一种医疗领域用的支架自锁装置的制作方法

所属技术领域

本发明属于医疗器械万向转动技术领域，尤其涉及一种医疗领域用的支架自锁装置。

背景技术：

现有医疗领域使用具有万向功能的、控制空间位置的支架需要多个铰接来实现，如果单纯的采用二维铰接来实现，则需要多个二维铰接装置，这样就会造成支架的结构复杂，且不易控制，操作起来比较麻烦，如果采用球铰的方式连接，则只需要几个球铰就可以实现，且球铰结构简单，操作方便，且容易控制；如果将球铰用于医疗领域，在使用过程中就需要对球铰进行自锁，所以设计一种用于医疗领域支架的自锁球铰是非常有必要的。

本发明设计一种医疗领域用的支架自锁装置解决如上问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种医疗领域用的支架自锁装置，它是采用以下技术方案来实现的。

一种医疗领域用的支架自锁装置，其特征在于：它包括第一铰接杆、第二铰接杆、活塞式液压缸、第一连接杆、第二连接杆、触发弹簧、触发杆、触发盘，其中第一铰接杆的一端具有第一球铰壳，第二铰接杆中空，且第二铰接杆的一端具有第二球铰壳，第二铰接杆的外圆面上开有圆形孔；第一铰接杆通过第一球铰壳和第二铰接杆上的第二球铰壳的配合与第二铰接杆铰接；第一铰接杆和第二铰接杆组成一个球铰结构；第一连接杆的上端固定安装在第一球铰壳的内圆面上，第二连接杆的下端固定安装在第二铰接杆的内端面上，活塞式液压缸的上端通过一个十字万向节安装在第一连接杆的下端，活塞式液压缸的下端通过一个十字万向节安装在第二连接杆的上端；当第一铰接杆相对第二铰接杆摆动的时候，安装在第一铰接杆上的第一连接杆会相对安装在第二铰接杆上的第二连接杆摆动，而活塞式液压缸的上下两端分别通过一个十字万向节安装在第一连接杆和第二连接杆上，所以当第一铰接杆相对第二铰接杆摆动的时候，活塞式液压缸就会在两个十字万向节的作用下发生摆动来适应第一铰接杆相对第二铰接杆的摆动；触发盘的下端具有触发斜面，触发盘安装在活塞式液压缸内；触发杆安装在活塞式液压缸上，且触发杆与活塞式液压缸之间安装有触发弹簧；该触发弹簧具有预压力。

上述活塞式液压缸包括活塞缸、活塞杆、活塞柱，其中活塞缸的上端面上开有第二液孔，活塞缸的下端面上开有第一液孔，活塞缸的下端面上开有圆形杆孔；活塞缸的下端通过一个十字万向节安装在第二铰接杆的上端；活塞杆的上端通过一个十字万向节安装在第一铰接杆的下端，活塞杆的下端穿过活塞缸的上端面位于活塞缸内，活塞柱固定安装在活塞杆的下端，且活塞柱与活塞缸内圆面滑动配合；当第一铰接杆相对第二铰接杆摆动的时候，安装活塞式液压缸的两个十字万向节之间的间距也会发生变化；两个十字万向节之间的间距变化就会使得活塞式液压缸发生伸缩，即活塞杆带动活塞柱在活塞缸内滑动；活塞柱在活塞缸内滑动就会挤压活塞缸内的液体，使得位于活塞柱上下两侧的液体通过第二管道相互流通；本发明设计的第二管道上连接有第一管道，且第一管道上安装有开关阀，第一管道的另一端连接有弹性液囊，本发明中活塞柱在上下移动的时候，因为活塞杆的存在，活塞柱上下两侧液体所占用的体积变化就会不同，这种情况下，活塞柱在相对活塞缸滑动的过程中，位于活塞柱上下两侧的液体不能进行等量流通，所以本发明在连接活塞缸上下两端的第二管道上通过第一管道连接有弹性液囊，使得多余的液体通过第一管道流入弹性液囊或者将弹性液囊内的液体流入活塞缸内；通过弹性液囊的伸缩来弥补在活塞柱滑动过程中，因活塞杆带来的活塞柱上下两侧液体所占用的体积变化的不同；如果将弹性液囊和第二管道之间的通道关闭，那么活塞柱就不能正常在活塞缸内上下滑动，即活塞式液压缸不能进行伸缩，第一铰接杆不能相对第二铰接杆摆动。

