DE3728527C2

DE3728527C2 -

Info

Publication number: DE3728527C2
Application number: DE3728527A
Authority: DE
Inventors: Takashi Hachiouji Tokio/Tokyo Jp Nagano; Takashi Ina Nagano Jp Fukaya
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1986-08-23
Filing date: 1987-08-24
Publication date: 1991-05-16
Also published as: DE3728527A1; JPH0468946B2; JPS6354156A; US4815832A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bewegungseinrichtung für ein chirurgisches Mikroskop an einem verstellbaren Stativ, welches einen Stativfuß, eine Stativsäule, einen Schwenkarm und einen als Gelenkparallelogramm ausgebildeten, gewichtsmäßig ausbalancierten Tragarm aufweist, an dessen dem Stativ abgewandten Endteil eine Halterung für das Mikroskop angebracht ist.

In neuerer Zeit ist mit einem beträchtlichen Fortschritt im Bereich der Medizin auch eine beachtenswerte Entwicklung im Bereich der Operationen und der entsprechenden Durchführungstechnik festzustellen, und insbesondere im Bereich der Mikrochirurgie, in dem eine mikrochirurgische Operation durchgeführt wird, wobei die Beobachtung durch ein Mikroskop zur Vergrößerung erfolgt, ist der Bedarf an chirurgischen Mikroskopen mit einem höheren Grad an Leistungsfähigkeit zusammen mit dem entsprechenden medizinischen Fortschritt angestiegen.

Insbesondere bei chirurgischen Operationen im Cerebralbereich ist ein hoher Bedarf gegeben, die Position des chirurgischen Mikroskopes weich und leicht einzustellen, und gleichzeitig ist es notwendig, die Zeit, die für eine Änderung des Operationswinkels, die während der Durchführung einer Operation oftmals vorgenommen wird, so stark wie möglich zu verkürzen. Das bedeutet, daß das chirurgische Mikroskop an einem Ständer oder an einer Deckenhalterung so gelagert sein muß, daß es schnell und genau innerhalb eines Arbeitsbereiches in die gewünschte Position bewegbar sein muß, und zwar ohne irgendeine Beeinträchtigung der Operation.

Weiterhin ist in neuerer Zeit oftmals zu beobachten, daß an dem Mikroskop eine photographische Einrichtung angeordnet wird, um die verschiedenen Symptome des Patienten festzuhalten, und daß eine TV-Kamera auf dem Mikroskop angeordnet wird, und zwar zur Schulung der Chirurgen und des Personals. Dies führt im Ergebnis dazu, daß das Gewicht der chirurgischen Mikroskope anwächst und einen Halterungsarm und eine Basis zur Kompensation des Gewichtes erfordert, um die oben dargestellte Operabilität zu erhalten.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist mit der US-PS 37 62 796 und der US-PS 37 62 797 eine positionierbare Standeinrichtung vorgeschlagen worden, die einen Verbindungsmechanismus aufweist, der über einen dreiachsigen vollen Kardangelenkmechanismus an einer festen Halterung gehaltert wird und über einen Handgriff eine freikombinierbare Rotationsbewegung um drei zueinander senkrecht stehende Achsen zuläßt, für ein optisches Beobachtungsinstrument, das an einem Halterungsglied an einem Endteil des innerhalb eines dreidimensionalen Arbeitsbereiches freiwinkelwechselbaren Verbindungsmechanismus anordnungsbar ist. Für die Anwendung des dreiachsigen vollständigen Kardangelenkmechanismus, wie er in dieser Vorrichtung angewendet wird, ist es jedoch wesentlich, daß das Mikroskop in der Weise gehaltert wird, daß das optische Beobachtungsinstrument oder das Mikroskop (bevorzugterweise sein Schwerpunkt) im Kreuzungsbereich oder Mittelpunkt der drei zueinander senkrechten Drehachsen liegt. Aus diesem Grunde wird jede Armkonstruktion des dreiachsigen vollständigen Kardanverbindungsmechanismus nicht nur kompliziert in der Gestaltung und teuer, sondern die ganze Standeinrichtung wird durch die Anordnung des Kardanarms neben dem Mikroskop auch groß, und daher wird der bei der Operation frei zur Verfügung stehende Raum in beachtenswerter Weise begrenzt.

Auch wird jede Drehachse durch ein Balancegewicht ausbalanciert, so daß das Balancegewicht dem Gewicht des Mikroskopes entspricht und die Trägheitskraft, die bei einer Bewegung des Mikroskopes in der gesamten Einrichtung auftritt, wächst erheblich an. Daher hat die voranstehende Vorrichtung den Nachteil, daß es sehr schwierig ist, das Mikroskop, wenn es einmal bewegt wird, an einer vorbestimmten Position schnell und sicher zu stoppen.

