DE102008059345B4

DE102008059345B4 - Stativ, insbesondere Bodenstativ

Info

Publication number: DE102008059345B4
Application number: DE102008059345A
Authority: DE
Inventors: Paul Weidner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2012-05-31
Anticipated expiration: 2028-11-28
Also published as: DE102008059345A1

Abstract

Stativ, insbesondere Bodenstativ, mit einem an einer Vertikalsäule über eine Linearführung vertikal bewegbaren Arm mit einem am Armende vorgesehenen Befestigungsabschnitt für einen über das Stativ zu halternden Gegenstand, insbesondere eine Bildaufnahmeeinrichtung in Form eines Ultraschallkopfes, wobei der Befestigungsabschnitt über ein Kugelgelenk umfassend einen den Befestigungsabschnitt tragenden Kugelkopf und eine den Kugelkopf lagernde armseitige Kopfaufnahme bewegbar am Arm gelagert ist, wobei an oder in der Vertikalsäule ein das Gewicht des Arms ausgleichendes Gegengewicht vorgesehen ist, so dass durch den entstandenen Gewichtsausgleich der Anwender den gewichtsausgeglichenen Arm mühelos im Raum bewegen kann, und wobei der Arm aus mehreren, über Drehgelenke bewegbare Armabschnitten besteht, dadurch gekennzeichnet, dass eine Arretiereinrichtung zum lösbaren Arretieren des Kugelkopfs (48) in seiner eingenommenen Stellung in der Kopfaufnahme (49) vorgesehen ist, dass eine Einrichtung (24) zum Verändern des Gewichtsausgleichs derart, das sich eine in Richtung der Gewichtskraft des Arms (6) resultierende Gewichtskraft einstellt, vorgesehen ist, und dass jedes Drehgelenk...

Description

Die Erfindung betrifft ein Stativ, insbesondere ein Bodenstativ, mit einem an einer Vertikalsäule über eine Vertikalführung vertikal bewegbar gelagerten Arm zur Halterung eines Gegenstands, insbesondere einer Bildaufnahmeeinrichtung in Form eines Ultraschallkopfes, wobei an oder in der Vertikalsäule ein das Gewicht des Arms ausgleichendes Gegengewicht vorgesehen ist, so dass durch den entstandenen Gewichtsausgleich der Anwender den gewichtsausgeglichenen Arm mühelos im Raum bewegen kann, und wobei der Arm aus mehreren, über Drehgelenke bewegbare Armabschnitten besteht.
Insbesondere beim medizinischen Bildaufnahmeeinrichtungen wie beispielsweise Ultraschallköpfen kommen häufig Stative zum Einsatz, vornehmlich Bodenstative, die einen üblicherweise an einer Vertikalsäule bewegbar angeordneten Arm aufweisen, an dem die Bildaufnahmeeinrichtung wie beispielsweise der Ultraschallkopf angeordnet ist. Eine Bewegbarkeit des Ultraschallkopfes ist einerseits über die Beweglichkeit des Armes gegeben, andererseits auch über eine Kugelgelenkslagerung der Bildaufnahmeeinrichtung am Arm. In der Praxis wird die Bildaufnahmeeinrichtung, also beispielsweise der Ultraschallkopf (und hierunter sind auch größere, beispielsweise einen Rahmen oder dergleichen aufweisende Einrichtungen oder Baugruppen zu verstehen) vom Arzt an den Patienten angelegt und positioniert, beispielsweise um im Rahmen einer Mammographie die Brust aufzunehmen. Bei bekannten Stativen ist der Arzt nun gefordert, den Ultraschallkopf je nach Lage der Brust auszurichten, um den Ultraschallkopf korrekt relativ zur Brust beziehungsweise einem ausgezeichneten Punkt (üblicherweise die Brustwarze) zu positionieren, um nachfolgend den gesamten gewünschten Untersuchungsbereich zeigende Bildaufnahmen, aus denen beispielsweise nachfolgend 3D-Bilder rekonstruiert werden, aufnehmen zu können. Dabei ist ersichtlich je nach Lage respektive auch Größe der Brust der Ultraschallkopf in eine beliebige Position zu bringen, was letztlich durch die Beweglichkeit des Armes und die Kugelgelenkslagerung der Bildaufnahmeeinrichtung möglich wird.
Im Rahmen der Mammographie ist es dabei erforderlich, den am gewichtsausgeglichenen Arm angeordneten Ultraschallkopf mit beachtlichem Druck aufzusetzen und diesen Druck während der Bildaufnahme beizubehalten, das heißt, dass die Brust hierbei relativ stark gequetscht wird. Bei Verwendung einer Ultraschallbildaufnahmeeinrichtung umfassend ein Stativ liegt dabei die Patienten, so dass der Ultraschallkopf vom Arzt von oben respektive leicht zur Seite geschwenkt aufgesetzt und angedrückt werden kann. Gleichwohl ist es erforderlich, den Ultraschallkopf während der gesamten Bildaufnahme unter hohem Druck gegen die Brust zu pressen, nachdem der Arm samt Bildaufnahmeeinrichtung komplette gewichtsausgeglichen ist.
Der Anwender, beispielsweise der Arzt, ist also gefordert, während der gesamten Dauer der Bildaufnahme, die, bis sämtliche Bilder zur Ermöglichung einer 3D-Rekonstruktion, durchaus eine oder mehrere Minuten dauern kann, die Bildaufnahmeeinrichtung mit hohem Kraftaufwand aufzupressen. Dies ist für den Anwender nicht nur sehr anstrengend, auch resultiert hieraus das Problem, dass der Arzt möglicherweise während der gesamten Dauer den Druck nicht aufrechterhalten kann und es aufgrund dessen zu einer Veränderung der Position des Ultraschallkopfes kommt, wie hierbei natürlich auch grundsätzlich das Problem besteht, dass der Anwender während des Aufdrückens wackelt oder es aufgrund der Atembewegung in Verbindung mit dem manuellen Aufdrücken zu einer Positionsveränderung kommt. Eine solche Positionsveränderung wirkt sich jedoch nachteilig auf die Qualität der aufgenommenen Bilder aus.
Ein weiteres Problem resultiert aus der gelenkigen Lagerung der Bildaufnahmeeinrichtung über das Kugelgelenk. Wie beschrieben ist es erforderlich, den Ultraschallkopf während der gesamten Bildaufnahme unter hohem Druck gegen die Brust zu pressen, was einerseits für den Arzt sehr aufwendig ist, andererseits aber insbesondere aus der Kugelgelenkslagerung das Problem resultiert, dass es entweder infolge der Atembewegung der Patientin oder einer Bewegung des Arztes zu einer Bewegung des Ultraschallkopfs um die Kugelgelenkslagerung kommt. Eine solche Veränderung der Relativposition des Ultraschallkopfs zum Bildaufnahmebereich wirkt sich jedoch nachteilig auf die Qualität der aufgenommenen Bilder aus.
Schließlich stellt auch die dauerhaft gegebene Beweglichkeit der Armabschnitte relativ zueinander ein Problem dar, denn es kann im Rahmen der Bildaufnahme vorkommen, dass es z. B. infolge des Aufdrückens der Bildaufnahmeeinrichtung zu einer ungewollten und sich nachteilig auf die Bildqualität auswirkenden Armbewegung kommt.
