ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ОСЕВОГО ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО РАЗВОРОТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ФИКСАТОРА МЕДИЦИНСКОГО И ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ИНСТРУМЕНТА В ТОРОИДАЛЬНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ (ВАРИАНТ РУССКОЙ ЛОГИКИ - ВЕРСИЯ 9)
FUNCTIONAL STRUCTURE OF AXIAL BACK-AND-FORTH TURNING OF ELECTROMAGNETIC RETAINER OF MEDICAL AND DIAGNOSTIC TOOL IN TOROIDAL SURGICAL ROBOT SYSTEM (RUSSIAN LOGIC - VERSION 9)

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении различных медицинских процедур.
Известна функциональная структура выдвижных элементов зажила (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 закреплен 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 включает подшипники осевого разворота, первый и второй приводы с редуктором осевого разворота, шестеренка которых функционально соединена с соответствующей шестеренкой осевого разворота, 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, последний корпус в которой выполнен из первой части последнего корпуса выдвижных элементов и второй части последнего корпуса выдвижных элементов, в конце которого закреплен привод с редуктором, шестеренка которого функционально соединена с шестеренкой с осевым стержнем для разворота корпусов удержания медицинских инструментов, при этом согласно изобретению 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 пластине или индивидуальной пластине с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса робототехнической системы, при этом первый привод с редуктором осевого разворота закреплен в конце первой части последнего корпуса выдвижных элементов, а его ротор с шестеренкой посредством одного или двух последовательных подшипников зафиксирован в продольном отверстии, которое выполнено во второй части последнего корпуса выдвижных элементов, а шестеренка ротора функционально соединена с первой шестеренкой осевого разворота второй части последнего корпуса выдвижных элементов, которая закреплена внутри второй части последнего корпуса выдвижных элементов, при этом в первой части последнего корпуса выдвижных элементов ортогонально ротору первого привода с редуктором осевого разворота зафиксирован осевой стержень с осевым отверстием с резьбой, где закреплена резьба внешней части стержня разворота, внутренняя часть которого с шестеренкой разворота расположена с одной стороны второй части предпоследнего корпуса выдвижных элементов и функционально соединена с шестеренкой ротора второго привода с редуктором, с другой стороны второй части предпоследнего корпуса выдвижных элементов зафиксирована вторая шестеренка осевого разворота второй части предпоследнего корпуса выдвижных элементов, которая функционально соединена с шестеренкой ротора второго привода с редуктором осевого разворота, при этом ротор второго привода с редуктором осевого разворота посредством одного или двух последовательных подшипников зафиксирован в продольном отверстии второй части предпоследнего корпуса выдвижных элементов, а второй привод с редуктором осевого разворота зафиксирован в первой части предпоследнего корпуса выдвижных элементов.
На фиг. 1 изображена функциональная структура первой и второй части последнего корпуса выдвижных элементов, которые с одной стороны функционально соединены с первой и второй частью 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 включает подшипники 1 и 2 осевого разворота, первый и второй приводы с редуктором осевого разворота 3 и 4, шестеренка 5 и 6 которых функционально соединена с соответствующей шестеренкой осевого разворота 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, последний корпус в которой выполнен (фиг. 1) из первой части 13 последнего корпуса выдвижных элементов и второй части 14 последнего корпуса выдвижных элементов, в конце которого закреплен привод с редуктором 15, шестеренка которого функционально соединена с шестеренкой 16 с осевым стержнем 17 для разворота корпусов 18 удержания медицинских инструментов 19, при этом общий корпус 9 (фиг. 3) робототехнической системы выполнен тороидальной формы с внутренней выдвижной частью 20 со сферической крышкой 21 с возможностью подъема, соосно которой в нижней ее части зафиксирован инструментальный стол 22 с возможностью возвратно-поступательного разворота и с электромагнитными устройствами 23 удержания медицинских инструментов 19, при этом несколько линейных приводов 10, в которых выдвижная часть 11 ориентирована вертикально вверх, расположены равномерно по кругу в нижней части общего корпуса 9 и их нижние части зафиксированы на общей пластине или индивидуальной пластине 24 с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса 9 робототехнической системы, при этом первый привод с редуктором осевого разворота 3 (фиг. 1) закреплен в конце первой части 13 последнего корпуса выдвижных элементов, а его ротор 25 с шестеренкой 5 посредством одного или двух последовательных подшипников 1 зафиксирован в