ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПРОДОЛЬНОГО СМЕЩЕНИЯ И РАЗВОРОТА УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ФИКСАТОРОВ МЕДИЦИНСКОГО ИНСТРУМЕНТА В ТОРОИДАЛЬНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ С ВЫДВИЖНОЙ КРЫШКОЙ (ВАРИАНТ РУССКОЙ ЛОГИКИ - ВЕРСИЯ 3) Российский патент 2016 года по МПК A61G13/10 

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

Известна функциональная структура выдвижного элемента (устройства) зажима многофункциональной диагностико-хирургической робототехнической системы с возможностью информационно компьютерного управления (см. Патент UA №72500), которое включает устройство зажима операционных элементов с возможностью двух разворотов и соединенного с помощью первого привода, выполняющего функцию шарнира, с устройством промежуточного разворота, который включает второй привод, который выполняет также функцию шарнира, соединенный с дополнительным устройством осевого разворота зажима, при этом введен линейный повод, корпус которого закреплен в сферическом корпусе робототехнической системы, а на выдвижной части линейного привода с помощью двух планок закреплен привод с редуктором, в котором внешняя часть редуктора закреплена с одной планкой, а часть статора повода с редуктором с помощью осевого стержня соединена с возможностью вращения со второй планкой, при этом корпус статора соединен с дополнительным устройством осевого разворота зажима (прототип).

Известный прототип имеет технологические возможности, которые заключаются в том, что функциональная структура выдвижного устройства зажима (фиксатора) медицинского инструмента многофункциональной диагностико-хирургической робототехнической системы с другими выдвижными устройствами зажима расположены в одном общем корпусе и выполнены с возможностью разворота, смещения и удержания различных инструментов над медицинским столом.

Недостатком известной функциональной структуры выдвижного устройства фиксатора медицинского инструмента является ограниченная точность разворота выдвижного элемента фиксатора, поскольку два последовательных элемента в устройстве зажима непосредственно функционально соединены со статором и с ротором общего привода с редуктором, поэтому погрешность их взаимного разворота не минимизирована.

Техническим результатом предложенного изобретения является усовершенствование известной функциональной структуры предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой.

Указанный технический результат достигается следующей функциональной структурой.

Функциональная структура предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой, включающая несколько последовательных корпусов выдвижных элементов, которые выполнены с возможностью относительного разворота посредством соответствующего привода с редуктором и в исходном положении позиционно расположены в общем корпусе робототехнической системы, при этом общий корпус робототехнической системы выполнен тороидальной формы с внутренней выдвижной частью со сферической крышкой с возможностью подъема, соосно которой в нижней ее части зафиксирован инструментальный стол с возможностью возвратно-поступательного разворота и с электромагнитными устройствами удержания медицинских инструментов, при этом в общий корпус робототехнической системы введены несколько пар изогнутых стержней, которые расположены равномерно по кругу в нижней части общего корпуса, и их нижние части зафиксированы на общей или индивидуальной пластине с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса робототехнической системы, а верхние части изогнутых стержней зафиксированы между собой посредством неподвижного осевого стержня предварительного разворота с зафиксированной на нем первой шестеренкой, которая позиционно расположена внутри первой части первого корпуса выдвижных элементов и функционально соединена с первым приводом с редуктором, который для разворота корпусов выдвижных элементов закреплен с одной стороны неподвижной оси предварительного разворота на одной из половин первой части первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны неподвижного осевого стержня предварительного разворота в первой части первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован дополнительный привод с редуктором, на роторе которого закреплен стержень с резьбой, который позиционно расположен в отверстии с резьбой, которое выполнено соосно с одной стороны второй части первого корпуса выдвижных элементов, где также зафиксирован второй привод с редуктором, шестеренка которого функционально соединена со второй шестеренкой, которая закреплена на осевом стержне для возвратно-поступательного разворота последующих корпусов выдвижных элементов, при этом сверху на противоположных концах первой части первого корпуса выдвижных элементов и на второй части первого корпуса выдвижных элементов соосно расположена трубка, которая выполнена из двух продольных половин, которые зафиксированы на первой части первого корпуса выдвижных элементов и на второй части первого корпуса выдвижных элементов соответственно для продольного возвратно-поступательного скольжения и исключения осевого разворота второй части первого корпуса выдвижных элементов при его возвратно-поступательном смещении.

На фиг. 1 изображена функциональная структура первой и второй части первого корпуса выдвижных элементов с возможностью продольного смещения второй части первого корпуса выдвижных элементов. На фиг. 2 изображены два изогнутых стержня, которые расположены равномерно по кругу в нижней части, общий корпус и их нижние части зафиксированы на общей или индивидуальной пластине с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса робототехнической системы, а верхние части изогнутых стержней зафиксированы между собой посредством неподвижной оси предварительного разворота с зафиксированной на ней первой шестеренкой, которая позиционно расположена внутри первой части первого корпуса выдвижных элементов. На фиг. 3 изображена робототехническая система тороидальной формы с внутренней выдвижной частью со сферической крышкой с возможностью подъема, соосно которой в нижней ее части зафиксирован медицинский стол с возможностью возвратно-поступательного разворота и с электромагнитными устройствами удержания медицинских инструментов. На фиг. 4 изображено позиционное положение выдвижных электромагнитных устройств удержания корпусов медицинского инструмента над верхней частью медицинского стола.

Функциональная структура предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой, включающая несколько последовательных корпусов выдвижных элементов 1 (фиг. 3), которые выполнены с возможностью относительного разворота посредством соответствующего привода с редуктором и в исходном положении позиционно расположены в общем корпусе робототехнической системы, при этом общий корпус 2 робототехнической системы выполнен тороидальной формы с внутренней выдвижной частью 3 со сферической крышкой 4 с возможностью подъема, соосно которой в нижней ее части зафиксирован инструментальный стол 5 с возможностью возвратно-поступательного разворота и с электромагнитными устройствами 6 удержания медицинских инструментов 7, при этом в общий корпус 2 робототехнической системы введены несколько пар изогнутых стержней 8, 9, которые расположены равномерно по кругу в нижней части общего корпуса 2, и их нижние части зафиксированы на общей или индивидуальной пластине 10 с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса 2 робототехнической системы, а верхние части изогнутых стержней 8 и 9 зафиксированы между собой (фиг. 1 и 2) посредством неподвижной оси 11 предварительного разворота с зафиксированной на ней первой шестеренкой 12, которая позиционно расположена внутри первой части 13 первого корпуса выдвижных элементов и функционально соединена с первым приводом с редуктором 14, который для разворота корпусов выдвижных элементов закреплен с одной стороны неподвижного осевого стержня 11 предварительного разворота на одной из половин первой части 13 первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны неподвижной оси 11 предварительного разворота в первой части 13 первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован дополнительный привод с редуктором 15, на роторе которого закреплен стержень с резьбой 16, который позиционно расположен в отверстии с резьбой 17, которое выполнено соосно с одной стороны второй части 18 первого корпуса выдвижных элементов, где также зафиксирован второй привод с редуктором 19, шестеренка которого функционально соединена со второй шестеренкой 20, которая закреплена на осевом стержне 21 для возвратно-поступательного разворота последующих корпусов выдвижных элементов 1, при этом на противоположных концах первой части 13 первого корпуса выдвижных элементов и на второй части 18 первого корпуса выдвижных элементов соосно расположена трубка, которая выполнена из двух продольных половин 22 и 23, которые зафиксированы на первой части 13 первого корпуса выдвижных элементов и на второй части 18 первого корпуса выдвижных элементов соответственно для продольного возвратно поступательного скольжения и исключения осевого разворота второй части 18 первого корпуса выдвижных элементов при его возвратно-поступательном смещении. На фиг. 3 изображено позиционное положение общего корпуса 2 тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижными элементами 1 и с электромагнитными устройствами 24 удержания корпусов 7 хирургических и диагностических устройств в зоне «Прием инструмента» и позиционное положение выдвижных элементов 1 электромагнитного удержания корпусов 7 хирургических и диагностических устройств в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над верхней подвижной частью медицинского стола 25. При этом съемная верхняя часть выдвижной крышки 4 соосно расположена на внутренней выдвижной части 3 корпуса 2 тороидальной хирургической робототехнической системы, которая в нижней части соединена с первыми концами трех тросов 26, а вторые концы их зафиксированы на намоточном устройстве привода 27 подъема выдвижной крышки 4 и инструментального стола 5.

Процедура предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой заключается в следующем.

Перед выполнением медицинской процедуры (фиг. 3 и 4) перед подъемом выдвижной крышки 4 и выдвижной части 3 или после их подъема верхнюю ее часть 4 снимают вместе с инструментальным столом 5 и в его электромагнитные устройства 6 по кругу вставляют корпуса 7 хирургических и диагностических устройств, после чего возвращают выдвижную крышку 4 в исходное положение на выдвижную часть 3 для выполнения различных медицинских процедур в «Зоне выполнения медицинской процедуры», а для реализации ее выполняют подъем выдвижной крышки 4 и выдвижной части 3 с инструментальным столом 5 и выполняют разворот последовательных корпусов выдвижных элементов 1 предварительно в зону «Приема инструмента», а затем в «Зону выполнения медицинской процедуры» над медицинским столом 25 и при ее реализации возникает необходимость продольного смещения и разворота электромагнитных устройств 24 удержания корпусов 7 хирургических и диагностических инструментов. И эту процедуру продольного смещения выполняют посредством дополнительного привода с редуктором 15 (фиг. 1) и стержня с резьбой 16, который зафиксирован на роторе дополнительного привода с редуктором 15, а корректировочный разворот электромагнитных устройств 24 удержания корпусов 7 хирургических и диагностических инструментов выполняют посредством первого привода с редуктором 14 и первой шестеренки 12, а также посредством второго привода с редуктором 19 и второй шестеренки 20, которая закреплена на осевом стержне 21 и функционально связана с последующими корпусами выдвижных элементов 1.

Использование предложенного технического решения позволяет повысить точность взаимного разворота элементов выдвижного устройства зажима (фиксатора) медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении различных медицинских процедур. Функциональная структура предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой, в общий корпус робототехнической системы введены несколько пар изогнутых стержней, которые расположены равномерно по кругу в нижней части общего корпуса, и их нижние части зафиксированы на общей или индивидуальной пластине с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса робототехнической системы, а верхние части изогнутых стержней зафиксированы между собой посредством неподвижного осевого стержня предварительного разворота с зафиксированной на нем первой шестеренкой, которая позиционно расположена внутри первой части первого корпуса выдвижных элементов и функционально соединена с первым приводом с редуктором, который для разворота корпусов выдвижных элементов закреплен с одной стороны неподвижной оси предварительного разворота на одной из половин первой части первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны неподвижной оси предварительного разворота в первой части первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован дополнительный привод с редуктором, на роторе которого закреплен стержень с резьбой, который позиционно расположен в отверстии с резьбой, которое выполнено соосно с одной стороны второй части первого корпуса выдвижных элементов, где также зафиксирован второй привод с редуктором, шестеренка которого функционально соединена со второй шестеренкой, которая закреплена на оси для возвратно-поступательного разворота последующих корпусов выдвижных элементов. 4 ил.

Функциональная структура предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой, включающая несколько последовательных корпусов выдвижных элементов, которые выполнены с возможностью относительного разворота посредством соответствующего привода с редуктором и в исходном положении позиционно расположены в общем корпусе робототехнической системы, отличающаяся тем, что общий корпус робототехнической системы выполнен тороидальной формы с внутренней выдвижной частью со сферической крышкой с возможностью подъема, соосно которой в нижней ее части зафиксирован инструментальный стол с возможностью возвратно-поступательного разворота и с электромагнитными устройствами удержания медицинских инструментов, при этом в общий корпус робототехнической системы введены несколько пар изогнутых стержней, которые расположены равномерно по кругу в нижней части общего корпуса, и их нижние части зафиксированы на общей или индивидуальной пластине с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса робототехнической системы, а верхние части изогнутых стержней зафиксированы между собой посредством неподвижного осевого стержня предварительного разворота с зафиксированной на нем первой шестеренкой, которая позиционно расположена внутри первой части первого корпуса выдвижных элементов и функционально соединена с первым приводом с редуктором, который для разворота корпусов выдвижных элементов закреплен с одной стороны на неподвижном осевом стержне предварительного разворота на одной из половин первой части первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны неподвижного осевого стержня предварительного разворота в первой части первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован дополнительный привод с редуктором, на роторе которого закреплен стержень с резьбой, который позиционно расположен в отверстии с резьбой, которое выполнено соосно с одной стороны второй части первого корпуса выдвижных элементов, где также зафиксирован второй привод с редуктором, шестеренка которого функционально соединена со второй шестеренкой, которая закреплена на осевом стержне для возвратно-поступательного разворота последующих корпусов выдвижных элементов, при этом сверху на противоположных концах первой части первого корпуса выдвижных элементов и на второй части первого корпуса выдвижных элементов соосно расположена трубка, которая выполнена из двух продольных половин, которые зафиксированы на первой части первого корпуса выдвижных элементов и на второй части первого корпуса выдвижных элементов соответственно для продольного возвратно-поступательного скольжения и исключения осевого разворота второй части первого корпуса выдвижных элементов при его возвратно-поступательном смещении.