ES2935513T3 - Sistema quirúrgico oftálmico con cojinete magnético de repulsión radial para autoalineación de elementos ópticos - Google Patents

Abstract

El aparato para elementos autoalineables de plataformas acopladas incluye un cojinete magnético radialmente repulsivo. El cojinete magnético radialmente repulsivo incluye un primer imán axialmente polarizado (312) y un segundo imán axialmente polarizado (314) que está dispuesto concéntricamente alrededor del primer imán axialmente polarizado y radialmente repulsivo al primer imán axialmente polarizado. El cojinete magnético radialmente repulsivo está configurado para alinear un primer elemento (304) de una primera plataforma con un segundo elemento (306) de una segunda plataforma cuando las plataformas primera y segunda están acopladas entre sí. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema quirúrgico oftálmico con cojinete magnético de repulsión radial para autoalineación de elementos ópticos

CAMPO TÉCNICO

La presente divulgación se refiere a cojinetes magnéticos de repulsión radial para elementos autoalineables de plataformas acopladas, tales como, por ejemplo, elementos ópticos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Ciertos sistemas pueden requerir mantener la alineación entre dos elementos (p. ej., elementos ópticos, elementos electromagnéticos, elementos de trayectoria fluídica). En uno o ambos elementos puede producirse desviación por variaciones térmicas, estructurales o de otro tipo en los elementos o las carcasas de los elementos, provocando una desalineación entre los elementos. Los sistemas actuales para mantener la alineación entre dos elementos, como elementos ópticos, pueden incluir mecanismos de control activos basados en un servo que utilizan sensores de posición y microaccionadores. Dichos sistemas, sin embargo, pueden requerir componentes electrónicos complejos y costosos, sintonización de servocanales, una fuente de energía continua y/o calibración/mantenimiento. Por lo tanto, tales sistemas pueden tener una menor confiabilidad debido a la gran cantidad de componentes involucrados, y pueden experimentar una degradación del rendimiento causada por la disipación de carga de los componentes constituyentes. Los sistemas actuales también pueden comprender mecanismos pasivos que obligan a los elementos a alinearse en virtud de tener formas controladas con precisión, como férulas cilíndricas, manguitos de alineación y ranuras en V. Estos sistemas, sin embargo, pueden experimentar fuerzas de alineación no repetibles entre inserciones (operaciones de desmontaje/acoplamiento) causadas por variaciones en las condiciones de contacto entre las múltiples superficies involucradas.

El documento US 2015/133901 A1 divulga un sistema que comprende un dispositivo de fotovitrificación que comprende una fuente de láser donde el dispositivo de fotovitrificación está configurado para la fotovitrificación corneal in vivo. El documento CN 1651 780 A divulga un dispositivo para maquinaria rotativa como motores de ventiladores que proporciona soporte axial y radial y tiene como objetivo reducir el desgaste mecánico y el ruido durante el funcionamiento, para aumentar la vida útil de la maquinaria rotatoria. El documento US 5.808.839 divulga un núcleo central que soporta un par de polos en forma de disco alineados axialmente magnetizados radialmente.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Se apreciará que el alcance de la invención es conforme a las reivindicaciones.

En ciertas realizaciones, el aparato para elementos autoalineables de plataformas acopladas incluye un cojinete magnético de repulsión radial. El cojinete magnético de repulsión radial incluye un primer imán polarizado axialmente y un segundo imán polarizado axialmente que está dispuesto concéntricamente alrededor del primer imán polarizado axialmente y de repulsión radial al primer imán polarizado axialmente. El cojinete magnético de repulsión radial está configurado para alinear un primer elemento de una primera plataforma con un segundo elemento de una segunda plataforma cuando las plataformas primera y segunda están acopladas entre sí. En ciertas realizaciones, el primero y segundo imanes polarizados axialmente pueden montarse en la misma plataforma (p. ej., la primera plataforma o la segunda plataforma). En otras realizaciones, el primero y segundo imanes polarizados axialmente pueden montarse en plataformas separadas (p. ej., el primer imán polarizado axialmente en la primera plataforma y el segundo imán polarizado axialmente en la segunda plataforma).

En ciertas realizaciones, un sistema quirúrgico oftálmico incluye una fuente de láser configurada para generar pulsos ópticos y dirigir los pulsos ópticos a lo largo de una trayectoria óptica definida por uno o más elementos ópticos, y una carcasa configurada para acoplarse a una pieza manual. La carcasa incluye un cojinete magnético de repulsión radial, que incluye un primer imán polarizado axialmente acoplado a al menos uno de los elementos ópticos y un segundo imán polarizado axialmente. El segundo imán polarizado axialmente es concéntrico con y de repulsión radial al primer imán polarizado axialmente, y está acoplado a la carcasa. Cuando la carcasa está acoplada a la pieza manual, el cojinete magnético de repulsión radial está configurado para alinear ópticamente un elemento óptico de la pieza manual con el al menos un elemento óptico acoplado al primer imán polarizado axialmente.