Um die voranstehenden Anforderungen zu erfüllen, ist bereits mit der DE-OS 34 44 313 eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der eine Schraubenzugfeder, deren eines Ende an einer mit einem das Mikroskop tragenden Arm drehbaren Scheibe befestigt ist, in einer radialen Richtung an dem anderen Endteil beweglich befestigt ist und das Rotationsmoment infolge der auf das Mikroskop wirkenden Schwerkraft bei verschiedenen Einstellungspositionen des Mikroskopes durch die Zugkraft der Schraubenzugfeder so ausbalanciert wird, daß die Bewegung und der Stopp des Mikroskopes weich durchführbar ist. Es ist dabei vorgesehen, daß an einem mit dem das Operationsmikroskop tragenden Gelenkarm verbundenen Bauteil die gegen das Lastmoment wirkende Feder befestigt ist, wobei der Befestigungspunkt der Feder in Richtung der Drehachse des Gelenkes verschiebbar und ein Winkel, der sich zwischen dem Gelenkarm und einer Verbindungslinie zwischen der Drehachse und dem Befestigungspunkt der Feder ergibt, einstellbar ist. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sie für die Halterung eines chirurgischen Mikroskopes nicht nutzbar ist, weil die Bewegung des Mikroskopes auf zwei Bewegungsrichtungen begrenzt ist.

Aus der AT-PS 3 26 930 ist ein verstellbares Stativ für ein Mikroskop bekannt, über das das Mikroskop in einem vorbestimmten räumlichen Gebiet hinsichtlich seiner Lage und Orientierung frei einstellbar und in jeder Einstellung feststellbar ist, wobei ein als Parallelogramm ausgebildetes Traggestänge zur Anordnung des Mikroskopes an dem Stativ vorgesehen ist, das über elektromagnetische Brenseinrichtungen freigebbar und blockierbar ist.

Bei einer Bewegungseinrichtung der eingangs angegebenen Art ist ein verstellbares Stativ für optische Beobachtungsgeräte, insbesondere Operationsmikroskope vorgesehen, mit einem Stativfuß, einer Stativsäule und einem als Gelenkparallelogramm ausgebildeten Tragarm, in dem zum Ausgleich des Gewichtes des verwendeten Beobachtungsgerätes eine Feder angeordnet ist, wobei der Angriffspunkt der Feder auf einer Ortskurve verstellbar ist, um eine feinfühlige Verstellung des Gerätes zu ermöglichen (EP-B1-00 48 404).

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer gattungsgemäßen Bewegungseinrichtung eine leichte Neigbarkeit der Mikroskopachse gegenüber dem Beobachter zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Bewegungseinrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.

Hierbei ist eine Trageeinrichtung vorgesehen, die um zwei zueinander rechtwinklige Achsen drehbar ausgebildet ist und für die Halterung an einem Rahmen oder an einem Ständer über ein elastisches Glied, das verbindend zwischen der Halterung und dem Ende der Trageinrichtung in einem Abstand zum Schnittpunkt der beiden Achsen angeordnet ist, wobei die Anordnung so ausgebildet ist, daß das Drehmoment infolge des Gewichts des Mikroskopes mit der Drehbewegung des Schwerpunktes des Mikroskopes, das an dem anderen Ende der Trageeinrichtung in einem Abstand zu dem besagten Schnittpunkt aufgebracht wird, über ein entgegengesetztes Drehmoment aufgrund der Elastizität des federnd elastischen Gliedes ausgeglichen wird.

Hierdurch ist es möglich, daß eine Neigungseinrichtung geschaffen wird, die bei der Entstehung von Drehmomenten um die Drehachsen durch die Masse des Mikroskopes weder Gewichtsausgleiche noch Federn entsprechend der Zahl der Achsen, um die die Drehmomente entstehen, erforderlich macht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Trageinrichtung eine Parallelogrammverbindung auf, und das federnd elastische Glied besteht aus einer Zug-Schraubenfeder oder einer Druck-Schraubenfeder. Daher kann die Einrichtung als relativ einfache Struktur und bei geringen Kosten hergestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die gesamte Trageinrichtung derart an dem Haltekörper angeordnet, daß ihre Rotationsachse im Hinblick auf einen Vertikalarm oder eine Vertikallinie unter einem bestimmten Winkel abwärts geneigt ist, und das federnd elastische Glied ist verbindend zwischen einem Glied, das in der Mitte der Längsrichtung der Parallelogrammverbindungseinrichtung des Traggliedes angeordnet ist und einem Haltekörper angeordnet.

