ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПРОДОЛЬНОГО СМЕЩЕНИЯ И РАЗВОРОТА УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ФИКСАТОРОВ МЕДИЦИНСКОГО ИНСТРУМЕНТА В ТОРОИДАЛЬНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ С ВЫДВИЖНОЙ КРЫШКОЙ (ВАРИАНТ РУССКОЙ ЛОГИКИ - ВЕРСИЯ 4)
FUNCTIONAL STRUCTURE OF PRELIMINARY LONGITUDINAL DISPLACEMENT AND TURNING DEVICES OF ELECTROMAGNETIC RETAINERS OF MEDICAL INSTRUMENT IN TOROIDAL SURGICAL ROBOT SYSTEM WITH EXTENSION LID ( VERSION OF RUSSIAN LOGIC - VERSION 4)

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении различных медицинских процедур.
Известна функциональная структура выдвижного элемента (устройства) зажима многофункциональной диагностико-хирургической робототехнической системы с возможностью информационно-компьютерного управления (см. Патент UA №72500), которое включает устройство зажима операционных элементов с возможностью двух разворотов и соединенного с помощью первого привода, выполняющего функцию шарнира, с устройством промежуточного разворота, который включает второй привод, который выполняет также функцию шарнира, соединенный с дополнительным устройством осевого разворота зажима, при этом введен линейный привод, корпус которого закреплен в сферическом корпусе робототехнической системы, а на выдвижной части линейного привода с помощью двух планок закреплен привод с редуктором, в котором внешняя часть редуктора закреплена с одной планкой, а часть статора привода с редуктором с помощью осевого стержня соединена с возможностью вращения со второй планкой, при этом корпус статора соединен с дополнительным устройством осевого разворота зажима (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 инструментов над медицинским столом.
Недостатком известной функциональной структуры выдвижного устройства фиксатора медицинского инструмента является ограниченная точность разворота выдвижного элемента фиксатора, поскольку два последовательных элемента в устройстве зажима непосредственно функционально соединены со статором и с ротором общего привода с редуктором, поэтому погрешность их взаимного разворота не минимизирована.
Техническим результатом предложенного изобретения является усовершенствование известной функциональной структуры предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой.
Указанный технический результат достигается следующей функциональной структурой. Функциональная структура предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой, включающая несколько линейных приводов, которые закреплены внутри общего корпуса робототехнической системы и функционально соединены для линейного смещения нескольких последовательных корпусов выдвижных элементов, которые выполнены с возможностью относительного разворота посредством соответствующего привода с редуктором и в исходном положении позиционно расположены внутри общего корпуса робототехнической системы, при этом общий 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, которые выдвижной частью ориентированы вертикально вверх и расположены равномерно по кругу в нижней части, и общий корпус, их нижние части, зафиксированы на общей пластине или индивидуальной пластине с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса робототехнической системы, а на верхней выдвижной части линейных приводов зафиксирован осевой стержень предварительного разворота с зафиксированной на нем первой шестеренкой, которая позиционно расположена внутри первой части первого корпуса выдвижных элементов и функционально соединена с первым приводом с редуктором, который для разворота корпусов выдвижных элементов закреплен с одной стороны осевого стержня предварительного разворота на одной из половин первой части первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны осевого стержня предварительного разворота в первой части первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован дополнительный привод с редуктором, на роторе которого закреплен стержень с резьбой, который позиционно расположен в отверстии с резьбой, которое выполнено соосно с противоположной стороны второй части первого корпуса выдвижных элементов, где также зафиксирован второй привод с редуктором, шестеренка которого функционально соединена со второй шестеренкой, которая закреплена на осевом стержне для возвратно-поступательного разворота последующих корпусов выдвижных элементов, при этом на противоположных концах первой части первого корпуса выдвижных элементов и на второй части первого корпуса выдвижных элементов соосно расположена трубка, которая выполнена из двух продольных половин, которые зафиксированы на первой части первого корпуса выдвижных элементов и на второй части первого корпуса выдвижных элементов соответственно для продольного возвратно-поступательного скольжения и исключения осевого разворота второй части первого корпуса выдвижных элементов при его возвратно-поступательном смещении.
