DE102014004474B4 - Cleaning aid, cleaning assembly and pre-cleaning process - Google Patents
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Abstract
Rein mechanisch betreibbare Reinigungshilfsvorrichtung (1) für ein vorbestimmtes Schaftinstrument (2) eines Operationsroboters, das eine Gehäusebasis (22) hat, an der zumindest zwei Bewegungseinleitungsvorrichtungen angeordnet sind, mittels denen jeweils ein Instrumentenfreiheitsgrad einer beweglichen Werkzeugspitze betätigbar ist, wobei die Reinigungshilfsvorrichtung (1)
- eine Koppelplatte (112) aufweist, an der zumindest zwei Bewegungsübertragungsvorrichtungen (15) angeordnet sind, die jeweils mit einer der Bewegungseinleitungsvorrichtungen des vorbestimmten Schaftinstruments (2) koppelbar sind, und
- eine Betätigungsvorrichtung (12) aufweist, die zur gleichzeitigen Betätigung aller Bewegungsübertragungsvorrichtungen (15) operativ mit jeder der Bewegungsübertragungsvorrichtungen (15) gekoppelt ist.
Purely mechanically operable cleaning auxiliary device (1) for a predetermined shaft instrument (2) of a surgical robot, which has a housing base (22) on which at least two movement introduction devices are arranged, by means of which one instrument degree of freedom of a movable tool tip can be actuated, wherein the cleaning auxiliary device (1)
- Having a coupling plate (112) on which at least two motion transmitting devices (15) are arranged, which are each coupled to one of the movement introduction devices of the predetermined shank instrument (2), and
- an actuating device (12) operatively coupled to each of the motion transmitting devices (15) for simultaneously actuating all the motion transmitting devices (15).
Description
Die nachfolgende Erfindung betrifft eine Reinigungshilfsvorrichtung für ein vorgegebenes Schaftwerkzeug eines Operationsroboters, eine Reinigungsanordnung und ein Vorreinigungsverfahren für dieses Schaftwerkzeug.The following invention relates to a cleaning auxiliary device for a given shaft tool of a surgical robot, a cleaning assembly and a Vorreinigungsverfahren for this shank tool.
Operationsroboter sind seit längerem bekannt, um den Chirurgen bei Eingriffen an sehr kleinen Arealen bzw. an sehr kleinen Blutgefäßen, die besonders feine Bewegungen erfordern, zu unterstützen. Derartige Roboter arbeiten mit vier oder mehr Instrumenten, die von einem oder mehreren Chirurg(en) von einem Bedienplatz aus bedient werden können. Hierzu bietet der Bedienplatz eine oder mehrere Steuerungsvorrichtung(en) mit der die Bewegung der Schaftinstrumente, etwa Zangen, Scheren, Nadelhalter, Retraktoren oder andere Werkzeuge mit einem oder mehreren Freiheitsgraden, bedient werden können.Operating robots have long been known to assist the surgeon in operations on very small areas or on very small blood vessels that require very fine movements. Such robots operate with four or more instruments that can be operated by one or more surgeons from an operator station. For this purpose, the operator station provides one or more control device (s) with which the movement of the shaft instruments, such as forceps, scissors, needle holders, retractors or other tools with one or more degrees of freedom, can be operated.
Die einzelnen Schaftinstrumente müssen nach jedem Einsatz nach bestimmten Vorgaben der Hersteller bzw. auch nach Richtlinien der Klinik und/oder hygienebezogenen DIN-Normen aufbereitet werden. Hierzu ist ein Arbeitsablauf vorgeschrieben, der zunächst die mechanische Vorreinigung des Instrumentes vorsieht, wobei hierbei das Instrument zunächst in allen seinen Freiheitsgraden mehrmals von Anschlag zu Anschlag verfahren wird, um Blut und Gewebereste, die evtl. zwischen den beweglichen Teilen der Kopfmechanik festsitzen, zu lösen. Anschließend wird die Reinigung durch mehrere Spülschritte, bei denen Schaft und Instrumentenbasis getrennt voneinander gespült werden, fortgesetzt. Abschließend erfolgt eine maschinelle Reinigung und Sterilisation.The individual shaft instruments must be prepared after each use according to specific specifications of the manufacturer or according to guidelines of the clinic and / or hygiene-related DIN standards. For this purpose, a workflow is prescribed, which initially provides the mechanical pre-cleaning of the instrument, in which case the instrument is initially moved in all its degrees of freedom several times from stop to stop to blood and tissue remnants, which may be stuck between the moving parts of the head mechanics to solve , Subsequently, the cleaning is continued by several rinsing steps in which the shaft and instrument base are rinsed separately. Finally, there is a mechanical cleaning and sterilization.
Jedes Schaftinstrument hat eine Instrumentenbasis, mit der es zur Bewegungsübertragung mit einer korrespondierenden Gegenplatte des Operationsroboters gekoppelt wird, wobei jeweils eine Bewegungseinleitungsvorrichtung für jeden der Instrumentenfreiheitsgrade vorhanden ist, die über eine geeignete Kupplung an ein elektromechanisches Stellglied des Operationsroboters angebunden sind. Der instrumentenseitige Teil der Kupplung muss im mechanischen Vorreinigungsschritt für jeden Instrumentenfreiheitsgrad händisch von Anschlag zu Anschlag bewegt werden, was sehr unergonomisch und langwierig ist.Each shaft instrument has an instrument base with which it is coupled for movement transmission with a corresponding counter-plate of the surgical robot, each having a movement introduction device for each of the instrument degrees of freedom, which are connected via a suitable coupling to an electro-mechanical actuator of the surgical robot. The instrument-side part of the coupling must be manually moved from stop to stop in the mechanical pre-cleaning step for each instrument degree of freedom, which is very unergonomic and tedious.
Aus der
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Hilfsvorrichtung und ein Vorreinigungsverfahren zu schaffen, mit denen die Reinigung derartiger Schaftinstrumente für Operationsroboter schneller und ergonomischer ausgeführt werden kann.Based on this prior art, the present invention based on the object to provide an auxiliary device and a Vorreinigungsverfahren, with which the cleaning of such shaft instruments for surgical robots can be performed faster and more ergonomic.
Diese Aufgabe wird durch eine Reinigungshilfsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und durch ein Vorreinigungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.This object is achieved by a cleaning auxiliary device having the features of
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Vorrichtung und des Verfahrens werden jeweils durch die Unteransprüche beschrieben.Preferred embodiments of the apparatus and method are each described by the subclaims.
Ferner ergibt sich noch die Aufgabe, eine Reinigungsanordnung für derartige Schaftinstrumente für Operationsroboter zu schaffen, die einfach zu montieren und zu bedienen ist.Furthermore, there is the object of providing a cleaning arrangement for such shaft instruments for surgical robots, which is easy to assemble and operate.
Diese Aufgabe wird durch eine Reinigungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.This object is achieved by a cleaning arrangement having the features of claim 9.
Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reinigungshilfsvorrichtung ist zur Verwendung mit einem vorgegebenen Schaftinstrument eines Operationsroboters vorgesehen und rein mechanisch betreibbar. Dieses hat eine Gehäusebasis, an der zumindest zwei Bewegungseinleitungsvorrichtungen angeordnet sind, mittels derer jeweils ein Instrumentenfreiheitsgrad einer beweglichen Werkzeugspitze betätigt werden kann. Die Reinigungshilfsvorrichtung weist eine Koppelplatte auf, an der zumindest zwei Bewegungsübertragungsvorrichtungen angeordnet sind, die jeweils mit einer der Bewegungseinleitungsvorrichtungen des vorbestimmten Schaftinstruments gekoppelt werden können. Ferner weist die Reinigungshilfsvorrichtung noch eine Betätigungsvorrichtung auf, die zur gleichzeitigen Betätigung aller Bewegungsübertragungsvorrichtungen operativ mit jeder der Bewegungsübertragungsvorrichtungen gekoppelt ist.A first embodiment of the cleaning auxiliary device according to the invention is intended for use with a predetermined shaft instrument of an operational robot and purely mechanically operable. This has a housing base on which at least two movement introduction devices are arranged, by means of which in each case a degree of instrument freedom of a movable tool tip can be actuated. The cleaning auxiliary device has a coupling plate on which at least two motion transmission devices are arranged, which can each be coupled to one of the movement introduction devices of the predetermined shaft instrument. Furthermore, the cleaning auxiliary device also has an actuating device, which is operatively coupled to each of the motion transmitting devices for the simultaneous operation of all the motion transmitting devices.
Die erfindungsgemäße Reinigungshilfsvorrichtung ist dazu vorgesehen, bei der mechanischen Vorreinigung verschmutzter Schaftinstrumente eingesetzt zu werden. Die bisher einzeln händisch mit allen Instrumentenfreiheitsgraden gleichmäßig zu bewegenden Gelenke werden erfindungsgemäß durch eine Kopplung der Reinigungshilfsvorrichtung durch eine zentrale Betätigungsvorrichtung alle gleichzeitig bedient, was eben grade das Bedienen der Gelenke mit gleichmäßigem Nutzen der Freiheitsgrade sicherstellt. Das Mitzählen der ausgeführten Bewegungsanzahlen der einzelnen Gelenke mit jedem Freiheitsgrad erübrigt sich; es wird ein reproduzierbares und optimiertes Reinigungsergebnis erzielt.The cleaning auxiliary device according to the invention is intended to be used in the mechanical pre-cleaning of dirty shaft instruments. The hitherto individually manually with all instrument degrees of freedom evenly moving joints are inventively by a coupling of the auxiliary cleaning device by a central actuator all operated simultaneously, which just just ensures the operation of the joints with even use of the degrees of freedom. The counting of the executed number of movements of the individual joints with each degree of freedom is unnecessary; a reproducible and optimized cleaning result is achieved.
