ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО РАЗВОРОТА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ И ХИРУРГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ТОРОИДАЛЬНОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ВЫДВИЖНОЙ КРЫШКОЙ (ВАРИАНТ РУССКОЙ ЛОГИКИ - ВЕРСИЯ 15) Российский патент 2015 года по МПК A61G13/10 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении различных медицинских процедур.

Известна функциональная структура разворота диагностических и хирургических элементов многофункциональной диагностико-хирургической робототехнической системы операционного стола с возможностью информационно компьютерного управления (патент UA №72485 Ю.И. Русанова), которое включает вертикальный корпус с возможностью изменения высоты, который позиционно расположен на основании, которое закреплено на неподвижной поверхности и выполнено в виде цилиндра с внешними ребрами жесткости, внутри которого зафиксирована нижняя часть вертикального корпуса, выполненного в виде двух соосных цилиндров: внешнего и внутреннего, с возможностью поворотно-поступательного сдвига внутреннего цилиндра корпуса относительно внешнего цилиндра корпуса, между которыми расположены направляющие в виде двух последовательных колец с полукруглыми пазами, в которых расположены продольные направляющие, закрепленные из внутренней поверхности внешнего цилиндра и внешней поверхности внутреннего цилиндра, при этом в нижней части внешнего цилиндра и на расстоянии от верхней части внутреннего цилиндра зафиксирована верхняя и нижняя вставные шайбы, на противоположных сторонах которых выполнены круглые пазы, а между ними расположен линейный привод поворотный поступательного перемещения внутреннего цилиндра относительно внешнего неподвижного цилиндра, при этом на верхней вставной шайбе закреплен привод с редуктором, внешняя шестерня которого функционально связана с внутренней зубчатой шестеренкой крышки вертикального корпуса, при этом крышка выполнена в нижней части с возможностью разворота внутри внутреннего цилиндра корпуса с возвратно поступательным сдвигом, а верхняя часть крышки выполнена по размеру больше, чем диаметр внешнего цилиндра неподвижной части корпуса и расположенная над верхней частью внутреннего цилиндра корпуса с возможностью возвратно поступательного вращения, к которой под углом 120° зафиксированы три устройства индивидуального подъема корпусов со сферической внешней поверхностью с диагностическими элементами и хирургическими элементами (прототип).

Известный прототип имеет технические возможности, которые заключаются в возможности разворота диагностических и хирургических элементов относительно медицинского стола.

Недостатком известного технического решения является ограничение функциональных возможностей, которые заключаются в том, что медицинский стол и функциональная структура разворота диагностических и хирургических элементов не совмещены в единой робототехнической системе.

Техническим результатом предложенного изобретения является расширение функциональных возможностей путем функционально законченной робототехнической системы.

Указанный технический результат достигается следующей функциональной структурой.

Функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и с возможностью разворота посредством шестеренки разворота, а также включает привод с редуктором разворота, который функционально связан с шестеренкой разворота, нижнюю шайбу с осевым отверстием, подшипники, устройства удержания диагностических и хирургических элементов, привод с редуктором вертикального смещения, который функционально связан с шестеренкой с осевым отверстием, при этом введен стержень вертикального возвратно-поступательного смещения, верхняя часть которого с закрепленной на конце шестеренкой вертикального смещения посредством подшипников и зафиксирована в осевом отверстии промежуточной шайбы и в осевом отверстии круглой опорной пластины, а на нижней части стержня вертикального возвратно-поступательного смещения выполнена спиралевидная нарезка, которая функционально связана с внутренней осевой спиралевидной нарезкой круглой шайбой возвратно-поступательного вертикального смещения, в которой по окружности с равным шагом выполнены отверстия, где расположены с возможностью возвратно-поступательного смещения нижние концы вертикальных стержней, в которых верхние части последовательно зафиксированы в аналогично выполненных отверстиях круглой опорной пластины и в аналогично выполненных отверстиях промежуточной шайбы, а также в соответствующих отверстиях верхней шайбы с осевым отверстием, на которой закреплен привод с редуктором вертикального смещения функционально связанный с шестеренкой вертикального смещения и привод с редуктором разворота, который функционально связан с шестеренкой разворота, которая зафиксирована в верхней внутренней части вертикального цилиндрического корпуса, а верхние концы вертикальных стержней закреплены в соответствующих отверстиях крышки, которая закреплена соосно с нижней частью выдвижной крышки тороидальной робототехнической системы с выдвижными элементами для проведения медицинских процедур, при этом в цилиндрическом осевом отверстии опорной шайбы зафиксированы первая группа опорных подшипников, а верхняя цилиндрическая часть ее посредством винтов с втулками закреплена внутри средней части вертикального цилиндрического корпуса, при этом винты с втулками позиционно расположены в вертикальных пазах, которые выполнены в верхней части нижнего цилиндрического корпуса, внутри нижней части его зафиксирована нижняя шайба с осевым отверстием, внутри которой закреплены вторая группа опорных подшипников для возвратно-поступательного разворота вокруг вертикальных стержней на верхней поверхности круглой шайбы возвратно-поступательного вертикального смещения, при этом устройства удержания корпусов диагностических и хирургических элементов выполнены электромагнитными, на которых в двух электромагнитных захвата удерживаются корпусы диагностических и хирургических элементов и они с равным шагом и последовательно зафиксированы на внешней поверхности нижнего цилиндрического корпуса с возможностью возвратно-поступательного вертикального смещения относительно вертикального цилиндрического корпуса.