На фиг. 1 изображена функциональная структура первой и второй части первого корпуса выдвижных элементов с возможностью продольного смещения второй части первого корпуса выдвижных элементов и возможностью вертикального подъема. На фиг. 2 изображено устройство вертикального подъема посредством линейного привода с осевым индивидуальным разворотом корпусов выдвижных элементов внутри общего корпуса 2 робототехнической системы. 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 предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой, включающая несколько линейных приводов 1, которые закреплены (фиг. 3) внутри общего корпуса 2 робототехнической системы для линейного вертикального смещения нескольких последовательных корпусов выдвижных элементов, которые выполнены с возможностью относительного разворота посредством соответствующего привода с редуктором, при этом общий корпус 2 робототехнической системы выполнен тороидальной формы с внутренней выдвижной частью 3 со сферической крышкой 4 с возможностью подъема, соосно которой в нижней ее части зафиксирован инструментальный стол 5 с возможностью возвратно-поступательного разворота и с электромагнитными устройствами 6 удержания медицинских инструментов 7, при этом несколько линейных приводов 1, которые выдвижной частью 8 ориентированы вертикально вверх и расположены равномерно по кругу в нижней части, и общий корпус 2, их нижние части, зафиксированы на общей пластине 9 (фиг. 3) или индивидуальной пластине 10 (фиг. 2) с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального общего корпуса 2 робототехнической системы, а на верхней выдвижной части 8 линейных приводов 1 зафиксирован осевой стержень 11 предварительного разворота с зафиксированной на нем первой шестеренкой 12, которая позиционно расположена внутри (фиг. 1) первой части 13 первого корпуса выдвижных элементов и функционально соединена с первым приводом с редуктором 14, который для разворота корпусов выдвижных элементов закреплен с одной стороны осевого стержня 11 предварительного разворота на одной из половин первой части 13 первого корпуса выдвижных элементов, с другой стороны осевого стержня 11 предварительного разворота в первой части 13 первого корпуса выдвижных элементов зафиксирован дополнительный привод с редуктором 15, на роторе которого закреплен стержень с резьбой 16, который позиционно расположен в отверстии с резьбой 17, которое выполнено соосно с противоположной стороны второй части 18 первого корпуса выдвижных элементов, где также зафиксирован второй привод с редуктором 19, шестеренка которого функционально соединена со второй шестеренкой 20, которая закреплена на осевом стержне 21 для возвратно-поступательного разворота последующих корпусов выдвижных элементов, при этом на противоположных концах первой части 13 первого корпуса выдвижных элементов и на второй части 18 первого корпуса выдвижных элементов соосно расположена трубка, которая выполнена из двух продольных половин 22 и 23, которые зафиксированы на первой части 13 первого корпуса выдвижных элементов и на второй части 18 первого корпуса выдвижных элементов соответственно для продольного возвратно-поступательного скольжения и исключения осевого разворота второй части 18 первого корпуса выдвижных элементов при его возвратно-поступательном смещении. При этом для возможности разворота первого корпуса выдвижных элементов (13, 18) на выдвижной части 8 линейного привода 1 в нижней части первой части 13 первого корпуса выдвижных элементов ортогонально осевому стержню 11 предварительного разворота выполнен паз 24. На фиг. 2 изображено устройство вертикального подъема посредством линейного привода 1 с индивидуальным с возвратно-поступательным разворотом по кругу корпусов выдвижных элементов 25 внутри общего корпуса 2 робототехнической системы, и эту процедуру выполняет неподвижная шестерка 25, выполненная в виде сектора, и привод с редуктором 26, который зафиксирован вместе с линейным приводом 1 на индивидуальной пластине 10 с опорными подшипниками 27.
Процедура предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой заключается в следующем.
Перед выполнением медицинской процедуры (фиг. 3 и 4) перед подъемом выдвижной крышки 4 и выдвижной части 3 или после ее подъема верхнюю ее часть 4 снимают вместе с инструментальным столом 5 и в его электромагнитные устройства 6 по кругу вставляют корпуса 7 хирургических и диагностических устройств, после чего возвращают верхнюю часть выдвижной крышки 4 в выдвижную часть 3 для выполнения различных медицинских процедур в «Зоне выполнения медицинской процедуры», а для реализации ее выполняют подъем выдвижной крышки 4 и выдвижной части 3 с инструментальным столом 5 и выполняют разворот последовательных корпусов выдвижных элементов 25 предварительно в зону «Приема инструмента», а затем в «Зону выполнения медицинской процедуры» над медицинским столом 26, а при ее реализации возникает необходимость продольного смещения и разворота электромагнитных устройств 25 удержания корпусов 7 хирургических и диагностических инструментов. И эту процедуру продольного смещения выполняют посредством дополнительного привода с редуктором 15 (фиг. 1) и стержня 16 с резьбой, который зафиксирован на роторе дополнительного привода с редуктором 15, а корректировочный разворот электромагнитных устройств 27 удержания корпусов 7 хирургических и диагностических инструментов выполняют посредством первого привода с редуктором 14 и первой шестеренки 12, а также посредством второго привода с редуктором 19 и второй шестеренки 20. На фиг. 3 изображено позиционное положение общего корпуса 2 тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижными элементами 25 и с электромагнитными устройствами 6 удержания корпусов 7 хирургических и диагностических устройств в зоне «Прием инструмента» и позиционное положение выдвижных элементов 1 с электромагнитными элементами 25 удержания корпусов 7 хирургических и диагностических устройств в «Зона выполнения медицинской процедуры» над верхней подвижной частью медицинского стола 26. При этом съемная верхняя часть выдвижной крышки 4 соосно расположена на внутренней выдвижной части 3 корпуса 2 тороидальной хирургической робототехнической системы, которая в нижней части соединена с первыми концами трех тросов 27, а вторые концы их зафиксированы на намоточном устройстве привода с редуктором 28 подъема выдвижной крышки 4 и инструментального стола 5.
Процедура предварительного продольного смещения и разворота устройств электромагнитных фиксаторов медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой заключается в следующем.
Перед выполнением медицинской процедуры (фиг. 3 и 4) перед подъемом выдвижной крышки 4 и выдвижной части 3 или после их подъема верхнюю ее часть 4 снимают вместе с инструментальным столом 5 и в его электромагнитные устройства 6 по кругу вставляют корпуса 7 хирургических и диагностических устройств, после чего возвращают выдвижную крышку 4 в исходное положение на выдвижную часть 3 для выполнения различных медицинских процедур в «Зоне выполнения медицинской процедуры», а для реализации ее выполняют подъем выдвижной крышки 4 и выдвижной частью 3 с инструментальным столом 5 и выполняют разворот последовательных корпусов выдвижных элементов 25 предварительно в зону «Приема инструмента», а затем в «Зону выполнения медицинской процедуры» над медицинским столом 26, и при ее реализации возникает необходимость продольного смещения и разворота электромагнитных устройств 27 удержания корпусов 7 хирургических и диагностических инструментов. И эту процедуру продольного смещения выполняют посредством дополнительного привода с редуктором 15 (фиг. 1) и стержня с резьбой 16, который зафиксирован на роторе дополнительного привода с редуктором 15, а корректировочный разворот электромагнитных устройств 27 удержания корпусов 7 хирургических и диагностических инструментов выполняют посредством первого привода с редуктором 14 и первой шестеренки 12, а также посредством второго привода с редуктором 19 и второй шестеренки 20, которая закреплена на осевом стержне 21 и функционально связана с последующими корпусами выдвижных элементов 25.
Использование предложенного технического решения позволяет повысить точность взаимного разворота элементов выдвижного устройства зажима (фиксатора) медицинского инструмента в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой.