具备配衡部的支架的制作方法

本发明涉及具备配衡部的支架，更详细而言，涉及一种设置诸如显微镜、手术用末端执行器的医疗器械，并能够使其移动到所需位置的具备配衡部的支架。

背景技术：

在外科手术领域，正在研究并引进一种一面用医疗用手术显微镜观察患处一面实施手术的显微镜手术(microsurgery)。

在这种显微镜手术时，需要一种支架，用于安装作为重量物的手术显微镜及其附属设备，从而使手术显微镜及其附属设备位于所需空间后保持其位置。

这种支架一般由平衡结构构成，所述平衡结构在把利用平行连杆的连杆单元的中间部分能旋转地连接于夹持单元的同时，在连杆单元的一侧末端部设置手术显微镜，以旋转支点为中心，在手术显微镜的另一侧末端部具有用于抵消手术显微镜重量的平衡锤(counterweight)。

在手术显微镜中，还加装有助理医师用侧视镜(assistantscope)或摄像机等附属设备，因此，通过与其重量相应地变化平衡锤的位置，进行调节整体平衡的作业，使得达到手术显微镜等与平衡锤的均衡。

但是，当使手术显微镜及附属设备停止于所需位置时，需要保持手术显微镜的垂直方向的平衡，以往的支架对于根据有无各种附属设备而变化的手术显微镜侧整体重量，存在不能容易地执行对垂直方向的平衡调节的问题。

技术实现要素：

解决的技术问题

本发明正是为了解决如上问题而研发的，本发明要解决的课题是提供一种能够与医疗器械位置无关地、稳定而高效地保持配衡(counterbalance)的具备配衡部的支架。

本发明要解决的另一课题是提供一种根据因医疗器械而在接头发生的扭矩的大小，可以更换平衡锤及调节平衡连杆的长度的具备配衡部的支架。

本发明要解决的又一课题是提供一种容易附加自由度的具备配衡部的支架。

技术方案

旨在解决如上课题的本发明的具备配衡部的支架的技术特征在于，包括：4个连杆，其配置成四边形态；4个接头，其分别连接于所述连杆的连接部位，使所述连杆能够相互旋转；前连杆，其从所述连杆中的任一端部延长，用于在前端按装医疗器械；及配衡部，其相对于位于所述前连杆所延长部位的接头，连接于位于对角线方向的接头。