Daher kann die Vorrichtung schmaler und kompakter ausgebildet werden.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Prinzip einer ersten Ausführungsform einer Neigungseinrichtung in einer strukturellen Ansicht,

Fig. 2 einen Rahmen oder einen Standapparat zur Halterung der Neigungseinrichtung in einer schaubildlichen Ansicht,

Fig. 3 eine Funktionsdarstellung der Neigungseinrichtung gemäß Fig. 1 in einer schematischen, schaubildlichen Ansicht,

Fig. 4 den Balancestatus bei der Operationsbewegung der Neigungseinrichtung in einem Diagramm,

Fig. 5 das Prinzip einer zweiten Ausführungsform einer Neigungseinrichtung in einer strukturellen Ansicht,

Fig. 6 einen wesentlichen Teil einer dritten Ausführungsform der Neigungseinrichtung in einer schaubildlichen Ansicht und

Fig. 7 eine an der Neigungseinrichtung angeordnete Fokussier-Sektion eines Mikroskopes in einer vergrößerten schaubildlichen Darstellung.

Zunächst wird anhand der Fig. 1 bis 4 nachstehend eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

In Fig. 1 ist mit 1 ein an sich bekanntes Mikroskop, das über eine Fokussier-Sektion 2 entlang einer optischen Beobachtungsachse C vertikal verschiebbar gehaltert ist, bezeichnet. Die Fokussier-Sektion 2 besteht aus einem von mehrerer Verbindungsarmen einer Trageinrichtung 4, die als Parallelogrammverbindungseinrichtung ausgebildet an dem unteren Teil eines Vertikalarms 3 über ein Haltekörper 8 angeordnet ist. Mit der Fokussier-Sektion 2 sind zwei zueinander parallele Parallelogrammarme 5, 6 über Drehachsen O5, O6 an ihrem einen Ende drehbar verbunden. Das jeweilige andere Ende der Parallelogrammarme 5, 6 ist über die Drehachsen O3, O4 mit einem zu dem Vertikalarm 3 parallelen Verbindungshebel 7 drehbar verbunden. Der Horizontalverbindungsarm 5 ist mit dem Haltekörper 8 an dem einen Ende in einem vorbestimmten Abstand zu der Drehachse O5 drehbar verbunden, wobei der Parallelogrammarm 5 mit einer die Zentren der Drehachsen O3 und O5 durchtretenden Achse O2 fluchtend ist.

Weiterhin ist der Vertikalarm 3 an dem Halterungsteil 8 befestigt, der frei drehbar auf einer Achse O1 senkrecht zu einer Grundplatte, die später noch beschrieben wird, über den Vertikalarm 3 gelagert ist. Die Drehachsen O3, O4, O5 und O6 erstrecken sich in einer Richtung, die zur Achse O2 einen rechten Winkel aufweist.

Zwischen einer zu den Drehachsen O6, O4 einen Abstand aufweisenden Verlängerung 9 des Horizontalverbindungsarmes 6 und einem überstehenden Ende 10, das an dem Halterungsteil 8 angeordnet ist, ist unter einer gewissen Vorspannung eine Balancefeder 11 angeordnet. Sowohl das Verlängerungsende 9 und das überstehende Ende 10 liegen auf einer senkrechten Linie B, wenn der Verbindungsarm 7 sich in einer senkrechten Position (Start- bzw. Ausgangsstatus), wie in Fig. 1 dargestellt, befindet. Dabei liegen die auf den Schwerpunkt G des Mikroskopes 1 wirkende Kraft F und die optische Beobachtungsachse C in einer Ebene H, die die Parallelogrammverbindung 4 einschließt, und der Schwerpunkt G liegt auf einer geraden Linie, die die Schnittpunkte P1, P2 der Ebene H mit den Drehachsen O5, O6 verbindet. Das Gewicht der anderen mechanischen Teile, das durch die Gewichtskraft F dargestellt wird, wirkt jedoch auf den Schwerpunkt G des Mikroskopes 1.

Die Achsen O1 und O2 stehen ebenso wie im Falle der Achse O2 und der Drehachse O5 in einem rechten Winkel zueinander, und wenn die Position des Mikroskopes 1 innerhalb des dreidimensionalen Arbeitsraumes über eine in der Zeichnung nicht dargestellte und an dem Mikroskop 1 vorgesehene Handhabe verändert wird, sind die einzelnen Drehpunkte unter entsprechenden der zur Positionierung durchgeführten Drehbewegung entsprechenden Winkeln orientiert.

Zwischen dem Horizontalarm 5 und der Drehachse O3 und zwischen dem Halterungsteil 8 und dem Endteil des Horizontalarmes 5 sind an sich bekannte elektromagnetische Bremsen 12α, 12β angeordnet, um in entsprechender Weise das Mikroskop 1 über die Betätigung eines in der Zeichnung nicht dargestellten und in der Nähe der Handhabe angeordneten Schalters zu fixieren oder freizugeben, so daß das Mikroskop 1 in einer gewünschten Position gehalten bzw. in eine gewünschte Position drehbar ist.

In Fig. 2 ist mit 13 eine Grundplatte, mit 14 eine auf der Grundplatte 13 senkrecht angeordnete Säule, mit 15 ein erster um die Vertikalachse O7 der Säule 14 frei drehbarer Tragarm und mit 16 ein zweiter Arm bezeichnet, der um eine am anderen Ende des ersten Arms 15 befindliche Vertikalachse O8 und in einer zum ersten Arm 15 senkrechten Ebene frei drehbar gehaltert ist. An dem vorderen Endteil des zweiten Armes 16 ist ein Halterungsteil 17 zur drehbaren Lagerung des in Fig. 1 dargestellten Vertikalarms 3 vorgesehen. Weiterhin ist in dem zweiten Arm 16 ein in der Zeichnung nicht dargestellter Balancemechanismus zur Ausbalancierung einer auf das Halterungsteil 17 aufgebrachten Last integriert, und infolge des Parallelogrammverbindungsmechanismus 4, der voranstehend beschrieben wurde, kann ein Operateur das Mikroskop 1 unter Aufwendung geringer Kraft dreidimensional bewegen, während der Arm 3 vertikal gehalten wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nachstehend die Funktion der oben angesprochenen Neigungseinrichtung beschrieben. Fig. 3 zeigt ein Mikroskop 1, das um eine horizontale Achse O3 und den Drehpunkt O5 in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 etwas gedreht ist.

Zunächst soll das durch die Kraft F, die auf den Schwerpunkt G des Mikroskopes 1 wirkt, erzeugte Drehmoment erläutert werden. Dazu ist zu sagen, daß, wenn das Mikroskop 1 um die horizontale Achse O2 und die Drehachse O3 gedreht wird, der Punkt P2 oder der Schwerpunkt G eine räumliche Bewegung um den Punkt 1 des Armes 5 als Rotationszentrum durchführt. Wenn nun der Punkt P₁ als Nullpunkt, die mit der vertikalen Achse O1 parallele Achse als Z-Koordinatenachse, die horizontale Achse O2 als Y-Koordinatenachse und die zu der die Z-Koordinatenachse und die Y-Koordinatenachse einschließenden Ebene senkrechte Achse als X-Koordinatenachse festgelegt wird, kann die voranstehend angesprochene Rotationsbewegung durch Aufteilung in eine Komponente der X-Achse und eine Komponente der Y-Achse zerlegt werden.

Wenn die auf den Schwerpunkt wirkende Kraft mit F bezeichnet wird,
der Abstand zwischen dem Nullpunkt P₁ zum Schwerpunkt G mit R bezeichnet wird,
der Drehwinkel um die X-Achse mit α bezeichnet wird,
der Drehwinkel um die Y-Achse mit β bezeichnet wird,
das auf die Y-Z-Ebene projizierte Bild von R mit R_α bezeichnet wird,
das auf die X-Z-Ebene projizierte Bild von R mit R_β bezeichnet wird und
die entsprechend auf der X-Achse und der Y-Achse wirkenden Drehmomente entsprechend mit M_x und M_y bezeichnet werden, ist

M_x = F · R_α · sin α und
M_y = F · R_β · sin β,

wobei

und

ist.

Die voranstehend genannten Formeln für M_x und M_y enthalten in entsprechender Weise sin α und sin β in der Primärform. Im Diagramm gemäß Fig. 4 ist die Änderung des Momentes M_y für den Fall dargestellt, daß der Winkel α konstant ist und β kontinuierlich variiert wird.

Nunmehr soll das durch die Elastizität der Feder 11 auf den Punkt P₃ am Verlängerungsende 9 des Parallelogrammarmes 6 wirkende Drehmoment betrachtet werden, wenn das Mikroskop 1 in der voranstehend beschriebenen Weise bewegt wird. Dabei macht das Verlängerungsende 9 des Parallelogrammarmes 6, wenn das Mikroskop 1 um die Achse O2 und den Drehpunkt O5 gedreht wird, eine räumliche Bewegung mit dem Abstand R_s zwischen dem Schnittpunkt P₄ der horizontalen Achse O2 mit der Linie B, die das Verlängerungsende 9 im Ausgangszustand mit dem überstehenden Ende 10 verbindet, und dem Verlängerungsende 9 als Radius. Wenn nun, wie im voranstehend beschriebenen Fall, der Schnittpunkt 9 zum Nullpunkt, die mit der Vertikalachse O1 parallele Achse zur Z-Achse, die Horizontalachse O Z zur Y-Koordinatenachse und die zu der die Z-Achse und die Y-Achse einschließenden Ebene vertikale Achse zur X-Koordinatenachse gemacht wird, kann das auf den Punkt P₃ durch die Federkraft der Feder 11 wirkende Drehmoment als Zusammensetzung der entsprechend auf der X-Achse und der Y-Achse wirkenden Einzeldrehmomente angesehen werden.

