Пристрій висувних елементів затиску і їх позиційне розташування усередині сферичного корпуса багатофункціонального діагностико-хірургічної робототехнічної системи з можливістю інформаційно-комп’ютерного управлі

Реферат: Пристрій висувних елементів затиску і їх позиційне розташування усередині сферичного корпуса багатофункціональної діагностико-хірургічної робототехнічної системи з можливістю інформаційно-комп'ютерного управління включає корпус робототехнічної системи і висувні елементи затиску. Висувні елементи затиску включають пристрій затиску операційних елементів (інструменту) з можливістю розворотів. Корпус робототехнічної системи виконаний із зовнішньою сферичною поверхнею і з бічним отвором круглої форми. По обидві сторони вертикальної площини сферичного корпуса один над одним розташовані по два лінійні приводи. UA 72484 U (54) ПРИСТРІЙ ВИСУВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ЗАТИСКУ І ЇХ ПОЗИЦІЙНЕ РОЗТАШУВАННЯ УСЕРЕДИНІ СФЕРИЧНОГО КОРПУСА БАГАТОФУНКЦІОНАЛЬНОГО ДІАГНОСТИКО-ХІРУРГІЧНОЇ РОБОТОТЕХНІЧНОЇ СИСТЕМИ З МОЖЛИВІСТЮ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМП'ЮТЕРНОГО УПРАВЛІННЯ ІМ. Ю.І. РУСАНОВА UA 72484 U UA 72484 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медичної техніки і може бути використана в робототехнічній системі при виконанні різних медичних процедур. Відомий пристрій вертикального переміщення багатофункціонального діагностикохірургічної операційного стола з можливістю інформаційно-комп'ютерного управління (див. № 16877.3У. 11 AU 10.08.2011), що включає вертикальний корпус стола з можливістю зміни висоти, який позиційно розташований в його підставі, при цьому підстава стола закріплена на нерухомій поверхні і виконана у вигляді циліндра із зовнішніми ребрами жорсткості, усередині якого зафіксована нижня частина вертикального корпуса, виконаного у вигляді двох співвісних циліндрів, зовнішнього і внутрішнього, з можливістю поворотно-поступального зсуву внутрішнього циліндра, між якими розташовані напрямні у вигляді двох послідовних кілець з півкруглими пазами, в яких розташовані подовжні напрямні, закріплені на внутрішній поверхні зовнішнього циліндра і зовнішній поверхні внутрішнього циліндра, при цьому в нижній частині зовнішнього циліндра і на відстані від верхньої частини внутрішнього циліндра зафіксовані вставні шайби, на протилежних сторонах яких виконані круглі пази, між якими розташований лінійний привід поворотно-поступального переміщення внутрішнього циліндра щодо зовнішнього нерухомого циліндра Недоліком відомого пристрою є функціональна неможливість поєднання з робототехнічною системою інформаційно-комп'ютерного управління. Відомий також пристрій затиску (див. патент RU № 2371305), який включає обойму, виконану з можливістю поступального переміщення, пружні елементи, виконані у вигляді пружної стрічки з перегинами і прикріплені до обойми, привідний елемент зі штоком і несучим стрижнем. Захват оснащений жорсткою планкою з шарніром в середній частині, при цьому пружні елементи прикріплені до обойми одним кінцем, а іншим, у вигляді внутрішніх перегинів пружних елементів - до жорсткої планки. При цьому несучий стрижень скріплений з шарніром жорсткої планки (найближчий аналог). Недоліком відомого пристрою затиску є обмеження його функціональних можливостей, оскільки він призначений для вирішення конкретної задачі і не може бути застосований в робототехнічній системі з комп'ютерним управлінням для орієнтованого прийому хірургічних інструментів і діагностичних пристроїв з подальшим зворотно-поступальним розворотом для проведення як хірургічних, так і діагностичних процедур. Задачею корисної моделі є удосконалення пристрою для орієнтованого прийому і подвійного зворотно-поступального розвороту хірургічних інструментів і діагностичних пристроїв, функціонально пов'язаних з операційним столом з комп'ютерним управлінням. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій висувних елементів затиску і їх позиційне розташування усередині сферичного корпуса багатофункціональної діагностико-хірургічної робототехнічної системи з можливістю інформаційно-комп'ютерного управління, що включає корпус робототехнічної системи і висувні елементи затиску, які включають пристрій затиску операційних елементів (інструментів) з можливістю двох розворотів і сполученого з пристроєм проміжного розвороту за допомогою першого приводу виконуючого функцію шарніра, який за допомогою другого приводу, що виконує також функцію шарніра, сполучений з додатковим пристроєм осьового розвороту затиску, який сполучений з корпусом роторною частиною приводу, закріпленою на висувній частині лінійного приводу, при цьому корпус робототехнічної системи виконаний із зовнішньою сферичною поверхнею і з бічним отвором круглої форми, напроти якого з внутрішньої сторони сферичного корпуса послідовно по кругу розташовані і закріплені п'ять корпусів лінійного приводу висувних елементів затиску, один з яких розташований у верхній частині сферичного корпуса і його висувні елементи затиску розташовані у вертикальній площині сферичного корпуса в зоні отвору круглої форми, по обидві сторони вертикальної площини сферичного корпуса один над одним розташовані по два лінійні приводи, при цьому висувні елементи затиску розташовані в зоні отвору круглої форми сферичного корпуса, при цьому висувні елементи затиску верхніх лінійних приводів позиційно орієнтовані до вертикальної площини сферичного корпуса, а висувні елементи затиску нижніх лінійних приводів позиційно орієнтовані від вертикальної площини сферичного корпуса. На фіг. 1 і 2 зображений пристрій висувних елементів затиску і їх позиційне розташування усередині сферичного корпуса багатофункціональної діагностико-хірургічної робототехнічної системі з можливістю інформаційно-комп'ютерного управління. На фіг. 3 зображено позиційне положення корпуса сферичної операційної системи щодо хірургічного і інструментального стола. На фіг. 4 зображений пристрій першого осьового розвороту затиску операційних елементів. На фіг. 5 зображений пристрій проміжного розвороту затиску хірургічних елементів. На фіг. 6 зображений пристрій другого розвороту затиску. На фіг. 7 зображений пристрій лінійного зрушення затиску робототехнічної системи. 1 UA 72484 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій висувних елементів затиску і їх позиційне розташування усередині сферичного корпуса багатофункціональної діагностико-хірургічної робототехнічної системи з можливістю інформаційно-комп'ютерного управління містить (фіг. 4) пристрій затиску 1 медичного інструменту 2, реалізованого з можливістю зворотно-поступального зсуву в корпусі затиску 3 приводи 4 з фіксуючим стрижнем 5. При цьому корпус 3 із затиском 1 хірургічного (інструменту) елемента 2 з протилежного боку 6 розташувань затиску 1 зафіксований на конічній шестірні 7 для зворотно-поступального зсуву в осьовій площині першої частини корпуса зсуву 8 затиску 1 і шарнірно сполучений з верхньою частиною осьового стрижня 9 конічної шестірні 7, яка функціонально пов'язана з конічною шестірнею 10 приводу 11 зворотно-поступального розвороту корпуса 3 із затиском 1 хірургічного елемента 2. При цьому привід 11 зворотнопоступального розвороту корпуса 3 із затиском 1 зафіксований на першій 12 і другій 13 половинах першої частини корпуса 8 зсувів затиску 1, які спільно утворюють корпус циліндрової форми і з протилежного боку 14 розташувань затиску 1 зафіксовані між собою за допомогою обмежувача 15, який зафіксований на одному кінці осьового стрижньового елемента 16 першого осьового розвороту затиску 1. При цьому другий кінець осьового стержневого елемента 16 виконаний з конічною шестірнею 17, яка функціонально пов'язана з конічною шестірнею 18 приводу 19 першого осьового розвороту, який зафіксований усередині другої частини корпуса 20, який