DE9111018U1 - Suspension device for an observation device - Google Patents
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Description
Titel : Aufhängevorrichtung für ein BeobachtungsgerätTitle: Suspension device for an observation device
Die Erfindung betrifft eine Aufhängevorrichtung für ein Beobachtungsgerät, insbesondere für ein Operationsmikroskop, mit einem mehrteiligen Schwenkarm, dessen einzelne Arme über Schwenkgelenke miteinander verbunden sind und dessen erstes freies Ende zur gelenkigen Befestigung an einer Wand oder Decke eines Raumes oder einem Stativ und dessen zweites freies Ende zur Befestigung eines Beobachtungsgerätes ausgebildet sind.The invention relates to a suspension device for an observation device, in particular for a surgical microscope, with a multi-part swivel arm, the individual arms of which are connected to one another via swivel joints and the first free end of which is designed for articulated attachment to a wall or ceiling of a room or a tripod and the second free end of which is designed for attachment of an observation device.
Vielfach ist es notwendig, Beobachtungsgeräte dreidimensional im Raum bewegen und einstellen zu müssen, um das Beobachtungsgerät unter dem jeweils günstigsten gewünschten Blickwinkel anzuordnen. Um eine Neufokussierung nach Lageänderung desIt is often necessary to move and adjust observation devices three-dimensionally in space in order to position the observation device at the most favorable viewing angle. In order to be able to refocus after changing the position of the
Mikroskopes zu vermeiden, ist es erforderlich, daß der Abstand des Beobachtungsgerätes zum Objektpunkt unverändert bleibt. Einen speziellen Anwendungsfa I I stellen Operationsmikroskope in der Neurochirurgie dar, insbesondere in der Gehirnchirurgie. Hierbei müssen beispielsweise Kanäle durch das Gehirn geöffnet werden, um den Zugang zum Ort eines Gehirntumors zu ermöglichen. Operationen dieser Art werden oftmals unter einem Operationsmikroskop ausgeführt, damit kleine Blutgefäße oder intaktes Gewebe nicht beschädigt werden. Der Operateur muß nun entweder durch einen Kanal aus verschiedenen Blickwinkeln oder aber abwechselnd durch einen von mehreren Kanälen durch das Mikroskop auf den Tumor schauen, um die Behandlung am dortigen Geschehen erfolgreich durchzuführen. Ähnliche Aufgaben ergeben sich auch bei anderen Formen der Neurochirurgie, z.B. der Chirurgie von feinen Nervensträngen im Gewebe, Damit der Operateur möglichst beide Hände für seine chirurgischen Eingriffe frei hat, soll die Aufhängung für das Operationsmikroskop schnell und sicher im Räume bewegbar sein, um die Blickrichtung des Mikroskopes zu optimieren, wobei die Fokusei&eegr; ste I I ung beibehalten werden soll.To avoid the risk of damage to the microscope, it is necessary that the distance of the observation device from the object point remains unchanged. Surgical microscopes are used in neurosurgery, particularly in brain surgery. For example, channels must be opened through the brain to allow access to the site of a brain tumor. Operations of this type are often carried out under a surgical microscope so that small blood vessels or intact tissue are not damaged. The surgeon must then look at the tumor either through a channel from different angles or alternately through one of several channels through the microscope in order to successfully carry out the treatment on the tumor. Similar tasks also arise in other forms of neurosurgery, e.g. surgery of fine nerve strands in tissue. To ensure that the surgeon has both hands free for his surgical interventions, the suspension for the surgical microscope should be able to be moved quickly and safely in space in order to optimize the viewing direction of the microscope, while maintaining the focus setting.
Als Befestigungsort für die Aufhängevorrichtung wird in der Praxis ein Stativ oder die Wand oder Decke des Operationsraumes gewählt.In practice, a tripod or the wall or ceiling of the operating room is chosen as the mounting location for the suspension device.
Die meistens verwendeten Stative sind fahrbare Bodenstative, die zum Teil mit einem höhenverstellbaren Horizontalarm ausgerüstet sind, der um 360 schwenkbar ist. Um zu verhindern, daß das Gewicht des Operationsmikroskopes den Horizontalarm nach unten zieht, sind Gegengewichte vorgesehen, die beispielsweise in der senkrechten Säule angeordnet sind. Tretbolzen mit Bremsklötzen im Fußteil des Stativs ermöglichen eine schnelle und sichere Arretie-The most commonly used stands are mobile floor stands, some of which are equipped with a height-adjustable horizontal arm that can be swiveled 360 degrees. To prevent the weight of the surgical microscope from pulling the horizontal arm downwards, counterweights are provided, which are arranged, for example, in the vertical column. Pedal bolts with brake blocks in the foot section of the stand enable quick and safe locking.
rung am Aufstellungsort. Das Operationsmikroskop selbst ist mit dem Horizontalarm über Gelenkstücke und Kupplungen verbunden, so daß es in jede gewünschte Position gebracht werden kann. Durch die genannte Konstruktion ist die Achse des Operationsmikroskopes durch Drehung um eine mechanische Achse in einer senkrechten Ebene über einen großen Winkelbereich drehbar. Nachteilig ist bei diesen einfach gebauten Stativen und Aufhängevorrichtungen jedoch, daß die optische Achse des Operationsmikroskopes nur in einer Ebene verstellbar ist. Nach dem Stand der Technik ist auch ein Fußbodenstativ bekannt, bei dem das Mikroskop über ein Gestängesystem mit einem Bodenstativ verbunden ist. Die Gestänge ermöglichen die übertragung einer um den Beobachtungspunkt rotierenden Bewegung des Mikroskopes durch eine Verlagerung der Drehpunkte in die Stativeinheit, was im wesentlichen durch räumlich wirkende Parallelogrammarme bewirkt wird. Auch hier werden zur Höhenarretierung Ausgleichsgewichte verwendet, die jedoch infolge ihrer großen Massen die Trägheit der beweglichen Teile der Aufhängevorrichtung erhöhen. Bei Mikroskopbewegungen muß der Operateur mit großem Kraftaufwand die Bewegung einleiten und nach Einstellung wieder abbremsen. Die Parallelogrammarme wirken oft infolge ihrer massiven Bauweise störend und müssen, um eine exakte Einstellung zu ermöglichen, konstruktionsaufwendig gefertigt werden. Hierdurch ergibt sich vielfach ein Preis für die Aufhängevorrichtung, welcher die Kosten für das eigentliche Beobachtungsgerät, hier das Operationsmikroskop, übersteigt Fahrbare Stative haben häufig auch den Nachteil, daß sie infolge ihres hohen Gewichtes nur mit großer Kraftanstrengung zu bewegen sind.at the installation site. The surgical microscope itself is connected to the horizontal arm via joints and couplings, so that it can be brought into any desired position. The above-mentioned construction allows the axis of the surgical microscope to be rotated over a large angular range by rotating around a mechanical axis in a vertical plane. The disadvantage of these simply constructed stands and suspension devices, however, is that the optical axis of the surgical microscope can only be adjusted in one plane. According to the state of the art, a floor stand is also known in which the microscope is connected to a floor stand via a rod system. The rods enable the transmission of a rotating movement of the microscope around the observation point by shifting the pivot points into the stand unit, which is essentially achieved by spatially acting parallelogram arms. Here, too, balancing weights are used to lock the height, but due to their large masses, they increase the inertia of the moving parts of the suspension device. When moving the microscope, the surgeon must exert a great deal of force to initiate the movement and then slow it down again after adjustment. The parallelogram arms are often disruptive due to their massive construction and must be manufactured with a complex design in order to enable precise adjustment. This often results in a price for the suspension device that exceeds the cost of the actual observation device, in this case the surgical microscope. Mobile stands also often have the disadvantage that they can only be moved with great effort due to their high weight.
