ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ОСЕВОГО ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО РАЗВОРОТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ФИКСАТОРА МЕДИЦИНСКОГО И ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ИНСТРУМЕНТА В ТОРОИДАЛЬНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ (ВАРИАНТ РУССКОЙ ЛОГИКИ - ВЕРСИЯ 10)
FUNCTIONAL STRUCTURE OF AXIAL BACK-AND-FORTH TURNING OF ELECTROMAGNETIC RETAINER OF MEDICAL AND DIAGNOSTIC TOOL IN TOROIDAL SURGICAL ROBOT SYSTEM (RUSSIAN LOGIC - VERSION 10)

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении различных медицинских процедур.
Известна функциональная структура выдвижных элементов зажима (удержания) и их позиционное расположение внутри сферического корпуса многофункциональной диагностико-хирургической робототехнической системы с возможностью информационно компьютерного управления (см. патент UA №72486), включающая общий корпус робототехнической системы с внешней сферической поверхностью и с боковым отверстием круглой формы, внутри которого в исходном положении расположена последовательность корпусов выдвижных элементов промежуточного разворота с помощью соответствующего привода с редуктором продольного разворота, последний корпус элементов разворота выполнен из первой части последнего корпуса, который включает привод с редуктором осевого разворота, шестеренка которого функционально соединена с шестеренкой с осевым стержнем с двумя подшипниками разворота, которые зафиксированы в конце первой части корпуса, а конец осевого стержня закреплен в начале второй части последнего корпуса, в котором закреплен привод с редуктором разворота, шестеренка которого функционально соединена с шестеренкой, на которой закреплено устройство элемента зажима корпусов медицинских инструментов, которое включает привод с редуктором и специальную пластину для ориентированного удержания корпусов медицинских инструментов (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 медицинских инструментов над медицинским столом.
Недостатком известной функциональной структуры осевого возвратно-поступательного разворота электромагнитного фиксатора медицинского и диагностического инструмента в робототехнической системе является сложность устройства элемента зажима корпусов медицинских инструментов, поскольку для выполнения процедуры удержания корпусов медицинских инструментов необходим привод с редуктором и специальная пластина для ориентированного удержания корпусов медицинских инструментов.
Указанный технический результат достигается следующей функциональной структурой.
Функциональная структура осевого возвратно-поступательного разворота электромагнитного фиксатора медицинского и диагностического инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе, включающая первый и второй приводы с редуктором осевого разворота, на роторе которых закреплена шестеренка, и она функционально соединена с первой и второй шестеренками разворота с осевым стержнем со смещенными относительно друг друга двумя подшипниками, общий корпус робототехнической системы с линейными приводами, на выдвижной части которых с возможностью разворота расположена последовательность корпусов выдвижных элементов разворота посредством соответствующего привода с редуктором и в последнем корпусе выдвижных элементов разворота, который выполнен из первой части последнего корпуса выдвижных элементов и второй части последнего корпуса выдвижных элементов, в котором привод разворота с редуктором функционально соединен с шестеренкой разворота корпуса удержания медицинских инструментов, которая позиционно зафиксирована в конце второй части последнего корпуса выдвижных элементов разворота, 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, общий корпус и их нижние части зафиксированы на общей пластине или индивидуальной пластине с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса робототехнической системы, при этом первый привод с редуктором осевого разворота зафиксирован в начале второй части последнего корпуса выдвижных элементов, где также закреплены подшипники осевого стержня с первой шестеренкой разворота, и они закреплены между двумя половинами в начале второй части последнего корпуса выдвижных элементов, а конечная часть осевого стержня первой шестеренкой разворота зафиксирована в ортогональном отверстии стержня разворота, который закреплен в первой части последнего корпуса, при этом в стержне разворота выполнено осевое продольное отверстие с резьбой, в котором зафиксирована резьба осевого стержня с шестеренкой разворота, которая позиционно расположена в конце второй части предпоследнего корпуса и функционально соединена с приводом с редуктором разворота первой части и второй части последнего корпуса выдвижных элементов, а в начале второй части предпоследнего корпуса выдвижных элементов закреплен второй привод с редуктором осевого разворота, где также зафиксированы подшипники осевого стержня второй шестеренки разворота, при этом осевой стержень второй шестеренки разворота закреплен в ортогональном отверстии с резьбой осевого стержня первой части предпоследнего корпуса выдвижных элементов.
На фиг. 1 изображена функциональная структура первой и второй частей последнего корпуса выдвижных элементов, которые с одной стороны функционально соединены с первой и второй частями предпоследнего корпуса выдвижных элементов, а с другой стороны функционально соединены с корпусом электромагнитного удержания корпусов медицинского инструмента. На фиг. 2 изображена последовательность корпусов выдвижных элементов в одном из возможных позиционных положений. 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 осевого возвратно-поступательного разворота электромагнитного фиксатора медицинского и диагностического инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе, включающая первый и второй приводы с редуктором осевого разворота 1 и 2, на роторе которых закреплена шестеренка, и она функционально соединена с первой и второй шестеренками 3 и 4 разворота с осевым стержнем 5 и 6 со смещенными относительно друг друга двумя подшипниками 7 и 8, общий корпус 9 (фиг. 3) робототехнической системы с линейными приводами 10, на выдвижной части 11 которых с возможностью разворота расположена последовательность корпусов выдвижных элементов 12 разворота посредством соответствующего привода с редуктором и в последнем корпусе выдвижных элементов разворота, который выполнен из первой части 13 (фиг. 1) последнего корпуса выдвижных элементов и второй части 14 последнего корпуса выдвижных элементов, в котором привод разворота с редуктором 15 функционально соединен с шестеренкой разворота 16, осевой стержень которого функционально соединен с корпусом 17 удержания медицинских инструментов 18, которая позиционно зафиксирована в конце второй части 14 последнего корпуса выдвижных элементов разворота, при этом общий корпус 9 (фиг. 3) робототехнической системы выполнен тороидальной формы с внутренней выдвижной частью 19 со сферической крышкой 20 с возможностью подъема, соосно которой в нижней ее части зафиксирован инструментальный стол 21 с возможностью возвратно-поступательного разворота и с электромагнитными устройствами 22 удержания медицинских инструментов 18, при этом несколько линейных приводов 10, в которых выдвижная часть 11 ориентирована вертикально вверх, расположены равномерно по кругу в нижней части, общий корпус 9 и их нижние части зафиксированы на общей пластине или индивидуальной пластине 23 с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса 9 робототехнической системы, при этом (фиг. 1) первый привод с редуктором осевого разворота 1 зафиксирован в начале второй части 14 последнего корпуса выдвижных элементов, где также закреплены подшипники 7 осевого стержня 5 первой шестеренкой разворота 3 и они закреплены между двумя половинами в начале второй части 14 последнего корпуса выдвижных элементов, а конечная часть осевого стержня 5 с первой шестеренкой разворота 3 зафиксирована в ортогональном отверстии стержня разворота 24, который закреплен в первой части 13 последнего корпуса, при этом в стержне разворота 24 выполнено осевое продольное отверстие с резьбой, в котором зафиксирована резьба 25 осевого стержня 26 с шестеренкой разворота 27, которая позиционно расположена в конце второй части 28 предпоследнего корпуса и функционально соединена с приводом с редуктором разворота 29 первой части 13 и второй части 14 последнего корпуса выдвижных элементов, а в начале второй части 28 предпоследнего корпуса выдвижных элементов закреплен второй привод с редуктором осевого разворота 2, где также зафиксированы подшипники 8 осевого стержня 6 второй шестеренки разворота осевого разворота 4, при этом осевой стержень 6 второй шестеренки 4 осевого разворота закреплен в ортогональном отверстии с резьбой осевого стержня 30 первой части 31 предпоследнего корпуса выдвижных элементов. При этом корпуса 17 (фиг. 1 и 2) удержания медицинских инструментов 18 включают два электромагнита 32 (фиг. 1). А (фиг. 2) общая пластина или индивидуальная пластина 23 включает несколько опорных подшипников 33, привод с редуктором 34, шестеренка