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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Betätigungssystem, insbesondere auf ein Betätigungssystem zum Steuern der Bewegung eines Operations- oder Untersuchungstisches.
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Hintergrund der Erfindung
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Operationstische haben zwei Hauptkippbewegungen. Eine in der Längsachse des Tisches, die Trendelenburg- und Antitrendelenburg-Bewegung genannt wird, und eine in der seitlichen Richtung, die laterale Bewegung genannt wird. Hersteller versuchen, einen hohen Bewegungsbereich für alle diese Bewegungen zu erreichen. Zur selben Zeit würden sie gerne die niedrigst mögliche Position verringern sowie die höchstmögliche Position des Tisches vergrößern.
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Ein Kardangelenk wird üblicherweise in der Mitte des Tisches platziert. Dann werden zwei Aktuatoren verwendet, einer für Trendelenburg/Antitrendelenburg- und einer für die laterale Bewegung. Ein Kardangelenk ist ein Gelenk oder eine Kopplung in einem starren Stab, das es erlaubt, den Stab in irgendeiner Richtung zu „biegen“, und wird üblicherweise in Wellen verwendet, die eine Rotationsbewegung übertragen. Es besteht aus einem Paar von Gelenken, die nahe aneinander angeordnet sind, in 90° zueinander orientiert sind, fest mit einer Querwelle verbunden sind. Das Kreuzgelenk ist kein Gleichlaufgelenk.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ausführungsformen der Offenbarung können ein Betätigungssystem bereitstellen, das einen Tisch mit einer vertikalen VP, longitudinalen und lateralen Bewegungsebene, eine Hubsäule zum Anheben und Absenken des Tisches in der vertikalen Bewegungsebene, einen ersten und einen zweiten Aktuator, die drehbar an einem höchsten Abschnitt der Hubsäule befestigt sind, wobei der erste und der zweite Aktuator des Weiteren an ihren oberen Enden an einem ersten Ende des Tisches gekoppelt sind, eine Führungsplatte, die einen obersten Abschnitt und zumindest eine Schiene hat, wobei die zumindest eine Schiene gleitend mit der zumindest einen Führung in Eingriff ist, wobei die zumindest eine Führung vertikal an einer dritten Seite der Hubsäule befestigt ist, wobei der oberste Abschnitt der Führungsplatte vertikal durch den dritten Aktuator angetrieben ist und universal an einem zweiten Ende des Tisches gekoppelt ist, einen Controller zum Steuern der Bewegung der Hubsäule in der vertikalen Ebene VP und des Tisches in der longitudinalen und der lateralen Ebene aufweist, indem die Position der drei Aktuatoren relativ zueinander verändert wird, wobei der erste und der zweite Aktuator führungslos sind und sich ungehindert drehen können, aber nur in der longitudinalen und der lateralen Bewegungsebene, wobei das Kreuzgelenk durch die Führungsplatte geführt ist, sodass es sich nur vertikal dreht und sich nicht um die vertikale Bewegungsebene dreht, und wobei das Kreuzgelenk eine torsionssteife Verbindung mit dem Tisch erzeugt.
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In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bewegung in der longitudinalen Ebene durch die gesteuerten individuellen vertikalen Bewegungen des ersten, des zweiten und des dritten Aktuators um die Kombination von Drehpunkten PP1 und PP3 und Drehpunkt PP2 unterstützt.
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In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bewegung in der lateralen Ebene durch die gesteuerten individuellen Bewegungen des ersten, des zweiten und des dritten Aktuators um den Drehpunkt PP2 unterstützt.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bewegung in der vertikalen Ebene durch die gesteuerten individuellen Bewegungen von zumindest einem aller drei Aktuatoren, die in Übereinstimmung handeln, und der Hubsäule unterstützt.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die vertikale Bewegung des Tisches durch den Hub der drei Aktuatoren ausgedehnt, wenn alle drei Aktuatoren vollständig in einer Aufwärtsrichtung ausgefahren sind.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die vertikale Bewegung des Tisches durch den Hub der drei Aktuatoren reduziert, wenn alle drei Aktuatoren vollständig in einer Abwärtsbewegung eingezogen sind.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt der Tisch des Weiteren zumindest eines von einem Operationstisch, einem Patientenbett und einem Patientenstuhl bereit.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Kreuzverbindung ein Gelenk bereit, das sowohl in der longitudinalen als auch in der lateralen Richtung rotieren kann.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die gesteuerte Bewegung der drei Aktuatoren geschwindigkeitsunabhängig.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Tisch gekippt werden, um 40 Grad in der longitudinalen Richtung zu erreichen.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Tisch gesteuert werden, um 30 Grad in der lateralen Richtung zu erreichen.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist aufgrund der Ausgestaltung mit drei Aktuatoren eine Maximallast pro Aktuator ungefähr die Hälfte verglichen mit einer Ausgestaltung mit zwei Aktuatoren mit Kardangelenk.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Last pro Aktuator zumindest einen Patienten auf, der für eine Operationsprozedur orientiert werden soll oder untersucht werden soll.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der erste, der zweite und der dritte Aktuator elektromechanisch und/oder hydraulisch angetrieben.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Hubsäule ein Minimum von zwei in Wechselbeziehung stehenden Rohren bereit.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sendet der Controller Ausgangssignale an einen ersten, einen zweiten und einen dritten Motor, die in der Hubsäule und dem ersten, dem zweiten und dem dritten Aktuator angeordnet sind,, um den Tisch in Position zu fahren, und wobei die Aktuatoren des Weiteren eine Rückkopplung aufweisen, die den Controller in die Lage versetzt, den Tisch genau zu positionieren.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die zumindest eine Schiene und die zumindest eine Führung sich ergänzende eines linearen Schienen- und Führungsschienensatzes und eines zylindrischen Schienen- und Führungsschienensatzes auf.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung erzeugt die Kreuzverbindung eine torsionssteife Verbindung und rotiert nicht in der vertikalen Ebene VP.
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In einem finalen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der erste und der zweite Aktuator drehbar an der Säule durch nicht-bindende Mehrfachrichtungsgelenke befestigt.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen, die nicht-beschränkende Beispiele darstellen und durch die angehängten Zeichnungen dargestellt sind, verstanden werden, wobei:
- 1 eine Vorderaufrissansicht eines Betätigungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
- 2 eine rechte Vorderaufrissansicht ist, die das Betätigungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
- 3 eine linke Aufrissansicht des Betätigungssystems ist, die eine longitudinale Tischbewegung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
- 4 eine linke Aufrissansicht des Betätigungssystems ist, die eine laterale Tischbewegung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
- 5A eine rechte Aufrissansicht ist, die den Tisch zeigt, der gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gekippt ist,
- 5B eine Vorderaufrissansicht ist, die den Tisch zeigt, der gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gekippt ist,
- 5C eine linke Aufrissansicht ist, die den Tisch zeigt, der gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gekippt ist,
- 6A eine rechte Aufrissansicht ist, die den Tisch zeigt, der gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gekippt ist,
- 6B eine Vorderaufrissansicht ist, die den Tisch zeigt, der gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gekippt ist,
- 6C eine linke Aufrissansicht ist, die den Tisch zeigt, der gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gekippt ist,
- 7 eine Draufsicht einer schematischen Darstellung des Betätigungssystems gemäß der Erfindung ist, und
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Gleiche Bezugszeichen durch die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen hindurch gleiche Teile bezeichnen.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die folgende detaillierte Beschreibung ist nur exemplarisch und nicht dazu gedacht, die beschriebenen Ausführungsformen oder die Anwendung und Verwendungen der beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken. Wie hierin verwendet, bedeuten die Begriffe „beispielhaft“ oder „veranschaulichend“ „als ein Beispiel, Instanz oder Veranschaulichung dienend“. Irgendeine hierin als „beispielhaft“ oder „veranschaulichend“ beschriebene Implementierung ist nicht notwendiger als bevorzugt oder vorteilhaft über andere Implementierungen auszulegen. Alle der unten beschriebenen Implementierungen sind beispielhafte Implementierungen, die bereitgestellt sind, um einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Ausführungsformen der Offenbarung herzustellen oder zu verwenden, und nicht dazu gedacht sind, den Schutzumfang der Offenbarung zu beschränken, der durch die Ansprüche definiert ist. Somit sind spezifische Dimensionen und andere physikalische Eigenschaften, die sich auf hierin offenbarte Ausführungsformen beziehen, nicht als beschränkend anzusehen, außer die Ansprüche vermerken ausdrücklich etwas anderes.
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Für Beschreibungszwecke hierin sollen sich die Begriffe „oberer“, „unterer“, „links“, „rückseitig“, „rechts“, „vorderseitig“, „vertikal“, „horizontal“ und Ableitungen davon auf die Erfindung beziehen, wie sie in 1 orientiert ist. Des Weiteren gibt es keine Intention, durch irgendeine ausdrückliche oder implizierte Theorie, die in dem vorhergehenden technischen Gebiet, Hintergrund, kurzer Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben wurde, gebunden zu sein. Es sollte auch verstanden werden, dass die spezifischen Vorrichtungen und Verfahren, die in den angehängten Zeichnungen dargestellt sind, und in der folgenden Beschreibung beschrieben sind, einfach beispielhafte Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte, die in den angehängten Ansprüchen definiert sind, sind.
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Ein Betätigungssystem 10, das einen Tisch 20 und eine Hubsäule 60 zum Anheben und Absenken des Tisches 20 bereitstellt, ist in 1 dargestellt. Der Tisch 20 könnte verwendet werden, um die Position eines Operationstisches, eines Patientenbettes oder eines Stuhls zu beeinflussen. Die Hubsäule 60 richtet eine Bewegung des Tisches 20 in einer vertikalen Bewegungsebene VP. Die Hubsäule 60 stellt einen obersten Abschnitt 64 und ein Minimum von zwei in Wechselbeziehung stehenden Rohren 65 und 66 bereit. Das Betätigungssystem 10 weist des Weiteren einen ersten 70, einen zweiten 80 und einen dritten 90 Aktuator auf. Der erste 70 und der zweite 80 sind an dem obersten Abschnitt 64 der Hubsäule 60 befestigt. Der erste 70, der zweite 80 und der dritte 90 Aktuator können entweder elektromechanisch oder hydraulisch angetrieben sein.
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An ihren unteren Enden können der erste 70 und der zweite 80 Aktuator entweder starr an dem obersten Abschnitt 64 der Hubsäule 60 befestigt sein oder drehbar an der Hubsäule 60 befestigt sein. Hier sind der erste 70 und der zweite 80 Aktuator drehbar an der Säule durch nicht-bindende Mehrfachrichtungsgelenke 115, 120 und 125 befestigt gezeigt. Siehe auch 2 ebenso.
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An ihren oberen Enden sind der erste 70 und der zweite 80 Aktuator über Kopplungen 69 an einem ersten Ende 22 des Tisches 20 gesichert. Das Betätigungssystem 10 kann auch eine Führungsplatte 100 bereitstellen, die einen obersten Abschnitt 102 und zumindest eine Schiene 104 hat. Die zumindest eine Schiene 104 kann eine Nutenausgestaltung bereitstellen, die gleitend mit zumindest einer Führung 106, die ausgestaltet ist, um als eine Zunge zu wirken, in Eingriff ist. Die zumindest eine Führung 106 ist vertikal an dem obersten Abschnitt 64 der Hubsäule 60 befestigt. Somit stellen die zumindest eine Schiene 104 und die zumindest eine Führung 106 eine feste Zungen- und Nutanordnung bereit.
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Hier zeigt die dargestellte Ausgestaltung zwei Schienen 104 und zwei Führungen 106, die zusammen gut ein Spiel zwischen den Schienen und Führungen minimieren. Von daher überschreitet das minimierte Spiel zwischen den Schienen und Führungen durch die Führungsplatte, um das Spiel durch die Führungsplatte und bis hinauf zu dem Tisch zu minimieren. In einer alternativen Ausführungsform können zumindest ein zylindrischer Schienen- und Führungsschienensatz bereitgestellt werden.