Wand- und Deckenbefestigungen haben zwar den Nachteil, daß sie stationär den Arbeitsbereich festlegen, andererseits bieten sie den Vorteil, daß sie weniger Platz einnehmen.Although wall and ceiling mounts have the disadvantage that they fix the work area in a stationary manner, they also have the advantage that they take up less space.
Um den Arbeitsbereich einer Aufhängevorrichtung variabler zu gestalten, ist auch schon vorgeschlagen worden, Aufhängevorrichtungen mittels Roboter zu steuern. Ein Kreisen des Operationsmikroskopes wird durch das sequentielle Anfahren bestimmter Punkte im Raum erreicht, wobei das Mikroskop in der Weise geneigt wird, daß die optische Achse des Mikroskopes auf den Beobachtungsort gerichtet bleibt. Die Nachteile dieses Systems bestehen darin, daß eine Verlegung der Aufhängevorrichtung von der Decke eines Operationssaales in einen benachbarten Operationssaal praktisch nicht mehr möglich oder nur mit hohem Aufwand erreicht werden kann. Ein weiterer gravierender Nachteil besteht darin, daß das Mikroskop nicht mehr handgeführt werden kann, sondern nur durch elektrische Antriebsmotoren, die durch Fernsteuerhebel oder Fußschalter betätigt werden. Die Bewegung des Mikroskopes ist nur mit der durch die Stellmotoren begrenzten Geschwindigkeit möglich, so das ein rasches Umschwenken der Beobachtungsposition, wie es der operierende Arzt häufig benötigt, ausgeschlossen ist. Der Kostenaufwand einer elektromotorischen Steuerung liegt noch höher, wodurch sich das Verhältnis der Kosten für das eigentliche Mikroskop zu den Kosten der Aufhängung hierfür weiter verschlechtert .In order to make the working area of a suspension device more variable, it has already been proposed to control suspension devices using robots. The surgical microscope is made to circle by sequentially moving to certain points in space, with the microscope being tilted in such a way that the optical axis of the microscope remains directed towards the observation location. The disadvantages of this system are that it is practically impossible to move the suspension device from the ceiling of an operating room to an adjacent operating room or it can only be achieved with great effort. Another serious disadvantage is that the microscope can no longer be guided by hand, but only by electric drive motors that are operated by remote control levers or foot switches. The movement of the microscope is only possible at the speed limited by the servomotors, so that a rapid swiveling of the observation position, as the operating doctor often needs, is impossible. The cost of an electric motor control is even higher, which further worsens the ratio of the cost of the actual microscope to the cost of the suspension for it.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach aufgebaute und somit auch preiswerte Aufhängevorrichtung zu schaffen, die möglichst klein und in leichter Bauweise ausgeführt ist und keine störenden Gestänge in der Nähe des Mikroskopes selbst besitzt, welche die Bewegungsfreiheit des operierenden Arztes beeinträchtigen könnten. Insbesondere soll der Aufbau so beschaffen sein, daß vorhandene Decken- oder Fußbodenstative weiterhin verwendet werden können, so daß ein Nachrüsten bestehender Systeme ohne weiteres möglich ist. Die Aufhängung soll wei-It is therefore the object of the present invention to create a simple and therefore inexpensive suspension device that is as small and lightweight as possible and has no annoying rods near the microscope itself that could impair the freedom of movement of the operating doctor. In particular, the structure should be such that existing ceiling or floor stands can still be used, so that existing systems can be easily retrofitted. The suspension should also be
terhin ein Verschwenken des Beobachtungsgerätes auf einer KugeLschaLenfLache in verschiedenen uähLbaren Höhen ermöglichen, wobei der Objektpunkt im Kreismittelpunkt der Schale Liegt.Furthermore, it is possible to swivel the observation device on a spherical bowl surface at various, measurable heights, with the object point lying in the circle center of the bowl.
Diese Aufgabe wird durch die in dem Anspruch 1 beschriebene Aufhängevorrichtung gelöst, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder Arm eine Krümmung in Längsrichtung aufweist, deren Radius im wesentlichen etwa dem Abstand des Beobachtungsgerätes zum Beobachtungspunkt entspricht und daß jedes Schwenkgelenk bzw. jede gelenkige Befestigung jeweils nur eine Dreh- oder Schwenkachse besitzt, die im wesentlichen in Richtung des Beobachtungspunktes gerichtet ist. Der besondere VorteiL dieser Ausführungsform liegt darin, daß gegenüber den nach dem Stand der Technik bekannten Schwenkarmen auch eine SchwenkversteLlung in der Weise mögLich ist, daß der Abstand zum Beobachtungspunkt bei einer Lageänderung des Beobachtungsgerätes unverändert bleibt. Durch die Festlegung der Schwenkachsen in Richtung des Beobachtungspunktes ist auch ein Justieren des Mikroskopes nach Lageänderung, insbesondere Höhenänderung, nicht mehr notwendig.This object is achieved by the suspension device described in claim 1, which is characterized according to the invention in that each arm has a curvature in the longitudinal direction, the radius of which essentially corresponds approximately to the distance of the observation device from the observation point, and that each swivel joint or each articulated fastening has only one rotation or swivel axis, which is essentially directed in the direction of the observation point. The particular advantage of this embodiment is that, compared to the swivel arms known from the prior art, a swivel adjustment is also possible in such a way that the distance to the observation point remains unchanged when the position of the observation device changes. By setting the swivel axes in the direction of the observation point, it is no longer necessary to adjust the microscope after a change in position, in particular a change in height.
Vorzugsweise und in der baulich einfachsten Ausführungsform sind zwei Arme gleicher Länge vorgesehen. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann jedoch mindestens einer der Arme als Teleskop ausgebildet sein, wodurch der Einstellbereich weiter variiert werden kann.Preferably and in the structurally simplest embodiment, two arms of the same length are provided. According to a further embodiment, however, at least one of the arms can be designed as a telescope, whereby the adjustment range can be varied further.
Bei der vorliegenden Erfindung wird von folgendem mechanischen Prinzip ausgegangen:The present invention is based on the following mechanical principle:
Ein an einer Deckeneinheit oder einer Fußbodeneinheit aufgehängter Arm ist drehbar so angeordnet, daß das Ende desAn arm suspended from a ceiling unit or a floor unit is pivotally arranged so that the end of the
Armes auf der Oberfläche einer imaginären Kugel umlaufen kann, in deren Mittelpunkt das zu beobachtende Objekt angeordnet ist. Der Arm ist als Kreisbogensegment entsprechend einem Großkreisabschnitt auf der imaginären Kugel ausgebildet. Die Erfindung umfaßt jedoch auch solche Ausführungsformen, bei denen der Arm eine andere Form hat, jedoch stets dessen freies Ende, an dem sich eine Drehoder Schwenkachse befindet, in gleichem Abstand von dem Kugelmittelpunkt und damit dem zu beobachtenden Objekt befindet, wie der Drehpunkt am Befestigungspunkt an der Decke oder einer Fußbodeneinheit. Die Achse an dem freien Ende des genannten Armes ist stets so ausgerichtet, daß sie zum Rittelpunkt der imaginären Kugel zeigt. Ein an dieser Achse drehbar angebrachter zweiter Arm ist so ausgeführt, daß sich das freie Ende des zweiten Armes bei Rotation um die Achse am freien Ende des ersten Armes auf der Oberfläche einer weiteren imaginären Kugel bewegt, die konzentrisch zu der ersten imaginären Kugel des ersten Armes liegt und damit denselben Mittelpunkt besitzt. Der zweite Arm kann ebenfalls als Bogen eines Großkreises auf der zweiten imaginären Kugel ausgeführt werden oder jede andere Form haben, solange das freie Ende des zweiten Armes den gleichen Abstand vom Kugelmittelpunkt besitzt wie der Drehpunkt des zweiten Armes. Am Ende des zweiten Armes ist eine weitere Drehachse angebracht, die ebenfalls zum Mittelpunkt der imaginären Kugel hin ausgerichtet ist. Die Länge des zweiten Armes ist so gewählt, daß an einem Punkt die Richtungen der Achsen am Ende des zweiten Armes und am Anfang des ersten Armes zusammenfallen. Am Ende des zweiten Armes wird drehbar das Mikroskop oder ein anderes Beobachtungsgerät angeschlossen.arm can rotate on the surface of an imaginary sphere, in the center of which the object to be observed is arranged. The arm is designed as a circular arc segment corresponding to a great circle section on the imaginary sphere. The invention also includes such embodiments in which the arm has a different shape, but always its free end, on which a rotation or pivot axis is located, is at the same distance from the center of the sphere and thus the object to be observed as the pivot point at the attachment point on the ceiling or a floor unit. The axis at the free end of the arm is always aligned so that it points to the center point of the imaginary sphere. A second arm rotatably attached to this axis is designed so that the free end of the second arm, when rotating about the axis at the free end of the first arm, moves on the surface of another imaginary sphere, which is concentric to the first imaginary sphere of the first arm and thus has the same center point. The second arm can also be designed as an arc of a great circle on the second imaginary sphere or have any other shape, as long as the free end of the second arm is the same distance from the center of the sphere as the pivot point of the second arm. At the end of the second arm there is another axis of rotation, which is also aligned towards the center of the imaginary sphere. The length of the second arm is chosen so that at one point the directions of the axes at the end of the second arm and at the beginning of the first arm coincide. The microscope or other observation device is connected to the end of the second arm in a rotatable manner.
Zum Gewichtsausgleich weisen die Schwenkgelenke Federelemente auf. Konstruktionsbedingt treten zwar bei der Rota-The swivel joints have spring elements to compensate for the weight. Due to the design,
tion der Aufhängevorrichtung um den Befestigungspunkt an der Decken- oder Fußbodeneinheit keine Gewichtsmomente auf, die bewirken könnten, daß der erste Arm in eine Vorzugs-Lage fälLt. Bei der Dreh- oder Schwenkbewegung des zweiten Armes um die Drehachse am Ende des ersten Armes erfährt das Mikroskop jedoch einen Höhenunterschied, der eine Kompensation der Gewichtskräfte erforderlich macht, um zu gewährleisten, daß das Mikroskop im gewünschten Raumpunkt festgestellt bleibt. Diese Kompensation wird durch Federelemente in einfacher mechanischer Weise herbeigeführt. Vorzugsweise sind die Federelemente Schrauben oder Gasfedern, jedoch sind auch andere Federelemente möglich. Der Vorteil dieser Federelemente in Verbindung mit der oben beschriebenen Konstruktion besteht darin, daß der Bewegung des Beobachtungsgerätes, insbesondere Mikroskop, keine zusätzliche Massenträgheit entgegengesetzt wird, wodurch beispielsweise das Operationsmikroskop mit geringem Kraftaufwand schnell vom operierenden Arzt oder einer Krankenschwester an den gewünschten Ort gebracht werden kann. Zur Vereinfachung der Handhabung der Aufhängevorrichtung sind die Schwenkgelenke und/oder die gelenkigen Befestigungen mit mechanischen oder motorisch betriebenen Bremseinrichtungen versehen. The suspension device does not have any weight moments around the fastening point on the ceiling or floor unit, which could cause the first arm to fall into a preferred position. However, when the second arm rotates or swivels around the axis of rotation at the end of the first arm, the microscope experiences a height difference which requires compensation of the weight forces in order to ensure that the microscope remains fixed at the desired point in space. This compensation is brought about by spring elements in a simple mechanical manner. Preferably, the spring elements are screws or gas springs, but other spring elements are also possible. The advantage of these spring elements in conjunction with the design described above is that the movement of the observation device, in particular the microscope, is not opposed by any additional mass inertia, which means that, for example, the operating microscope can be quickly brought to the desired location by the operating doctor or nurse with little effort. To simplify handling of the suspension device, the swivel joints and/or the articulated fastenings are equipped with mechanical or motor-operated braking devices.
Die oben näher beschriebene Zweiarmausführung, bei der mindestens ein Arm als Teleskop ausgeführt sein kann, kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch dahin variiert werden, daß die Arme oder mindestens einer der Arme als Parallelogrammlenker oder Schere ausgebildet sind bzw. ist, solange die wesentliche Bedingung erfüllt bleibt, daß jede Drehachse auf den Mittelpunkt der imaginären Kugel, den Beobachtungspunkt, gerichtet bleibt. Beispielsweise kann die Aufhängevorrichtung als Schere ausgebildet sein , bei der die Arme so untereinander ange-The two-arm design described in more detail above, in which at least one arm can be designed as a telescope, can also be varied according to a further embodiment of the invention so that the arms or at least one of the arms are designed as parallelogram handlebars or scissors, as long as the essential condition remains fulfilled that each axis of rotation remains directed towards the center of the imaginary sphere, the observation point. For example, the suspension device can be designed as scissors, in which the arms are connected to one another in such a way that
ordnet sind, daß ihre Bewegung gegeneinander nicht behindert wird und die Schere in beiden Richtungen ausziehbar ist. In anderen scherenartigen Konstruktionen sind zwei Einheiten nebeneinander angeordnet, wobei die Achsen vor dem Befestigungspunkt an der Trägereinheit und/oder für die Mikroskopaufhängung exzentrisch und im gleichen Abstand auf beiden Seiten einer gemeinsamen Mittelachse in einem Trägerstück angebracht sind.are arranged in such a way that their movement against each other is not hindered and the scissors can be extended in both directions. In other scissor-like designs, two units are arranged next to each other, with the axes in front of the attachment point on the support unit and/or for the microscope suspension being mounted eccentrically and at the same distance on both sides of a common central axis in a support piece.
Um eine Leichtgingigkeit und Unempfindlichkeit der Aufhängevorrichtung zu erzielen, werden die gelenkigen Befestigungen oder die Schwenkgelenke vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet.In order to achieve smooth and robust suspension, the articulated fastenings or swivel joints are preferably designed as rolling bearings.
Eine weitere Reduzierung der Massenträgheit der Aufhängevorrichtung ergibt sich vorzugsweise dadurch, daß die Arme aus Metall oder Kunststoff bestehen, insbesondere in einer Leichtbauweise ausgeführt sind. Diese kann nach einer weiteren Ausgesta 11ungsf&ogr;rm der Erfindung aus Hohlprofilen oder Verbundwerkstoffen, vorzugsweise mit wabenartigem Aufbau, bestehen. Derartige Leichtbauweisen sind prinzipiell auf anderen technischen Bereichen, wie beispielsweise dem Flugzeugbau, bekannt.A further reduction in the mass inertia of the suspension device is preferably achieved by the arms being made of metal or plastic, in particular by having a lightweight construction. According to a further embodiment of the invention, this can consist of hollow profiles or composite materials, preferably with a honeycomb structure. Such lightweight constructions are known in principle in other technical areas, such as aircraft construction.
Die einfache Konstruktion sowie die Leichtbauweise der Aufhängevorrichtung erlaubt ohne weiteres ein Um- oder Nachrüsten bereits vorhandener Stative an Decken, Wänden oder an Fußbodengestellen, insbesondere kann auch die Aufhängevorrichtung leicht demontiert und in kurzer Zeit in einem anderen Raum bzw. an einer anderen Ortsstativbefestigung angebracht werden.The simple construction and lightweight design of the suspension device allows for easy conversion or retrofitting of existing tripods on ceilings, walls or floor frames. In particular, the suspension device can also be easily dismantled and quickly installed in another room or on another local tripod attachment.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawings. They show
Fig. 1a bis 1d eine Aufhängevorrichtung mit zwei gegeneinander drehbeweglichen Armen in verschiedenen Schwenkstel Lungen,Fig. 1a to 1d a suspension device with two arms that can rotate against each other in different swivel positions,
Fig. 2a und 2b in prinzipieLLer Darstellung die geometrischen Orte, auf die jeder der Arme eingestellt werden kann, undFig. 2a and 2b show in principle the geometric locations to which each of the arms can be adjusted, and
Fig. 3 eine Abwandlung der Aufhängevorrichtung in Form einer Schere.Fig. 3 a modification of the hanging device in the form of scissors.