Die erfindungsgemäße Reinigungshilfsvorrichtung ist für eine sehr große Bandbreite unterschiedlicher Schaftinstrumente für Operationsroboter verschiedener Hersteller geeignet, wobei die Bewegungsübertragungsvorrichtung entsprechend den Bewegungseinleitungsvorrichtungen des jeweiligen Schaftinstruments ausgebildet werden. Bei den Bewegungseinleitungsvorrichtungen des Schaftinstruments kann es sich beispielsweise um Betätigungsschieber, Betätigungskolben oder ganz andere Elemente handeln, die beispielsweise über Seilzüge operativ mit der Werkzeugspitze verbunden sind, wobei die Bewegungsübertragungsvorrichtungen der Reinigungshilfsvorrichtung so ausgebildet sind, dass sie zur Betätigung operativ auf die Bewegungseinleitungsvorrichtungen des Schaftinstruments einwirken können; die Erfindung ist nicht auf einen bestimmten Bewegungsübertragungsvorrichtungs-Typ beschränkt.The cleaning aid according to the invention is suitable for a very wide range of different shank instruments for surgical robots of different manufacturers, wherein the motion transmission device are formed according to the movement introduction devices of the respective shank instrument. The movement initiation devices of the shaft instrument can be, for example, actuation slides, actuation pistons or completely different elements which are operatively connected to the tool tip via cables, for example, the motion transfer devices of the cleaning auxiliary device being designed to operate on the movement introduction devices of the shaft instrument for actuation can; the invention is not limited to any particular type of motion transfer device.
Bei dem Schaftinstrument kann es sich um ein beliebiges Schaftinstrument handeln, das eine bewegbare Werkzeugspitze hat, etwa einen Nadelhalter, eine Schere, eine Zange oder einen bewegbaren Retraktor. Die Werkzeugspitzen können dabei auch deutlich mehr als zwei Freiheitsgrade haben, beispielsweise vier.The shank instrument may be any shank instrument having a movable tool tip, such as a needle holder, scissors, forceps, or a movable retractor. The tool tips can also have significantly more than two degrees of freedom, for example four.
Die Reinigungshilfsvorrichtung wird rein mechanisch betrieben, was den Vorteil bietet, dass diese unabhängig von Hilfsenergie betrieben werden kann, was die Apparatur besonders einfach und kostengünstig macht. Auch bietet eine rein mechanische Vorrichtung wenige Fehlerquellen und ist damit sehr robust.The cleaning aid is operated purely mechanically, which offers the advantage that it can be operated independently of auxiliary power, which makes the apparatus particularly simple and inexpensive. Also, a purely mechanical device offers few sources of error and is therefore very robust.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Koppelplatte der Reinigungshilfsvorrichtung dazu ausgebildet sein, direkt an der Gehäusebasis des vorbestimmten Schaftinstruments anzuliegen. Zum Verwenden der Reinigungshilfsvorrichtung wird die Koppelplatte der Reinigungshilfsvorrichtung mit der Gehäusebasis des vorbestimmten Schaftinstruments in Kontakt gebracht, wobei die Bewegungseinleitungsvorrichtungen und korrespondierenden Bewegungsübertragungsvorrichtungen einander dann auch kontaktieren und zur Bewegungseinleitung operativ verbunden sind. Operativ meint hier „zur Ausführung einer Handlung“, hier einer Bewegungshandlung. Vorteilhaft lässt sich die so gebildete Anordnung ergonomisch handhaben, da keine Hohlräume zwischen der Reinigungshilfsvorrichtung und der gegenüberliegenden Gehäusebasis des Schaftinstruments vorliegen; sie lässt sich quasi als Einheit sehr bequem handhaben.In a further embodiment, the coupling plate of the cleaning auxiliary device can be designed to abut directly on the housing base of the predetermined shank instrument. In order to use the cleaning auxiliary device, the coupling plate of the cleaning auxiliary device is brought into contact with the housing base of the predetermined shank instrument, wherein the movement introduction devices and corresponding movement transmission devices then also contact each other and are operatively connected to initiate the movement. Operative here means "to carry out an action", here a movement action. Advantageously, the arrangement thus formed can be handled ergonomically, since there are no cavities between the cleaning auxiliary device and the opposite housing base of the shaft instrument; it can be handled very comfortably as a unit.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform kann die Koppelplatte identisch mit der Gehäusebasis des vorbestimmten Schaftinstruments ausgebildet sein. Hierdurch wird die Herstellung des erfindungsgemäßen Reinigungshilfswerkzeugs insgesamt kostengünstiger, da die Koppelplatte einfach aus dem Herstellprozess des Schaftinstruments entnommen werden kann und insbesondere keine Spritzgussformen o. ä. angeschafft werden müssen. Es können an der Koppelplatte jedoch noch kleinere Anpassungen vorzunehmen sein, beispielsweise das Einbringen von Bohrungen zur Aufnahme von Stiften, zur Lagerung der Betätigungsvorrichtung oder Ähnliches; die Grundstruktur ist bevorzugt jedoch identisch mit der Gehäusebasis.According to yet another embodiment, the coupling plate may be formed identically with the housing base of the predetermined shank instrument. As a result, the production of the auxiliary cleaning tool according to the invention is overall more cost-effective, since the coupling plate can be easily removed from the manufacturing process of the Schaftinstruments and in particular no injection molds o. Ä. Must be purchased. However, it can be done on the coupling plate even smaller adjustments, such as the introduction of holes for receiving pins, for the storage of the actuator or the like; however, the basic structure is preferably identical to the housing base.
