ES2353484A1 - Robotizable arm for laparoscopic surgery. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Brazo robotizable para cirugía laparoscópica.Robotic arm for surgery laparoscopic
La presente invención se refiere a un brazo robotizable para cirugía laparoscópica; del tipo de los que disponen de: - un cuerpo tubular, acoplable a un cabezal conectable a un sistema robotizado o alternativamente a una unidad mecánica de accionamiento manual, equipado con unos medios motrices de accionamiento, que presenta en su extremo anterior una pieza fija; - una pinza compuesta por dos mordazas de accionamiento independiente; - una pieza abatible provista de una primera articulación y una segunda articulación, perpendiculares entre sí y al eje longitudinal del cuerpo tubular, para su acoplamiento respectivo con la mencionada pieza fija del cuerpo tubular y con las mordazas de la pinza; y - unos medios de accionamiento, que pasan por el interior del cuerpo tubular y conectan de forma independiente, la pieza abatible y cada una de las mordazas de la pinza con los respectivos medios motrices de accionamiento. Este brazo robotizable presenta unas características orientadas a simplificar los medios de accionamiento de la pieza abatible y de las mordazas constitutivas de la pinza.The present invention relates to an arm robotizable for laparoscopic surgery; of the type they have of: - a tubular body, attachable to a head connectable to a robotic system or alternatively to a mechanical unit of manual drive, equipped with driving means of drive, which has a fixed part at its front end; - a clamp consisting of two independently operated jaws; - a folding piece provided with a first joint and a second joint, perpendicular to each other and to the longitudinal axis of the tubular body, for their respective coupling with the mentioned fixed part of the tubular body and with the jaws of the gripper; and - drive means, which pass through the interior of the tubular body and connect independently, the piece folding and each of the clamp jaws with the respective drive drive means. This robotizable arm features features aimed at simplifying the means of actuation of the folding part and the constituent jaws of the clamp.
La presente invención es aplicable en el campo de la cirugía laparoscópica robótica mínimamente invasiva.The present invention is applicable in the field of minimally invasive robotic laparoscopic surgery.
Las actuales técnicas quirúrgicas incluyen la cirugía laparoscópica robótica que consiste en introducir en el paciente a través de pequeñas incisiones varios brazos robotizados para acceder a la zona a intervenir, empleándose esta técnica especialmente en aquellos casos en los que dicha zona es de un acceso complicado, o bien cuando se requiere una precisión difícilmente alcanzable con las técnicas de cirugía convencionales.Current surgical techniques include the robotic laparoscopic surgery that involves introducing into the patient through small incisions several robotic arms to access the area to intervene, using this technique especially in those cases in which said area is of a complicated access, or when precision is required hard to reach with surgery techniques conventional.
Una de las características de la cirugía laparoscópica robótica es que resulta mínimamente invasiva para el paciente y reduce de forma notable el tiempo de recuperación del mismo.One of the characteristics of the surgery robotic laparoscopic is that it is minimally invasive for the patient and significantly reduces the recovery time of the same.
Actualmente este tipo de cirugía es ampliamente utilizada sustituyendo en un número elevado de casos a la cirugía laparoscópica convencional.Currently this type of surgery is widely used replacing surgery in a large number of cases conventional laparoscopic
En este tipo de cirugía laparoscópica robótica es habitual que uno de los brazos a introducir en el paciente disponga en su extremo anterior de una pinza para la sujeción o pinzado de diferentes elementos, órganos o partes del cuerpo.In this type of robotic laparoscopic surgery it is usual for one of the arms to be introduced in the patient have at its front end a clamp for clamping or clamping of different elements, organs or body parts.
Esta pinza está constituida habitualmente por dos mordazas montadas sobre una pieza abatible que dispone de una primera articulación para su abatimiento respecto a una pieza fija, dispuesta en el extremo anterior del cuerpo tubular del brazo robótico y de una segunda articulación, perpendicular al anterior para el abatimiento independiente de las mordazas de la pinza respecto a la pieza abatible.This clamp is usually constituted by two jaws mounted on a folding piece that has a first joint for its dejection with respect to a fixed piece, arranged at the front end of the tubular arm body robotic and of a second joint, perpendicular to the previous for the independent depression of the clamp jaws regarding the folding piece.
La combinación de movimientos sobre ambas articulaciones perpendiculares permite disponer la pinza con diferentes orientaciones y alcanzar prácticamente cualquier punto de una superficie semiesférica.The combination of movements on both perpendicular joints allows the clamp to be arranged with different orientations and reach virtually any point of a hemispherical surface.
Uno de los problemas que presenta la fabricación de estos brazos robotizados para cirugía laparoscópica se centra en los medios de accionamiento de la pieza abatible y de las mordazas de la pinza, ya que dichos medios de accionamiento deben de pasar por el interior del cuerpo tubular del brazo robótico, que puede tener un diámetro exterior de unos 8 milímetros y transmitir de forma fiable y segura el movimiento proporcionado desde el cabezal robotizado hasta la pieza abatible y las mordazas de la pinza, que se encuentran situadas en el extremo opuesto del mencionado cuerpo tubular.One of the problems that manufacturing presents of these robotic arms for laparoscopic surgery focuses on the actuation means of the folding part and the jaws of the clamp, since said drive means must pass inside the tubular body of the robotic arm, which can have an outer diameter of about 8 millimeters and transmit of reliably and safely the movement provided from the head robotic to the flip piece and the clamp jaws, which They are located at the opposite end of the mentioned body tubular.
Además hay que tener en cuenta que por el interior del cuerpo tubular es frecuente que pasen otros elementos, tales como: conductos para suero, cables eléctricos y otros, por lo que la sección interior del cuerpo tubular destinada al paso de los medios de accionamiento de la pinza y de la pieza abatible es ciertamente pequeña.You also have to keep in mind that for the inside the tubular body, other elements often pass, such as: serum ducts, electrical cables and others, so that the inner section of the tubular body intended for the passage of means for actuating the clamp and the folding part is certainly small.
Hasta la fecha se han utilizado diferentes medios de accionamiento que no resuelven satisfactoriamente el problema planteado.To date different ones have been used drive means that do not satisfactorily resolve the posed problem.
Por ejemplo en la patente americana US6969385 se describe una pinza laparoscópica destinada a utilizarse en un dispositivo robótico y que esta formada por unas garras que se encuentran montadas en un cuerpo también giratorio. Estas garras están formadas por unos dedos o mordazas accionables, en rotación, de forma independiente mediante unos medios de transmisión constituidos por unos cables que se enrollan en unas poleas acanaladas montadas en correspondencia con el eje de las mordazas. Dado que estos cables deben adaptarse también a los movimientos de giro de la pieza abatible que soporta los dedos o mordazas de la pinza, en la mencionada patente se contempla el montaje de unas poleas adicionales que van montadas sobre la pieza abatible y que conforman unos medios para el guiado de los ramales conductor y conducido de los cables de accionamiento de las mordazas a su paso por la pieza abatible.For example, in US patent US6969385, describes a laparoscopic forceps intended for use in a robotic device and that is formed by claws that They are mounted on a rotating body. These claws they are formed by fingers or jaws that can be operated, in rotation, independently by means of transmission constituted by cables that are wound in pulleys flutes mounted in correspondence with the axis of the jaws. Since these cables must also adapt to the movements of rotation of the folding piece that supports the fingers or jaws of the clamp, in the mentioned patent the assembly of some additional pulleys that are mounted on the folding piece and that they form means for guiding the conductor branches and driven from the jaw drive cables in its path for the folding piece.
Estas poleas auxiliares constituyen una complejidad constructiva, al igual que utilizar cables de accionamiento que forman un bucle sobre la polea correspondiente, ya que ello supone el paso por el interior del cuerpo tubular del brazo robotizado de dos ramales por cada cable, es decir, un ramal conductor y un ramal conducido.These auxiliary pulleys constitute a constructive complexity, as well as using cables drive forming a loop on the corresponding pulley, already that this implies the passage through the inside of the tubular arm body robotic of two branches for each cable, that is, a branch driver and a driven branch.
Otra de las soluciones propuestas para el accionamiento de las mordazas de la pinza se encuentra descrita en el documento US2009192521 que se refiere a un instrumento quirúrgico formado por unas pinzas que incluyen un dedo fijo y un dedo móvil, siendo accionado el dedo móvil a través de un tren de engranajes.Another of the solutions proposed for the clamp jaw drive is described in US2009192521 which refers to a surgical instrument formed by tweezers that include a fixed finger and a mobile finger, the moving finger being operated through a train of gears
Esta solución además de resultar compleja limita la posibilidad de maniobra de las pinzas al ser uno de sus dedos fijo.This solution besides being complex limits the possibility of maneuvering the tweezers to be one of your fingers permanent.
Las soluciones propuestas en los documentos mencionados anteriormente complican considerablemente la fabricación del mecanismo de la pinza debido fundamentalmente a que los cables de transmisión de movimiento tienen que pasar por la pieza abatible que relaciona las mordazas de la pinza con el cuerpo tubular del brazo robotizado y adoptar diferentes curvaturas a medida que dicha pieza abatible cambia de posición angular.The solutions proposed in the documents mentioned above complicate manufacturing considerably of the clamp mechanism mainly because the cables of motion transmission have to go through the flip piece which relates the clamp jaws with the tubular body of the robotic arm and adopt different curvatures as said folding piece changes angular position.
Esto impide la utilización de un cable con un único ramal para conseguir un movimiento preciso de las mordazas, dado que dicho cable debe tener una sección muy reducida para pasar con el resto de cables por el interior del cuerpo tubular del brazo, pudiendo curvarse de forma incontrolada en el tramo que pasa sobre la pieza abatible, especialmente cuando las mordazas y/o dicha pieza abatible se disponen con un pronunciado ángulo de inclinación respecto al eje geométrico del cuerpo tubular del brazo robotizado.This prevents the use of a cable with a only branch to get precise movement of the jaws, since said cable must have a very small section to pass with the rest of the cables inside the tubular arm body, being able to bend uncontrollably in the section that passes over the folding piece, especially when the jaws and / or said piece folding are arranged with a steep angle of inclination with respect to the geometric axis of the tubular arm body robotic
El brazo robotizable para la cirugía laparoscópica objeto de esta invención dispone de un cuerpo tubular, acoplable a un cabezal conectable a un sistema robotizado o alternativamente a una unidad mecánica de accionamiento manual, equipado con unos medios motrices de accionamiento, que presenta en su extremo anterior una pieza fija sobre la que se encuentra montada, por medio de una primera articulación una pieza abatible que dispone de una segunda articulación, perpendicular a la anterior, para su acoplamiento con las mordazas de la pinza; disponiendo el brazo robotizado de unos medios de accionamiento que pasan por el interior del cuerpo tubular y conectan de forma independiente la pieza abatible y cada una de las mordazas de la pinza con los respectivos medios motrices de accionamiento.The robotic arm for surgery The laparoscopic object of this invention has a tubular body, attachable to a head that can be connected to a robotic system or alternatively to a manually operated mechanical unit, equipped with a drive drive means, which presents in its front end a fixed piece on which it is located mounted, by means of a first joint, a folding piece which has a second joint, perpendicular to the anterior, for coupling with the clamp jaws; the robotic arm having some drive means that pass through the inside of the tubular body and connect so independent of the folding piece and each one of the jaws of the clamp with the respective drive drive means.
Las características esenciales de la invención se centran en los medios de accionamiento de la pieza abatible y de cada una de las mordazas de la pinza, presentando dichos medios motrices unas características constructivas que simplifican considerablemente la construcción del brazo robotizable y que garantizan una correcta y precisa transmisión del movimiento desde los medios motrices hasta la pieza abatible y cada una de las mordazas de la pinza.The essential features of the invention focus on the means of actuation of the folding part and of each of the clamp jaws, presenting said means motor constructive features that simplify considerably the construction of the robotic arm and that guarantee a correct and precise transmission of the movement from the driving means to the folding part and each of the clamp jaws.
De acuerdo con la invención dichos medios de accionamiento están constituidos por unos cables tipo "Push - Pull", cada unos de los cuales conforma un único ramal de accionamiento tanto a tracción como a compresión y que pasan libremente por el interior de respectivas cánulas antifricción, flexibles y de material biocompatible alojadas a su vez con posibilidad de desplazamiento longitudinal en respectivas fundas exteriores y articuladas que se extienden por el interior del cuerpo tubular del brazo robotizable y conectan mecánicamente la pieza abatible y cada una de las mordazas con los respectivos medios motrices alojados en el cabezal robotizable.According to the invention said means of drive consists of "Push - type cables Pull ", each of which forms a single branch of both traction and compression drive and passing freely inside the respective anti-friction cannulas, flexible and biocompatible material housed in turn with possibility of longitudinal displacement in respective covers external and articulated that extend inside the body tubular robotic arm and mechanically connect the piece folding and each of the jaws with the respective means motors housed in the robotizable head.
Las mencionadas cánulas antifricción además de propiciar un suave desplazamiento longitudinal de los respectivos cables de accionamiento por su interior impiden que dichos cables se deformen incontroladamente cuando trabajan a compresión, es decir, cuando empujan a la respectiva mordaza o pieza abatible para provocar su giro. Esta característica resulta de vital importancia para evitar que los cables pertenecientes a los medios de accionamiento de las mordazas se deformen incontroladamente en el tramo que se extiende sobre la pieza articulada y que debe de adaptarse tanto a la curvatura provocada por el giro de dicha pieza articulada como a la provocada por el propio giro de la mordaza correspondiente.The aforementioned anti-friction cannulas in addition to promote a smooth longitudinal displacement of the respective drive cables inside prevent said cables from deform uncontrollably when they work under compression, that is, when they push the respective jaw or folding piece to cause your turn. This characteristic is of vital importance. to prevent cables belonging to the means of jaw drive is deformed uncontrollably in the section that extends over the articulated piece and that must adapt both to the curvature caused by the rotation of said piece articulated as to that caused by the jaw's own turn correspondent.
De acuerdo con la invención, cada una de las cánulas comprende: - un primer tramo extremo que se desplaza conjuntamente con el respectivo cable durante su accionamiento por parte de los medios motrices ubicados en el cabezal robotizado; - un segundo tramo extremo asociado a la pieza fija o a la pieza abatible en una zona próxima a la articulación de la pieza o abatible o de la mordaza a accionar respectivamente; encontrándose este segundo tramo extremo posibilitado de desplazamiento longitudinal relativo respecto al cable correspondiente; y - un tramo intermedio, extensible, encargado de absorber las diferencias producidas en la longitud total de la cánula durante el cambio de posición angular de las mordazas y/o de la pieza abatible.According to the invention, each of the cannulas comprises: - a first end section that moves together with the respective cable during its operation by part of the driving means located in the robotic head; - a second end section associated with the fixed part or the folding part in an area close to the articulation of the piece or folding or of the jaw to act respectively; meeting this second section possible end of relative longitudinal displacement with respect to the corresponding cable; and - an intermediate section, extensible, responsible for absorbing the differences produced in the total length of the cannula during the angular position change of the jaws and / or the folding piece.
La asociación del segundo tramo extremo de la cánula en una zona próxima a la articulación de la respectiva pieza a accionar, es decir, de una de las mordazas o de la pieza abatible, determina que el extremo anterior del cable se encuentre recubierto prácticamente en su totalidad por el segundo tramo extremo de la cánula correspondiente, con lo que se consigue que la porción final del cable que queda descubierta sea de una longitud mínima, evitando además que el cable pueda deformarse incontroladamente en esta zona debido al cambio de posición de la pieza abatible o de la mordaza correspondiente, al verse incrementada su resistencia a flexión por la acción del segundo tramo extremo de la cánula que lo recubre.The association of the second extreme section of the cannula in an area near the joint of the respective piece to be operated, that is, of one of the jaws or of the folding piece, determines that the front end of the cable is coated almost entirely by the second extreme section of the corresponding cannula, so that the final portion is achieved of the cable that is discovered is of a minimum length, avoiding also that the cable can deform uncontrollably in this area due to the change of position of the folding piece or of the jaw corresponding, when its flexural strength is increased by the action of the second end section of the cannula that covers it.
La incorporación en las cánulas de un tramo intermedio elástico permite que dichas cánulas varíen su longitud total y que absorban las diferencias de longitud que producen en las mismas tanto los cambios de posición angular de la pieza abatible y /o de la mordaza correspondiente, como el desplazamiento conjunto del primer tramo extremo de la cánula con el cable correspondiente.The incorporation into the cannulas of a section elastic intermediate allows said cannulas to vary their length total and absorb the differences in length that occur in the same both the angular position changes of the folding piece and / or the corresponding jaw, such as joint displacement of the first end section of the cannula with the cable correspondent.
De acuerdo con la invención, los extremos de las fundas exteriores se encuentran dispuestos entre unos topes definidos en el cabezal robotizado y en la pieza fija, lo que impide su desplazamiento longitudinal.According to the invention, the ends of the outer covers are arranged between stops defined in the robotic head and in the fixed part, which prevents its longitudinal displacement.
Por su parte el primer tramo extremo de las cánulas y los cables de accionamiento presentan en los extremos posteriores sendos terminales de conexión con unos actuadores de desplazamiento lineal accionados por los respectivos medios motrices del cabezal robotizable, provocando el avance o retroceso simultaneo del cable con el primer tramo extremo de la cánula correspondiente.The first extreme section of the cannulas and drive cables present at the ends later two connection terminals with actuators of linear displacement driven by the respective drive means of the robotizable head, causing simultaneous advance or recoil of the cable with the first end section of the cannula correspondent.
Cabe mencionar que en un ejemplo concreto de realización dichos medios motrices están constituidos por unos servomotores que controlan de forma independiente los medios de accionamiento de cada una de las mordazas y de la pieza abatible.It should be mentioned that in a specific example of embodiment said driving means are constituted by some servo motors that independently control the means of actuation of each of the jaws and the piece foldable
Según la invención los cables de accionamiento comprenden en su extremo anterior unos terminales de acoplamiento con respectivas poleas solidarias en el giro con la correspondiente pieza abatible o mordaza a accionar; de este modo mediante el avance y el retroceso de los cables se consigue el giro de la mordaza o de la pieza abatible correspondiente en uno u otro sentido.According to the invention the drive cables they comprise at their front end coupling terminals with respective solidarity pulleys in the turn with the corresponding folding piece or jaw to actuate; in this way by advancing and the recoil of the cables is achieved by turning the jaw or the corresponding folding piece in one way or another.
En una realización de la invención el segundo tramo extremo de la cánula correspondiente al cable de accionamiento de la pieza abatible comprende un terminal de acoplamiento con la pieza fija del cuerpo tubular en una zona próxima a la primera articulación que relaciona dicho cuerpo tubular con la pieza fija.In an embodiment of the invention the second end section of the cannula corresponding to the drive cable of the folding part comprises a coupling terminal with the fixed part of the tubular body in an area close to the first joint that relates said tubular body to the piece fixed.
A su vez el segundo extremo de las cánulas correspondientes a los cables de accionamiento de las mordazas disponen igualmente de sendos terminales de acoplamiento que se conectan a la pieza abatible en una zona próxima a la segunda articulación que la relaciona con las mordazas de la pinza, cubriendo dicho segundo tramo extremo de las cánulas las porciones de cable comprendidas entre la pieza fija y la mencionada segunda articulación de las mordazas con la pieza abatible. De este modo se evita que el cable de accionamiento de las mordazas pueda deformarse incontroladamente especialmente cuando trabaja a compresión y cambia de curvatura debido al cambio de posición angular de la pieza abatible y/o de las mordazas.Turn the second end of the cannulas corresponding to the jaw drive cables they also have two coupling terminals that connect the folding piece in an area close to the second joint that relates it to the caliper jaws, said second end portion of the cannulas covering the portions of cable between the fixed part and the mentioned second articulation of the jaws with the folding piece. In this way prevents the jaw drive cable from being deformed uncontrollably especially when it works to compression and changes of curvature due to the change of angular position of the piece folding and / or jaws.
En una realización de la invención el tramo intermedio de cada una de las cánulas está constituido por un muelle a compresión que es el encargado de absorber las diferencias de longitud total producidas en las cánulas durante el cambio de posición de las mordazas y/o de la pieza abatible.In an embodiment of the invention the section intermediate of each of the cannulas is constituted by a spring to compression that is responsible for absorbing the differences of total length produced in the cannulas during the change of position of the jaws and / or the folding piece.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to facilitate the understanding of characteristics of the invention, is attached herein descriptive a set of drawings in which, for illustrative purposes and not limiting, the following has been represented:
- La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización del brazo robotizable según la invención, parcialmente seccionado, acoplado con un cabezal robotizable y provisto en su extremo anterior de una pieza abatible portadora de una pinza conformada por dos mordazas giratorias y accionables de forma independiente.- Figure 1 shows a perspective view of an exemplary embodiment of the robotic arm according to the invention, partially sectioned, coupled with a head robotizable and provided at its front end with a folding piece carrier of a clamp consisting of two rotating jaws and independently operable.
- La figura 2 muestra una vista esquemática en alzado de los medios de accionamiento utilizados para el accionamiento de una cualquiera de las mordazas de la pinza o de la pieza abatible, y en la que dichos medios aparecen seccionados longitudinalmente por un plano medio vertical.- Figure 2 shows a schematic view in elevation of the drive means used for the actuation of any of the clamp jaws or the folding piece, and in which said means appear sectioned longitudinally by a medium vertical plane.
- La figura 3 muestra un detalle ampliado de la figura 1 en la que se puede observar el acoplamiento de los medios de accionamiento de las mordazas y de la pieza abatible con unos actuadores de desplazamiento longitudinal accionados por unos medios motrices incorporados en el cabezal robotizado.- Figure 3 shows an enlarged detail of the Figure 1 in which the coupling of the media can be observed for actuating the jaws and the folding part with longitudinal displacement actuators actuated by means motors incorporated in the robotic head.
- La figura 4 muestra una vista en perspectiva y parcialmente seccionada de un posible ejemplo de realización del actuador de desplazamiento lineal de uno cualquiera de los medios de accionamiento de las mordazas o de la pieza abatible.- Figure 4 shows a perspective view and partially sectioned from a possible embodiment of the linear displacement actuator of any one of the means of jaw drive or folding part.
- Las figuras 5 y 6 muestran sendas vistas en perspectiva del extremo anterior del brazo robotizable en la que se han representado la pieza abatible y las mordazas de la pinza en diferentes posiciones angulares.- Figures 5 and 6 show paths seen in perspective of the anterior end of the robotic arm in which they have represented the folding piece and the clamp jaws in different angular positions.
- La figura 7 muestra una vista en alzado de una porción anterior del brazo robotizable, parcialmente seccionado, en la que se puede observar la disposición de los medios de accionamiento de la pieza abatible.- Figure 7 shows an elevation view of a anterior portion of the robotic arm, partially sectioned, in which can be seen the disposition of the means of folding part drive.
- La figura 8 muestra una vista análoga a la anterior en la que se puede observar la disposición de los medios de accionamiento correspondientes a una cualquiera de las mordazas de la pinza.- Figure 8 shows a view similar to the previous in which you can observe the arrangement of the means of drive corresponding to any one of the jaws of the clamp
Como se puede observar en el ejemplo de realización mostrado en la figura 1 el brazo robotizable para cirugía laparoscópica de esta invención comprende un cuerpo tubular (1) acoplable a un cabezal robotizable (2) y que dispone en su extremo interior de una pieza abatible (4) sobre la que se encuentran montadas unas mordazas (31, 32) de accionamiento independiente conformantes de una pinza (3).As you can see in the example of embodiment shown in figure 1 the robotic arm for Laparoscopic surgery of this invention comprises a tubular body (1) attachable to a robotic head (2) and that has in its inner end of a folding piece (4) on which drive jaws (31, 32) are mounted independent conformers of a clamp (3).
Como se puede observar con mayor detalle en las figuras 4 y 5 la pieza abatible (4) dispone de una primera articulación para su montaje con posibilidad de giro sobre una pieza fija (11) dispuesta en el extremo anterior del cuerpo tubular (1), y de una segunda articulación (42) para el abatimiento independiente de las mordazas (31) y (32) de la pinza (3) respecto a la pieza abatible (4).As can be seen in greater detail in the Figures 4 and 5 the folding piece (4) has a first joint for assembly with the possibility of turning on a piece fixed (11) arranged at the front end of the tubular body (1), and of a second joint (42) for independent dejection of the jaws (31) and (32) of the clamp (3) with respect to the piece folding (4).
La pieza abatible (4) y las mordazas (31) (32) son accionadas de forma independiente por unos medios de accionamiento que se extienden por el interior del cuerpo tubular (1) y que conectan mecánicamente cada uno de dichos elementos con unos medios motrices ubicados en el cabezal robotizable (2). En el ejemplo mostrado la pieza abatible (4) y cada una de las mordazas (31, 32) pueden describir movimientos de giro de 180 grados.The folding piece (4) and the jaws (31) (32) are operated independently by means of drive that extend inside the tubular body (1) and that mechanically connect each of said elements with driving means located in the robotizable head (2). At example shown the folding piece (4) and each of the jaws (31, 32) can describe 180 degree turning movements.
Los medios de accionamiento de cada una de las mordazas (31, 32) y de la pieza abatible (4) presentan la misma estructura representándose los medios de accionamiento de uno cualquiera de dichos elementos en la figura 2.The drive means of each of the jaws (31, 32) and the folding piece (4) have the same structure representing the drive means of one any of said elements in figure 2.
Dichos medios de accionamiento comprenden unos cabes (5) del tipo Push Pull que conforman un único ramal de accionamiento, tanto a tracción como a compresión, que pasan libremente por el interior de respectivas cánulas (6) alojadas en respectivas fundas exteriores (7) articuladas.Said drive means comprise cabins (5) of the Push Pull type that make up a single branch of drive, both traction and compression, which pass freely inside of respective cannulas (6) housed in respective outer covers (7) articulated.
Como se puede observar en la mencionada figura 2 el cable (5) presenta en sus extremos unos terminales (51, 52) para su acoplamiento con los medios motrices alojados en el cabezal robotizable (2) y con una polea (43, 31a, 31b) asociada en el giro con la pieza abatible (4) o con la mordaza (31) (32) a accionar, tal como se explicará más adelante.As can be seen in the mentioned figure 2 the cable (5) has at its ends terminals (51, 52) for its coupling with the drive means housed in the head robotizable (2) and with a pulley (43, 31a, 31b) associated in the turn with the folding part (4) or with the jaw (31) (32) to be operated, such as will be explained later.
A su vez las cánulas (6), conformadas en un material flexible biocompatible, comprenden: un primer tramo extremo (61) provisto de un terminal (64), un segundo tramo extremo (62) provisto de un terminal (65) y un tramo intermedio (63) elástico representado en este caso por un muelle a compresión que permite absorber las diferencias de longitud total de la cánula durante el abatimiento de la mordaza o la pieza abatible correspondiente.In turn, the cannulas (6), formed in a Biocompatible flexible material, comprising: a first extreme stretch (61) provided with a terminal (64), a second end section (62) provided with a terminal (65) and an elastic intermediate section (63) represented in this case by a compression spring that allows absorb the differences in total length of the cannula during jaw abatement or the corresponding folding piece.
Como se puede observar en las figuras 3 y 4, los cables (5) y los primeros tramos extremos (61) de las correspondientes cánulas (6) se encuentran acoplados por medio de los respectivos terminales (51, 64) con unos actuadores (8) de desplazamiento lineal que son accionados por unos medios motrices (9) constituidos por unos servomotores alojados en el cabezal robotizable (2) y representados en la figura 1 con línea de trazos.As can be seen in Figures 3 and 4, the cables (5) and the first end sections (61) of the corresponding cannulas (6) are coupled by means of the respective terminals (51, 64) with actuators (8) of linear displacement that are driven by driving means (9) constituted by servo motors housed in the head robotizable (2) and represented in figure 1 with line of strokes
Como se puede observar en la figura 4, los actuadores (8) presentan en su extremo posterior una porción roscada (81) para su acoplamiento con el servomotor correspondiente que, al girar en uno u otro sentido, provoca el avance o retroceso del actuador (8) y consiguientemente del cable (5) y del primer tramo extremo (61) de la cánula (6) correspondiente.As can be seen in Figure 4, the actuators (8) have a threaded portion at their rear end (81) for coupling with the corresponding servomotor which, when turn one way or another, causes the advance or backward movement of the actuator (8) and consequently the cable (5) and the first section end (61) of the corresponding cannula (6).
Las fundas exteriores (7) articuladas se encuentran dispuestas sin desplazamiento longitudinal entre unos topes (21) definidos en el cabezal robotizable y la pieza fija (11) dispuesta en el extremo anterior del cuerpo tubular (1).The articulated outer covers (7) are they are arranged without longitudinal displacement between stops (21) defined in the robotic head and the fixed part (11) arranged at the front end of the tubular body (1).
Tal como ya se ha mencionado anteriormente los medios de accionamiento de cada una de las mordazas y de la pieza abatible presentan la misma estructura, es decir, cada uno de ellos dispone de un cable (5) con la correspondiente cánula (6) y funda exterior (7): sin embargo los medios de accionamiento de la pieza abatible (4) presentan una longitud menor que los medios de accionamiento de las mordazas tal como se puede observar en las figuras 7 y 8, por los motivos que se exponen a continuación.As already mentioned above actuation means of each of the jaws and the piece folding have the same structure, that is, each of them It has a cable (5) with the corresponding cannula (6) and sheath exterior (7): however, the drive means of the part folding (4) have a length less than the means of jaw drive as seen in the Figures 7 and 8, for the reasons set out below.
