CN102821978B - 用于控制台制动的***和方法 - Google Patents

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Abstract

在各个实施方案中，制动***可以包括促动器、与所述促动器连接的棘齿和齿轮板。制动***还可以包括制动衬块、与所述制动衬块连接的外轮和被构造成将所述齿轮板按压在所述制动衬块上的弹性衬垫板。在一些实施方案中，在棘齿阻止齿轮板转动时，齿轮板可以通过在齿轮板和制动衬块之间的摩擦来阻止外轮转动。在一些实施方案中，制动***还可以包括传感器，并且可以根据来自传感器的信号来触发促动器以促动棘齿。

Description

用于控制台制动的***和方法
优先权要求
本申请要求了2010年4月7日提交的名称为“SystemsandMethodsforConsoleBraking”的美国临时专利申请No.61/321621的优先权权益，该申请的发明人为LongQ.Nguyen,JohnKoontz,DavidA.Thoe,MikhailBoukhny,ScottB.Newton,DanielBauen,CassilynBair和LawrenceE.Davis，该申请其全部内容如在这里彻底完全给出的一样被引用作为参考。
技术领域
本发明大体上涉及轮的控制。更具体地说而非限制性地，本发明涉及轮的制动。
背景技术
许多在先的脚轮采用操纵杆来单独锁定/解锁轮(例如在控制台上)。控制台用户可以通过用脚使得操纵杆运动或者通过用其手指够到并且移动操纵杆来锁定或解锁脚轮。另外，这些手动操纵杆脚轮接合/脱开耗时并且使之难以确定每个轮的锁定/解锁状态。另外，在控制台正在运动期间如果需要制动，脚轮有可能不会提供紧急制动(例如，在用户应该松开控制台的情况下)。
发明内容
在各个实施方案中，制动***可以包括促动器、与所述促动器连接的棘齿和齿轮板。制动***还可以包括制动衬块、与所述制动衬块连接的外轮和被构造成将所述齿轮板按压在所述制动衬块上的弹性衬垫板。在一些实施方案中，在棘齿阻止齿轮板转动时，齿轮板可以通过在齿轮板和制动衬块之间的摩擦来阻止外轮转动。在一些实施方案中，弹性衬垫板可以安装在外轮上。
在一些实施方案中，制动***还可以例如通过屏幕输入、遥控、在控制台上的按钮或传感器(例如场效应或电容传感器)接收用户输入。在一些实施方案中，传感器可以设在手术手术台的手柄上以检测来自用户的触摸(例如，在用户抓住手柄以使得控制台运动)。可以根据来自传感器的信号触发促动器以促动棘齿以允许或阻止齿轮板转动。例如，除非通过传感器检测到有触摸，否则促动器可以促动棘齿以阻止齿轮板转动(例如在用户没有抓住手柄期间施加制动)。在一些实施方案中，制动***还可以包括与棘齿连接并且可以由手术控制台的用户够到的手动操纵杆，以便使得用户能够手动促动棘齿以与促动器独立地允许或阻止主齿轮板的转动。
附图说明
为了更全面的理解本发明，现在参照下面结合附图给出的说明，其中：
图1为根据实施方案的应用于制动***的手术控制台；
图2a-c为根据实施方案的制动***的脚轮的剖视图；
图3为根据实施方案的制动***的脚轮的分解视图，显示出制动衬块；
图4a-4c包括根据实施方案的制动***的弹性衬垫和轮板的各个视图；
图5显示出根据实施方案的控制台手柄和传感器；
图6a-6b显示出根据制动***脚轮的可选实施方式；以及
图7显示出根据实施方案的应用制动***的方法的流程图。
要理解的是，前面的发明概述和下面的详细说明两者都只是例举说明，并且只是用来为所要求保护的本发明提供进一步说明。
具体实施方式
图1为应用了制动***的实施方案的手术控制台。在一些实施方案中，手术控制台100可以包括应用了制动***的一个或多个脚轮105，以便于控制台运动和控制。脚轮105可以提供自动制动，例如在控制台100没有被用户推动/拉动时自动地停止控制台100，并且在用户开始推动/拉动控制台时自动地脱开。制动***还可以提供平滑制动以防止控制台100在制动过程期间翻倒。在一些实施方案中，手术控制台100在其它设备中可以包括触摸屏103、流体盒107、手柄119和辅助设备架109。在制动脚轮105在这里针对手术控制台100而言被披露用于眼科手术，但是要理解的是制动脚轮105可以用于其它设备推车和控制台。