DE 691 06 701 T2 betrifft einen Stativarm mit verschiebbarem Ende sowie einen Apparat mit demselben für therapeutische Behandlung. Dort soll eine Vorrichtung zum Positionieren eines Instruments im Raum verwendet werden, die eine translatorische Bewegung dieses Instruments ermöglicht. Hierzu weist das Tragelement eine Translationseinrichtung auf, das bedeutet, es ist eine lineare Bewegung möglich.
Eine Einstellvorrichtung für Perkussions-Musikinstrumente, wie Becken, Hi-Hats oder dergleichen, ist aus DE 35 20 837 C1 bekannt. Innerhalb einer Säule eines Ständers wird statt einem üblichen, nur in eine Richtung knickbaren Gelenk nun ein Kardangelenk, insbesondere ein Kugelgelenk, vorgesehen, so dass zwei Säulenabschnitte gegeneinander beliebig verschwenkbar sind. Über Flügelschrauben, die auf einen Klemmring wirken, kann der Kugelkopf in jeder beliebigen einstellbaren Winkellage festgespannt werden.
DE 10 2005 031 494 A1 betrifft ein Stativ mit wenigstens acht Bewegungsfreiheitsgraden. Es wird eine komplexe Anordnung von miteinander verbundenen Armen und Gelenken vorgeschlagen, wobei für jeden hauptsächlichen Arm Augleichsgewichte vorgesehen sind. Die Ausgleichsgewichte können verstellt werden, um den Gesamtschwerpunkt der am Parallelogrammlenker aufgenommenen Masse in den Schnittpunkt der Achsen zu legen und den Schwerpunkt der am Lenker aufgenommenen Gesamtmasse in die Drehachse zu verlagern. So soll die Trageinheit mit der Aufnahmeeinheit bei Bewegen des Stativs und der Drehgelenke kräftefrei führbar sein.
Eine Deckenhalterung für eine medizinische Einrichtung wird durch US 4 544 121 offenbart. Ein vertikal verstellbarer Arm ist über einen Draht mit einem Gegengewicht verbunden, wobei der Draht über eine Drehrolle läuft. Die Drehrolle wird über einen Rotor angetrieben, um den Kraftausgleich zu wahren.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Stativ anzugeben, das eine verbesserte Bildaufnahme ermöglicht.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Stativ der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Arretiereinrichtung zum lösbaren Arretieren des Kugelkopfs in seiner eingenommenen Stellung in der Kopfaufnahme vorgesehen ist, dass eine Einrichtung zum Verändern des Gewichtsausgleichs derart, das sich eine in Richtung der Gewichtskraft des Arms resultierende Gewichtskraft einstellt, vorgesehen ist, und dass jedes Drehgelenk eine Sperreinrichtung zum Sperren einer Gelenkstellung aufweist.
Das erfindungsgemäße Stativ ermöglicht infolge der Kugelgelenkslagerung der Bildaufnahmeeinrichtung einerseits eine exakte und genaue Ausrichtung des Ultraschallkopfs relativ zum Bildaufnahmebereich, bietet aber andererseits aufgrund der Möglichkeit eine beliebige eingenommene Stellung des Ultraschallkopfs relativ zum Arm arretieren zu können, die Möglichkeit, diese optimale Position für die nachfolgende Bildaufnahme zu fixieren. Es besteht hierbei keine Gefahr mehr, dass es aus welchen Gründen auch immer zu einer Veränderung der Relativposition des Ultraschallkopfs durch eine Bewegung um das Kugelgelenk kommt, nachdem diese Bewegungsverbindung über die erfindungsgemäß vorgesehene Arretiereinrichtung fixiert respektive arretiert ist. Das heißt, dass die Ausrichtung während der Bildaufnahme nicht mehr veränderlich ist und folglich hieraus keine Nachteile für die Bildgebung mehr resultieren, wie dies bisher jedoch möglich war.
Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Stativ die Möglichkeit, mittels einer geeigneten Einrichtung den über das Gegengewicht gegebenen Gewichtsausgleich, der es dem Anwender ermöglicht, den gewichtsausgeglichenen Arm mühelos im Raum zu bewegen, temporär teilweise aufzuheben, also für die Dauer der Bildaufnahme, wenn die Bildaufnahmeeinrichtung fest auf den Untersuchungskörper zu pressen ist, den Arm nicht mehr im Gewicht auszugleichen, so dass dieser zumindest mit einem Teil seines Eigengewichts selbsttätig auf den Untersuchungskörper, hier also im Falle der Mammographie die Brust, drückt. Der Anwender wird vollständig entlastet, er ist nicht wie im Stand der Technik gefordert, selbsttätig die Bildaufnahmeeinrichtung mit hohem Kraftaufwand aufzudrücken. Vielmehr wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene Einrichtung eine teilweise Aufhebung des Gewichtsausgleichs ermöglicht, so dass das Stativ quasi ”selbsttätig” arbeit und unter Ausnutzung des Eigengewichts bzw. der sich einstellenden resultierenden Gewichtskraft des Arms die Bildaufnahmeeinrichtung aufgepresst wird. Da der Arm – auch in Verbindung mit der Bildaufnahmeeinrichtung – ein beachtliches Gesamtgewicht aufweist, kann also je nach dem wie weit der Gewichtsausgleich aufgehoben wird, eine hinreichend hohe Aufdrückkraft innerhalb des Stativs selbst generiert werden, die den Anwender vollkommen entlastet und darüber hinaus auch während der gesamten Bildaufnahmedauer konstant bleibt. Hieraus resultiert, dass es während der Bildaufnahme zu keinen nennenswerten Pasitionsänderungen infolge einer unbeabsichtigten Entlastung kommt, nachdem das resultierende aufdrückende Gewicht während der Bildaufnahmedauer unverändert bleibt.
Schließlich ermöglicht die erfindungsgemäß vorgesehene Drehgelenkssperrbarkeit, die die Armabschnitte drehlagernden Drehgelenke in jeder ihrer Relativpositionen arretieren zu können, so dass der Arm insgesamt eine starre, stabile Einheit ist, insbesondere während der Dauer der Bildaufnahme.
Durch das Zusammenwirken der erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen ist es möglich, optimale Voraussetzungen für eine sehr gute Bildaufnahme zu schaffen, da der Anwender nach der Positionierung der Bildaufnahmeeinrichtung infolge der kompletten Positions- oder Stellungsarretierung des Arms sowie der Veränderung des Gewichtsausgleichs während der Bildaufnahme selber nicht mehr tätig werden muss. Die eingangs genannten Probleme sind nicht mehr gegeben.
Es sind zumindest zwei Armabschnitte vorgesehen, von denen einer mit einem Vertikalführungsschlitten über ein Drehgelenk verbunden ist, und beide über ein weiteres Drehgelenk verbunden sind. Diese Ausgestaltung mit zwei Armabschnitten und deren Drehlagerung ist für ein hohes Maß an Beweglichkeit ausreichend, wobei natürlich auch mehr als zwei Armabschnitte hintereinander angelenkt sein können, jedoch relativ zueinander über die separat sperrbaren drehgelenke in ihrer Raumlage fixierbar sind. Eine Sperreinrichtung eines Drehgelenks ist zweckmäßigerweise als Magnetbremse ausgebildet, die die Sperrung durch auf die Drehkomponenten wirkende Magnetfelder ermöglichen. Solche Magnetbremsen sind sehr schnell schaltbar und ermöglichen eine sehr schnelle Sperrung und Aufhebung.
