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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Stützvorrichtung für medizintechnische
Geräte,
welche zum Positionieren eines medizintechnischen Geräts an einem
Betätigungsteil
verwendet wird. Beispielsweise wird eine erfindungsgemäße Stützvorrichtung für medizintechnische
Geräte
zum Positionieren eines Endoskops in Bezug auf den Betätigungsteil
in einer chirurgischen Operation während einer Gehirnnervenoperation
verwendet.
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2. Beschreibung des verwandten
Standes der Technik
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Allgemein
wird eine Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
zum Stützen
eines medizintechnischen Geräts
in JP-A-2002-345831 offenbart. Die Stützvorrichtung für medizintechnische
Geräte umfasst
eine Vielzahl von Auslegern, welche über Gelenke verbunden sind,
welche mit Bremsen zum Arretieren und Lösen einer Drehung davon ausgerüstet sind.
Die Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
hält ein
Endoskop mittels einer Haltevorrichtung und löst die Gelenke in einem Zustand,
in dem sie dem zu beobachtenden operativen Teil zugewandt sind.
Entsprechend kann, da das Gesichtsfeld ohne Verschiebung fixiert
werden kann, der Bediener sich auf die Bedienung konzentrieren,
wodurch eine effiziente Bedienung ermöglicht wird.
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Wie
in 13 gezeigt, umfasst eine solche Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
ein Griffelement 2, das sich im Wesentlichen orthogonal zu
einer Einführungsachse
eines Endoskops 1 erstreckt, und zwar zum Arretieren und
Lösen der
Gelenksbremsen als ein Griffelement, welches in der Nähe der Haltevorrichtung
vorzusehen ist, mit welcher das Endoskop befestigt ist, und zwar
zum Bewegen der Vorrichtung. Zwei Betätigungsschalter 3a, 3b sind
im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf das Griffelement 2 vorgesehen.
Diese zwei Betätigungsschalter 3a, 3b werden
dergestalt verwendet, dass der Bediener das in 14 gezeigte
Griffelement 2 greift, sie simultan mit seinem/ihrem Daumen
und Zeigefinger drückt,
um die Bremsen zu lösen,
und die entsprechenden Gelenke löst.
Auch sind, wie in 15 gezeigt, die entsprechenden
Gelenke in einem Zustand arretiert, welcher sich von dem Zustand unterscheidet,
in welchem diese zwei Betätigungsschalter 3a, 3b gleichzeitig
gedrückt
werden. Entsprechend kann sich der Bediener auf den Betrieb konzentrieren,
ohne durch die Furcht eingenommen zu werden, die Bremsen während einer
chirurgischen Operation fehlerhafterweise zu lösen.
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Auch
muss die Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
eine erhebliche Arretierkraft in einem Zustand aufweisen, in welchem
die Bremsen für die
Gelenke arretiert sind, um nicht versehentlich in dem Fall bewegt
zu werden, bei dem der Bediener die Ausleger berührt, und muss gleichzeitig
eine Arretierfähigkeit
dergestalt aufweisen, dass der Bediener die Medizinvorrichtung in
seiner/ihrer Hand leicht bewegen kann, wenn sie gelöst und in
einen freien Zustand gebracht worden sind. Zusätzlich ist sie auch so ausgelegt,
dass die Bremsen in einem arretierten Zustand im Fehlerfall gehalten
werden.
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Bei
der Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
werden beide Betätigungsschalter 3a, 3b AUS-geschaltet,
um die Betätigungsschalter 3a, 3b AUS
zu schalten, um die entsprechenden Gelenke nach Bewegen der Medizinvorrichtung
zu arretieren. Wenn in diesem Fall der Bediener eine Kraft seines/ihres
Daumens und Zeigefingers löst,
welche die zwei Betätigungsschalter 3a, 3b drücken, ist
nicht bekannt, welcher Finger sich vom Schalter zuerst löst. Daher
ergibt sich ein Zeitverzug im Ausschaltzeitpunkt zwischen den Betätigungsschaltern 3a und 3b. Ein
leichter Zeitunterschied existiert in der Dauer zwischen dem Zeitpunkt,
wenn beide Betätigungsschalter 3a, 3b AUS
geschaltet werden, und dem Zeitpunkt, wenn die Verbindung arretiert
wird, und daher wird die Genauigkeit der Verbindungsarretierung nachteilig
verringert.
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Wenn
beispielsweise bei dieser Vorrichtung der Zeigefinger des Bedieners
sich vom Betätigungsschalter 3a (3b)
zuerst löst,
wird eine Reaktionskraft, die erzeugt wird, wenn der Zeigefinger
sich zuerst löst,
in die Betätigungsrichtung
ausgeübt,
wodurch das Endoskop bewegt wird und sich eine Fehlausrichtung des
Gesichtsfelds ergeben kann. Wenn hingegen sein/ihr Daumen sich zuerst
vom Schalter löst, muss
sich das Endoskop in die entgegengesetzte Richtung bewegen (siehe 15),
und es kann sich eine Fehlausrichtung des Sichtfelds in die entgegengesetzte
Richtung ergeben. Auf diese Art muss er/sie, falls das Gesichtsfeld
in der Richtung verrückt wird,
welche der Bediener nicht vorhersehen kann, die Stellung des Gesichtsfelds
wieder ausrichten, und dadurch wird eine längere Zeit für die chirurgische
Operation benötigt.
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Zusätzlich wird,
gemäß der oben
beschriebenen Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte,
wenn sie beispielsweise auf das Gebiet einer Gehirnnervenoperation
angewandt wird, häufig
gemäß dem Fortschritt
der chirurgischen Operation in einem Operationsraum bewegt, in welchem
verschiedene Arten von Ausrüstung
angeordnet sind. Daher besteht ein Risiko darin, dass jemand auf
das Stromkabel tritt, wenn die Vorrichtung einschließlich einer
solchen Ausrüstung
bewegt wird, was zu einem Trennen des Stromkabels oder einem Ausfall
des Bremsensteuersystems führen
kann. Wenn ein Trennen des Stromkabels oder eine Fehlfunktion des
Bremsensystems wie oben beschrieben auftritt, ergibt sich eine Notwendigkeit,
den Ausleger, welcher die medizinische Vorrichtung, wie beispielsweise
ein Endoskop, hält,
in einem Zustand zu bewegen, in welchem das Endoskop in die Körperöffnung eingeführt ist, und
dann aus der Körperöffnung herausgezogen wird.
In diesem Fall, da sich die entsprechenden Gelenke in einem arretierten
Zustand befinden, ist es notwendig, den Ausleger gegen eine Arretierkraft
der Bremse für
das Gelenk zu bewegen, was nachteilig hart zu bedienen ist.
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Eine
andere Gelenkvorrichtung zum Stützen eines
medizinischen Instruments wird in
EP 0 293 760 A2 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung,
welche den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet, ist die Stellung des
medizinischen Instruments unter leichter Einspannung befestigt,
so dass der Nutzer die Instrumentenstellung durch die Anwendung
einer leichten Kraft auf das Instrument anpassen kann. Dies hat den
Nachteil, dass das Instrument relativ einfach durch den Nutzer aus
der Stellung gestoßen
werden kann. Ein Betrieb dieser Vorrichtung ist ebenfalls nicht
optimal.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Stützvorrichtung für medizintechnische
Geräte
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit. Bevorzugte Merkmale der
Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
aufgeführt.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Positionieren einer
medizintechnischen Vorrichtung im dreidimensionalen Raum mit einer
solchen Vorrichtung bereit, wie in Anspruch 17 definiert.
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Eine
erfindungsgemäße Medizinvorrichtung-stützende Vorrichtung
umfasst einen Stütrmechanismus,
welcher sich dreidimensional bewegen kann und eine Haltevorrichtung
zum Halten der Medizinvorrichtung zum Beobachten oder Behandeln des
operativen Teils arretiert, eine Steuereinheit zum Steuern der Bewegung
oder des Arretierens der Haltevorrichtung und mindestens zwei Stellantriebe
zum Geben von Anweisungen für
den Betrieb der Steuereinheit, und ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Größe der Betätigungskraft
des entsprechenden Stellantriebs unterschiedlich ist.
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In
dieser Anordnung werden mindestens zwei Stellantriebe, welche sich
in der Größe der Betätigungskraft
unterscheiden, aufeinander folgend AUS geschaltet, und zwar von
demjenigen ausgehend, welches eine größere Betätigungskraft aufweist, wenn
die Größe der Betätigungskraft
zum Lösen
der Betätigung
verringert wird. Daher kann der Nutzer (der Bediener) ein Abschließen der
Betätigung
der beiden Stellantriebe zuverlässig
erkennen. Daher kann der Arretier- und Löse-Betrieb der medizinischen
Behandlungsvorrichtung mit einem hohen Grad an Verlässlichkeit
und Genauigkeit einfach umgesetzt werden.
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Vorzugsweise
wird das Halteelement aus einem beweglichen Zustand in den arretierten
Zustand durch die Steuereinheit überführt, und
zwar in einem Zustand, in welchem eines der oben genannten zwei Betätigungselemente
gelöst
ist.
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Wenn
der Zustand der Halteelemente wie oben beschrieben gesteuert wird,
wird die Betätigung des
Betätigungselements
mit der größten Betätigungskraft
zuerst gelöst,
wenn der Nutzer die Kraft zum Lösen
des Betriebs des Betriebselements verringert. In anderen Worten
wird das Betriebselement, welches zuerst gelöst wird, fixiert, und wenn
daher der Betrieb dieses bestimmten Betriebselements gelöst bzw.
freigegeben wird, wird die Haltevorrichtung in den arretierten Zustand überführt. Daher
wird der Überführungsablauf
vom beweglichen Zustand in den arretierten Zustand stabilisiert,
und wird schnell durchgeführt.
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Eine
erfindungsgemäße Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
umfasst einen Stützmechanismus
zum dreidimensionalen Stützen
der Haltevorrichtung zum Halten der medizinischen Vorrichtung zum
Beobachten und Behandeln des operativen Teils, um so beweglich und
arretierbar zu sein, wobei der Stützmechanismus eine Vielzahl
von Auslegern aufweist, die über
Gelenke drehbar verbunden sind, welche bezüglich der Drehung arretiert
und gelöst werden
können,
eine Steuereinheit zum Steuern der Bewegung und zum Arretieren der
Haltevorrichtung durch Arretieren und Lösen der Drehung der Gelenke des
Stützmechanismus', einen Eingabemechanismus
zum Geben von Anweisungen für
den Betrieb der Steuereinheit, und einen Arretierungskraft-Anpassmechanismus
zum Anpassen bzw. Nachstellen einer Arretierungskraft zum Arretieren
der Drehung der Gelenke.
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In
dieser Anordnung kann die medizintechnische Vorrichtung, welche
in einer Position arretiert ist und durch den Stützmechanismus gestützt wird,
die Bewegung der Gelenke durch Anpassen der Kraft zum Arretieren
der Gelenke ohne Durchführen
des Arretierungs- und Lösebetriebs
der Gelenke des Stützmechanismus
anpassen. Daher kann sogar in dem Fall, in welchem der Arretierungszustand
der Gelenke durch die Steuereinheit kaum gelöst werden kann, der Stütrmechanismus
durch Schwächen
der Arretierkraft bewegt werden, so dass die Bewegung der medizinischen
Vorrichtung, einschließlich
eines Zurückziehens,
ermöglicht
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und andere Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Verfahren werden mit Bezug auf die folgende Beschreibung, die angehängten Ansprüche und
die beiliegenden Zeichnungen besser verstanden, bei denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Struktur einer medizinischen
Vorrichtung zeigt, welche eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stützt;
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2 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, welche die Struktur erster und
zweiter Schalthebel in Bezug auf eine in 1 gezeigte
Haltevorrichtung zeigt;
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3A, 3B erklärende Zeichnungen sind,
welche eine Auslegung von Gelenken in 1 darstellen;
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4 eine
Querschnittsansicht eines Teils der Stützvorrichtung für medizintechnische
Geräte ist,
welche einen Apparat gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stützt;
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5 eine
Querschnittsansicht ist, welche einen Arretierkraft-Anpassmechanismus
darstellt, welcher an den Gelenken der Stützvorrichtung für medizintechnische
Geräte
gemäß der in 2 gezeigten
zweiten Ausführungsform
angebracht ist;
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6 ein
Schaltungsdiagramm eines Motorsteuersystems von 5 ist;
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7 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Struktur der Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
gemäß einer
dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ein
Blockdiagramm ist, das eine Luftdrucksteuereinheit in 7 zeigt;
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9 eine
genaue Zeichnung ist, welche ein Stoppelement in 7 zeigt;
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10 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, die eine Haltevorrichtung zeigt,
in welcher ein Eingabeteil in 7 angeordnet
ist;
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11 eine
perspektivische Ansicht ist, welche die Struktur der Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
gemäß einer
vierten Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
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12 eine
teilweise Querschnittsansicht eines Teils in 11 ist;
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13 eine
Zeichnung ist, die Probleme im verwandten Stand der Technik darstellt;
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14 eine
Zeichnung ist, welche eine Positionsbeziehung in Bezug auf einen
Schalter in einem Haltezustand in 13 zeigt;
und
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15 eine
Zeichnung ist, die einen Umschaltbetrieb des Schalters in 13 zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden weiter unten in Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
eine Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Ein Stützsockel 10 ist abnehmbar
mit einem Befestigungskörper 11 verbunden,
wie beispielsweise einem Boden oder einem Bett. Arme bzw. Ausleger 12a, 12b, 12c sind mit
dem stützenden
bzw. tragenden Sockel 10 über Gelenke 13a, 13b, 13c verbunden.
Eine Haltevorrichtung 15 zum Befestigen eines medizintechnischen
Geräts
ist mit dem distalen Ausleger 12a über ein Kugelgelenk 14 verbunden.
Das Kugelgelenk 14 kann einen Elektromagneten (nicht gezeigt)
umfassen, welcher darin eine elektromagnetische Bremse eingebaut
hat. Der Elektromagnet (nicht gezeigt) ist elektromagnetisch mit
einem Steuerkasten 16 verbunden. In anderen Worten führt der
Elektromagnet (nicht gezeigt) ein Arretieren und Lösen bzw.
Verriegeln und Entriegeln der Stellung des Kugelgelenks 14 in Übereinstimmung
mit dem Vorhandensein oder der Abwesenheit einer Stromverteilung
durch.
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Beispielsweise
wird ein Endoskop 17 als ein medizintechnisches Gerät zum Behandeln
oder Beobachten eines Patienten in die Haltevorrichtung 14 eingeführt und
von dieser gestützt
bzw. getragen. Die Haltevorrichtung 15 ist mit einem ersten
und einem zweiten Schalthebel 18, 19 ausgerüstet, welche
den Stellantrieben entsprechen, und zwar auf beiden Seiten des Endoskops 2,
so dass sie in entgegengesetzte Richtungen betätigt werden. Der erste und
der zweite Schalthebel 18, 19 werden drehbar über Scharniere 181, 191 an
jeweils einem Ende gehalten, wie in 2 gezeigt,
und die Proximalenden davon liegen gegenüber ersten und zweiten Mikroschaltern 20, 21,
welche an der Haltevorrichtung 15 angeordnet sind. Die
ersten und zweiten Mikroschalter 20, 21 sind elektromagnetisch
mit dem Elektromagneten (nicht gezeigt) am Kugelgelenk 14 verbunden
bzw. mit den an den Gelenken 13a bis 13c angeordneten Elektromagneten
(wie weiter unten beschrieben).
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Die
ersten und die zweiten Schalthebel 18, 19 sind
mit der Haltevorrichtung 15 an einem zugehörigen Mittelabschnitt über erste
und zweite Federelemente 182, 192 verbunden und
werden in die Ausgangsstellungen (AUS-Stellungen der ersten und zweiten
Mikroschalter 20, 21) durch Vorspannkräfte der
ersten und zweiten Federelemente 182, 192 zurückgeführt. Die
ersten und zweiten Federelemente 182, 192 sind
auf unterschiedliche Federkonstanten Ka bzw. Kb eingestellt, beispielsweise
mit einer Beziehung Ka < Kb,
und die Größe der Betätigungskraft der
ersten und zweiten Schalthebel 18, 19 wird auf der
Grundlage der Federkonstanten eingestellt.
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Nun
Bezug nehmend auf die 3A und 3B werden
die Gelenke 13a, 13b, 13c beschrieben.
Da jedoch die Gelenke im Wesentlichen auf die gleiche Art ausgeführt sind,
wird die Verbindung 13a zur einfacheren Erklärung als
ein Repräsentant
beschrieben.
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Ein
Gelenkelement 31 ist drehbar um eine Achse 02 über eine
Verbindungswelle 32 mit einem Gehäuse 30 verbunden.
Das distale Ende des Auslegers 12a ist an dem Gehäuse 30 befestigt,
und das distale Ende von Ausleger 12b ist mit dem anderen Gelenkelement 31 befestigt.
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Das
Gelenkelement 31 ist mit einer Bremsscheibe 33 ausgerüstet, und
beispielsweise ist eine Bremsbacke bzw. ein Bremsschuh 34 aus
Eisen, welcher an der Gelenkwelle 32 vorgesehen ist, der Bremsscheibe 33 gegenüber liegend
angebracht, um so in der Lage zu sein, damit in Kontakt zu gelangen bzw.
sich aus einem solchen zu lösen.
Der Bremsschuh 34 ist in eine Passnut 321 eingepasst,
die an der Gelenkwelle 32 vorgesehen ist, um so in der Lage
zu sein, bewegt zu werden, und wird zusammen mit der Gelenkwelle 32 um
die Achse 02 gedreht.
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Das
Gehäuse 30 ist
mit einem Nocken 301, wie beispielsweise einem Schlitz,
ausgerüstet,
und ein Stift 35, welcher einen Drehkraft-Anpassmechanismus
darstellt, wird wirkend in den Nocken 301 eingeführt. Der
Betätigungslappen 35 ist
drehbar am distalen Ende davon um die Gelenkwelle 32 und
die Drehachse 02 gelagert, und wenn er dazu gedrängt wird,
sich um die Drehachse 02 zu drehen, wird er entlang dem
Nocken 301 zu der durch die gestrichelten Linien in den 3A und 3B angedeutete Stellung
bewegt. Ein Federelement 36 befindet sich im Eingriff zwischen
dem Betätigungslappen 35 und dem
Bremsschuh 34. Das Federelement 36 drückt den
Bremsschuh 34 aufgrund seiner Vorspannkraft gegen die Bremsscheibe 33 und
begrenzt die Drehung des Gelenkelements 31 durch eine zu
diesem Zeitpunkt erzeugte Reibungskraft. Wenn dementsprechend der
Betätigungslappen 35 sich
entlang des Nockens 301 bewegt, verändert er die Vorspannkraft
des Federelements 36 und verändert eine Reibungskraft zwischen
der Bremsscheibe 33 und dem Bremsschuh 34, so
dass die Befestigungskraft gegen die Drehung des Gelenkelements 31 veränderlich angepasst
wird.
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Das
Gehäuse
ist mit einem Elektromagneten 37 ausgerüstet, um dem Bremsschuh 34 entgegenzuwirken.
Der Elektromagnet 37 zieht den Bremsschuh 34 durch
eine elektromagnetische Kraft gegen die Vorspannkraft des Federelements 36.
In anderen Worten ist der Elektromagnet 37 mit dem Steuerkasten 16 elektrisch
verbunden und schaltet den zweiten Mikroschalter 21 AN,
und zwar zusammen mit der Betätigung
des zweiten Schalthebels 19. Wenn er über den Steuerkasten 16 mit
Energie versorgt wird, wird der Bremsschuh 34 auf die durch
die in 3B angezeigte gestrichelte Linie
gezogen und löst
den Arretierungszustand des Gelenkelements 31 in Bezug
auf das Gehäuse 30.
Entsprechend wird das Gelenk 13a in einem Zustand arretiert,
in welchem der Elektromagnet 37 nicht mit Energie versorgt
wird, und ist in einem Zustand gelöst, in welchem der Elektromagnet 37 mit
Energie versorgt wird.
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In
dieser Anordnung betätigt
während
des Betriebs der Bediener die entsprechenden Betätigungslappen 35,
welche an den entsprechenden Gelenken 13a, 13b, 13c angebracht
sind, zuerst, um sie in eine Stellung zu bewegen, welche durch die
durchgezogenen Linien in den 3A und 3B gezeigt ist,
bei der die Vorspannkraft des Federelements 36 den maximalen
Wert annimmt. In diesem Fall wird die Arretierungskraft der Gelenke 13a, 13b, 13c auf
den Maximalzustand eingestellt.
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In
diesem Fall befinden sich der erste und der zweite Mikroschalter 20, 21 beide
im AUS-Zustand, und daher wird der Bremsschuh 34 durch
das Federelement 36 gegen die Bremsscheibe 33 gedrückt, wodurch
die Gelenke 13a, 13b, 13c gegen ein Verdrehen
mittels ihrer Reibungskraft arretiert sind. In anderen Worten bewegen
sich die Ausleger 12a, 12b und 12c und
der Stützsockel 10 sich
in Bezug aufeinander nicht.
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Wenn
es hier notwendig ist, die Ausleger 12a, 12b, 12c zu
bewegen, greift der Bediener die Haltevorrichtung 15 und
drückt
den ersten und den zweiten Schalthebel 18, 19.
Dann werden der erste und der zweite Mikroschalter 20, 21 gegen
die Vorspannkräfte
der Federelemente 182, 192 AN geschaltet, und
ihr AN-Signal wird dem Steuerkasten 16 zugeführt. Der
Steuerkasten 16 liefert dem entsprechenden Elektromagneten 37 der
Gelenke 13a, 13b, 13c und dem Elektromagneten
(nicht gezeigt) des Kugelgelenks 14 elektrische Leistung.
Entsprechend werden die zugehörigen
Bremsscheiben 33 der Gelenke 13a, 13b, 13c auf
die durch die gestrichelte Linie in 3B angedeutete
Stellung durch die elektromagnetische Kraft des Elektromagneten 37 bewegt, und
daher wird die Reibungskraft zwischen der Bremsscheibe 33 und
dem Bremsschuh 34 aufgehoben, so dass die Arretierung gegen
das Drehen der entsprechenden Gelenke 13a, 13b, 13c gelöst wird.
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Zur
gleichen Zeit wird auch dem Elektromagneten (nicht gezeigt) des
Kugelgelenks 14 elektrische Leistung zugeführt, so
dass die Arretierung des Kugelgelenks 14 aufgehoben wird.
Dementsprechend greift der Bediener die Haltevorrichtung 15, bewegt
das Endoskop 17 (oder ein anderes medizintechnisches Gerät) auf eine
gewünschte
Position im Betätigungsteil
und legt das Gesichtsfeld fest, welches er oder sie beobachten möchte.
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Wenn
die entsprechenden Gelenke 13a, 13b und 13c und
das Kugelgelenk 14 gelöst
werden, lockert der Bediener seinen Griff an der Haltevorrichtung 15.
Dann kehrt der zweite Schalthebel 19, welcher die größere Stärke der
Betätigungskraft
aufweist, zunächst
aufgrund des zweiten Federelements 192 in die ursprüngliche
Stellung zurück,
und dann wird der zweite Mikroschalter 21 AUS geschaltet. Dann
unterbricht der Steuerkasten 16 die Leistungszufuhr zu
den Elektromagneten 37 der Gelenke 13a, 13b, 13c.
Folglich wird der Bremsschuh 34 gegen die Bremsscheibe 33 mittels
der Vorspannkraft des Federelements 36 gedrückt, und
die Gelenke 13a, 13b, 13c werden entsprechend
in den gedrehten Stellung arretiert.
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Zu
diesem Zeitpunkt kehrt der erste Schalthebel 18 mit der
kleineren Stärke
der Betätigungskraft
nicht zurück
und wird durch einen Finger gehalten, die Haltevorrichtung 15 bewegt
sich nicht und wird in der anfänglichen
Stellung gehalten. Wenn dann der Bediener den Griff der Haltevorrichtung 15 weiter
lockert, wird der erste Schalthebel 18 mit der kleineren
Stärke
der Betätigungskraft
durch das erste Federelement 182 in seine anfängliche
Stellung zurückgeführt, wodurch
der erste Mikroschalter 20 AUS geschaltet wird. Hier unterbringt
der Steuerkasten 16 die Leistungszufuhr zum Elektromagneten
(nicht gezeigt) des Kugelgelenks 14. Folglich wird das
Kugelgelenk 14 in seiner bewegten bzw. verrückten Stellung
fixiert und arretiert, wodurch die Positionseinstellung des Endoskops 17 abgeschlossen
wird.
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Für den Fall,
bei dem der Arretierungszustand der entsprechenden Gelenke aufgrund
eines Stromausfalls oder einer Trennung des Stromkabels, mit dem
Endoskop 17 in den Betätigungsteil,
während
einer chirurgischen Operation eingeführt nicht gelöst werden
kann, dreht der Bediener die Betätigungslappen 35 der
entsprechenden Gelenke 13a, 13b, 13c.
Dann werden die Betätigungslappen 35 entlang
des Nockens 301 in die durch die gestrichelten Linien in
den 3A und 3B angedeutete Stellung
bewegt. Folglich wird die Vorspannkraft des Federelements 36 verringert,
der Kontaktdruck zwischen dem Bremsschuh 34 und der Bremsscheibe 33 verringert
sind, die Reibungskraft dazwischen wird vermindert, und die Arretierkräfte der
Gelenke 13a, 13b, 13c werden so eingestellt,
dass sie zu einem händischen
Betrieb in der Lage sind. In diesem Fall wird die Stärke der
Arretierkraft (Reibungskraft) zwischen der Bremsscheibe 33 und
dem Bremsschuh 34 so weit festgesetzt, dass sich die Ausleger 12a, 12b, 12c nicht
spontan bewegen, was die Stärke
der Arretierkraft ist, bei welcher der Bediener die Gelenke 12a, 13b, 13c bewegen
kann. In diesem Zustand stellt der Bediener die Bewegung der Ausleger 12a, 12b, 12c durch
eine Kraft nach, welche größer als
die Stärke
der Arretierkraft ist, wodurch das Endoskop 17 an der Haltevorrichtung
vom Betätigungsteil entfernt
werden kann.
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Auf
diese Art wird die Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
dergestalt konfiguriert, dass die ersten und zweiten Schalthebel 18, 19 mit unterschiedlichen
Stärken
der Betätigungskraft
entsprechend angeordnet sind, und Arretieren und Lösen der
Ausleger 12a, 12b, 12c und der Haltevorrichtung 15 zusammen
mit der Betätigung
der ersten und zweiten Schalthebel 18, 19 durchgeführt wird.
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Entsprechend
kann der Bediener einen Abschluss der Betätigung verlässlich durch die Schaltbetätigung der
ersten und zweiten Schalthebel 18, 19 erkennen,
welche aufeinanderfolgend gemäß der Stärke der
Betätigung
davon ausgeschaltet werden, und daher kann eine Arretierungs- und
Lösebetätigung des
Endoskops 17 mit hoher Verlässlichkeit und Genauigkeit
einfach umgesetzt werden.
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Im
Besonderen wird der zweite Mikroschalter 21 mit einer größeren Stärke der
Betätigungskraft über den
zweiten Schalthebel 19 zuerst AUS geschaltet, und der erste
Schalthebel 18 des ersten Mikroschalters 20 mit
der kleineren Stärke
der Betätigungskraft
kehrt nicht zurück
und kann dadurch durch einen Finger gehalten werden. Daher bewegt sich
die Haltevorrichtung 15 nicht in Bezug auf die Ausleger 12a, 12b, 12c,
und ein gewünschtes
Sichtfeld des Endoskops (oder eine Anpassung eines medizintechnischen
Geräts)
kann einfach festgesetzt werden.
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Die
Betätigungslappen 35 zum
Anpassen bzw. Nachstellen der Arretierkraft für die Gelenke 12a, 13b bzw. 13c sind
daran angepasst, in der Lage zu sein, extern betätigt zu werden. In dieser Anordnung
kann sogar dann, wenn eine Fehlfunktion, wie beispielsweise eine
Trennung des Kabels oder ein Stromausfall während einer chirurgischen Operation auftritt,
eine Bewegung des Endoskops 17 einschließlich eines
Zurückziehens
einfach durchgeführt werden,
da die Ausleger 12a, 12b, 12c einfach
durch Lösen
der Arretierkräfte
der Gelenke 12a, 13b, 13c mittels der
Betätigungslappen 35 während der
chirurgischen Operation bewegt werden können, wodurch ihre Bedienungseigenschaft
verbessert wird.
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Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
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4 und 5 zeigen
eine Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung und umfassen eine Notfall-Betriebsvorrichtung zusätzlich zu
der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, von welcher erwartet
wird, dass sie die gleiche Auswirkung wie die erste Ausführungsform
aufweist. Daher werden in den 4 und 5 gleiche
Teile wie in den 1 bis 3 durch
gleiche Ziffern dargestellt, und auf eine genaue Beschreibung wird
verzichtet.
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In
anderen Worten wird beispielsweise das Endoskop 17 abnehmbar
in die Haltevorrichtung 15 eingeführt. Bei der Position der Haltevorrichtung 15 in der
Nähe der
Endoskopbefestigungsposition sind zurückgesetzte erste und zweite
Schalteraufnahmeteile 151, 152 zueinander gegenüberliegend
vorgesehen, und erste und zweite Mikroschalter 40, 41 sind
in den ersten und zweiten Schalteraufnahmeteilen 151, 152 vorhanden
und angeordnet, um in die entgegengesetzte Richtung betätigt zu
wer den. Die ersten und zweiten Mikroschalter 40, 41 sind
elektrisch mit dem Steuerkasten 16 verbunden.
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Ein
Schalthebel 42 ist drehbar mittels eines Scharniers 421 in
dem ersten Schalteraufnahmeteil 151 vorgesehen, um dem
ersten Mikroschalter 40 gegenüber zu liegen, und eine Vorspannkraft
wird in Uhrzeigerrichtung (der Richtung, um den ersten Mikroschalter 40 AN
zu schalten) auf den Schalthebel 42 über ein erstes Federelement 43 ausgeübt. Das proximale
bzw. rumpfwärts
gelegene Ende des ersten Federelements 43 befindet sich
nachstellbar im Eingriff mit dem distalen Ende des Betätigungskraft-Anpasselements 44.
Das Betätigungskraft-Anpasselement 44 wird
am Mittelbereich durch die Haltevorrichtung 14 gestützt, damit
es so zu einer Schraubanpassung in der Lage ist, und ist wirkend mit
einem Stellantrieb 441 am proximalen Ende ausgerüstet, um
sich so von der Haltevorrichtung zu erstrecken. Demgemäß wird das
Betätigungskraft-Anpasselement 44 durch
seine Drehbetätigung
gegen das erste Federelement 43 gedrückt und eine Vorspannkraft
des ersten Federelements 43 ist veränderlich einstellbar, um die
Betätigungskraft
des Schalthebels 42 veränderlich
festzusetzen. Das heißt,
dass das Betätigungskraft-Anpasselement 44 sich
in einem Gewindeeingriff mit der Haltevorrichtung 15 dergestalt
befindet, dass es gedreht werden kann, um das erste Federelement 43 zusammenzudrücken (und
dadurch vorzuspannen).
-
Andererseits
ist am zweiten Schalteraufnahmeteil 152 eine zurückgesetzte
Schaltabdeckung 45 über
ein Federelement 46 an der Position gegenüber dem
zweiten Mikroschalter 41 vorgesehen, um so zu einer Druckbetätigung in
der Lage zu sein.
-
Die
Gelenke 13a, 13b, 13c können wie
in 5 gezeigt konfiguriert werden, und ein Druckkraft-Anpasselement 47 befindet
sich im Eingriff mit dem anderen Ende des Federelements 36,
welches sich an einem Ende im Eingriff mit dem Bremsschuh 34 befindet.
Das Druckkraft-Anpasselement 47 ist an der Gelenkwelle 32 so
angeordnet, dass es in der Lage ist, sich in der axialen Richtung
zu bewegen, und eine Anpass- bzw.
Nachstellschraube 48 wird nachstellbar bei einer vorbestimmten
Position eingedreht. Die Nachstellschraube 48 ist mit der
Drehwelle bzw. Drehachse eines Bremskraft-Anpassantriebsmotors 49 an
einem zugehörigen
proximalen Ende verbunden, und wenn sie durch den Antriebsmotor 49 gedreht
wird, wird das Druckkraft-Anpasselement 47 axial über die
Nachstellschraube 48 entsprechend der Drehrichtung bewegt.
Dementsprechend stellt das Druckkraft-Anpasselement 47 eine
Vorspannkraft des Federelements 36 gemäß der sich bewegt habenden
Position davon veränderlich
ein, um die Druckkontaktkraft zwischen dem Bremsschuh 34 und der
Bremsscheibe 33 veränderlich
einzustellen.
-
Der
Antriebsmotor 49 ist mit einem Motortreiber 50 verbunden,
welcher die Notfall-Betätigungsvorrichtung,
wie in 6 gezeigt, darstellt, und zwar über ein
Drahtkabel 51. Der Motortreiber 50 ist beispielsweise
im Steuerkasten 16 vorgesehen, und ist mit der Leistungs-
bzw. Stromversorgung 53 über einen Notfall-Bewegungsschalter 52 verbunden.
Wenn entsprechend der Notfall-Bewegungsschalter 52 in dem
Steuerkasten 16 AN geschaltet wird, empfängt der
Motortreiber 50 eine Versorgung des AN-Signals und gibt
ein Antriebssignal an den Antriebsmotor 49 als Antwort
auf dieses AN-Signal aus, um den Antriebsmotor 49 anzutreiben
und zu steuern. Hierbei wird das Druckkraft-Anpasselement 47 in
Richtung der 02-Achse bewegt, die drängende Kraft des Federelements 36 wird
gemäß der Bewegungsposition davon
verändert,
und die Druckkontaktkraft zwischen dem Bremsschuh 34 und
der Bremsscheibe 33 wird angepasst. Beispielsweise ist
die drängende
Kraft des Federelements 36 des Druckkraft-Anpasselements 47 in
einem Zustand am kleinsten, in welchem das Druckkraft-Anpasselement 47 auf
die durch eine gestrichelte Linie in 5 gezeigte
Stellung bewegt wird und ist im Einklang mit einer vorbestimmten Fehlfunktion.
-
In
der oben beschriebenen Struktur dreht der Bediener das Betätigungskraft-Anpasselement 44 vor
einer Nutzung und ändert
die Druckstärke
des Federelements 43, um die Größe bzw. Stärke der Betätigungskraft des Schalthebels 42 gemäß den Wünschen des
Bedieners anzupassen, greift die Haltevorrichtung 15 so,
dass sein/ihr Daumen am Schalthebel 42 liegt und der Zeigefinger
an der Schalterabdeckung 45 zur Druckbetätigung liegt.
Hier werden die ersten und zweiten Mikroschalter 40, 41 gegen die
drängende
Kraft des Federelements 43, 46 AN geschaltet,
und das entsprechende AN-Signal wird an den Steuerkasten 16 geliefert.
Dann liefert der Steuerkasten 16 elektrische Leistung an
die Elektromagneten 37 der Gelenke 13a, 13b, 13c und
an den Elektromagneten (nicht gezeigt) des Kugelgelenks 14 der
Haltevorrichtung 15, welche das Endoskop 17 hält, so dass
die entsprechenden Gelenke 13a, 13b, 13c und
das Kugelgelenk 14 in den drehbaren Zustand versetzt werden.
In diesem Zustand wird das Endoskop 17 auf eine gewünschte Position
im Betätigungsteil
bewegt, das zu betrachtende Gesichtsfeld wird festgelegt und dann
wird eine Kraft zum Greifen des Schalthebels 42 und der
Schalterabdeckung 45 auf die gleiche Art gelöst, um die
ersten und zweiten Mikroschalter 40, 41 aufeinander
folgend AUS zu schalten, und die entsprechenden Gelenke 13a, 13b, 13c und
die Haltevorrichtung 15 werden positioniert und fixiert.
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In
diesem Fall wird die Stärke
der Betätigungskraft,
um den ersten Mikroschalter 40 AN zu schalten, auf einen
größeren Wert
gesetzt als die des zweiten Mikroschalters 41, eine Kraft
des Daumens wird zuerst gelöst,
um den ersten Mikroschalter 40 auf AUS zu stellen. In diesem
Fall wird die Haltevorrichtung 15 nicht bewegt, da die
Schalterabdeckung 45 nicht zurückgekehrt ist und in einem
Zustand belassen wird, bei dem sie durch den Zeigefinger gehalten
wird.
-
Wenn
dagegen die Stärke
der Betätigungskraft,
um den zweiten Mikroschalter 41 AN zu schalten, auf einen
Wert eingestellt wird, welcher größer als der des ersten Mikroschalters 40 ist,
wird eine Kraft des ersten Fingers zuerst gelöst, um den zweiten Mikroschalter 41 AUS
zu schalten. In diesem Fall wird der Schalthebel 42 nicht
zurückgestellt
und wird durch den Daumen gehalten. Gleichzeitig wird die Haltevorrichtung 15 nicht
bewegt, da die untere Seite der Haltevorrichtung 15 sich
in einem Zustand befindet, in dem sie durch andere Finger als den
Daumen und den Zeigefinger gestützt
wird.
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Im
Fall, dass der Elektromagnet aufgrund eines Stromausfalls oder einer
Trennung des Stromkabels während
des Betriebs nicht mit Energie versorgt werden kann, wird der Notfall-Bewegungsschalter 52 des
Steuerkastens 16 gedrückt.
Dann wird das AN-Signal
des Notfall-Bewegungsschalters 52 dem Motortreiber 50 zugeführt. Der
Motortreiber 50 treibt hier die Antriebsmotoren 49 an,
welche in den entsprechenden Gelenken 13a, 13b, 13c vorgesehen sind,
und bewegt das Druckkraft-Anpasselement 47 auf die durch
die gestrichelte Linie in 5 angedeutete
Stellung, und zwar mittels der Nachstellschraube 48. Dementsprechend
wird die Vorspannkraft des Federelements 36 im Vergleich
mit dem nicht fehlerhaften Zustand vermindert, und eine Kontaktdruckkraft,
um die Bremsscheibe 33 gegen den Bremsschuh zu drücken, wird
auf einen kleineren Wert eingestellt.
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Obwohl
die Größe der Arretierkraft
zwischen der Bremsscheibe 33 und dem Bremsschuh 34 in
einem Ausmaß aufrechterhalten
wird, dass sich die Ausleger 12a, 12b, 12c nicht
spontan bewegen, kann der Bediener dennoch die Gelenke 13a, 13b, 13c bewegen.
Der Bediener bewegt die Ausleger 12a, 12b, 12c,
um eine Stärke
der Kraft, welche größer ist
als diejenige zum Arretieren der Gelenke 13a, 13b, 13c, um
das Endoskop 17, welches durch die Haltevorrichtung 15 getragen
wird, vom Betätigungsteil
zu entfernen.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
kann, da die Stärke
der Betätigungskraft
des ersten Mikroschalters 40 daran angepasst ist, wahlweise
einstellbar zu sein, die Stär ke
der Betätigungskraft
wahlweise gemäß den Wünschen des
Bedieners eingestellt werden, und daher kann die Bedienungseigenschaft verbessert
werden. Auch werden die Ausleger 12a, 12b, 12c selbst
sogar im Fall einer Fehlfunktion, wie beispielsweise einer Trennung
eines elektrischen Systems, wie beispielsweise eines Stromversorgungssystems,
oder bei einem Stromausfall, daran gehindert, sich spontan zu bewegen,
und zwar nur durch Drücken
des Notfall-Bewegungsschalters 52, und zusätzlich kann
die Arretierkraft der Gelenke 13a, 13b, 13c in
einem Ausmaß angepasst
werden, dass der Bediener die Ausleger 12a, 12b, 12c bewegen
kann. Dadurch wird eine schnelle Unterstützung im Fall einer Fehlfunktion
erreicht.
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Im
Folgenden wird eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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7 zeigt
eine Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, von welcher erwartet wird, dass sie
die gleichen Auswirkungen wie die erste und zweite Ausführungsform
zeigt. Daher werden in 7 zu 1 gleiche
Teile durch die gleichen Ziffern dargestellt, und auf eine genaue
Beschreibung wird verzichtet.
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In
anderen Worten sind die oben beschriebenen Ausleger 12a, 12b, 12c über ein
Gelenk 60a, ein Gelenk 60c und ein Gelenk 60c in
Folge verbunden, in welchen bekannte Fluid (Druckluft)-bremsen integriert
sind. Die Fluidbremse ist daran angepasst, den Arretierzustand der
Bremse zu lösen,
wenn ein Druck angelegt wird. Die Haltevorrichtung 15 ist
beweglich mit dem Ausleger 12a über ein Kugelgelenk 61 verbunden,
in welchem eine Fluid (Druckluft)-bremse auf die gleiche Wert integriert
ist. Diese Fluidbremsen sind mit einer Druckluft-Steuervorrichtung,
die später beschrieben
wird, verbunden, welche in einen Trägersockel 62 zum Stützen der
Ausleger 12a, 12b, 12c über Rohre
(nicht gezeigt) integriert ist.
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Die
Luftdruck-Steuervorrichtung ist so eingerichtet, dass eine Fluiddruckquelle,
nicht gezeigt, wie beispielsweise ein Gaszylinder, in einem chirurgischen
Operationsraum bereitgestellt wird, mit einem äußeren Anschlussdruck 63,
wie in 8 gezeigt, verbunden ist, und ein Eingangsende
eines Absperrventils 64 ist mit dem äußeren Anschlussstück 63 verbunden.
Das Absperrventil 64 ist mit einem Ausgabeende zu einem
elektromagnetischen Ventil 66 über einen ersten Regler 65 zum
Anpassen des Drucks verbunden, und am anderen Ausgabeende mit einem
zweiten Regler 68 zum Anpassen des Drucks über eine
Luftkammer 67.
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Wenn
dem elektromagnetischen Ventil 66 kein Eingangssignal zugeführt wird,
wird eine erste Rohrleitung 66a geschlossen, und eine zweite
Rohrleitung 66b und eine dritte Rohrleitung 66c,
welche sich in Verbindung mit einem Auslassanschluss befinden, werden
miteinander verbunden, während
in einem Zustand, in welchem ein Eingabesignal daran angelegt wird,
die zweite Rohrleitung 66b und die erste Rohrleitung 66a in
Verbindung miteinander gebracht werden. Dann wird die zweite Rohrleitung 66b des
elektromagnetischen Ventils 66 mit einer Rohrleitung 70 über ein
erstes manuelles Ventil 69 verbunden, und wird über die
Rohrleitung 70 mit den Fluidbremsen verbunden, welche in
die Gelenke 60a, 60b, 60c integriert
sind.
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Der
zweite Regler 68 ist mit dem zweiten manuellen Ventil 71 verbunden,
um das Fluid in der Luftkammer 67 auf einen Luftdruck einzustellen,
welcher die Arretierkraft auf die Luftbremse in einem Ausmaß bereitstellt,
dass die Ausleger 12a, 12b, 12c sich nicht
spontan bewegen, aber durch den Bediener manuell bzw. händisch bewegt
werden können,
und um ihn an die Rohrleitung 70 über das zweite manuelle Ventil 71 auszugeben.
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Der
Trägersockel 62 ist
mit Trägerrädern 621 an
seinen vier Ecken ausgestattet, und beispielsweise sind zwei Stopper 622, 622 drehbar
um eine Drehachse 04 über
Gelenke bzw. Scharniere 623, 623 bei einem vorbestimmten
Abstand vorgesehen, welcher den Trägerrändern 621 entspricht.
Die Stopper 622, 622 sind so angeordnet, dass
sie sich über
eine Rastvorrichtung 624 (in 7 ist aus
Gründen
der leichteren Zeichnung nur eine von ihnen gezeigt) wahlweise drehbar
sind.
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Die
Stopper 622, 622 sind mit Betätigungslappen 622a an
den zugehörigen
Enden davon ausgerüstet,
wie in 9 gezeigt, als auch mit Kontaktelementen 622b am
unteren Ende davon, welche der Aufstelloberfläche entsprechen, wie beispielsweise einer
Bodenoberfläche.
Gewindeteile 622 sind am Mittelabschnitt des Stoppers 622 vorgesehen,
und die Gewindeteile 622 sind an Führungselementen 622d befestigt,
um so durch Schrauben nachstellbar zu sein. Dementsprechend werden
die Stopper 622, 622 gedreht durch Halten der
Betätigungslappen 622a per
Hand, so dass die Gewindeteile 622c in der vertikalen Richtung
durchgeleitet werden, indem die Führungselemente 622d bewegt
werden.
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Wie
in 10 gezeigt, ist die oben beschriebene Haltevorrichtung 15 mit
einem bekannten Lichtunterbrecher 72 anstatt des zweiten
Mikroschalters 41 in der zweiten Ausführungsform ausgerüstet. Der Lichtunterbrecher 72 weist
zwei Kontaktpunkte an seiner Rückseite
auf und ist dergestalt angepasst, dass die zwei Kontaktpunkte elekt risch
kurzgeschlossen werden, wenn sie berührt werden, um einen Kontakt
mit der Hand des Bedieners zu erfassen. Der Lichtunterbrecher 72 und
der erste Mikroschalter 40 der Haltevorrichtung 15 sind
in Reihe mit einer Steuerschaltung des elektromagnetischen Ventils 66 verbunden.
Die Steuerschaltung treibt das elektromagnetische Ventil 66 in
einem Zustand an, in welchem sich der Lichtunterbrecher 72 und
der erste Mikroschalter 40 in dem AUS-Zustand befinden,
um den Fluidbremsen der entsprechenden Gelenke 60a, 60b, 60c und
dem Kugelgelenk 61 Luft zuzuführen.
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In
dieser Anordnung löst
vor Durchführen
der chirurgischen Operation ein Assistent oder eine Schwester die
Rastvorrichtung 624 des Stoppers 622 und erlaubt
eine Drehung um die Drehachse 04 über das Scharnier 623.
In diesem Zustand wird überprüft, ob die
Kontaktoberfläche
des Kontaktteils 622b des Stoppers 622, welcher
in Kontakt mit dem Boden kommt, schmutzig ist. Wenn die Kontaktoberfläche des
Kontaktteils 622b schmutzig ist, wird die Kontaktoberfläche gereinigt,
um die Befestigungskraft abzusichern. Dann wird der Trägersockel 62 auf
eine gewünschte
Position unter Verwendung der Trägerräder 621 bewegt,
wobei der Betätigungslappen 622a des
Stoppers 622 gedreht wird, um zu bewirken, dass der Kontaktteil 622b sich
gegen den Boden abstützt.
Der Trägersockel 62 wird
auf dem Boden so positioniert, dass er sich nicht bewegt, wenn die
zwei Trägerräder 621 auf
der Seite des Stoppers sich vom Boden lösen.
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Wenn
der Bediener die Haltevorrichtung 15 greift, um die Haltevorrichtung 15 in
eine gewünschte Position
zu bewegen, berühren
ihr/sein erster Finger und zweiter Finger den Lichtunterbrecher 72,
und der Lichtunterbrecher 72 erfasst die Berührung der
Finger. In diesem Zustand drückt
der Bediener den Schalthebel 42 mit seinem/ihrem Daumen
und schaltet den ersten Mikroschalter 40 AN. Dann wird
das elektromagnetische Ventil 66 der oben angesprochenen
Druckluft-Steuervorrichtung aktiviert, und Luft wird den Fluidbremsen
der entsprechenden Gelenke 60a, 60b, 60c und
der Fluidbremse des Kugelgelenks 61 zugeführt, so
dass die Bremsen der entsprechenden Gelenke 60a, 60b, 60c des
entsprechenden Kugelgelenks 61 gelöst werden.
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Wenn
dann die Haltevorrichtung in eine gewünschte Position bewegt worden
ist, löst
der Bediener eine Kraft, welche von seinem/ihrem Daumen ausgeübt wird,
um den ersten Mikroschalter 40 AUS zu schalten. Dann schließt das elektromagnetische Ventil 66 die
erste Rohrleitung 66a, und Luft, die den Fluidbremsen zugeführt wird,
wird durch den Auslassanschluss von der dritten Rohrleitung 66c aus
in die Umgebungs luft abgelassen, so dass die Bremsen die entsprechenden
Gelenke 60a, 60b, 60c und das Kugelgelenk 61 fixieren.
Obwohl es in diesem Fall eine geringe Zeit von dem Zeitpunkt dauert,
wenn der erste Mikroschalter 40 AUS geschaltet wird, bis
zu dem Zeitpunkt, wenn die entsprechenden Gelenke 60a, 60b, 60c und
das Kugelgelenk 61 fixiert werden, bewegt sich die Haltevorrichtung 15 nicht,
weil eine Trägheitskraft
und eine Stützkraft
seiner/ihrer Hand sich im Gleichgewicht befinden.
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Wenn
ein Problem im elektrischen System aufgrund eines Stromausfalls
oder einer Trennung des Stromversorgungskabels in einem Zustand
auftritt, in welchem das Endoskop 17 in den Betätigungsteil
während
einer chirurgischen Operation eingeführt worden ist, wird das erste
manuelle Ventil 69 zuerst geschlossen, und dann wird das
zweite manuelle Ventil 71 geöffnet, um Luft an die Fluidbremsen zu
liefern. Folglich sind die Arretierkräfte der Bremsen der entsprechenden
Gelenke 60a, 60b, 60c so, dass die Ausleger 12a, 12b, 12c sich
nicht spontan bewegen, aber der Bediener die Ausleger 12a, 12b, 12c mit
der Hand bewegen kann. Wenn in diesem Zustand der Bediener die Ausleger 12a, 12b, 12c bewegt,
wird das Endoskop 17 der Haltevorrichtung 15 vom
operativen Teil entfernt.
