DE102011004370A1 - Articulated arm with locking mechanism - Google Patents

Articulated arm with locking mechanism

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DE102011004370A1
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Nicholas Demetris Cherouvim
Johannes Reinschke
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Siemens AG
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Abstract

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ein Gelenkarm mit mindestens einer Antriebseinheit, die in einem aktiven Zustand den Gelenkarm positionieren kann aber in einem passiven Zustand manuell zurückstellbar ist. The device of the invention is an articulated arm with at least one drive unit which can position the articulated arm in an active state but in a passive state is manually resettable. Insbesondere ist der Antrieb durch manuelle Krafteinwirkung auf ein vom Gelenkarm gehaltenes Instrument bewegbar, was ein entscheidender Sicherheitsaspekt ist. In particular, the drive is movable on a held by the articulated Instrument by manual force, which is an important safety aspect. Mittels eines Feststellmechanismus kann der Gelenkarm arretiert und gegen versehentliche Bewegung gesichert werden. By means of a locking mechanism, the articulated arm can be locked and secured against inadvertent movement. Der Gelenkarm ist in einem programmierbaren Positionierroboter einsetzbar. The articulated arm is used in a programmable positioning robot.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gelenkarm zur Halterung von chirurgischen Instrumenten. The present invention relates to an articulated arm for holding surgical instruments. Daneben wird ein Positionierroboter mit einem erfindungsgemäßen Gelenkarm angegeben. In addition, a positioning robot is given with an inventive articulated arm.
  • Im Bereich der Chirurgie-Assistenzsysteme, z. In the field of surgery-assistance systems such. B. in der klassischen, nicht-minimalinvasiven Chirurgie im Bauch- oder Brustkorbraum, wird vermehrt darauf abgezielt medizinisches Personal durch technische Hilfssysteme zu ersetzen, wo es aufgrund von Konzentrationsschwächen oder Ermüdungserscheinungen eines Menschen zu Störungen und Komplikationen eines chirurgischen Eingriffs kommen kann. As in the classic, non-minimally invasive surgery in the abdomen or chest area is to replace increasingly on targeted medical personnel through technical support systems, where there may be interference and complications of surgery due to lack of concentration or fatigue of a person. Ein Beispiel dafür ist die Halterung von Wundhaken, die so in den Operationszugang eingesetzt werden, dass dieser offen gehalten wird. One example is the holder of retractors, which are inserted into the surgical access that this is kept open. Auch andere chirurgische Instrumente, die während der Operation in einer festen Position gehalten werden müssen, werden vorzugsweise von mechanischen Haltern und nicht von medizinischem Hilfspersonal gehalten. Also, other surgical instruments, which must be maintained during the operation in a fixed position, preferably held by mechanical supports and not by medical support staff.
  • Bisher bekannte Haltesysteme beschränken sich auf mechanische Halter verschiedener Ausführungsformen, z. Previously known restraint systems are limited to mechanical holder of various embodiments, z. B. Gestänge und Platten mit einfachen mechanischen Klemmen und Gelenken, sowie Gelenkstangen mit arretierbaren Gelenken. B. rods and plates with simple mechanical clamps and joints, and connecting rods with lockable joints. Beispielsweise werden die Gelenke auch durch Druckluft arretiert. For example, the joints are locked by compressed air. Für den Einsatz dieser mechanischen Halter muss der Anwender diese mit zwei Händen bedienen. The use of these mechanical holder, the user must use this with two hands. Die Bedienung mit zwei Händen ist sowohl zur Positionierung der Wundhaken oder Instrumente nötig als auch zur Arretierung der Gelenke, z. The two handed operation is necessary both to position the retractors or instruments as well as to lock the joints, eg. B. durch Schrauben oder die Betätigung von Druckluftknöpfen. For example, by screws or the actuation of pneumatic buttons. Die schlechte Bedienbarkeit schränkt die Anwendung besonders für chirurgische Eingriffe ein. The bad operability limits the application of an especially for surgical procedures. Besonders nachteilig ist, dass zur Bedienung verschiedener Haltevorrichtungen wiederum Hilfspersonal benötigt wird. It is particularly disadvantageous that in turn support staff is needed to service various fixtures.
  • Bisher in der Chirurgie eingesetzte Gelenkarme und Halterungen für chirurgische Instrumente, insbesondere Wundhaken, müssen vom Anwender manuell positioniert werden. Articulated arms and brackets for surgical instruments, especially retractors previously used in surgery must be positioned manually by the user. Um eine Positionierung automatisch vorzunehmen, kann für industrielle Anwendungen auf Industrieroboter zurückgegriffen werden, nicht aber für den Einsatz in der Chirurgie. To make a positioning automatically, can be resorted to industrial robots for industrial applications, but not for use in surgery. Diese Industrieroboter können von einem Anwender ferngesteuert oder fest programmiert sein. These industrial robots can be remotely controlled by a user or programmed. Dabei werden für die Bewegung von Gelenkarmen jedoch Antriebe eingesetzt, die ein hohes Drehmoment aufbringen können. However, actuators are used for the movement of articulated arms, which can apply a high torque. Entweder werden Motoren mit hohem Drehmoment und kleinen Getrieben oder Motoren mit geringem Drehmoment und einem Getriebe zur Erzeugung eines höheren Drehmoments eingesetzt. Either engines with high torque and small gears or motors with low torque and a transmission for generating a higher torque can be used. In beiden Fällen ist der Antrieb dazu geeignet, relativ hohe Kräfte aufzubringen und den Roboterarm auch über Widerstände hinweg zu bewegen. In both cases, the drive is adapted to apply relatively high forces and to move the robot arm via resistors of time. Derartige Industrieroboter können daher nicht in der Chirurgie eingesetzt werden, da diese ein zu hohes Sicherheitsrisiko darstellen. Such industrial robots can not be used in surgery, therefore, as they represent too high a security risk.
  • Aufgabe ist es einen robotergeführten Gelenkarm anzugeben, der für den Einsatz als Halterung bei chirurgischen Eingriffen kein Sicherheitsrisiko bedeutet. Task is to provide a robot-controlled articulated arm, which means a safety risk for the use as a support in surgical procedures.
  • Die Aufgabe ist durch einen Gelenkarm gemäß dem Patentanspruch 1 sowie durch einen Positionierroboter gemäß dem Patentanspruch 9 gelöst. The object is solved by an articulated arm according to the patent claim 1 and by a positioning robot according to the patent claim. 9 Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are subject of the subclaims.
  • Der erfindungsgemäße Gelenkarm dient insbesondere zur Halterung von chirurgischen Instrumenten. The articulated arm according to the invention is used in particular for holding surgical instruments. Der Gelenkarm weist mindestens ein Gelenk zwischen zwei Gelenkarmabschnitten auf. The articulated arm has at least one joint between two Gelenkarmabschnitten. Des Weiteren weist der Gelenkarm mindestens eine Antriebseinheit sowie mindestens einen Feststellmechanismus auf. Furthermore, the articulated arm has at least one drive unit and at least one locking mechanism. Die Antriebseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein Drehmoment aufzubringen vermag, das für die Bewegung des Gelenkarms gerade ausreichend ist. The drive unit is characterized in that it is able to apply a torque which is sufficient for the movement of the articulated arm straight. Die Ausgestaltung des Gelenkarmantriebs mit einem Antrieb, der nur eine geringe Kraft ausüben kann, ist ein entscheidender Sicherheitsaspekt für den Einsatz des Gelenkarms in der Chirurgie. The configuration of the pivoting arm drive with a drive which may exert only a small force is a critical safety feature for the use of the articulated arm in surgery. Der Antrieb mit geringem Drehmoment hat den Vorteil, dass bei falscher Bewegung des Gelenkarmes ein geringer Widerstand ausreicht diesen zu stoppen oder zurück zu bewegen. The drive has low torque at that accidental movement of the articulated arm is sufficient low resistance to stop this or to move back the advantage. Der Feststellmechanismus gewährleistet dann eine ausreichende Stabilität im arretierten Zustand des Gelenkarms. The locking mechanism then ensures a sufficient stability in the locked state of the articulated arm.
  • Derartige Gelenkarme können beliebig viele Gelenke umfassen. Such articulated arms can include any number of joints. Die Ausgestaltung mit nur zwei Drehgelenken und einem Kugelgelenk ist jedoch von großem Vorteil für eine einfache Handhabung, da die Bewegungsfreiheitsgrade minimiert sind. However, the configuration having only two swivel joints and a ball joint is of great advantage for easy handling, as the degrees of freedom are minimized. Die ersten beiden Gelenke sind vorzugsweise Drehgelenke, die eine Bewegung der ersten beiden Gelenkarmabschnitte in einer horizontalen Ebene parallel zum Ablagetisch erlauben. The first two joints are preferably rotary joints which allow movement of the first articulated arm both in a horizontal plane parallel to the stacking table.
  • Besonders vorteilhaft ist es dementsprechend den Gelenkarm nur für eine zweidimensionale Bewegung auszugestalten, dh das ein erster und zweiter Gelenkarmabschnitt über ein Drehgelenk an einem zentralen Mast und beide Gelenkarmabschnitte über ein weiteres Drehgelenk so miteinander verbunden sind, dass diese beiden Gelenkarmabschnitte in einer Ebene parallel zu dem Operationstisch bewegt werden können. It is particularly advantageous therefore to design the link arm only for a two-dimensional movement, that is, are connected a first and second articulated arm via a rotary joint to a central mast and both articulated arm via a further pivot joint to one another such that these two articulated arm in a plane parallel to the operating table can be moved. Diese zweidimensionale Bewegung dient zunächst nur zur horizontalen Positionierung in einer vorbestimmten Höhe. This two-dimensional movement is at first only for horizontal positioning in a predetermined height. Die geringe Anzahl an Gelenken hat den Vorteil, dass die Ansteuerung einfach möglich ist, insbesondere eine sehr präzise Ansteuerung jedes einzelnen Gelenks. The small number of joints has the advantage that the drive is easily possible, in particular, a very precise control of each joint.
  • Am Ende des zweiten Gelenkarmabschnitts ist vorteilhafterweise noch ein drittes Gelenk angebracht, welches ein Kugelgelenk zur Bewegung in drei Dimensionen sein kann. At the end of the second Gelenkarmabschnitts a third joint is advantageously still attached, which may be a ball joint for movement in three dimensions. An diesem Gelenk ist nur noch ein relativ kurzer Gelenkarmabschnitt angebracht, der insbesondere eine Halterung umfasst über die Instrumente am Gelenkarm montiert werden können oder der dritte Gelenkarmabschnitt selbst stellt einen Wundhaken dar. At this joint, a relatively short articulated arm is still attached, in particular, comprises a holder can be mounted on the tools on the articulated arm or the third articulated arm itself is a retractor.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebseinheit so ausgestaltet, dass maximal ein Drehmoment von 5 Nm aufgebracht werden kann. In an advantageous embodiment of the invention the drive unit is configured so that maximum torque can be applied from 5 Nm. Diese Obergrenze der Kraft der Antriebseinheit hat den Vorteil, dass einem Menschen durch den Gelenkarm keine Verletzung zugefügt werden kann. This upper limit of the force of the drive unit has the advantage that a human being no injury can be inflicted by the articulated arm.
  • Neben der elektrisch aktuierten Positionierung eines chirurgischen Instruments durch den Gelenkarm kann der Gelenkarm für die Feinpositionierung auch manuell geführt werden. In addition to the electrically-actuated position of a surgical instrument through the articulated arm of the articulated arm for the fine positioning can also be performed manually. Dazu ist ein Zustand schaltbar, indem die Gelenke passiv sind, dh nicht angetrieben werden, die Arretiermechanismen jedoch noch gelöst also offen sind. For this, a state can be switched by the joints are passive, that are not driven, but the locking mechanisms are open yet solved so.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebseinheit des Gelenkarms so ausgestaltet, dass sie in einem aktiven Zustand den Gelenkarm zur Positionierung bewegen kann, aber in einem passiven Zustand ”back-drivable”, also zurückstellbar ist. In a further advantageous embodiment of the invention, the drive unit of the articulated arm is designed such that it can move in an active state the articulated arm for positioning, but, that can be reset in a passive state "back-drivable". D. h. D. h. in dem passiven Zustand reicht insbesondere eine manuelle Krafteinwirkung eines menschlichen Anwenders auf den Gelenkarm oder auf ein vom Gelenkarm gehaltenes Instrument aus, diesen entgegen der angetriebenen Bewegung zurückzustellen. in the passive state, in particular a manual force action of a human user on the articulated arm or an articulated arm held by the tool is sufficient, this reset counter to the driven motion. Dabei ist der Feststellmechanismus aber nicht aktiv, dh der Gelenkarm ist nicht arretiert. Here, however, the locking mechanism is not active, ie the articulated arm is not locked.
  • Insbesondere ist die Antriebseinheit auch so ausgestaltet, dass selbst in dem aktiven Zustand, in dem der Gelenkarm bewegt wird, dieser manuell zurückstellbar ist. In particular, the drive unit is also designed such that even in the active state in which the articulated arm is moved, this is manually resettable. Dies hat den Vorteil, dass zu keiner Zeit der Gelenkarm entgegen des Willens des Anwenders eine Bewegung ausführen kann, die einem Anwender oder einem Patienten gefährlich werden könnte. This has the advantage that at no time the articulated arm capable of movement against the will of the user, which could be dangerous to a user or a patient.
  • Der Feststellmechanismus ist insbesondere so ausgestaltet, dass das mindestens eine Gelenk des Gelenkarms in einem arretierten Zustand mindestens unter einer Zugkraft von bis zu 4 Kilogramm festgestellt bleibt. The locking mechanism is especially designed so that the remains found in a locked state at least under a tensile force of up to 4 kg of at least one joint of the articulated arm. D. h. D. h. der Feststellmechanismus muss die Stabilität der Position des Gelenkarms in dem arretierten Zustand gewährleisten, bis zu einer daran angreifenden Zugkraft von 10 Kilogramm. the locking mechanism has to guarantee the stability of the position of the articulated arm in the locked state up to a tensile force applied thereto of 10 kilogram. Dies hat den Vorteil, dass der Gelenkarm nicht durch eine zufällige ungewollte Berührung oder durch ein Anstoßen daran aus der eingestellten Position bewegt werden kann. This has the advantage that the articulated arm can not be moved from the set position by an accidental or unintentional contact by abutting thereto.
  • Aufgrund des Einsatzes von Antrieben mit sehr geringer Motorkraft wird also ein Feststellmechanismus an jedem Gelenk umfasst. Due to the use of actuators with very low engine power so a locking mechanism comprising at each joint. Die Gelenke werden dadurch zu erfindungsgemäßen Dual-Mode-Joints, die in einen passiven und in einen aktiven Zustand schaltbar sind. The joints are thereby inventive dual-mode Joints that are switched into a passive and in an active state. Die Schaltung des Arretiermechanismus kann elektromechanisch oder elektropneumatisch aktuiert werden. The circuit of the locking mechanism can be actuated electromechanically or electropneumatic.
  • Die Dual-Mode-Joints, dh die Gelenke mit Arretiermechanismus erlauben zwei Zustände: Der passive Zustand ist der arretierte Zustand, in dem der Gelenkarm an einer festen Position gehalten wird. The dual-mode joints, that is, the joints with locking mechanism allows two states: the passive state is the locked state where the articulated arm is held at a fixed position. In dem aktiven Zustand sind die Arretiermechanismen der Gelenke gelöst und die Gelenke können bewegt werden. In the active state, the locking mechanisms of the joints are released, and the joints can be moved. Die Bewegung der Gelenke erfolgt über einen zentralen oder mehrere lokal an den Gelenken angebrachte Antriebe. The movement of the joints is carried out via a central or several locally attached to the joints drives. Alle eingesetzten Antriebe erlauben jedoch eine Rückverfahrbarkeit, dh sie sind ”back-drivable”. However, all drives used allow Rückverfahrbarkeit, ie they are "back-drivable." In diesem Fall sind die verwendeten Antriebe im ausgeschalteten Zustand zurückstellbar. In this case, the drives used in the off state are deferrable. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Antriebe so ausgestaltet sind, dass sie selbst im Betrieb durch einen manuellen Eingriff des Anwenders zurückstellbar sind. It is particularly advantageous, when the drives are designed so that they themselves are resettable in operation by a manual intervention of the user.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Feststellmechanismus des Gelenkarms ein Zahnrad und einen Dorn an einem Verfahrmechanismus auf. In a further advantageous embodiment of the invention, the locking mechanism of the articulated arm has a gear and a mandrel on a traversing mechanism. Dabei ist das Zahnrad mit einem ersten Gelenkarmabschnitt und der Dorn an dem Verfahrmechanismus mit einem zweiten Gelenkarmabschnitt verbunden. In this case, the gear comprising a first articulated arm portion and the mandrel is connected to the movement mechanism with a second articulated arm. An dem Gelenk können Dorn und Zahnrad ineinander greifen. Dorn and gear can engage with each other at the joint. Dabei ist der Verfahrmechanismus ausgestaltet den Dorn zwischen die Zähne des Zahnrads zu bewegen, und so einen Kraftschluss der beiden Gelenkarmabschnitte zu bewirken. Here, the movement mechanism is configured in the mandrel between the teeth of the gear to move, and so effect a frictional connection of the two articulated arm. Diese Art des Feststellmechanismus hat den Vorteil besonderer Stabilität. This type of locking mechanism has the advantage of special stability.
  • In einer alternativen Ausgestaltung des Feststellmechanismus weist dieser eine Bremsfläche und einen Bremsklotz an einem Verfahrmechanismus auf. In an alternative embodiment of the locking mechanism of this has a braking surface and a brake pad on a traversing mechanism. Dabei kann die Bremsfläche analog zu dem Zahnrad an dem ersten Gelenkarmabschnitt angeordnet sein und der Bremsklotz mit dem Verfahrmechanismus an dem zweiten Gelenkarmabschnitt angeordnet sein. The braking surface can be arranged analogous to the gear on the first articulated arm and the brake pad may be arranged with the movement mechanism on the second articulated arm. Der Verfahrmechanismus ist dazu ausgestaltet, den Bremsklotz auf die Bremsfläche zuzubewegen und an diese so anzupressen, dass die beschriebene erforderliche Stabilität des Gelenks im arretierten Zustand gewährleistet ist. The movement mechanism is configured to move toward the brake pad to the braking surface and thus to press on this, that the required stability of the joint described is ensured in the locked state.
  • Eine weitere alternative Ausgestaltungsform des Feststellmechanismus umfasst eine Bremsscheibe, die mit dem ersten Gelenkarmabschnitt verbunden ist und eine Bremsscheibe, die über einen Schaft mit dem zweiten Gelenkarmabschnitt verbunden ist. A further alternative embodiment of the locking mechanism comprises a brake disc which is connected to the first articulated arm and a brake disc, which is connected via a shaft to the second articulated arm. Diese zweite Bremsscheibe kann über einen Verfahrmechanismus auf die erste Bremsscheibe bewegt und an diese angepresst werden, wodurch wiederum die Arretierung der beiden Gelenkarmabschnitte erfolgt. This second brake disc can be moved over a displacement mechanism to the first brake disc and be pressed against this, which in turn takes place locking the two articulated arm.
  • Zu den Arretiermechanismen: Grundsätzlich ist der Feststell- oder Arretiermechanismus mechanisch ausgeführt. Among the locking mechanisms: In principle, the lockable or locking mechanism is mechanically performed. In einer Variante werden die zwei Gelenkarmabschnitte über ein Zahnrad und einen Dorn miteinander mechanisch verbunden, in einer Alternative erfolgt die Arretierung aufgrund von Kontaktreibung. In a variant, the two articulated arm by a gear and a mandrel are mechanically connected together, in one alternative, the locking takes place due to contact friction. Die Arretierung mit einem Zahnrad ist von Vorteil für Drehgelenke. The lock with a gear is advantageous for rotary joints. Dabei ist das Zahnrad konzentrisch zum Drehgelenk angeordnet. In this case, the gear is arranged concentrically to the pivot joint. Der Dorn, der durch einen Verfahrmechanismus in das Zahnrad ragen kann, ist in einer besonderen Ausführungsform z. The mandrel, which may protrude through a movement mechanism in the gear, in a particular embodiment, z. B. durch eine Feder vorgespannt und kann somit durch Lösen der Feder sehr schnell in einer gewünschten Position das Gelenk arretieren. B. biased by a spring and can therefore very quickly stop by release of the spring at a desired position the joint. Die Aktuierung der Feder kann z. The actuation of the spring z can. B. elektromagnetisch erfolgen. B. carried out electromagnetically. Vorzugsweise sind alle Arretiermechanismen zusätzlich zur elektrischen Schaltbarkeit mit einem manuell bedienbaren mechanischen Schalter versehen, der erlaubt, das Gelenk zu öffnen. Preferably, all the locking mechanisms, in addition to electrical switching capability provided with a manually operated mechanical switch, which allows to open the joint. Dies stellt wiederum eine Sicherheitsvorkehrung dar. This again is a safety feature.