上述触发盘固定安装在活塞柱的下端；触发杆的上端穿过活塞缸上所开的圆形杆孔位于活塞缸内，且触发杆的上端与触发盘上的触发斜面配合；触发杆位于活塞缸外侧的一端与活塞缸的下端面之间安装有触发弹簧；由于本发明中第一铰接杆和第二铰接杆组成了球铰，在第一铰接杆带动活塞杆相对第二铰接杆转动的时候，活塞杆会带动活塞柱转动，活塞柱转动带动安装在其上的触发盘转动，因为触发盘的下端具有触发斜面，在触发盘转动的时候，触发盘上的触发斜面与触发杆上端接触的位置就会发生变化，这种状态下，在触发弹簧的作用下，触发杆就会相对活塞缸上下滑动，即位于活塞缸内的触发杆的长度发生变化，使得活塞缸内位于活塞柱下侧的空间内的液体所占用的体积发生变化，通过弹性液囊的伸缩来弥补在活塞柱滑动过程中，活塞柱上下两侧液体所占用的体积变化的不同；在弹性液囊和第二管道之间的通道处于关闭状态时，活塞缸内位于活塞柱上下两侧的液体不能进行等量流通，即触发盘不能进行转动，活塞柱、活塞杆和第一铰接杆不能正常相对第二铰接杆转动。

上述活塞杆和活塞缸之间安装有滑动密封装置，活塞柱与活塞缸之间安装有滑动密封装置，触发杆与活塞缸之间安装有滑动密封装置。

第二管道的上端固定安装在上述活塞缸上所开的第二液孔内，第二管道的下端固定安装在活塞缸上所开的第一液孔内，第一管道的一端与第二管道连接，且第一管道的另一端穿过第二铰接杆上所开的圆形孔位于第二铰接杆外侧；第一管道穿过第二铰接杆的一端连接有一个弹性液囊；第一管道上安装有开关阀；开关阀的作用是控制第二管道和弹性液囊的连通状态，关闭开关阀第二管道和弹性液囊之间的通道被关闭，打开开关阀，第二管道和弹性液囊之间的通道被打开。

本发明通过十字万向节减小了活塞式液压缸在摆动过程中的自由度，活塞式液压缸在两个十字万向节的作用下不能进行自行旋转，提高了该装置的自锁效率。

作为本技术的进一步改进，上述活塞缸的上端面上固定安装有轴套，且轴套与活塞杆之间安装有两个上下分布的第一密封圈；第一密封圈的作用是对活塞杆和活塞缸的滑动起到密封作用。

作为本技术的进一步改进，上述活塞柱与活塞缸的内圆面之间安装有两个上下分布的第二密封圈；第二密封圈对活塞柱和活塞缸起到密封作用。

作为本技术的进一步改进，上述十字万向节包括第一铰接轴、铰接块、第一铰接头、第二铰接头、第二铰接轴，其中铰接块上两对称分布的侧面上对称地安装有两个第一铰接轴，铰接块上另外两对称分布的侧面上对称地安装有两个第二铰接轴；第一铰接头上具有两个对称分布的支耳，第一铰接头通过两个支耳与两个第二铰接轴的配合安装在铰接块上，第二铰接头上具有两个对称分布的支耳，第二铰接头通过两个支耳与两个第一铰接轴的配合安装在铰接块上。

