[实用新型]用于回转式设备的平衡装置

说明书

本实用新型涉及一种用于回转式设备的平衡装置，该回转式设备包括能围绕至少一个转轴枢转或摆动的回转体。根据本实用新型，该平衡装置包括磁体组件以及力矩调节机构，其中，所述磁体组件至少包括两个或两个以上的磁体的组合，所述力矩调节机构设置为能调整由所述两个或两个以上的磁体的组合所产生的力矩。本实用新型的平衡装置能产生与回转体的不平衡力矩完美匹配的余弦或正弦形输出力矩，并且具有占用空间小、不会疲劳失效的优点。

技术领域

本实用新型涉及具有回转体的回转式设备，所述回转体例如手术显微镜系统中连接于平衡挂臂的手术显微镜本体(亦称为手术显微镜头部)，该回转体能围绕至少一个转轴枢转或摆动并且能在枢转或摆动后保持其位置或状态，例如可以围绕手术显微镜系统的轴5和轴6枢转的所述手术显微镜本体。更具体地，本实用新型涉及用于使这种回转式设备的回转体在回转过程中，在回转体重心相对于转轴有位置改变的情况下，保持其位置的自平衡装置。

背景技术

已知这样的设备，该设备的主要工作部件布置成相对于设备的机架或基座伸出并且能围绕一个或多个转轴枢转或摆动。在此，将这样的主要工作部件称为“回转体”，并且由此将包括这种工作部件的设备称为“回转式设备”，其中，所述回转体需要在枢转或摆动后，在回转体重心相对于转轴有位置改变的情况下，保持在其枢转或摆动后的位置以便操作人员利用该回转体进行工作。这样的设备常见于医疗设备领域，例如手术显微镜设备或牙科治疗仪。为了使这种悬置的回转体能容易地转动并且自由地停止且保持在枢转或摆动后的任意位置，已有设置自平衡装置来抵抗由回转体在枢转或摆动后因重心位置改变而相对于转轴产生的新的力矩—以下称为“不平衡力矩”，由此使该回转体能停止于任意期望的位置。

美国专利US 5,492,296公开了一种用于光学观察设备的可调节支架。该光学观察设备尤其是指手术显微镜，该可调节支架包括用于显微镜的倾斜轴和枢转轴。为使手术显微镜能够保持平衡，该专利提出一种能够平衡或抵消该手术显微镜本体的重力力矩(不平衡力矩)的能量储存装置，该能量储存装置由安装在弹簧壳体中的螺旋弹簧构成。所述弹簧壳体座放在与倾斜轴相连的承载架中并且能随着该倾斜轴的转动而相对于该承载架转动。这样，当倾斜轴转动(改变手术显微镜的位置)时，弹簧壳体中的螺旋弹簧接收由该转动产生的扭矩，由此即使手术显微镜本体的重心位置改变时，也能保持其平衡。

然而，上述已知方案存在诸多缺点。首先，通过螺旋弹簧输出的力矩是线性的，而由手术显微镜本体的重心位置相对于转轴移动导致的不平衡力矩通常呈现正弦或余弦曲线，因此这种已知的平衡系统在原理或效果上存在一定的限制，不容易实现较好的平衡效果。其次，由于其固有的疲劳强度，螺旋弹簧在长期反复的弯折后容易出现强度下降的问题，甚至出现疲劳失效的风险。最后，为保证强度，这种螺旋弹簧式平衡系统可能需要较大的安装空间。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述现有技术中的问题，并且提出了一种新颖的平衡装置。该平衡装置采用彼此相对布置的永磁体来输出扭转力矩，这样的力矩输出方式为非接触式的，不会产生疲劳失效的问题，而且由此产生的扭转力矩是以正弦或余弦规律变化的，很好地匹配了回转体的需要被平衡的不平衡力矩。

在本实用新型中，“回转体”是指相对于设备的机架或者基座伸出或悬置的一个工作部件，它能围绕至少一个转轴枢转或摆动并且需要在枢转或摆动结束后保持其位置。相应地，包括这种回转体的设备称为“回转式设备”。

具体地，本实用新型提供了一种用于回转式设备的平衡装置，该回转式设备包括能围绕至少一个转轴枢转或摆动的回转体，其中，该平衡装置包括磁体组件以及力矩调节机构，所述磁体组件至少包括两个或两个以上的磁体的组合，所述力矩调节机构设置为可调整由所述两个或两个以上的磁体的组合所产生的力矩。

本实用新型的平衡装置具有如下有利的技术特征，这些技术特征可以单独应用或者以技术上可能的方式任意组合应用：

-所述力矩用来平衡(抵消)回转体的重心相对于转轴所产生的扭矩；