ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО РАЗВОРОТА ВЫДВИЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ЗАХВАТА И УДЕРЖАНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ И ХИРУРГИЧЕСКИХ КОРПУСОВ ВНУТРИ ТОРОИДАЛЬНОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ВЫДВИЖНОЙ КРЫШКОЙ (ВАРИАНТ РУССКОЙ ЛОГИКИ - ВЕРСИЯ 1)
FUNCTIONAL STRUCTURE OF INDIVIDUAL RECIPROCATING TURN OF EXTENSION ELEMENTS FOR CLAMPING AND HOLDING OF DIAGNOSTIC AND SURGICAL HOUSINGS INSIDE 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), которая 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 на 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 поворотный 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 для одновременного использования выдвижных элементов захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов при выполнении различных медицинских процедур.
Техническим результатом предложенного изобретения является расширение функциональных возможностей путем формирования функционально законченной робототехнической системы.
Указанный технический результат достигается следующей функциональной структурой.
Функциональная структура индивидуального возвратно-поступательного разворота выдвижных элементов для захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов внутри тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая корпус, опорную шайбу, привод разворота с редуктором, который посредством шестеренки редуктора функционально связан с шестеренкой разворота, круглую пластину с осевым отверстием, где закреплены выдвижные элементы захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов, а внутренние края и крайние края круглой пластины с осевым отверстием выполнены цилиндрической формы и ориентированы вертикально вниз и вертикально вверх соответственно, а также включает подшипники, при этом корпус индивидуального возвратно-поступательного разворота группы выдвижных элементов захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов выполнен тороидальной формы с выдвижной крышкой совместно с выдвижной внутренней частью тороидального корпуса, внутри которого закреплена опорная шайба с осевым отверстием, которая выполнена либо цельной, либо в виде отдельных секторов, при этом ее средняя часть и крайняя часть опорной шайбы выполнена цилиндрической формы, которые ориентированы вверх, а между ними с равным шагом расположены отдельные секторы круглой пластины с выдвижными элементами захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов, на внутренних цилиндрических частях каждого отдельного сектора круглой пластины зафиксированы несколько опорных подшипников, которые позиционно расположены на горизонтально ориентированной части опорной шайбы, а на их крайних цилиндрических частях закреплен соответствующий привод с редуктором, а шестеренка разворота также выполнена либо цельной, либо в виде отдельных секторов, и средние их части функционально связаны с шестеренкой соответствующего редуктора привода, при этом введена дополнительная шайба с внутренней цилиндрической частью, которая закреплена внутри тороидального корпуса и на которой последовательно закреплены группы ограничительных подшипников, которые позиционно расположены над верхними цилиндрическими краями отдельных секторов полукруглых пластин.
На фиг. 1 изображена функциональная структура индивидуального возвратно-поступательного разворота группы выдвижных элементов для захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов в тороидальной робототехнической системе 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 изображена группа выдвижных элементов для захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов в тороидальной робототехнической системе. На фиг. 4 изображен напольный вариант тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой.