  • Die Arretierung auf Basis von Kontaktreibung kann zwei sehr unterschiedliche Ausführungsformen haben. The lock on the basis of contact friction can have two very different embodiments. Zum einen ein Drehgelenk mit Bremsfläche, die ähnlich zum Zahnrad konzentrisch zum Drehgelenk angeordnet ist. On the one hand a swivel joint with braking surface, which is arranged similarly to the gear concentric with the pivot. Auf diese wird analog zum Dorn ein Bremsklotz zubewegt und angepresst. This is a brake pad is moved and pressed analogously to the mandrel. Auch die Aktuierung des Bremsklotzes kann elektromagnetisch erfolgen. The actuation of the brake pad can be carried out electromagnetically. Dieser kann auch durch eine Feder vorgespannt sein, um ein schnelles Arretieren zu ermöglichen. This may be biased by a spring to allow rapid locking. Aber auch eine Aktuierung des Bremsklotzes durch einen Pneumatikzylinder ist von Vorteil, besonders beim Einsatz in der Chirurgie, da in einem Operationssaal eine Druckluftversorgung gewährleistet ist. But one actuation of the brake pad by a pneumatic cylinder is advantageous, especially when used in surgery, as in an operating room, a compressed air supply is guaranteed. Beim Einsatz einer Vorspannung durch eine Feder ist diese insbesondere so ausgestaltet, dass sie durch einen Antrieb zum Öffnen des Gelenks vorgespannt wird und die Bewegung des Bremsklotzes zum Arretieren des Gelenks dann durch die Federkraft erfolgt. When using a bias by a spring, this is especially designed so that it is biased by a drive for opening of the joint and the movement of the brake pad for locking the joint is then carried by the spring force. Zum anderen kann die Arretierung auch durch Aufeinanderpressen von zwei Bremsscheiben erfolgen. Secondly, the lock can also be done by pressing together of two discs. Dabei ist eine Bremsscheibe an einem Schaft senkrecht zu diesem angeordnet, der zentral innerhalb des Drehgelenks verläuft und mit einem der Gelenkarmabschnitte verbunden ist, wobei die zweite Bremsscheibe, die auf die erste angedrückt wird, fest mit dem zweiten Gelenkarmabschnitt verbunden ist. In this case, a brake disc on a shaft is arranged perpendicular to this, which extends centrally within the rotary joint and is connected to one of the articulated arm, wherein the second brake disk, which is pressed to the first, is fixedly connected to the second articulated arm. Diese Ausgestaltungsform weist eine höhere Kontaktfläche der Bremsflächen auf. This embodiment has a higher contact area of ​​the braking surfaces. Als Bremsflächen sind verschiedene Gummioberflächen geeignet. When braking surfaces different rubber surfaces are suitable. Im Allgemeinen sind Oberflächen mit hohem Reibungskoeffizient geeignet. In general, surfaces are suitable for high friction coefficient.
  • Auch in dieser Variante sind beide Bremsscheiben fest mit jeweils einem Gelenkarmabschnitt verbunden. In this variant, both discs are firmly connected to one articulated arm. Während die erste Bremsscheibe starr mit dem ersten Gelenkarmabschnitt verbunden ist, ist die zweite senkrecht auf die erste zu bewegbar. While the first brake disc is rigidly connected to the first articulated arm, the second perpendicular is to be moved to the first. Auch in der Ausführung mit den Bremsscheiben kann die bewegliche Bremsscheibe elektrisch oder pneumatisch aktuiert werden. Also in the embodiment with the brake discs, the movable brake disc can be actuated electrically or pneumatically. Insbesondere kann für den elektrischen Antrieb eine Kugelumlaufspindel eingesetzt werden. In particular, a ball screw can be used for the electric drive. Mit einem derartigen Spindelantrieb können ausreichend hohe Haltekräfte bewirkt werden. With such a spindle drive sufficiently high retaining forces can be effected. Alternativ ist wieder die Aktuierung mit einem Pneumatikzylinder möglich. Alternatively, the actuation is possible with a pneumatic cylinder again. Über die Druckluft ist auch dadurch eine ausreichend hohe Kraft auf die Bremsscheibe ausübbar. About the compressed air also by a sufficiently large force is exerted on the brake disc.
  • Die Aktuierung der Gelenke sowie die Aktuierung der Feststellmechanismen kann elektrisch erfolgen. The actuation of the joints as well as the actuation of the locking mechanisms may be electrical. Dazu kann ein Elektromotor in Verbindung mit einem Getriebe eingesetzt werden. By an electric motor in combination can be used with a transmission. Die Aktuierung der Gelenke erfolgt jedoch ausschließlich zur Positionierung des Gelenkarms ohne einen Widerstand zusätzlich zur Bewegungsreibung in den Gelenken überwunden werden muss. However, if the actuation of the joints solely for positioning of the articulated arm must additionally be overcome for moving friction in the joints without a resistor. Beispielsweise wird die Kraft, die für das Halten von Wundhaken nötig ist, nicht durch den Gelenkarmantrieb aufgebracht. For example, the force that is necessary for holding retractors, not applied by the articulated arm drive. Das Halten des Wundhakens wird erst im arretierten Zustand möglich. Holding the retractor is only possible in the locked state. Der Gelenkarmantrieb ist in seiner Kraft spezifisch auf die Reibung und Trägheit der Gelenke ausgerichtet. The articulated arm drive is specifically aligned in its force on the friction and inertia of the joints. Die Gelenke sind jedoch vorzugsweise nicht widerstandslos. However, the joints are preferably non-resistance. Ein gewisser Widerstand in den Gelenken, selbst im passiven Zustand, dh im geöffneten Zustand der Arretiermechanismen, ist von Vorteil für die Stabilität bei ungewolltem Anstoßen am Gelenkarm. A certain resistance in the joints, even in the passive state, that is in the open state of the lock mechanisms, it is advantageous for the stability at unintentional bumping on the articulated arm.
  • Der erfindungsgemäße Gelenkarm ist besonders dafür geeignet in einem Positionierroboter eingesetzt zu werden. The articulated arm according to the invention is to be particularly suitable for use in a positioning robot. Durch den Einsatz von Antriebsmechanismen sehr geringen Drehmoments ist ein sicherer Einsatz dieser Gelenkarme in der Chirurgie möglich. Through the use of drive mechanisms very low torque a safe use of these articulated arms in surgery is possible.
  • Insbesondere weist der Positionierroboter eine Sensoreinheit auf, die beispielsweise einen Druck- oder Zugkraftsensor umfasst. In particular, the positioning robot to a sensor unit which comprises, for example a pressure or tension sensor. Mittels einer derartigen Sensoreinheit ist die Implementierung einer Sicherheitsfunktion, z. By means of such a sensor unit is to implement a safety function, for example. B. einer Notabschaltung, möglich. As an emergency shutdown is possible.