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Der dritte Aktuator 90 ist an dem obersten Abschnitt 102 der Führungsplatte 100 befestigt. Der oberste Abschnitt 102 der Führungsplatte 100 ist mit einer Kreuzkopplung 68 verbunden. Die Kreuzkopplung 68 ist mit einem zweiten Ende 24 des Tisches 20 verbunden, der vertikal durch den dritten Aktuator 90 angetrieben ist. Von daher erzeugt die Kreuzkopplung 68 eine torsionssteife Verbindung und rotiert nicht in der vertikalen Ebene VP.
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3 stellt eine Bewegung des Tisches 20 in einer longitudinalen Ebene 40 dar. Die Bewegung in der longitudinalen Ebene wird durch die koordinierten individuellen vertikalen Bewegungen des ersten 70, des zweiten 80 und des dritten 90 Aktuators um den Drehpunkt PP2 und eine Kombination des PP1 und PP3 als Tandem unterstützt. Beispielsweise wenn der dritte Aktuator stationär ist, arbeiten der erste und der zweite Aktuator zusammen als Tandem, um den Tisch wie gewünscht zu positionieren. Wie in 2 gezeigt ist, wenn es gewünscht ist, das erste Ende 22 des Tisches anzuheben, werden der erste und der zweite Aktuator angetrieben, um nach oben auszufahren. Somit wird sich der Tisch nach oben von der Kombination der Drehpunkte PP1 und PP3 und um den Drehpunkt PP2 anheben. Dasselbe gilt entgegengesetzt. Beispielsweise, wenn es gewünscht ist, das zweite Ende 24 des Tisches weiter anzuheben, dann wird der dritte Aktuator von PP2 angetrieben, um nach oben auszufahren und um die Drehpunkte PP1 und PP3. Dementsprechend wird sich der Tisch nach oben von PP2 und um die Kombination der Drehpunkte PP1 und PP3 anheben. Dementsprechend kann der Tisch gekippt werden, um 40 Grad in der longitudinalen Richtung, wie gezeigt, zu erreichen.
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4 stellt eine Bewegung des Tisches 20 in einer lateralen Ebene 50 dar. Die Bewegung in der lateralen Ebene wird durch die gesteuerten individuellen Bewegungen des ersten, des zweiten und des dritten Aktuators um den Drehpunkt PP2 individuell bezüglich PP1 und PP3 unterstützt. Beispielsweise, wenn der dritte Aktuator stationär gehalten wird, arbeiten der erste und der zweite Aktuator zusammen, um den Tisch wie gewünscht zu positionieren. Wie in 3 gezeigt ist, wenn es so gewünscht ist, ein drittes Ende des Tisches 72 lateral anzuheben, dann wird der erste Aktuator von PP1 angetrieben, um sich nach oben auszufahren, während der zweite Aktuator gesteuert wird, um sich um PP3 abzusenken. Dementsprechend wird sich der Tisch von PP1 und um die Drehpunkte PP2 und PP3 nach oben anheben. Dasselbe gilt entgegengesetzt. Beispielsweise, wenn es gewünscht ist, weiter ein viertes Ende 24 des Tisches anzuheben, dann wird der zweite Aktuator weiter von PP3 angetrieben, um sich nach oben und um die Drehpunkte PP1 und PP2 auszufahren. Dementsprechend wird sich der Tisch von PP3 und um die Kombination der Drehpunkte PP1 und PP2 anheben. Dementsprechend kann der Tisch gesteuert werden, um 30 Grad in der lateralen Richtung zu erreichen.
