Держатель для физиотерапевтических аппаратов

. (53)5 ЕТЕНИЯ ВТ нии. Держатель содержит ряд рычагов, соединенных шарнирами двух типов. Свободный конец одного крайнего рычага крепится на физиотерапевтическом аппарате, Свободн ый конец другого и редусматри вает установку средства воздействия. При проведении процедур средство воздействия подводится к месту воздействия путем изменения положения рычагов друг относительно друга в шарнирах первого типа и ориентируют в пространстве относительно тела пациента за счет вращения рычагов вокруг оси в шарнире второго типа. Фиксация рабочего положения средства воздействия происходит за счет сил трения, возникающих на контактирующих поверхностях частей шарниров. 1 3. и. ф - лы, 5 ил. уры, поскольку они имеюте и технические свойства.спользуемые для установействия в физиотерапии,для передачи крутящегоемой постоянной величиющейся в течение срокасоответствовать специфииям, предъявляемым к фикой аппаратуре,тройство, используемое впарате УВЧ - 30 (паспорте п рычагов (колен), соедиью шарниров, каждый изан концами сопряженныхенных болтовым соединетрукция, обеспечивая устаздействия в любое рабочеет низкую надежность шарОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТОПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1572652, кл. А 61 М 2/00, 1988.(54) ДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ ФИЗИОТЕРАПЕЪТИЧЕСКИХ АППАРАТОВ(57) Устройство предназначено для установки средств воздействия в рабочее положение при проведении физиотерапевтическихпроцедур, Цель изобретения - повышениенадежности фиксации в заданном положеИзобретение относится к медицинской технике и может использоваться для установки в рабочее положение средств воздействия при проведении фиэиотерапевтических процедур,Известны различные рычажные механизмы с шарнирными соединениями, используемые в общем машиностроении. Применяемые в них шарниры подразделяются, в основном, на два класса: шарнирные соединения типа упругих шарниров с изменяемым крутящим моментом, работающие в првделах зоны упругих деформаций и шарниры с жесткими соединениями, выполненными из металла, и предназначенные для передачи крутящего момента с наименьшими потерями энергии, т. е. с минимальным трением, Оба эти класса шарниров нецелесообразно использовать для физиотерапевтической аппарат другое назначениУстройства, и ки средств возд предназначаются момента с требу ной, неизменя службы и должны ческим требован эиотерапевтичесИзвестно ус переносном ап 370.000 ПС) в вид ненных с помощ которых образов рычагов, соедин нием, Такая конс новку средств во положение, имее 17 О 8359 А10 нира, поскольку на болтовое соединение, кроме силы растяжения, действует крутящий момент, возникающий от взаимодействия друг с другом концов рычагов. Это создает предпосылки к возникновению необратимых пластических деформаций болтового соединения и к ослаблению затяжки соединения, что в конечном счете приводит к выходу шарнира из строя в процессе эксплуатации.Известен держатель, который содержит несколько рычагов (колен), связанных между собой шарнирами двух типов, обеспечивающих либо изменение угла между смежными рычагами, либо возможность их поворота вокруг своей оси.Оба типа шарниров выполнены из аналогичных элементов, различно ориентированных относительно смежных рычагов, связанных ими.Шарнир держателя состоит из двух тонкостенных пластмассовых конических втулок с центральными отверстиями, размещенных в сквозных конических отверстиях, сопряженных плоских выступов рычагов (колен) устройства. На торцовых поверхностях втулок выполнены два выступа в виде сегментов цилиндра, симметричных относительно оси, при этом выступы одной втулки входят в пазы другой и наоборот, Такая конструкция шарнира обеспечивает неподвижное расположение втулок друготносительно друга, исключая возникновение крутящего момента, действующего на болтовое соединение..Фиксация шарнира (неизменное положечие рычагов друг относительно друга) обеспечивается за счет моментов трения, возникающих между контактирующими поверхностями рычагов и втулок и плоских частей рычагов между собой, которые создаются усилием затяжки болтового соединения, стягивающего втулки.При отсутствии крутящего момента, действующего на болтовое соединение, надежность шарнира определяется усилием сжатия этого соединения, создающим момент трения в шарнире, причем, чем оно меньше, тем больше срок службы шарнира, Для правильного функционирования шарнира создаваемый момент трения должен иметь вполне определенную величину, причем эта величина не должна изменяться в процессе эксплуатации.Проанализируем формулу, выражающую зависимость момента трения от силы затяжки болтового соединения и геометрических характеристик контактирующих поверхностей,25 30 35 40 50 55 Момент трения, возникающий в шарнире, Мр создается за счет трения между плоскими частями колен Мтр.п и трения между конусными поверхностями втулок и колен Мтр,к Рассмотрим составляющую момента Мтр,к, считая, что величина Мтр,п постоянная Вз -гзМтр к = 2/3 Рб 1 р -- г зп а(1)В, -где Рб - сила давления, создаваемая болтовым соединением; тр - коэффициент трения между втулкой и коленом;В и г - соответственно больший и меньший радиусы конической поверхности трения,а - угол наклона конусной поверхности.Технологические допуски на литье пластмассы не позволяют получить высокую точность изготовления используемых в известном держателе конических поверхностей, поэтому даже при селективной сборке шарнира невозможно обеспечить достаточно большую площадь контакта трущихся поверхностей, в результате чего получаемое распределенное усилие затяжки болтового соединения, приходящееся на контактирующую зону конусных поверхностей, не позволяет сохранить характеристики материала трущихся поверхностей в зоне упругой деформации,Переход материала контактирующих поверхностей в зону пластической деформации вызывает необратимые. изменения геометрических характеристик сопряженных деталей, что приводит к просадке втулок в отверстия колен, тем самым изменяя площадь контакта трущихся поверхностей. Из формулы (1 видно. что при изменении величины (В - г), а именно она характеризует площадь контакта, и неизменном значении Рб момент трения шарнира Мтр будет также изменяться.В результате такого изменения в реальном шарнире с достаточно большим заданным Мтр требуемую наработку на отказ можно получить лишь при периодическом проведении подрегулировок усилия затяжки в процессе эксплуатации.Кроме того, а это также очень существенно, наличие технологических допусков на изготовление конических поверхностей приводит к неоднозначным значениям площадей контактов в каждом шарнире. Поэтому для создания заданной величины момента трения требуются различные усилия затяжки болтового соединения при сборке каждого шарнирачто исключает возможность применения при сборке технологического инструмента для затяжки болтового соединения с нормированным усилием, например, тарировочного ключа.Цель изобретения - повышение надежности фиксации в заданном положении.Поставленная цель достигается тем, чтов держателе для физиотерапевтических аппаратов, содержащем несколько рычагов,связанных между собой шарнирами двух типов, шарнир первого типа образован концами смежных рычагов, выполненными в видеплоских петель, имеющих центральные отверстия, сопряженных по плоским поверхностям, и фланцами, имеющимицентральные выступы, размещенными с наружных сторон сопрягаемых петель так, чтовыступы фланцев заведены в отверстия петель до зацепления друг с другом, и зафиксирован крепежным элементом,проходящим через сквозные отверстия вофланцах. шарнир второго типа образованфланцем и сопряженными торцами смежных рычагов, в одном из которых в торцевыполнены пазы и по оси рычага жесткозакреплен крепежный элемент, конец другого выполнен в виде стакана с централь. ным отверстием в дне, а фланец имеетцентральные выступы и размещен в стаканетак, что его выступы проходят через отверстие в дне стакана до зацепления с пазамив торце смежного рычага, и зафиксированкрепежным элементом последнего, проходящим через сквозное отверстие во фланце.Фланцы шарнира первого типа размещены в пазах, выполненных с наружныхсторон сопрягаемых петель.Соответствие предлагаемого решениякритерию "существенные отличия" обеспечивается тем, что благодаря признакам, отличающим предлагаемое устройство отизвестных, у него появляется новое свойство, а именно; постоянство момента тренияв шарнирах в течение всего срока эксплуатации, что обусловливает получение поло-.жительного эффекта - повышениенадежности шарниров в работе.На фиг. 1 представлен общий вид держателя; на фиг. 2 - конструктивная схемашарнира первого типа (два варианта); нафиг. 3 - фланец на фиг. 4 - конструкцияпетли (1-й вариант); на фиг. 5 - конструктивная схема шарнира второго типа,Держатель для физиотерапевтическогоаппарата (фиг, 1) содержит несколько рычагов 1, связанных между собой шарнирамидвух типов 2 или 3. Свободный конец одногоиз крайних рычагов 1 закреплен на корпусефизиотерапевтического аппарата (не показан), а в свободном конце другого имеется .гнездо 4 с кулачками 5 для закрепления5 101520 2530354050 этого рычага 1 имеет жестко закрепленныйпо оси рычага 1 крепежный элемент 18, Конец дру;ого сопряженного рычага 1 выполнен ь виде стакана 19 с центральнымотверстием 20 в дне. Оланец 16 имеет центрэльнь;е выступы 21 и аналогичен по консредства воздействия, например. ультразвукового излучателя (не показан).Шарниры первого типа 2 служат для предварительной установки и фиксации средства воздействия у тела пациента путем соответствующего перемещения рычагов 1 в шарнирных соединениях,Для этого каждый шарнир 2 (фиг. 2) образован концами смежных рычагов 1, выполйенными в виде плоских петель 6 (фиг.4), сопряженных по плоским поверхностям и имеющих пазы 7 и центральные отверстия 8, и фланцами 9 (фиг, 3) с центральными выступами 10. Пазы 7 выполнены с наружной стороны сопрягаемых петель 6, а петлимежду собой контактируют по внутренним, относительно центра шарнира, плоским поверхностям. Фланцы 9 размещены в пазах 7 петель 6 так, что их выступы 10 входят в отверстия 8 петель 6 до зацепления друг с другом, обеспечивая центровку петель 6. При этом плоская поверхность 11 фланца 9 контактирует с плоским дном паза 7 петли 6,Шарнир 2 стянут крепежным элементом12, выполненным, например, в виде болтового соединения, проходящим через сквозные отверстия 13 во фланцах 9, причем между гайкой 14 болтового соединения и поверхностью фланцев 9 могут быть установлены плоские и пружинные шайбы 15. Снаружи фланец 9 закрыт защитно-декоративной крышкой (не показана), предохраняющей от доступа к подвижным частям шарнира.Плоские петли 6 на концах смежных рычагов 1 держателя могут быть выполнены без пазов 7, однако этот вариант, хотя и имеет более высокую технологичность при изготовлении, менее предпочтителен, таккак при этом увеличиваются габаритные размеры шарнира и ухудшаются эргономические показатели держателя, так как в этом случае шарнир невозможно закрыть крышкой.Шарниры 3 второго типа предназначены для установки средства воздействия в требуемое рабочее положение относительно патологического очага путем поворота рычагов 1 вокруг своей оси.Для этого каждый шарнир 3 (фиг. 5) образован фланцем 16 и сопряженными торцами смежных рычагов 1, в одном из которых выполнены пазы 17, а сам конецструкции фланцу 9 шарнира 2. Фланец 16 размещен в стакане 19 так, что его выступы 21 проходят через отверстие 20 в дне стакана и входят в зацепление с пазами 17 в торце смежного рычага 1, При этом плоская поверхность 22 фланца 16 контактирует с внутренней поверхностью дна стакана 19.Шарнир 3 стянут крепежным элементом18, выполненным, например, в виде винта, проходящим через сквозное отверстие 23 во фланце 16 внутрь стакана 19, где оно зафиксировано, например, гайкой 24, причем между гайкой 24 и поверхностью фланца 16 могут быть установлены плоские и пружинные шайбы 25.Держатель работает следующим образом.Свободный конец одного крайнего рычага 1 жестко закрепляют на физиотерапевтическом аппарате, Средство воздействия, например, ультразвуковой излучатель, закрепляют на свободном конце другого крайнего рычага 1, Средство воздействия подводят к участку тела пациента, подлежащего воздействию путем изменения взаимного положения рычагов 1 друг относительно друга в шарнирах 2 и вращения рычагов 1 вокруг оси в шарнирах 3 под воздействием внешней силы, При достижении средством воздействия заданного рабочего положения внешнюю нагрузку снимают и взаимное перемещение рычагов прекращается. При этом обеспечивается фиксация положения средства воздействия эа счет сил трения, возникающих в шарнирах, на контактирующих поверхностях сопряженных частей шарниров; в шарнире 2 - сопряжение плоских поверхностей петель 6 и поверхность сопряжения 11 фланцев 9 с петлями 6, в шарнире 3 - торцы сопряженных рычагов 1 и поверхность сопряжения 22 фланца 16 с внутренней поверхностью дна стакана 19. Усилия сжатия элементов шарниров 2 и 3, заданные крепежными элементами 12 и 18, определяющие величину силы трения, необходимую для фиксации средства воздействия, выбирая в зависимости от его веса 0 и расстояния от него до центра . соответствующего шарнира 1 аким образом, чтобы передаваемый весом момент был меньше, чем создаваемый момент трения М,р т. е. 6Мтр.