Функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой (вариант русской логики - версия 7)

Функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной робототехнической системы с выдвижной крышкой (вариант русской логики - версия 7)

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), 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 зафиксирована верхняя и нижняя вставные шайбы, на противоположных сторонах которых выполнены круглые пазы, а между ними расположен линейный повод поворотный поступательного перемещения внутреннего цилиндра относительно внешнего неподвижного цилиндра, при этом на верхней вставной шайбе закреплен повод 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 расположенная 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 средней промежуточной шайбе, включающая вертикальные стержни с равномерно расположенными по окружности, которые расположены внутри вертикального цилиндрического корпуса, а также включает нижнюю шайбу с осевым отверстием и включает подшипники, устройства удержания диагностических и хирургических элементов, дополнительный привод с редуктором, который функционально связан с дополнительной шестеренкой с осевым отверстием, при этом введен стержень вертикального возвратно-поступательного смещения, верхняя часть которого посредством подшипника и зафиксирована в осевом отверстии нижней промежуточной шайбы и круглой опорной пластине, а на верхнем конце стержня вертикального возвратно-поступательного смещения закреплена дополнительная шестеренка, которая функционально связана с шестеренкой дополнительного привода с редуктором, закрепленного на верхней промежуточной шайбе, на которой также закреплены центрирующие подшипники, внешняя вращающаяся поверхность которых функционально связана с внутренней поверхностью вертикального цилиндрического корпуса, в котором внутри средней части посредством винтов с втулками закреплена верхняя часть опорной шайбы, а в нижней ее цилиндрической части зафиксированы первые опорные подшипники, которые с возможностью разворота расположены на краю круглой опорной пластины с осевым отверстием, при этом в нижней части стержня вертикального возвратно-поступательного смещения выполнена спиралевидная нарезка, которая функционально связана с внутренней осевой спиралевидной нарезкой шайбы смещения, по окружности которой с равным шагом расположены нижние концы вертикальных стержней для исключения разворота шайбы смещения, а верхние концы вертикальных стержней закреплены в соответствующих отверстиях крышки, которая закреплена соосно с нижней частью выдвижной крышки, а нижняя средняя их часть последовательно зафиксирована в соответствующих отверстиях круглой опорной пластины, в соответствующих отверстиях средней промежуточной шайбы, где закреплен привод с редуктором, и в соответствующих отверстиях верхней промежуточной шайбы, при этом вторые опорные подшипники, вращающаяся часть которых расположена на краю шайбы возвратно-поступательного смещения, зафиксированы в осевом отверстии к цилиндрической части нижней опорной пластины, в которой крайняя цилиндрическая часть закреплена внутри нижней части цилиндрического корпуса, на внешней поверхности которого зафиксированы устройства удержания диагностических и хирургических элементов, которые выполнены электромагнитными, на которых в двух электромагнитных захватах удерживаются корпуса диагностических и хирургических элементов, а в верхней части цилиндрического корпуса для возможности возвратно-поступательного смещения выполнены вертикальные радиальные пазы, в которых расположены соответствующие винты с втулками, а вся функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов расположена внутри тороидальной робототехнической системы, где расположены выдвижные элементы 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 средней промежуточной шайбе 6, включающая вертикальные стержни с равномерно расположенными по окружности, которые расположены внутри вертикального цилиндрического корпуса 1, а также включает нижнюю шайбу с осевым отверстием 7 и включает подшипники, устройства удержания диагностических и хирургических элементов, дополнительный привод с редуктором 8, который функционально связан с дополнительной шестеренкой 9 с осевым отверстием. При этом введен стержень 10 вертикального возвратно-поступательного смещения, верхняя часть которого посредством подшипника 11 и 12 зафиксирована в осевом отверстии нижней промежуточной шайбы 6 и круглой опорной пластине 13, а на верхнем конце стержня вертикального возвратно-поступательного смещения 10 закреплена дополнительная шестеренка 9, которая функционально связана с шестеренкой дополнительного привода с редуктором 8, закрепленного на верхней промежуточной шайбе 14, на которой также закреплены центрирующие подшипники 15, внешняя вращающаяся поверхность которых функционально связана с внутренней поверхностью вертикального цилиндрического корпуса 1, в котором внутри средней части посредством винтов с втулками 16 закреплена верхняя часть опорной шайбы 6, а в нижней ее цилиндрической части зафиксированы первые опорные подшипники 17, которые с возможностью разворота расположены на краю круглой опорной пластины 13 с осевым отверстием, при этом в нижней части стержня вертикального возвратно-поступательного смещения 10 выполнена спиралевидная нарезка, которая функционально связана с внутренней осевой спиралевидной нарезкой шайбы смещения 18, по окружности которой с равным шагом расположены нижние концы вертикальных стержней 19 для исключения разворота шайбы смещения 18, а верхние концы вертикальных стержней 19 закреплены в соответствующих отверстиях крышки 2, которая закреплена соосно с нижней частью выдвижной крышки 20, а нижняя средняя их часть последовательно зафиксирована в соответствующих отверстиях круглой опорной пластины 13, в соответствующих отверстиях средней промежуточной шайбы 6, где закреплен привод с редуктором 5, и в соответствующих отверстиях верхней промежуточной шайбы 14, при этом вторые опорные подшипники 21, вращающаяся часть которых расположена на краю шайбы возвратно-поступательного смещения 18, зафиксированы в осевом отверстии к цилиндрической части нижней опорной пластины 22, в которой крайняя цилиндрическая часть закреплена внутри нижней части цилиндрического корпуса 23, на внешней поверхности которого зафиксированы устройства удержания 24 диагностических и хирургических элементов 25, которые выполнены электромагнитными, на которых в двух электромагнитных захватах 26 удерживаются корпуса диагностических и хирургических элементов 25, а в верхней части цилиндрического корпуса 23 для возможности возвратно-поступательного смещения выполнены вертикальные радиальные пазы 27, в которых расположены соответствующие винты с втулками 16, а вся функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов 25 расположена (фиг. 2) внутри тороидальной робототехнической системы 28, где расположены выдвижные элементы 29 для проведения медицинских процедур. На фиг. 3 изображен напольный вариант тороидальной робототехнической системы 28 с выдвижной крышкой 20, которые посредством двух пар стержней 30 расположены с возможностью продольного возвратно-поступательного смещения на неподвижной в продольном направлении медицинского стола 31, на котором также расположена подвижная в продольном направлении часть медицинского стола 32. При этом неподвижный в продольном направлении медицинский стол 31 расположен на устройстве возвратно-поступательного вертикального смещения 33, посредством привода с редуктором 34.

Поскольку выдвижная крышка 20 тороидальной робототехнической системы 28 (фиг. 2) выполнена также с возможностью вертикального частичного подъема, то после такого подъема выполняют процедуру установки или снятия из двух электромагнитных захватов 26 электромагнитных устройств удержания 24 корпуса диагностических и хирургических элементов 25, после чего выдвижную крышку 20 возвращают в исходное положение и эти действия выполняют, когда все выдвижные элементы 29 находятся внутри тороидальной робототехнической системы 28, а выдвижная крышка 20 посредством трех тросов и трех приводов опущена. После того как диагностические и хирургические элементы 25 установлены, выполняют подъем выдвижной крышки 20 и осуществляют вывод выдвижных элементов 29 из тороидальной робототехнической системы 28 предварительно в зону «Приема инструмента» для приема диагностических и хирургических элементов 25, а затем выдвижные элементы 29 разворачивают в «Зону выполнения медицинской процедуры». А если учесть, что диагностические и хирургические элементы 25 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 24 диагностических и хирургических элементов 25, которые зафиксированы на внешней поверхности цилиндрического корпуса 23, который посредством вертикальных радиальных пазов 27 функционально связан с винтами с втулками 16. И такой разворот выполняют посредством первых опорных подшипников 17, которые с возможностью разворота расположены на крайней верхней поверхности круглой опорной пластины 13, которая посредством вертикальных стержней 19 зафиксирована в нижней части крышки 2 цилиндрического корпуса 1 и вторых подшипников 21, которые с возможностью разворота и вертикального смещения расположены на крайней верхней поверхности шайбы возвратно-поступательного смещения 18. А возвратно-поступательное вертикальное смещение диагностических и хирургических элементов 25 выполняют посредством стержня вертикального возвратно-поступательного смещения 10, дополнительной шестеренки 9 и дополнительного привода с редуктором 8.

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 (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 средней промежуточной шайбе, включающая вертикальные стержни с равномерно расположенными по окружности, которые расположены внутри вертикального цилиндрического корпуса, а также включает нижнюю шайбу с осевым отверстием и включает подшипники, устройства удержания диагностических и хирургических элементов, дополнительный привод с редуктором, который функционально связан с дополнительной шестеренкой с осевым отверстием, отличающаяся тем, что введен стержень вертикального возвратно-поступательного смещения, верхняя часть которого посредством подшипника и зафиксирована в осевом отверстии нижней промежуточной шайбы и круглой опорной пластине, а на верхнем конце стержня вертикального возвратно-поступательного смещения закреплена дополнительная шестеренка, которая функционально связана с шестеренкой дополнительного привода с редуктором, закрепленного на верхней промежуточной шайбе, на которой также закреплены центрирующие подшипники, внешняя вращающаяся поверхность которых функционально связана с внутренней поверхностью вертикального цилиндрического корпуса, в котором внутри средней части посредством винтов с втулками закреплена верхняя часть опорной шайбы, а в нижней ее цилиндрической части зафиксированы первые опорные подшипники, которые с возможностью разворота расположены на краю круглой опорной пластины с осевым отверстием, при этом в нижней части стержня вертикального возвратно-поступательного смещения выполнена спиралевидная нарезка, которая функционально связана с внутренней осевой спиралевидной нарезкой шайбы смещения, по окружности которой с равным шагом расположены нижние концы вертикальных стержней для исключения разворота шайбы смещения, а верхние концы вертикальных стержней закреплены в соответствующих отверстиях крышки, которая закреплена соосно с нижней частью выдвижной крышки, а нижняя средняя их часть последовательно зафиксирована в соответствующих отверстиях круглой опорной пластины, в соответствующих отверстиях средней промежуточной шайбы, где закреплен привод с редуктором, и в соответствующих отверстиях верхней промежуточной шайбы, при этом вторые опорные подшипники, вращающаяся часть которых расположена на краю шайбы возвратно-поступательного смещения, зафиксированы в осевом отверстии к цилиндрической части нижней опорной пластины, в которой крайняя цилиндрическая часть закреплена внутри нижней части цилиндрического корпуса, на внешней поверхности которого зафиксированы устройства удержания диагностических и хирургических элементов, которые выполнены электромагнитными, на которых в двух электромагнитных захватах удерживаются корпуса диагностических и хирургических элементов, а в верхней части цилиндрического корпуса для возможности возвратно-поступательного смещения выполнены вертикальные радиальные пазы, в которых расположены соответствующие винты с втулками, а вся функциональная структура возвратно-поступательного разворота диагностических и хирургических элементов расположена внутри тороидальной робототехнической системы, где расположены выдвижные элементы для проведения медицинских процедур.