图2a-c为制动脚轮105的实施方案的剖视图，并且图3为制动脚轮105的实施方案的分解视图。制动脚轮105可以包括一个或多个齿轮板213，其包括制动衬块接合部分和内棘齿接合部分(也参见图4c)。内棘齿接合部分可以包括沿着其圆周的一组齿以接合在棘齿233上的一个或多个齿。可以通过与棘齿233来阻止齿轮板213的转动。在一些实施方案中，齿轮板213可以通过弹性衬垫板219按压在制动衬块215上。例如，圆形弹性衬垫401可以将齿轮板213按压到制动衬块215中。圆形弹性衬垫401可以为弹性圆形钢弹簧(也可以采用其它材料和结构)。如图4a所示，弹性衬垫401可以(例如通过粘接剂、摩擦配合等)安装在弹性衬垫板219，该弹性衬垫板自身可以安装在外轮217上(例如通过安装位置234)或者为其一部分。在一些实施方案中，齿轮板213的内棘齿233接合部分可以通过在弹性衬垫板219中的孔安装，从而齿轮板213的内棘齿接合部分和制动衬块接合部分可以位于弹性衬垫板219的相对侧面上。安装位置234例如可以搭扣、胶粘或模制到外轮217的接收部分中。也可以考虑其它安装(例如弹性衬垫板219和外轮217可以形成连续部件)。在一些实施方案中，齿轮板213、棘齿233和弹性衬垫板219可以由合适的材料例如金属或塑料制成。
在一些实施方案中，制动衬块215可以安装(例如通过粘接剂)在外轮217上。制动衬块215可以由聚酰亚胺(或者在与齿轮板213接合时提供阻力的另一种材料)制成。在一些实施方案中，齿轮板213可以至少部分夹在制动衬块215和弹性衬垫板219之间，从而在通过在齿轮板213和棘齿233之间的接合阻止齿轮板213的转动时，在齿轮板213和制动衬块215之间的摩擦可以减缓/停止外轮217。图4b显示出在齿轮板213和弹性衬垫板219之间的接触的另一个视图。在可选实施方案中，制动衬块215可以如此与齿轮板213连接，从而在制动衬块215相对于外轮217的运动之间的摩擦会使得外轮217的运动减缓。
在一些实施方案中，棘齿233可以为叉形托架211的一部分，这使得棘齿233离开或接合齿轮板213。叉形托架211可以与销235接触，该销自身可以安装在柱塞杆205上。在一些实施方案中，棘齿可以直接安装在销235和/或柱塞杆205上。在柱塞杆205沿着轮轴上、下运动(例如，至少部分穿过螺纹支柱207)时，销235可以上、下运动。销235的运动可以使得叉形托架211上、下运动，这导致棘齿233通过叉形托架211/棘齿233相对于销235的转动而与齿轮板213接合或脱开。销235可以包括单独销或者可以包括在柱塞杆205和叉形托架211之间的连接部(例如粘接剂)。也可以采用其它销结构。在一些实施方案中，可以触发促动器201来通过线性平移使得柱塞杆205运动，以使得棘齿233运动(使得轮制动或者使得轮能够自由转动)。在一些实施方案中，叉形托架211/棘齿233可以相对于销235运动而不是通过转动(例如通过线性运动)，并且柱塞杆205可以通过促动器201通过线性运动之外的其它运动(例如通过转动)而运动。也可以采用其它相对运动。在一些实施方案中，促动器201可以包括双稳态螺线管，它一旦接合就能够在没有能源的情况下保持住锁定或解锁位置。双稳态螺线管能够减少耗用功率(例如，在位于电池电源上的情况下)，并且提高了设定输送模式的灵活性。也可以考虑其它促动器。例如，促动器201可以为气动促动器、继电器、压电促动器、螺杆促动器等。
在一些实施方案中，外壳239可以包围着促动器201并且使得制动脚轮105与手术控制台100相互作用。在图2a-b中，螺纹立柱207显示出与立柱螺母237脱开(例如拧开)。在使用中，螺纹立柱207可以连接(拧入)到接收立柱螺母237中，以在外壳239和脚轮217之间形成牢固的连接。
