УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МЕДИЦИНСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к медицинской технике, конкретнее к управляемым шасси, применяемым, в частности, для ручного перемещения и точного позиционирования рентгеновского оборудования.
Предшествующий уровень техники
Устройства для перемещения медицинского оборудования в общем виде представляют собой подвижное основание, содержащие от 3-х и более колесных опор, и рассчитанное на перемещение тяжелого (обычно до 400 кг) оборудования, например, высоковольтного генератора со штативом рентгеновского излучателя. На подвижном основании установлена стойка с рулевым механизмом. Колесные опоры могут быть выполнены как с управляемой, так и со свободной ориентацией. В случае, если все колесные опоры имеют свободную ориентацию, то рулевой механизм выполняют в виде упора для рук, позволяющего оператору толкать устройство в требуемом направлении. Если подвижное основание содержит хотя бы одну колесную опору с управляемой ориентацией, то рулевой механизм снабжен, по меньшей мере, одной рукояткой поворота, которая связана с поворотным механизмом колесной опоры с управляемой ориентацией.
Устройство для перемещения медицинского оборудования, подвижное основание которого содержит только колесные опоры со свободной ориентацией, имеет отличную маневренность, однако плохую управляемость при перемещении на большие расстояния, что недопустимо при перемещении тяжелого медицинского оборудования по лечебно-профилактическому учреждению (ЛПУ).
Известно устройство для перемещения медицинского оборудования (патентная заявка Японии № JP 200418018, опубл. 02.07.2004). Согласно описанию устройство включает подвижное основание, выполненное с возможностью монтажа медицинского оборудования на него. Подвижное основание содержит, по меньшей мере, две колесные опоры с управляемой ориентацией, расположенные в задней части подвижного основания справа и слева от его продольной оси и, по меньшей мере, одну колесную опору со свободной ориентацией, расположенную в передней части подвижного основания. На подвижном основании установлена стойка, в верхней части которой расположен рулевой механизм, содержащий узел параллельного поворота колесных опор с управляемой ориентацией, рулевой механизм представляет собой, по меньшей мере, одну рукоятку поворота, механически связанную с колесными опорами с управляемой ориентацией, выполненную с возможностью синхронного поворота колесных опор с управляемой ориентацией на заданный угол.
Это известное устройство имеет хорошую управляемость, однако его маневренность ограничена, что обусловлено параллельным поворотом колесных опор с управляемой ориентацией и, как следствие, большим радиусом поворота (разворота). Это допустимо при перемещении по широким помещениям ЛПУ, например, по коридору, однако для точного позиционирования медицинского оборудования в тесных помещениях, например, в палате ЛПУ между койками пациентов, большой радиус поворота (разворота) является существенным недостатком. Данное техническое решение является наиболее близким к заявляемому.
Сущность изобретения
Задачей настоящей полезной модели является создание устройства для перемещения медицинского оборудования, обеспечивающего хорошую управляемость и высокую маневренность, в частности, малый радиус поворота (разворота).
Технический результат - повышение управляемости и маневренности устройства для перемещения медицинского оборудования.
Технический результат в заявляемом устройстве для перемещения медицинского оборудования, включающем подвижное основание, выполненное с возможностью монтажа на нем медицинского оборудования, по меньшей мере, две колесных опоры с управляемой ориентацией, расположенные слева и справа в задней части подвижного основания, и, по меньшей мере, одну колесную опору со свободной ориентацией, расположенную в передней части подвижного основания, при этом на подвижном основании установлена стойка, в верхней части которой расположена, по меньшей мере, одна рукоятка поворота, механически связанная с колесными опорами с управляемой ориентацией посредством рулевого механизма и выполненная с возможностью их синхронного поворота на заданный угол, рулевой механизм содержит узел параллельного поворота колесных опор с управляемой ориентацией, ДОСТИГАЕТСЯ тем, что рулевой механизм дополнительно содержит узел симметричного поворота колесных опор с управляемой ориентацией друг относительно друга и механизм переключения между узлами параллельного и симметричного поворота колесных опор с управляемой ориентацией.
Возможен вариант выполнения заявляемого устройства, согласно которому на колесах с управляемой ориентацией установлены тормозные механизмы, а рулевой механизм снабжен, по меньшей мере, одной рукояткой торможения, которая механически связана с тормозными механизмами и выполнена с возможностью одновременного торможения колесных опор с управляемой ориентацией.
Возможен вариант выполнения заявляемого устройства, согласно которому рукоятка торможения установлена соосно рукоятке поворота.
