JPS6047854B2 - counterbalance device - Google Patents

counterbalance device

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Publication number
JPS6047854B2
JPS6047854B2 JP56008610A JP861081A JPS6047854B2 JP S6047854 B2 JPS6047854 B2 JP S6047854B2 JP 56008610 A JP56008610 A JP 56008610A JP 861081 A JP861081 A JP 861081A JP S6047854 B2 JPS6047854 B2 JP S6047854B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
manipulator
joint
counterbalance
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56008610A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57122863A (en
Inventor
清 藤田
照男 坂井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP56008610A priority Critical patent/JPS6047854B2/en
Publication of JPS57122863A publication Critical patent/JPS57122863A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマニピュレーターを有するレーザーメス装置に
おけるカウンターバランス装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a counterbalance device in a laser scalpel device having a manipulator.

このようなりウンターバランス装置及びマニピュレータ
ーの構造・機能については本願と同一出願人による特願
昭54−91437号(特開昭56−15739号)で
既に詳述した。
The structure and function of such an counterbalance device and manipulator have already been described in detail in Japanese Patent Application No. 54-91437 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 15739-1982) filed by the same applicant as the present application.

また従来公知のマニピュレーターの例は、米国特許第3
913582号明細書及び特開昭49−9418訝公報
に記述されている。したがつて、この明細書においては
それらの構造・機能を要約するにとどめる。従来公知の
マニピュレーターは通常、7枚の関節ミラーと8個の腕
を有する屈曲自在な関節式導光路から成り、とりわけ長
い水平腕と垂直腕を有するが、これらの腕の垂下を防ぎ
、均衡のとれた操作性を保つためには、カウンターバラ
ンス装置が必要である。
Further, an example of a conventionally known manipulator is US Pat.
It is described in the specification of No. 913582 and Japanese Patent Application Laid-open No. 49-9418. Therefore, in this specification, their structures and functions will only be summarized. Previously known manipulators usually consist of a flexible articulated light guide with seven articulated mirrors and eight arms, in particular long horizontal and vertical arms, which prevent drooping and maintain balance. A counterbalance device is required to maintain proper operability.

即ち、マニピュレーターが如何なる姿勢をとろうとも、
手術者の手にその姿勢変動に基づく反作用力が働かず、
またマニピュレーターを任意の姿勢で放置してもその状
態を保持するようなりウンターバランス装置でなければ
ならない。
In other words, no matter what posture the manipulator takes,
No reaction force is exerted on the operator's hand due to the change in posture,
Furthermore, it must be an counterbalance device that maintains the manipulator in any position even if it is left in that position.

従来のカウンターバランス装置は、マニピュレーター基
部(第1軸)を支点とし、水平腕上部に並行して設けた
天秤棒の先端において水平腕の先端をジンバル機構によ
り懸架し、一方、その反対側にバランサー錘が取付けら
れた構造を有する。
Conventional counterbalance devices use the manipulator base (first axis) as a fulcrum, and the tip of the horizontal arm is suspended by a gimbal mechanism at the tip of a balance rod installed in parallel at the top of the horizontal arm, while a balancer weight is attached on the opposite side. It has a structure in which it is attached.

このような天秤やジンバル機構などはレーザーメス装置
の金高を増し、水平腕を上げると手術用無影灯に接触す
る危険性があり、また不要な突出部に接触・衝突してマ
ニピュレーター光学系の光軸を狂わせることも考えられ
る。さらに、ジンバルにより腕を懸架しているから、水
平腕及び懸架部1より先端の部分の歪曲を生じ易い。本
発明によるカウンターバランス装置においては、これ等
の欠陥を除去する為に、水平腕を覆う支持管の先端にて
垂直腕基部を支持することにより、水平腕などの剛性を
増すと同時に、マニピユ5レーダーの基部第1軸を支点
とする錘の位置を、第1軸に関して水平腕の反対側に設
けることにより、片持ち荷重によるみそすり運動を防ぎ
、又マニピユレーターの上下動に係わる均衡を保つと共
に、この軸廻りの偶力を相殺しうるような機構を採用し
た。
Such balances and gimbal mechanisms increase the height of the laser scalpel device, and when the horizontal arm is raised, there is a risk of contact with the surgical light, and there is also a risk of contacting or colliding with unnecessary protrusions and damaging the manipulator optical system. It is also possible to deviate the optical axis of the Furthermore, since the arm is suspended by a gimbal, the horizontal arm and the portion distal to the suspension part 1 are likely to be distorted. In the counterbalance device according to the present invention, in order to eliminate these defects, the base of the vertical arm is supported at the tip of the support tube that covers the horizontal arm, thereby increasing the rigidity of the horizontal arm, etc., and at the same time increasing the rigidity of the horizontal arm. By positioning the weight with the first axis at the base of the radar as a fulcrum on the opposite side of the horizontal arm with respect to the first axis, it is possible to prevent misalignment due to cantilevered loads and to maintain balance regarding the vertical movement of the manipulator. At the same time, we adopted a mechanism that can offset this couple of forces around the axis.

本発明の目的は、第一に第1軸のみそすり運動によるレ
ーザー光軸の安定を保証し、第二にマニピュレーターの
モーメントを相殺するような操作を保証し、第三にマニ
ピュレーターのたわみを除去ないし防止する懸架手段を
有し、第四に突出部をなくしレーザーメスの全高を制限
して接触や衝撃の惧れを除去し、第五に術者等に接触し
ない簡明な外観を有すべき比較的簡単な機構にして廉価
なりウンターバランス装置を提供することにある。
The purpose of the present invention is, firstly, to ensure the stability of the laser optical axis due to the grinding motion of the first axis, secondly, to ensure the operation that cancels the moment of the manipulator, and thirdly, to eliminate the deflection of the manipulator. Fourthly, the laser scalpel should have no protruding parts and limit the overall height of the laser scalpel to eliminate the risk of contact or impact, and fifthly, it should have a simple appearance that does not come into contact with the operator, etc. To provide an inexpensive underbalance device with a relatively simple mechanism.

以下、図面に従つて本発明によるカウンターバランス装
置を説明する。
Hereinafter, a counterbalance device according to the present invention will be explained according to the drawings.

第1図及び第2図は本発明によるカウンターバランス装
置の一実施例を示す図であり、それぞれ平面図及び立面
図である。
FIGS. 1 and 2 are diagrams showing one embodiment of a counterbalance device according to the present invention, and are a plan view and an elevation view, respectively.

マニピュレーターはレーザーヘッド1の垂直上部にある
第1腕2、第2腕3、水平な第3腕4、第4腕5、垂直
な第5腕6、先端の三つの腕;関節ミラーを含む関節7
,8,9,10、それに先端関節11,12,13;及
び先端関節13に着脱可能な集光レンズを含むハンドピ
ース14より成り、各腕の廻りに回転しうる。
The manipulator has three arms at the tip: a first arm 2, a second arm 3, a horizontal third arm 4, a fourth arm 5, a vertical fifth arm 6, and a joint at the top of the laser head 1; 7
, 8, 9, 10, and tip joints 11, 12, 13; and a hand piece 14 including a condensing lens that can be attached to and detached from the tip joint 13, and can rotate around each arm.

これらの腕のうち水平な第3腕4と垂直な第5腕6は他
の短腕より相当長く、従つて、第1腕2、第2腕3、第
3腕4のそれぞれの廻りの回転運動の結合により、ハン
ドピース14を広範囲に亘つて移動することができる。
Of these arms, the horizontal third arm 4 and the vertical fifth arm 6 are considerably longer than the other short arms, and therefore the rotation around each of the first arm 2, second arm 3, and third arm 4 is The combination of motions allows the handpiece 14 to be moved over a wide range.

第2腕3は第1腕2に設けた軸受15に嵌合するシャフ
ト16に取付けられているから第1腕2の軸廻りに回転
する。この第2腕3には関節7が取付けられ、レーザー
ヘッド1から導かれたレーザー光は関節8に向けて偏向
される。この関節8:,はメタル軸受17により第2腕
3の廻りに回転しうる。一方、関節8に固定された第3
腕4の他端は関節9に固定された軸受18に嵌合してい
るから、関節9は第3腕4の廻りに回転しうる。ついで
カウンターバランス機構について述べ4る。カウンター
バランスの支持腕19は第2腕3に取付けたベアリング
20,21の外輪に嵌合していて、第2腕3の廻りに回
転しうる。この支持腕19の一端の軸金22は関節8の
近くにおいて第3腕4の外周をとりまき、支持管23を
固定している。この支持管23は第3腕4を覆い、その
右端は関節9に固定した軸受18に嵌合している。即ち
、マニピュレーターはこの関節9の軸受18において支
持管23に支持されている。支持腕19の左端にはバイ
ブ24が固定され、その先端に錘25がねじ26により
、マニピュレーターのバランスを調整した後に、固?さ
れている。なお、錘25の後端にはストッパー゛・・2
7があり、脱)落の危険を防止する為に錘25をバイブ
24に固定している。上記より明らかなように、カウン
ターバランス装置全体は第1腕2、第2腕3及び第3腕
4の回転に追随してマニピュレーターと連動する。
Since the second arm 3 is attached to a shaft 16 that fits into a bearing 15 provided on the first arm 2, it rotates around the axis of the first arm 2. A joint 7 is attached to this second arm 3, and the laser beam guided from the laser head 1 is deflected toward the joint 8. This joint 8: can rotate around the second arm 3 by means of a metal bearing 17. On the other hand, the third
Since the other end of the arm 4 is fitted into a bearing 18 fixed to the joint 9, the joint 9 can rotate around the third arm 4. Next, the counterbalance mechanism will be described. The support arm 19 of the counterbalance is fitted into the outer rings of bearings 20 and 21 attached to the second arm 3 and can rotate around the second arm 3. The shaft metal 22 at one end of the support arm 19 surrounds the outer periphery of the third arm 4 near the joint 8, and fixes the support tube 23. This support tube 23 covers the third arm 4, and its right end fits into a bearing 18 fixed to the joint 9. That is, the manipulator is supported by the support tube 23 at the bearing 18 of this joint 9. A vibrator 24 is fixed to the left end of the support arm 19, and a weight 25 is attached to the tip of the vibrator 24 with a screw 26 to adjust the balance of the manipulator. has been done. In addition, there is a stopper...2 at the rear end of the weight 25.
7, and a weight 25 is fixed to the vibrator 24 to prevent the risk of it falling off. As is clear from the above, the entire counterbalance device follows the rotation of the first arm 2, the second arm 3, and the third arm 4 and is linked with the manipulator.

ところで、錘25は第1腕2の軸芯に関して第3腕4と
は反対側に設置している。その理由は、もし錘25が第
3腕4の軸芯の延長線上にあるとすると、マニピュレー
ター及び錘の総重量が一方向に片寄り、第1腕2とシャ
フト16がたわんでレーザーメス光軸を狂わせること、
さらに、このような片寄り荷重のためにマニピュレータ
ーに第1腕の軸廻りの偶力が働らき、マニピュレーター
のモーメント・フリーな操作が出来ないからである。本
発明のカウンターバランス装置は、このように水平腕を
覆う支持管で関節部を支持しているため、不要な突起が
ないから、人や物からの衝撃の危険性もなく、また水平
腕などのたわみも生じない。
By the way, the weight 25 is installed on the opposite side of the third arm 4 with respect to the axis of the first arm 2. The reason for this is that if the weight 25 is on the extension of the axis of the third arm 4, the total weight of the manipulator and the weight will shift in one direction, causing the first arm 2 and the shaft 16 to bend, causing the optical axis of the laser knife to bend. to make someone crazy;
Furthermore, due to such a biased load, a couple force around the axis of the first arm acts on the manipulator, making it impossible to operate the manipulator moment-free. Since the counterbalance device of the present invention supports the joint part with the support tube that covers the horizontal arm, there is no unnecessary protrusion, so there is no risk of impact from people or objects, and the horizontal arm No deflection occurs.

また、天秤やジンバル機構もないため、レーザーメス装
置の全高も低くなり、機構全体が簡単で、デザイン上も
極めて簡明である、などの特長を有する。尚、本発明の
カウンターバランス装置は、レーザーメスのみならず、
他のレーザー加工機器において同種のマニピュレーター
を用いる場合にも採用しうるものである。
Furthermore, since there is no balance or gimbal mechanism, the overall height of the laser scalpel device is low, the entire mechanism is simple, and the design is extremely simple. Note that the counterbalance device of the present invention is applicable not only to laser scalpels but also to
It can also be adopted when using the same type of manipulator in other laser processing equipment.

図面の簡単な説明第1図及び第2図は本発明によるカウ
ンターバランス装置の一実施例を示す図であり、それぞ
れ平面図及び立面図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 and 2 are diagrams showing one embodiment of a counterbalance device according to the present invention, and are a plan view and an elevation view, respectively.

1:レーザーヘツド、3:第2腕、4:第3腕、9:関
節、19:支持腕、23:支持管、25:錘。
1: laser head, 3: second arm, 4: third arm, 9: joint, 19: support arm, 23: support tube, 25: weight.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 マニピュレーターを有するレーザーメス装置におい
て、マニピュレーターの第2腕の廻りを回転しうる支持
腕と、第3腕の外周を覆うように支持腕の一端に固定さ
れ、かつ第3関節の回転を許容するように第3関節を支
持する支持管と、第2腕に関してマニピュレーターとは
反対側の支持腕の部分に固定され、かつ第1腕の軸に関
して第3腕とは逆方向に位置する錘とから成り、マニピ
ュレーターの操作時に生起する回転モーメントの変動を
相殺し、その操作性を向上せしめうることを特徴とする
カウンターバランス装置。
1. A laser scalpel device having a manipulator includes a support arm that can rotate around the second arm of the manipulator, and a support arm that is fixed to one end of the support arm so as to cover the outer periphery of the third arm, and that allows rotation of the third joint. A support tube that supports the third joint, and a weight that is fixed to the part of the support arm opposite to the manipulator with respect to the second arm and located in the opposite direction to the third arm with respect to the axis of the first arm. A counterbalance device is characterized in that it can offset fluctuations in rotational moment that occur when operating a manipulator and improve its operability.
JP56008610A 1981-01-23 1981-01-23 counterbalance device Expired JPS6047854B2 (en)

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JPS57122863A JPS57122863A (en) 1982-07-30
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JPH0741432B2 (en) * 1986-02-19 1995-05-10 株式会社アマダ Laser processing equipment

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