如图2c所示，每个脚轮105可以包括两个外轮217，每个具有其自身的齿轮板213、弹性衬垫板219和制动衬块215。在一些实施方案中，棘齿233可以足够宽以接合用于单个脚轮105的两个齿轮板213的内棘齿接合部分。在一些实施方案中，两个棘齿233(每个内棘齿接合部分一个)可以被构造成一体地运动(或者如由促动器201所引导的一样)。在一些实施方案中，脚轮105只有一侧包括齿轮板213、弹性衬垫板219和制动衬块215。在一些实施方案中，脚轮105可以只包括一个外轮217，并且该单个外轮217可以包括齿轮板213、弹性衬垫板219和制动衬块215。也可以考虑其它结构(例如四轮脚轮)。
还有如在图2c中所示一样，外轮217可以通过中央轴225连接。例如，轮217可以通过轴承229与轴225连接(这可以通过粘接剂、摩擦配合等安装在轮上，并且可以与轴225具有低摩擦界面)。在一些实施方案中，可以在齿轮板213和轴225之间使用一个或多个衬套231，以在齿轮板213和轴225之间提供低摩擦界面。在一些实施方案中，轴225可以通过轴螺杆227与轮外壳223连接，这可以在轮外壳223和轴225之间提供固定安装。
在一些实施方案中，制动***还可以包括例如通过触摸屏输入装置(例如通过图标121)、遥控装置123、在控制台100上的按钮125或传感器(场效应或电容传感器)接收用户输入。如图5所示，在一些实施方案中，传感器501可以位于手术控制台100的手柄119上以检测来自用户的接触。传感器501可以为场效应切换传感器例如TouchcellTM传感器(例如采用低阻抗电动场效应技术)，这可以产生出数字逻辑电平切换输出。场效应切换传感器可以产生出电场并且在导电物质(例如人手指)进入该场时检测出电场变化。也可以考虑其它传感器，例如能够检测用户存在的电阻传感器。例如，这些传感器可以包括摄像机、红外检测器等。在一些实施方案中，传感器输入可以用来控制促动器201。例如，在检测到用户与手柄119接触时(表明用户设置成使得手术控制台100运动)，可以给促动器201发信号以松开齿轮板213(例如通过提升棘齿233脱离与齿轮板213接合)。在一些实施方案中，在没有检测到接触时，棘齿233可以保持与齿轮板213接触，以防止手术控制台100意外运动(例如通过不小心碰撞)。
在一些实施方案中，手动锁紧件209也可以与销235连接以提供手动选择来使得棘齿233运动(通过销的运动)，从而与齿轮板213脱开或接合。例如，用户可以使得手动锁紧件209运动以使得棘齿233与齿轮板213脱开，从而使得用户能够移动手术控制台100(例如不必触摸手柄119)。
图6a-b显示出制动脚轮的可选实施方案。该促动器(例如螺线管601)可以与棘齿601设置成一直线。棘齿603可以接合齿轮板605以阻止齿轮板605转动。可以通过弹簧609将齿轮板605压在制动衬块607上(通过弹簧线圈以剖视图显示出)。制动衬块607又可以压在内外壳611上。在一些实施方案中，制动衬块607可以安装在内外壳611上以在制动衬块607的表面和齿轮板605之间提供摩擦，或者可以将制动衬块607安装在齿轮板605上以在制动衬块607的表面和内外壳611之间提供摩擦。如图6b中进一步所示一样，外轮613可以通过中央轴615连接。例如，轮613可以通过轴承617与轴615连接(这可以通过粘接剂、摩擦配合安装在轮613上，并且可以与轴615具有低摩擦界面)。
图7显示出根据实施方案用于实施制动***的方法的流程图。在该流程图中所提供的要素只是例举说明。各个提供的要素可以删除，可以加入其它要素，和/或可以按照与下面所提供的不同顺序进行各个要素。