також виконаний у вигляді двох половин 21 і 22, сполучених за допомогою шайби 23. В результаті описана конструкція є пристроєм розвороту затиску 1 операційних елементів 2 і пристрій першого осьового розвороту операційних елементів 2 і є пристроєм з можливістю двох розворотів. При цьому пристрій затиску операційних елементів (фіг. 4) з можливістю двох розворотів включає також додатковий корпус 25 (фіг. 5) пристроїв проміжного розвороту з першим 26 і другим 27 приводами з редуктором, які позиційно розташовані на одному 28 і іншому 29 його кінцях, при цьому зовнішня частина редуктора першого 26 і другого 27 приводів сполучена з першою половиною кінцевої частини 30 корпусів 25 проміжного розвороту затиску, а протилежна частина статора 31 приводів шарнірно сполучена з другою половиною кінцевої частини 28 корпусів проміжного розвороту 25, при цьому на корпусі статора першого приводу 26 закріплена з можливістю сумісного розвороту крайня частина корпуса 23, 24 пристрою затиску операційних елементів з можливістю подвійного розвороту затиску, а на корпусі статора другого приводу 27 закріплена крайня частина 32 додаткового пристрою другого осьового розвороту затиску. При цьому пристрій додаткового осьового розвороту захоплення (фіг. 6), корпус якого виконаний з двох частин 33 і 34 циліндричної форми, одна 34 з яких включає зафіксований усередині привід 35 з конічною шестірнею 36, функціонально пов'язаною з конічною шестірнею 37 осьового стрижньового елемента 38 розвороту другої частини корпуса 33, усередині якого він зафіксований в центральній частині обмежувача 39, а верхня частина обмежувача 39 зафіксована усередині другої частини 33 корпуса розвороту. При цьому на осьовому стрижньовому елементі 38 між його конічною шестірнею 37 і обмежувачем 39 розташовані два рознесених підшипники 40 і 41 з шайбою 42 між ними, яка зафіксована з першою і другою частинами корпуса 34 осьового додаткового пристрою розвороту затиску 1. При цьому перша 33 і друга 34 частини корпуса пристрою додаткового осьового розвороту затиску протилежними сторонами 43 і 32 зафіксовані на частині статора приводу 44 пристрою розвороту висувної частини і на частині статора другого приводу 27 пристроїв проміжного розвороту відповідно. При цьому введений лінійний привід 45 (фіг. 7), корпус 46 якого закріплений в сферичному корпусі робототехнічної системи, а на висувній частині 47 лінійного приводу 45 за допомогою двох планок 48 і 49 закріплений привід з редуктором 44, в якому зовнішня частина 50 редуктора закріплена з планкою 49, а частина статора приводу 44 з редуктором за допомогою осьового стрижня 51 сполучена з можливістю обертання з другою планкою 48, при цьому корпус статора приводу 44 сполучений з пристроєм додаткового другого осьового розвороту затиску. При цьому корпус 52 робототехнічної системи (фіг. 1 і 2) виконаний із зовнішньою сферичною поверхнею і з бічним отвором 53 з кришкою 54 круглої форми і включає верхню 55 і нижню 56 частини, які виконані з можливістю їх сумісного кріплення, при цьому усередині верхньої частини 55 корпусів 52 за допомогою першої кріпильної планки 57 закріплено три корпуси лінійного приводу 45 висувних елементів затиску, а усередині нижньої частини 56 корпусів закріплені за допомогою другої кріпильної планки 58 два корпуси лінійного приводу 45 висувних елементів затиску, при цьому кріпильні планки 57 і 58 сполучені між собою і закріплені усередині верхньої 55 і нижньої 56 частин корпуса відповідно. При цьому (фіг. 1) верхня 59 частина кришки 54 сполучена із стрижнем 60 усередині верхньої частини 55 корпусів 52 з можливістю розвороту, а нижня частина кришки 61 сполучена із зовнішньою частиною редуктора приводу 62, корпус якого закріплений усередині нижньої частини 56 корпуса 52. Робототехнічна система (фіг.3) включає хірургічний стіл 63 і інструментальний стіл 64. При 2 UA 72484 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 цьому висувні елементи затиску 65 і 66 (фіг. 4 - 7) на фіг. 1 розташовано в зоні отвору 53 круглих форм сферичного корпуса 52, при цьому висувні елементи затиску 65 верхніх лінійних приводів 44 позиційно орієнтовані до вертикальної площини (67) сферичного корпуса 52, а висувні елементи затиску 66 нижніх лінійних приводів позиційно орієнтовано від вертикальної площини 67 сферичного корпуса 52, що дозволяє виконувати висунення висувних елементів затиску 65 і 66 (фіг. 4 - 7) в зону операційного і інструментального стола для виконання хірургічних процедур. А також дозволяє забезпечити стерильність висувних елементів затиску 65 і 66 (фіг, 4-7) шляхом їх введення усередину сферичного корпуса 52. Пристрій висувних елементів затиску і їх позиційне розташування усередині сферичного корпуса багатофункціональної пов'язаної робототехнічної системи з можливістю інформаційнокомп'ютерного управління в даному виконанні може бути використаний для орієнтованого прийому (фіг. 1 і 2) хірургічних інструментів і діагностичних пристроїв з інструментального стола 64, функціонально пов'язаного з операційним столом 63. А реалізують цю процедуру (фіг. 3) за допомогою пристрою затиску 1, який включає фіксуючий стрижень 5, функціонально пов'язаний з приводом 4 з можливістю зворотно-поступального зсуву усередині корпуса 3 затиску 1. При цьому корпус 3 затиску 1 у позиції 6 зафіксований з конічною шестірнею 7 і шарнірно пов'язаний з верхньою частиною осьового стрижня 9 конічної шестірні 7 і здійснює сумісний розворот за допомогою конічної шестірні 10 і приводу 11, який зафіксований усередині корпуса зсуву 8 затиску, що складається з першої 12 і другої 13 його частин. З другого боку корпуса 8 зсувів затиску перша 12 і друга 13 його частини зафіксовані між собою за допомогою обмежувача 15, який розташований на осьовому стрижньовому елементі 16 розвороту корпуса 8 для розвороту затиску 1 після прийому інструменту 2. При цьому корпус 20 осьового розвороту затиску виконаний з двох частин 21 і 22 циліндричної форми, одна частина 22 включає зафіксований усередині привід 19 з конічною шестірнею 18, функціонально зв'язаною з конічною шестірнею 17 осьового стрижньового елемента 16 розвороту другої частини корпуса 8, усередині якого він зафіксований в центральній частині обмежувача 15, а верхня частина обмежувача 15 зафіксована усередині другої частини корпуса 8 розвороту. При цьому на осьовому стрижньовому елементі 16 між його конічною шестірнею 17 і обмежувачем 15 розташовані два рознесених підшипники з шайбою 23 між ними, яка зафіксована з першою 21 і другою частинами 22 корпуса осьового розвороту. При цьому функціональне призначення пристрою проміжного розвороту (Фіг.3) призначене для розширення функціональних можливостей переміщення затиску 1 як над операційним столом 63 (фіг. 2), так і для переміщення затиску в зону розташування інструментального стола 64. І цю процедуру виконують (фіг. 4) перший 26 і другий 27 приводи. І якщо другий привід 27 виконує функцію зворотно-поступального розвороту додаткового корпуса 25 проміжного розвороту затиску 1 на більш ніж 180°, то перший привід 26 виконує функцію зворотно-поступального розвороту пристрою 23, 24 (фіг. 3), зворотнопоступальні подвійні розвороти затиску 1. При цьому слід зазначити, що розворот здійснює частина статора приводу 26 і 27. А пристрій другого осьового розвороту затиску (фіг. 5) дозволяє розширити функціональні можливості позиційного положення як в корпусі робототехнічної системи 52 (фіг. 1), так і в зоні операції над хірургічним столом 63 і інструментальним столом 64. При цьому за допомогою лінійного приводу 45 (фіг. 1, 7) здійснюють додаткове висунення затиску 1, а за допомогою приводу 44, крім коректування позиційного положення затиску, виконують введення попередньо зібраних пристроїв затиску 1 усередині сферичного корпуса 52 робототехнічної системи. При цьому робототехнічна система (фіг. 3) включає хірургічний стіл 63 і інструментальний стіл 64 для сумісного проведення хірургічних процедур, в якому корпус 52 робототехнічної системи (фіг. 1 і 2) виконаний із зовнішньою сферичною поверхнею і з бічним отвором 53 з кришкою 54 круглих форм і включає верхню 55 і нижню 56 частини, виконаних з можливістю їх сумісного кріплення. При цьому усередині верхньої частини 55 корпусів 52 за допомогою першої кріпильної планки 57 закріплено три корпуси лінійного приводу 45 висувних елементів затиску, а усередині нижньої частини 56 корпусів закріплені за допомогою другої кріпильної планки 58 два корпуси лінійного приводу 45 висувних елементів затиску, при цьому кріпильні планки 57 і 58 сполучені між собою і закріплені усередині верхньої 55 і нижньої 56 частин корпуса відповідно. При цьому для забезпечення стерильності виконуваних процедур (фіг. 1) верхня 59 частина кришки 54 сполучена із стрижнем 60 усередині верхньої частини корпуса 55 з можливістю розвороту, а нижня частина кришки 61 сполучена із зовнішньою частиною редуктора приводу 62, корпус якого закріплений усередині нижньої частини корпуса 56. При цьому висувні елементи затиску 65 і 66 (фіг. 4 - 7) на фіг. 1 розташовано в зоні отвору 53 круглих форм сферичного корпуса 52, при цьому висувні елементи затиску 65 верхніх лінійних приводів 44 позиційно орієнтовані до вертикальної площини (67) сферичного корпуса 52, а висувні елементи затиску 66 нижніх 3 UA 72484 U 5 лінійних приводів позиційно орієнтовано від вертикальної площини 67 сферичного корпуса 52, що дозволяє виконувати висунення висувних елементів затиску 65 і 66 (фіг. 4 - 7) в зону операційного ι інструментального стола для виконання хірургічних процедур. А також дозволяє забезпечити стерильність висувних елементів затиску 65 і 66 (фіг. 4-7) шляхом їх введення усередину сферичного корпуса 52. Використання запропонованого технічного рішення дозволяє розширити функціональні можливості пристрою захоплення хірургічних інструментів і діагностичних пристроїв в діагностико-хірургічних системах операційного стола з можливістю інформаційно-комп'ютерного управління. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 Пристрій висувних елементів затиску і їх позиційне розташування усередині сферичного корпуса багатофункціональної діагностико-хірургічної робототехнічної системи з можливістю інформаційно-комп'ютерного управління, що включає корпус робототехнічної системи і висувні елементи затиску, які включають пристрій затиску операційних елементів (інструменту) з можливістю двох розворотів і сполученого з пристроєм проміжного розвороту, який за допомогою першого приводу виконує функцію шарніра, і який за допомогою другого приводу, що виконує також функцію шарніра, сполучений з додатковим пристроєм осьового розвороту затиску, який сполучений з корпусом роторною частиною привода, закріпленою на висувній частині лінійного привода, який відрізняється тим, що корпус робототехнічної системи виконаний із зовнішньою сферичною поверхнею і з бічним отвором круглої форми, напроти якого з внутрішньої сторони сферичного корпуса послідовно по кругу розташовані і закріплені п'ять корпусів лінійного приводу висувних елементів затиску, один з яких розташований у верхній частині сферичного корпуса і його висувні елементи затиску розташовані у вертикальній площині сферичного корпуса в зоні отвору круглої форми, по обидві сторони вертикальної площини сферичного корпуса один над одним розташовані по два лінійні приводи, при цьому висувні елементи затиску розташовані в зоні отвору круглої форми сферичного корпуса, при цьому висувні елементи затиску верхніх лінійних приводів позиційно орієнтовані до вертикальної площини сферичного корпуса, а висувні елементи затиску нижніх лінійних приводів позиційно орієнтовані від вертикальної площини сферичного корпуса. 4 UA 72484 U 5 UA 72484 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6