  • Der Roboterarm ist also durch seine Dual-Mode-Joints so arretierbar, dass er mit geringer Antriebskraft bewegt werden kann. So the robot arm is locked so that it can be moved with a low driving force through its dual mode Joints. Dies hat den Vorteil, dass der Roboterarm vollständig fernsteuerbar bewegbar ist und auch verschiedene Positionen selbsttätig angefahren werden können, z. This has the advantage that the robot arm is completely remote-controllable movable and various positions can be approached automatically, eg. B. durch vorherige Eingabe oder Berechnung der Positionen in einem Chirurgieplanungsprogramm. For example, by first entering or calculating the positions in a surgical planning program. Und durch die verschiedenen Sensoren, z. And by the various sensors such. B. Druck-, Zug- und/oder optische Sensoren, können Bewegungsfunktionen so implementiert sein, dass der Gelenkarm intelligent agieren kann. B. compressive, tensile and / or optical sensors, motion functions can be implemented so that the articulated arm can act intelligently. So wird die Verwendung und Handhabung durch einen Chirurgen für diesen stark vereinfacht und Positioniervorgänge beschleunigt. Thus, the use and handling is greatly simplified by a surgeon for positioning and this accelerated.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Positionierroboter ausgestaltet, Fernsteuerbefehle zu empfangen und diese mittels der Antriebseinheit in Bewegungsvorgänge des Gelenkarms umzusetzen. In an advantageous embodiment of the invention, the positioning robot is configured to receive remote control commands and translate them by means of the drive unit in the processes of motion of the articulated arm. D. h. D. h. an eine oder mehrere Antriebseinheiten der Gelenke des Gelenkarms werden Steuerbefehle gegeben. a plurality of drive units of the joints of the articulated arm or be given control commands. Die Fernsteuerung hat den Vorteil, dass ein Anwender, der insbesondere ein Chirurg ist, den Roboter nicht manuell, z. The remote control has the advantage that a user who is in particular, a surgeon, the robot manually, z. B. über Eingabetasten, betätigen muss. B. must operate over input keys.
  • Dazu ist der Positionierroboter z. For this purpose, the positioning robot z. B. über eine Datenverbindung mit einer Bedieneinheit verbunden. B. connected via a data connection to an operating unit. Diese Bedieneinheit weist insbesondere mindestens einen Fußschalter auf und die Datenverbindung ist beispielsweise eine Kabelverbindung oder drahtlos ausgeführt. This control unit has in particular at least a foot switch on and the data connection is for example a cable connection or wirelessly performed.
  • Alternativ kann der Positionierroboter ausgestaltet sein, akustische Fernsteuersignale, insbesondere Sprachbefehle, zu empfangen. Alternatively, the positioning robot can be configured to receive acoustic remote control signals, in particular voice commands.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Fernsteuerung geschieht beispielsweise über eine Datenverbindung zu einer Bewegungssensoreinheit. Another embodiment of the remote control takes place for example via a data connection to a moving sensor unit. Die Bewegungssensoreinheit ist kamerabasiert und ausgestaltet, aus der Gestik eines Anwenders Fernsteuerbefehle zu generieren. The motion sensor unit is camera-based and is configured to generate remote control commands from the gestures of a user.
  • Beispielsweise kann so durch eine Bewegungserfassung von Handbewegungen des Anwenders eine Positionierung erfolgen. For example, as carried out by a movement detection of hand movements of the user positioning. Alternativ kann aufgrund von 3D-Aufnahmen, z. Alternatively, due to 3D images, eg. B. mittels einer Stereokamera oder eines Computertomographen, eine Position ermittelt werden und diese Position durch den Roboter angefahren werden. For example, be determined by means of a stereo camera or a computer tomograph, a position and this position to be approached by the robot. So wird eine vollständig ferngesteuerte und zum Teil vorprogrammierte Positionierung durch einen derartigen Positionierroboter möglich. Thus, a completely remote-controlled and pre-programmed part of the positioning is possible by such a positioning robot.
  • Bei der Anordnung von mehreren Gelenkarmen an einem Operationstisch oder allgemein einem Ablagetisch ist es von Vorteil, diese in unterschiedlichen Höhen anzubringen, so dass sich die Bewegungen der Arme in unterschiedlichen Ebenen abspielen. In the arrangement of a plurality of articulated arms to an operating table or in general a tray table, it is advantageous to apply this in different heights, so that the movements of the arms in different planes play. Dazu können die Arme an einem gemeinsamen zentralen Mast angebracht sein, wobei die Drehgelenke des ersten Gelenkabschnitts an unterschiedlichen Höhen an diesem Mast befestigt sind. For this, the arms may be mounted on a common central mast, wherein the pivot joints of the first joint portion are mounted at different heights on this mast. Alternativ ist jeder Gelenkarm an einem eigenen Mast angeordnet. Alternatively, each link arm is arranged on a separate mast. Die Masten können seitlich an dem Ablagetisch oder an einem separaten Ständer angeordnet sein. The masts can be arranged laterally on the tray table or at a separate stand. Dieser separate Ständer kann auf dem Boden oder an der Decke montiert sein. This separate stand can be mounted on the floor or on the ceiling. Von Vorteil ist es, dass die vertikalen Masten nicht über die Gelenkarme hinausragen um den Anwender möglichst nicht zu behindern. It is advantageous that the vertical poles do not protrude beyond the hinge arms to the user not to hinder possible. Die Höhe der Masten ist zweckdienlicherweise verstellbar. The height of the mast is expediently adjustable. Diese Verstellung kann jedoch zeitlich vor einer Anwendung, dh vor einem chirurgischen Eingriff geschehen. However, this adjustment can temporally before an application that is done before surgery. Die Höheneinstellung kann mechanisch aber auch elektromagnetisch aktuiert, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen. The height adjustment can be done mechanically but also actuated electromagnetically, hydraulically or pneumatically.
  • Beim Einsatz von mehreren Gelenkarmen mit nur jeweils zwei Gelenkarmabschnitten sind diese vorzugsweise so angeordnet und werden immer so positioniert, dass das Ellbogengelenk möglichst weit von der Position entfernt ist, an der das chirurgische Instrument bzw. der dritte Gelenkarmabschnitt gehalten werden soll. When several articulated arms with only two Gelenkarmabschnitten these are preferably arranged and are always positioned so that the elbow joint is far away as possible from the position where the surgical instrument or the third articulated arm is to be held. Somit ist gewährleistet, dass der Anwender nicht durch die Arme an sich behindert ist. This ensures that the user is not hindered by the arms se. Auch ist in dem Positionierroboter implementierbar, dass für jede Position der jeweils naheste Gelenkarm verwendet wird. Also be implemented in the positioning robot that is used for each position of the respective nearest hinge arm.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in exemplarischer Weise mit Bezug auf die Embodiments of the present invention in an exemplary manner with reference to the 1 1 bis to 10 10 der angehängten Zeichnung beschrieben: of the appended drawing described:
  • 1 1 zeigt einen Gelenkarm, shows a hinge arm,
  • 2 2 zeigt eine Anordnung mehrerer Gelenkarme, shows an arrangement of a plurality of hinge arms,
  • 3 3 zeigt eine weitere Anordnung mehrerer Gelenkarme, shows a further arrangement of several articulated arms,
  • 4 4 zeigt ein Drehgelenk mit Feststellmechanismus, shows a hinge with locking mechanism,
  • 5 5 zeigt ein Drehgelenk mit einem Zahnradfeststellmechanismus geöffnet, shows a hinge with a gear wheel locking mechanism open,
  • 6 6 zeigt ein Drehgelenk mit einem arretierten Zahnradfeststellmechanismus, shows a hinge with a locked gear wheel locking mechanism,
  • 7 7 zeigt ein Drehgelenk mit geöffnetem Feststellmechanismus, shows a hinge with open detent mechanism,
  • 8 8th zeigt ein Drehgelenk mit arretiertem Feststellmechanismus, shows a hinge with the locked locking mechanism,
  • 9 9 zeigt ein Drehgelenk mit geöffnetem Scheibenbremsenfeststellmechanismus und shows a rotary joint with open disc brakes locking mechanism and
  • 10 10 zeigt ein Drehgelenk mit arretiertem Scheibenbremsenfeststellmechanismus. shows a rotary joint with arrested disc brakes locking mechanism.
  • Anhand der in Based on the in 1 1 gezeigten Ausführungsform eines Gelenkarms Embodiment of an articulated arm shown 10 10 können dessen grundsätzlicher Aufbau und Teile beschrieben werden. the basic construction and parts can be described. Der Gelenkarm the articulated arm 10 10 ist an einem zentralen Mast is at a central mast 20 20 befestigt. attached. Dieser Mast this mast 20 20 kann Teil eines Positionierroboters oder eines Ablagetisches may be part of a positioning robot or a support table 40 40 sein. his. Jeder Gelenkarm each articulated arm 10 10 kann an einem separaten Mast can be connected to a separate mast 20 20 befestigt sein. be attached. Alternativ können an einem zentralen Mast Alternatively, at a central mast 20 20 auch mehrere Gelenkarme several articulated arms 10 10 angebracht werden. be attached. Vorzugsweise erfolgt über den zentralen Mast Preferably performed by the central mast 20 20 die elektrische Versorgung des Gelenkarms the electrical supply of the articulated arm 10 10 . ,
  • Der in in 1 1 gezeigte Gelenkarm articulated arm shown 10 10 weist drei Gelenkarmabschnitte has three articulated arm 21 21 , . 22 22 , . 23 23 auf, die über Gelenke , which via joints 12 12 , . 13 13 miteinander verbunden sind. are connected together. Der erste Gelenkarmabschnitt The first articulated arm 21 21 ist über ein Gelenk is via a joint 11 11 an dem zentralen Mast at the central mast 20 20 befestigt. attached. Insbesondere ist das Gelenk In particular, the joint 11 11 ein Drehgelenk, worüber der erste Gelenkarmabschnitt a pivot about which the first articulated arm 21 21 senkrecht zum zentralen Mast perpendicular to the central mast 20 20 in einer Ebene drehbar ist. is rotatable in a plane. Der zweite Gelenkarmabschnitt The second articulated arm 22 22 schließt sich insbesondere über ein weiteres Drehgelenk includes, in particular, via a further pivot joint 12 12 an den ersten Gelenkarmabschnitt to the first articulated arm 21 21 an, welches auch als Ellenbogengelenk in which as the elbow joint 12 12 bezeichnet werden kann. can be described. D. h., das auch der zweite Gelenkarmabschnitt D. h., Which is also the second articulated arm 22 22 in der gleichen Ebene wie der erste Gelenkarmabschnitt in the same plane as the first articulated arm 21 21 über das Drehgelenk about the pivot 12 12 bewegbar ist. is movable. Das Drehgelenk The rotary joint 12 12 stellt sozusagen den Ellenbogen des Gelenkarms dar, worüber der horizontale Abstand zum zentralen Mast einstellbar ist. is so to speak, the elbows of the articulated arm, over which the horizontal distance to the central mast is adjustable. Vorzugsweise wird die Höhe der horizontalen Ebene in der sich die ersten beiden Gelenkarmabschnitte Preferably, the height of the horizontal plane in which the first two articulated arm is 21 21 , . 22 22 bewegen, über die Höhe des zentralen Mastes move over the height of the central mast 20 20 eingestellt. set. An das zweite Gelenkarmstück On the second Gelenkarmstück 22 22 schließt sich über ein weiteres Gelenk closes via a further joint 13 13 ein dritter Gelenkarmabschnitt a third articulated arm 23 23 an. on. Das dritte Gelenk The third joint 13 13 kann wiederum ein Drehgelenk sein, welches senkrecht zum zweiten Gelenkarmabschnitt drehbar ist. in turn may be a rotary joint which is perpendicular to the second articulated arm rotatably. Vorzugsweise ist das dritte Gelenk Preferably, the third joint 13 13 aber als Kugelgelenk ausgestaltet und weist drei Freiheitsgrade auf. but designed as a ball joint and has three degrees of freedom.
  • Die The 2 2 und and 3 3 zeigen Anordnungen von jeweils mehreren Gelenkarmen show arrangements each consisting of several articulated arms 10 10 an einem Ablagetisch on a delivery table 40 40 , der insbesondere zur Ablage eines Untersuchungsobjektes , In particular for storing an object under examination 50 50 dient. serves. In der Anwendung sind derartige Gelenkarme In the application are such articulated arms 10 10 besonders geeignet, bei chirurgischen Eingriffen Instrumente oder Retraktoren zu halten. particularly suitable to hold instruments or retractors during surgery. Dann kommt ein Patient Then comes a patient 50 50 auf dem Ablagetisch on the delivery table 40 40 , dh auf dem Operationstisch zu liegen. , That is lying on the operating table. Seitlich des Operationstisches The side of the operating table 40 40 ist ein zentraler Mast is a central mast 20 20 oder mehrere Haltemasten or more retaining masts 31 31 , . 32 32 , . 33 33 für die Gelenkarme for the folding arms 10 10 angebracht. appropriate. Diese können seitlich am Operationstisch These can side of the operating table 40 40 befestigt sein oder zu einem separaten Ständer gehören. be attached to or are part of a separate stand. Die Gelenkarme können Teil eines Positionierroboters sein, der vom Operateur bedient wird. The articulated arms can be part of a positioning robot which is operated by the surgeon. Die mehreren Gelenkarme The multiple articulated arms 10 10 werden insbesondere auf unterschiedlicher Höhe relativ zum Ablagetisch in particular at different heights relative to the tray table 40 40 angebracht, so dass diese sich in ihrer Bewegung nicht einschränken und es zu keinen Kollisionen der Gelenkarme mounted, so that they do not restrict its movement and no collisions of the articulated arms 10 10 kommt. comes. Dafür sind die ersten beiden Gelenkarmabschnitte This are the first two articulated arm 21 21 , . 22 22 eines jeden Gelenkarms of each articulated arm 10 10 über ein Drehgelenk via a rotary joint 12 12 so verbunden, dass sie einen Winkel innerhalb einer Ebene parallel zum Ablagetisch connected so as to form an angle within a plane parallel to the stacking table 40 40 bilden. form. Die Höhenverstellbarkeit der Gelenkarme The height adjustability of the articulated arms 10 10 über die Masten on the masts 20 20 , . 31 31 - 33 33 ist von Vorteil für die Anpassung der Halterungshöhe relativ zum Untersuchungsobjekt is advantageous for adjusting the bracket height relative to the object to be examined 50 50 , welches auch unterschiedlich groß sein kann. Which can also be of different sizes. Über die Gelenke On the joints 13 13 , die insbesondere Kugelgelenke sind, sind die jeweils dritten Gelenkarmabschnitte Which are in particular ball joints, are the respective third articulated arm 23 23 besonders genau positionierbar. particularly accurately positioned. Diese können direkt als Retraktoren ausgestaltet sein oder aber eine Klemmvorrichtung für ein beliebiges chirurgisches Instrument aufweisen. These can be designed directly as retractors, or can have a clamping device for any surgical instrument.