На фиг. 1 изображена функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой. На фиг. 2 изображена тороидальная робототехническая система с выдвижной крышкой и исполнительными выдвижными элементами для выполнения различных медицинских процедур. На фиг. 3 изображен напольный вариант тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой.

Функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая вертикальный цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 и с возможностью разворота посредством шестеренки разворота 3, а также включает привод с редуктором разворота 4, который функционально связан с шестеренкой разворота 5, нижнюю шайбу 6 с осевым отверстием, подшипники, устройства удержания диагностических и хирургических элементов, привод с редуктором 7 вертикального смещения, который функционально связан с шестеренкой с осевым отверстием 8. При этом введен стержень вертикального возвратно-поступательного смещения 9, верхняя часть которого с закрепленной на конце шестеренкой 8 вертикального смещения посредством подшипников 10 и 11 зафиксирована в осевом отверстии промежуточной шайбы 12 и в осевом отверстии круглой опорной пластины 13, а на нижней части стержня вертикального возвратно-поступательного смещения 9 выполнена спиралевидная нарезка, которая функционально связана с внутренней осевой спиралевидной нарезкой круглой шайбой 14 возвратно-поступательного вертикального смещения, в которой по окружности с равным шагом выполнены отверстия, где расположены с возможностью возвратно-поступательного смещения нижние концы вертикальных стержней 15, в которых верхние части последовательно зафиксированы в аналогично выполненных отверстиях круглой опорной пластины 13 и в аналогично выполненных отверстиях промежуточной шайбы 12, а также в соответствующих отверстиях верхней шайбы 16 с осевым отверстием, на которой закреплен привод с редуктором 7 вертикального смещения функционально связанный с шестеренкой 8 вертикального смещения и привод с редуктором разворота 4, который функционально связан с шестеренкой разворота 5, которая зафиксирована в верхней внутренней части вертикального цилиндрического корпуса 1, а верхние концы вертикальных стержней закреплены в соответствующих отверстиях крышки 2, которая закреплена соосно с нижней частью выдвижной крышки 17 тороидальной робототехнической системы 18 (фиг. 2) с выдвижными элементами 19 для проведения медицинских процедур, при этом в цилиндрическом осевом отверстии опорной шайбы 20 зафиксированы первая группа опорных подшипников 21, а верхняя цилиндрическая часть ее посредством винтов с втулками 22 закреплена внутри средней части вертикального цилиндрического корпуса 1, при этом винты с втулками 22 позиционно расположены в вертикальных пазах 23, которые выполнены в верхней части нижнего цилиндрического корпуса 24, внутри нижней части его зафиксирована нижняя шайба 6 с осевым отверстием, внутри которой закреплены вторая группа опорных подшипников 25 для возвратно-поступательного разворота вокруг вертикальных стержней 15 на верхней поверхности круглой шайбы 14 возвратно-поступательного вертикального смещения, при этом устройства удержания 26 корпусов диагностических и хирургических элементов 27 выполнены электромагнитными, на которых в двух электромагнитных захвата 28 удерживаются корпусы диагностических и хирургических элементов 27 и они с равным шагом и последовательно зафиксированы на внешней поверхности нижнего цилиндрического корпуса 24 с возможностью возвратно-поступательного вертикального смещения относительно вертикального цилиндрического корпуса 1. На фиг. 3 изображен напольный вариант тороидальной робототехнической системы 18 с выдвижной крышкой 17, которые посредством двух пар стержней 29 расположены с возможностью продольного возвратно-поступательного смещения на неподвижной в продольном направлении медицинского стола 30, на котором также расположена подвижная в продольном направлении часть медицинского стола 31. При этом неподвижный в продольном направлении медицинский стол 30 расположен на устройстве возвратно-поступательного вертикального смещения 32, посредством привода с редуктором 33.

Поскольку выдвижная крышка 17 тороидальной робототехнической системы 18 (фиг. 2) выполнена также с возможностью вертикального частичного подъема, то после такого подъема выполняют процедуру установки или снятия из двух электромагнитных захватов 28 электромагнитных устройств удержания 26 корпуса диагностических и хирургических элементов 27, после чего выдвижную крышку 17 возвращают в исходное положение и эти действия выполняют, когда все выдвижные элементы 19 находятся внутри тороидальной робототехнической системы 18, а выдвижная крышка 17 посредством трех тросов и трех приводов опущена. После того как диагностические и хирургические элементы 27 установлены, выполняют подъем выдвижной крышки 17 и осуществляют вывод выдвижных элементов 19 из тороидальной робототехнической системы 18 предварительно в зону «Приема инструмента» для приема диагностических и хирургических элементов 27, а затем выдвижные элементы 19 разворачивают в «Зону выполнения медицинской процедуры». А если учесть, что диагностические и хирургические элементы 27 в электромагнитных устройствах удержания 26 расположены в определенной последовательности, а выдвижные элементы 19 находятся в конкретной позиции внутри тороидальной робототехнической системы 18, поэтому (фиг. 1) перед приемом диагностических и хирургических элементов 27 посредством привода с редуктором 4 и шестеренки разворота 5 выполняют соответствующий разворот цилиндрического корпуса 1 совместно с электромагнитными устройствами удержания 26 диагностических и хирургических элементов 27, которые зафиксированы на внешней поверхности посредством вертикальных радиальных пазов 23 функционально связан с винтами с втулками 22. И такой разворот выполняют посредством опорных подшипников 21, которые с возможностью разворота расположены на крайней верхней поверхности круглой опорной пластине 13, которая посредством вертикальных стержней 15 зафиксирована в нижней части крышки 2 цилиндрического корпуса 1. А возвратно-поступательное вертикальное смещение диагностических и хирургических элементов 27 выполняют посредством круглой шайбы 14 возвратно-поступательного вертикального смещения с шестеренкой 8 и привод с редуктором 7 вертикального смещения. В результате круглая шайба 14 и нижний цилиндрический корпус 24 с устройствами удержания 26 корпусов диагностических и хирургических элементов 27 с учетом вертикальных пазов 23, в которых расположены соответствующие винты с втулками 22, которые выполняют посредством привода с редуктором 4 и шестеренки разворота 5 возвратно-поступательный разворот.

Использование предложенного технического решения позволяет расширить функциональные возможности функциональной структуры возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства в тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении различных медицинских процедур. Функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и с возможностью разворота посредством шестеренки разворота, а также включает привод разворота, который функционально связан с шестеренкой разворота, нижнюю шайбу с осевым отверстием, подшипники, устройства удержания диагностических и хирургических элементов, привод с редуктором разворота, который функционально связан с шестеренкой с осевым отверстием и дополнительный привод с редуктором. 3 ил.

Функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и с возможностью разворота посредством шестеренки разворота, а также включает привод с редуктором разворота, который функционально связан с шестеренкой разворота, нижнюю шайбу с осевым отверстием, подшипники, устройства удержания диагностических и хирургических элементов, привод с редуктором вертикального смещения, который функционально связан с шестеренкой с осевым отверстием, отличающаяся тем, что введен стержень вертикального возвратно-поступательного смещения, верхняя часть которого с закрепленной на конце шестеренкой вертикального смещения посредством подшипников и зафиксирована в осевом отверстии промежуточной шайбы и в осевом отверстии круглой опорной пластины, а на нижней части стержня вертикального возвратно-поступательного смещения выполнена спиралевидная нарезка, которая функционально связана с внутренней осевой спиралевидной нарезкой круглой шайбой возвратно-поступательного вертикального смещения, в которой по окружности с равным шагом выполнены отверстия, где расположены с возможностью возвратно-поступательного смещения нижние концы вертикальных стержней, в которых верхние части последовательно зафиксированы в аналогично выполненных отверстиях круглой опорной пластины и в аналогично выполненных отверстиях промежуточной шайбы, а также в соответствующих отверстиях верхней шайбы с осевым отверстием, на которой закреплен привод с редуктором вертикального смещения функционально связанный с шестеренкой вертикального смещения и привод с редуктором разворота, который функционально связан с шестеренкой разворота, которая зафиксирована в верхней внутренней части вертикального цилиндрического корпуса, а верхние концы вертикальных стержней закреплены в соответствующих отверстиях крышки, которая закреплена соосно с нижней частью выдвижной крышки тороидальной робототехнической системы с выдвижными элементами для проведения медицинских процедур, при этом в цилиндрическом осевом отверстии опорной шайбы зафиксирована первая группа опорных подшипников, а верхняя цилиндрическая часть ее посредством винтов с втулками закреплена внутри средней части вертикального цилиндрического корпуса, при этом винты с втулками позиционно расположены в вертикальных пазах, которые выполнены в верхней части нижнего цилиндрического корпуса, внутри нижней части его зафиксирована нижняя шайба с осевым отверстием, внутри которой закреплена вторая группа опорных подшипников для возвратно-поступательного разворота вокруг вертикальных стержней на верхней поверхности круглой шайбы возвратно-поступательного вертикального смещения, при этом устройства удержания корпусов диагностических и хирургических элементов выполнены электромагнитными, на которых в двух электромагнитных захватах удерживаются корпусы диагностических и хирургических элементов и они с равным шагом и последовательно зафиксированы на внешней поверхности нижнего цилиндрического корпуса с возможностью возвратно-поступательного вертикального смещения относительно вертикального цилиндрического корпуса.