Ferner kann/können an der Koppelplatte des Gehäuses wenigstens eine, bevorzugt zwei oder mehr, Passhülse(n) und/oder Passstift(e) angeordnet sein. Die Position, die Abmessungen und/oder die Form der Passhülse(n) und/oder Passstift(e) korrespondiert dabei mit Vertiefungen des vorbestimmten Schaftinstrument, sodass die Bewegungsübertragungsvorrichtungen passgenau zu den Bewegungseinleitungsvorrichtungen des vorbestimmten Schaftinstruments positioniert werden können. Die Passstifte/Passhülsen dienen dazu, die Position der Koppelplatte bezüglich des Gehäusebasis des vorbestimmten Schaftinstruments leichter auffinden zu können und damit als Montagehilfe, die das harmonische operative Zusammenwirken der Bewegungsübertragungsvorrichtungen der Reinigungshilfsvorrichtung mit den Bewegungseinleitungsvorrichtungen des vorbestimmten Schaftinstruments sicherstellt. Im Betrieb verhindern die Passstifte bzw. Passhülse ein Abrutschen aus der passgenauen Position.Furthermore, at least one, preferably two or more, fitting sleeve (s) and / or dowel pin (s) can be arranged on the coupling plate of the housing. The position, the dimensions and / or the shape of the fitting sleeve (s) and / or dowel pin (e) correspond with depressions of the predetermined shaft instrument, so that the motion transmission devices can be positioned accurately to the movement introduction devices of the predetermined shaft instrument. The dowel pins / dowel sleeves serve to make it easier to locate the position of the coupling plate with respect to the housing base of the predetermined shaft instrument, and thus as an assembly aid which ensures the harmonious operative cooperation of the movement transmission devices of the cleaning auxiliary device with the movement introduction devices of the predetermined shaft instrument. During operation, the dowel pins or fitting sleeve prevent slipping out of the exact position.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Bewegungsübertragungsvorrichtungen der Reinigungshilfsvorrichtung die Bewegungseinleitungsvorrichtungen des Schaftinstruments Drehteller aufweisen. Die Drehteller der Bewegungsübertragungsvorrichtungen weisen hierbei Kontaktelemente auf, die dazu ausgebildet sind, die korrespondierenden Drehteller der Bewegungseinleitungsvorrichtungen des Schaftinstruments zur Übertragung einer Drehbewegung zu kontaktieren. Drehteller sind bei Schaftinstrumenten von Operationsrobotern sehr verbreitet, da sie sich sehr gut zur Betätigung einer Werkzeugspitze mittels Seilzügen und Seilrollen eignen. Die Drehteller der Reinigungshilfsvorrichtung wirken dabei auf die gleichen Drehteller des Schaftinstruments ein wie die elektromechanischen Stellglieder des Operationsroboters.According to a further embodiment, the movement transmission devices of the cleaning auxiliary device may comprise the movement introduction devices of the shaft instrument turntable. The turntables of the movement transmission devices in this case have contact elements which are adapted to contact the corresponding turntable of the movement introduction devices of the shaft instrument for transmitting a rotary movement. Turntables are very common in shaft instruments of surgical robots, as they are very well suited for operating a tool tip by means of cables and pulleys. The turntables of the cleaning auxiliary device act on the same turntable of the shaft instrument as the electromechanical actuators of the surgical robot.
Bei den Kontaktelementen kann es sich etwa um Nippel aus einem elastischen Material, Stifte, Bohrungen zur Bildung einer Bohrung-Stift-Paarung, eine Verzahnung zur Bildung eines Verzahnungspaars, etwa einer Stirnverzahnung, handeln. Alternativ oder zusätzlich können diese auch eine reibungserhöhende Beschichtung aufweisen und/oder mit einem Überzug aus einem elastischen Material überzogen sein. Durch eine geeignete Auswahl der Kontaktelemente und/oder eine Einstellung des Anpressdrucks mittels Federelementen kann zudem eine Momentenbegrenzung nach dem Prinzip einer Rutschkupplung erfolgen. The contact elements may be, for example, nipples made of an elastic material, pins, bores for forming a bore-pin pairing, a toothing for forming a pair of teeth, for example a spur toothing. Alternatively or additionally, these may also have a friction-increasing coating and / or be coated with a coating of an elastic material. By a suitable selection of the contact elements and / or an adjustment of the contact pressure by means of spring elements, a torque limitation can also be effected according to the principle of a slip clutch.
Weiter können die Drehteller der Bewegungsübertragungsvorrichtungen der erfindungsgemäßen Reinigungshilfsvorrichtung drehfest mit jeweils einer Welle verbunden sein, die in der Koppelplatte drehbar gelagert ist, etwa wälzgelagert. An den Wellen liegt dabei jeweils drehfest eine Eingriffsvorrichtung vor, die operativ mit der Bewegungsvorrichtung gekoppelt ist.Furthermore, the turntables of the motion transmission devices of the cleaning auxiliary device according to the invention can be non-rotatably connected to a respective shaft, which is rotatably mounted in the coupling plate, such as roller bearings. In each case, an engagement device, which is operatively coupled to the movement apparatus, is rotatably mounted on the shafts.
Durch eine Wälzlagerung kann ein sehr reibungs- und spielarmer Betrieb erreicht werden, was zudem der Ergonomie zugute kommt und auch zur Langlebigkeit der erfindungsgemäßen Reinigungshilfsvorrichtung beiträgt. Bei den Wälzlagern kann es sich um bekannte Wälzlagertypen handeln, insbesondere um einreihige Kugel- oder Nadellager. Die Eingriffsvorrichtung ist dazu vorgesehen, eine Bewegung der Betätigungsvorrichtung auf die Wellen und damit auf die Drehteller der Reinigungshilfsvorrichtung zu übertragen.By rolling bearing a very low-friction and low-play operation can be achieved, which also benefits the ergonomics and also contributes to the longevity of the cleaning auxiliary device according to the invention. In the rolling bearings may be known rolling bearing types, in particular single-row ball or needle roller bearings. The engagement device is provided to transmit a movement of the actuating device to the shafts and thus to the turntables of the cleaning auxiliary device.
Die Eingriffsvorrichtung kann entweder als separates Teil ausgebildet sein oder Teil der Welle sein. Ferner kann es sich bei der Eingriffsvorrichtung um einen Reibring, der bevorzugt eine umfänglich verlaufende Reibgasse aufweisen kann, oder ein Zahnrad oder ein Ritzel oder eine Seilrolle handeln.The engagement device may either be formed as a separate part or be part of the shaft. Furthermore, the engagement device may be a friction ring, which may preferably have a circumferentially extending friction gap, or a toothed wheel or a pinion or a pulley.
Die Reibgasse, quasi eine umlaufende Nut auf der Mantelfläche des Reibrings, korrespondiert hierbei mit einer Gegengeometrie der Betätigungsvorrichtung, sodass diese eine Führung gegen Abrutschen in Richtung der Drehachse hat. Die genannten Eingriffsvorrichtungen sind jedoch nur beispielhaft genannt, sie beschränken die Erfindung nicht; sollte es geeignet erscheinen, können auch andere Maschinenelemente als Eingriffsvorrichtung eingesetzt werden. Die Wellen können dabei Drehteile aus Metall sein, auf die die Reibringe aufgesetzt werden; alternativ können die Wellen beispielsweise auch Zweikomponentenspritzgussteile mit angespritzten Reibringen aus einer elastischen Komponente sein.The Reibgasse, virtually a circumferential groove on the lateral surface of the friction ring, in this case corresponds to a counter-geometry of the actuator so that it has a guide against slipping in the direction of the axis of rotation. However, said engagement devices are only mentioned as examples, they do not limit the invention; should it appear appropriate, other machine elements may be used as the engagement device. The shafts can be turned parts made of metal, on which the friction rings are placed; Alternatively, the shafts may for example be two-component injection molded parts with molded friction rings made of an elastic component.