在701处，用户可以给控制台100提供输入以指示用户将要移动控制台100。例如，用户可以触摸在手柄119上的触摸传感器501。作为另一个实施例，用户触摸显示在触摸屏103上的图标121(作为图形用户界面的一部分)以选择输送模式(例如解锁以便定位、输送和/或存放控制台)。作为另一个实施例，用户可以选择在遥控装置123上的选项(例如推压“解锁”或“移动”按钮)。作为再一个实施例，用户可以按压在控制台上的按钮125或开关以给促动器201发信号以接合或松开齿轮板213。
在703处，可以松开在制动脚轮上的制动器。例如，在接收到来自传感器501的信号时，促动器201可以使得柱塞杆205运动以提升棘齿233脱离与齿轮板213接合。
在705处，可以接收到使得控制台运动停止的指示。例如，用户可以给控制台100提供指示以停止运动。在一些实施方案中，用户可以松开手柄119，因此脱离与传感器501接触。用户接触的存在可以表明控制台将停止运动。在一些实施方案中，用户可以通过按压显示在触摸屏103上的图标121或者通过按压在遥控装置123上的按钮(例如“制动器”或“锁紧件”)来接合制动器。也可以采用其它用户输入来接合制动器。
在707处，控制台100可以在制动脚轮105上施加制动以使得控制台100停止。例如，促动器201可以使得柱塞杆205运动以使得棘齿233与齿轮板213接合，从而使得齿轮板213的转动停止。制动脚轮105的外轮217可以通过在齿轮板213和与轮217连接的制动衬块215之间的摩擦接合而减缓至停止。在齿轮板213和制动衬块215之间的减缓运动(与突然停止相对)可以防止手术控制台100在运输期间在用户不小心松开控制台100的情况下(例如在用户松开手柄119的情况下)防止手术控制台100翻倒。
在一些实施方案，在用户没有抓住手柄119时制动脚轮出故障会使得用户通过抓住控制台手柄119(这可以松开制动器)、使得控制台运动(例如通过使得控制台在手术台附近相对于用户微小运动一小段距离)并且松开手柄(自动地施加制动)来针对控制台作出迅速定位。这使得用户能够迅速重新定位并且锁住控制台，而不必手动地解锁每个脚轮，移动控制台，然后手动地重新锁住每个脚轮。
在一些实施方案中，手术控制台100可以包括一个或多个处理器(例如处理器1001)。处理器1001可以包括单个处理器件或多个处理器件。这种处理器件可以为微处理器、控制器(可以为微控制器)、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、控制电路、模拟电路、数字电路和/或任意根据操作指令来操控信号(模拟和/或数字)的器件。与处理器1001连接和/或嵌入在其中的存储器1003可以为单个存储器件或多个存储器件。这种存储器件可以为只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存器、缓存器和/或存储数字信息的器件。要指出的是，在处理器1001通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实施其功能中的一个或多个时，用来存储相应的操作指令的存储器1003可以嵌入在包括状态机的电路、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路内，或位于其外面。存储器1003可以存储与在这些附图中所示并且所述的至少一些要素对应的操作指令，并且处理器1001可以执行这些操作指令。
本领域普通技术人员可以对所给出的实施方案中作出各种变型。通过阅读在这里所披露的本发明的当前说明书和实践，本领域普通技术人员可以本发明的其它实施方案。本发明的说明书和实施例指示被认为是例举说明，并且本发明的真实精神和范围由下面的权利要求及其等同方案所指出。

Claims (17)

1.一种用于控制台的制动***，包括：
促动器；
齿轮板，其中所述促动器被构造成与所述齿轮板相互作用以防止所述齿轮板转动；
制动衬块；
与所述制动衬块连接的外轮；以及
弹性衬垫板，所述弹性衬垫板被构造成将所述齿轮板压靠着所述制动衬块；
棘齿，其中所述促动器被构造成与所述齿轮板相互作用以通过所述棘齿阻止所述齿轮板转动，其中所述促动器通过柱塞杆与所述棘齿连接；
所述外轮通过可转动的立柱连接装置而与控制台连接，柱塞杆穿过所述立柱连接装置，从而使外轮能够绕与柱塞杆共线的第一旋转轴线旋转并能够绕与柱塞杆中心线偏离并垂直的第二旋转轴线旋转；
其中所述齿轮板被构造成在所述促动器阻止所述齿轮板转动时通过在所述齿轮板和所述制动衬块之间的摩擦来阻止所述外轮的转动。
2.如权利要求1所述的制动***，其中所述促动器为双稳态螺线管。
3.如权利要求1所述的制动***，还包括位于所述控制台的手柄上的至少一个传感器，其中所述至少一个传感器被构造成检测来自人类用户的触摸。
4.如权利要求3所述的制动***，其中所述促动器响应于来自所述至少一个传感器的信号被触发以至少部分阻止所述齿轮板的转动。
5.如权利要求4所述的制动***，其中所述促动器被构造成阻止所述齿轮板的转动，除非通过所述至少一个传感器检测到有触摸。
6.如权利要求3所述的制动***，其中所述至少一个传感器为场效应传感器或电容传感器。
7.如权利要求1所述的制动***，其中所述弹性衬垫板安装在所述外轮上。
8.如权利要求1所述的制动***，还包括与所述棘齿连接并且能够由所述控制台的用户操控的手动操作杆，从而所述控制台的用户能够通过与所述促动器独立的所述手动操作杆手动促动所述棘齿以阻止所述齿轮板转动。
9.一种制动控制台的方法，包括：
使得促动器运动以与齿轮板相互作用，其中在所述促动器和所述齿轮板之间的相互作用阻止所述齿轮板的转动，并且其中所述齿轮板被构造成在所述促动器阻止所述齿轮板转动时通过在所述齿轮板和与外轮连接的制动衬块之间的摩擦来阻止外轮转动；
接收指示用户正要移动所述控制台的用户输入；以及
使得所述促动器运动以解除在所述齿轮板上的制动；其中使得所述促动器运动以与齿轮板相互作用包括：所述促动器使棘齿运动以与所述齿轮板相互作用，其中所述促动器通过柱塞杆与所述棘齿连接；
所述外轮通过可转动的立柱连接装置而与控制台连接，柱塞杆穿过所述立柱连接装置，从而使外轮能够绕与柱塞杆共线的第一旋转轴线旋转并能够绕与柱塞杆中心线偏离并垂直的第二旋转轴线旋转。
10.如权利要求9所述的方法，其中接收用户输入包括：检测到用户与在所述控制台上的至少一个传感器的接触。
11.如权利要求9所述的方法，还包括接收指示以停止所述控制台。
12.如权利要求11所述的方法，其中接收指示以停止所述控制台包括：没有检测到用户与在所述控制台上的传感器接触。
13.如权利要求10所述的方法，其中响应于来自所述至少一个传感器的信号将所述促动器触发以至少部分阻止所述齿轮板的转动。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述促动器被构造成阻止所述齿轮板的转动，除非通过所述至少一个传感器检测到有触摸。
15.如权利要求10所述的方法，其中所述至少一个传感器为场效应传感器或电容传感器。
16.如权利要求9所述的方法，其中一弹性衬垫板被构造成将所述齿轮板压靠着所述制动衬块，并且其中所述弹性衬垫板安装在所述外轮上。
17.一种用于控制台的制动***，包括：
促动器；
与所述促动器连接的棘齿；
齿轮板，其中所述棘齿被构造成与所述齿轮板相互作用以防止所述齿轮板转动；
与所述齿轮板连接的制动衬块；
外轮；以及
弹性衬垫板，所述弹性衬垫板被构造成将所述齿轮板压靠着所述外轮；
位于所述控制台的手柄上的至少一个传感器，其中所述至少一个传感器被构造成检测来自人类用户的触摸，其中所述促动器响应于来自所述至少一个传感器的信号被触发以至少部分阻止所述齿轮板的转动；
其中所述齿轮板被构造成在所述棘齿阻止所述齿轮板转动时通过在所述制动衬块和所述外轮之间的摩擦来阻止所述外轮的转动；
所述促动器通过柱塞杆与所述棘齿连接；
所述外轮通过可转动的立柱连接装置而与控制台连接，柱塞杆穿过所述立柱连接装置，从而使外轮能够绕与柱塞杆共线的第一旋转轴线旋转并能够绕与柱塞杆中心线偏离并垂直的第二旋转轴线旋转。
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