Функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой (вариант русской логики - версия 9)

Функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой (вариант русской логики - версия 9)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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 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 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.

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 (шестеренка 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, функционально связанную с линейным приводом с выдвижной цилиндрической частью, который также функционально связан с круглой опорной пластиной с осевым отверстием, а также включает подшипники и устройства удержания диагностических и хирургических элементов, при этом линейный привод зафиксирован в осевом отверстии круглой опорной пластины, а на конце выдвижной цилиндрической части линейного привода закреплен подшипник, который зафиксирован в осевом отверстии нижней шайбы, которая закреплена внутри нижней части цилиндрического корпуса с устройствами удержания корпусов диагностических и хирургических элементов, соосно расположенного с вертикальным корпусом и с возможностью возвратно-поступательного вертикального смещения и разворота, а устройства удержания корпусов диагностических и хирургических элементов выполнены электромагнитными с двумя электромагнитными захватами удержания корпуса диагностических и хирургических элементов, при этом электромагнитные устройства удержания корпусов диагностических и хирургических элементов выполнены с равным шагом и последовательно зафиксированы на внешней поверхности цилиндрического корпуса с возможностью возвратно-поступательного разворота и вертикального смещения, при этом в верхней части цилиндрического корпуса выполнены радиально ориентированные вертикальные пазы, в которых расположены винты с втулками для фиксации опорной шайбы с шестеренкой разворота, 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 (шестеренка 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 7, равномерно расположенные по окружности внутри вертикального цилиндрического корпуса 1, а также включает нижнюю шайбу 8 с осевым отверстием, функционально связанную с линейным приводом 9 с выдвижной цилиндрической частью 10, который также функционально связан с круглой опорной пластиной 11 с осевым отверстием, а также включает подшипники и устройства удержания диагностических и хирургических элементов. При этом линейный привод 9 зафиксирован в осевом отверстии круглой опорной пластины 11, а на конце выдвижной цилиндрической части линейного привода закреплен подшипник 12, который зафиксирован в осевом отверстии нижней шайбы 8, которая закреплена внутри нижней части цилиндрического корпуса 13 с устройствами удержания 14 корпусов диагностических и хирургических элементов 15, соосно расположенного с вертикальным корпусом 1 и с возможностью возвратно-поступательного вертикального смещения и разворота, а устройства удержания 14 корпусов диагностических и хирургических элементов 15 выполнены электромагнитными с двумя электромагнитными захватами 16 удержания корпуса диагностических и хирургических элементов 15, при этом электромагнитные устройства удержания 14 корпусов диагностических и хирургических элементов 15 выполнены с равным шагом и последовательно зафиксированы на внешней поверхности цилиндрического корпуса 13 с возможностью возвратно-поступательного разворота и вертикального смещения, при этом в верхней части цилиндрического корпуса 13 выполнены радиально ориентированные вертикальные пазы 17, в которых расположены винты с втулками 18 для фиксации опорной шайбы 4 с шестеренкой разворота 3, а в ее нижней цилиндрической части закреплены опорные подшипники 19 для возвратно-поступательного разворота на крайней верхней поверхности круглой опорной пластины 11 с осевым отверстием, где также по окружности с равномерным шагом зафиксированы нижние концы вертикальных стержней 7, 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 шайбе 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 крышки 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 16 электромагнитных устройств удержания 14 корпуса диагностических и хирургических элементов 15, 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 15 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 15, а затем выдвижные элементы 24 разворачивают в «Зону выполнения медицинской процедуры». А если учесть, что диагностические и хирургические элементы 15 в электромагнитных устройствах удержания 14 расположены в определенной последовательности, а выдвижные элементы 24 находятся в конкретной позиции внутри тороидальной робототехнической системы 23, поэтому (фиг. 1) перед приемом диагностических и хирургических элементов 15 посредством привода с редуктором 5 и шестеренки разворота 3 выполняют соответствующий разворот цилиндрического корпуса 1 совместно с электромагнитными устройствами удержания 14 диагностических и хирургических элементов 15, которые зафиксированы на внешней поверхности цилиндрического корпуса 13, который посредством вертикальных радиальных пазов 17 функционально связан с винтами с втулками 18. И такой разворот выполняют посредством опорных подшипников 19, которые с возможностью разворота расположены на крайней верхней поверхности круглой опорной пластины 11, которая посредством вертикальных стержней 7 зафиксирована в нижней части крышки 2 цилиндрического корпуса 1. Возвратно-поступательное вертикальное смещение диагностических и хирургических элементов 15 выполняют посредством линейного привода 9, который закреплен в осевом отверстии круглой опорной пластины 11, а конец выдвижной части 10 линейного привода 9 посредством подшипника 12 закреплен в осевом отверстии нижней шайбы 8, и он с ней и цилиндрическим корпусом 13 и с электромагнитными устройствами удержания 14 диагностических и хирургических элементов 15 с учетом вертикальных пазов 17, в которых расположены соответствующие винты с втулками 18, выполняет посредством шагового привода 5 и шестеренки разворота 3 возвратно-поступательный разворот.

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.

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 (шестеренка 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, функционально связанную с линейным приводом с выдвижной цилиндрической частью, который также функционально связан с круглой опорной пластиной с осевым отверстием, а также включает подшипники и устройства удержания диагностических и хирургических элементов, отличающаяся тем, что линейный привод зафиксирован в осевом отверстии круглой опорной пластины, а на конце выдвижной цилиндрической части линейного привода закреплен подшипник, который зафиксирован в осевом отверстии нижней шайбы, которая закреплена внутри нижней части цилиндрического корпуса с устройствами удержания корпусов диагностических и хирургических элементов, соосно расположенного с вертикальным корпусом и с возможностью возвратно-поступательного вертикального смещения и разворота, а устройства удержания корпусов диагностических и хирургических элементов выполнены электромагнитными с двумя электромагнитными захватами удержания корпуса диагностических и хирургических элементов, при этом электромагнитные устройства удержания корпусов диагностических и хирургических элементов с равным шагом и последовательно зафиксированы на внешней поверхности цилиндрического корпуса с возможностью возвратно-поступательного разворота и вертикального смещения, при этом в верхней части цилиндрического корпуса выполнены радиально ориентированные вертикальные пазы, в которых расположены винты с втулками для фиксации опорной шайбы с шестеренкой разворота, 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.