ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПРОДОЛЬНОГО СМЕЩЕНИЯ И РАЗВОРОТА УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ФИКСАТОРОВ МЕДИЦИНСКОГО ИНСТРУМЕНТА В ТОРОИДАЛЬНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ С ВЫДВИЖНОЙ КРЫШКОЙ (ВАРИАНТ РУССКОЙ ЛОГИКИ - ВЕРСИЯ 1) 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 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 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 на одной из половин первой части первого корпуса выдвижных элементов, который выполнен из двух половин и одна из них выполнена с плоской частью, с другой стороны первой части первого корпуса выдвижных элементов закреплен дополнительный привод с редуктором, который своей шестеренкой функционально соединен с зубчатой поверхностью линейной шестеренки для возвратно-поступательного продольного смещения второй части первого корпуса выдвижных элементов, который также выполнен из двух половин, при этом линейная шестеренка второй части первого корпуса выполнена с одной стороны в нижней части полукруглой пластины, концы которой расположены с возможностью возвратно-поступательного скольжения на плоской части первой части первого корпуса выдвижных элементов, и полукруглая пластина с линейной шестеренкой второй части первого корпуса является продолжением одной из половин второй части первого корпуса выдвижных элементов, внутри которых зафиксирован второй привод с редуктором, шестеренка которого функционально соединена со второй шестеренкой, которая закреплена на осевом стержне для возвратно-поступательного разворота второго корпуса и последующих корпусов выдвижных элементов, при этом на второй части первого корпуса выдвижных элементов соосно зафиксирована трубка, с противоположной стороны внутри которой с возможностью относительного возвратно-поступательного смещения расположена первая часть первого корпуса выдвижных элементов, где расположен дополнительный привод с редуктором.

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 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 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 (фиг. 3) несколько последовательных корпусов выдвижных элементов 1, 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 (фиг. 2) несколько пар изогнутых стержней 8 и 9, которые расположены равномерно по кругу в нижней части общего корпуса 2 и их нижние части зафиксированы на общей или индивидуальной пластине 10.1 (фиг. 3) 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 неподвижного осевого стержня 10.2 предварительного разворота с зафиксированной на ней первой шестеренкой 11, которая позиционно расположена внутри первой части первого корпуса 12 выдвижных элементов и функционально соединена с первым приводом с редуктором 13, который для разворота корпусов выдвижных элементов закреплен с одной стороны на одной из половин первой части 12 первого корпуса выдвижных элементов, который выполнен из двух половин 14 и 15, и одна из них (15) выполнена с плоской частью 16, с другой стороны первой части 12 первого корпуса выдвижных элементов закреплен дополнительный привод с редуктором 17, который своей шестеренкой функционально соединен с зубчатой поверхностью линейной шестеренки 18 для возвратно-поступательного продольного смещения второй части 19 первого корпуса выдвижных элементов, который также выполнен из двух половин 20 и 21, при этом линейная шестеренка 18 второй части 19 первого корпуса выполнена с одной стороны в нижней части полукруглой пластины 22, концы которой расположены с возможностью возвратно-поступательного скольжения на плоской части 16 первой части 12 первого корпуса выдвижных элементов, и полукруглая пластина 22 с линейной шестеренкой 18 второй части 19 первого корпуса является продолжением одной из половин второй части 19 первого корпуса выдвижных элементов, внутри которых зафиксирован второй привод с редуктором 23, шестеренка которого функционально соединена со второй шестеренкой 24, которая закреплена на осевом стержне 25 для возвратно-поступательного разворота второго корпуса 26 и последующих корпусов выдвижных элементов 1, при этом на второй части 19 первого корпуса выдвижных элементов соосно зафиксирована трубка 27, с противоположной стороны внутри которой с возможностью относительного возвратно-поступательного смещения расположена первая часть 12 первого корпуса выдвижных элементов, где расположен дополнительный привод с редуктором 17. На фиг. 3 изображено позиционное положение общего корпуса 2 тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижными элементами 1 и с электромагнитными устройствами 28 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 29. 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 30, а вторые концы их зафиксированы на намоточном устройстве привода 31 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 ее 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 верхнюю ее часть выдвижной крышки 4 и выдвижной части 3 в исходное положение 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 разворот последовательных корпусов выдвижных элементов 1 предварительно в зону «Приема инструмента», затем в «Зону выполнения медицинской процедуры» над медицинским столом 29, а при ее реализации возникает необходимость продольного смещения и разворота электромагнитных устройств 28 удержания корпусов 7 хирургических и диагностических инструментов. И эту процедуру продольного смещения выполняют посредством дополнительного привода с редуктором 17 и линейной шестеренки 18 (фиг. 1), а корректировочный разворот электромагнитных устройств 28 удержания корпусов 7 хирургических и диагностических инструментов выполняют посредством первого привода с редуктором 13 и первой шестеренки 11, а также посредством второго привода с редуктором 23 и второй шестеренки 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 предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой, в которой 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 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 на одной из половин первой части первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны первой части первого корпуса выдвижных элементов закреплен дополнительный привод с редуктором, который своей шестеренкой функционально соединен с зубчатой поверхностью линейной шестеренки для возвратно-поступательного продольного смещения второй части первого корпуса выдвижных элементов, при этом линейная шестеренка второй части первого корпуса выполнена с одной стороны в нижней части полукруглой пластины, концы которой расположены с возможностью возвратно-поступательного скольжения на плоской части первой части первого корпуса выдвижных элементов, и полукруглая пластина с линейной шестеренкой второй части первого корпуса является продолжением одной из половин второй части первого корпуса выдвижных элементов, внутри которых 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 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 на одной из половин первой части первого корпуса выдвижных элементов, который выполнен из двух половин и одна из них выполнена с плоской частью, с другой стороны первой части первого корпуса выдвижных элементов закреплен дополнительный привод с редуктором, который своей шестеренкой функционально соединен с зубчатой поверхностью линейной шестеренки для возвратно-поступательного продольного смещения второй части первого корпуса выдвижных элементов, который также выполнен из двух половин, при этом линейная шестеренка второй части первого корпуса выполнена с одной стороны в нижней части полукруглой пластины, концы которой расположены с возможностью возвратно-поступательного скольжения на плоской части первой части первого корпуса выдвижных элементов, и полукруглая пластина с линейной шестеренкой второй части первого корпуса является продолжением одной из половин второй части первого корпуса выдвижных элементов, внутри которых зафиксирован второй привод с редуктором, шестеренка которого функционально соединена со второй шестеренкой, которая закреплена на осевом стержне для возвратно-поступательного разворота второго корпуса и последующих корпусов выдвижных элементов, при этом на второй части первого корпуса выдвижных элементов соосно зафиксирована трубка, с противоположной стороны внутри которой с возможностью относительного возвратно-поступательного смещения расположена первая часть первого корпуса выдвижных элементов, где расположен дополнительный привод с редуктором.