ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО РАЗВОРОТА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ И ХИРУРГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ТОРОИДАЛЬНОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ВЫДВИЖНОЙ КРЫШКОЙ (ВАРИАНТ РУССКОЙ ЛОГИКИ - ВЕРСИЯ 8)
FUNCTIONAL STRUCTURE OF RECIPROCATING TURN OF DIAGNOSTIC AND SURGICAL ELEMENT OF TOOL DEVICE OF TOROID ROBOT SYSTEM WITH EXTENSION LID (RUSSIAN LOGIC VERSION - VERSION 8)

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 зафиксированы 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.
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 крышкой и с возможностью разворота посредством шестеренки (шестеренки разворота), 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 промежуточной шайбе, вертикальные стержни, равномерно расположенные по окружности внутри вертикального цилиндрического корпуса, а также включает нижнюю шайбу с осевым отверстием, где закреплен линейный привод, в котором верхняя выдвижная цилиндрическая часть расположена в осевом отверстии круглой опорной пластины, а также включает подшипники и устройства удержания диагностических и хирургических элементов, при этом в осевом отверстии круглой опорной пластины зафиксирован подшипник, в котором закреплена верхняя выдвижная цилиндрическая часть линейного привода с возможностью его возвратно-поступательного разворота совместно с нижней шайбой с осевым отверстием, которая закреплена внутри нижней части цилиндрического корпуса устройств удержания корпусов диагностических и хирургических элементов, соосно расположенного с возможностью возвратно-поступательного вертикального смещения и разворота совместно с устройствами удержания диагностических и хирургических элементов, которые с равным шагом и последовательно зафиксированы на внешней поверхности цилиндрического корпуса, внутри которого соосно и с возможностью совместного разворота расположен вертикальный цилиндрический корпус, при этом устройства удержания диагностических и хирургических элементов выполнены электромагнитными с двумя электромагнитными захватами для удерживания корпуса диагностических и хирургических элементов, при этом в верхней части цилиндрического корпуса выполнены радиально ориентированные вертикальные пазы, в которых расположены винты с втулками для фиксации опорной шайбы с шестеренкой, а в ее нижней цилиндрической части закреплены опорные подшипники для возвратно-поступательного разворота на крайней верхней поверхности круглой опорной пластины с осевым отверстием, где также по окружности с равномерным шагом зафиксированы нижние концы вертикальных стержней, а средние их части расположены и зафиксированы как в аналогичных отверстиях нижней промежуточной шайбы, где закреплен привод с редуктором, так и в аналогичных отверстиях верхней промежуточной шайбы, на которой закреплены центрирующие подшипники, внешняя вращающаяся поверхность которых функционально связана с внутренней поверхностью вертикального цилиндрического корпуса, а верхние концы вертикальных стержней по аналогичной окружности закреплены в крышке, которая соосно зафиксирована в нижней части выдвижной крышки тороидальной робототехнической системы с выдвижными элементами для проведения медицинских процедур. 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 крышкой 2 и с возможностью разворота посредством шестеренки (шестеренки разворота) 3, которая закреплена или является частью опорной шайбы 4, 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 5, который зафиксирован на нижней промежуточной шайбе 6, вертикальные стержни, равномерно расположенные по окружности внутри вертикального цилиндрического корпуса 1, а также включает нижнюю шайбу 7 с осевым отверстием, где закреплен линейный привод 8, в котором верхняя выдвижная цилиндрическая часть 9 расположена в осевом отверстии круглой опорной пластины 10, а также включает подшипники и устройства удержания диагностических и хирургических элементов. При этом в осевом отверстии круглой опорной пластины 10 зафиксирован подшипник 11, в котором закреплена верхняя выдвижная цилиндрическая часть 9 линейного привода 8 с возможностью его возвратно-поступательного разворота совместно с нижней шайбой 7 с осевым отверстием, которая закреплена внутри нижней части цилиндрического корпуса 12 устройств удержания 13 корпусов диагностических и хирургических элементов 14, соосно расположенного с возможностью возвратно-поступательного вертикального смещения и разворота совместно с устройствами удержания 13 диагностических и хирургических элементов 14, которые с равным шагом и последовательно зафиксированы на внешней поверхности цилиндрического корпуса 12, внутри которого соосно и с возможностью совместного разворота расположен вертикальный