作为本技术的进一步改进，上述活塞缸的下端安装有第三连接杆，第三连接杆的下端安装有一个十字万向节，活塞缸通过第三连接杆上安装的十字万向节安装在第二连接杆上；通过第三连接杆使得连接活塞缸与第二连接杆的十字万向节位于触发杆的下侧，防止活塞式液压缸在摆动过程中与触发杆发生干涉。

作为本技术的进一步改进，上述触发杆与活塞缸上所开的圆形杆孔之间安装有两个上下分布的第三密封圈；第三密封圈对触发杆和活塞缸起到密封作用。

作为本技术的进一步改进，上述触发杆的下端固定安装有安装盘，触发弹簧的下端固定安装在安装盘上，触发弹簧的上端固定安装在活塞缸的下端面上。

作为本技术的进一步改进，上述触发弹簧为拉伸弹簧，触发弹簧具有预压力，触发弹簧对触发杆具有拉力，使得触发杆的上端一直与触发盘上的触发斜面接触；如果活塞柱相对活塞缸滑动，活塞柱带动触发盘相对活塞缸滑动，触发盘滑动的过程中触发杆在触发弹簧的拉力下触发杆的上端也会一直与触发盘上的触发斜面保持接触。

作为本技术的进一步改进，上述第二管道为硬管；硬管空间布置保证活塞缸在摆动过程中不会与第二管道发生干涉。

作为本技术的进一步改进，上述触发盘通过焊接的方式安装在活塞柱的下端。

相对于传统的医疗器械万向转动技术，本发明设计的有益效果如下：

1、该万向节装置具有球铰的所有功能，相比于二维铰接，该装置结构简单，操作方便，且容易控制。

2、该装置相比于传统的球铰，可以通过控制第二管道与弹性液囊之间的开关阀来控制第一铰接杆和第二铰接杆之间的相对摆动和转动；使得第一铰接杆和第二铰接杆达到自锁的功能。

3、如果将该装置应用于医疗领域的支架上，相比于传统的通过二维铰接和万向铰接配合使用的支架，该支架操作起来更加简单，且容易控制，提高了工作人员的工作效率。

4、本发明设计的装置，同一个弹性液囊可以供多个活塞式液压缸使用，即通过控制一个液囊的开关可以同时控制多个铰接点的自锁。

附图说明

图1是整体部件外观示意图。

图2是整体部件分布示意图。

图3是整体部件内部结构分布示意图。

图4是整体部件内部结构安装示意图。

图5是第一铰接杆和第二铰接杆配合示意图。

图6是十字万向节分布示意图。

图7是十字万向节结构示意图。

图8是第一管道和第二管道连接示意图。

图9是活塞式液压缸结构示意图。

图10是触发盘安装示意图。

图11是触发盘结构示意图。

图12是活塞缸结构示意图。

图13是第三密封圈安装示意图。

图14是触发弹簧安装示意图。

图15是开关阀安装示意图。

图中标号名称：1、第一铰接杆；2、第二铰接杆；3、第一管道；4、活塞式液压缸；5、十字万向节；6、圆形孔；7、第一球铰壳；8、第二球铰壳；9、第一连接杆；10、第二连接杆；11、活塞缸；12、活塞杆；13、第一铰接轴；14、铰接块；15、第一铰接头；16、第二铰接头；17、第二铰接轴；18、第二管道；19、活塞柱；20、第一液孔；21、第二液孔；22、第一密封圈；23、轴套；24、触发弹簧；25、触发杆；26、第三连接杆；27、触发盘；28、圆形杆孔；29、第二密封圈；30、第三密封圈；31、安装盘；32、触发斜面；33、开关阀；34、弹性液囊。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例或者附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、2所示，它包括第一铰接杆1、第二铰接杆2、活塞式液压缸4、第一连接杆9、第二连接杆10、触发弹簧24、触发杆25、触发盘27，其中如图5所示，第一铰接杆1的一端具有第一球铰壳7，第二铰接杆2中空，且第二铰接杆2的一端具有第二球铰壳8，第二铰接杆2的外圆面上开有圆形孔6；第一铰接杆1通过第一球铰壳7和第二铰接杆2上的第二球铰壳8的配合与第二铰接杆2铰接；第一铰接杆1和第二铰接杆2组成一个球铰结构；如图3、6所示，第一连接杆9的上端固定安装在第一球铰壳7的内圆面上，如图4、6所示，第二连接杆10的下端固定安装在第二铰接杆2的内端面上，如图3、4所示，活塞式液压缸4的上端通过一个十字万向节5安装在第一连接杆9的下端，活塞式液压缸4的下端通过一个十字万向节5安装在第二连接杆10的上端；当第一铰接杆1相对第二铰接杆2摆动的时候，安装在第一铰接杆1上的第一连接杆9会相对安装在第二铰接杆2上的第二连接杆摆动，而活塞式液压缸4的上下两端分别通过一个十字万向节5安装在第一连接杆9和第二连接杆10上，所以当第一铰接杆1相对第二铰接杆2摆动的时候，活塞式液压缸4就会在两个十字万向节5的作用下发生摆动来适应第一铰接杆1相对第二铰接杆2的摆动；如图11所示，触发盘27的下端具有触发斜面32，如图9、10所示，触发盘27安装在活塞式液压缸4内；如图9所示，触发杆25安装在活塞式液压缸4上，且触发杆25与活塞式液压缸4之间安装有触发弹簧24；该触发弹簧24具有预压力。

如图9所示，上述活塞式液压缸4包括活塞缸11、活塞杆12、活塞柱19，其中如图12所示，活塞缸11的上端面上开有第二液孔21，活塞缸11的下端面上开有第一液孔20，活塞缸11的下端面上开有圆形杆孔28；如图6所示，活塞缸11的下端通过一个十字万向节5安装在第二铰接杆2内的上端；活塞杆12的上端通过一个十字万向节5安装在第一铰接杆1内的下端，如图9所示，活塞杆12的下端穿过活塞缸11的上端面位于活塞缸11内，活塞柱19固定安装在活塞杆12的下端，且活塞柱19与活塞缸11内圆面滑动配合；当第一铰接杆1相对第二铰接杆2摆动的时候，安装活塞式液压缸4的两个十字万向节5之间的间距也会发生变化；两个十字万向节5之间的间距变化就会使得活塞式液压缸4发生伸缩，即活塞杆12带动活塞柱19在活塞缸11内滑动；活塞柱19在活塞缸11内滑动就会挤压活塞缸11内的液体，使得位于活塞柱19上下两侧的液体通过第二管道18相互流通；本发明设计的如图8所示，第二管道18上连接有第一管道3，且第一管道3上安装有开关阀33，第一管道3的另一端连接有弹性液囊34，本发明中活塞柱19在上下移动的时候，因为活塞杆12的存在，活塞柱19上下两侧液体所占用的体积变化就会不同，这种情况下，活塞柱19在相对活塞缸11滑动的过程中，位于活塞柱19上下两侧的液体不能进行等量流通，所以本发明在连接活塞缸11上下两端的第二管道18上通过第一管道3连接有弹性液囊34，使得多余的液体通过第一管道3流入弹性液囊34或者将弹性液囊34内的液体流入活塞缸11内；通过弹性液囊34的伸缩来弥补在活塞柱19滑动过程中，因活塞杆12带来的活塞柱19上下两侧液体所占用的体积变化的不同；如果将弹性液囊34和第二管道18之间的通道关闭，那么活塞柱19就不能正常在活塞缸11内上下滑动，即活塞式液压缸4不能进行伸缩，第一铰接杆1不能相对第二铰接杆2摆动。

如图10所示，触发盘27固定安装在活塞柱19的下端；如图9所示，触发杆25的上端穿过活塞缸11上所开的圆形杆孔28位于活塞缸11内，且触发杆25的上端与触发盘27上的触发斜面32配合；触发杆25位于活塞缸11外侧的一端与活塞缸11的下端面之间安装有触发弹簧24；由于本发明中第一铰接杆1和第二铰接杆2组成了球铰，在第一铰接杆1带动活塞杆12相对第二铰接杆2转动的时候，活塞杆12会带动活塞柱19转动，活塞柱19转动带动安装在其上的触发盘27转动，因为触发盘27的下端具有触发斜面32，在触发盘27转动的时候，触发盘27上的触发斜面32与触发杆25上端接触的位置就会发生变化，这种状态下，在触发弹簧24的作用下，触发杆25就会相对活塞缸11上下滑动，即位于活塞缸11内的触发杆25的长度发生变化，使得活塞缸11内位于活塞柱19下侧的空间内的液体所占用的体积发生变化，通过弹性液囊34的伸缩来弥补在活塞柱19滑动过程中，活塞柱19上下两侧液体所占用的体积变化的不同；在弹性液囊34和第二管道18之间的通道处于关闭状态时，活塞缸11内位于活塞柱19上下两侧的液体不能进行等量流通，即触发盘27不能进行转动，活塞柱19、活塞杆12和第一铰接杆1不能正常相对第二铰接杆2转动。

上述活塞杆12和活塞缸11之间安装有滑动密封装置，活塞柱19与活塞缸11之间安装有滑动密封装置，触发杆25与活塞缸11之间安装有滑动密封装置，为了具有较好的滑动密封效果，活塞杆上可设置滑套，在滑套与触发杆之间增加密封结构，如轴套23与活塞杆的滑动密封一样。

如图4、8所示，第二管道18的上端固定安装在上述活塞缸11上所开的第二液孔21内，第二管道18的下端固定安装在活塞缸11上所开的第一液孔20内，第一管道3的一端与第二管道18连接，且第一管道3的另一端穿过第二铰接杆2上所开的圆形孔6位于第二铰接杆2外侧；如图15所示，第一管道3穿过第二铰接杆2的一端连接有一个弹性液囊34；第一管道3上安装有开关阀33；开关阀33的作用是控制第二管道18和弹性液囊34的连通状态，关闭开关阀33第二管道18和弹性液囊34之间的通道被关闭，打开开关阀33，第二管道18和弹性液囊34之间的通道被打开。

本发明通过十字万向节5减小了活塞式液压缸4在摆动过程中的自由度，活塞式液压缸4在两个十字万向节5的作用下不能进行自行旋转，提高了该装置的自锁效率。

如图12所示，上述活塞缸11的上端面上固定安装有轴套23，且轴套23与活塞杆12之间安装有两个上下分布的第一密封圈22；第一密封圈22的作用是对活塞杆12和活塞缸11的滑动起到密封作用。

如图9、10所示，上述活塞柱19与活塞缸11的内圆面之间安装有两个上下分布的第二密封圈29；第二密封圈29对活塞柱19和活塞缸11起到密封作用。

如图7所示，上述十字万向节5包括第一铰接轴13、铰接块14、第一铰接头15、第二铰接头16、第二铰接轴17，其中铰接块14上两对称分布的侧面上对称地安装有两个第一铰接轴13，铰接块14上另外两对称分布的侧面上对称地安装有两个第二铰接轴17；第一铰接头15上具有两个对称分布的支耳，第一铰接头15通过两个支耳与两个第二铰接轴17的配合安装在铰接块14上，第二铰接头16上具有两个对称分布的支耳，第二铰接头16通过两个支耳与两个第一铰接轴13的配合安装在铰接块14上。

如图6所示，上述活塞缸11的下端安装有第三连接杆26，第三连接杆26的下端安装有一个十字万向节5，活塞缸11通过第三连接杆26上安装的十字万向节5安装在第二连接杆10上；通过第三连接杆26使得连接活塞缸11与第二连接杆10的十字万向节5位于触发杆25的下侧，防止活塞式液压缸4在摆动过程中与触发杆25发生干涉。

如图13所示，上述触发杆25与活塞缸11上所开的圆形杆孔28之间安装有两个上下分布的第三密封圈30；第三密封圈30对触发杆25和活塞缸11起到密封作用。

如图14所示，上述触发杆25的下端固定安装有安装盘31，触发弹簧24的下端固定安装在安装盘31上，触发弹簧24的上端固定安装在活塞缸11的下端面上。

上述触发弹簧24为拉伸弹簧，触发弹簧24具有预压力，触发弹簧24对触发杆25具有拉力，使得触发杆25的上端一直与触发盘27上的触发斜面32接触；如果活塞柱19相对活塞缸11滑动，活塞柱19带动触发盘27相对活塞缸11滑动，触发盘27滑动的过程中触发杆25在触发弹簧24的拉力下触发杆25的上端也会一直与触发盘27上的触发斜面32保持接触。

上述第二管道18为硬管；硬管空间位置保证活塞缸11在摆动过程中不会与第二管道18发生干涉。第一管道为软管。

上述触发盘27通过焊接的方式安装在活塞柱19的下端。

上述的滑动密封装置也可以为其他现有技术实现，以实现密封为主。

具体工作流程：当使用本发明设计的支架自锁装置，在需要调节角度的时候，控制第一铰接杆1相对第二铰接杆2摆动，当第一铰接杆1相对第二铰接杆2摆动的时候，安装活塞式液压缸4的两个十字万向节5之间的间距也会发生变化；两个十字万向节5之间的间距变化就会使得活塞式液压缸4发生伸缩，即活塞杆12带动活塞柱19在活塞缸11内滑动；活塞柱19在活塞缸11内滑动就会挤压活塞缸11内的液体，使得位于活塞柱19上下两侧的液体通过第二管道18相互流通，且通过弹性液囊34的伸缩来弥补在活塞柱19滑动过程中，因活塞杆12带来的活塞柱19上下两侧液体所占用的体积变化的不同；在第一铰接杆1带动活塞杆12相对第二铰接杆2转动的时候，活塞杆12会带动活塞柱19转动，活塞柱19转动带动安装在其上的触发盘27转动，因为触发盘27的下端具有触发斜面32，在触发盘27转动的时候，触发盘27上的触发斜面32与触发杆25上端接触的位置就会发生变化，这种状态下，在触发弹簧24的作用下，触发杆25就会相对活塞缸11上下滑动，即位于活塞缸11内的触发杆25的长度发生变化，使得活塞缸11内位于活塞柱19下侧的空间内的液体所占用的体积发生变化，通过弹性液囊34的伸缩来弥补在活塞柱19滑动过程中，活塞柱19上下两侧液体所占用的体积变化的不同；在调节完成后，控制安装在第一管道3上的开关阀33使其关闭，这种状态下，位于活塞缸11内的活塞柱19上下两侧液体就不能正常流通，活塞柱19就不能正常在活塞缸11内上下滑动，即活塞式液压缸4不能进行伸缩，第一铰接杆1不能相对第二铰接杆2摆动，同时触发杆25也不能正常在活塞缸11内滑动，活塞柱19不能正常转动，即触发盘27不能进行转动，活塞柱19、活塞杆12和第一铰接杆1不能正常相对第二铰接杆2转动，即第一铰接杆1相对第二铰接杆2在摆动和旋转方向上均被锁死，装置达到自锁功能。

综上所述：本发明设计的万向节装置具有球铰的所有功能，相比于二维铰接，该装置结构简单，操作方便，且容易控制；该装置相比于传统的球铰，可以通过控制第二管道18与弹性液囊34之间的开关阀33来控制第一铰接杆1和第二铰接杆2之间的相对摆动和转动；使得第一铰接杆1和第二铰接杆2达到自锁的功能；如果将该装置应用于医疗领域的支架上，相比于传统的通过二维铰接和万向铰接配合使用的支架，该支架操作起来更加简单，且容易控制，提高了工作人员的工作效率；本发明设计的装置，同一个弹性液囊34可以供多个活塞式液压缸4使用，即通过控制一个液囊的开关可以同时控制多个铰接点的自锁。