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Die Erfindung betrifft ein Robotersystem mit einer Transportvorrichtung und einem Roboter.
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In verschiedenen Bereichen der Chirurgie haben sich Chirurgieroboter fest etabliert. Die Einsatzmöglichkeiten von Chirurgierobotern umfassen unter anderem das Platzieren von Pedikelschrauben, navigierte Biopsien in der Neurochirurgie sowie endoskopische Telechirurgie.
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Um auf die sich ständig erweiternden Aufgaben und Einsatzmöglichkeiten in der Roboterchirurgie reagieren zu können, müssen die Robotersysteme flexibel ausgebildet sein.
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Übliche Robotersysteme, welche fest in einem Operationssaal (OP-Saal) montiert sind, werden hierdurch in ihrer Flexibilität erheblich eingeschränkt. So steht der für fest installierte Robotersysteme erforderliche Platz in den oftmals beengten OP-Sälen auch dann nicht zur Verfügung, wenn das Robotersystem nicht verwendet wird. Dadurch wird das OP-Personal unnötig in seiner Arbeit behindert. Zugleich ist in diesem Fall für die Dauer der Operation eine anderweitige Nutzung des Robotersystems nicht möglich. Insbesondere kann das fest montierte Robotersystem nicht für eine andere OP verwendet kann das fest montierte Robotersystem nicht für eine andere OP verwendet werden. Auch entstehen durch die Nachrüstung von fest montierten Robotersystemen in einem bestehenden OP-Saal erhebliche Umbaukosten. Zudem kann während Wartungsarbeiten an einem fest montierten Robotersystem der entsprechende OP-Saal nicht verwendet werden, was die Anzahl der dort durchführbaren OPs reduziert und damit den Gewinn des Krankenhauses schmälert. Bei fest montierten Robotersystemen ist darüber hinaus die Reichweite eines Roboterarms des Robotersystems festgelegt, so dass die Erreichbarkeit des OP-Gebiets durch einen Roboter im Nachhinein nicht verändert werden kann. Dieser Beschränkung der Erreichbarkeit kann durch Vorsehen eines Schienensystems entgegengewirkt werden entlang dem der Roboter verschiebbar montiert ist. Jedoch erfordert eine Nachrüstung des Schienensystems bei bestehenden OP-Sälen erheblichen Aufwand und Kosten.
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Anderseits müssen die Basen der Roboter während der Operation sicher befestigt werden, um bei den chirurgischen Eingriffen die geforderte Genauigkeit zu erreichen und eine Patientengefährdung auszuschließen. Die Befestigung muss hierbei in der Lage sein, nicht nur das Gewicht, sondern auch alle Kräfte und Momente des sich bewegenden Roboters aufzunehmen und dabei ihre eigene Position und Ausrichtung möglichst exakt beizubehalten. Hieraus resultieren hohe Anforderungen an die Befestigung des Roboters.
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Besonders bevorzugt ist eine Befestigung des Robotersystems am Operationstisch, da hierdurch Relativbewegungen zwischen der Roboterbasis und dem OP-Tisch vermieden werden, die Roboter nahe am Operationsfeld sind und jede Änderung der Höheneinstellung oder Neigung des OP-Tisches automatisch mitvollzogen wird. Ein Robotersystem, welches mit einem Schienensystem eines OP-Tisches verbunden ist, ist beispielsweise aus
US 5,553,198 bekannt. Sinnvollerweise werden hierbei die bereits vorhandenen OP-Tische weiterverwendet, um dem Krankenhaus Kosten für die Modifikation oder gar die Neuanschaffung der OP-Tische zu sparen. Ein geeignetes Befestigungselement, welches an beinahe allen OP-Tischen entweder serienmäßig vorhanden oder nachrüstbar ist, sind die in
DIN EN ISO 19054 genormten Seitenschienen der OP-Tische. Ihre genaue Gestalt und ihre mechanische Belastbarkeit werden durch die Norm festgelegt, was die Konstruktion eines universell nutzbaren Befestigungsmechanismus deutlich vereinfacht.
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Die Befestigung an insbesondere vorhandenen Schienensystemen ist bei den üblichen Robotersystemen umständlich, da insbesondere eine manuelle Fixierung erforderlich ist, bei der der Roboter durch das OP-Personal zunächst zur Schiene getragen werden und nachfolgend mit der Schiene verbunden werden muss. Ein solches Robotersystem ist beispielsweise aus
US 8,313,070 bekannt. Die Befestigung mit der insbesondere vorhandenen Schiene erfordert in vielen Fallen ein Werkzeug und wird weiter erschwert durch die während der OP erforderliche sterile Plastikabdeckung des Robotersystems. Darüber hinaus besteht bei der manuellen Befestigung die Unsicherheit, dass der Roboter fallengelassen wird oder eine nicht korrekt durchgeführte Befestigung zu einem Herunterfallen des Roboters führt. Hierdurch können erhebliche Beschädigungen des Roboters entstehen oder der Patient bzw. das OP-Personal verletzt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Robotersystem zu schaffen zur vereinfachten Bereitstellung und sicheren Befestigung am Einsatzort.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Robotersystem nach Anspruch 20 mit einer Transportvorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem Roboter nach Anspruch 9 und durch Verfahren nach Ansprüchen 27 und 29.
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Die erfindungsgemäße Transportvorrichtung insbesondere für Chirurgieroboter weist eine Aufnahmeeinrichtung auf zur Aufnahme eines insbesondere portablen Roboters. Mit der Aufnahmeeinrichtung ist eine Bewegungsvorrichtung verbunden. Durch die Bewegungsvorrichtung ist die Aufnahmeeinrichtung beweglich und kann somit zum jeweiligen Einsatzort bewegt werden. Bei der Bewegungsvorrichtung handelt es sich insbesondere um Rollen oder um ein Luftkissen. Handelt es sich insbesondere um Rollen, so ist bevorzugt, dass mindestens zwei Rollen mit geeigneten Rollenbremsen ausgebildet sind. Insbesondere eine Ausstattung aller Rollen mit geeigneten Rollenbremsen erleichtert die Fixierung der Bewegungsvorrichtung am Einsatzort, wenn der Zugang zu einigen der Rollen erschwert ist (z. B. durch andere Geräte, den OP-Tisch o. ä.).
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Insbesondere kann der Roboter mehr als einen Roboterarm aufweisen, die bevorzugt über eine gemeinsame Roboterbasis miteinander verbunden sind.
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Vorzugsweise weist die Transportvorrichtung mehrere Aufnahmeeinrichtungen auf, so dass durch eine Transportvorrichtung mehrere insbesondere portable Roboter transportiert werden können.
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Insbesondere ist die Höhe mindestens einer Aufnahmeeinrichtung veränderbar. Hierdurch ist zur Aufnahme des Roboters durch die Aufnahmeeinrichtung die Höhe der Aufnahmeeinrichtung an die Position des Roboters anpassbar. Die Höhe kann dabei insbesondere verändert werden durch einen mechanischen, elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb, wobei beispielsweise bei einem mechanischen Antrieb eine Drehkurbel vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Höhe aller Aufnahmeeinrichtungen gemeinsam veränderbar, wodurch die Konstruktionsweise der Transportvorrichtung vereinfacht wird.
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Insbesondere ist die Aufnahmeeinrichtung durch die Bewegungsvorrichtung in einer horizontalen Ebene bewegbar. Hierdurch kann die Aufnahmeeinrichtung an den Roboter zur Aufnahme des Roboters herangeführt werden. Insbesondere bei Vorsehen einer Höhenverstellung der Aufnahmeeinrichtung kann somit die Aufnahmeeinrichtung an den Roboter herangeführt werden.
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Insbesondere ist mit der Aufnahmeeinrichtung eine (Transportvorrichtungs-)Arretierungsvorrichtung vorgesehen zur Arretierung des Roboters in der Aufnahmeeinrichtung. Hierdurch wird ein ungewolltes Lösen des Roboters von der Aufnahmeeinrichtung verhindert. Vorzugsweise weist hierzu die Arretierungsvorrichtung ein in Richtung einer Geschlossenstellung vorgespanntes Arretierelement auf. Somit wird auch ein ungewolltes Öffnen der Arretierungsvorrichtung verhindert. So muss das Arretierelement aktiv aus der Geschlossenstellung in eine Offenstellung gebracht werden, um den Roboter freizugeben. Dabei kann die Vorspannung des Arretierelements beispielsweise durch einen Federmechanismus erzeugt werden.
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Insbesondere weist die Aufnahmeeinrichtung Positionierhilfen zum präzisen Positionieren des Roboters in der Aufnahmeeinrichtung auf. Hierbei kann es sich bei den Positionierhilfen um Positionierschrauben und/oder Anlegekanten handeln. Insbesondere wird durch die Positionierhilfen sichergestellt, dass der Roboter derart mit der Aufnahmeeinrichtung verbunden wird, dass das Arretierelement in die Geschlossenstellung gebracht werden kann.
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Der erfindungsgemäße Roboter, bei dem es sich insbesondere um einen Chirurgieroboter handelt, weist eine Roboterbasis auf und mindestens einen mit der Roboterbasis verbundenen Roboterarm. Mit der Roboterbasis ist darüber hinaus eine Befestigungsvorrichtung verbunden zum Befestigen des Roboters an einer Haltevorrichtung. Ebenfalls mit der Roboterbasis verbunden ist eine Transportvorrichtungsaufnahme zum Verbinden des Roboters mit einer Transportvorrichtung.
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Bei der Haltevorrichtung handelt es sich beispielsweise um ein Schienensystem und bevorzugt um eine nach DIN EN ISO 19054 genormte Seitenschiene eines OP-Tisches. Jedoch sind auch andere Schienensysteme denkbar, wobei eine nach DIN EN ISO 19054 genormte Seitenschiene an den meisten OP-Tischen vorhanden ist oder nachrüstbar wäre. Hierdurch entfallen die Kosten für die erforderlichen Umbaumaßnahmen im Vergleich zu alternativen Lösungen.
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Insbesondere ist die Befestigungsvorrichtung gleichzeitig die Transportvorrichtungsaufnahme. Dadurch ist der Roboter sowohl durch die Befestigungsvorrichtung mit einer Haltevorrichtung verbindbar als auch durch die Befestigungsvorrichtung, die als Transportvorrichtungsaufnahme fungiert, mit einer Transportvorrichtung verbindbar. Bevorzugt ist jedoch, dass es sich bei der Befestigungsvorrichtung und der Transportvorrichtungsaufnahme um zwei getrennte Bauteile handelt, so dass der Roboter gleichzeitig mit einer Haltevorrichtung und einer Transportvorrichtung verbunden sein kann.
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Insbesondere ist die Befestigungsvorrichtung in einer horizontalen Ebene bewegbar. Hierdurch kann die Befestigungsvorrichtung an eine Haltevorrichtung herangeführt werden, um den Roboter mit einer Haltevorrichtung zu verbinden.
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Insbesondere weist die Befestigungsvorrichtung mindestens eine bewegliche Haltebacke auf und mindestens eine unbewegliche Haltebacke. Vorzugsweise ist die bewegliche Haltebacke derart ausgebildet, dass sie auf die unbewegliche Haltebacke zubewegbar ist. Bei offener Befestigungsvorrichtung sind dabei die bewegliche Haltebacke und die unbewegliche Haltebacke weiter voneinander entfernt als bei einer geschlossenen Befestigungsvorrichtung. Hierdurch wird der Roboter mit der Haltevorrichtung insbesondere klemmend verbunden durch ein Schließen der Haltebacken, bei dem die bewegliche Haltebacke auf die unbewegliche Haltebacke zubewegt wird. Hierdurch wird der Roboter an der Haltevorrichtung fixiert. Durch die unbewegliche Haltebacke kann ein erstes Verbinden des Roboters mit der Haltevorrichtung erfolgen, wobei beim Schließen der Befestigungsvorrichtung keine Positionsänderung mehr erfolgt. Vorzugsweise wird die bewegliche Haltebacke senkrecht auf die unbewegliche Haltebacke zubewegt. Besonders bevorzugt erfolgt diese Bewegung in vertikaler Richtung. Hierdurch wird ein gleichmäßiges Befestigen der Befestigungsvorrichtung erreicht.
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Vorzugsweise ist die mindestens eine bewegliche Haltebacke so ausgeformt, dass sie den unteren oder oberen Teil der Haltevorrichtung umschließt. Entsprechend ist die unbewegliche Haltebacke vorzugsweise ausgebildet, so dass sie den oberen oder den unteren Teil der Haltevorrichtung umschließt. Besonders bevorzugt umschließt die unbewegliche Haltebacke den oberen Teil der Haltevorrichtung, so dass die unbewegliche Haltebacke zunächst mit der Haltevorrichtung verbunden werden kann und nachfolgend durch die beweglichen Haltebacken fixierbar ist.
