ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО РАЗВОРОТА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ И ХИРУРГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ТОРОИДАЛЬНОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ВЫДВИЖНОЙ КРЫШКОЙ (ВАРИАНТ РУССКОЙ ЛОГИКИ - ВЕРСИЯ 1)
FUNCTIONAL STRUCTURE OF RECIPROCATING TURN OF DIAGNOSTIC AND SURGICAL ELEMENT OF TOOL DEVICE OF TOROID ROBOT SYSTEM WITH EXTENSION LID (RUSSIAN LOGIC VERSION - VERSION 1)

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 повод поворотный поступательного перемещения внутреннего цилиндра относительно внешнего неподвижного цилиндра, при этом на верхней вставной шайбе закреплен повод 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.
Указанный технический результат достигается следующей функциональной структурой.
Функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая вертикальный цилиндрический корпус с возможностью разворота посредством шестеренки с внутренней зубчатой поверхностью, которая закреплена или является частью опорной шайбы, в которой нижняя часть выполнена также цилиндрической формы и расположена соосно внутри вертикального цилиндрического корпуса с возможностью разворота и функционально связана с шестеренкой привода с редуктором, который зафиксирован на нижней средней промежуточной шайбе, функционально связанной с равномерно расположенными по окружности вертикальными стержнями, расположенными внутри вертикального цилиндрического корпуса, а также включает подшипники и устройства удержания диагностических и хирургических элементов, при этом устройства удержания диагностических и хирургических элементов выполнены электромагнитными, на которых в двух электромагнитных захватах удерживаются корпусы диагностических и хирургических элементов, а электромагнитные устройства удержания диагностических и хирургических элементов с равным шагом последовательно зафиксированы на внешней поверхности вертикального цилиндрического корпуса с возможностью разворота, а в нижней цилиндрической части опорной шайбы зафиксированы опорные подшипники, которые с возможностью разворота расположены на крайней верхней поверхности круглой опорной пластины, в которой по окружности с равномерным шагом зафиксированы нижние концы вертикальных стержней, а средние их части расположены и зафиксированы в аналогичных отверстиях нижней промежуточной шайбы, где закреплен привод с редуктором, и в аналогичных отверстиях также аналогично расположены и зафиксированы вертикальные стержни, верхние концы которых по аналогичной окружности закреплены в нижней части крышки цилиндрического корпуса, который зафиксирован в нижней части выдвижной крышки тороидальной робототехнической системы, при этом в верхней промежуточной шайбе закреплены центрирующие подшипники, внешняя вращающаяся поверхность которых функционально связана с внутренней поверхностью 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 возможностью разворота посредством шестеренки (шестеренка разворота) 2 с внутренней зубчатой поверхностью, которая закреплена или является частью опорной шайбы 3, в которой нижняя часть выполнена также цилиндрической формы и расположена соосно внутри вертикального цилиндрического корпуса 1 с возможностью разворота и функционально связана с шестеренкой привода с редуктором 4, который зафиксирован на нижней промежуточной шайбе 5, функционально связанной с равномерно расположенными по окружности вертикальными стержнями 6, расположенными внутри вертикального цилиндрического корпуса 1, а также включает подшипники и устройства удержания 7 диагностических и хирургических элементов 8. При этом устройства удержания 7 диагностических и хирургических элементов 8 выполнены электромагнитными, на которых в двух электромагнитных захватах 9 удерживаются корпусы диагностических и хирургических элементов 8, а электромагнитные устройства удержания 7 диагностических и хирургических элементов 8 с равным шагом последовательно зафиксированы на внешней поверхности вертикального цилиндрического корпуса 1 с возможностью разворота, а в нижней цилиндрической части опорной шайбы 3 зафиксированы опорные подшипники 10, которые с возможностью разворота расположены на крайней верхней поверхности круглой опорной пластины 11, в которой по окружности с равномерным шагом зафиксированы нижние концы вертикальных стержней 6, а средние их части расположены и зафиксированы в аналогичных отверстиях нижней промежуточной шайбы 5, где закреплен привод с редуктором 4, и в аналогичных отверстиях также аналогично расположены и зафиксированы вертикальные стержни 6, верхние концы которых по аналогичной окружности закреплены в нижней части крышки цилиндрического корпуса 12, который зафиксирован в нижней части выдвижной крышки 13 тороидальной робототехнической системы 14 (фиг. 2) с выдвижными элементами 15 для выполнения медицинских процедур. При этом в верхней промежуточной шайбе 16 закреплены центрирующие подшипники 17, внешняя вращающаяся поверхность которых функционально связана с внутренней поверхностью вертикального цилиндрического корпуса 1. На фиг. 3 изображен напольный вариант тороидальной робототехнической системы 14 с выдвижной крышкой 13, которые посредством двух пар стержней 18 расположены с возможностью продольного возвратно-поступательного смещения на неподвижной в продольном направлении части медицинского стола 19, на котором также расположена подвижная в продольном направлении часть медицинского стола 20. При этом неподвижно в продольном направлении медицинский стол 19 расположен на устройстве возвратно-поступательного вертикального смещения 21 посредством привода с редуктором 22.
Логико-динамический процесс функциональной структуры возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой заключается в следующем.
Поскольку выдвижная крышка 13 тороидальной робототехнической системы 14 (фиг. 2) выполнена также с возможностью вертикального частичного подъема, то после такого подъема выполняют процедуру установки или снятия из двух электромагнитных захватов 9 электромагнитных устройств удержания 7 диагностических и хирургических элементов 8, после чего выдвижную крышку 13 возвращают в исходное положение и эти действия выполняют, когда все выдвижные элементы 15 находятся внутри тороидальной робототехнической системы 14, а выдвижная крышка 13 посредством трех тросов и трех приводов опущена. После того как диагностические и хирургические элементы 8 установлены, выполняют подъем выдвижной крышки 13 и осуществляют вывод выдвижных элементов 15 из тороидальной робототехнической системы 14 предварительно в зону «Приема инструмента» для приема диагностических и хирургических элементов 8, а затем выдвижные элементы 15 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 15 находятся в конкретной позиции внутри тороидальной робототехнической системы 14, поэтому (фиг. 1) перед приемом диагностических и хирургических элементов 8 посредством привода с редуктором 4 и шестеренки разворота 2 выполняют соответствующий разворот цилиндрического корпуса 1 с электромагнитными устройствами удержания 7 диагностических и хирургических элементов 8. А такой разворот выполняют посредством опорных подшипников 10, которые с возможностью разворота расположены на крайней верхней поверхности круглой опорной пластины 11, которая посредством вертикальных стержней 6 на нижней промежуточной шайбе 5 и верхней промежуточной шайбе 16, где закреплены центрирующие подшипники 17.
Использование предложенного технического решения позволяет расширить функциональные возможности функциональной структуры возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства в тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой.