МЕДИЦИНСКАЯ РОБОТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА

1. Медицинская роботизированная система для выполнения медицинских процедур, содержащая робота-манипулятора (14) для роботизированного манипулирования медицинским инструментом (18), причем робот-манипулятор содержит основание (24), руку (26) манипулятора, имеющую по существу вертикальную часть (27), поддерживаемую основанием, и по существу горизонтальную часть (29), поддерживаемую вертикальной частью, запястный шарнир (28) манипулятора, поддерживаемый рукой манипулятора, и исполнительный блок (30), поддерживаемый запястным шарниром манипулятора и скомпонованный для удержания медицинского инструмента;
отличающаяся тем, что
рука манипулятора (26) имеет цилиндрическую PRP кинематическую конфигурацию, имеющую призматическое (Р) первое сочленение (J1) для изменения высоты вертикальной части путем обеспечения поступательной степени свободы вдоль по существу вертикальной оси, вращательное (R) второе сочленение (J2) для изменения угла поворота между вертикальной частью и горизонтальной частью путем обеспечения вращательной степени свободы вокруг по существу вертикальной оси, и призматическое (Р) третье сочленение (J3) для изменения досягаемости горизонтальной части путем обеспечения поступательной степени свободы вдоль по существу горизонтальной оси.
2. Медицинская роботизированная система по п.1, в которой первое (Р) сочленение (J1) имеет вертикальную линейную направляющую (52) и первый линейный привод (50), предпочтительно линейный вал с шаровым и винтовым соединениями, для приведения в действие первого (Р) сочленения (J1).
3. Медицинская роботизированная система по п.2, в которой третье (Р) сочленение (J3) имеет горизонтальную линейную направляющую (73) и второй линейный привод (70), предпочтительно линейный вал с шаровым и винтовым соединениями, для приведения в действие третьего (Р) сочленения.
4. Медицинская роботизированная система по п.3, в которой горизонтальная часть имеет продолговатый кожух (74), который заключает в себе горизонтальную линейную направляющую и второй линейный привод, при этом горизонтальная часть содержит балку (72), которая телескопически вытягивается относительно кожуха на одной стороне и поддерживает запястный шарнир (28) на другой стороне.
5. Медицинская роботизированная система по п.1, в которой горизонтальная часть (29) руки имеет минимальное отклонение штанги 800 мм.
6. Медицинская роботизированная система по любому из пп.1-5, в которой второе (R) сочленение (J2) имеет передаточный механизм, предпочтительно передаточный механизм (62) с волновой передачей, мотор (61), предпочтительно бесщеточный сервомотор, связанный с входной ступенью передаточного механизма, и датчик (65) абсолютного положения, связанный с выходной ступенью передаточного механизма.
7. Медицинская роботизированная система по любому из пп.1-5, в которой запястный шарнир (28) манипулятора содержит вращательное (R) четвертое сочленение (J4) и вращательное (R) пятое сочленение (J5) для ориентации исполнительного блока (30).
8. Медицинская роботизированная система по п.7, в которой оси вращения четвертого (R) сочленения (J4) и второго (R) сочленения (J2) параллельны.
9. Медицинская роботизированная система по п.8, в которой ось вращения четвертого (R) сочленения (J4) расположена в одной плоскости с плоскостью, образованной осью вращения второго (R) сочленения (J2) и осью перемещения третьего (Р) сочленения (J3).
10. Медицинская роботизированная система по п.9, в которой четвертое (R) сочленение (J4) обеспечивает вращательную степень свободы вдоль по существу вертикальной оси для установки угла наклона в поперечном направлении исполнительного блока (30), и в котором пятое (R) сочленение (J5) обеспечивает вращательную степень свободы вдоль по существу горизонтальной оси для установки угла наклона в продольном направлении исполнительного блока (30).
11. Медицинская роботизированная система по п.10, в которой запястный шарнир (28) содержит опорную плиту (80), соединенную с горизонтальной частью (29) руки, и по существу L-образный опорный элемент (100), при этом четвертое (R) сочленение (J4) соединяет первый горизонтальный участок опорного элемента с опорной плитой (80), а пятое (R) сочленение (J5) соединяет второй вертикальный участок опорного элемента (100) с соединительным средством (32) для исполнительного блока (30), при этом запястный шарнир скомпонован таким образом, что оси вращения четвертого (R) сочленения и пятого (R) сочленения перпендикулярны и имеют точку пересечения.
12. Медицинская роботизированная система по любому из пп.1-5, в которой исполнительный блок (30) содержит привод (120; 1120) лапароскопического инструмента, имеющий средства для крепления хирургического инструмента (18) к манипулятору и линейный исполнительный механизм (400; 1400) для приведения в действие прикрепленного хирургического инструмента.
13. Медицинская роботизированная система по п.12, в которой исполнительный блок (30) содержит основную опорную раму (140) для присоединения исполнительного блока (30) к запястному шарниру (28) и вращательное (R) шестое сочленение (J6), которое соединяет привод лапароскопического инструмента (120; 1120) с основной опорной рамой, при этом шестое (R) сочленение обеспечивает вращательную степень свободы вдоль оси, которая совпадает с продольной осью хирургического инструмента, прикрепленного к приводу лапароскопического инструмента, для установки угла вращения прикрепленного хирургического инструмента.
14. Медицинская роботизированная система по п.13, в которой запястный шарнир (28) манипулятора содержит вращательное (R) четвертое сочленение (J4) и вращательное (R) пятое сочленение (J5) для ориентации исполнительного блока (30) и в которой оси вращения шестого (R) сочленения (J6) и пятого (R) сочленения (J5) перпендикулярны.
15. Медицинская роботизированная система по п.14, в которой запястный шарнир (28) манипулятора скомпонован таким образом, что оси вращения шестого (R) сочленения (J6) и четвертого (R) сочленения (J4) смещены на расстояние (O5), соответствующее приблизительно диаметру привода (120; 1120) лапароскопического инструмента в его наибольшем поперечном сечении.
16. Медицинская роботизированная система по п.15, в которой исполнительный блок (30) содержит датчиковый узел (122), содержащий датчик силомоментного очувствления с 6 степенями свободы и акселерометр линейных и угловых ускорений с совпадающими 6 степенями свободы, при этом узел соединяет привод лапароскопического инструмента с шестым (R) сочленением (J6).
17. Медицинская роботизированная система по п.16, в которой четвертое (R) сочленение (J4), пятое (R) сочленение (J5) и/или шестое (R) сочленение (J6), имеет мотор (81; 101; 141), предпочтительно бесщеточный сервомотор, передаточный механизм (83; 103; 143), имеющий соединенную с валом мотора входную ступень, ременную передачу (84; 104; 144), соединенную с выходной ступенью передаточного механизма для передачи движения соответствующему сочленению, и датчик (88; 108; 148) абсолютного положения, соединенный с ременной передачей.
18. Медицинская роботизированная система по п.11, в которой исполнительный блок (30) содержит привод (120; 1120) лапароскопического инструмента, имеющий средства для крепления хирургического инструмента (18) к манипулятору и линейный исполнительный механизм (400; 1400) для приведения в действие прикрепленного хирургического инструмента.
19. Медицинская роботизированная система по п.13, в которой исполнительный блок (30) содержит основную опорную раму (140) для присоединения исполнительного блока (30) к запястному шарниру (28) и вращательное (R) шестое сочленение (J6), которое соединяет привод лапароскопического инструмента (120; 1120) с основной опорной рамой, при этом шестое (R) сочленение обеспечивает вращательную степень свободы вдоль оси, которая совпадает с продольной осью хирургического инструмента, прикрепленного к приводу лапароскопического инструмента, для установки угла вращения прикрепленного хирургического инструмента.
20. Медицинская роботизированная система по п.19, в которой запястный шарнир (28) манипулятора содержит вращательное (R) четвертое сочленение (J4) и вращательное (R) пятое сочленение (J5) для ориентации исполнительного блока (30) и в которой оси вращения шестого (R) сочленения (J6) и пятого (R) сочленения (J5) перпендикулярны.
21. Медицинская роботизированная система по п.19, в которой запястный шарнир (28) манипулятора скомпонован таким образом, что оси вращения шестого (R) сочленения (J6) и четвертого (R) сочленения (J4) смещены на расстояние (O5), соответствующее приблизительно диаметру привода (120; 1120) лапароскопического инструмента в его наибольшем поперечном сечении.
22. Медицинская роботизированная система по п.19, в которой четвертое (R) сочленение (J4), пятое (R) сочленение (J5) и/или шестое (R) сочленение (J6) имеет мотор (81; 101; 141), предпочтительно бесщеточный сервомотор, передаточный механизм (83; 103; 143), имеющий соединенную с валом мотора входную ступень, ременную передачу (84; 104; 144), соединенную с выходной ступенью передаточного механизма для передачи движения соответствующему сочленению, и датчик (88; 108; 148) абсолютного положения, соединенный с ременной передачей.
23. Медицинская роботизированная система по п.19, в которой исполнительный блок (30) содержит датчиковый узел (122), содержащий датчик силомоментного очувствления с 6 степенями свободы и акселерометр линейных и угловых ускорений с совпадающими 6 степенями свободы.
24. Медицинская роботизированная система по любому из пп.1-5, в которой основание (24) содержит лазерный сканер (22) дальности для определения проникновения персонала в рабочее пространство манипулятора.
25. Медицинская роботизированная система по любому из пп.1-5, в которой призматическое (Р) первое сочленение (J1) и призматическое (Р) третье сочленение (J3) соответственно имеют взаимосвязанный тормоз и взаимосвязанный датчик абсолютного положения.