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Insbesondere weist die bewegliche Haltebacke und/oder die unbewegliche Haltebacke eine Abschrägung auf, welche an einer der Haltevorrichtung zugewandten Seite angeordnet ist. Hierdurch wird eine präzise Position des Roboters an der Haltevorrichtung ermöglicht, da durch die Abschrägung im Falle einer unpräzisen Positionierung des Roboters dieser durch die Abschrägung in die vordefinierte Position bewegt wird. Insbesondere ist die Abschrägung an einer vom Roboter abgewandten Seite der Befestigungsvorrichtung angeordnet. Somit wird beim Schließen der Befestigungsvorrichtung der Roboter durch die Abschrägung auf die Haltevorrichtung zubewegt. Hierdurch wird ein sicheres und stabiles Befestigen des Roboters an der Haltevorrichtung erreicht.
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Insbesondere ist die bewegliche Haltebacke verbunden mit einem Schubstangenspanner oder einem anderen Schnellverschluss. Hierdurch kann die Befestigungsvorrichtung schnell und einfach geschlossen werden, insbesondere auch falls der Roboter durch eine sterile Plastikfolie abgedeckt ist, wie es während eines chirurgischen Eingriffs typischerweise der Fall ist. Insbesondere ist kein Werkzeug erforderlich und das Schließen der Befestigungsvorrichtung bedarf keiner besonderen Schulung des Personals, wodurch Zeit und Kosten gespart werden.
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Vorzugsweise weist die Befestigungsvorrichtung mindestens zwei bewegliche Haltebacken auf, wobei mindestens eine bewegliche Haltebacke ausgebildet ist, um in Geschlossenstellung ein Verschieben des Roboters entlang der Haltevorrichtung zu ermöglichen, insbesondere falls es sich bei der Haltevorrichtung um eine Schiene handelt. Weiter ist mindestens eine bewegliche Haltebacke ausgebildet, in Geschlossenstellung ein Verschieben des Roboters entlang der Haltevorrichtung zu verhindern. Somit müssen zum Verschieben des Roboters entlang der Haltevorrichtung nicht alle beweglichen Haltebacken in eine Offenstellung gebracht werden, was das Risiko bergen würde, dass der Roboter sich von der Haltevorrichtung ungewollt trennt. Vielmehr muss lediglich die bewegliche Haltebacke in eine Offenstellung gebracht werden, welche ein Verschieben entlang der Haltevorrichtung verhindert. Die mindestens eine bewegliche Haltebacke, welche ein Verschieben des Roboters entlang der Haltevorrichtung in Geschlossenstellung ermöglicht, bleibt weiterhin geschlossen.
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Insbesondere weist die Befestigungsvorrichtung einen flächigen Kontakt mit der Haltevorrichtung auf. Der flächige Kontakt wird dabei insbesondere durch ein Flächenelement erzeugt. Hierdurch können Kräfte und Momente, die auf den Roboter wirken, besser auf die Haltevorrichtung übertragen werden.
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Insbesondere weist die Transportvorrichtungsaufnahme eine (Transportvorrichtungs-)Arretierungsvorrichtung auf zur Arretierung der Verbindung des Roboters mit einer Transportvorrichtung. Durch die Arretierungsvorrichtung wird ein ungewolltes Trennen des Roboters von der Transportvorrichtung verhindert. Vorzugsweise weist die Arretierungsvorrichtung in Richtung einer Geschlossenstellung vorgespanntes Arretierelement auf, so dass ein ungewolltes Öffnen der Arretierungsvorrichtung verhindert wird. Dabei kann die Vorspannung des Arretierelements beispielsweise durch einen Federmechanismus erzeugt werden.
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Das erfindungsgemäße Robotersystem weist eine Transportvorrichtung und einen Roboter auf wie vorstehend beschrieben.
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Insbesondere ist die Arretierung der Arretierungsvorrichtung nur lösbar, wenn die Befestigungsvorrichtung zumindest teilweise in einer Geschlossenstellung ist. Insbesondere falls die Befestigungsvorrichtung mehrere bewegliche Haltebacken aufweist, so ist es zum Lösen der Arretierung der Arretierungsvorrichtung lediglich erforderlich, dass mindestens eine der beweglichen Haltebacken in einer Geschlossenstellung ist, wodurch sich die Befestigungsvorrichtung zumindest teilweise in einer Geschlossenstellung befindet. Alternativ hierzu kann es auch erforderlich sein, alle beweglichen Haltebacken in eine Geschlossenstellung zu überführen, um die Arretierung der Arretierungsvorrichtung zu lösen. Weist hingegen die Befestigungsvorrichtung lediglich eine bewegliche Haltebacke auf, so ist die Arretierung der Arretierungsvorrichtung nur lösbar, wenn diese eine bewegliche Haltebacke in einer Geschlossenstellung ist. Somit ist der Roboter bei der Übergabe von der Transportvorrichtung zur Haltevorrichtung oder umgekehrt immer fest mit der Haltevorrichtung, der Transportvorrichtung oder beidem verbunden. Eine mögliche Beschädigung durch Herunterfallen des Roboters wird somit ausgeschlossen. Dabei handelt es sich bei der Arretierungsvorrichtung um die Transportvorrichtungs-Arretierung oder die Transportvorrichtungsaufnahme-Arretierung.
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Insbesondere weist das Arretierelement eine Anlagefläche auf, gegen die die Befestigungsvorrichtung in Geschlossenstellung drückt, wodurch das Arretierelement aus seiner Geschlossenstellung bewegt wird. Somit wird die Arretierungsvorrichtung durch das Schließen der Befestigungsvorrichtung in eine Offenstellung bewegt, insbesondere entgegen einer Vorspannung in Richtung der Geschlossenstellung. Ein Lösen des Arretierelements ohne Schließen der Befestigungsvorrichtung wird vorzugsweise durch die Vorspannung erschwert und besonderes bevorzugt verhindert.
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In einer Weiterbildung weist das Robotersystem ein Führungssystem auf, wobei die Transportvorrichtungsaufnahme des Roboters ein erstes Führungselement und die Aufnahme an der Transportvorrichtung ein zweites Führungselement aufweist, wobei das erste Führungselement und das zweite Führungselement ineinandergreifen zum Verbinden des Roboters mit der Transportvorrichtung. Bevorzugt weist hierzu das erste Führungselement oder das zweite Führungselement mindestens einen Bolzen auf und entsprechend das zweite Führungselement oder das erste Führungselement mindestens eine Ausnehmung, in die der Bolzen beim Verbinden des Roboters mit der Transportvorrichtung eingreift. Weist beispielsweise das erste Führungselement einen Bolzen auf, so ist das zweite Führungselement ausgebildet als Ausnehmung, wobei die Anzahl der vorgesehenen Bolzen und die Anzahl der vorgesehenen Ausnehmungen sich entsprechen. Alternativ hierzu kann auch das erste Führungselement mindestens einen Bolzen und mindestens eine Ausnehmung aufweisen, wobei das zweite Führungselement entsprechend mindestens eine Ausnehmung und mindestens einen Bolzen aufweist, wobei der Bolzen des ersten Führungselements in die Ausnehmung des zweiten Führungselements eingreift und der Bolzen des zweiten Führungselements in die Ausnehmung des ersten Führungselements eingreift.
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Insbesondere ist das erste Führungselement an der Befestigungsvorrichtung und besonders bevorzugt an der beweglichen Haltebacke angeordnet.
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Bevorzugt ist das erste Führungselement und das zweite Führungselement beabstandet voneinander angeordnet, falls die Befestigungsvorrichtung in der Geschlossenstellung ist. Sobald die Befestigungsvorrichtung in die Geschlossenstellung gebracht wird, greifen das erste Führungselement und das zweite Führungselement nicht mehr ineinander und die Transportvorrichtung kann vom Roboter getrennt werden.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befestigen eines Roboters an einer Haltevorrichtung, bei welchem der Roboter durch Schließen einer Befestigungsvorrichtung an einer Haltevorrichtung befestigt wird, wobei durch das Schließen der Befestigungsvorrichtung eine Arretierung des Roboters an einer Transportvorrichtung aufgehoben wird. Durch Aufheben der Arretierung wird der Roboter von der Transportvorrichtung gelöst. Somit ist ein Lösen des Roboters von der Transportvorrichtung erst möglich, wenn der Roboter durch Schließen der Befestigungsvorrichtung mit der Haltevorrichtung fest verbunden ist.
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Insbesondere wird vor dem Schließen der Befestigungsvorrichtung durch die Transportvorrichtung die Höhe der Befestigungsvorrichtung des Roboters an die Haltevorrichtung angepasst. Hierdurch ist es nicht erforderlich, durch ein manuelles Anheben des Roboters die Höhe der Befestigungsvorrichtung an die Höhe der Haltevorrichtung anzupassen.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Trennen eines Roboters von einer Haltevorrichtung, bei welchem der Roboter mit einer Transportvorrichtung verbunden wird, eine Befestigungsvorrichtung zum Lösen des Roboters von der Haltevorrichtung geöffnet wird, und durch Öffnen der Befestigungsvorrichtung der Roboter an der Transportvorrichtung arretiert wird. Nachfolgend wird der Roboter von der Haltevorrichtung getrennt.
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Insbesondere kann die Befestigungsvorrichtung nur geöffnet werden, wenn der Roboter korrekt in der Aufnahmeeinrichtung positioniert ist. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn bei korrekter Positionierung des Roboters in der Aufnahmeeinrichtung der Roboter formschlüssig in der Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise kann die Befestigungsvorrichtung nur geöffnet werden, wenn der Roboter vollständig mit der Transportvorrichtung verbunden wurde.
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Vorzugsweise sind die Verfahren zum Befestigen eines Roboters an einer Haltevorrichtung sowie zum Trennen eines Roboters von einer Haltevorrichtung entsprechend dem Robotersystem, wie obenstehend beschrieben, weitergebildet.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf die Figuren erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Transportvorrichtung,
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2 einen erfindungsgemäßen Roboter mit Befestigungsvorrichtung,
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3 eine Detailansicht der Befestigungsvorrichtung der 2 in Seitenansicht
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4 eine perspektivische Detailansicht der Transportvorrichtung der 1,
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5 eine perspektivische Detailansicht des Roboters der 2 mit einer Befestigungsvorrichtung in Offenstellung und
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6 eine Detailansicht des Roboters der 2 mit einer Befestigungsvorrichtung in Geschlossenstellung.
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1 zeigt die erfindungsgemäße Transportvorrichtung 10 mit einer Aufnahmeeinrichtung 12 und einer Rollen 14 aufweisenden Bewegungsvorrichtung. Durch die Rollen 14 ist die Transportvorrichtung 10 frei beweglich und kann somit den Roboter 16 auf einfache Weise zu seinem Einsatzort bringen. Nach Befestigung des Roboters 16 an einer Haltevorrichtung 18 kann die Transportvorrichtung 10 zur Platzeinsparung aus dem OP-Saal entfernt werden.
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Weiter weist die Transportvorrichtung 10 eine Höhenverstellung auf, welche über ein Handrad 20 bedient wird. Durch Drehen am Handrad 20 lässt sich die Höhe der Aufnahmeeinrichtung 12 an die Haltevorrichtung 18 anpassen.
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Um eine genaue Positionierung des Roboters 16 in der Aufnahmeeinrichtung 12 zu gewährleisten, weist die Transportvorrichtung 10 Positionierhilfen auf in Form von Positionierschrauben 22. Hierbei handelt es sich bevorzugt um Schulterpassschrauben. Bei Berührung aller vier Positionierschrauben 22 mit der Transportvorrichtungsaufnahme 24 ist eine korrekte Positionierung des Roboters 16 in der Aufnahmeeinrichtung 12 gewährleistet.