Возможен вариант выполнения заявляемого устройства, согласно которому узел параллельного поворота колесных опор с управляемой ориентацией представляет собой передаточный механизм, выполненный в виде прямой цепной передачи, узел симметричного поворота колесных опор с управляемой ориентацией представляет собой передаточный механизм, выполненный в виде обратной цепной передачи, а механизм переключения между узлами параллельного и симметричного поворота колесных опор с управляемой ориентацией представляет собой узел переключения между прямой и обратной цепными передачами.
Перечень фигур
Заявляемое техническое решение, возможность его технической реализации и достижение указанного технического результата поясняется фигурами 1-6.
Фиг. 1 - устройство для перемещения медицинского оборудования (в аксонометрии);
Фиг. 2 - устройство для перемещения медицинского оборудования (вид сзади);
Фиг. 3 - рулевой механизм;
Фиг. 4 - рентгеновский аппарат на базе устройства для перемещения медицинского оборудования (в аксонометрии).
Фиг. 5 - схема работы рулевого механизма в режиме параллельного поворота.
Фиг. 6 - схема работы рулевого механизма в режиме симметричного поворота.
Подробное описание
Устройство для перемещения медицинского оборудования (далее устройство), включает подвижное основание 1, которое может быть реализовано в виде, например, сварной Т-образной, П-образной, прямоугольной или иной формы рамы из металлического профиля, на которой имеется, по меньшей мере, две колесные опоры 2 с управляемой ориентацией, расположенные в задней части подвижного основания 1 справа и слева от его продольной оси, и, по меньшей мере, одна колесная опора 3 со свободной ориентацией, расположенная в передней части подвижного основания 1. Подвижное основание 1 выполнено с возможностью монтажа медицинского оборудования 4 на него. Медицинское оборудование 4 (фиг. 4) может быть закреплено на раме подвижного основания 1 по модульному принципу, с помощью, например, винтового соединения. Колесные опоры 2 с управляемой ориентацией могут быть выполнены в виде колеса, закрепленного внутри вилки, выполненной с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, проходящей через центр вращения колеса. На упомянутой вертикальной оси закреплена звездочка, обеспечивающая поворот колесной опоры 2 с управляемой ориентацией на заданный угол. Колесные опоры 2 с управляемой ориентацией могут быть дополнительно снабжены тормозными механизмами (на чертеже не показаны) для фиксации положения подвижного основания 1.
На подвижном основании 1 в задней его части установлена стойка 5, в верхней части которой расположен рулевой механизм 6. Стойка 5 может быть образована, например, двумя вертикальными прямоугольными профилями, закрепленными с правой и левой стороны в задней части подвижного основания 1.
В верхней части стойки 5 расположена, по меньшей мере, одна рукоятка 7 поворота, механически связанная с колесными опорами 2 с управляемой ориентацией посредством рулевого механизма 6 и выполненная с возможностью их синхронного поворота на заданный угол.
Рукоятка 7 поворота расположена на высоте, позволяющей оператору осуществлять перемещение заявляемого устройства посредством приложения руками толкающей или тянущей силы и задавать угол поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией.
Рулевой механизм 6 содержит узел 8 параллельного поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией, узел 9 симметричного поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией и механизм 10 переключения между упомянутыми узлами 8 и 9, позволяющий выбрать режим параллельного или симметричного поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией.
Рулевой механизм 6 может быть выполнен в виде двух вертикальных поворотных осей, правой и левой, на каждой из которых закреплено по три звездочки и по одному диску. Левая поворотная ось жестко соединена со звездочками и диском посредством штифтового соединения, правая поворотная ось жестко соединена с диском посредством штифтового соединения, посредством скользящего шпоночного зацепления со средней звездочкой. При этом средняя звездочка выполнена с возможностью перемещения вдоль правой поворотной оси и вхождения в торцевое зацепление с верхней или нижней свободно вращающимися звездочками посредством соединения «шип-паз».
Верхние звездочки левой и правой поворотных осей соединены прямой цепной передачей с образованием узла 8 параллельного поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией.
Нижние звездочки левой и правой поворотных осей соединены обратной цепной передачей посредством обкатных роликов с образованием узла 9 симметричного поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией.
Средние звездочки левой и правой поворотных осей соединены посредством цепных передач соответственно со звездочками правой и левой колесных опор 2 с управляемой ориентацией и синхронизированы по углу поворота с ними.
Механизм 10 переключения между узлами 8 и 9 параллельного и симметричного поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией может быть выполнен следующим образом. В рулевом механизме 6 установлен переключатель 11, который выполнен, например, в виде рычага, закрепленного на вращающейся оси с эксцентриком, соединенным тягами с подъемным механизмом типа Нюрнбергские ножницы.