  • Um trotz der Rückstellbarkeit des Antriebs der Gelenke To spite of the recoverability of the drive of the joints 11 11 - 13 13 eine Arretierung zu gewährleisten, die starr genug ist, ein versehentliches Anstoßen am Gelenkarm auszuhalten, sind an allen Gelenken To ensure locking, which is rigid enough to withstand an accidental abutment on the articulated arm, are at all joints 11 11 - 13 13 der Gelenkarme the articulated arms 10 10 Feststellmechanismen vorgesehen. Locking mechanisms provided. Die verschiedenen Ausführungsformen der Feststellmechanismen sind in den The various embodiments of the locking mechanisms are in 4 4 bis to 10 10 gezeigt. shown.
  • 4 4 zeigt zunächst vereinfacht das Prinzip des Feststellmechanismus: Ein erster Gelenkarmabschnitt L1 ist mit einem zweiten Gelenkarmabschnitt L2 über ein Gelenk first shows the principle of the simplified locking mechanism: a first articulated arm portion L1 is connected to a second articulated arm portion L2 by a hinge 11 11 , . 12 12 , . 13 13 verbunden. connected. An dem zweiten Gelenkarmabschnitt L2 befindet sich ein Feststellmechanismus mit einem Verfahrmechanismus a locking mechanism located on the second articulated arm L2 with a movement mechanism 51 51 für ein bewegliches Teil on a moving part 52 52 , welches dann den Kraftschluss zu dem ersten Gelenkarmabschnitt L1 bildet. Which then forms the positive connection with the first articulated arm L1. Dieses bewegliche Teil This movable part 52 52 kann in Form eines Dorn may be in the form of a mandrel 52 52 in ein Zahnrad a gear 53 53 greifen oder in Form eines Bremsklotzes access or in the form of a brake pad 62 62 auf eine Bremsfläche on a braking surface 63 63 gepresst werden. are pressed.
  • Die The 5 5 und and 6 6 zeigen den Feststellmechanismus in Form eines Zahnrads in geöffneter ( showing the locking mechanism in the form of a gear in the open ( 5 5 ) und in geschlossener ( ) And closed ( 6 6 ) Form. ) Shape. Dabei weist der erste Gelenkarmabschnitt L1 ein Zahnrad konzentrisch zu dem Drehgelenk In this case, L1, the first articulated arm a gear concentric with the pivot 11 11 , . 12 12 auf. on. An dem Gelenkarmabschnitt L2, der sich über das Drehgelenk At the articulated arm L2, which extends over the rotary joint 11 11 , . 12 12 relativ zum Gelenkarmabschnitt L1 bewegen lässt, ist der Verfahrmechanismus can move relative to articulated arm portion L1, the movement mechanism 51 51 mit dem Dorn with the mandrel 52 52 angebracht. appropriate. Greift der Dorn 52 im arretierten Zustand in das Zahnrad Engages the mandrel 52 in the locked state in the gear 53 53 , sind die Gelenkarmabschnitte L1 und L2 kraftschlüssig miteinander verbunden. , The articulated arm sections L1 and L2 are frictionally connected to each other.
  • Die in den In the 7 7 und and 8 8th gezeigte Lösung eines Feststellmechanismus zeigt einen ersten Gelenkarmabschnitt L1, der über ein Gelenk, insbesondere ein Drehgelenk Solution of a locking mechanism shown has a first articulated arm portion L1, via a joint, in particular a rotary joint 11 11 , . 12 12 mit einem zweiten Gelenkarmabschnitt L2 verbunden ist. is connected to a second articulated arm portion L2. Der Gelenkarmabschnitt L1 endet in einem kreisrunden Schaft senkrecht zum Gelenkarmabschnitt L1, um den herum der Gelenkring des zweiten Gelenkarmabschnitts L2 angeordnet ist. The articulated arm L1 terminates in a circular shaft perpendicular to the articulated arm L1 around which the pivot ring of the second Gelenkarmabschnitts L2 is disposed. Konzentrisch zu diesem Gelenkring weist der Schaft am Ende des ersten Gelenkarmabschnitts L1 eine Bremsfläche Concentric to this joint ring, the shaft end of the first L1 Gelenkarmabschnitts a braking surface 63 63 auf. on. Auf diese Bremsfläche In this braking surface 63 63 wird der Bremsklotz is the brake pad 62 62 von dem Feststellantrieb from the fixed actuator 61 61 angedrückt. pressed. Durch die Oberflächenbeschaffenheit der Bremsfläche The surface condition of the braking surface 63 63 und des Bremsklotzes and the brake pad 62 62 wird ein kraftschlüssiger Verbund der beiden Gelenkarmabschnitte L1 und L2 im arretierten Zustand erzeugt, wie er in der a frictional connection of the two articulated arm is generated in the locked state L1 and L2, as in the 8 8th gezeigt ist. is shown.
  • Die The 9 9 und and 10 10 zeigen eine alternative Feststellvorrichtung für ein Drehgelenk show an alternative locking device for a rotary joint 11 11 , . 12 12 , das einen ersten L1 und zweiten L2 Gelenkarmabschnitt miteinander verbindet. Connecting a first L1 and second L2 articulated arm together. Dabei ist an dem ersten Gelenkarmabschnitt L1 ein flächiger Aufbau vorgesehen, auf das eine Bremsscheibe In this case, a planar structure is provided on the first articulated arm L1 to which a brake disc 74 74 montiert wurde, parallel zur Ebene in der die Gelenkarmabschnitte L1, L2 bewegbar sind. was mounted, in which the articulated arm sections L1, L2 are parallel to the plane movable. Des Weiteren weist der Gelenkarmabschnitt L1 eine kreisrunde Durchführung auf, durch die ein Schaft Furthermore, the articulated arm portion L1, a circular implementation, through which a shaft 72 72 senkrecht zur Bremsscheibe perpendicular to the brake disc 74 74 geführt werden kann. can be performed. Dieser Schaft this shaft 72 72 ist mit dem zweiten Gelenkarmabschnitt L2 verbunden und weist nach der Durchführung eine zweite Bremsscheibe is connected to the second articulated arm L2 and has after performing a second brake disc 73 73 auf, die parallel zur ersten Bremsscheibe on parallel to the first brake disc 74 74 angeordnet ist. is arranged. Der Schaft the shaft 72 72 kann durch einen Primärantrieb can by a prime mover 71 71 senkrecht zur Ebene, in der die zwei Gelenkarmabschnitte L1, L2 einen Winkel bilden, bewegt werden und somit die zweite Bremsscheibe Be moved perpendicular to the plane in which the two articulated arm sections L1, L2 forming an angle and thus the second brake disc 73 73 auf die erste Bremsscheibe to the first brake disc 74 74 anpressen. press it.