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Der erfindungsgemäße Roboter 16 weist eine Roboterbasis 26 auf, welche mit mindestens einem Roboterarm (nicht dargestellt) verbunden ist. Mit der Roboterbasis 26 ist eine Befestigungsvorrichtung 28 verbunden. Die Befestigungsvorrichtung 28 weist eine unbeweglich Haltebacke 30 auf sowie eine erste bewegliche Haltebacke 32 und eine zweite bewegliche Haltebacke 34. Dabei ist die erste bewegliche Haltebacke 32 in einer Offenstellung dargestellt, wohingegen die zweite bewegliche Haltebacke 34 in einer Geschlossenstellung dargestellt ist. Die beweglichen Haltebacken 32, 34 werden bevorzugt über Schubstangenspanner 36 bewegt und insbesondere senkrecht in Richtung der unbeweglichen Haltebacke 30 bewegt, um von einer Offenstellung in eine Geschlossenstellung überführt werden zu können. Dabei ist die erste bewegliche Haltebacke 32 derart ausgebildet, dass sie in einer Geschlossenstellung ein Verschieben des Roboters 16 entlang der Haltevorrichtung 18 verhindert. Dagegen ist die zweite bewegliche Haltebacke 34 derart ausgebildet, dass sie in Geschlossenstellung ein Verschieben des Roboters 16 entlang der Haltevorrichtung 18 ermöglicht. Soll demnach der Roboter 16 an eine andere Position entlang der Haltevorrichtung 18 verschoben werden, so ist es lediglich erforderlich, die erste bewegliche Haltebacke 32 zu öffnen. Die zweite bewegliche Haltebacke 34 bleibt in einer Geschlossenstellung, so dass der Roboter 16 nicht unbeabsichtigt von der Haltevorrichtung 18 getrennt werden kann.
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Weiter weist der Roboter 16 ein Flächenelement 38 auf, durch welches ein flächiger Kontakt mit der Haltevorrichtung hergestellt wird.
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Sowohl die unbewegliche Haltebacke 30 als auch die beweglichen Haltebacken 32, 34 weisen Abschrägungen 40 auf (3), welche auf der der Haltevorrichtung 18 zugewandten Seite der Haltebacken 30, 32, 34 angeordnet sind. Insbesondere sind die Abschrägungen 40 auf der dem Roboter 16 abgewandten Seite der Haltebacken 30, 32, 34 angeordnet. Durch die Abschrägungen 40 wird beim Schließen der Befestigungsvorrichtung 28 der Roboter 16 an die Haltevorrichtung 18 heranbewegt. Somit ist es möglich, den Roboter 16 präzise in einer vordefinierten Position relativ zur Haltevorrichtung 18 zu fixieren.
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Mit der Transportvorrichtung 10 ist eine Arretiervorrichtung 42 verbunden, welche ein Arretierelement 44 aufweist (4). Das Arretierelement 44 weist ein Hakenelement 46 auf, welches in die Transportvorrichtungsaufnahme 24 ein- oder über ihre Oberseite hinweggreift. Das Arretierelement 44 weist eine Anlagefläche 48 auf und ist durch eine nicht dargestellte Feder vorgespannt in Richtung des Pfeils 50. Durch die Vorspannung wird das Arretierelement 44 in eine Geschlossenstellung bewegt. Bei einer geöffneten Haltebacke 34 der Befestigungsvorrichtung 28 ist der Roboter 16 nicht sicher mit der Haltevorrichtung 18 verbunden. Um ein ungewolltes Trennen des Roboters 16 von der Transportvorrichtung 10 zu verhindern, arretiert das Arretierelement 44 den Roboter 16 in der Transportvorrichtung 10, indem das Hakenelement 46 in einer Geschlossenstellung des Arretierelements 44 in die Transportvorrichtungsaufnahme 24 eingreift (5). Der Roboter 16 kann nicht aus der Aufnahmeeinrichtung 12 entfernt werden. Das Arretierelement 44 verhindert insbesondere eine vertikale, die Bolzen 54 insbesondere eine horizontale Bewegung des Roboters 16. Wird nun die Haltebacke 34 in eine Geschlossenstellung gebracht (6), so drückt die Haltebacke 34 gegen die Anlagefläche 48 des Arretierelements 44. Hierdurch das Arretierelement 44 aus der Geschlossenstellung in eine Offenstellung gebracht entgegen der Federvorspannung. Das Hakenelement 46 greift in der Offenstellung des Arretierelements 44 nicht mehr in die Transportvorrichtungsaufnahme 24 ein. Bei geschlossener Haltebacke 34 ist der Roboter 16 sicher mit der Haltevorrichtung 18 verbunden, und der Roboter 16 kann von der Aufnahmeeinrichtung 12 getrennt werden.
