一種具有鎖定裝置的5自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的一實(shí)施例涉及具有鎖定裝置的5自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其安裝于醫(yī)院等用于 在接近患者的位置上獲取圖像的超聲波攝影設(shè)備。更具體地，涉及一種5自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)， 其包括基座、第一臂、第二臂、第三臂、第四臂、被支撐體連接單元，所述第一臂具有第一鎖 定裝置，所述第四臂具有第二鎖定裝置，所述第一臂與所述第四臂間具有連接件，從而限制 所述5自由度中的4自由度。
【背景技術(shù)】
[0002] 該部分說(shuō)明內(nèi)容僅僅是為了給本發(fā)明的實(shí)施例提供背景信息，而不構(gòu)成現(xiàn)有技 術(shù)。
[0003] 超聲波攝影設(shè)備作為獲取患者身體內(nèi)部圖像的設(shè)備得到廣泛使用。具有被支撐體 和探頭部分（probe portion)的一體成型的超聲波攝影設(shè)備相對(duì)較小，其通過(guò)主機(jī)下側(cè)安 裝的滑輪（wheel)便于移動(dòng)。
[0004] 另外，作為超聲波攝影設(shè)備的被支撐體的一實(shí)施例，可以考慮顯示裝置，這種顯示 裝置正由CRT (陰極射線(xiàn)管）向LCD (液晶顯示器）進(jìn)化，因此被支撐體的重量也趨于減小， 從而可以將具有多個(gè)關(guān)節(jié)臂的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于主機(jī)的上部和被支撐體之間。
[0005] 具有多個(gè)關(guān)節(jié)臂的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠使被支撐體容易地、迅速地移動(dòng)，使其在水平、垂 直及對(duì)角線(xiàn)等方向移動(dòng)，而且能夠使被支撐體移動(dòng)至與主機(jī)相隔預(yù)定距離的位置上。
[0006] 但是，安裝在具有多個(gè)關(guān)節(jié)臂的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的被支撐體由于在搬運(yùn)或者保管主機(jī)的 過(guò)程中發(fā)生的振動(dòng)或者外力沖擊等，其位置會(huì)發(fā)生較大變化。這種被支撐體的位置變化導(dǎo) 致主機(jī)搬運(yùn)或者保管上的不方便，而且搬運(yùn)主機(jī)的過(guò)程中，會(huì)存在被支撐體碰撞墻面或者 與行人發(fā)生碰撞的可能性，其結(jié)果，被支撐體損壞或者使行人或者搬運(yùn)者受到傷害。
[0007] 因此，急需開(kāi)發(fā)一種能夠鎖住（lock)具有多個(gè)關(guān)節(jié)臂的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)臂的鎖 定裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的主要目的在于，提供一種可鎖定的5自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于：基 座；第一臂，其位于所述基座上側(cè)并可以垂直軸為中心左右轉(zhuǎn)動(dòng)；第二臂，其一側(cè)具有鉸接 單元，且位于所述第一臂上側(cè)并可以垂直軸為中心左右轉(zhuǎn)動(dòng)；第三臂，其包括臂頭和一側(cè)與 所述臂頭相連接的多個(gè)連桿，所述第三臂與所述鉸接單元連接且可以水平軸為中心上下轉(zhuǎn) 動(dòng)；第四臂，其位于所述臂頭下側(cè)且可以垂直軸為中心左右轉(zhuǎn)動(dòng)；連接單元，其一側(cè)與被支 撐體連接，另一側(cè)與所述第四臂連接，而且可以水平軸為中心上下轉(zhuǎn)動(dòng)；以及第一鎖定裝 置，當(dāng)所述基座和所述第一臂到達(dá)預(yù)定的相對(duì)位置時(shí)，所述第一鎖定裝置鎖定（lock)所述 第一臂的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009] 本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種5自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于：基座；第一臂，其位 于所述基座上側(cè)并可以垂直軸為中心左右轉(zhuǎn)動(dòng)；第二臂，其一側(cè)具有鉸接單元，且位于所述 第一臂上側(cè)并可以垂直軸為中心左右轉(zhuǎn)動(dòng)；第三臂，其包括臂頭和一側(cè)與所述臂頭相連接 的多個(gè)連桿，所述第三臂與所述鉸接單元連接且可以水平軸為中心上下轉(zhuǎn)動(dòng)；第四臂，其位 于所述臂頭下側(cè)且可以垂直軸為中心左右轉(zhuǎn)動(dòng)；連接單元，其一側(cè)與被支撐體連接，另一側(cè) 與所述第四臂連接，而且可以水平軸為中心上下轉(zhuǎn)動(dòng)；以及第一鎖定裝置，當(dāng)所述基座和所 述第一臂到達(dá)預(yù)定的相對(duì)位置時(shí)，所述第一鎖定裝置鎖定（lock)所述第一臂的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010] 此外，本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種超聲波攝影設(shè)備，其特征在于包括：基座；所述 基座上依次連接的第一臂、第二臂、第三臂、第四臂及被支撐體連接單元；以及鎖定所述基 座和所述第一臂的連接單元的第一鎖定裝置。
[0011] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，鎖定裝置用于限制包括基座、第一臂、第二臂、 第三臂、第四臂及被支撐體連接單元的5自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的4自由度，通過(guò)使用該鎖定裝置 能夠限制在搬運(yùn)或者保管超聲波攝影設(shè)備過(guò)程中發(fā)生的振動(dòng)或者碰撞等導(dǎo)致安裝在具有 多個(gè)關(guān)節(jié)臂的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)上的被支撐體的位置改變。
[0012] 此外，可通過(guò)限制該被支撐體的位置變化，為搬運(yùn)或者保管主機(jī)時(shí)提供方便，并且 減少了搬運(yùn)主機(jī)的過(guò)程中被支撐體損壞或者使行人或者搬運(yùn)人受到傷害的可能性。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是顯示5自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖和部分放大圖。