Wenn die Federkraft der Feder 7 mit F_s,
der Abstand vom Nullpunkt P₄ zur Spitze 9 des Horizontalverbindungshebels 6 mit R_s,
der Drehwinkel im Hinblick auf die X-Achse mit α,
der Drehwinkel im Hinblick auf die Y-Achse mit β,
die Länge der Feder mit L,
das Projektionsbild von R_s auf der y′-z′-Ebene mit R_s _α,
das Projektionsbild von R_s auf der y′-z′-Ebene mit R_s _b,
das Projektionsbild von L auf der y′-z′-Ebene mit L_α,
das Projektionsbild von L auf der x′-z′-Ebene mit L_β,
der Winkel von L_α mit R_s _α mit R_α,
der Winkel von L_β mit R_s _β mit R_β
der Abstand vom Nullpunkt P₄ zum überstehenden Ende 10 des Halterungsteils 8 mit Z und
die Drehmomente um die x′-Achse und y′-Achse durch die Rückstellkraft F_x der Feder 11 entsprechend mit M_x′ und M_y′, bezeichnet werden, dann ist

M_x′ = F_s · R_s _α · sin R_α
M_y′ = F_s · R_s _β · sin R_β,

wobei

F_s = K (L - L₀) + P₀

(F_s ist positiv (+) bei einer Druckfeder, aber negativ (-) bei einer Zugfeder),
wobei K die Federkonstante bzw. Federrate der Feder 11 darstellt und
L₀ die freie Länge der Feder 11, und
P₀ die Vorspannung der Feder 11,

darstellen.

Die voranstehend genannten Formeln für M_x′, 0 und M_y′ enthalten ebenfalls sin R_α und sin R_β in der Primärform. So ist auch, wenn R ist α → 0 oder β → 0, R → α oder R → β.

Im Diagramm nach Fig. 4 ist die Änderung von M_y′ für den Fall, daß die Variable R durch die Variable β ersetzt wird parallel zur Kurve, die die Änderung des Momentes M_y um den Schwerpunkt für den Fall, daß β variiert wird, wenn α = a, dargestellt. Die gleiche Kurve kann auch für M_x und M_x′ dargestellt werden.

Bei allen Einstellungsvorgängen, bei denen das Mikroskop 1 geneigt und gedreht wird, stellen sich die Drehmomente ausbalanciert dadurch ein, daß M_x+M_x′=0 und M_y+M_y′ = 0 ist. Das bedeutet, daß im Hinblick auf die x(x′)-Achse und die y(y′)-Achse das Drehmoment infolge des Gewichtes des beweglichen Teils der Vorrichtung und das Drehmoment durch die Rückstellkraft der Feder zueinander ausbalanciert im Gleichgewicht sind. Hierbei können, wenn die Bedingungen in geeigneter Weise festgelegt werden, M_x und M_x′ und M_y und M_y′ gleichzeitig in entsprechender Weise miteinander ausbalanciert werden über einen Bereich von D im Hinblick auf einen Rotationswinkel α und β, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Fig. 4 stellt M_x und M_x′ oder M_y und M_y′ miteinander ausbalanciert dar für den Fall, daß α=a= konstant, wobei β kontinuierlich variiert wird. Hierbei sind zum Zwecke des Vergleiches M_x′ und M_y′ mit umgekehrten Vorzeichen angegeben. Wie aus dem Diagramm verstanden werden kann, wird eine hervorragende Balance in einem sicheren Bereich erreicht. Für eine kleine Unausgeglichenheit ist eine Reibungskraft vorgesehen, die in Drehrichtung der Achsen während der Benutzung wirkt, aber, wenn die Balancekraft der Feder wirkt, kann die minimale Reibungskraft aufgebracht werden. Daher kann das Mikroskop 1 zum Anheben mit einer sehr kleinen Kraft betätigt werden.