Die Aufhängevorrichtung nach Fig. 1a bis 1d besteht im wesentlichen aus zwei Armen 10 und 11, wovon jeder eine Krümmung in Längsrichtung aufweist, dessen Radius im wesentlichen etwa dem Abstand des Beobachtungsgerätes zum Beobachtungspunkt entspricht. Der erste Arm 10 ist drehbeweglich über ein Schwenkgelenk 12, beispielsweise an der Decke eines Raumes, befestigt. Die Drehachse des Gelenkes 12 ist auf den Beobachtungspunkt gerichtet. Am Ende des ersten Armes 10 ist ein weiteres Schwenkgelenk 14 angeordnet, woran der zweite Arm 11 befestigt ist. Auch dieses Schwenkgelenk ist so ausgerichtet, daß die Drehachse auf den Beobachtungspunkt zeigt. Am freien Ende des zweiten Armes 11 befindet sich eine Befestigung 13 für ein Operationsmikroskop. Die Achse dieser Drehbefestigung weist ebenfalls auf den Beobachtungspunkt.The suspension device according to Fig. 1a to 1d consists essentially of two arms 10 and 11, each of which has a curvature in the longitudinal direction, the radius of which essentially corresponds approximately to the distance of the observation device from the observation point. The first arm 10 is attached in a rotatable manner via a swivel joint 12, for example to the ceiling of a room. The axis of rotation of the joint 12 is directed towards the observation point. At the end of the first arm 10 there is another swivel joint 14, to which the second arm 11 is attached. This swivel joint is also aligned so that the axis of rotation points towards the observation point. At the free end of the second arm 11 there is a fastening 13 for a surgical microscope. The axis of this swivel fastening also points towards the observation point.
Fig. 1b zeigt dieselbe Anordnung wie Fig. 1a mit dem Unterschied, daß der zweite Arm 11 gegenüber dem ersten Arm 10 in Richtung des Pfeiles 15 verschwenkt worden ist. In der in Fig.1c dargestellten Stellung sind sowohl der Arm 10 (s. Pfeil 16) als auch der Arm 11 (s. Pfeil 17) verschwenkt. Fig. 1d zeigt die maximale Auslegung der beiden Arme 10 und 11, deren Längsachsen (abgesehen von einer geringfügigen Höhenversetzung und der Krümmung) auf einer Geraden liegen.Fig. 1b shows the same arrangement as Fig. 1a with the difference that the second arm 11 has been pivoted relative to the first arm 10 in the direction of arrow 15. In the position shown in Fig. 1c, both the arm 10 (see arrow 16) and the arm 11 (see arrow 17) are pivoted. Fig. 1d shows the maximum design of the two arms 10 and 11, whose longitudinal axes (apart from a slight height offset and the curvature) lie on a straight line.