которого функционально соединена с шестеренкой 35, которая закреплена в общем корпусе 9 робототехнической системы, а на выдвижной части 11 линейного привода 10 зафиксирован осевой стержень 36 первой шестеренки разворота 37, которая функционально соединена с шестеренкой первого привода разворота 38, а шестеренка второго привода 39 в первом корпусе 40 разворота функционально соединена со второй шестеренкой 41 разворота выдвижных элементов 12, осевой стержень которой зафиксирован в начале второго корпуса 42 разворота выдвижных элементов, в конце которого закреплен третий привод разворота 43, шестеренка которого функционально соединена с третьей шестеренкой разворота 44 корпусов выдвижных элементов. На фиг. 3 изображено позиционное положение общего корпуса 9 тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижными элементами 12 и с электромагнитными устройствами 22 удержания корпусов 18 хирургических и диагностических устройств в зоне «Прием инструмента» и позиционное положение выдвижных элементов 12 электромагнитного удержания корпусов 18 хирургических и диагностических устройств в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над верхней подвижной частью медицинского стола 45. При этом съемная верхняя часть выдвижной крышки 20 сферической формы соосно расположена на внутренней выдвижной части 19 общего корпуса 9 тороидальной хирургической робототехнической системы, которая в нижней части соединена с первыми концами трех тросов 46, а вторые концы их зафиксированы на намоточном устройстве привода 47 для подъема выдвижной крышки 20 и инструментального стола 21. На фиг. 4 изображено позиционное положение корпусов 18 хирургических и диагностических устройств с электромагнитными устройствами 48 их удержания в «Зоне выполнения медицинской процедуры».
Процедура осевого возвратно-поступательного разворота электромагнитного фиксатора медицинского и диагностического инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе заключается в следующем.
Перед выполнением медицинской процедуры (фиг. 3 и 4) перед подъемом выдвижной крышки 20 и выдвижной части 19 или после их подъема верхнюю ее часть 20 снимают вместе с инструментальным столом 21 и в его электромагнитные устройства 22 по кругу вставляют корпусы 18 хирургических и диагностических устройств, после чего возвращают выдвижную крышку 20 в исходное положение на выдвижную часть 19 для выполнения различных медицинских процедур в «Зоне выполнения медицинской процедуры», а для реализации ее выполняют подъем выдвижной крышки 20 и выдвижной части 19 с инструментальным столом 21 и выполняют разворот последовательных корпусов выдвижных элементов 12 предварительно в зону «Приема инструмента», а затем в «Зону выполнения медицинской процедуры» над медицинским столом 45, и при ее реализации возникает необходимость вертикального подъема и разворота электромагнитных устройств 48 удержания корпусов 18 хирургических и диагностических инструментов. И эту процедуру вертикального подъема выполняют посредством выдвижной части 11 линейного привода 10 (фиг. 2 и 3), а корректировочный разворот электромагнитных устройств 48, в котором зафиксированы два электромагнита 32, выполняют посредством привода с редуктором 15 и шестеренки 16, а также посредством привода с редуктором 29 и шестеренки 27, а корректировочный осевой разворот электромагнитных устройств удержания корпусов 18 (фиг. 40) хирургических и диагностических инструментов выполняют посредством первого привода с редуктором осевого разворота 1 (Фиг. 1) и посредством второго привода с редуктором осевого разворота 2.
Использование предложенного технического решения позволяет упростить функциональную структуру осевого возвратно-поступательного разворота электромагнитного фиксатора медицинского и диагностического инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе и повысить точность взаимного разворота элементов выдвижного устройства зажима (фиксатора) медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой.