ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ДВОЙНОГО ОСЕВОГО ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО РАЗВОРОТА ЭЛЕМЕНТОВ ВЫДВИЖНОГО УСТРОЙСТВА С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ УДЕРЖАНИЕМ КОРПУСОВ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ И ХИРУРГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ 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 привод, 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 привода 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 зажима (фиксатора) медицинского инструмента является ограниченная точность разворота выдвижного элемента зажима (фиксатора), поскольку два последовательных элемента в устройстве зажима непосредственно функционально соединены со статором и с ротором общего привода с редуктором, поэтому погрешность из 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 двойного осевого возвратно-поступательного разворота элементов выдвижного устройства с электромагнитным удержанием корпусов диагностических и хирургических устройств в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой, включающая первый и второй приводы осевого разворота с редуктором, шестеренка которых функционально соединена соответственно с первой и второй шестеренкой осевого разворота, которая закреплена или является началом осевого стержня разворота с двумя последовательно расположенными подшипниками, которые закреплены в корпусе, где зафиксирован первый и четвертый приводы разворота с редуктором соответственно, а также включающая несколько линейных приводов, которые закреплены внутри общего корпуса робототехнической системы и функционально соединены для линейного смещения нескольких последовательных корпусов выдвижных элементов, которые выполнены с возможностью относительного разворота посредством соответствующего привода с редуктором и в исходном положении позиционно расположены внутри общего корпуса 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 несколько линейных приводов, в которых выдвижная часть ориентирована вертикально вверх, 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 на верхней выдвижной части линейного привода зафиксирован осевой стержень предварительного разворота с зафиксированной на ней 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 осевого стержня предварительного разворота на одной из половин первой части первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны осевого стержня предварительного разворота в первой части первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован корпус линейного привода, выдвижная часть которого является началом осевого стержня разворота с двумя последовательно расположенными подшипниками и с первой шестеренкой осевого разворота, и с первым приводом осевого разворота с редуктором, которые закреплены с одной стороны второй части первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны второй части первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован стержень с продольным осевым отверстием с резьбой, где закреплена резьбовая часть стержня со второй шестеренкой разворота второго привода разворота с редуктором, который расположен с одной стороны второго корпуса выдвижных элементов, с другой стороны которого расположен третий привод разворота с редуктором, шестеренка которого функционально соединена с третьей шестеренкой разворота, которая закреплена на осевом стержне с резьбой, который зафиксирован в отверстии с резьбой, которое выполнено в продольном направлении стержня первой части третьего корпуса выдвижных элементов, а ортогонально ему в средней части стержня первой части третьего корпуса выполнено отверстие, где закреплен конец осевого второго стержня разворота с шестеренкой и двумя последовательно расположенными подшипниками, которые закреплены вместе с третьим приводом осевого разворота с редуктором во второй части третьего корпуса выдвижных элементов.

На фиг. 1 изображена функциональная структура первой и второй части первого корпуса выдвижных элементов, которые функционально соединены для разворота с функциональной структурой второго корпуса выдвижных элементов первой и второй частями третьего корпуса выдвижных элементов с возможностью разворота. На фиг. 2 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. 3 изображено позиционное положение выдвижных электромагнитных устройств удержания корпусов медицинского инструмента над верхней частью медицинского стола.

Функциональная структура двойного осевого возвратно-поступательного разворота элементов выдвижного устройства с электромагнитным удержанием корпусов диагностических и хирургических устройств в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой, включающая первый и второй приводы осевого разворота с редуктором 1 и 2, шестеренка которых функционально соединена соответственно с первой и второй шестеренкой осевого разворота 3 и 4, которая закреплена или является началом осевого стержня 5 разворота с двумя последовательно расположенными подшипниками 6 и 7, которые закреплены в корпусе, где зафиксирован первый и четвертый приводы разворота с редуктором 8 и 9 соответственно, а также включающая несколько линейных приводов 10, которые закреплены внутри общего корпуса 11 (фиг. 2) робототехнической системы и функционально соединенные для линейного смещения нескольких последовательных корпусов выдвижных элементов 12, которые выполнены с возможностью относительного разворота посредством соответствующего привода с редуктором и в исходном положении позиционно расположены внутри общего корпуса 11 робототехнической системы, при этом общий корпус 11 робототехнической системы выполнен тороидальной формы с внутренней выдвижной частью 13 со сферической крышкой 14 с возможностью подъема, соосно которой в нижней ее части зафиксирован инструментальный стол 15 с возможностью возвратно-поступательного разворота и с электромагнитными устройствами 16 удержания медицинских инструментов 17, при этом несколько линейных приводов 10, в которых выдвижная часть 18 ориентирована вертикально вверх, расположены равномерно по кругу в нижней части общего корпуса 11 и их нижние части зафиксированы на общей или индивидуальной пластине 19 с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса 11 робототехнической системы, а на верхней выдвижной части 20 линейного привода зафиксирован осевой стержень 21 предварительного разворота с зафиксированной на ней первой шестеренкой 22, которая позиционно расположена внутри первой части 23 первого корпуса выдвижных элементов и функционально соединена с первым приводом с редуктором 8, который для разворота корпусов выдвижных элементов закреплен с одной стороны осевого стержня 21 предварительного разворота на одной из половин первой части 23 первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны осевого стержня 21 предварительного разворота в первой части 23 первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован корпус линейного привода 24, выдвижная часть 25 которого является началом осевого стержня разворота с двумя последовательно расположенными подшипниками 6 и с первой шестеренкой осевого разворота 3 и с первым приводом 1 осевого разворота с редуктором, которые закреплены с одной стороны второй части 26 первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны второй части 26 первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован стержень 27 с продольным осевым отверстием с резьбой, где закреплена резьбовая часть стержня 28 со второй шестеренкой разворота 29 второго привода разворота с редуктором 30, который расположен с одной стороны второго корпуса 31 выдвижных элементов, с другой стороны которого расположен третий привод разворота с редуктором 32, шестеренка которого функционально соединена с третьей шестеренкой разворота 33, которая закреплена на осевом стержне 34 с резьбой, который зафиксирован в отверстии с резьбой, которое выполнено в продольном направлении стержня 35 первой части 36 третьего корпуса выдвижных элементов, а ортогонально ему в средней части стержня 35 первой части третьего корпуса выполнено отверстие, где закреплен конец осевого второго стержня разворота 5 с шестеренкой 4 и двумя последовательно расположенными подшипниками 7, которые закреплены вместе с третьим приводом осевого разворота с редуктором 2 во второй части 37 третьего корпуса выдвижных элементов. На фиг. 2 изображено позиционное положение общего корпуса 11 тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижными элементами 12 и с электромагнитными устройствами 38 удержания корпусов 17 хирургических и диагностических устройств в зоне «Прием инструмента» и позиционное положение выдвижных элементов 12 электромагнитного удержания корпусов 17 хирургических и диагностических устройств в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над верхней подвижной частью медицинского стола 39. При этом съемная верхняя часть выдвижной крышки 14 соосно расположена на внутренней выдвижной части 13 общего корпуса 11 тороидальной хирургической робототехнической системы, которая в нижней части соединена с первыми концами трех тросов 40, а вторые концы их зафиксированы на намоточном устройстве привода 41 подъема выдвижной крышки 14 и инструментального стола 15. На фиг. 3 изображено позиционное положение корпусов 17 хирургических и диагностических устройств с электромагнитными устройствами 38 их удержания в «Зоне выполнения медицинской процедуры».

Процедура двойного осевого возвратно-поступательного разворота элементов выдвижного устройства с электромагнитным удержанием корпусов диагностических и хирургических устройств в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой заключается в следующем.