Darüber hinaus kann beabstandet von der Koppelplatte eine Lagerplatte vorgesehen sein, die planparallel zur Koppelplatte ausgerichtet ist und Kraft leitend mit dieser verbunden ist. Die Lagerplatte kann beispielsweise einstückig mit der Koppelplatte ausgebildet sein oder es kann sich dabei um zwei getrennte Bauteile handeln, die gefügt sind, etwa durch eine Clipverbindung. Die Wellen verlaufen zwischen der Koppelplatte und der Lagerplatte und sind in der Koppelplatte und der Lagerplatte jeweils drehbar gelagert. Die Wellen erstrecken sich dabei vorteilhaft normal zu den Platten. Durch eine solche Anordnung zweier beabstandeter Platten kann eine sehr steife Struktur erhalten werden, die sich unter Einwirkung der Betriebskräfte nur wenig verformt.In addition, spaced from the coupling plate, a bearing plate may be provided which is aligned plane-parallel to the coupling plate and power is conductively connected thereto. The bearing plate may for example be formed integrally with the coupling plate or it may be two separate components that are joined, such as by a clip connection. The shafts run between the coupling plate and the bearing plate and are each rotatably mounted in the coupling plate and the bearing plate. The waves extend advantageous normal to the plates. By such an arrangement of two spaced plates, a very rigid structure can be obtained, which deforms only slightly under the action of the operating forces.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei der Betätigungsvorrichtung um einen Schieber handeln, der zumindest eine, bevorzugt zwei, Betätigungsstange(n) aufweist, die tangential an den Eingriffsvorrichtungen der Wellen vorbei geführt ist/sind und in operativem Kontakt mit den Eingriffsvorrichtungen steht/stehen. Die Betätigungsstange(n) weist/weisen bevorzugt eine Oberflächenstrukturierung auf oder es handelt sich bei ihnen um Gewindestangen, was die übertragbare Kraft erhöht, da der Eingriff verbessert wird bzw. die Haftreibung zwischen Betätigungsstange und Eingriffsvorrichtung erhöht wird. Bei einer Betätigung des Schiebers wird seine translatorische Bewegung in eine Drehbewegung der Wellen mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit gewandelt. Es müssen jedoch keine getrennten Betätigungsstangen sein, sondern es ist auch vorstellbar, dass ein Band vorgesehen ist, das mit seinen Seitenflächen auf die Eingriffsvorrichtungen einwirkt und insbesondere gezahnt bzw. profiliert sein kann.According to a further embodiment, the actuating device may be a slide having at least one, preferably two, actuating rod (s) tangentially guided past the engagement devices of the shafts and in operative contact with the engagement devices , The actuating rod (s) preferably has a surface structuring or they are threaded rods, which increases the transmittable force, since the engagement is improved or the static friction between the actuating rod and the engagement device is increased. Upon actuation of the slide its translational movement is converted into a rotational movement of the waves at the same peripheral speed. However, it need not be separate actuating rods, but it is also conceivable that a band is provided, which acts with its side surfaces on the engagement devices and in particular can be toothed or profiled.
Alternativ kann es sich bei der Betätigungsvorrichtung um ein Drehrad handeln, das über seinen Außenumfang in operativem Kontakt mit den Eingriffsvorrichtungen steht. Das Drehrad kann dabei beispielsweise auch über Reibräder auf die Wellen einwirken und kann zwischen den Wellen positioniert werden, so dass es zu allen Wellen den gleichen Abstand hat. Ein Drehrad kann vorteilhaft sein, da es sich mit einer Hand bequem in beide Richtungen drehen lässt, wobei beim Schieber evtl. eine zweite Hand zur Hilfe genommen werden muss.Alternatively, the actuator may be a rotary wheel which is in operative contact with the engagement devices over its outer periphery. The rotary wheel can, for example, act on the shafts via friction wheels and can be positioned between the shafts, so that it has the same distance to all shafts. A rotary wheel can be advantageous, since it can be easily rotated in both directions with one hand, with the slider possibly a second hand must be used to help.
Ferner kann der Schieber wenigstens eine Handhabungsvorrichtung aufweisen, die etwa an wenigstens einem freien Ende der Betätigungsstange(n) angeordnet ist und bevorzugt ergonomisch ausgebildet ist. Es kann sich dabei insbesondere um eine Platte handeln, die die zwei Betätigungsstangen verbindet und etwa eine Knochen-, Acht- oder Nierenform haben kann, da eine so geformte Platte beispielsweise leicht zwischen Daumen und Zeigefinger gegriffen werden kann. Mit „Achterform“ ist hierin eine Form gemeint, die der Form eines Kettenglieds einer Fahrradkette entspricht. Über die Handhabungsvorrichtungen sind die zwei Betätigungsstangen verbunden, so dass beide Betätigungsstangen mit einer einzigen Handbewegung betätigt werden können.Further, the slider may comprise at least one handling device, which is arranged approximately at least one free end of the actuating rod (s) and is preferably ergonomically designed. It may in particular be a plate that connects the two actuating rods and may have about a bone, eight or kidney shape, as such a shaped plate, for example, can be easily grasped between thumb and forefinger. By "figure-eight" herein is meant a shape that corresponds to the shape of a chain link of a bicycle chain. About the handling devices are the two actuating rods connected, so that both actuating rods can be operated with a single hand movement.
Darüber hinaus kann die Reinigungshilfsvorrichtung eine Abdeckhaube aufweisen, die lösbar mit der Koppelplatte verbunden sein kann, bevorzugt über eine Clipverbindung. Zusätzlich kann die Abdeckhaube einen oder mehrere Spülport(s) aufweisen und/oder aus einem Kunststoff bestehen.In addition, the cleaning auxiliary device may have a cover, which may be releasably connected to the coupling plate, preferably via a clip connection. In addition, the cover may have one or more flushing port (s) and / or consist of a plastic.