Функциональная структура индивидуального возвратно-поступательного разворота выдвижных элементов для захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов внутри тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая корпус 1 (фиг. 2), опорную шайбу 3 (фиг.1), привод разворота с редуктором 4 (фиг. 3-4.1, 4.2, 4.3 и 4.4), который посредством шестеренки редуктора функционально связан с шестеренкой разворота 5, круглую пластину 6 с осевым отверстием, где закреплены выдвижные элементы 7 захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов 8 (фиг. 2), а внутренние края 9 и крайние края 10 круглой пластины 6 с осевым отверстием выполнены цилиндрической формы и ориентированы вертикально вниз и вертикально вверх соответственно, а также включает подшипники. При этом корпус 1 индивидуального возвратно-поступательного разворота группы выдвижных элементов 7 захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов 8 выполнен тороидальной формы с выдвижной крышкой 11 совместно с выдвижной внутренней частью 12 тороидального корпуса 1, внутри которого закреплена опорная шайба 3 с осевым отверстием, которая выполнена либо цельной, либо в виде отдельных секторов, при этом ее средняя часть 13 и крайняя часть 14 опорной шайбы 3 выполнена цилиндрической формы, которые ориентированы вверх, а между ними с равным шагом расположены отдельные секторы круглой пластины с выдвижными элементами 7 захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов, на внутренних цилиндрических частях 9 каждого отдельного сектора круглой пластины 6 (фиг. 3-6.1, 6.2, 6.4 и 6.4) зафиксированы несколько опорных подшипников 15, которые позиционно расположены на горизонтально ориентированной части 16 сектора опорной шайбы 3, а на их крайних цилиндрических частях 10 закреплен соответствующий привод с редуктором 4, а шестеренка разворота 5 также выполнена либо цельной, либо в виде отдельных секторов (фиг. 3-5.1, 5.2, 6.4 и 5.4), и средние их части функционально связаны с шестеренкой соответствующего редуктора привода 4, при этом введена дополнительная шайба 17 с внутренней цилиндрической частью 18, которая закреплена внутри тороидального корпуса 1 и на которой последовательно закреплены группы ограничительных подшипников 19, которые позиционно расположены над верхними цилиндрическими крайними краями отдельных секторов полукруглых пластин 6. При этом (фиг. 2) корпусы диагностических и хирургических устройств 8 зафиксированы в двух электромагнитах вертикально ориентированных устройств 20, которые зафиксированы по кругу на внешней цилиндрической поверхности устройства 21, выполненного соосно выдвижной крышке 11 и с возможностью возвратно-поступательного разворота. На фиг. 3 изображены выдвижные элементы 7 с двумя электромагнитами захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов 8 со схемой их возможных разворотов, при этом посредством привода с редуктором 4.1-4.4 и шестеренки разворота 5.1-5.4 они могут быть развернуты индивидуально в секторе ±45°. На фиг. 4 изображен напольный вариант тороидальной робототехнической системы 1 с выдвижной крышкой 11, которая посредством двух пар стержней 22 расположена с возможностью продольного возвратно-поступательного смещения на неподвижной в продольном направлении части медицинского стола 23, на котором также расположена подвижная в продольном направлении часть медицинского стола 24. При этом неподвижный в продольном направлении медицинский стол 23 расположен на устройстве возвратно-поступательного вертикального смещения 25 посредством привода с редуктором 26.
Логико-динамический процесс функциональной структуры одновременного возвратно-поступательного разворота группы выдвижных элементов для захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов в тороидальной робототехнической системе с выдвижной крышкой.
Поскольку выдвижная крышка 11 тороидальной робототехнической системы (фиг. 2) выполнена также с возможностью вертикального частичного подъема, то после такого подъема выполняют процедуру установки или снятия из двух электромагнитных захватов электромагнитных устройств удержания 20 диагностических и хирургических элементов 8, после чего выдвижную крышку 11 возвращают в исходное положение и эти действия выполняют, когда все выдвижные элементы 7 находятся внутри тороидальной робототехнической системы, а выдвижная крышка 11 посредством трех тросов и трех приводов опущена. После того как диагностические и хирургические элементы 8 установлены, выполняют подъем выдвижной крышки 11 вместе с выдвижной внутренней частью 12 тороидального корпуса 1 и осуществляют вывод выдвижных элементов 7 из тороидальной робототехнической системы предварительно в зону «Приема инструмента» для приема диагностических и хирургических элементов 8, а затем выдвижные элементы 7 разворачивают в «Зону выполнения медицинской процедуры». А если учесть, что диагностические и хирургические элементы 8 электромагнитных устройствах удержания 20 расположены в определенной последовательности, а выдвижные элементы 7 находятся в конкретной позиции внутри тороидальной робототехнической системы, поэтому (фиг. 2) перед приемом диагностических и хирургических элементов 8 посредством привода выполняют соответствующий разворот вертикально ориентированных электромагнитных устройств 20, которые закреплены на внешней цилиндрической поверхности устройства 21, выполненного с возможностью возвратно-поступательного разворота. При этом (фиг. 3) выдвижные элементы 7 с двумя электромагнитами захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов 8 в «Зоне выполнения медицинской процедуры» могут быть посредством привода с редуктором 4.1-4.4 и шестеренки разворота 5.1-5.4 развернуты индивидуально в секторе ±45°.
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.