Nachstehend soll die Betriebsweise der voranstehend beschriebenen Neigungseinrichtung beschrieben werden. Wenn das Mikroskop bewegt werden soll, ist zunächst ein im Bereich einer in der Zeichnung nicht dargestellten Handhabe des Mikroskopes vorgesehener Schalter zu betätigen, um die Freigabe der Bremswirkung der elektromagnetischen Bremsen 12α und 12β auszulösen. Dabei wird das Mikroskop eingestellt, um irgendeine gewünschte Neigungsposition innerhalb einer dreidimensional freien Position, wie es über dem Stativfuß 13 über die Arme 15 und 16, über das Halterkörper 8 und die Trageeinrichtung 4 schwebend gehaltert ist, einzunehmen. Eine derartige Einstellungsbetätigung kann sehr leicht durchgeführt werden, da auf die entsprechende Drehachse infolge der Balance des Drehmomentes durch das Gewicht des Mikroskopes 1 und des entgegengesetzten Drehmomentes der Balancefeder 11 keine entgegengesetzte Kraft wirkt. Außerdem ist die Massenträgheitskraft im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, bei denen ein Ausgleichsgewicht verwendet wird, äußerst gering, so daß das Mikroskop in einer gewünschten Position sehr leicht gestoppt werden kann. Wenn das Mikroskop 1 in einer gewünschten Position in eine gewünschte Neigungsstellung gebracht worden ist, dann kann, wenn der oben angesprochene Schalter wiederum betätigt worden ist, um die elektromagnetischen Bremsen 12α und 12β auszulösen, das Mikroskop 1 in diesem Status gehalten werden.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Neigungseinrichtung dargestellt. Dabei bezeichnen die gleichen Bezugszahlen die Komponenten und Teile, die den entsprechenden Komponenten in Teilen der ersten Ausführungsform ähnlich sind. Bei dieser Ausführungsform wird eine Druckfeder 18 anstelle einer Zugfeder 11 verwendet. Dabei ist festzustellen, daß sich die zweite Ausführungsform, wie dargestellt, von der ersten Ausführungsform in der Beziehung unterscheidet, daß, da der Verbindungshebel 7 auf der anderen Seite des Schwerpunktes G im Hinblick auf die Achse O₂ angeordnet ist, die Druckfeder 18 verwendet wird; die anderen Anordnungen und Betätigungsweisen sind jedoch die gleichen wie im Falle der ersten Ausführung, so daß hier keine detaillierte Beschreibung erfolgt.

In Fig. 6 ist eine dritte Ausführungsform dargestellt. Auch bei dieser Ausführungsform dienen die verwandten Bezugszeichen zur Kennzeichnung der gleichen Teile und Abschnitte wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen. Dabei unterscheidet sich die dritte Ausführungsform von den anderen Ausführungsformen dahingehend, daß die Mittellinie oder die Achse O₂, die sich in Längsrichtung der Trageinrichtung 4 erstreckt, in der Weise abwärts geneigt vorgesehen ist, daß sich ein vorbestimmter Winkel R mit der Mittelachse O₁ des Vertikalarms 3 oder der Vertikallinie ergibt, daß die Druckfeder 18 an einem mittleren Teil der Trageinrichtung 4 angeordnet ist, um eine Verbindung 9 zwischen der Trageinrichtung 4 und der Feder 18 zur feineren Einstellung zu ermöglichen, und daß der Verbindungsarm 2 und die Fokus-Sektion nicht miteinander integriert ausgebildet sind, sondern für eine feine Einstellung für einen vorangegangenen Wechsel einer Relativposition geeignet ausgebildet sind. Das bedeutet, daß das Halterungsteil 8 so angeordnet ist, daß eine auskragende Armsektion 8a, die eine Oberfläche aufweist, die zum Vertikalarm 3 senkrecht steht, einen Winkel zu der Armsektion 8b, die drehbar die Trageinrichtung 4 haltert, einen Winkel R aufweist. Das Ende des Verbindungsarmes 5, das an dem Halterungsteil angeordnet ist, ist als hohlzylindrischer Körper 5a ausgebildet, in den der Parallelogrammarm 7, der auf dem Parallelogrammarm 6 drehbar gehaltert ist, mit seinem einen Endteil eingesetzt ist. Die Drehachse O₃, die in dem Parallelogrammarm 5 drehbar gelagert ist, ist an ihrem anderen Ende mit dem Parallelogrammarm 7 verbunden, so daß sie in einer stationären Verbindung, wenn nötig, durch eine im Inneren des zylindrischen Körpers 5a angeordnete elektromagnetische Bremse 12a gehalten wird. Weiterhin ist im zylindrischen Körper 5a eine Welle 12 vorgesehen, die mit der Achse O₂ fluchtet. Die Welle ist drehbar auf dem Armteil 8b des Halterungsteils 8 so gelagert, daß sie, wenn notwendig, durch eine elektromagnetische Bremse 12b, die im Inneren des Halterungsteils 8 vorgesehen ist, in einer stationären Bedingung gehalten werden kann. Im mittleren Teil der Parallelogrammarme 5, 6 ist ein mittlerer Verbindungsarm 19 parallel mit den Parallelogrammarmen 2, 7 und in der gleichen Weise wie die Parallelogrammarme 2, 7 an den Parallelogrammarmen 5, 6 drehbar gelagert. Eine den mittleren Verbindungshebel 19 und den Parallelogrammarm 6 verbindende Drehachse O₈ ist mit ihrem einen Ende fest mit dem Verbindungshebel 19 verbunden und an dem Parallelogrammarm 6 drehbar gelagert. Das andere Ende der Drehachse O₈ ist nach innen auskragend ausgebildet und in einem langen Tragteil 20, das in die gleiche Richtung auskragt, befestigt. Das bedeutet, daß das Tragteil 20 mit dem mittleren Verbindungshebel 19 einstückig verbunden ist.