Die Abdeckhaube dient dazu, die Mechanik im Inneren vor Schmutz und Verkeimung zu schützen bzw. soll beispielsweise auch verhindern, dass beispielsweise überschüssige Schmierstoffe aus den Lagern austreten. Vorteilhaft kann zur Herstellung die Abdeckhaube auch auf Gleichteile aus der Herstellung des Schaftinstruments zurückgegriffen werden; die Abdeckhaube kann je nach Ausgestaltung der Betätigungsvorrichtung identisch sein oder aber lediglich kleinere Modifikationen aufweisen, beispielsweise Durchführungsöffnungen für den Schieber bzw. die Betätigungsstange(n). Der Spülport kann prinzipiell auch an der gleichen Stelle angeordnet werden wie bei dem Gehäuse des Schaftinstruments und dient ebenso der Reinigung bzw. Desinfektion.The cover serves to protect the interior of the mechanism against dirt and contamination or should also prevent, for example, that exiting, for example, excess lubricants from the camps. Advantageously, the covering hood can be used for the production of identical parts from the production of the shank instrument; the cover can be identical depending on the configuration of the actuator or have only minor modifications, such as openings for the slide or the actuating rod (s). The flushing port can in principle also be arranged in the same place as in the case of the shaft instrument and also serves for cleaning or disinfection.
Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reinigungsanordnung weist ein vorbestimmtes Schaftinstrument eines Operationsroboters auf, das eine Gehäusebasis hat, an der zumindest zwei Bewegungseinleitungsvorrichtungen angeordnet sind, mittels denen jeweils ein Instrumentenfreiheitsgrad einer beweglichen Werkzeugspitze betätigbar ist. Darüber hinaus weist die Reinigungsanordnung eine erfindungsgemäße Reinigungshilfsvorrichtung auf, wobei die Bewegungsübertragungsvorrichtungen der Reinigungshilfsvorrichtung jeweils mit einer der Bewegungseinleitungsvorrichtungen des vorbestimmten Schaftinstruments gekoppelt sind.A first embodiment of the cleaning arrangement according to the invention comprises a predetermined shaft instrument of a surgical robot, which has a housing base, on which at least two movement introduction devices are arranged, by means of which one instrument degree of freedom of a movable tool tip can be actuated. In addition, the cleaning arrangement comprises a cleaning auxiliary device according to the invention, wherein the motion transmission devices of the cleaning auxiliary device are each coupled to one of the movement introduction devices of the predetermined shaft instrument.
In einer weiteren Ausführungsform kann/können der/die Passstift(e) und/oder Passhülse(n) der Reinigungshilfsvorrichtung jeweils in Vertiefungen des vorbestimmten Schaftinstruments aufgenommen sein und die Drehachsen der Drehteller des Reinigungshilfswerkzeugs mit den Drehachsen der Drehteller des vorbestimmten Schaftinstruments fluchten. Die Koppelplatte der Reinigungshilfsvorrichtung kann dabei bevorzugt gegenüberliegend direkt an der Gehäusebasis des Schaftinstruments anliegen. Hierdurch liegen die „Grundkörper“ der Reinigungshilfsvorrichtung und des Schaftinstruments aufeinander, was auch in zusammengefügten Zustand eine ergonomische Handhabung ermöglicht, insbesondere, wenn beispielsweise die Abdeckhauben ergonomisch gestaltet sind. Die Paarung der Passhülsen/Passstifte dient, wie bereits oben erläutert, einem einfacheren Auffinden der Koppelposition, sodass die Drehachsen der Drehteller fluchten. Die Reinigungsanordnung ist damit sehr schnell montiert und genauso schnell wieder demontiert.In a further embodiment, the dowel pin (s) and / or fitting sleeve (s) of the cleaning auxiliary device may each be received in recesses of the predetermined shank instrument and the axes of rotation of the turntables of the auxiliary cleaning tool aligned with the axes of rotation of the turntable of the predetermined shank instrument. The coupling plate of the cleaning auxiliary device can preferably lie directly opposite the housing base of the shank instrument. As a result, the "basic body" of the cleaning auxiliary device and the shaft instrument are superimposed on one another, which enables ergonomic handling even in the assembled state, in particular if, for example, the covering hoods are ergonomically designed. The mating of the dowel sleeves / dowel pins serves, as already explained above, for easier finding of the coupling position, so that the axes of rotation of the turntables are aligned. The cleaning assembly is thus mounted very quickly and disassembled just as quickly.
