一种具有锁定装置的5自由度关节机构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的一实施例涉及具有锁定装置的5自由度关节机构，其安装于医院等用于 在接近患者的位置上获取图像的超声波摄影设备。更具体地，涉及一种5自由度关节机构， 其包括基座、第一臂、第二臂、第三臂、第四臂、被支撑体连接单元，所述第一臂具有第一锁 定装置，所述第四臂具有第二锁定装置，所述第一臂与所述第四臂间具有连接件，从而限制 所述5自由度中的4自由度。
【背景技术】
[0002] 该部分说明内容仅仅是为了给本发明的实施例提供背景信息，而不构成现有技 术。
[0003] 超声波摄影设备作为获取患者身体内部图像的设备得到广泛使用。具有被支撑体 和探头部分（probe portion)的一体成型的超声波摄影设备相对较小，其通过主机下侧安 装的滑轮（wheel)便于移动。
[0004] 另外，作为超声波摄影设备的被支撑体的一实施例，可以考虑显示装置，这种显示 装置正由CRT (阴极射线管）向LCD (液晶显示器）进化，因此被支撑体的重量也趋于减小， 从而可以将具有多个关节臂的关节机构设置于主机的上部和被支撑体之间。
[0005] 具有多个关节臂的关节机构能够使被支撑体容易地、迅速地移动，使其在水平、垂 直及对角线等方向移动，而且能够使被支撑体移动至与主机相隔预定距离的位置上。
[0006] 但是，安装在具有多个关节臂的关节机构的被支撑体由于在搬运或者保管主机的 过程中发生的振动或者外力冲击等，其位置会发生较大变化。这种被支撑体的位置变化导 致主机搬运或者保管上的不方便，而且搬运主机的过程中，会存在被支撑体碰撞墙面或者 与行人发生碰撞的可能性，其结果，被支撑体损坏或者使行人或者搬运者受到伤害。
[0007] 因此，急需开发一种能够锁住（lock)具有多个关节臂的关节机构的关节臂的锁 定装置。
【发明内容】
[0008] 本发明的主要目的在于，提供一种可锁定的5自由度关节机构，其特征在于：基 座；第一臂，其位于所述基座上侧并可以垂直轴为中心左右转动；第二臂，其一侧具有铰接 单元，且位于所述第一臂上侧并可以垂直轴为中心左右转动；第三臂，其包括臂头和一侧与 所述臂头相连接的多个连杆，所述第三臂与所述铰接单元连接且可以水平轴为中心上下转 动；第四臂，其位于所述臂头下侧且可以垂直轴为中心左右转动；连接单元，其一侧与被支 撑体连接，另一侧与所述第四臂连接，而且可以水平轴为中心上下转动；以及第一锁定装 置，当所述基座和所述第一臂到达预定的相对位置时，所述第一锁定装置锁定（lock)所述 第一臂的转动。
[0009] 本发明的一实施例提供一种5自由度关节机构，其特征在于：基座；第一臂，其位 于所述基座上侧并可以垂直轴为中心左右转动；第二臂，其一侧具有铰接单元，且位于所述 第一臂上侧并可以垂直轴为中心左右转动；第三臂，其包括臂头和一侧与所述臂头相连接 的多个连杆，所述第三臂与所述铰接单元连接且可以水平轴为中心上下转动；第四臂，其位 于所述臂头下侧且可以垂直轴为中心左右转动；连接单元，其一侧与被支撑体连接，另一侧 与所述第四臂连接，而且可以水平轴为中心上下转动；以及第一锁定装置，当所述基座和所 述第一臂到达预定的相对位置时，所述第一锁定装置锁定（lock)所述第一臂的转动。
[0010] 此外，本发明的一实施例提供一种超声波摄影设备，其特征在于包括：基座；所述 基座上依次连接的第一臂、第二臂、第三臂、第四臂及被支撑体连接单元；以及锁定所述基 座和所述第一臂的连接单元的第一锁定装置。
[0011] 如上所述，根据本发明的一实施例，锁定装置用于限制包括基座、第一臂、第二臂、 第三臂、第四臂及被支撑体连接单元的5自由度关节机构的4自由度，通过使用该锁定装置 能够限制在搬运或者保管超声波摄影设备过程中发生的振动或者碰撞等导致安装在具有 多个关节臂的关节机构上的被支撑体的位置改变。
[0012] 此外，可通过限制该被支撑体的位置变化，为搬运或者保管主机时提供方便，并且 减少了搬运主机的过程中被支撑体损坏或者使行人或者搬运人受到伤害的可能性。
【附图说明】
[0013] 图1是显示5自由度关节机构的侧视图和部分放大图。
[0014] 图2是显示第三臂的内部结构的结构图。
[0015] 图3是显示被支撑体连接单元的结构的结构图。
[0016] 图4是显示第一臂的内部结构的结构图。
[0017] 图5是显示图1的臂头和第四臂的内部结构的结构图。
[0018] 图6是显示挂钩锁定装置的内部结构的结构图。
[0019] 图7是显示挂钩锁定装置的侧视图。
[0020] 图8是显示臂锁定解除操作单元的组件的结构图。
【具体实施方式】
[0021] 以下参照附图对本发明的部分实施例进行详细描述。标注附图标记时，即使相同 技术特征在不同的附图中出现，也尽可能使用了相同的附图标记。同时还要注意，在通篇 说明书中，如果认为对相关已知的技术特征和功能的具体说明可能会导致本发明主题不清 楚，则省略其详细说明。
[0022] 而且，说明本发明时，可以使用第一、第二、A、B、（a)、（b)等用语。这些用语仅仅 是为了区分相应技术特征与其他技术特征，并非限定其本质、次序或顺序等。如果说明书记 载一技术特征与另一技术特征"连接"、"结合"或"接触"，可以理解为一技术特征与另一技 术特征直接连接或接触，也可以理解为各技术特征之间有另一技术特征与之相"连接"、"结 合"或"接触"。
[0023] 图1是显示5自由度关节机构1的侧视图和部分放大图。首先，原始位置状态是 指图1中所示的状态，即第一臂3和第三臂5重叠，基座2和第四臂6不进行左右转动的状 态下，面向5自由度关节机构1的前方的状态。
[0024] 5自由度关节机构1包括基座2、第一臂3、第二臂4、第三臂5、第四臂6及被支撑 体连接单元7。基座2支撑在主机上，其上侧具有第一臂休止面9,第一臂休止面9的中央 具有第一转动支撑孔10。
[0025] 第一臂3连接在基座2上且可以垂直轴为中心左右转动，其一侧具有第一端部11， 其另一侧具有第二端部12,第一端部11的中央具有垂直设置的第一端部轴13,第二端部12 的中央具有垂直设置的第二转动支撑孔14,第一端部轴13插在第一转动支撑孔10内，而且 在基座2上能够以第一端部轴13为中心转动。第一臂3在基座2的第一臂休止面9上转 动范围是，以原始位置状态为准相对于基座2能够左右转动90度。
[0026] 第二臂4上部具有铰接单元15,其连接在第一臂3上且以垂直轴为中心能够进行 左右转动，其下部具有第三端部16,而第三端部16的中央具有垂直设置的第三端部轴17， 第三端部轴17插在第二转动支撑孔14,在第二端部12上可以第三端部轴17为中心转动。 第二臂4在第一臂3的第二端部12上转动放的范围是，以原始位置状态为准相对于第一臂 3能够左右转动90度。
[0027] 5自由度关节机构1具有三个转动装置。三个转动装置分别设置在基座2和第一 臂3之间、第一臂3和第二臂4之间以及第三臂5和第四臂6之间。所述三个转动装置的 结构均类似，为了便于说明，以基座2和第一臂3之间的转动装置为例进行说明。
[0028] 观察基座2和第一臂3之间的转动装置的结构可知，第一端部轴13插设于基座2 上的第一转动支撑孔10中，在这种插设状态下第一端部轴13与连接板25相结合。第一端 部轴13和第一转动支撑孔10之间插设有能够起到润滑作用的、例如以工程塑料为材料的 圆筒形套。
[0029] 被支撑体连接单元7以水平轴为中心能够上下转动地连接在第四臂6上，而且以 垂直轴为中心，在前方-90度、后方15度的范围内倾斜，与第四臂6的转动无关。
[0030] 图2是显示第三臂5的内部结构的结构图。图2(a)是第三臂5的俯视图，图2(b) 是第三臂5的仰视图。第三臂5包括臂头18和多个连杆19。图2图示了四个连杆19。参 照图2,四个连杆19用于连接臂头18和第二臂4,第三臂5的左侧和右侧各有两个且平行 地上下布置。四个连杆19的一侧分别与第二臂4的铰接单元15的两个连接轴21连接，而 另一侧分别与臂头18上的两个连