Подъемный механизм представляет собой горизонтальную пластину, выполненную в виде вилки, охватывающей кольцевую проточку средней звездочки правой поворотной оси, с возможностью одновременного подъема и опускания указанной звездочки и ограничителей угла поворота.
В опущенном положении средней звездочки правой поворотной оси колесные опоры 2 с управляемой ориентацией подключены к узлу 9 симметричного поворота, а в поднятом положении колесные опоры 2 с управляемой ориентацией подключены к узлу 8 параллельного поворота.
Для фиксации подъемного механизма в верхнем или нижнем положениях может быть применена перекидная пружина сжатия, установленная на рычаге переключателя 11.
Вращение правой и левой поворотных осей синхронизировано узлами 8 и 9 параллельного и симметричного поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией.
На вершине правой, левой, или обеих поворотных осей установлена рукоятка с образованием рукоятки 7 поворота. Количество рукояток 7 поворота в данном случае не играет существенной роли в работе устройства, их количество и расположение выбирается из соображений удобства для работы оператора.
В случае использования двух рукояток 7 поворота, для предотвращения рассинхронизации углов поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией при управлении устройством, действие по переключению между узлами 8 и 9 параллельного и симметричного поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией возможно только при параллельном положении рукояток 7 поворота относительно продольной оси подвижного основания 1 (что соответствует продольному положению колесных опор 2 с управляемой ориентацией).
Для удобства поворота рукояток 7 при управлении колесными опорами 2 с управляемой ориентацией, в частности для определения их продольного положения тактильно, на дисках правой и левой поворотных осей рукояток 7 поворота могут быть выполнены полукруглые вырезы, равномерно расположенные по их окружности, контактирующие с подпружиненными роликами, закрепленными на неподвижном основании. Усилие фиксации угла поворота регулируется натяжением пружин роликов. Ограничение углов поворота рукояток 7 может осуществляться посредством штифтов, установленных на дисках и упирающихся в крайних положениях в ограничительные планки (на чертежах не показано). Причем в режиме узла 9 симметричного поворота каждая рукоятка 7 поворота заблокирована от наружного поворота посредством подвижных опор, закрепленных на платформе подъемного механизма.
Возможен вариант установки тормозных механизмов на колесные опоры 2 с управляемой ориентацией, при этом рулевой механизм 6 дополнительно снабжен, по меньшей мере, одной рукояткой 12 торможения, которая механически связана с тормозными механизмами (на чертеже не показаны) упомянутых колесных опор 2. Рукоятка 12 торможения может быть установлена соосно рукоятке 7 поворота.
При установке рукоятки 12 торможения соосно рукоятке 7 поворота ее ось пропускают через ось рукоятки 7 поворота. На нижнем конце оси рукоятки 12 торможения жестко закреплена звездочка тормозного механизма, на которой, в свою очередь, со смещением установлены оси зацепления тяговых цепей тормозных механизмов колесных опор 2 с управляемой ориентацией. При использовании двух рукояток 7 поворота и двух соосных им рукояток 12 торможения звездочки тормозных механизмов синхронизируют цепной обратной передачей и обеспечивают, таким образом, возможность синхронного поворота рукояток 12 торможения. Причем включению тормозных механизмов колесных опор 2 с управляемой ориентацией соответствует перпендикулярное продольной оси подвижного основания 1 положение рукояток 12 торможения, а отключению - параллельное положение.
Цепные передачи между рулевым механизмом 6 и поворотными узлами 8 и 9 колесных опор 2 с управляемой ориентацией, а так же механическая передача между рукояткой 12 торможения и тормозным механизмом (на чертеже не показан) колесных опор 2 с управляемой ориентацией, могут быть пропущены посредством направляющих роликов сквозь вертикальной стойки 5 и рамы подвижного основания 1.
Для перенаправления перегиба цепей возможно применение планок с перпендикулярными отверстиями, соответствующими габаритам звеньев и установленными в разрывы цепи в соответствующих местах (на рис.не указано). Для обеспечения регулировки натяжения цепей могут быть использованы устройства типа «талреп».
Медицинское оборудование 4 (полезная нагрузка), например рентгеновский излучатель для мобильной диагностики с позиционером и электронным блоком питания, может быть установлено на устройство используя модульный принцип, (фиг. 4)
Описание работы устройства
Заявляемое устройство работает следующим образом. Колесные опоры 2 с управляемой ориентацией установлены параллельно продольной оси подвижного основания 1. Оператор с помощью переключателя 11 выбирает между узлами 8 и 9 параллельного и симметричного поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией, устанавливает переключатель 11 в положение «параллельно» либо «симметрично».
При повороте переключателя 11 по часовой стрелке, подъемный механизм перемещает среднюю звездочку правой поворотной оси вверх, которая входит в зацепление «шип-паз» с верхней звездочкой правой поворотной оси, выполняя, таким образом, подключение к узлу 8 параллельного поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией. Причем диапазон указанного поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией составляет +/-90 градусов от продольной оси подвижного основания 1. Схематично работа рулевого механизма 6 в режиме параллельного поворота (узел 8 параллельного поворота) колесных опор 2 с управляемой ориентацией показана на фиг 5.
При повороте переключателя 11 против часовой стрелки, подъемный механизм перемещает среднюю звездочку правой поворотной оси вниз, которая входит в зацепление «шип-паз» с нижней звездочкой правой поворотной оси, выполняя, таким образом, подключение к узлу 9 симметричного поворота, причем диапазон указанного поворота ограничен посредством контакта штифтов, установленных на дисках, с нижними упорами ограничителей поворота и составляет 90 градусов «по» и «против» часовой стрелки для правой и левой колесных опор 2 с управляемой ориентацией соответственно. Схематично работа рулевого механизма 6 в режиме симметричного поворота (узел 9 симметричного поворота) колесных опор 2 с управляемой ориентацией показана на фиг 6.
При наличии тормозных механизмов оператор переводит рукоятку 12 торможения в положение деактивации тормозов. При наличии нескольких рукояток 12 торможения достаточно поворота одной из них, так как их положение синхронизировано.
Оператор берется рукой за одну рукоятку 7 поворота. Второй рукой опирается на стойку 5, либо при наличии второй рукоятки 7 поворота берется за нее. Либо если оператор находится сбоку устройства, то он берется за ближайшую рукоятку 7 поворота. Затем толкающим усилием, направленным вдоль направления рукоятки 7 поворота, приводит устройство в движение. С помощью одной или двух синхронизированных рукояток 7 поворота изменяет угол поворота колесных опор 2 с управляемой ориентацией.
Если переключатель 11 установлен в положение «параллельно», то при повороте рукоятки 7 поворота вправо колесные опоры 2 с управляемой ориентацией поворачиваются вправо на заданный угол, и устройство меняет траекторию линейного перемещения, при котором продольная ось подвижного основания 1 смещается параллельно влево или вправо, в зависимости от положения рукояток 7 поворота. Диапазон направления перемещения определяется положением рукоятки (рукояток) 7 поворота от 0 до +/-90 градусов к продольной оси. Функция заданного параллельного перемещения востребована для позиционирования медицинского оборудования 4 и получения серии рентгеновских снимков вдоль диагностируемого объекта, находящегося на койке в палате, либо на хирургическом или лабораторном столе.
В случае установки переключателя 11 в положение узла 9 симметричного поворота при повороте одной или двух рукояток 7 поворота колесные опоры 2 с управляемой ориентацией поворачиваются на заданный угол симметрично относительно продольной оси подвижного основания 1: правая - вправо, а левая - влево.
Для возможности экстренной остановки перемещаемого по направлению «вперед» устройства рукоятки 7 поворота могут быть разнесены наружу от оси их поворота, таким образом, при установке переключателя 11 в положение узла 9 симметричного поворота приложение «обратного» усилия к рукояткам 7 поворота со стороны оператора вызывает симметричный поворот колесных опор 2 с управляемой ориентацией, что приводит к остановке подвижного основания 1 устройства.
Функция перемещения медицинского оборудования 4 относительно заданного центра поворота, выполняемая при установке переключателя 11 в положение «симметрично», позволяет разворачивать заявляемое устройство по касательной к «указывающему» положению рукоятки (рукояток) 7 поворота даже в узких пространствах, например, в палате между койками пациентов. Положение центра разворота определяется положением рукоятки (рукояток) 7 поворота от 0 до 180 градусов. Функция перемещения устройства относительно заданного центра улучшает маневренность устройства, значительно уменьшает усилие оператора при развороте устройства, и востребована, в частности, при необходимости поворота рентгеновского медицинского оборудования 4 вокруг оси рентгеновского излучения.
Колесные опоры 3 со свободной ориентацией изменяют свое направление в зависимости от траектории движения устройства.
После завершения работы с устройством оператор устанавливает колесные опоры 2 с управляемой ориентацией в положение прямо. При наличии тормозных механизмов переводит рукоятку 12 торможения в положение активации тормозов. Либо посредством переключателя 11 переводит рулевой механизм 6 в режим узла 9 симметричного поворота и поворачивает рукоятки 7 поворота перпендикулярно друг другу.