Claims (14)

  1. Gelenkarm ( articulated arm ( 10 10 ) zur Halterung von chirurgischen Instrumenten ( ) (For holding surgical instruments 23 23 ) mit: – mindestens einem Gelenk ( ) Comprising: - at least one hinge ( 11 11 , . 12 12 , . 13 13 ) zwischen zwei Armabschnitten ( ) (Between two arm portions 20 20 - 23 23 ), – mindestens einer Antriebseinheit sowie – mindestens einem Feststellmechanismus, wobei die Antriebseinheit ausgestaltet ist, ein für die Bewegung des Gelenkarms ( ), - at least a drive unit, and - at least one locking mechanism, wherein the drive unit is configured, one (for the movement of the articulated arm 10 10 ) gerade ausreichendes Drehmoment aufzubringen. ) Straight apply sufficient torque.
  2. Gelenkarm ( articulated arm ( 10 10 ) nach Anspruch 1, wobei die Antriebseinheit ausgestaltet ist nicht mehr als 5 Nm Drehmoment aufzubringen. ) According to claim 1, wherein the drive unit is configured to apply no more than 5 Nm torque.
  3. Gelenkarm ( articulated arm ( 10 10 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antriebseinheit ausgestaltet ist, in einem aktiven Zustand den Gelenkarm ( ) According to claim 1 or 2, wherein the drive unit is configured, the articulated arm (in an active state 10 10 ) zu positionieren und wobei die Antriebseinheit in einem passiven Zustand manuell zurückstellbar ist, insbesondere durch manuelle Krafteinwirkung auf ein vom Gelenkarm ( to move), and wherein the drive unit is manually resettable in a passive state, in particular by manual action of force on (from the articulated arm 10 10 ) gehaltenes Instrument ( ) Held instrument ( 23 23 ) bewegbar ist, wobei in diesen Zuständen der mindestens eine Feststellmechanismus nicht greift. is movable), said not engaged in these states, the at least one locking mechanism.
  4. Gelenkarm ( articulated arm ( 10 10 ) nach Anspruch 3, wobei die Antriebseinheit auch in dem aktiven Zustand manuell zurückstellbar ist. ) According to claim 3, wherein the drive unit is manually resettable also in the active state.
  5. Gelenkarm ( articulated arm ( 10 10 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Feststellmechanismus so ausgestaltet ist, dass das mindestens eine Gelenk ( ) According to one of the preceding claims, wherein the at least one locking mechanism is configured so that the (at least one joint 11 11 , . 12 12 , . 13 13 ) in einem arretierten Zustand unter einer Zugkraft von mindestens 4 kg festgestellt bleibt. ) Is found in a locked state under a tensile force of at least 4 kg.
  6. Gelenkarm ( articulated arm ( 10 10 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Feststellmechanismus ein Zahnrad ( ) (According to any preceding claim, wherein the at least one locking mechanism, a gear 53 53 ) und einen Dorn ( ) And a mandrel ( 52 52 ) an einem Verfahrmechanismus ( ) (On a traversing mechanism 51 51 ) umfasst. ) Includes.
  7. Gelenkarm ( articulated arm ( 10 10 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Feststellmechanismus eine Bremsfläche ( ) According to one of the preceding claims, wherein the at least one locking mechanism includes a braking surface ( 63 63 ) und einen Bremsklotz ( ) And a brake pad ( 62 62 ) an einem Verfahrmechanismus ( ) (On a traversing mechanism 61 61 ) umfasst. ) Includes.
  8. Gelenkarm ( articulated arm ( 10 10 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Feststellmechanismus eine erste Bremsscheibe ( ) According to one of the preceding claims, wherein the at least one locking mechanism (a first brake disc 74 74 ) und eine zweite Bremsscheibe ( ) And a second brake disc ( 73 73 ) an einem Schaft ( ) (On a shaft 72 72 ) mit Verfahrmechanismus ( ) (With traversing mechanism 71 71 ) umfasst. ) Includes.
  9. Positionierroboter mit mindestens einem Gelenkarm ( Positioning robot (with at least one articulated arm 10 10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8. ) According to one of claims 1 to. 8
  10. Positionierroboter nach Anspruch 9, der mindestens eine Sensoreinheit, insbesondere einen Druck- oder Zugkraftsensor aufweist, mittels der eine Sicherheitsfunktion implementierbar ist. Positioning robot according to claim 9, comprising at least one sensor unit, in particular a pressure or tension sensor, by means of a safety function can be implemented.
  11. Positionierroboter nach einem der Ansprüche 9 oder 10, der ausgestaltet ist, Fernsteuerbefehle zu empfangen und diese mittels der mindestens einen Antriebseinheit in Bewegungsvorgänge des mindestens einen Gelenks ( Positioning robot according to any one of claims 9 or 10, which is configured to receive remote control commands and that by means of the at least one drive unit in motion the operations of the at least one articulation ( 11 11 , . 12 12 , . 13 13 ) umzusetzen. implement).
  12. Positionierroboter nach einem der Ansprüche 9 bis 11, der über eine Datenverbindung mit einer Bedieneinheit verbunden ist, wobei die Bedieneinheit mindestens einen Fußschalter aufweist und wobei die Datenverbindung als eine Kabelverbindung oder drahtlos ausgeführt ist. Positioning robot according to any one of claims 9 to 11, which is connected via a data connection to an operating unit, said operating unit comprising at least a foot switch, and wherein the data connection is constructed as a cable connection or wireless.
  13. Positionierroboter nach einem der Ansprüche 9 bis 12, der ausgestaltet ist, akustische Fernsteuersignale, insbesondere Sprachbefehle, zu empfangen. Positioning robot according to any one of claims 9 to 12, which is configured to receive acoustic remote control signals, in particular voice commands.
  14. Positionierroboter nach einem der Ansprüche 9 bis 13, der über eine Datenverbindung mit einer Bewegungssensoreinheit verbunden ist, wobei die insbesondere kamerabasierte Bewegungssensoreinheit ausgestaltet ist, aus der Gestik eines Anwenders Fernsteuerbefehle zu generieren. 9 to 13, which is connected via a data connection with a motion sensor unit, wherein the particular camera-based motion sensor unit is configured from the gestures of a user to generate positioning robot according to any one of claims remote control commands.
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