[發明專利]一種手術顯微鏡設備的平衡臂懸停調力機構

有效

• 申請號: 202310324133.3
• 申請日: 2023-03-30
• 公開（公告）號: CN116327386B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 朱劍鋒;王凱
• 申請（專利權）人: 蘇州西默醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B90/25
• 分類號: A61B90/25
• 代理公司: 蘇州優博知識產權代理事務所(普通合伙) 32487
• 代理人: 夏志杰

1.一種手術顯微鏡設備的平衡臂懸停調力機構，包括移動支架(1)、座頭(2)、上安裝頭(3)和下安裝頭(9)，其特征在于，所述上安裝頭(3)和下安裝頭(9)之間設置有平衡懸架組件，且上安裝頭(3)設置在座頭(2)下側位置上，所述平衡懸架組件包括沿從上到下設置的上懸架(6)和下懸架(7)，所述上懸架(6)和下懸架(7)兩端位置分別與上安裝頭(3)、下安裝頭(9)之間為轉動連接；

所述上安裝頭(3)內部沿豎直方向滑動安裝有調節塊(12)，所述調節塊(12)靠近平衡懸架組件的一側轉動安裝有位移傳感器(17)，所述下懸架(7)內部中段位置上安裝有定位卡頭(14)，所述位移傳感器(17)的傳動桿末端位置上安裝有托頭(16)，所述定位卡頭(14)靠近托頭(16)的一側開設有卡槽(15)；

所述上懸架(6)靠近下安裝頭(9)的位置上安裝有定位塊(10)，所述定位塊(10)中設置有定向桿(26)，所述定向桿(26)與上懸架(6)呈平行設置，且定向桿(26)一端與下安裝頭(9)之間為轉動連接，所述下懸架(7)中安裝有電動推缸(13)，所述電動推缸(13)傳動桿末端安裝有對應定位塊(10)的推力楔塊(11)；

所述座頭(2)安裝在移動支架(1)上，且座頭(2)內部設置有回力交互系統，所述回力交互系統包括集成模塊(21)、拉力傳感器(20)和調節框(18)。

2.根據權利要求1所述的一種手術顯微鏡設備的平衡臂懸停調力機構，其特征在于，所述拉力傳感器(20)傳動軸上綁縛有牽引繩(4)，所述調節框(18)之間安裝有兩個穿線桿(23)，所述牽引繩(4)分別繞在穿線桿(23)上，且牽引繩(4)貫穿至座頭(2)的外部；

所述上懸架(6)上表面靠近下安裝頭(9)的一端安裝有固線座(8)，且上懸架(6)上表面位于固線座(8)一側安裝有多個穿線環(5)，所述牽引繩(4)位于穿線環(5)的內部，且牽引繩(4)末端安裝在固線座(8)上。

3.根據權利要求2所述的一種手術顯微鏡設備的平衡臂懸停調力機構，其特征在于，兩個所述穿線桿(23)上開設有與牽引繩(4)匹配的線滑槽(24)，且穿線桿(23)對應線滑槽(24)的位置上安裝有卡線環(25)，兩個所述線滑槽(24)的開口方向分別為向上和向下，所述座頭(2)對應調節框(18)的位置上安裝有兩個微型伺服電機(19)，兩個所述微型伺服電機(19)沿調節框(18)呈對稱設置，且微型伺服電機(19)的輸出軸與調節框(18)的中心點位置之間相連接。

4.根據權利要求1所述的一種手術顯微鏡設備的平衡臂懸停調力機構，其特征在于，所述上安裝頭(3)下側位置螺紋連接有調節螺絲(22)，所述調節螺絲(22)與調節塊(12)之間為螺紋連接，所述調節螺絲(22)與調節塊(12)、上安裝頭(3)相交處開設有螺紋槽，所述調節塊(12)、上安裝頭(3)中的螺紋槽攻絲方向相反。

5.根據權利要求1所述的一種手術顯微鏡設備的平衡臂懸停調力機構，其特征在于，所述位移傳感器(17)相對于下懸架(7)為傾斜設置，所述上懸架(6)和下懸架(7)之間相平行，且上懸架(6)和下懸架(7)的長度相等。