цилиндрический корпус 1, при этом устройства удержания 13 диагностических и хирургических элементов 14 выполнены электромагнитными с двумя электромагнитными захватами 15 для удерживания корпуса диагностических и хирургических элементов 14, при этом в верхней части цилиндрического корпуса 12 выполнены радиально ориентированные вертикальные пазы 16, в которых расположены винты с втулками 17 для фиксации опорной шайбы 4 с шестеренкой 3, а в ее нижней цилиндрической части закреплены опорные подшипники 18 для возвратно-поступательного разворота на крайней верхней поверхности круглой опорной пластины 10 с осевым отверстием, где также по окружности с равномерным шагом зафиксированы нижние концы вертикальных стержней 19, а средние их части расположены и зафиксированы как в аналогичных отверстиях нижней промежуточной шайбы 6, где закреплен привод с редуктором 5, так и в аналогичных отверстиях верхней промежуточной шайбы 20, на которой закреплены центрирующие подшипники 21, внешняя вращающаяся поверхность которых функционально связана с внутренней поверхностью вертикального цилиндрического корпуса 1, а верхние концы вертикальных стержней по аналогичной окружности закреплены в крышке 2, которая соосно зафиксирована в нижней части выдвижной крышки 22 тороидальной робототехнической системы 23 (фиг. 2) с выдвижными элементами 24 для проведения медицинских процедур. На фиг. 3 изображен напольный вариант тороидальной робототехнической системы 23 с выдвижной крышкой 22, которые посредством двух пар стержней 25 расположены с возможностью продольного возвратно-поступательного смещения на неподвижном в продольном направлении медицинском столе 26, на котором также расположена подвижная в продольном направлении часть медицинского стола 27. При этом неподвижный в продольном направлении медицинский стол 26 расположен на устройстве возвратно-поступательного вертикального смещения 28 посредством привода с редуктором 29.
Поскольку выдвижная крышка 22 тороидальной робототехнической системы 23 (фиг. 2) выполнена также с возможностью вертикального частичного подъема, то после такого подъема выполняют процедуру установки или снятия из двух электромагнитных захватов 15 электромагнитных устройств удержания 13 корпуса диагностических и хирургических элементов 14, после чего выдвижную крышку 22 возвращают в исходное положение, и эти действия выполняют, когда все выдвижные элементы 24 находятся внутри тороидальной робототехнической системы 23, а выдвижная крышка 22 посредством трех тросов и трех приводов опущена. После того, как диагностические и хирургические элементы 14 установлены, выполняют подъем выдвижной крышки 22 и осуществляют вывод выдвижных элементов 24 из тороидальной робототехнической системы 23 предварительно в зону «Приема инструмента» для приема диагностических и хирургических элементов 14, а затем выдвижные элементы 24 разворачивают в «Зону выполнения медицинской процедуры». А если учесть, что диагностические и хирургические элементы 14 в электромагнитных устройствах удержания 24 расположены в определенной последовательности, а выдвижные элементы 29 находятся в конкретной позиции внутри тороидальной робототехнической системы 28, поэтому (фиг. 1) перед приемом диагностических и хирургических элементов 25 посредством привода с редуктором 5 и шестеренки разворота 3 выполняют соответствующий разворот цилиндрического корпуса 1 и с электромагнитными устройствами удержания 13 диагностических и хирургических элементов 14, которые зафиксированы на внешней поверхности цилиндрического корпуса 12, который посредством вертикальных радиальных пазов 16 функционально связан с винтами с втулками 17. И такой разворот выполняют посредством опорных подшипников 18, которые с возможностью разворота расположены на крайней верхней поверхности круглой опорной пластины 10, которая посредством вертикальных стержней 19 зафиксирована в нижней части крышки 2 цилиндрического корпуса 1. А возвратно-поступательное вертикальное смещение диагностических и хирургических элементов 14 выполняют посредством линейного привода 8, который закреплен на верхней поверхности нижней шайбы 7 с осевым отверстием, и он с ней и цилиндрическим корпусом 12, и с электромагнитными устройствами удержания 13 диагностических и хирургических элементов 14 с учетом вертикальных пазов 16, в которых расположены винты с втулками 17, выполняет возвратно-поступательный разворот, поскольку выдвижная часть линейного привода 8 зафиксирована посредством подшипника 11 в осевом отверстии круглой опорной пластины 10.
Использование предложенного технического решения позволяет расширить функциональные возможности функциональной структуры возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства в тороидальной робототехнической системе с выдвижной крышкой.