[0014] 圖2是顯示第三臂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0015] 圖3是顯示被支撐體連接單元的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖4是顯示第一臂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 圖5是顯示圖1的臂頭和第四臂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖6是顯示掛鉤鎖定裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0019] 圖7是顯示掛鉤鎖定裝置的側(cè)視圖。
[0020] 圖8是顯示臂鎖定解除操作單元的組件的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的部分實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。標(biāo)注附圖標(biāo)記時(shí)，即使相同 技術(shù)特征在不同的附圖中出現(xiàn)，也盡可能使用了相同的附圖標(biāo)記。同時(shí)還要注意，在通篇 說(shuō)明書(shū)中，如果認(rèn)為對(duì)相關(guān)已知的技術(shù)特征和功能的具體說(shuō)明可能會(huì)導(dǎo)致本發(fā)明主題不清 楚，則省略其詳細(xì)說(shuō)明。
[0022] 而且，說(shuō)明本發(fā)明時(shí)，可以使用第一、第二、A、B、（a)、（b)等用語(yǔ)。這些用語(yǔ)僅僅 是為了區(qū)分相應(yīng)技術(shù)特征與其他技術(shù)特征，并非限定其本質(zhì)、次序或順序等。如果說(shuō)明書(shū)記 載一技術(shù)特征與另一技術(shù)特征"連接"、"結(jié)合"或"接觸"，可以理解為一技術(shù)特征與另一技 術(shù)特征直接連接或接觸，也可以理解為各技術(shù)特征之間有另一技術(shù)特征與之相"連接"、"結(jié) 合"或"接觸"。
[0023] 圖1是顯示5自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)1的側(cè)視圖和部分放大圖。首先，原始位置狀態(tài)是 指圖1中所示的狀態(tài)，即第一臂3和第三臂5重疊，基座2和第四臂6不進(jìn)行左右轉(zhuǎn)動(dòng)的狀 態(tài)下，面向5自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)1的前方的狀態(tài)。
[0024] 5自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)1包括基座2、第一臂3、第二臂4、第三臂5、第四臂6及被支撐 體連接單元7?；?支撐在主機(jī)上，其上側(cè)具有第一臂休止面9,第一臂休止面9的中央 具有第一轉(zhuǎn)動(dòng)支撐孔10。
[0025] 第一臂3連接在基座2上且可以垂直軸為中心左右轉(zhuǎn)動(dòng)，其一側(cè)具有第一端部11， 其另一側(cè)具有第二端部12,第一端部11的中央具有垂直設(shè)置的第一端部軸13,第二端部12 的中央具有垂直設(shè)置的第二轉(zhuǎn)動(dòng)支撐孔14,第一端部軸13插在第一轉(zhuǎn)動(dòng)支撐孔10內(nèi)，而且 在基座2上能夠以第一端部軸13為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。第一臂3在基座2的第一臂休止面9上轉(zhuǎn) 動(dòng)范圍是，以原始位置狀態(tài)為準(zhǔn)相對(duì)于基座2能夠左右轉(zhuǎn)動(dòng)90度。
[0026] 第二臂4上部具有鉸接單元15,其連接在第一臂3上且以垂直軸為中心能夠進(jìn)行 左右轉(zhuǎn)動(dòng)，其下部具有第三端部16,而第三端部16的中央具有垂直設(shè)置的第三端部軸17， 第三端部軸17插在第二轉(zhuǎn)動(dòng)支撐孔14,在第二端部12上可以第三端部軸17為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。 第二臂4在第一臂3的第二端部12上轉(zhuǎn)動(dòng)放的范圍是，以原始位置狀態(tài)為準(zhǔn)相對(duì)于第一臂 3能夠左右轉(zhuǎn)動(dòng)90度。
[0027] 5自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)1具有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置分別設(shè)置在基座2和第一 臂3之間、第一臂3和第二臂4之間以及第三臂5和第四臂6之間。所述三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的 結(jié)構(gòu)均類(lèi)似，為了便于說(shuō)明，以基座2和第一臂3之間的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0028] 觀(guān)察基座2和第一臂3之間的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)可知，第一端部軸13插設(shè)于基座2 上的第一轉(zhuǎn)動(dòng)支撐孔10中，在這種插設(shè)狀態(tài)下第一端部軸13與連接板25相結(jié)合。第一端 部軸13和第一轉(zhuǎn)動(dòng)支撐孔10之間插設(shè)有能夠起到潤(rùn)滑作用的、例如以工程塑料為材料的 圓筒形套。
[0029] 被支撐體連接單元7以水平軸為中心能夠上下轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第四臂6上，而且以 垂直軸為中心，在前方-90度、后方15度的范圍內(nèi)傾斜，與第四臂6的轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)關(guān)。
[0030] 圖2是顯示第三臂5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖2(a)是第三臂5的俯視圖，圖2(b) 是第三臂5的仰視圖。第三臂5包括臂頭18和多個(gè)連桿19。圖2圖示了四個(gè)連桿19。參 照?qǐng)D2,四個(gè)連桿19用于連接臂頭18和第二臂4,第三臂5的左側(cè)和右側(cè)各有兩個(gè)且平行 地上下布置。四個(gè)連桿19的一側(cè)分別與第二臂4的鉸接單元15的兩個(gè)連接軸21連接，而 另一側(cè)分別與臂頭18上的兩個(gè)連