Die Einrichtung zum Ändern des Gewichtsausgleichs ist zweckmäßigerweise zum Bewegen des Gegengewichts entgegen seiner Gewichtskraft ausgebildet, um das bisher gegebene Kräftegleichgewicht im erfindungsgemäßen Sinn zu verändern. Das heißt, dass diese Einrichtung das Gegengewicht quasi etwas ”anhebt”, so dass das Armgewicht des über die bereits auf der Untersuchungsperson aufliegende Bildaufnahmeeinrichtung gegengelagerten Arms nicht mehr vollständig ausgeglichen wird, dieser also mit dem resultierenden Differenzgewicht (Eigengewicht Arm – ”reduziertes” Gegengewicht) selbst die Bildaufnahmeeinrichtung aufpresst.
Die Einrichtung selbst greift vorzugsweise an einer Drehachse einer Zugmittelrolle an, über die ein den Arm mit dem Gegengewicht verbindendes Zugmittel wie beispielsweise ein Seil, ein Riemen oder eine Kette, läuft. Die Einrichtung ist also quasi indirekt mit dem Gegengewicht gekoppelt, nämlich über die Rollendrehachse. Das Anheben des Gegengewichts erfolgt hierbei also durch geeignete Krafteinwirkung über die Einrichtung auf die Rollendrehachse, worüber wiederum das Zugmittel bewegt und hierüber das Gegengewicht entgegen der Gewichtskraft ”angehoben” wird. Dabei ist es nicht einmal erforderlich, das Gegengewicht über eine bestimmte Weglänge anzuheben, vielmehr ist es für eine Veränderung des Gewichtsausgleichs ausreichend, wenn über die Drehachse eine Kraft in das Zugmittelsystem eingeleitet wird, die unterstützend zur Gewichtskraft des Arms wirkt.
Die Einrichtung selbst weist vorteilhafterweise einen Stellmotor zum Antreiben der Drehachse auf, ferner zweckmäßigerweise eine Kupplung, über die der Stellmotor bedarfsweise in Wirkungsverbindung mit der Drehachse bringbar ist. Über die Kupplung kann der Motor, der normalerweise entkoppelt ist, mithin also nicht in Wirkungsverbindung mit der Drehachse steht, dann auf die Drehachse gekoppelt werden, wenn dies zur Aufhebung des Gewichtsausgleichs erforderlich ist.
In einer konkreten Ausgestaltung ist über den Stellmotor ein erstes Ritzel antreibbar, das mit einem mit der Drehachse über die Kupplung in Drehverbindung bringbaren zweiten Ritzel kämmt. Es ist also eine Ritzelkombination vorgesehen. Solange die Kupplung geöffnet ist, dreht das zweite Ritzel, das axial gesehen auf der Drehachse sitzt, jedoch in Folge der geöffneten Kupplung nicht mit dieser bewegungsgekoppelt ist, leer. Erst wenn die Kupplung schlieft, kommt es zur Antriebskopplung des zweiten Ritzels mit der Drehachse und daraus resultierend einer Kraftübertragung respektive einer Momentenübertragung auf die Drehachse.
Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, dass die Kupplung eine Rutschkupplung ist. Hierüber wird eine hinreichende Sicherheit dahingehend erreicht, dass die Gewichtsentlastung nicht zu weit beziehungsweise vollständig aufgehoben wird, und der Arm nicht mit zu hohem Rest- oder dem gesamten Eigengewicht auf die Untersuchungsperson drückt. Vielmehr kann über die Ausgestaltung der Rutschkupplung ein maximales Drehmoment definiert werden, das vom Motor über die Kupplung übertragen werden kann. Wird dieser Drehmomentschwellwert erreicht, rutscht die Kupplung durch, so dass keine weitergehende Momentenübertragung und damit keine zu starke Beaufschlagung der Drehachse möglich wird, dass also keine zu starke Entlastung und ein zu großer Druck erzeugt wird.
Eine zweckmäßige Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Kupplung als Rutschkupplung sieht vor, dass diese sowohl bei einer zu großen Belastung über den Stellmotor als auch einer zu großen Belastung der Drehachse über den Arm durchrutscht, das heißt, dass die Rutschkupplung in beiden Richtungen durchrutschen kann. Denn wenn der Gewichtsausgleich über die erfindungsgemäße Einrichtung teilweise aufgehoben wird und folglich die Untersuchungsperson das zunehmende Gewicht des Armes spürt, kann es zu Angst- oder Beklemmungszuständen kommen, die dazu führen, dass die Untersuchungsperson versucht, den Arm nach oben zu drücken. Dies muss, nicht zuletzt aus Gründen der Patientensicherheit, möglich sein, das heißt, dass die Kupplung diese Gegenbewegung nicht sperren darf. Ist die Rutschkupplung nun als in beide Richtungen durchrutschende Kupplung konzipiert, so ist es möglich, einerseits eine zu starke Belastung von Seiten des Stellmotors her zu vermeiden, andererseits ist die Möglichkeit gegeben, von Seiten des Patienten her aktiv gegen den Arm zu drücken und den Druck aufzuheben.
Wenngleich die Kupplung, vorzugsweise in Form der Rutschkupplung, in unterschiedlichster Ausgestaltung realisiert sein kann, ist sie nach einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung als Magnetkupplung ausgeführt, die also die Wirkungsverbindung schließt oder öffnet, wenn aufgrund einer Bestromung entsprechende Magnetfelder erzeugt respektive nicht mehr erzeugt werden. Solche Magnetkupplungen schalten sehr schnell und können sehr genau eingestellt werden, worüber die gewünschten maximalen Drehmomente, sei es von Seiten des Stellmotors, sei es von Seiten des nach oben gedrückten Arms, genau eingestellt werden können.
Um dem Anwender eine besonders einfach Bedienung der Einrichtung zu ermöglichen, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Einrichtung, insbesondere der Stellmotor und die Magnetkupplung, über wenigstens ein am Arm oder am Gegenstand befindliches Betätigungselement ansteuerbar ist. Wie bereits einleitend beschrieben, wird die Bildaufnahmeeinrichtung vom Anwender manuell aufgesetzt und positioniert. Um nun die Einrichtung zu betätigen, um den Auf- oder Anpressdruck zu erzeugen, kann der Anwender nun das am Arm oder am Gegenstand befindliche Betätigungselement bevorzugt ohne Lösen der Hände betätigen. Zu diesem Zweck befindet sich das Betätigungselement bevorzugt in einem Bereich der Bildaufnahmeeinrichtung, an der der Anwender ohnehin seine Hände hat, so dass er mithin nur noch mit einem Finger die Taste oder dergleichen drücken muss.
Als ein solches Betätigungselement kann entweder ein einzelnes Betätigungselement vorgesehen sein, beispielsweise eine Taste, die zum Bewegen des Gegengewichts ein erstes Mal zu drücken und zum erneuten Gewichtsausgleich, wenn der Patient also wieder entlastet werden soll, ein zweites Mal zu drücken ist. Denkbar wäre auch ein Joystick, der hierfür jeweils in die eine beziehungsweise andere Richtung zu bewegen ist. Alternativ ist es auch denkbar, separate Betätigungselemente vorzusehen, wie beispielsweise zwei separate Tasten, von denen die eine zum teilweisen Aufheben des Gewichtsausgleichs und die andere zum Ansteuern für eine erneute Einstellung des Gewichtsausgleichs dient.
Die Arretiereinrichtung umfasst zweckmäßigerweise eine Klemmeinrichtung oder ist als Klemmeinrichtung ausgebildet, die den Kugelkopf in der Kopfaufnahme verklemmt. Hat der Anwender die Ausrichtung vorgenommen, so betätigt er lediglich die Arretiereinrichtung, woraufhin es unmittelbar zur Verklemmung der beweglichen Teile gegeneinander und damit zur Fixierung der Ausrichtung kommt. Zur Klemmarretierung weist die Arretiereinrichtung vorteilhafter Weise ein über ein motorisches Stellelement linear bewegbares Klemmelement auf, das bei Betätigung des Stellelements gegen den Kugelkopf, diesen gegen die Kopfaufnahme drückend, bewegbar ist. Das motorische Stellelement ermöglicht eine automatisierte Arretierung. Der Arzt muss lediglich das entsprechende elektrische Betätigungssignal an die Arretiereinrichtung respektive das motorische Stellelement geben, beispielsweise durch geeignete Bedientasten oder dergleichen im Bereich der Bildaufnahmeeinrichtung, die er ohnehin in der Hand halt, um den Stellmotor anzusteuern, der sodann das Klemmelement in die Klemmstellung bewegt. Das Klemmelement selbst ist dabei zweckmäßigerweise als Klemmhülse ausgebildet, die eine im Wesentlichen der Kugelform des Kugelkopfs angepasste Andruckfläche, die zum Verklemmen gegen den Kugelkopf drückt, aufweist. Hierüber lässt sich eine großflächige Klemmung respektive Klemmfläche realisieren, die eine sichere weil kraft- und formschlüssige Verklemmung ermöglicht.
Das motorische Stellelement selbst ist zweckmäßigerweise ein Elektromotor mit einem nachgeschalteten Getriebe, wobei das Getriebe mit dem Klemmelement über eine Welle direkt oder indirekt gekoppelt ist. Über das Getriebe lässt sich eine geeignete Übersetzung einstellen, so dass die Verklemmung auch sehr exakt und mit hohem Klemmdruck realisiert werden kann. Die Welle selbst weist zumindest teilweise ein Außengewinde auf, auf dem eine mit einem Innengewinde versehene Hülse oder Mutter läuft, die bei Drehung der Welle längsbewegt wird, und die am Klemmelement aufgelagert oder mit diesem verbunden ist. Bei der Gewindeverbindung handelt es sich vorzugsweise um ein Trapezgewinde, vorzugsweise mit geringer Steigung. Zum Verklemmen ist also lediglich der Elektromotor anzusteuern, worüber über das Getriebe die Welle gedreht wird, auf deren Außengewinde die Hülse oder Mutter läuft und quasi axial bewegt wird, dabei das Klemmelement gegen den Kugelkopf bewegend und diesen verklemmend. Zur Fixierung oder Auflagerung der Hülse oder Mutter ist am Klemmelement eine Ausnehmung vorgesehen, in der die Hülse oder Mutter vorzugsweise lose aufgenommen ist. Eine lose Aufnahme ist ausreichend, da bei einer Entlastung der Hülse oder Mutter, wenn also die Welle über den Elektromotor wieder zurückgedreht wird, die Klemmverbindung automatisch wieder aufgehoben und die Drehbarkeit wieder hergestellt wird.
Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn das Klemmelement über ein Spannelement, insbesondere eine Schraubenfeder, in Anlage an den Kugelkopf vorgespannt ist. Über ein solches Spannelement wird, auch wenn das Klemmelement entlastet ist und keine Klemmung erfolgt, eine leichte, jedoch eine Bewegung zulassende Anlage am Kugelkopf realisiert, so dass es zu keiner Bewegung des Klemmelements, was zu Geräuschen führen könnte, kommt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Hülse oder Mutter lose am Klemmelement beziehungsweise der Klemmhülse angreift.
Für eine genaue und sichere Führung des Klemmelements, das am Arm respektive in dem Armabschnitt, in dem die der Bewegung und Verklemmung dienenden Komponenten beinhaltet sind, axial zu führen ist, sicherzustellen, ist das Klemmelement zweckmäßigerweise auf einem oder mehreren Führungsstiften, der sich oder die sich zwischen einer lagefesten Halterung und dem Klemmelement erstrecken, linear geführt. Zweckmäßigerweise sind, sofern vorgesehen, die oder jede Schraubenfeder um einen solchen Führungsstift angeordnet, so dass sich hieraus einerseits eine Führung, andererseits auch die Vorspannung ergibt.
Wie beschrieben lässt die Kugelgelenkslagerung eine beliebige Verdrehung respektive Verschwenkung der Bildaufnahmeeinrichtung relativ zum Arm zu. Nachdem jedoch diverse Leitungsverbindungen über den Arm zur Bildaufnahmeeinrichtung geführt sind, ist es zweckmäßig, eine Anschlagbegrenzung zur Begrenzung der Drehbewegung des Kugelkopfs in der Kopfaufnahme vorzusehen, so dass dieser nicht beliebig oft um 360° gedreht werden kann. Eine solche Anschlagsbegrenzung kann beispielsweise auf einen Drehwinkel von ca. 290° eingestellt werden, wobei dies nur ein exemplarischer Wert ist, selbstverständlich können auch beliebige andere maximale Drehwinkel (z. B. maximal 320° oder dergleichen) über die Anschlagbegrenzung realisiert werden.
Zur konkreten Realisierung der Anschlagbegrenzung ist zweckmäßigerweise ein Anschlagelement an einem am Kugelkopf angeordneten Kardangelenk oder einer Kardanwelle vorgesehen, das oder die mit dem anderen Ende am Klemmelement gelagert ist, an dem ein oder mehrere das oder die die Drehbewegung begrenzende Anschläge vorgesehen sind. Das Kardangelenk oder die Kardanwelle ist frei beweglich mit dem Klemmelement verbunden, sie ist endseitig an diesem lediglich aufgelagert. Ein an diesem Gelenk oder dieser Welle befindliches Anschlagelement, beispielsweise ein seitlich vorspringender Zapfen, läuft nun bei hinreichender Verschwenkung gegen einen oder mehrere die Drehbewegung begrenzende Anschläge, die vorzugsweise an dem Klemmelement selber angeordnet sind.
Neben einer solchen Drehbewegungs-Anschlagbegrenzung sieht eine Weiterbildung der Erfindung ferner auch eine Anschlagbegrenzung der Schwenkbewegung des Kugelkopfes in der Kopfaufnahme vor. Auch diese kann vom Schwenkwinkel her beliebig sein, beispielsweise maximal 90°, jedoch können auch größere oder kleinere maximale Schwenkwinkel definiert werden. Diese Schwenkbegrenzung ist zweckmäßigerweise von dem freien Rand der Kopfaufnahme selbst gebildet, das heißt, diese bildet selbst einen Anschlag, gegen den ein am Kugelkopf vorgesehener Fortsatz läuft.
Weitere Vorteil und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemaßen Stativs,
2 eine Perspektivansicht des Stativs aus 1 ohne Verkleidungselemente,
3 eine Teilansicht des Arms nebst Linearführung, des Gegengewichts sowie der Einrichtung zur Aufhebung des Gewichtsausgleichs,
4 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Einrichtung und der Kopplung zu der Zugmittelrolle,
5 eine Perspektivdarstellung als Schnittansicht durch die Einrichtung und ihre Ankopplung an die Rollendrehachse, und
6 eine vergrößerte Schnittansicht durch den Bereich der Lagerung der Bildaufnahmeeinrichtung am Arm mit integrierter Arretiereinrichtung.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Stativ 1, hier ausgeführt als Bodenstativ, mit einer Bodenplatte 2, an der eine Vertikalsäule 3, die hier mit ihrer Verkleidung 4 gezeigt ist, angeordnet ist. An der Vertikalsäule 3 ist über eine Linearführung 5 vertikal bewegbar ein Arm 6 bestehend hier aus zwei Armabschnitten 7, 8, vertikal geführt. Der gesamte Arm 6 ist über ein erstes Drehgelenk 9 relativ zur Linearführung 5 verschwenkbar, ferner befindet sich zwischen den Armabschnitten 7 und 8 ein zweites Drehgelenk 10, das eine Verschwenkung der beiden Armabschnitte 7 und 8 relativ zueinander ermöglicht. Beide Drehgelenke 9, 10 sind arretierbar, ihnen ist jeweils eine geeignete Sperreinrichtung 9a, 10a vorzugsweise in Form einer Magnetbremse zugeordnet, über welche die Relativposition der Armabschnitte zueinander bzw. zur Linearführung sperrbar ist, so dass der Arm über seine Länge mit Sperrung der Drehgelenke 9, 10 starr ist. Die Sperreinrichtungen 9a, 10a sind über geeignete, vorzugsweise im Griffbereich einer nachfolgend beschriebenen Bildaufnahmeeinrichtung angeordnete Betätigungselemente ansteuerbar, über sie können die Sperreinrichtungen 9a, 10a zu- oder abgeschaltet werden, also im Falle der Magnetbremsen die magnetischen Bremsfelder erzeugt oder abgebaut werden. Am Ende des Armabschnitts 8 befindet sich ein Adapter 11, an dem ein in 2 gezeigter Befestigungsabschnitt 12 vorgesehen ist, an dem wiederum eine Bildaufnahmeeinrichtung 13 lösbar befestigt werden kann, hier beispielsweise ein Ultraschallkopf 14 zur Aufnahme von Ultraschallbildern im Rahmen einer Mammographie. Die Bildaufnahmeeinrichtung 13 weist ein rahmenartiges Gehäuse 15 auf, an dem ein Abschnitt 16 mit diversen Betriebseinrichtungen (Schwenkmotor, gegebenenfalls Steuerungseinrichtung etc.) vorgesehen ist, wie auch eben der schwenkbewegliche Ultraschallkopf 14. Über einen hier nicht näher gezeigten Befestigungsabschnitt ist die Bildaufnahmeeinrichtung 13 am Befestigungsabschnitt 12 des Arms 6 befestigbar, hierüber ist sie dreh- und schwenkbar, um zu ermöglichen, sie exakt bezüglich der im Rahmen der Mammographie aufzunehmenden Brust auszurichten.
2 zeigt das Stativ ohne die die Vertikalsäule 3 sowie den Arm 6 verkleidenden in Verkleidungsteilen. Gezeigt ist der Vertikalträger 17, an dem eine Vertikalführungsschiene 18 (siehe 3) vorgesehen ist, auf der wiederum der Führungswagen 19 läuft, an dem der Arm 6 angeordnet ist. In 2 ist die Vertikalführungsschiene 18 über einen Vorhang 20 abgedeckt. Der grundsätzliche Aufbau einer solchen Vertikalführung ist hinlänglich bekannt.
Im Inneren der Vertikalsäule 17, die auch aus mehreren Teilen bestehen kann, ist ein Gegengewicht 21 aufgenommen, siehe 3. Dieses ist im gezeigten Beispiel über zwei Zugmittel 22, die über eine doppelte Zugmittelrolle 23 geführt sind, mit den Führungsschlitten 19 und damit mit dem Arm 6 verbunden. Bei den Zugmitteln 22 kann es sich um Seile, Riemen oder Ketten handeln.
Das Gewicht des Gegengewichts 21 ist so bemessen, dass es möglichst genau dem Gewicht des Armes 6 zuzüglich dem Gewicht der Bildaufnahmeeinrichtung 13 entspricht, so dass letztlich der Arm 6 nebst Bildaufnahmeeinrichtung 13 in jeder beliebigen Vertikalposition nahezu vollständig gewichtsausgeglichen ist, mithin also ohne zusätzliche Vertikalarretierung in der eingenommenen Ist-Position verbleibt.
Zur Bildaufnahme ist vom Anwender die Bildaufnahmeeinrichtung 13 bezüglich des Untersuchungsbereichs auszurichten. Hierzu ist die Bildaufnahmeeinrichtung 13 an dem Adapter 11 respektive dem Befestigungsabschnitt 12 lösbar befestigbar, wobei sie über den Befestigungsabschnitt 12 dreh- und schwenkbar über eine Kugelgelenkverbindung am Adapter 11 gelagert ist. Diese Kugelgelenkverbindung kann über eine geeignete nachfolgend noch beschriebene Arretiereinrichtung in jeder beliebigen Position arretiert werden.
Der Anwender greift nun die Bildaufnahmeeinrichtung 13 an den beiden Stegen 32 mit der Hand und kann sie so relativ zum Untersuchungsbereich positionieren. Die beiden Arme werden in die entsprechende Position geschwenkt, was über die Schwenklager 9, 10 ermöglicht wird, wie auch gleichzeitig die Vertikalposition der Bildaufnahmeeinrichtung durch Verschieben über die Linearführung 5 entsprechend eingestellt wird.
Für die Bildaufnahme ist es nun – nachdem die beiden Drehlager 9, 10 über die Sperreinrichtungen 9a, 10a gesperrt wurden – erforderlich, die Bildaufnahmeeinrichtung 13 mit beachtlichem Druck auf die Brust zu pressen, wozu eine Einrichtung, wie sie in den folgenden 4 und 5 näher beschrieben wird, vorgesehen ist. Diese Einrichtung 24 dient dazu, das Gegengewicht 21, nachdem die Bildaufnahmeeinrichtung 13 aufgesetzt wurde und mithin der Arm 6 an der Patientin gegengelagert ist, etwas ”anzuheben”, mithin also den Gewichtsausgleich teilweise aufzuheben, so dass der Arm 6 nicht mehr vollständig Gewichts ausgeglichen ist beziehungsweise über sein Eigengewicht selbsttätig eine Last aufbringt und die Bildaufnahmeeinrichtung 13 über seinen nicht ausgeglichen Eigengewichtsanteil gegen die Brust drückt.
Hierzu ist die in den 4 und 5 näher beschriebene Einrichtung 24 vorgesehen. Die Einrichtung 24 umfasst zum einen einen Stellmotor 25 mit nachgeschaltetem Getriebe 26, über welches ein erstes Ritzel 27 angetrieben werden kann. Dieses erste Ritzel 27 kämmt mit einem zweiten Ritzel 28, das in der Nichtgebrauchsstellung zwar letztlich auf der Drehachse D, um die die doppelte Zugmittelrolle 23 dreht, aufsitzt, mit dieser jedoch nicht kraftschlüssig gekoppelt ist. Hierzu ist eine Kupplung 29 vorgesehen, bei der es sich bevorzugt um eine Magnetkupplung handelt, die als doppelseitig wirkende Rutschkupplung ausgeführt ist. Über diese Magnetkupplung 29 ist es nun möglich, bei Bedarf eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Ritzel 28 und der Drehachse D herzustellen. Sobald nach erwirkter kraftschlüssiger Antriebsverbindung der Motor 25 das Ritzel 27 dreht, wird über das nunmehr kraftschlüssig an die Drehachse D gekoppelte zweite Ritzel 28 die Drehachse D mit einem Drehmoment beaufschlagt, das dazu führt, dass das Gegengewicht 21 quasi angehoben wird, mithin also eine der Gewichtskraft des Gegengewichts 21 entgegenwirkende Kraft erzeugt wird. Das Gegengewicht 21 wird also infolge der Momentenbeaufschlagung der Drehachse D etwas angehoben respektive entlastet, was dazu führt, dass auf der Seite des Armes 6 eine resultierende Kraft gegeben ist, mit der der Arm 6 nebst Bildaufnahmeeinrichtung 13 auf den Untersuchungsbereich drückt. In 3 ist die Gewichtskraft des Gegengewichts mit FG und die Gewichtskraft des Armes einschließlich Bildaufnahmeeinrichtung mit F_A dargestellt. Wird nun über den Stellmotor 25 eine den vollständigen Ge-wichtsausgleich aufhebende Kraft in den Zugmittelzug eingeleitet, so wirkt diese als der Gewichtskraft F_G entgegengerichtete, jedoch geringere Kraft F_H. Die resultierende Kraft, die dann auf Seite des Armes 6 gegeben ist, ist in 3 mit F_R angegeben.
Dies führt dazu, dass der Anwender, wenn er die Bildaufnahmeeinrichtung 13 positioniert hat, die Drehgelenke 9, 10 gesperrt wurden und nachdem er gegebenenfalls bereits die Kugelgelenkverbindung zum Adapter 11 arretiert hat (was nachfolgend beschrieben wird), lediglich die Einrichtung 24 betätigen muss, um den Arm 6 quasi abzusenken respektive die resultierende Kraft F_R zu erzeugen, mit der der Arm 6 von selbst die Bildaufnahmeeinrichtung 13 mit hinreichender Kraft auf den Untersuchungsbereich drückt. Um dies zu bewerkstelligen, sind an den beiden Stegen 32 zwei separate Betätigungselemente 30 vorgesehen, über die die Einrichtung 24 einerseits zum Erzeugen der Gegenkraft F_H andererseits zum Abbau derselben, wenn der Gewichtsausgleich wieder hergestellt werden soll, angesteuert werden kann. Der Anwender findet also diese Betätigungselemente 30 im Griffbereich, wo er ohnehin zum Positionieren mit den Händen angreift, so dass es problemlos und komfortabel möglich ist, die automatische Belastung über den Arm anzuwählen respektive abzustellen. Über diese Betätigungselemente können gegebenenfalls auch die beiden Sperreinrichtungen 9a, 10a betätigt werden.
5 zeigt eine Perspektivdarstellung der Einrichtung 24 im Schnitt. Gezeigt ist, lediglich nach einer Blockdarstellung, der Motor 25 sowie das Getriebe 26 und das auf der Abtriebswelle 31 des Getriebes 26 befindliche erste Ritzel 27. Dieses kämmt mit dem zweiten Ritzel 28, das auf der Drehachse D aufsitzt, jedoch mit dieser noch nicht in Wirkungs- oder Antriebsverbindung steht. Gezeigt ist ferner die Kupplung 29. Ist diese geöffnet, so würde, wenn der Stellmotor 25 angeschaltet wird, zwar das erste Ritzel 27 mit dem zweiten Ritzel 28 kämmen, letzteres wurde sich drehen. Infolge der fehlenden Antriebsverbindung kommt es jedoch nicht zur Übertragung eines Drehmoments auf die Drehachse D. Erst wenn die Kupplung 29, bevorzugt als Magnetkupplung ausgebildet, schließt, wird das zweite Ritzel 28 über die Kupplung 29 in Antriebsverbindung mit der Drehachse D geschaltet. Ein über das erste Ritzel 27 auf das zweite Ritzel 28 übertragenes Drehmoment kann hierüber auf die Drehachse D gegeben werden, was seinerseits wiederum zu einer Drehung der Zugmittelrolle 23 führt.
Die Kupplung 29 ist vorzugsweise als beidseits wirkende Rutschkupplung konzipiert. Das heißt, dass wenn der Stellmotor 25 nach Schließen der Kupplung (die vorzugsweise durch Betätigung eines der Bedienelemente 30 sofort geschlossen wird) andreht, er bis zu einem gewissen, von der Ausbildung der Kupplung 29 abhängigen maximalen Drehmoment ein solches übertragen kann. Das Drehmoment ist maßgebend dafur, wie groß die entgegengesetzt gerichtete Kraft F_H und daraus resultierend die resultierende Gewichtskraft F_R ist. Bei Erreichen dieses maximalen Drehmoments rutscht die Kupplung 29 durch, das heißt, dass das Drehmoment nicht weiter vergrößert werden kann und ab diesem Moment der Arm 6 mit maximal möglicher Last die Bildverarbeitungseinrichtung 13 aufpresst.
Die Kupplung 29 rutscht jedoch auch bei einer hinreichend hohen Belastung von der Seite des Armes 6 her durch. Dies kann der Fall sein, wenn ein Patient den Arm entgegen der Gewichtskraft nach oben drückt, beispielsweise weil er Angst- oder Beklemmungszustände hat. In diesem Fall muss ausgeschlossen sein, dass die Kupplung sperrt, er sich also aus der Situation nicht selbst befreien kann. Somit ist es auch hier so, dass bei Aufbau eines hinreichend hohen Drehmoments an der Welle D die Kupplung durchrutscht. Dieses Drehmoment wird dadurch aufgebaut, dass der Schlitten der Linearführung 5 nach oben geschoben wird, mithin also eine der resultierenden Kraft F_R entgegengesetzte Kraft, die größer ist als sie, aufgebaut wird. Hieraus resultiert wiederum, dass das Gegengewicht 21 quasi belastet wird, mithin also nach unten zieht und die Zugmittelrolle 23 hieraus resultierend in die entgegengesetzte Richtung mit einem Drehmoment beaufschlagt wird. Ist dieses hinreichend groß, wird also das Gegengewicht infolge des Anhebens des Armes weit genug entlastet, so kommt es wiederum zu einem Durchrutschen der Kupplung, so dass der Arm ohne weiteres nach oben geschoben werden kann, selbst wenn der Stellmotor 25 noch entgegengesetzt arbeitet.
6 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht durch den Adapter 11. Dieser weist eine Art Gehäuse 33 auf, in dem zum einen ein motorisches Stellelement in Form eines Elektromotors 34 mit nachgeschaltetem Getriebe 35 vorgesehen ist. Das Getriebe 35 ist auf einer gehäuseseitigen Halterung aufgelagert, die eine mittige Durchbrechung 37 aufweist, in die die Abtriebswelle 38 greift, die mit einer Welle 39 verbunden ist, die über ein geeignetes Lager 40 in die Halterung 36 drehgelagert ist. Die Welle 39 weist ein Außengewinde 41 auf, vorzugsweise ein Trapezgewinde, auf dem eine Hülse 42 mit einem Innengewinde läuft. Die Hülse 42 wiederum ist in einer Ausnehmung 43 eines Klemmelements 44, hier in Form eine Klemmhülse 45, lose aufgenommen. Die Klemmhülse 45 ist axial im Gehäuse 33 bewegbar, kann also in Richtung der Gehäuselängsachse verschoben werden, wozu der Elektromotor 34 nebst nachgeschalteter Bewegungsmechanik dient. Zur exakten Führung dieser Linearbewegung sind, hier aufgrund der Schnittdarstellung nur gestrichelt gezeigt, zwei Führungsstifte 46 (von denen nur einer gezeigt ist) vorgesehen, die sich zwischen der Halterung 36 und der Klemmhülse 45 erstrecken.
Die Klemmhülse 45 weist an ihrem unteren freien Ringrand eine gewölbte Klemmfläche 47 auf, deren Form der Außenseite eines Kugelkopfes 48 entspricht, der in einer Kopfaufnahme 49 des Gehäuses 33 beweglich angeordnet ist, das heißt, dass der Kugelkopf 48 und die Kopfaufnahme 49 ein Kugelgelenk bilden. An dem Kugelkopf 48 befindet sich der Befestigungsabschnitt 12, an dem wie beschrieben die Bildaufnahmeeinrichtung 13 befestigt werden kann. Der Kugelkopf 48 ist über eine Kardanwelle 50 mit einem Haltezapfen 51 der Klemmhülse 45 verbunden, wobei es sich hier um eine lose Verbindung handelt, das heißt, dass die Klemmhülse 45 relativ zur Kardanwelle 50 bewegbar ist.
Wie in 6 gezeigt, kann der Befestigungsabschnitt 12 einerseits, wie durch den Doppelpfeil P1 dargestellt ist, in der Kopfaufnahme 49 über den Kugelkopf 48 gedreht werden, andererseits kann der Kugelkopf 48 in der Kopfaufnahme 49 auch verschwenkt werden, wie durch den Pfeil P2 dargestellt ist. Zur Begrenzung des Verdrehwinkels (P1) ist an der Kardanwelle 50 ein Anschlagelement 52 vorgesehen, an der Klemmhülse 45 ist hier in Form einer Anschlagschraube ein Anschlag 53 vorgesehen, der die Drehbewegung begrenzt. Infolge der Verwendung einer Kardanwelle 50 kommt es, nachdem sich die bezogen zur Vertikalachse gegebene horizontale Relativstellung des Anschlagelements 52 und des Anschlags 53 auch bei einer Verschwenkung des Kugelkopfs 48 um die Richtung P2 nicht ändert, stets zu einer Bewegungsbegrenzung unabhängig von der Kugelkopfstellung. Die Drehbewegung wird beispielsweise auf 290° als maximalen Drehwinkel begrenzt. Die Schwenkbewegung beispielsweise auf 90° als maximalen Schwenkwinkel begrenzt.
Zur Begrenzung der Verschwenkung (P2) bildet der untere Rand 54 der Kopfaufnahme 49 den Anschlag für einen entsprechenden Anschlagsvorsprung 55 des Kugelkopfs 48.
Um nach Positionierung der Bildaufnahmeeinrichtung 13 die eingestellte Position arretieren zu können, dient die zuvor ausführlich beschriebene Arretiervorrichtung umfassend den Elektromotor 34 nebst nachgeschaltetem Getriebe 35, die daran anschließende Bewegungsmechanik sowie die Klemmhülse 45. Die Klemmhülse 45 befindet sich in der Ausgangsstellung, wenn also der Kugelkopf 48 relativ zur Kopfaufnahme 49 bewegt werden kann, in einer vom Kugelkopf 48 gelösten, also nicht fest klemmend gegen den Kopf gedrückten Stellung. Die Klemmhülse 45 ist über geeignete Schraubenfedern 56, die um die bereits beschriebenen Führungsstifte 46 herum angeordnet sind, gegen den Kugelkopf 48 vorgespannt und liegt auch in der gelösten Stellung leicht am Kugelkopf 48 an, ohne diesen in seiner Beweglichkeit zu behindern.
Soll nun eine eingenommene Schwenk- oder Drehstellung arretiert werden, so gibt der Anwender beispielsweise über eine an der Bildaufnahmeeinrichtung 13, bevorzugt dort einem Steg 32, vorgesehene Taste 30 oder dergleichen ein elektrisches Signal an den Stellmotor 34, der nun über das Getriebe 35 die Welle 39 dreht. Infolge der Wellendrehung wandert nun die Hülse 42 auf der Welle 39 in 2 gesehen nach unten, wird also gegen die Klemmhülse 45 bewegt, die ihrerseits nach unten mit ihrer gerundeten Klemmfläche 47 gegen die Außenfläche des Kugelkopfs 48 gedrückt wird. Dieses seinerseits wird nun gegen die Kopfaufnahme 49 gedrückt und infolge dieser Pressung in seiner Position verklemmt. Der Anpressvorgang ist z. B. weggesteuert (z. B. durch Erfassung der Drehung der Abtriebswelle 38) oder kraftgesteuert (z. B. über einen die Anpresskraft messenden Sensor), so dass es zu keiner Überlastung kommt.
Soll die Arretierung über die Kopfverklemmung wieder gelöst werden, so wird der Elektromotor 34 erneut angesteuert, er arbeitet in die andere Richtung, das heißt, dass die Welle 39 über das Getriebe 35 in die umgekehrte Richtung bewegt wird. Dies führt dazu, dass die Hülse 42 in die andere Richtung auf dem Außengewinde 41 der Welle 39 läuft, in 2 also „nach oben” bewegt wird. Sie wird aus der Ausnehmung 43 „herausgezogen”. Die Klemmhülse 45 wird damit entlastet. Gleichzeitig wird die Klemmhülse 45 über die beiden oder mehreren Spiralfedern 56 leicht gegen den Kopf 48 vorgespannt. Der Kopf 48 ist damit wieder freigegeben.
Die Hülse 42 wie auch die Kardanwelle 50 sind beide lose an der Klemmhülse 45 aufgelagert, die Hülse 42 in der Ausnehmung 43, die Kardanwelle 50 am vorspringenden Haltezapfen 51. Dies ist erforderlich, um die Axialbewegbarkeit der Klemmhülse 45 sicher zustellen.
Bezugszeichenliste

1: Stativ
2: Bodenplatte
3: Vertikalsäule
4: Verkleidung
5: Linearführung
6: Arm
7: Armabschnitt
8: Armabschnitt
9: Drehgelenk
10: Drehgelenk
11: Adapter
12: Befestigungsabschnitt
13: Bildaufnahmeeinrichtung
14: Ultraschallkopf
15: Gehäuse
16: Abschnitt
17: Vertikalträger
18: Vertikalführungsschiene
19: Führungswagen
20: Vorhang
21: Gegengewicht
22: Zugmittel
23: Zugmittelrolle
24: Einrichtung
25: Stellmotor
26: Getriebe
27: erstes Ritzel
28: zweites Ritzel
29: Kupplung
30: Betätigungselement
31: Antriebswelle
32: Steg
33: Gehäuse
34: Elektromotor
35: Getriebe
36: Halterung
37: Durchbrechung
38: Abreibswelle
39: Welle
40: Lager
41: Außengewinde
42: Hülse
43: Ausnehmung
44: Klemmelement
45: Klemmhülse
46: Führungsstifte
47: Klemmfläche
48: Kugelkopf
49: Kopfaufnahme
50: Kardanwelle
51: Haltezapfen
52: Anschlagelement
53: Anschlag
54: Rand
55: Anschlagvorsprung
56: Schraubenfeder

Claims

Stativ, insbesondere Bodenstativ, mit einem an einer Vertikalsäule über eine Linearführung vertikal bewegbaren Arm mit einem am Armende vorgesehenen Befestigungsabschnitt für einen über das Stativ zu halternden Gegenstand, insbesondere eine Bildaufnahmeeinrichtung in Form eines Ultraschallkopfes, wobei der Befestigungsabschnitt über ein Kugelgelenk umfassend einen den Befestigungsabschnitt tragenden Kugelkopf und eine den Kugelkopf lagernde armseitige Kopfaufnahme bewegbar am Arm gelagert ist, wobei an oder in der Vertikalsäule ein das Gewicht des Arms ausgleichendes Gegengewicht vorgesehen ist, so dass durch den entstandenen Gewichtsausgleich der Anwender den gewichtsausgeglichenen Arm mühelos im Raum bewegen kann, und wobei der Arm aus mehreren, über Drehgelenke bewegbare Armabschnitten besteht, dadurch gekennzeichnet, dass eine Arretiereinrichtung zum lösbaren Arretieren des Kugelkopfs (48) in seiner eingenommenen Stellung in der Kopfaufnahme (49) vorgesehen ist, dass eine Einrichtung (24) zum Verändern des Gewichtsausgleichs derart, das sich eine in Richtung der Gewichtskraft des Arms (6) resultierende Gewichtskraft einstellt, vorgesehen ist, und dass jedes Drehgelenk (9, 10) eine Sperreinrichtung (9a, 10a) zum Sperren einer Gelenkstellung aufweist.
Stativ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Armabschnitte (7, 8) vorgesehen sind, von denen einer mit einem Vertikalführungsschlitten (19) über ein Drehgelenk (9) verbunden ist, und die beide über ein weiteres Drehgelenk (10) verbunden sind.
Stativ nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sperreinrichtung (9a, 10a) als Magnetbremse ausgebildet ist.
Stativ nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (24) zum Bewegen des Gegengewichts entgegen der Gewichtskraft für eine zumindest teilweise Aufhebung des Gewichtsausgleichs ausgebildet ist.
Stativ nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung an einer Drehachse (D) einer Zugmittelrolle (23), über die ein den Arm (6) mit dem Gegengewicht verbindendes Zugmittel (22) läuft, angreift und einen Stellmotor (25) zum Antreiben der Drehachse (D) aufweist, der über eine Kupplung (29) bedarfsweise in Wirkungsverbindung mit der Drehachse (D) bringbar ist.
Stativ nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass über den Stellmotor (25) ein erstes Ritzel (27) antreibbar ist, das mit einem mit der Drehachse (D) über die Kupplung (29) in Drehverbindung bringbaren zweiten Ritzel (28) kämmt.
Stativ nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (29) eine Rutschkupplung ist, die vorzugsweise sowohl bei einer zu großen Belastung über den Stellmotor (25) als auch einer zu großen Belastung der Drehachse (D) über den Arm (6) durchrutscht
Stativ nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (29) eine Magnetkupplung ist.
Stativ nach einem der vorangehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung, insbesondere der Stellmotor (25) und die Magnetkupplung (29), über wenigstens ein am Arm (6) oder am Gegenstand befindliches Betätigungselement (30) ansteuerbar ist.
Stativ nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung eine Klemmeinrichtung ist, die den Kugelkopf (48) in der Kopfaufnahme (49) verklemmt, und die ein uber ein motorisches Stellelement (34) linear bewegbares Klemmelement (44) aufweist, das bei Betätigung des Stellelements (34) gegen den Kugelkopf (48), diesen gegen die Kopfaufnahme (49) drückend, bewegbar ist.
Stativ nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (44) als Klemmhülse (45) ausgebildet ist, die eine im Wesentlichen der Kugelform des Kugelkopfs (48) angepasste Andruckfläche (47), die zum Verklemmen gegen den Kugelkopf (48) drückt, aufweist.
Stativ nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das motorische Stellelement ein Elektromotor (34) mit nachgeschalteten Getriebe (35) ist, wobei das Getriebe (35) mit dem Klemmelement (44) über eine Welle (39) gekoppelt ist.
Stativ nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (39) zumindest teilweise mit einem Außengewinde (41) versehen ist, auf dem eine mit einem Innengewinde versehene Hülse (42) oder Mutter läuft, die bei Drehung der Welle (39) längsbewegt wird, und die am Klemmelement (44) aufgelagert oder mit diesem verbunden ist, wobei vorzugsweise am Klemmelement (44) eine Ausnehmung (43) vorgesehen ist, in der die Hülse (42) oder Mutter vorzugsweise lose aufgenommen ist.
Stativ nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (44) über wenigstens ein Spannelement, insbesondere eine Schraubenfeder (56), in Anlage an den Kugelkopf (48) vorgespannt ist.
Stativ nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (44) auf einem oder mehreren Führungsstiften (46), der oder die sich zwischen einer lagefesten Halterung (36) und dem Klemmelement (44) erstrecken, linear geführt ist, wobei gegebenenfalls die oder jede Schraubenfeder (56) um einen Führungsstift (36) angeordnet ist.
Stativ nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlagbegrenzung zur Begrenzung der Drehbewegung des Kugelkopfes (48) in der Kopfaufnahme (49) vorgesehen ist.
Stativ nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagelement an einem am Kugelkopf (48) angeordneten Kardangelenk oder einer Kardanwelle (50) vorgesehen ist, das oder die mit dem anderen Ende am Klemmelement (44) gelagert ist, an dem ein oder mehrere das oder die die Drehbewegung begrenzende Anschläge (53) vorgesehen sind.
Stativ nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlagbegrenzung zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Kugelkopfes (48) in der Kopfaufnahme (49) vorgesehen ist.
Stativ nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag von dem unteren freien Rand (54) der Kopfaufnahme (49) selbst gebildet ist, gegen den ein am Kugelkopf (48) vorgesehener Fortsatz (55) lauft.