ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО РАЗВОРОТА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ И ХИРУРГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ТОРОИДАЛЬНОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ВЫДВИЖНОЙ КРЫШКОЙ (ВАРИАНТ РУССКОЙ ЛОГИКИ - ВЕРСИЯ 6)
FUNCTIONAL STRUCTURE OF RECIPROCATING ROTATION OF DIAGNOSTIC AND SURGICAL ELEMENTS OF INSTRUMENT DEVICE OF TOROIDAL ROBOTIC SYSTEM WITH SLIDING COVER (RUSSIAN LOGIC VERSION - VERSION 6)

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 (см. 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 поворотно- 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 расположена 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.
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 (шестеренки разворота), которая закреплена или является частью опорной шайбы, в которой нижняя часть выполнена также цилиндрической формы и расположена соосно внутри вертикального цилиндрического корпуса с возможностью совместного разворота и функционально связана с шестеренкой привода с редуктором, который зафиксирован на нижней средней промежуточной шайбе, вертикальные стержни, равномерно расположенные по окружности, которые расположены внутри вертикального цилиндрического корпуса, а также включает подшипники, устройства удержания диагностических и хирургических элементов, привод с редуктором разворота аппарата диагностики, который закреплен на круглой пластине вертикального возвратно-поступательного смещения и дополнительный привод с редуктором, который функционально связан с шестеренкой с осевым отверстием, при этом введен стержень вертикального смещения аппарата диагностики, верхний и нижний конец которого посредством подшипников зафиксирован в осевом отверстии нижней средней промежуточной шайбы и в осевом отверстии крышки соответственно, в верхней части стержня вертикального смещения закреплена в осевом отверстии шестеренки, которая функционально связана с шестеренкой дополнительного привода с редуктором, нижняя поверхность шестеренки расположена на опорных подшипниках, которые закреплены на верхней промежуточной шайбе, при этом в нижней части стержня вертикального смещения выполнена спиралевидная нарезка, которая функционально связана с внутренней спиралевидной нарезкой шайбы смещения, по окружности которой с равным шагом закреплена первая группа вертикальных стержней, которые с возможностью возвратно-поступательного смещения расположены в аналогичных отверстиях нижней средней промежуточной шайбы, а нижние концы первой группы вертикальных стержней расположены в осевом отверстии круглой опорной пластины и зафиксированы на верхней поверхности круглой пластины вертикального возвратно-поступательного смещения, с нижней части которой закреплен привод с редуктором разворота аппарата диагностики, при этом на верхней поверхности круглой опорной пластины, по большей окружности которой с равным шагом на ее верхней поверхности закреплена вторая группа вертикальных стержней, верхние части которых последовательно по аналогичной окружности зафиксированы в отверстиях нижней средней промежуточной шайбы, где закреплен привод с редуктором и в соответствующих отверстиях верхней промежуточной шайбы, где закреплен дополнительный привод с редуктором и зафиксированы центрирующие подшипники, внешняя вращающаяся поверхность которых функционально связана с внутренней поверхностью вертикального цилиндрического корпуса, а верхние концы второй группы вертикальных стержней по аналогичной окружности закреплены в крышки вертикального цилиндрического корпуса, которая соосно закреплена в нижней части выдвижной крышки тороидальной робототехнической системы, при этом устройства удержания диагностических и хирургических элементов выполнены электромагнитными, на которых в двух электромагнитных захватах удерживаются корпусы диагностических и хирургических элементов, при этом на краю круглой опорной пластины расположены с возможностью возвратно-поступательного разворота опорные подшипники, которые закреплены на нижней цилиндрической части круглой опорной пластины, верхняя часть которой зафиксирована внутри 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 (шестеренки разворота) 3, которая закреплена или является частью опорной шайбы 4, в которой нижняя часть выполнена также цилиндрической формы и расположена соосно внутри вертикального цилиндрического корпуса 1 с возможностью совместного разворота и функционально связана с шестеренкой привода с редуктором 5, который зафиксирован на нижней средней промежуточной шайбе 6, вертикальные стержни, равномерно расположенные по окружности, которые расположены внутри вертикального цилиндрического корпуса 1, а также включает подшипники, устройства удержания 7 диагностических и хирургических элементов 8, привод с редуктором разворота 9 аппарата диагностики 10, который закреплен на круглой пластине вертикального возвратно-поступательного смещения 11 и дополнительный привод с редуктором 12, который функционально связан с шестеренкой 13 с осевым отверстием. При этом введен стержень вертикального смещения 14 аппарата диагностики 10, верхний и нижний конец которого посредством подшипников 15 и 16 зафиксирован в осевом отверстии нижней средней промежуточной шайбы 6 и в осевом отверстии крышки 2 соответственно, в верхней части стержня вертикального смещения 14 закреплена в осевом отверстии шестеренка 13, которая функционально связана с шестеренкой дополнительного привода с редуктором 12, нижняя поверхность шестеренки 13 расположена на опорных подшипниках 17, которые закреплены на верхней промежуточной шайбе 18, при этом в нижней части стержня вертикального смещения 14 выполнена спиралевидная нарезка, которая функционально связана с внутренней спиралевидной нарезкой шайбы смещения 19, по окружности которой с равным шагом закреплена первая группа вертикальных стержней 20, которые с возможностью возвратно-поступательного смешения расположены в аналогичных отверстиях нижней средней промежуточной шайбы 6, а нижние концы первой группы вертикальных стержней 20 расположены в осевом отверстии круглой опорной пластины 21 и зафиксированы на верхней поверхности круглой пластины вертикального возвратно-поступательного смещения 11, с нижней части которой закреплен привод с редуктором разворота 9 аппарата диагностики 10, при этом на верхней поверхности круглой опорной пластины 21, по большей окружности которой с равным шагом на ее верхней поверхности закреплена вторая группа вертикальных стержней 22, верхние части которых последовательно по аналогичной окружности зафиксированы в отверстиях нижней средней промежуточной шайбы 6, где закреплен привод с редуктором 5 и в соответствующих отверстиях верхней промежуточной шайбы 18, где закреплен дополнительный привод с редуктором 12 и зафиксированы центрирующие подшипники 23, внешняя вращающаяся поверхность которых функционально связана с внутренней поверхностью вертикального цилиндрического корпуса 1, а верхние концы второй группы вертикальных стержней 22 по аналогичной окружности закреплены в крышки 2 вертикального цилиндрического корпуса 1, которая соосно закреплена в нижней части выдвижной крышки 24 тороидальной робототехнической системы 25 (фиг. 2), при этом устройства удержания 7 диагностических и хирургических элементов 8 выполнены электромагнитными, на которых в двух электромагнитных захватах 26 удерживаются корпусы диагностических и хирургических элементов 8, при этом на краю круглой опорной пластины 21 (фиг. 1) расположены с возможностью возвратно-поступательного разворота опорные подшипники 27, которые закреплены на нижней цилиндрической части круглой опорной пластины 21, верхняя часть которой зафиксирована внутри вертикального цилиндрического корпуса 1, а внутри тороидальной робототехнической системы 25 (фиг. 2) расположены выдвижные элементы 28 для проведения медицинских процедур. На фиг. 3 изображен напольный вариант тороидальной робототехнической системы 25 с выдвижной крышкой 24, которые посредством двух пар стержней 30 расположены с возможностью продольного возвратно-поступательного смещения на неподвижной в продольном направлении части медицинского стола 31, на котором также расположена подвижная в продольном направлении часть медицинского стола 32. При этом неподвижная в продольном направлении часть медицинского стола 31 расположена на устройстве возвратно-поступательного вертикального смещения 33 посредством привода с редуктором 34.
Поскольку выдвижная крышка 24 тороидальной робототехнической системы 25 (фиг. 2) выполнена также с возможностью вертикального частичного подъема, то после такого подъема выполняют процедуру установки или снятия из двух электромагнитных захватов 26 электромагнитных устройств удержания 7 диагностических и хирургических элементов 8, после чего выдвижную крышку 24 возвращают в исходное положение и эти действия выполняют, когда все выдвижные элементы 28 находятся внутри тороидальной робототехнической системы 25, а выдвижная крышка 24 посредством трех тросов и трех приводов опушена. После того как диагностические и хирургические элементы 8 установлены, выполняют подъем выдвижной крышки 24 и осуществляют вывод выдвижных элементов 28 из тороидальной робототехнической системы 25 предварительно в зону «Приема инструмента» для приема диагностических и хирургических элементов 8, а затем выдвижные элементы 28 разворачивают в «Зону выполнения медицинской процедуры». А если учесть, что диагностические и хирургические элементы 8 в электромагнитных устройствах удержания 7 расположены в определенной последовательности, а выдвижные элементы 28 находятся в конкретной позиции внутри тороидальной робототехнической системы 25, поэтому (фиг. 1) перед приемом диагностических и хирургических элементов 8 посредством привода с редуктором 5 и шестеренки разворота 3 выполняют соответствующий разворот цилиндрического корпуса 1 с электромагнитными устройствами удержания 7 диагностических и хирургических элементов 8. И такой разворот выполняют посредством опорных подшипников 27, которые с возможностью разворота расположены на крайней верхней поверхности круглой опорной пластины 21, которая посредством вертикальных стержней 22 зафиксирована в нижней части крышки 2 цилиндрического корпуса 1. Поскольку перед выполнением медицинских процедур необходимо выполнить просмотр внутренних органов пациента, поэтому в вертикальный цилиндрический корпус 1 введен аппарат диагностики 10 с возможностью возвратно-поступательного вертикального смещения и возвратно-поступательного разворота в секторе, и этот разворот выполняют посредством привода с редуктором 9, которые посредством первой группы вертикальных стержней 20 закреплены на нижней шайбе смещения 19, которая функционально связана со спиралевидной нарезкой стержня вертикального смещения 14, а верхняя часть его посредством шестеренки 13 функционально связана с шестеренкой дополнительного привода с редуктором 12 для возможности возвратно-поступательного смещения аппарата диагностики 10 в «Зону выполнения медицинской процедуры».
Использование предложенного технического решения позволяет расширить функциональные возможности функциональной структуры возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства в тороидальной робототехнической системе с выдвижной крышкой.