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Wie vorher erwähnt, stellt 1 eine Bewegung in der vertikalen Ebene VP dar. Die Bewegung in der vertikalen Ebene VP kann zusätzlich durch die gesteuerten individuellen Bewegungen aller drei Aktuatoren 70, 80 und 90, die in Übereinstimmung arbeiten, unterstützt werden. Von daher kann sich die vertikale Bewegung des Tisches durch den Hub der drei Aktuatoren ausdehnen, wenn alle drei Aktuatoren vollständig in einer Aufwärtsrichtung ausgefahren sind. Im Gegensatz kann die vertikale Bewegung des Tisches durch den Hub der drei Aktuatoren reduziert werden, wenn sich alle drei Aktuatoren vollständig eingezogen in einer Abwärtsrichtung sind.
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5A, 5B und 5C zeigen rechte, vorderseitige und linke Ansichten des Betätigungssystems 10 mit dem Tisch, der in der longitudinalen Ebene gekippt ist. 6A, 6B und 6C zeigen rechte, vorderseitige und linke Ansichten des Betätigungssystems 10, wobei der Tisch in sowohl der longitudinalen als auch der lateralen Bewegungsebene gekippt ist. Diese Ansichten zeigen die Vielseitigkeit der Erfindung. Im Wesentlichen kann das Betätigungssystem gesteuert werden, um den Tisch in einer unendlichen Anzahl von Positionen anzuordnen.
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7 stellt ein Schaltungsdiagramm 200 des Betätigungssystems 10 dar. Wie gezeigt, kann das Betätigungssystem einen Controller 110 bereitstellen. Der Controller steuert die Bewegung der Hubsäule 60 in der vertikalen Ebene VP und des Tisches 20 in der longitudinalen 40 und lateralen 50 Ebene, indem die Position der drei Aktuatoren relativ zueinander variiert wird. Von daher sind der erste 70 und der zweite 80 Aktuator führungslos und können sich ungehindert drehen, aber nur in der longitudinalen und lateralen Bewegungsebene. Das Kreuzgelenk 68 ist durch die Führungsplatte geführt, sodass es sich nur vertikal bewegt und nicht um die vertikale Bewegungsebene rotiert. Dementsprechend erzeugt das Kreuzgelenk 68 eine torsionssteife Verbindung mit dem Tisch. Jedoch stellt die Kreuzverbindung ein Gelenk bereit, das sowohl in der longitudinalen als auch der lateralen Richtung rotieren kann.
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Die gesteuerte Bewegung der drei Aktuatoren ist geschwindigkeitsunabhängig. Der Controller 110 sendet unabhängige Ausgangssignale OS4, OS1, OS2 und OS3 jeweils an einen Motor 111 in der Säule und einen ersten 112, einen zweiten 113 und einen dritten Motor 114, die in dem ersten, dem zweiten und dem dritten Aktuator angeordnet sind, um den Tisch 20 in Position zu fahren. Die Aktuatoren können des Weiteren eine erste FB1, eine zweite FB2 und eine dritte FB3 Rückkopplungsschleife bereitstellen, die es dem Controller ermöglichen, den Tisch genau zu positionieren. Dasselbe gilt für die Steuerung der Säule. Sie stellt auch eine Rückkopplung FB4 an den Controller 110 bereit, um die vertikale Höhe des Tisches genau zu positionieren.
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Das Betätigungssystem kann eine Steuerung C bereitstellen, die den Controller steuert. Die Steuerung könnte kabellos, freistehend, hängend oder an dem Tisch befestigt sein. Ein Joystick oder eine Reihe von Joysticks können bereitgestellt werden, um den Controller zu steuern. Jedoch könnte auch eine Reihe an Schaltern eingesetzt werden, um die vertikale, longitudinale und laterale gewünschte Bewegung des Tisches auszuführen. Diese Beispiele sind nicht dazu gedacht, beschränkend zu sein.
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Aufgrund der neuen Ausgestaltung mit drei Aktuatoren ist eine Maximallast pro Aktuator ungefähr die Hälfte verglichen mit einer Ausgestaltung mit zwei Aktuatoren mit Kardangelenk. Die Last pro Aktuator weist zumindest einen Patienten auf, der für eine Operationsprozedur orientiert werden soll oder untersucht werden soll. Es sollte beachtet werden, dass es kein Kardangelenk gibt, das zwischen der Hubsäule und dem Tisch in der vorliegenden Erfindung befestigt ist.
