[实用新型]张臂式重锤平衡型激光关节臂

说明书

无论是气体激光器或是固体激光器，当激光输出功率／能量超过过一定数值时，激光器的体积（主要是长度）就显得十分庞大，要想在较大的三维空间灵活地使用这种激光光束，就必需借助于专用光学器械——激光关节臂来实现，本实用新型就是一种结构合理，使用灵活的新型激光关节臂。

国内的激光研究单位和生产厂家，至今为止研制 与生产的激光关节臂，多系三节、四节或五节，再无附属配件，其激光关节臂的光学结构和机械结构如下：每一关节臂处都有一个光学全反射镜，反射镜的镜面与激光束的传送轴向之间的夹角，即入射角为45°，那么根据光学的全反射定律，反射角仍为45°，这样以来，便可把入射激光束刚好转折成90°，为了保证这种光路转折的实现，还必需借助于精密机械来实现，在每一关节处，沿光路轴向方向的横截面上都安置有一个滚珠轴承，让这一关节可绕激光光束的轴向旋转360°，这样，便实现了关节臂可将激光束转折直角，又可绕轴转动的作用。国内的激光治疗机的激光管都是横向放置在激光电源的上部，就医用CO₂激光手术刀／治疗机而言，通常使用的激光输出功率在30瓦（激光管长常约1米）至80瓦（激光管长度约2米）之间，把这么长的激光管装入管盒内（还要加长尺寸）再横放在电源箱体上时，与仪器的电源部分的比例大小就很不协调，激光管这部分占用室内空间又大，更主要的是要想在三维空间使用这种激光机，其激光关节臂的出光刀头的活动自由度仅仅靠关节臂的那么一点点活动范围来调节，这远远达不到实用要求，为此，国内许多厂家往往在激光管盒子的下方增加一个机械结构，利用这个结构来回转和俯仰激光输出光束的空间位置，借以弥补关节臂活动范围大小的不足，但是，这种机构仍然存在着许多缺陷：医生每次使用还得随时调整，不仅仅麻烦和浪费时间，而且其使用空间也仍然局限在一个很小的范围之内，仍然没能根本解决上述难题。

上海医用激光仪器厂生产的YYJG－1A型医用CO₂激光治疗器和南京电子管厂激光技术研究所生产的JL－4型CO₂激光治疗机所使用的激光关节臂是三节关节，南京电子管厂激光技术研究所生产JZZ－2型CO₂激光综合治疗机所使用的激光关节臂是五节关节，以上三种机器的激光管都是横向放置在激光电源箱体上。

为了弥补现有激光关节臂的不足，使之在大范围空间内可灵活转动应用，本实用新型设计了一种关节臂为七节的重锤平衡型激光关节臂，这种新型激光关节臂替代老式激光关节臂，应用到激光医疗仪器上，从而可以提高仪器使用的灵活性，提高激光关节臂刀头在空间的活动范围。

图1为张臂式重锤平衡型激光关节臂示意图。

图2为图1的A向示意图。

根据图示，现将本实用新型的详细内容描述如下：

本实用新型将激光管竖直放置，将设计的激光关节臂附在电源箱体的后侧。这样以来，即使对于很长的激光管（例如2米），仪器的体积特别是横向尺寸将得到大幅度减低，从而大大改变了现在横向放置激光管对仪器外貌带来的严重不协调现象。本实用新型设计的激光关节臂为七节，使用重锤作平衡，如附图所示，图中（1）为激光器的电源和水冷系统，（2）为激光器的电器控制操作盘，（3）为激光管的管盒箱体，激光光束垂直向上出射，（4）、（5）、（6）、（7）、（8）、（9）、（10）、（11）、（12）、（13）为本设计的激光关节臂部分，其中（4）为平衡用重锤，（5）为重锤连接支架，它是一种L形钢体转折支架，图中Ⅰ处有两节关节（6）、（7），其中关节（6）可使关节臂沿水平平面作360°旋转，关节（7）担负关节臂在竖直平面内约270°的旋转，激光管始终固定在激光管盒内，光路的转弯、折射全部靠关节臂处的光学全反射镜来完成，关节臂的外部金属部分，担负着自身的机械强度，以及每处关节的360°旋转作用，所以，Ⅰ处这一部分是关节臂在空间自由活动的粗调部分：图1的Ⅱ处也有两个关节（8）、（9），这两个关节担负着关节臂的两个自由度（两个360°）的调节，其中关节（8）可将激光束与电源箱体（1）拉开很大距离，Ⅱ处的作用基本同Ⅰ处，系关节臂在空间自由活动的中调部分；图1所示的Ⅲ处，有三个关节（10）、（11）、（12），三者相距很近，因为三个关节有三个自由度，对于激光刀刀头（13）在空间活动能起到微调作用。

为了使这七个关节达到力矩平衡，本实用新型在关节（7）、（8）的连杆上靠近关节（7）处的某一位置上，附加重锤连接支架（5），它是一种L型钢体转折支架，在（5）的另一端部再固定一个重锤（4），可以沿重锤支架（5）的轴向做移动并固定下来。