Die Bewegungsorte der zweiarmigen Aufhängevorrichtung nach F i g.1 ist anhand der Fig. 2a und 2 b zu erkennen. Fig. 2a zeigt in schematischer Form nur den ersten Arm 10, der auf einer imaginären Kugel 18 Liegt, in deren Mittelpunkt M das Beobachtungsobjekt steht. Der Arm 10 ist um 360 drehbar um die durch den Befestigungspunkt 12 gegebene Achse, wodurch das freie Ende des Armes 10 mit seinem endseitigen Schwenkgelenk 14 jede beliebige Stellung auf dem Kreisbogen 19 einnehmen kann. Dieser Kreisbogen ist Teil der imaginären Kugel 18. Der zweite Arm 11 ist ebenfalls um 360 um die durch das Schwenkgelenk 14 festgelegte Achse drehbar, was anhand der Fig. 2b skizziert dargestellt ist. Der den Befestigungsort 13 bestimmende Endabschnitt des zweiten Armes 11 kann entlang eines Kreises 20 bewegt werden. Diese Bewegung des zweiten Armes 11 auf einem nicht horizontalen Kreisbogen ermöglicht eine Höhenverstellung des Beobachtungsgerätes. Um zu verhindern, daß das Gewicht des zweiten Armes 11 und des Beobachtungsgerätes den zweiten Arm in die unterste Stellung fallen läßt (Lage geringster potentieller Energie) ist das Schwenkgelenk 14 mit Federelementen zum Gewichtsausgleich ausgestattet. Verwendet man statt starrer, längenunveränderlicher Arme 10 und 11 Teleskoparme, lassen sich auch außerhalb einer festliegenden Kugel 18 Einstellorte für das Beobachtungsgerät schaffen, solange der Fokussierungbereich nicht verlassen wird. Statt zweier Arme 10 und 11 können auch beispielsweise vier, sechs oder acht Arme auf verschiedenen Kreisen der Kugelschale angeordnet werden. Hierdurch Läßt sich die Länge eines jeden Armes verringern, so daß eine kompaktere Einheit geschaffen wird, die sich auf einen engen Raum zusammenschieben läßt.The movement locations of the two-arm suspension device according to F i g.1 can be seen from Fig. 2a and 2b. Fig. 2a shows in schematic form only the first arm 10, which lies on an imaginary sphere 18, in the center of which M is the object to be observed. The arm 10 can be rotated by 360 around the axis defined by the attachment point 12, whereby the free end of the arm 10 with its end-side swivel joint 14 can assume any position on the circular arc 19. This circular arc is part of the imaginary sphere 18. The second arm 11 can also be rotated by 360 around the axis defined by the swivel joint 14, which is shown in a sketch in Fig. 2b. The end section of the second arm 11, which determines the attachment location 13, can be moved along a circle 20. This movement of the second arm 11 on a non-horizontal circular arc enables the height of the observation device to be adjusted. In order to prevent the weight of the second arm 11 and the observation device from causing the second arm to fall into the lowest position (position of lowest potential energy), the swivel joint 14 is equipped with spring elements to compensate for the weight. If telescopic arms are used instead of rigid, length-invariant arms 10 and 11, adjustment locations for the observation device can also be created outside of a fixed sphere 18, as long as the focusing area is not left. Instead of two arms 10 and 11, four, six or eight arms can also be arranged on different circles of the spherical shell. This allows the length of each arm to be reduced, so that a more compact unit is created that can be pushed together into a small space.
Eine weitere Ausführungsvariante ist in Fig. 3 angedeutet. In einer DoppelparaLLelogrammanordnung sind jeweils ArmeA further variant is indicated in Fig. 3. In a double parallelogram arrangement, arms
21 bis 2 3 und 24 bis 26 scherenartig angeordnet, wobei die
Arme 21 und 24 den Arm 10 nach Fig. 1c und die Arme 22 und
25 den Arm 11 ersetzen, so daß aufgrund der scherenartigen
Verbindung der Arme durch Gelenke eine LängenversteL Lung
der Vorrichtung mögLich ist. über die Ausrichtung der Drehbzw.
SchwenkgeLenke 12 bis 14 giLt das oben Gesagte, d.h.
die verlängerten Drehachsen schneiden sich im Beobachtungspunkt M.
21 to 2 3 and 24 to 26 are arranged in a scissor-like manner, with the arms 21 and 24 replacing the arm 10 according to Fig. 1c and the arms 22 and 25 replacing the arm 11, so that due to the scissor-like connection of the arms by joints, a length adjustment
the device is possible. The above applies to the alignment of the rotary or swivel joints 12 to 14, ie
the extended axes of rotation intersect at the observation point M.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9111018U DE9111018U1 (en) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | Suspension device for an observation device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE9111018U1 true DE9111018U1 (en) | 1991-11-28 |
Family
ID=6870957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE9111018U Expired - Lifetime DE9111018U1 (en) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | Suspension device for an observation device |
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Country | Link |
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DE (1) | DE9111018U1 (en) |
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