Concretamente, en el caso de los medios de accionamiento de la pieza abatible (4), representados en la figura 7 el segundo tramo extremo (62) de la correspondiente cánula (6), que se fija por medio del terminal (65) en la pieza fija (11), queda situado en un punto próximo a la primera articulación (41) de la mencionada pieza abatible (4) de forma que la porción de cable (5) que sobresale de la cánula (6) y se acopla por medio del terminal (52) en la polea (43) de la pinza abatible (4) tiene una longitud muy reducida, lo que permite transformar de forma fiable el desplazamiento longitudinal del cable (5) en un movimiento angular equivalente de la pieza abatible (4).Specifically, in the case of the means of actuation of the folding part (4), shown in figure 7 the second end section (62) of the corresponding cannula (6), which is fixed by means of the terminal (65) in the fixed part (11), it remains located at a point near the first joint (41) of the mentioned folding piece (4) so that the cable portion (5) protruding from the cannula (6) and engages through the terminal (52) on the pulley (43) of the folding clamp (4) has a length very small, which allows to reliably transform the longitudinal displacement of the cable (5) in an angular movement equivalent of the folding piece (4).
Sin embargo, en el caso de los medios de accionamiento de una cualquier de las mordazas, por ejemplo la mordaza (31) en el caso representado en la figura 8, el segundo tramo extremo de la cánula (62) se fija por medio del terminal (65) correspondiente sobre la pieza abatible (4) en una zona muy próxima a la segunda articulación (42) de la pieza (4) con las mordazas de la pinza(3), de forma que la porción de cable (5) que sobresale de la cánula y que se acopla por medio del terminal (52) con la polea (31a) solidaria a la mordaza (31) tiene una longitud muy reducida y permite una trasmisión fiable del movimiento de desplazamiento lineal del cable en un desplazamiento equivalente de giro de la mencionada mordaza (31).However, in the case of the means of actuation of any of the jaws, for example the jaw (31) in the case represented in figure 8, the second end section of the cannula (62) is fixed by means of the terminal (65) corresponding on the folding piece (4) in a very close area to the second joint (42) of the piece (4) with the jaws of the clamp (3), so that the cable portion (5) that protrudes from the cannula and is coupled through the terminal (52) with the pulley (31a) integral to the jaw (31) has a length very reduced and allows a reliable transmission of the movement of linear displacement of the cable in an equivalent displacement of rotation of said jaw (31).
Esta disposición de los medios de accionamiento tanto para la mordaza (31) como para la mordaza (32) permite que los respectivos cables (5) de accionamiento se encuentren enfundados en el tramo que pasa sobre la pieza abatible (4) y que por consiguiente adopta diferentes curvaturas, proporcionando la cánula (6), y concretamente el segundo tramo extremo (62), al cable (6) una resistencia adicional a la flexión lo que impide que dicho cable se pueda deformar de forma incontrolada cuando la pieza abatible (4) cambia de posición angular.This arrangement of the drive means for both the jaw (31) and the jaw (32) it allows the respective drive cables (5) are wrapped in the section that passes over the folding piece (4) and therefore adopts different curvatures, providing the cannula (6), and specifically the second end section (62), to the cable (6) a additional resistance to bending which prevents said cable from can deform uncontrollably when the folding piece (4) change angular position.
La adopción por parte del cable (5) y del segundo tramo extremo (62) de la cánula de diferentes curvaturas durante el giro de la pieza abatible (4) determina adicionalmente una variación de la longitud total de la cánula, siendo dicha variación de longitud absorbida precisamente por el tramo intermedio (63) elástico de dicha cánula (6).The adoption by the cable (5) and the second end section (62) of the cannula of different curvatures during the rotation of the folding piece (4) additionally determines a variation of the total length of the cannula, said being length variation absorbed precisely by the intermediate section (63) elastic of said cannula (6).
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.Once nature is sufficiently described of the invention, as well as a preferred embodiment, for the appropriate purposes that the materials, form, size and arrangement of the elements described may be modified, as long as this does not imply an alteration of the essential features of the invention claimed in continuation.
Claims (8)
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Citations (5)
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-
2010
- 2010-09-30 ES ES201031452A patent/ES2353484B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2353484B1 (en) | 2011-10-07 |
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