专利名称：万向支撑的制作方法
技术领域：
一种万向支撑装置，由弹性夹头，支撑臂及支撑控制座构成，被其夹头支撑的物体可围绕支撑控制座在三维空间内任意活动、取向及定位。该装置可用作支撑各种物体的万向支架，尤其在医疗领域做为医疗、手术悬吊、施压、吸引、稳定等器具支撑，如支撑心脏稳定器压脚及各种组织吸盘等。
背景技术：
生活、生产、医疗领域中经常遇到物体、工具需在三维空间内活动、取向、定位等动作及支撑问题。特殊场合需求被支撑物体可做万向活动、取向和定位并要求使用方便、快捷。常用的所谓多向或万向支架多采用硬式支架组合体，多个支杆局部采用转向关节或万向节连接，所构成支架虽然可转向，但难于做到任意活动、取向和定位，使用也极不方便，受到局限。近年在心脏不停跳搭桥术中使用心脏稳定器采用的软轴、支撑臂结构复杂、加工困难，其定位皆采用强力紧固关节接触面定位，经少数几次活动摩擦接触面摩损，摩擦力迅速降低，出现滑动，定位失效。因紧固力过大也常引起零件破损。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的不足，创意一种多用途新型的万向支撑装置，以软轴(钢绳)串接刚性球凸和高摩擦系数双凹球面摩擦瓦关节组合体，或采用微弹性摩擦材料，用护套内嵌卡双凹球面微弹性摩擦瓦。另形式以软轴串接组合弯曲关节和旋转关节，其关节接触面分别设导向轨或导向槽用导向控制活动方向，并以设关节活动方向相垂直的微齿纹嵌卡定位。万向支撑臂头部设环箍横式或开口坚式弹簧夹头夹持物体，尾部支撑控制座设定位爪、紧固手柄和软轴松解、拉紧调控机构及控制手柄，和加强安全限力手柄。
本实用新型发明解决其技术问题所采用的技术方案是万向支撑装置由弹性夹头、支撑臂和支撑控制座构成。弹簧夹头、支撑臂活动关节、支撑臂控制座用软轴钢绳串接，软轴前端设卡头并嵌入弹性夹头内，软轴尾部通过支撑控制座内腔与弹簧、空心螺钉、棘轮螺母、卡头相连构成软轴松解，拉紧的控力机构，以支撑座手柄拨动棘轮螺母控制钢绳松紧，钢绳松解时支撑臂活动关节接触面可滑动，钢绳拉紧时活动关节接触面或以摩擦制动(指球形关节)或以嵌卡制动(指组合弯曲、旋转关节)，棘轮螺母以棘轮力矩控制最大安全限力。为安全保险可设加强限力手柄控制二级空心螺钉和棘轮螺母。支撑控制座外设固定爪、滑动爪、紧固手柄，把万向支撑固定在某物体上。
弹簧夹头可设两种，或环箍式夹持被持物横梁，或竖向开口式夹持被持物把柄；支撑臂活动关节组合体或为球形关节以球凸和双凹球面摩擦瓦匹配或以护套内嵌微弹性双凹球面摩擦瓦匹配，松解软轴后以球面滑动配合做万向活动，拉紧软轴以球凸和摩擦瓦球凹粗糙面或微弹性摩擦制动；该球凸及球凹活动关节万向活动自如，调节球凹制动摩擦瓦粗糙面、弹性及摩擦填充物可提高其制动力可多次使用防止滑动。另一形式活动关节可为弯曲关节和旋转关节组合体，相匹配的弯曲关节柱面设导向轨、导向槽，相匹配的旋转关节两端面设导向柱、槽，关节接触面皆设与活动方向相垂直的微齿纹。当松解软轴时弯曲关节可做弯曲活动，旋转关节可做旋转活动，整个支撑臂适当配置两种关节数量及位置，整个支撑臂可任意做万向活动，当拉紧软轴时，两种关节皆可以微齿纹嵌卡定位，以微齿纹嵌卡定位可以较小接触面制动，软轴所用拉力也较小。
本实用新型的有益效果是两种弹簧夹头装卸方便、可相互交换，支撑臂万向活动自如，较小软轴拉力即可制动，制动不易失效滑动并设有安全限力机制。
以下结合附图和实旋例对本实用新型做近一步说明
图1是本实用新型万向支撑结构示意图图2是
图1的I-I剖视环箍式弹簧夹头结构示意图图3是本实用新型另一实施例由弯曲，旋转组合关节构成支撑臂的结构示意图图4是弯曲关节俯视示意图图5是弯曲关节仰视示意图图6是旋转关节配合面示意图图中1、环箍式弹簧夹头，2、卡头，3、头套，4、球状关节，5、球锥孔，6、凹球面摩擦瓦，7、摩擦瓦护套，8、瓦孔，9、关节接触面，10、钢绳，11、固定爪，12、支座，13、滑动爪，14、弹簧，15、紧固手柄，16、空心螺钉，17、挡块，18、棘轮螺母，19、卡头，20、弹簧，21、控制手柄，22、空心螺钉，23、挡块，24、棘轮螺母，25、尾卡头，26、加强限力手柄，27、环箍，28、锥面，29、开口挡，30、竖式开口夹头，31、弯曲关节，32、旋转关节，33、旋转关节(凹)，34、弯曲关节凸面齿纹，35、扇形空间，36、关节中孔，37、导向槽，38、弯曲关节凹面齿纹，39、导向轨，40、旋转关节齿纹，41、导向柱(孔)，42、关节中孔，具体实施方式
在
图1图2中万向支撑设有环箍式弹簧夹头(1)，支撑臂的头套(3)及若干个的球状关节(4)、带护套(7)的凹球面摩擦瓦(6)，以带卡头(2)的钢绳(10)通过头套球形关节的球锥孔(5)、球面摩擦瓦的瓦孔串接，构成支撑臂，支撑臂钢绳(10)并通过附设固定爪(11)、滑动爪(13)紧固手柄(15)的支撑座(12)中的弹簧(14)空心螺钉(16)、挡块(17)、棘轮螺母(18)以卡头(19)限位，支撑座设控制手柄(21)，拨动棘轮螺母(18)控制钢绳松紧，在控制手柄中再串接弹簧(20)空心螺钉(22)、挡块(23)、棘轮螺母(24)尾卡头(25)限位，外设加强限力手柄(26)拨动棘轮螺母(24)，调节钢绳松紧作为二级加强限力机构。当控制手柄(21)和加强限力手柄(26)都处于松解状态串接物件依赖弹簧(14)支撑支撑臂各关节接触面(9)可滑动，支撑臂各关节可自由转动、弯曲。环箍式弹簧夹头(1)也处于放松状态被夹持物(43)可在环箍中活动，弹簧夹头(1)也可在头套(3)中转动，当控制手柄(21)拨动棘轮螺母(18)拉动空心螺母(16)推动挡块(17)卡头(19)拉紧钢绳(10)压紧各关节接触面，同时卡头(2)也拉动弹簧夹头开口挡(29)，头套(3)喇叭口收紧弹簧夹头锥面(28)致使环箍(27)缩小，夹头被夹持物(43)和各关节由于各关节面受压，增加球形关节凸面与球形摩擦瓦凹面摩擦力以摩擦力制动，支撑臂定位不动，装置通过支撑臂松动可万向转动、取向、通过支撑臂紧固制动定位。当加强限力手柄拨动棘轮螺母(24)拉动空心螺钉(22)推动尾卡(25)近一步拉紧钢绳(10)设加强限力手柄机构，防止一级控制手柄制动不足滑动时，可利用二级加强限力手柄对钢绳增加拉力增加关节制动摩擦力同时又可利用棘轮螺母限力，防止结构受损。当一级控制手柄制动可满足支撑臂定位要求时可省去二级加强限力机构。