Das erfindungsgemäße Vorreinigungsverfahren wird unter Verwendung der erfindungsgemäßen Reinigungsanordnung ausgeführt und umfasst den Schritt: Betätigen der Betätigungsvorrichtung der Reinigungshilfsvorrichtung, dadurch Betätigen aller Bewegungsübertragungsvorrichtungen der Reinigungshilfsvorrichtung und jeweils Übertragen einer Bewegung der Bewegungsübertragungsvorrichtungen auf die Bewegungseinleitungsvorrichtungen des vorbestimmten Schaftinstruments, dadurch Betätigen aller Bewegungsfreiheitsgrade der beweglichen Werkzeugspitze des vorbestimmten Schaftinstruments. Vor dem Ausführen des Verfahrens muss die Kopplung der Reinigungshilfsvorrichtung mit dem Schaftinstrument vorgenommen werden, die wie oben beschrieben erfolgt. Dabei kann auch die Gehäusebasis des vorbestimmten Schaftinstruments direkt mit der Koppelplatte der Reinigungshilfsvorrichtung in Kontakt gebracht werden und die Passstifte oder Passhülsen der Reinigungshilfsvorrichtung können in die korrespondierenden Vertiefungen des vorbestimmten Schaftinstruments eingeführt werden.The pre-cleaning method according to the invention is carried out using the cleaning arrangement according to the invention and comprises the step of operating the cleaning auxiliary operating device, thereby actuating all the motion transmitting devices of the cleaning auxiliary device and respectively transmitting a movement of the motion transmitting devices to the movement introduction devices of the predetermined shank instrument, thereby actuating all the degrees of freedom of movement of the movable tool tip of the predetermined tool shaft instrument. Prior to carrying out the method, the coupling of the cleaning auxiliary device with the shaft instrument must be carried out, which takes place as described above. In this case, the housing base of the predetermined shank instrument can be brought directly into contact with the coupling plate of the cleaning auxiliary device and the dowel pins or dowel sleeves of the cleaning auxiliary device can be inserted into the corresponding recesses of the predetermined shank instrument.
Vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Vorreinigungsverfahren viel schneller ausgeführt werden als bisher übliche Verfahren zur mechanischen Vorreinigung, bei denen für jeden Freiheitsgrad einzeln die Bewegungseinleitungsvorrichtungen betätigt werden müssen; beispielsweise bei vier Bewegungseinleitungsvorrichtungen bis zu viermal schneller, während bei noch mehr Bewegungseinleitungsvorrichtungen eine noch größere Zeitersparnis möglich ist.Advantageously, the pre-cleaning process according to the invention can be carried out much faster than hitherto conventional methods for mechanical pre-cleaning, in which the movement initiation devices must be actuated individually for each degree of freedom; for example, with four movement initiation devices up to four times faster, while even more movement initiation devices even greater time savings is possible.
Um eine gründliche Reinigung auch in verwinkelten/hinterschnittenen Bereichen der beweglichen Werkzeugspitze, beispielsweise einer über ein Kreuzgelenk beweglichen Schere, zu ermöglichen kann die Betätigungsvorrichtung der Reinigungshilfsvorrichtung so weit betätigt werden, dass die bewegliche Werkzeugspitze des vorbestimmten Schaftinstruments in allen Instrumentenfreiheitsgraden maximal ausgelenkt wird. Es kann dabei zur Verhinderung von Beschädigungen der Werkzeugspitze auch vorgesehen sein, dass die Reinigungshilfsvorrichtung einen Anschlag für die Betätigungsvorrichtung hat.In order to enable a thorough cleaning even in angled / undercut areas of the movable tool tip, for example a scissors movable over a universal joint, the actuating device of the cleaning auxiliary device can be operated so far that the movable tool tip of the predetermined shank instrument is deflected in all instrument degrees of freedom maximum. It can also be provided to prevent damage to the tool tip that the cleaning auxiliary device has a stop for the actuator.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung.These and other advantages are set forth by the following description with reference to the accompanying figures. The reference to the figures in the description is to aid in the description and understanding of the subject matter. The figures are merely schematic representations of embodiments of the invention.
Es zeigen:
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1 eine Draufsicht der Reinigungshilfsvorrichtung, -
2 eine Unteransicht der Reinigungshilfsvorrichtung, -
3 eine Draufsicht der Reinigungshilfsvorrichtung bei angenommener Haube, -
4 eine perspektivische Ansicht der Reinigungshilfsvorrichtung bei angenommener Haube, -
5 eine perspektivische Ansicht der Reinigungsanordnung.
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1 a top view of the cleaning auxiliary device, -
2 a bottom view of the cleaning auxiliary device, -
3 a top view of the cleaning auxiliary device with assumed hood, -
4 a perspective view of the cleaning auxiliary device with assumed hood, -
5 a perspective view of the cleaning assembly.
In
An seiner Gehäuserückseite hat die Reinigungshilfsvorrichtung
An der Gehäuserückseite, wie sie in
Die Übertragung der Drehbewegung bzw. des Drehmoments von den Drehtellern
Zur mechanischen Vorreinigung eines verschmutzten Schaftinstruments wird die Reinigungshilfsvorrichtung
Der innere Aufbau der Reinigungshilfsvorrichtung
Die rückseitig angeordneten Drehteller
In
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