Un método para fabricar un conjunto que incluye un cojinete magnético de repulsión radial incluye formar un primer y un segundo anillo de material magnético no magnetizado. Los anillos son generalmente de forma anular y el primer anillo tiene un radio exterior que es menor que el radio interior del segundo anillo. El método también incluye colocar el primer anillo dentro del segundo anillo de manera que el primer y el segundo anillo sean concéntricos entre sí y separados por una primera cuña, y colocar un cojinete de empuje, el primer anillo y el segundo anillo dentro de una cavidad definida por una carcasa de manera que el cojinete de empuje esté dispuesto en un primer extremo de la carcasa opuesto a una abertura definida por la carcasa, el cojinete de empuje esté separado de una pared de la cavidad por una segunda cuña, y el primer anillo esté separado de una parte de la carcasa por una tercera cuña. El método incluye además la aplicación de un campo magnético en una dirección axial del primer y segundo anillo, y la eliminación de la primera, segunda y tercera cuñas del conjunto.

En algunos casos, ciertas realizaciones pueden proporcionar una o más ventajas técnicas. Como ejemplo, los aspectos de los presentes ejemplos pueden permitir que elementos de plataformas acopladas (p. ej., elementos ópticos, elementos electromagnéticos o trayectorias fluídicas) mantengan la alineación, incluso en el caso de que uno de los elementos se desvíe en dirección transversal (p. ej., desviación causada por expansión térmica en la plataforma, variaciones estructurales o fuerzas externas). Por tanto, en realizaciones de acuerdo con la invención en las que se alinean dos elementos ópticos (p. ej., fibras ópticas, lentes, espejos), se puede mantener un alto grado de acoplamiento óptico entre los dos elementos ópticos. Además, los aspectos de la presente divulgación pueden implementarse usando medios pasivos fácilmente disponibles (p. ej., imanes permanentes), sin requerir que la electrónica se sintonice, mantenga o controle la temperatura, lo que puede traducirse en un menor costo y una mayor confiabilidad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para una comprensión más completa de la presente divulgación y sus ventajas, ahora se hace referencia a la siguiente descripción tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que los mismos números de referencia indican las mismas características, y en donde:

La Figura 1 es un diagrama de un ejemplo de sistema quirúrgico oftálmico con una pieza manual unida para realizar un procedimiento quirúrgico en un paciente.

La Figura 2 es un diagrama que muestra un ejemplo de sistema para conectar un sistema quirúrgico oftálmico y una pieza manual.

La Figura 3A es una vista en sección transversal de un ejemplo de sistema para elementos autoalineables de dos plataformas que utilizan un cojinete magnético de repulsión radial.

La Figura 3B es una vista en perspectiva del sistema de ejemplo ilustrado en la Figura 3A

Las Figuras 4A y 4B son diagramas que muestran un proceso de ejemplo para fabricar el conjunto que incluye un cojinete magnético de repulsión radial que se muestra en las Figuras 3A y 3B.

La Figura 5 es una vista en sección transversal de otro ejemplo de sistema para elementos autoalineables de dos plataformas que utilizan un cojinete magnético de repulsión radial.

La Figura 6 es una vista en sección transversal de otro ejemplo de sistema para elementos autoalineables de dos plataformas que utilizan un cojinete magnético de repulsión radial.

La Figura 7 es una vista en sección transversal de otro ejemplo más de sistema para elementos autoalineables de dos plataformas que utilizan un cojinete magnético de repulsión radial.

Un experto en la materia comprenderá que los dibujos, que se describen a continuación, tienen únicamente fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de la divulgación del solicitante.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Con el fin de promover la comprensión de los principios de la presente divulgación, ahora se hará referencia a las realizaciones ilustradas en los dibujos, y se usará un lenguaje específico para describir las mismas. No obstante, se entenderá que no se pretende limitar el alcance de la divulgación. La invención se define en las reivindicaciones adjuntas. Por simplicidad, en algunos casos se utilizan los mismos números de referencia en todos los dibujos para referirse a partes iguales o similares.