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Da
auf diese Art gemäß der dritten
Ausführungsform
kein Mechanismus zum Schwächen
der Arretierkräfte
der Bremsen in den entsprechenden Gelenken 60a, 60b, 60c vorgesehen
ist, können
die entsprechenden Gelenke 60a, 60b, 60c in
ihrer Größe verringert
werden. Da dadurch die Trägheitskraft, welche
durch die Masse der Gelenke erzeugt wird, verringert werden kann,
wenn die Ausleger bewegt werden, wird eine Bedienbarkeit verbessert.
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Gemäß der dritten
Ausführungsform
tritt, da die Schaltstruktur unter Verwendung des ersten Mikroschalters 40 und
des Lichtunterbrechers 72 verwendet wird, kein Schaltfehler
aufgrund einer Reaktionskraft des ersten Mikroschalters 40 auf,
und dadurch wird die Schaltbetätigung
mit einem hohen Grad an Genauigkeit erreicht.
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Da
ferner gemäß der dritten
Ausführungsform
der Stopper 622 drehbar am Trägersockel 62 vorgesehen
ist, und der Trägersockel 62 durch
den Stopper 622 positioniert und fixiert wird, erhält man eine
konstant hohe Arretierkraft durch Drehen des Stoppers 622 in
der entgegengesetzten Richtung zum Reinigen des zugehörigen Kontaktteils 622b.
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Im
Folgenden wird eine vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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11 und 12 zeigen
eine Stützvorrichtung
für medizintechnische
Geräte
gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in welcher weitere bevorzugte Auswirkungen
im Vergleich zu den ersten bis dritten Ausführungsformen erwartet werden.
Daher werden in den 11 und 12 zu 1 identische
Teile durch identische Bezugsziffern bezeichnet, und auf eine genaue
Beschreibung wird verzichtet.
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In
der vierten Ausführungsform
ist der distale Teil des Auslegers 12a mit der Halteeinheit 15 verbunden,
mit welcher das Endoskop 17 abnehmbar verbunden ist, und
zwar auf der niedrigeren Seite in Richtung einer Schwerkraft (distal
bezüglich
einer Fläche
eines größeren Querschnitts 17a,
z.B. eine Oberfläche,
an einer distalen Seite des Endoskops) über ein Kugelgelenk 80,
um so in der Lage zu sein, zwischen dem beweglichen Zustand und
dem arretierten Zustand umzuschalten, und um so in Bezug auf das
distale Ende des Auslegers 12a im beweglichen Zustand außer Gleichgewicht
zu sein.
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Das
Kugelgelenk 80, wie in 12 gezeigt, ist
am proximalen Ende eines Stabs 801 des Griffelements 81 der
Haltevorrichtung 15 an der unteren Seite in Richtung einer
Schwerkraft angebracht, und das distale Ende des Stabs 801 ist
mit einem Kugelelement 802 ausgerüstet. Das sphärische bzw.
Kugelelement 802 ist in dem kugelförmigen Gehäusesitz 803 untergebracht,
um so in der Lage zu sein, bewegt und arretiert zu werden. Ein Druckelement 804 ist
im sphärischen
Gehäusesitz 803 aufgenommen, um
so in der Lage zu sein, sich in den durch die Pfeile A, B angezeigte
Richtung gegen das Kugelelement 802 zu bewegen. Das Druckelement 804 übt eine Vorspannkraft
in der durch den Pfeil A angedeuteten Richtung auf ein Federelement 805 aus,
und ein Scheibenelement 807, das aus einem magnetischen Material
gebildet ist, ist mit dem zugehörigen
proximalen Ende über
einen Stab 806 befestigt. Das Scheibenelement 807 ist
so angeordnet, dass es einem Elektromagneten 808 unter
einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegt.
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Der
Elektromagnet 808 ist mit dem Steuerkasten 16 (siehe 11)
verbunden und wird über den
Steuerkasten 16 angetrieben und gesteuert. Wenn der Elektromagnet 808 über den
Steuerkasten 16 angetrieben wird, bewegt der Elektromagnet 808 das
Scheibenelement 807 in Richtung des Pfeils B gegen die
Vorspannkraft des Federelements 805, dadurch das Druckelement 804 vom
Kugelelement 802 weg bewegend, wodurch das Kugelelement 802 im sphärischen
Gehäusesitz 803 so
eingestellt wird, dass es in der Lage ist, sich frei zu bewegen,
und um den Abstand zwischen dem Ausleger 12a und der Haltevorrichtung 15 so
einzustellen, dass er in der Lage ist, bewegt zu werden. Wenn der
Elektromagnet 808 nicht mehr angetrieben wird, erlaubt
es der Elektromagnet 808 dem Druckelement 804,
vorgespannt zu werden und in der Richtung des Pfeils A durch das
Federelement 805 bewegt zu werden. Dementsprechend übt das Druckelement 804 einen Kontaktdruck
gegen das Kugelelement 802 des Kugelgelenks 80 aus,
und das Kugelgelenk 80 wird an der verschobenen Position
positioniert, so dass der Ausleger 12a und die Haltevorrichtung 15 in
dieser Position fixiert werden.
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Unter
der Annahme, dass die Masse der Haltevorrichtung 15J beträgt, der
Schwerpunkt von ihr G ist und die Länge zwischen dem Schwerpunkt
G und der Mittenposition P des Kugelgelenks 80 mit dem Endoskop 17 eingeführt L beträgt, ist
die Haltevorrichtung 15 in einem Ungleichgewichtszustand
angeordnet, in welchem ein Belastungsmoment von LJ in Bezug auf
die Mittenposition P, abhängig
von der Masse J, in einem Zustand erzeugt wird, in welchem der Elektromagnet 808 angetrieben
wird und sich das Kugelelement in einem freien Zustand befindet.
Das Griffelement 81 der Haltevorrichtung 15 wird
mit ersten und zweiten Schaltern 82, 83 ausgerüstet, weiche einen
Stellantrieb des Eingabeteils darstellen und welche durch unterschiedliche
Stärken
der Betätigungskraft
betätigt
werden, und welche getrennt auf den oberen und unteren Enden in
Richtung einer Schwerkraftrichtung (entsprechend der Richtung des Einführens des
Endoskops 17) im Wesentlichen parallel zueinander bereitgestellt
werden. Die ersten und zweiten Schalter sind elektrisch mit dem
Steuerkasten 16 verbunden. Der erste Schalter 82 mit
einer größeren Betätigungskraft
ist an der Oberseite des Griffelements 81 der Haltevorrichtung 15 angeordnet und
vorzugsweise so eingestellt, dass er eine Betätigungsauslenkung aufweist,
die kleiner ist als diejenige des zweiten Schalters 83.
Der zweite Schalter 83 mit der kleineren Betätigungskraft,
und welcher vorzugsweise so eingestellt ist, dass er im Vergleich
zum ersten Schalter 82 auf eine größere Verschiebung eingestellt
ist, ist an der unteren Seite des Griffelements 81 der
Haltevorrichtung 15 angeordnet.
-
Unter
der Annahme, dass der Abstand zwischen einem Betätigungsteil S des zweiten Schalters 83 und
der oben angesprochenen Mittenposition P = M ist, wird die Stärke der
Betätigungskraft
des zweiten Schalters 83 auf einen Wert eingestellt, welcher kleiner
ist als ein Fallmoment (LJ/M), welches durch das oben angesprochene
Ungleichgewicht der Haltevorrichtung 15 bewirkt wird. Dementsprechend
befindet sich der zweite Schalter 83, der sich an der Unterseite
in Bezug auf die Schwerkraft befindet, in dem Zustand, in dem er
durch den Finger des Bedieners 84 mittels des oben angesprochenen
Fallmoments (LJ/M) gedrückt
wird – beispielsweise
während der Betätigung im
arretierten Zustand, wenn ein Bediener 84 die greifende
Kraft allmählich
verringert –,
und daher wird der erste Schalter 82 vor dem zweiten Schalter 83 vollständig AUS
geschaltet. Dadurch wird die Handhabbarkeit der ersten und zweiten Schalter 82, 83 verbessert,
und dadurch kann die Nachstellung der Bewegung der Haltevorrichtung 15 mit
einem höheren
Grad an Genauigkeit durchgeführt
werden.
-
Nun
wird in Bezug auf die ersten und zweiten Schalter 82, 83 der
Effekt beschrieben, welchen man durch Einstellen der Stärke der
Betätigung
des ersten Schalters 82 auf einen kleineren Wert als die
Stärke der
Betätigung
des zweiten Schalters 83 erhält. Wenn beispielsweise während der
Betätigung
im arretierten Zustand der Bediener 84 die Griffkraft allmählich verringert,
wie oben beschrieben, wird der erste Schalter 82 mit der
kleineren Betätigungsstärke unmittelbar
AUS geschaltet, und danach wird der zweite Schalter 83 AUS
geschaltet, wodurch der Arretierablauf der Haltevorrichtung 15 abgeschlossen wird.
Dadurch wird, durch Einstellen der Betätigungsstärke des ersten Schalters 82 auf
einen so klein wie möglichen
Wert, die Geschwindigkeit des AUS-Schaltens des ersten Schalters 82 erhöht, und dadurch
wird das Beschleunigen des Arretierablaufs erhöht.
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Wenn
in dieser Anordnung, in Bezug auf die ersten und zweiten Schalter 82, 83,
der Bediener 84 das Griffelement 81 greift, wird
der zweite Schalter 83 an der Unterseite zuerst gedrückt, um
ein AN-Signal an den Steuerkasten 16 auszugeben, und daraufhin folgend
wird der erste Schalter 82 an der Oberseite gedrückt, um
ein AN-Signal an den Steuerkasten 16 auszugeben, und zwar
aufgrund ihrer Stärke
der Betätigungskraft.
In diesem Fall öffnet
der Steuerkasten 16 das Kugelelement 802 so, dass
es in der Lage ist, sich in Bezug auf den sphärischen Gehäusesitz 803 durch
Antreiben des Elektromagneten 808 und Anziehen des Andrückelements 804 in
Richtung des Pfeils B gegen die Druckkraft des Federelements 805 zu
bewegen. Entsprechend ist die Haltevorrichtung 15 in der
Lage, sich dreidimensional in Bezug auf den Ausleger 12a zu
bewegen, und bewegt das Endoskop 17, welches in die Körperöffnung beispielsweise durch
eine Öffnung
eingeführt
wird, welche an der Oberfläche
des Körpers
des Patienten angeordnet ist, und zwar in eine gewünschte Stellung.
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Wenn
daraufhin folgend das Endoskop 17 positioniert wird, löst der Bediener 84 seine/ihre Hand,
welche das Griffelement 81 der Haltevorrichtung 15 greift.
Zu diesem Zeitpunkt wird der zweite Schalter 83 des Griffelements 81 der
Haltevorrichtung 15 durch die Stärke der Betätigungskraft gelöst, welche
kleiner als LJ/M ist, weil der zweite Schalter 83 sich
in einem Zustand befindet, in welchem das Fallmoment LJ/M auf den
Betätigungsteil
S durch die Masse der Haltevorrichtung 15 einschließlich des
Endoskops 17 ausgeübt
wird, wie oben beschrieben. Um, in anderen Worten, das Endoskop
in einer gewünschten
Stellung zu arretieren, wird es, da das Griffelement 81 der
Haltevorrichtung 15 dazu neigt, aufgrund des Ungleichgewichtszustands
der Haltevorrichtung 15 hinzufallen, durch den Betätigungsteil S
des zweiten Schalters 83 an der Unterseite gestützt, und
dadurch wird der erste Schalter 82 an der Oberseite zuerst
AUS geschaltet.
-
Zu
diesem Zeitpunkt stoppt der Steuerkasten 16 das Antreiben
des Elektromagneten 808. Dann wird das Andrückelement 804 des
Kugelgelenks 80 in Richtung des Pfeils A durch die Druckkraft
des Federelements 805 gedrängt und wird in Druckkontakt mit
dem Kugelelement 802 gebracht, wodurch das Kugelelement 802 in
Bezug auf den sphärischen
Gehäusesitz 803 positioniert
wird, so dass die Haltevorrichtung 15 in Bezug auf den
Ausleger 12a positioniert und arretiert bzw. verriegelt
wird.
-
Auf
diese Weise wird in der vierten Ausführungsform die Unterseite in
Richtung der Schwerkraft der Haltevorrichtung 15, welche
das Endoskop 17 hält,
zum Ausleger 12a hin angeordnet, welcher so bereitgestellt
wird, dass er in der Lage ist, sich dreidimensional zu bewegen und
zu arretieren, und zwar durch das Kugelgelenk 80, welches
in der Lage ist, sich zu bewegen und zu arretieren, um die Haltevorrichtung 15 ungleichgewichtig
in einem beweglichen Zustand anzuordnen, und die ersten und zweiten Schalter 82, 83,
welche durch unterschiedliche Größen der
Betätigungskraft
betätigt
werden, sind an beiden Seiten des Griffelements 81 der
Haltevorrichtung 15 in Richtung der Schwerkraft der Haltevorrichtung 15 vorgesehen.
-
In
dieser Anordnung wird der erste Schalter 82 folglich zuerst
gelöst,
da die Haltevorrichtung 15 sich im Ungleichgewichtszustand
in einem Zustand befindet, in welchem das Endoskop 17 durch
Greifen des Griffelements 81 der Haltevorrichtung 15 in
eine gewünschte
Position bewegt wird, und sich diegleiche in Bezug auf den Ausleger 12a bewegt,
während der
Bediener 84, welcher das Griffelement 81 umgreift,
um so ein Herabfallen zu verhindern, die Greifkraft allmählich löst, und
danach wird folgend der zweite Schalter 83 gelöst. Dadurch
wird das distale Ende des Endoskops 17, welches in die
Haltevorrichtung 15 eingeführt ist, daran gehindert, verschoben zu
werden, und ein genaues Positionieren und Arretieren in einer gewünschten
Stellung bzw. Position wird erreicht.
-
In
dieser Anordnung ist die ungleichgewichtige Struktur, in welcher
die Unterseite in Richtung der Schwerkraft der Haltevorrichtung 15 gemäß der vierten
Ausführungs form
sich in Richtung des Auslegers 12a anordnet ist, um so
in der Lage zu sein, sich über das
Kugelgelenk 80 zu bewegen und zu arretieren, und ist in
diesem beweglichen Zustand, in dem die Haltevorrichtung 15 auf
ungleichgewichtige Art in Bezug auf den Ausleger 12a gestützt wird,
auch anwendbar auf die ersten und zweiten oben beschriebenen Ausführungsformen,
und man im Wesentlichen den gleichen Effekt erwarten.
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Obwohl
der Fall, in welchem die untere Oberfläche in Richtung der Schwerkraft
der Haltevorrichtung 15 mit dem Ausleger 12a über das
Kugelgelenk 80 verbunden ist, so dass die Haltevorrichtung 15 ungleichgewichtig
im beweglichen Zustand angeordnet ist, in der vierten Ausführungsform
beschrieben worden ist, ist sie nicht darauf beschränkt, und
verschiedene Ungleichgewichtsstrukturen können verwendet werden.
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Obwohl
der Fall, in welchem das Endoskop als das medizintechnische Gerät verwendet
wird, in den entsprechenden Ausführungsformen
beschrieben worden ist, sind sie nicht darauf beschränkt, und kann
als eine Stützstruktur
für das
medizintechnische Gerät
einschließlich
verschiedener Behandlungsgeräte
verwendet werden, und im Wesentlichen der gleiche Effekt kann erwartet
werden.
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Obwohl
der Fall, in welchem die Erfindung auf die Drei-Gelenksausleger-Struktur
angewendet worden ist, in den entsprechenden Ausführungsformen
beschrieben worden ist, ist sie nicht auf die Zahl der Ausleger
beschränkt,
es können
verschiedene Arten von Auslegerstrukturen angewandt werden, und
im Wesentlichen die gleichen Effekte können erwartet werden.
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Während gezeigt
und beschrieben worden ist, was als die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung angesehen wird, sollte es selbstverständlich klar
sein, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen in Aussehen und Detail
einfach durchgeführt
werden könnten,
ohne von der Lehre der Erfindung abzuweichen. Es wird daher gewünscht, dass
die Erfindung nicht auf die genaue beschriebene und dargestellte
Form beschränkt
ist, sondern sie sollte so aufgebaut werden, dass alle Modifikationen abgedeckt
werden, welche in den Umfang der angehängten Ansprüche fallen.