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Darüber hinaus weist die Aufnahmeeinrichtung 12 Bolzen 54 auf, welche in Ausnehmungen 56 eingreifen, die an mindestens einer der beweglichen Haltebacken 32, 34 angeordnet sind. Die Bolzen 54 greifen dabei nur in die Ausnehmungen 56 ein, wenn die bewegliche Haltebacke 34 in einer Offenstellung ist. Sobald die Haltebacke 34 in eine Geschlossenstellung gebracht wird, greift der Bolzen 54 nicht mehr in die Ausnehmung 56 ein, so dass der Roboter 16 von der Aufnahmeeinrichtung 12 getrennt werden kann. Durch die Bolzen 54 ist sichergestellt, dass die Haltebacke 34 von einer Geschlossenstellung in eine Offenstellung nur dann überführt werden kann, wenn der Roboter 16 präzise in der Aufnahmeeinrichtung 12 positioniert ist. Wird die Haltebacke 34 in eine Offenstellung überführt, greifen die Bolzen 54 in die Ausnehmungen 56, und hierdurch wird die Haltebacke 34 in ihrer Bewegung geführt. Ist die Haltebacke 34 in einer Offenstellung, wird das Arretierelement 44 durch die Vorspannung in Richtung des Pfeils 50 bewegt und das Hakenelement 46 greift in die Transportvorrichtungsaufnahme 24 ein. Hierdurch wird der Roboter 16 in der Aufnahmeeinrichtung 12 sicher arretiert. Ein Herausführen des Roboters 16 nach oben aus der Aufnahmeeinrichtung 12 heraus ist somit blockiert.
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Auch wenn sowohl das Arretierelement in der dargestellten Ausführungsform mit der zweiten beweglichen Haltebacke 34 zusammenwirkt als auch die Ausnehmungen an der zweiten beweglichen Haltebacke 34 angeordnet sind, kann alternativ oder zusätzlich die erste Haltebacke 32 mit dem Arretierelement 44 zusammenwirken und/oder Ausnehmungen 56 bzw. Bolzen 54 des Führungssystems aufweisen.
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Zum Verbinden eines Roboters 16 mit einer Haltevorrichtung 18 wird die Transportvorrichtung 10 an die Haltevorrichtung 18 heranbewegt und sodann über das Drehrad 20 die Höhe der Aufnahmeeinrichtung 12 an die Haltevorrichtung 18 angepasst. Als erstes wird die unbewegliche Haltebacke 30 mit dem Halteelement 18 verbunden. Hierdurch ist bereits die Position des Roboters 16 im wesentlichen bestimmt. Nachfolgend werden die beweglichen Haltebacken 32, 34 durch die Schubstangenspanner 36 in eine Geschlossenstellung gebracht, wodurch der Roboter 16 klemmend an der Haltevorrichtung fixiert wird. Durch das Schließen der Befestigungsvorrichtung 28 wird das Arretierelement 44 aus seiner Geschlossenstellung herausbewegt, wodurch die Arretierung des Roboters 16 in der Transportvorrichtung 10 aufgehoben wird. Die Transportvorrichtung 10 kann vom Roboter 16 getrennt werden, und der Roboter 16 ist einsatzbereit.
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Um den Roboter 16 entlang der Haltevorrichtung 18 zu verschieben, wird die Haltebacke 32 in Offenstellung gebracht, der Roboter verschoben und die Haltebacke 32 wieder in Geschlossenstellung gebracht. Zum Lösen des Roboters 16 von der Haltevorrichtung 18 wird die Transportvorrichtung 10 an den Roboter 16 herangefahren, wobei über das Drehrad 20 die Höhe der Aufnahmeeinrichtung 12 angepasst wird. Sodann wird der Roboter 16 mit Hilfe der Positionierhilfen präzise in der Aufnahmeeinrichtung 12 positioniert. Anschließend wird die Befestigungsvorrichtung 28 durch Öffnen der Schubstangenspanner 36 in eine Offenstellung gebracht, wodurch die beweglichen Haltebacken 32, 34 abgesenkt werden. Durch das Absenken greifen die Bolzen 54 in die Ausnehmungen 56 ein, wodurch der Roboter 16 gegen ein horizontales Verschieben gegenüber der Transportvorrichtung 10 gesichert wird. Sobald die Befestigungsvorrichtung 28 in einer Offenstellung ist, bewegt sich das Arretierelement 44 in eine Geschlossenstellung, wodurch der Roboter 16 sicher in der Aufnahmeeinrichtung 12 arretiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5553198 [0006]
- US 8313070 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN ISO 19054 [0006]
- DIN EN ISO 19054 [0018]
- DIN EN ISO 19054 [0018]