продольном отверстии, которое выполнено во второй части 14 последнего корпуса выдвижных элементов, а шестеренка 5 ротора первого привода с редуктором 3 функционально соединена с первой шестеренкой 7 осевого разворота второй части 14 последнего корпуса выдвижных элементов, которая закреплена внутри второй части 14 последнего корпуса выдвижных элементов, при этом в первой части 13 последнего корпуса выдвижных элементов ортогонально ротору 25 первого привода 3 с редуктором осевого разворота зафиксирован осевой стержень 26 с осевым отверстием с резьбой, где закреплена резьба внешней части 27 стержня разворота 28, внутренняя часть которого с шестеренкой разворота 29 расположена с одной стороны второй части 30 предпоследнего корпуса выдвижных элементов и функционально соединена с шестеренкой ротора второго привода с редуктором 31, с другой стороны второй части 30 предпоследнего корпуса выдвижных элементов зафиксирована вторая шестеренка осевого разворота 8 второй части 30 предпоследнего корпуса выдвижных элементов, которая функционально соединена с шестеренкой 6 ротора 32 второго привода с редуктором осевого разворота, при этом ротор 32 второго привода с редуктором осевого разворота 4 посредством одного или двух последовательных подшипников 2 зафиксирован в продольном отверстии второй части 30 предпоследнего корпуса выдвижных элементов, а второй привод с редуктором осевого разворота 4 зафиксирован в первой части 33 предпоследнего корпуса выдвижных элементов. При этом корпуса 18 удержания медицинских инструментов 19 включают два электромагнита 34 (фиг. 1). А (фиг. 2) общая пластина или индивидуальная пластина 24 включает несколько опорных подшипников 35, привод с редуктором 36, шестеренка которого функционально соединена с шестеренкой 37, которая закреплена в общем корпусе 9 робототехнической системы, а на выдвижной части 11 линейного привода 10 зафиксирован осевой стержень 38 первой шестеренки разворота 39, которая функционально соединена с шестеренкой первого привода разворота 40, а шестеренка второго привода 41 в первом корпусе 42 разворота функционально соединена со второй шестеренкой 43 разворота выдвижных элементов, осевой стержень которой зафиксирован в начале второго корпуса 44 разворота выдвижных элементов, в конце которого закреплен третий привод разворота 45, шестеренка которого функционально соединена с третьей шестеренкой разворота 46 корпусов выдвижных элементов. На фиг. 3 изображено позиционное положение общего корпуса 9 тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижными элементами 12 и с электромагнитными устройствами 23 удержания корпусов 19 хирургических и диагностических устройств в зоне «Прием инструмента» и позиционное положение выдвижных элементов 12 электромагнитного удержания корпусов 19 хирургических и диагностических устройств в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над верхней подвижной частью медицинского стола 47. При этом съемная верхняя часть выдвижной крышки 21 сферической формы соосно расположена на внутренней выдвижной части 20 общего корпуса 9 тороидальной хирургической робототехнической системы, которая в нижней части соединена с первыми концами трех тросов 48, а вторые концы их зафиксированы на намоточном устройстве привода 49 для подъема выдвижной крышки 21 и инструментального стола 22. На фиг. 4 изображено позиционное положение корпусов 19 хирургических и диагностических устройств с электромагнитными устройствами 50 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 21 и выдвижной части 20 или после их подъема верхнюю ее часть 21 снимают вместе с инструментальным столом 22 и в его электромагнитные устройства 23 по кругу вставляют корпуса 19 хирургических и диагностических устройств, после чего возвращают выдвижную крышку 21 в исходное положение на выдвижную часть 20 для выполнения различных медицинских процедур в «Зоне выполнения медицинской процедуры», а для реализации ее выполняют подъем выдвижной крышки 21 и выдвижной части 20 с инструментальным столом 22 и выполняют разворот последовательных корпусов выдвижных элементов 12 предварительно в зону «Приема инструмента», а затем в «Зону выполнения медицинской процедуры» над медицинским столом 47 и при ее реализации возникает необходимость вертикального подъема и разворота электромагнитных устройств 50 удержания корпусов 19 хирургических и диагностических инструментов. И эту процедуру вертикального подъема выполняют посредством выдвижной части 11 линейного привода 10 (фиг.1 и 2), а корректировочный разворот электромагнитных устройств 50, в котором зафиксированы два электромагнита 34, выполняют посредством привода с редуктором 15 и шестеренки 16, а также посредством привода с редуктором 31, а корректировочный осевой разворот электромагнитных устройств удержания корпусов 19 хирургических и диагностических инструментов выполняют посредством первого привода с редуктором осевого разворота 3 и посредством второго привода с редуктором осевого разворота 4.
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.