In dem Tragteil 20 ist eine Schraube 21 drehbar gelagert, die sich in Längsrichtung erstreckend über ein Gewinde mit einer Säule 22 verbunden ist, die gleitbar in dem Tragteil 20 gelagert ist. Daher kann, wenn die Schraube 21 gedreht wird, die Säule 22 in Längsrichtung des Tragteils 20 bewegt werden. Eine weitere Säule 23 ist in vertikaler Richtung gleitbar an der Säule 22 angeordnet, und eine Schraube 24 ist über ein Gewinde mit der Säule 23 in der Weise verbunden, daß sie die Säule 23 vertikal durchtritt. Das untere Ende der Schraube 24 ist in der Säule 22 drehbar gelagert. Daher kann die Säule 23 bei Drehung der Schraube 24 senkrecht bewegt werden, wobei die Säule 23 durch die Säule 22 geführt wird.

Die Spitze der Säule 23 dient als verlängertes Ende 9 des Verbindungsarms 6 in der zweiten Ausführungsform, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. In diesem Fall ist die Feder 18 als Gasfeder ausgebildet und verbindet prinzipiell, wie bei den anderen Ausführungen, das verlängerte Ende 9 des Verbindungsarms 6 und das vorstehende Ende 10 des Haltekörpers 8. Das eine Ende der Drehachse O₅ ist in dem Parallelogrammarm 2a befestigt und ist an dem Parallelogrammarm 5 drehbar gelagert, wodurch der Verbindungsarm 2a mit dem Parallelogrammarm 5 verbunden ist. Das andere Ende der Drehachse O₅ ist in der Seitenwand einer Fokussions- Sektion drehbar gelagert, und ein Schneckenrad 25 ist an dem in die Fokussions-Sektion 2b hineinkragenden Ende der Drehachse O₅ befestigt.

Im Inneren der Fokussierung 2b (Fig. 7) ist ein Schneckenrad 27 über eine Welle einstückig mit einem Schneckenrad 26 verbunden, das mit einem weiteren Schneckenrad 25 kämmt und ist drehbar gelagert, außerdem kämmt ein weiteres Schneckenrad 28 mit dem Schneckenrad 27, das ebenfalls drehbar gelagert ist. Eine Handhabe 29 ist an dem aus der Fokussier- Sektion 2b herausragenden Ende an einer das Schneckenrad 28 tragenden Welle befestigt. Daher wird, obwohl der Verbindungsarm 2a gewöhnlich integriert mit der Fokussier-Sektion 2b betätigt wird, wenn die Handhabe gedreht wird, deren Drehung auf das Schneckenrad 25 übertragen. Hieraus folgt, daß die Fokussier-Sektion 2b über die Welle O₅ nur um einen dem Drehwinkel des Schneckenrades 25 entsprechenden Winkel gedreht wird. Das bedeutet, daß bei Drehung der Handhabe 29 das Mikroskop 1 bewegt wird, um die Position des Schwerpunktes G zu verlagern.

Andere Strukturen und Funktionen der dritten Ausführungsform sind die gleichen wie bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen, so daß hier auf eine detailliertere Beschreibung verzichtet werden kann. Bei dieser Ausführungsform werden jedoch, auch wenn die verschiedenen Accessoires und Zusatzgeräte, wie sie voranstehend erwähnt wurden, an dem Mikroskop angebracht werden und, weil die Position des Schwerpunktes G außerhalb der Regelposition, wie sie in Fig. 3 dargestellt , liegt, die Verhältnisse, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben wurden, nicht vorliegen, die Schrauben 21, 24 gedreht, um das auskragende Ende zu bewegen, oder die Handhabe 29 wird gedreht, um die Gesamtheit des Mikroskopes 1 zu bewegen, wodurch es möglich wird, eine genaue Einstellung vorzunehmen, so daß die in Fig. 3 dargestellten Verhältnisse erhalten werden und die gesamte Einheit in bester Balance gehalten wird.

Claims

1. Bewegungseinrichtung für ein chirurgisches Mikroskop an einem verstellbaren Stativ, welches einen Stativfuß (13), eine Stativsäule (14) einen Schwenkarm (15) und einen als Gelenkparallelogramm ausgebildeten, gewichtsmäßig ausbalancierten Tragarm (16) aufweist, an dessen dem Stativ abgewandten Endteil eine Halterung (17) für das Mikroskop (1) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet,daß zur Verschwenkung des Mikroskopes (1) um eine senkrechte Hochachse die Halterung (17) einen Haltekörper (8, 8a) drehbar um eine erste vertikale Drehachse (O1) trägt, daß zur Neigungseinstellung der Mikroskopachse (C) gegenüber der ersten Drehachse (O1) eine als Gelenkparallelogramm (H) ausgebildete Tragheinrichtung (4) am Haltekörper (8, 8a) mit einem ersten Parallelogrammarm (5) um eine zweite, zu der ersten Drehachse (O1) einen vorbestimmten Winkel bildenden Drehachse (O2) drehbar befestigt ist, daß ein zweiter Parallelogrammarm (2, 2a) der Trageinrichtung (4) das Mikroskop (1) trägt, der um eine zu der zweiten Drehachse (O2) senkrechte, dritte und horizontale Drehachse (O5) drehbar ist, wobei die zweite Drehachse (O2) und die dritte Drehachse (O5) ein Drehzentrum (P1) definieren, um welches die Mikroskopachse (C) relativ zum Beobachter seitlich verkippbar und senkrecht hierzu neigbar ist, und zur Ausbalancierung der Trageinrichtung (4) eine Feder (11; 18) zwischen einen Haltearm (10) des Haltekörpers (8, 8a) und einem weiteren Parallelogrammarm (6) eingespannt ist, welcher zu dem ersten Parallelogrammarm (5) parallel verläuft, und wobei die um die zweite und die dritte Drehachse (O2, O5) durch das Gewicht des Mikroskopes (1) bei geneigtem Mikroskop (1) erzeugten Drehmomente durch das entgegengesetzte Verbunddrehmoment, das sich aus den um die zweite und die dritte Drehachse (O2, O5) erzeugten Drehmomenten zusammensetzt und durch die Elastizität der Feder (11; 18) erzeugt wird, ausgeglichen wird.

2. Neigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (4) um eine zweite Drehachse (O2) und um eine vertikale Achse (B), die eine Verbindung zwischen dem Haltekörper (8, 8a) und der Feder (11, 18) durchdringt, drehbar angeordnet ist, wobei die zweite Drehachse (O2) und die vertikale Achse (B) ein zweites Drehzentrum (P4) definieren.

3. Neigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Parallelogrammarm (2; 2a), der an der Trageeinrichtung (4) angeordnet ist und das Mikroskopes (1) mit dem Schwerpunkt (G) mit dem ersten Drehzentrum (P1) verbindet, zu der Feder (11, 18) mit dem zweiten Drehzentrum (P4) parallel ist.

4. Neigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (4) an dem Stativfuß (13) über den Haltekörper (8, 8a) an der vom ersten Drehzentrum (P1) und vom zweiten Drehzentrum (P4) einen Abstand aufweisenden Halterung (17) gehaltert ist.

5. Neigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (4) an dem Haltekörper (8, 8a) angeordnet ist, wobei die das erste Drehzentrum (P1) mit dem zweiten Drehzentrum (P4) verbindende Achse (O2) einen Winkel Theta zu der Achse (B) aufweist, und daß das zweite Drehzentrum (P4) der Achse (B), die die Verbindung zwischen dem Haltekörper (8, 8a) und der Feder (11, 18) durchdringt, gegenüberliegend angeordnet ist.

6. Neigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (4) einen mittig gelagerten Verbindungsarm (19), der drehbar zwischen den Parallelogrammarmen (5, 6) angeordnet ist, und eine Tragvorrichtung (20-24), die zu einer gemeinsamen Bewegung zusammen mit dem Verbindungsarm (19) geeignet ausgebildet ist, aufweist, und daß die Feder (11, 18) verbindend zwischen dem Haltekörper (8, 8a) und der Tragvorrichtung (20-24) angeordnet ist.

7. Neigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung (20-24) in axialer Richtung eines Drehzapfens (O8) des Verbindungsarmes (19) bewegbar ausgebildet ist.

8. Neigungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung (20-24) in einer zu einer Achse des Drehzapfens (O8) des Verbindungsarmes (19) senkrechten Richtung bewegbar ausgebildet ist.

9. Neigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroskop (1) an dem zweiten Parallelogrammarm (2; 2a) befestigt ist, der mit dem jeweiligen Endteil des weiteren Parallelogrammarms (5, 6) drehbar verbunden ist, wobei eine vorbestimmte Relativposition des Mikroskopes (1) zu dem zweiten Parallelogrammarm (2, 2a) einstellbar ist.

10. Neigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (4) mit dem Haltekörper (8, 8a) über eine zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Trageinrichtung (4) und dem Haltekörper (8, 8a) geeignete Einrichtung (12β) verbunden ist.

11. Neigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Erzeugung einer Drehbewegung der Trageinrichtung (4) geeignete Einrichtung (12α) an einer der Drehachsen (O3-O8) der Parallelogrammarme (2; 2a, 5, 6, 7) angeordnet ist.

12. Neigungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (12α; 12β) aus einer Bremsvorrichtung für die Mikroskopbewegung besteht, die durch eine Fernsteuerung betätigbar ist.