6.根據權利要求1所述的一種手術顯微鏡設備的平衡臂懸停調力機構，其特征在于，所述上懸架(6)和下懸架(7)通過調節框(18)的角度設置有三種形態，具體如下：

A：上懸架(6)、下懸架(7)相對于水平面呈向上傾斜狀，此狀態下的調節框(18)為逆時針旋轉，增加牽引繩(4)在穿線桿(23)上的卷繞量；

B：上懸架(6)、下懸架(7)與水平面之間相平行，此狀態下，調節框(18)相對于A形態中的調節框(18)位置為順時針旋轉；

C：上懸架(6)、下懸架(7)相對于水平面呈向下傾斜狀，且此狀態下，調節框(18)的旋轉角度大于B形態中調節框(18)的旋轉角度。

7.根據權利要求1～6所述的一種手術顯微鏡設備的平衡臂懸停調力機構，其特征在于，所述集成模塊(21)由數據收集模塊、數據分析模塊和數據交互模塊組成，具體如下：

數據收集模塊：用于收集電動推桿(13)的推力數值Ni、拉力傳感器(20)的拉力數值Nb、位移傳感器(17)的輸出扭矩Lk、位移傳感器(17)的作用長度Li以及定位卡頭(14)相對于下懸架(7)的安裝長度La，其中位移傳感器(17)的輸出扭矩Lk等于調節塊(12)下表面相對于定位卡頭(14)沿豎直方向的徑向距離，位移傳感器(17)的作用長度Li等于定位卡頭(14)與調節塊(12)沿水平方向的徑向距離，并將推力數值Ni、拉力數值Nb和輸出扭矩Lk通過轉換為電信號傳輸到數據分析模塊中，推力數值Ni、拉力數值Nb、作用長度Li為動態變量，其中安裝長度La、輸出扭矩Lk為靜態定量；

數據分析模塊：以數據收集模塊反饋的電信號數據，建立關于推力數值Ni的動態模型：其中T＝[(Li-La)*(Lk/La)]²，其中Li大于Lk，其中的Lk的數值通過調節螺絲(22)撥動調節塊(12)移動而改變，并根據上懸架(6)和下懸架(7)中A、B、C三種形態，將Nb的數值設置為：A形態下的Nb數值上限標定為Nb↑，B形態下的Nb數值上限標定為△Nb，C形態下的Nb數值上限標定為Nb↓，并對數值Nb劃分為三個范圍：Nb↑～(1-Lk/La)△Nb、△Nb～(1-Lk/La)△Nb以及△Nb～Nb↓，其中Nb↑＞Nb↓；

賦予位移傳感器(17)的長度為數值Lo，在B形態中，Li＝La，并賦予△Lo，對A形態和C形態中的數值Lo分別賦予Lo↑和Lo↓，且Lo↑＜Lo，Lo↓＜Lo，換算到Li的計算公式：并代入到和T＝[(Li-La)*(Lk/La)]²，根據計算結構，得出如下分析數據：

數據一：在上懸架(6)、下懸架(7)與水平面相平行時，對應為B形態，Li＝La，其中T＝0，計算得到的Ni＝Nb/(Lk/La)，且拉力數值Nb滿足于△Nb＞Nb＞(1-Lk/La)△Nb；

數據二：在上懸架(6)、下懸架(7)處于A形態時，并且拉力數值Nb滿足(1-Lk/La)△Nb＜Nb＜Nb↑；

數據三：在上懸架(6)、下懸架(7)處于C形態時，并且拉力數值Nb滿足△Nb＜Nb＜Nb↑；

根據三種數據中得到的Li通過計算得到Ni；

數據交互模塊：數據交互模塊接收到來自數據分析模塊中的分析數據，根據分析數據響應如下動作：

結合數據一、數據二和數據三中的分析數據，啟動電動推缸(13)，控制推力楔塊(11)沿靠近定位塊(10)的方向移動，對定位塊(10)施加推力Ni，施加的推力Ni是以對應形態中的拉力數值Nb為參照數據，以Li為變量，Lk/La的數據標定為修正因子定參數，通過電動推桿(13)施加的推力Ni控制上懸架(6)和下懸架(7)之間處于動態平衡，對上懸架(6)和下懸架(7)進行動態力補償，數據收集模塊再次以數據交互模塊執行的動作進行重新數據收集。