该装置固定爪(11)、滑动爪(13)和紧固手柄(15)组合成支座定位机构以紧固手柄推动滑动爪用两爪将支撑座固定在某支持物上，弹簧夹头可装可卸可交换卸下两个手柄(21)、(26)当压缩弹簧(14)可取出带开口的挡块(17)，钢绳端卡头(2)可伸出头套，可装、可卸、可交换弹簧夹头。
图3、图4、图5、图6所示另一实施例、图中竖式开口夹头(30)、头套(3)、弯曲关节(31)旋转关节(32)与之相配匹的旋转关节(33)以钢绳(10)通过关节中孔(36)、(42)串接。弯曲关节相匹配的凸凹面分别设导向槽(37)和导向轨(39)，只允许柱面转动而防止扭动，凸面设扇形空间(35)允许关节时弯曲钢绳随之弯曲。弯曲关节匹配面分别设与导向槽和导向轨相垂直的微齿纹(34)、(38)，旋转关节(32)和具有导向柱(41)的旋转关节(33)两接触面都设径向微齿(40)、弯曲关节和旋转关节可按支撑臂长度和弯曲转动半径设置不同组合，将组合支撑臂以钢绳和支撑座的类似于实施例一组合，构成另一种万向支撑，也可省略一级控制，加大棘轮螺母的限力用一组手柄控制和限力。
该实用新型当手柄控制棘轮螺母转动松解钢绳时弯曲关节、可沿导向轨、导向槽活动，软轴钢绳在扇形空间弯曲，关节弯曲、旋转关节可绕钢绳和导向柱(41)旋转，当拨动棘轮螺母转动拉紧钢绳时各关节面以微齿纹嵌卡作用制动。适当组配弯曲关节和旋转关节数量，组合支撑臂可在三维空间弯曲、转动做万向活动和定位。
权利要求1.一种万向支撑，以软轴顺序串连夹头、支撑臂及支座构成，其特征是弹性夹头装配在由活动关节组成的支撑臂上，支撑臂尾部配以定位控制支座。
2.根据权利要求1所述的万向支撑，其特征是可做万向活动、定位的支撑臂由软轴钢绳串连多个带锥孔的球形关节匹配外设护套内嵌双凹球面摩擦瓦组成。
3.根据权利要求1所述的万向支撑，其特征是支撑臂由多个带锥孔的球形关节匹配双凹球面摩擦瓦组成，以关节相接触球面的滑动可做万向活动，以球形粗糙接触面摩擦力定位。
4.根据权利要求1所述的万向支撑，其特征是支撑臂由弯曲关节、旋转关节组合而成，弯曲关节凸面设导向槽，凹面设导向轨，关节沿导向槽、轨滑动以与导向槽、导向轨相垂直的微齿纹嵌卡定位，旋转关节设导向柱、槽以相邻面径向微齿纹嵌卡定位。
5.根据权利要求1所述的万向支撑，其特征是万向支撑的夹头由环箍式弹簧夹头(1)或由竖式开口夹头(30)构成。
6.根据权利要求1所述的万向支撑，其特征是在支撑臂和支座内由带卡头的软轴钢绳顺序串连弹簧、空心螺钉、挡块、卡头、棘轮螺母、控制手柄构成控制机构。
7.根据权利要求1或6所述的万向支撑，其特征是支座内再设二级加强限力机构，以延长软轴钢绳顺序串连弹簧、空心螺钉、挡块、尾卡头、棘轮螺母、加强限力手柄。
专利摘要一种能够在三维空间做万向活动及定位的万向支撑。持物夹头可采用横向环箍式或竖向开口式，支撑臂以软轴串接球形关节匹配球面摩擦瓦关节以摩擦力制动，或以软轴串接组合弯曲关节和旋转关节，以微齿纹嵌卡制动。支撑座设控制软轴松紧机构和安全限力机构。该装置可支撑物体或工具在三维空间做任一取向和定位，使用灵活方便，尤其在医疗领域中做器械支撑，如用于支撑心脏稳定器压脚及组织吸盘等。
文档编号F16M11/14GK2682269SQ0328107
公开日2005年3月2日 申请日期2003年9月30日 优先权日2003年9月30日
发明者张大幕 申请人:北京航天卡迪技术开发研究所