过调节弹性件的刚度来调节。
从上可知，根据臂3和管状元件8的转动方向，弹性元件13中只有一个螺旋区带17a或17b受力，另一个螺旋区带可不受力。
受力的螺旋圈被迫在其螺旋卷绕方向也就是在收紧环绕管状元件8的螺旋圈的方向上转动。因此当这个螺旋圈均被收紧在管状元件8上时便可完成全部阻尼，这样，超过弹性元件13内许可应力的危险就不会发生。
按照本发明的一个方案，如图1所示，销钉14和15在角度上互相偏离，这个偏离的角度通常为90度。
这个偏离使人们有可能确定臂的角位移。按照本发明的偏离销配置有可能得到大于360度，这在采用简单固定停止件的传统系统内一般是不可能做到的。
在图5所示的简化的实施例中，弹性元件13的螺旋区带都被限制为只有一圈，而与内部管状元件8成为一体的停止区带在本例中是由在管状元件8上制出的角度开口140、150的径向面构成的，弹性元件13的自由端19a和19b穿入该开口内沿径向向内侧折回。两个停止区段的角度偏离是两个开口140和150的角度偏离及/或后一开口的角度延伸提供的。在外部管状元件10上的停止区段仍旧与以前一样，是由沿径向向内伸出的销钉配装在元件10上制出的径向孔内构成的。
虽然本发明已就具体实施例进行说明，但本发明并不受限制，相反地，本行业的行家显然能在下列权利要求的范围内作出各种修改和变型。
特别是虽然其较优用途之一是在载有医疗设备的悬挂系统上，如上述的照明单元、手术显微镜、配药臂和移动的X射线照相设备，但它也能用于其他工业领域内为一般公众服务，例如照相机的旋转头或回转风扇的支承。

Claims (11)

1.柔性停止件，用来限制第一元件(3、8)环绕其轴线(12)相对于第二元件(2、10)的角位移，第一元件具有一个内件部(8)与所说轴线(12)同轴地在第二元件的套筒部(10)内延伸，停止件还具有一个带有两个螺旋弹簧圈(17a、17b)的弹性元件(13)，这两个螺旋圈都被卷绕在同一方向，并且在同心地设置在内件部(8)和套筒部(10)之间的中央连接区段(18)的两侧各有一个螺旋圈，每一螺旋圈(17a、17b)都各终止在一个端部(19a、19b-19a′、19b′)上，套筒部(10)具有第一停止区段(16)，它能支承在弹簧的中心区段(18)上，内件部至少具有第二(14、140)和第三(15、150)停止区段，它们能各自支承在弹性元件的相应端部(19a、19b)上。
2.按照权利要求1的柔性停止件，其特征为，每一螺旋圈(17a、17b)都被设置在内件部(8)的周围，它们在正常时都是松弛的。
3.按照权利要求1或2的柔性停止件，其特征为，第二和第三停止区段(14、15；140、150)在角度上互相偏离。
4.按照以上权利要求中任一项的柔性停止件，其特征为，两个端部(19a、19b)基本上沿轴向延伸。
5.按照权利要求1到3中任一项的柔性停止件，其特征为，两个端部基本上沿径向延伸。
6.按照以上权利要求中任一项的柔性停止件，其特征为，至少一个停止区段(14、15、16)是由径向销构成的。
7.按照权利要求5的柔性停止件，其特征为，至少一个停止区段(140、150)是由内件部(8)的切开构成的。
8.按照以上权利要求中任一项的柔性停止件，其特征为，内件部(8)为管状的。
9.具有至少一个按照以上权利要求中任一项的柔性停止件的铰接系统。
10.按照权利要求9的铰接系统，具有至少一个柔性管或导管(11)在其内延伸着第一(3)和第二(2)元件。
11.具有至少一个按照权利要求9或10的铰接系统的医序设备。
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