Так как трение происходит по двум плоскостям одновременно,1 и И момент трения в шарнирном соединении будет равен:ГМр = 2/3 Рб тр (Й + г) д - + - ++ (Г 1 + г) --- - = 2 3 Рб 1 тр (Кф + Кп)г 1+ г9 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 где Рб - усилие сжатия болтового соединения; г 1 - наружный радиус фланца; г - радиус центрального отверстия петель; Юр - коэффициент трения; Кф, Кп - коэффициенты формы трущихся поверхностей,Как видно из формулы, величина момента трения зависит от усилия затяжки и геометрических характеристик трущихся поверхностей, а геометрическая характеристика Кф, описывающая трение фланца, всегда больше такой же характеристики трущихся поверхностей конусов известного держателя, так как в предлагаемом решении зи а - параметр наклона конуса (формула(1 всегда равен 1, Это позволяет для создания такой же, как в известном держателе, величины момента трения уменьшить величину усилия затяжки по сравнению с известным держателем, что повышает срок службы предлагаемого держателя.При этом в отличие от известного держателя, величина момента трения остается постоянной при неизменном усилии затяжки, поскольку, контактирующие по плоскости детали работают при большей площади контакта в пределах зоны упругих деформаций. Это позволяет отказаться ог подрегулировок в процессе эксплуатации.Кроме того, с точки зрения технологичности изготовление и сборка шарнира предложенной конструкции значительно упрощается и удешевляется Так, литьевые детали становятся проще по конфигурации и с одинаковой толщиной стенок, что обеспечивает большую повторяемость при серийном изготовлении устройства.Предлагаемый держатель разработан по теме М 1-086 ВНИИМП,Испытания опытных образцов держателя подтвердили указанные преимущества предлагаемого решения, в частности наработка предлагаемого держателя по сравнению с известным повысилась в 4-5 раз (от 2-2,5 тыс.циклов в известном держателе до 10 - 12 тыс,циклов в предлагаемсм решении),Формула изобретения 1. Держатель для физиотерапевтических аппаратов, содержащий ряд рычагов, соединенных между собой шарнирами первого типа, причем рычаги снабжены шарнирами второго типа для осевого перемещения,отличаю щи йсятем,что, с целью повышения надежности фиксации в заданном положении, шарнир первого типа образован фланцами и концами смежных рычагов и заФиксирован крепежным элементом, при этом концы рычагов выполнены в виде плоских петель, имеющих центральные отверст 1 я и сопряженных по плоским поверхностям, фланцы имеют центральныевыступы и размещены с наружных сторон сопрягаемых петель так, что выступы фланцев заведены в отверстия петель до зацепления друг с другом, а крепежный элемент проходит через сквозные отверстия во фланцах, шарнир второго типа образован фланцем и сопряженными торцами смежных рычагов, в одном иэ которых в торце выполнены пазы и жестко закреплен по оси рычага крепежный элемент, конец другого выполнен в виде стакана с центральным отверстием д дне, э фланец имеет центральные выступы и размещен в стакане так, что его выступы проходят через отверстие в дне стакана до зацепления с пазами в торце 5 смежного рычага, и зафиксирован крепежным элементом последнего, проходящим через сквозное отверстие во фланце,2, Держатель по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что фланцы шарнира первого типа 10 размещены в пазах, выполненных с наружных сторон сопрягаемых петель.1708359 Л 28 1 У Я Составитель К. Викторовдактор И. Сегляник Техред М.Моргентал Корре емчик здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 10 изводств 379 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5