Перед выполнением медицинской процедуры (фиг. 2 и 3), перед подъемом выдвижной крышки 14 и выдвижной части 13 или после их подъема верхнюю ее часть 14 снимают вместе с инструментальным столом 15 и в его электромагнитные устройства 16 по кругу вставляют корпуса 17 хирургических и диагностических устройств, после чего возвращают выдвижную крышку 14 в исходное положение на выдвижную часть 13 для выполнения различных медицинских процедур в «Зоне выполнения медицинской процедуры», а для реализации ее выполняют подъем выдвижной крышки 14 и выдвижной части 13 с инструментальным столом 15 и выполняют разворот последовательных корпусов выдвижных элементов 12 предварительно в зону «Приема инструмента», а затем в «Зону выполнения медицинской процедуры» над медицинским столом 39 и при ее реализации возникает необходимость вертикального подъема и разворота электромагнитных устройств 38 удержания корпусов 17 хирургических и диагностических инструментов. И эту процедуру вертикального подъема выполняют посредством выдвижной части 19 линейного привода 10 (фиг. 1 и 2), а корректировочный разворот электромагнитных устройств 38 удержания корпусов 17 хирургических и диагностических инструментов выполняют посредством осевого стержня разворота 5 и второго привода осевого разворота с редуктором 2, а также посредством шестеренки 3 и первого привода осевого разворота с редуктором 1. А продольное смещение последовательных корпусов выдвижных элементов 12 выполняют посредством выдвижной части 25 линейного привода 24.

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 включает первый и второй приводы осевого разворота с редуктором, шестеренка которых функционально соединена соответственно с первой и второй шестеренкой осевого разворота, которая закреплена или является началом осевого стержня разворота с двумя последовательно расположенными подшипниками, которые закреплены в корпусе, где зафиксирован первый и второй приводы разворота с редуктором соответственно, а также включающая несколько линейных приводов, которые закреплены внутри общего корпуса робототехнической системы и функционально соединены для линейного вертикального смещения нескольких последовательных корпусов выдвижных элементов, которые выполнены с возможностью относительного разворота посредством соответствующего привода с редуктором и в исходном положении позиционно расположены внутри общего корпуса 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 несколько линейных приводов, которые выдвижной частью ориентированы вертикально вверх, расположены равномерно по кругу в нижней части общего корпуса и их нижние части зафиксированы на общей пластине или индивидуальной пластине с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса робототехнической системы. 3 ил.

Функциональная структура двойного осевого возвратно-поступательного разворота элементов выдвижного устройства с электромагнитным удержанием корпусов диагностических и хирургических устройств в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой, включающая первый и второй приводы осевого разворота с редуктором, шестеренка которых функционально соединена соответственно с первой и второй шестеренкой осевого разворота, которая закреплена или является началом осевого стержня разворота с двумя последовательно расположенными подшипниками, которые закреплены в корпусе, где зафиксирован первый и второй приводы разворота с редуктором соответственно, а также включающая несколько линейных приводов, которые закреплены внутри общего корпуса робототехнической системы и функционально соединены для линейного смещения нескольких последовательных корпусов выдвижных элементов, которые выполнены с возможностью относительного разворота посредством соответствующего привода с редуктором и в исходном положении позиционно расположены внутри общего корпуса 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 несколько линейных приводов, в которых выдвижная часть ориентирована вертикально вверх, 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 на верхней выдвижной части линейного привода зафиксирован осевой стержень предварительного разворота с зафиксированной на ней 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 осевого стержня предварительного разворота на одной из половин первой части первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны осевого стержня предварительного разворота в первой части первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован корпус линейного привода, выдвижная часть которого является началом осевого стержня разворота с двумя последовательно расположенными подшипниками и с первой шестеренкой осевого разворота и с первым приводом осевого разворота с редуктором, которые закреплены с одной стороны второй части первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны второй части первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован стержень с продольным осевым отверстием с резьбой, где закреплена резьбовая часть стержня со второй шестеренкой разворота второго привода разворота с редуктором, который расположен с одной стороны второго корпуса выдвижных элементов, с другой стороны которого расположен третий привод разворота с редуктором, шестеренка которого функционально соединена с третьей шестеренкой разворота, которая закреплена на осевом стержне с резьбой, который зафиксирован в отверстии с резьбой, которое выполнено в продольном направлении стержня первой части третьего корпуса выдвижных элементов, а ортогонально ему в средней части стержня первой части третьего корпуса выполнено отверстие, где закреплен конец осевого второго стержня разворота с шестеренкой и двумя последовательно расположенными подшипниками, которые закреплены вместе с третьим приводом осевого разворота с редуктором во второй части третьего корпуса выдвижных элементов.