发明效果

本发明的具备配衡部的支架通过优化配衡的设置位置，从而以小重量也能够获得大扭矩补偿效果。

另外，即使使用诸如显微镜等各种医疗器械，由于因医疗器械而可以根据在接头发生的扭矩的大小，更换平衡锤及调节平衡连杆的长度的配衡部，而能够稳定而高效地保持平衡。

另外，使用者可以根据所需目的，设置多个延长连杆部件，使医疗器械移动的自由度增加。

附图说明

图1是图示本发明的具备配衡部的支架的概略图

图2是图示图1的运转状态的概略图

图3是图示配衡部的实施例的概略图

图4是图示具备延长连杆部件的支架的概略图

图5是图示图4的另一实施例的概略图

图6是图示图5的运转状态的概略图

图7至图9是图示配衡部的另一实施例的概略图

【附图标记的说明】

100:连杆102:第1连杆

104:第2连杆106:第3连杆

108:第4连杆110:接头

112:第1接头114:第2接头

116:第3接头118:第4接头

120:前连杆130:配衡部

131:第1平衡连杆132:第1平衡锤

133:第2平衡连杆134:第2平衡锤

136:第1平衡弹簧138:第2平衡弹簧

200:延长连杆202:第1延长连杆

202a:第1辅助连杆202b:第2辅助连杆

204:第2延长连杆206:第3延长连杆

208:第4延长连杆209:第5延长连杆

210:延长接头212:第1延长接头

214:第2延长接头216:第3延长接头

218:第4延长接头220:延长前连杆

具体实施方式

下面通过附图，更详细地说明本发明的具备配衡部的支架。

本发明涉及具备配衡部的支架，图1是图示本发明的具备配衡部的支架的概略图，图2是图示图1的运转状态的概略图，图3是图示配衡部的实施例的概略图。

本发明的具备配衡部的支架包括：4个连杆100，其配置成四边形态；4个接头110，其分别连接于连杆100的连接部位，使连杆100能够相互旋转；前连杆120，其从连杆100中的任一端部延长，用于在前端按装医疗器械m；及配衡部130，其相对于位于前连杆120所延长部位的接头110，连接于位于对角线方向的接头110。

下面对各构成要素进行详细说明。

接头110由第1、第2、第3及第4接头112、114、116、118构成，分别连接于4个连杆100的连接部位，使得连杆100相互旋转。

连杆100包括：第1连杆102，其供第1、第4接头112、118在两端连接；第3连杆106，其配置于第1连杆102的对边位置，供第2、第3接头114、116在两端连接；第2连杆104，其两端连接于第1、第2接头112、114；及第4连杆108，其配置于第2连杆104的对边位置，两端连接有第3、第4接头116、118，例如，优选地，如图1所示，配置成平行四边形形态。下面，说明连杆100以平行四边形形成时的实施形态。在连杆100并非为平行四边形的情况下，可以把平行理解为对边的意义。

第1连杆102供第1、第4接头112、118在两端连接，第3连杆106相对于第1连杆102平行地配置，供第2、第3接头114、116在两端连接。而且，第2连杆104两端连接于第1、2接头112、114，第4连杆108两端连接于第2、第3接头114、116，第2连杆104与第4连杆108平行。因此，使得第1、第2、第3及第4连杆102、104、106、108能够相互相对旋转，使得后述的医疗器械m具有自由度。

另外，4个接头110中的至少任意一个固定支撑于夹持单元(图中未示出)，在本发明的实施例中，例如第2接头114固定支撑于夹持单元。

前连杆120从4个连杆100中的任一端部延长，用于在前端按装医疗器械m，随着连杆100的移动而联动，使医疗器械m移动。作为实施例，在本发明中，如图1所示，以前连杆120从第1连杆102的端部延长，在第1连杆102与前连杆120之间连接有第1接头112的情形为基准进行说明。

配衡部130相对于位于前连杆120所延长的部位的接头110，连接于位于对角线方向的接头110，发挥匹配医疗器械m的配衡的作用。即，根据连杆100的实施例，如图1所示，在前连杆120所延长的部位有第1接头112，在第1接头112的对角线方向配置有第3接头116，因而配衡部130连接于第3接头116。

本发明的配衡部130为了匹配前连杆120及医疗器械m的均衡，可以使用平衡锤(weighter)和弹簧，下面首先说明使用平衡锤的情形。

配衡部130包括从连接于第3接头116的2个连杆100，即从第3、第4连杆106、108延长的第1、第2平衡连杆131、133；及分别设置于第1、第2平衡连杆131、133前端的第1、第2平衡锤132、134。

第1、第2平衡锤132、134以第2接头114为中心，位于医疗器械m相反侧并匹配平衡，同时，当医疗器械m向与重力相反的方向移动时，第1、第2平衡锤132、134向重力作用的方向移动，补偿因医疗器械而作用于接头的扭矩。

配衡部130不与作为中心轴的第2接头114连接，如图1所示，可连接于第3接头116，并且在连杆100的大部分运动中，与中心轴的有效距离(作用于平衡锤的重力矢量与中心轴间的距离)达到最大，因而能够最大限度地补偿因医疗器械而发生的接头的扭矩。

另一方面，第1、第2平衡连杆131、133能够调节长度，第1、第2平衡锤132、134分别能装拆地于第1、第2平衡连杆131、133，可以根据前连杆120的长度或医疗器械m的重量，调节通过接头补偿的扭矩。

作为另一实施形态，配衡部130可以包括从第3、第4连杆106、108延长的第1、第2平衡连杆131、133；及分别安装于第1、第2平衡连杆131、133前端的第1、第2平衡弹簧136、138而构成。

例如，固定第2接头114的夹持单元可与地面平行地延长。而且，第1平衡弹簧136如图3所示，一端连接于第1平衡连杆131前端，另一端与夹持单元连接。此时，第1平衡弹簧136作为拉伸弹簧，使第1平衡连杆131向重力进行作用的方向，即，向箭头方向移动，补偿因医疗器械m而引起的接头的扭矩。第2平衡弹簧138一端连接于第2平衡连杆133前端，另一端与夹持单元连接。第2平衡弹簧138也作为拉伸弹簧，使第2平衡连杆133向箭头方向移动，补偿因医疗器械引起的接头的扭矩。

另外，根据需要，平衡弹簧也可以一端连接于第3连杆106，另一端连接于夹持单元。

下面参照附图，说明本发明的具备配衡部的支架的运转状态。

如果参照图2(a)，如果医疗器械m向作为顺应重力方向的a方向移动，那么，由于连杆100的结构，第3、第4接头116、118分别向b及c方向移动，而由此第1、第2平衡锤132、134分别向作为与重力相反方向的d及e方向移动。从而使第1、第2平衡锤132、134的位能增加使得之后，当医疗器械m恢复原位或如图2(b)所示移动到其以上的位置时，即使以较小的力，也能够进行移动。

相反，如图2(b)所示，如果医疗器械m向与重力相反的方向移动，则连杆100与图2(a)方向相反地进行作用，因此，第1、第2平衡锤132、134向顺应重力的方向移动，从而在位能减小的同时，即使以较小的力，医疗器械m也能够向与重力相向的方向移动。

图4是图示本发明的具备延长连杆部件的支架的概略图，图5是图示图4另一实施例的概略图，图6是图示图5的运转状态的概略图。

延长连杆部件发挥使医疗器械m的自由度增加的作用，包括：延长连杆200；延长接头210，其分别连接于延长连杆200的连接部位，使延长连杆200能够相互旋转；及延长前连杆220，其从延长连杆200中与前连杆120连接的延长连杆200的端部延长。

延长接头210由第1、第2、第3及第4延长接头212、214、216、218而构成。

延长连杆200包括：第2延长连杆204，其配置于第2连杆104的对边位置，供第1、第2延长接头212、214在两端连接；第3延长连杆206，其配置于前连杆120的对边位置，一端供第2延长接头214连接，另一端供第3延长接头216连接；第1延长连杆202，其两端分别连接于第2接头114及第1延长接头212；第4延长连杆208，其一端供第3延长接头216连接，另一端供第4延长接头218连接；及第5延长连杆209，其两端分别连接于第1接头112及第2延长接头214。

延长连杆部件如图4所示，第2、第3延长连杆204、206分别与第2连杆104及前连杆120平行地配置，第2、第3延长连杆204、206的各一侧端部通过第2延长接头214连接。而且，在第2延长连杆204的另一侧端部连接有第1延长接头212，在第3延长连杆206的另一侧端部连接有第3延长接头216，第1延长连杆202的两端连接于第2接头114及第1延长接头212，第4延长连杆208两端连接于第3延长接头216及第4延长接头218。而且，第5延长连杆209的两端连接于第1接头112及第2延长接头214。即，延长连杆200从作为中心点的第2接头114延长，为叠放2个平行四边形的形态。

根据实施例，第1延长连杆202可以相对于设置面垂直地进行固定，这是为了垂直地保持后述的延长前连杆220。在这一情况下，由于第1延长连杆202与第5延长连杆209始终平行，第5延长连杆209与第4延长连杆208始终平行，因而从第4延长连杆208延长的延长前连杆220也始终与第1延长连杆202平行。因此，在诸如显微镜的医疗器械m需要始终保持垂直状态的情况下，通过使第1延长连杆202垂直地固定，也可以使医疗器械m保持垂直状态。

延长前连杆220从第4延长连杆208延长，并在前端按装医疗器械m。总归，延长连杆200是用于连接延长前连杆220的附加手段，由于延长前连杆220，医疗器械m不仅与连杆100的移动联动，而且与延长连杆部件的移动联动，从而使自由度增加。

另一方面，本发明的具备配衡部的支架如图5所示，可以以相对于图4，以上、下反转的形态形成。这可以使得当医疗器械m自下而上进行作用时，例如可以用作显微镜的物镜等，同样地，可以使第1延长连杆202相对于地面垂直地固定，如图6(a)及图6(b)所示，使延长前连杆220始终保持垂直并移动。

图7至图9是图示配衡部的另一实施例的概略图。

下面参照附图，说明平衡弹簧适用于具备延长连杆部件的支架的情形。

首先，如果参照图7，具备从第3、第4连杆106、108延长的第1、第2平衡连杆131、133，具备从第1延长连杆202分别延长的第1、第2辅助连杆202a、202b，第1、第2辅助连杆202a、202b与第1延长连杆202相同地，相对于地面垂直地进行固定。而且，第1平衡弹簧136一端连接于第1平衡连杆131前端，另一端与第1辅助连杆202a连接。此时，第1平衡弹簧136作为拉伸弹簧，使第1平衡连杆131向重力进行作用的方向，即，向箭头方向移动，补偿因医疗器械m引起的接头的扭矩。第2平衡弹簧136一端连接于第2平衡连杆133前端，另一端与第2辅助连杆202b连接。此时，第2平衡弹簧138作为压缩弹簧，使第2平衡连杆133向箭头方向移动，补偿因医疗器械m引起的接头的扭矩。

作为另一实施例，如果参照图8，第1平衡弹簧136一端连接于第4连杆108，另一端连接于第1延长连杆202。第2平衡弹簧138一端连接于第3连杆106，另一端连接于第1延长连杆202。而且，第1、第2平衡弹簧136、138作为拉伸弹簧，分别使第4连杆108及第3连杆106向箭头方向移动，补偿因医疗器械m引起的接头的扭矩。

作为又一实施例，如果参照图9，第2辅助连杆202b从第1延长连杆202延长，第1平衡连杆131从与第2接头114连接的第3连杆106延长。而且，第1平衡弹簧136的一端连接于第1平衡连杆131，另一端与第2辅助连杆202b连接。此时，第1平衡弹簧136作为拉伸弹簧，使第1平衡连杆131向箭头方向移动，从而补偿因医疗器械m引起的接头的扭矩。

当平衡弹簧适用于这种具备延长连杆部件的支架时，可以构成多样的实施例，此外，可以具备与连杆100或延长连杆200直接连接的平衡弹簧，当然，还可以根据需要再附加平衡连杆，构成更多样的实施例。

另一方面，还可以根据需要设置延长连杆部件，同样地，在由夹持单元支撑的第2接头114追加连接连杆，还连接与第2连杆104平行的连杆，然后，在进一步连接与前连杆120及延长前连杆220分别平行的连杆后，在延长前连杆220连接追加的前连杆，在连接的前连杆的前端设置医疗器械。通过这种方式，可以进一步安装n个延长连杆部件，多样地设置医疗器械的自由度。

而且，安装的延长连杆部件的数量越是增加，医疗器械m越是远离作为旋转中心点的第2接头114，使得因医疗器械m而在接头发生的扭矩越大，为了保持稳定的配衡，与增加的延长连杆部件的数量成比例地可使第1、第2平衡连杆131、133的长度增加。为了高效地配衡，不仅使第1、第2平衡连杆131、133的长度增加，也可使第1、第2平衡锤132、134的重量增加。