La Figura 1 es un diagrama de un ejemplo de sistema quirúrgico oftálmico 100 con una pieza manual 106 unida para realizar un procedimiento quirúrgico en un paciente 108. El sistema quirúrgico oftálmico 100 incluye una consola 102 con un sistema de control 104, una fuente de láser 110 y una fuente de energía 114. La consola 102 está acoplada a una pieza manual 106, que puede incluir una sonda quirúrgica para realizar el procedimiento quirúrgico en el paciente 108. La pieza manual 106 se acopla a la consola mediante un cable óptico 112, que se acopla a la fuente de láser 110 de la consola 102, y un cable 116, que se acopla a la fuente de energía de la consola 102. La pieza manual 106 se puede acoplar a la consola 102 de otra manera, que puede depender del tipo de consola 102, del tipo de pieza manual 106 o de ambos. En el ejemplo que se muestra, el sistema quirúrgico oftálmico 100 está configurado para realizar un procedimiento de vitrectomía basado en fotodisrupción en un ojo del paciente 108 utilizando la pieza manual 106. Sin embargo, el sistema quirúrgico oftálmico 100 puede configurarse para realizar otros procedimientos quirúrgicos oftálmicos usando la fuente de láser 110. El sistema quirúrgico oftálmico 100 puede incluir más o menos componentes y características que los ilustrados en la Figura 1.

El sistema de control de ejemplo 104 controla el funcionamiento de los diversos componentes de la consola 102. Por ejemplo, en algunos casos, el sistema de control 104 controla el funcionamiento de la fuente de láser 110, como la generación de pulsos ópticos enviados a la pieza manual 106 para realizar el procedimiento quirúrgico en el paciente 108. El sistema de control 104 puede incluir un procesador, una memoria y otro hardware para controlar los diversos componentes de la consola 102 o la pieza manual 106.

La fuente de láser de ejemplo 110 genera señales ópticas para su transmisión a la pieza manual 106 para realizar el procedimiento quirúrgico. La fuente de láser 110 puede incluir un láser de femtosegundo u otro tipo de láser. En algunos casos, las señales ópticas generadas por la fuente de láser 110 están configuradas para provocar una fotodisrupción dentro de un ojo del paciente 108. La fuente de láser 110 comunica las señales ópticas a la pieza manual 106 a través del cable óptico 112. El cable óptico 112 incluye una guía de ondas que está diseñada para propagar eficazmente las señales ópticas desde la fuente de láser 110 hasta la pieza manual 106.

La fuente de energía de ejemplo 114 se usa para proporcionar energía a la pieza manual 106. Se pueden incluir varios tipos de fuentes de energía en la fuente de energía 114. Por ejemplo, si la pieza manual 106 requiere energía eléctrica, la fuente de energía 114 puede incluir una fuente de energía eléctrica tal como una batería o suministro de voltaje para proporcionar un voltaje o corriente apropiados. En tal caso, el cable 116 incluiría un cable de alimentación. Como otro ejemplo, si la pieza manual 106 requiere energía neumática, entonces la fuente de energía 114 puede incluir un suministro de fluido comprimido. En tal caso, el cable 116 incluiría un tubo neumático que conecta el suministro de fluido comprimido a la pieza manual 106.

También pueden usarse otras conexiones entre la pieza manual 106 y la consola 102. Por ejemplo, la consola puede incluir un mecanismo de succión o aspiración que se conecta con un lumen de aspiración en la pieza manual 106. Aunque el cable óptico 112 y el cable 116 se ilustran por separado en la Figura 1, en algunos casos, todas las conexiones entre la consola 102 y la pieza manual 106 pueden estar dentro de un solo cable.

La Figura 2 es un diagrama que muestra un ejemplo de sistema 200 para conectar una consola 202 de un sistema quirúrgico oftálmico (p. ej., el sistema quirúrgico oftálmico 100 de la Figura 1) y una pieza manual 220. En el ejemplo que se muestra, la consola 202 incluye una fuente de láser 204, un espejo 205, una lente 206, un cojinete magnético de repulsión radial 208 y una carcasa 210 para acoplar la consola 202 a la pieza manual 220. La consola 202 y la fuente de láser 204 pueden implementarse de manera similar a la consola 102 y la fuente de láser 110 de la Figura 1, respectivamente. La pieza manual 220 incluye un conector 212 unido a un cable óptico 216 (que incluye una guía de ondas ópticas 214) que se extiende hasta una sonda quirúrgica 218 de la pieza manual 220.

La pieza manual 220 está configurada para acoplarse a la carcasa 210 de la consola 202 a través del conector 212. El conector 212 y la carcasa 210 pueden configurarse para acoplarse usando un elemento de fijación que usa cualquier medio adecuado, tal como, por ejemplo, un elemento de fijación de conexión roscada, un elemento de fijación de conexión magnética, un elemento de fijación de conexión de liberación rápida u otro tipo de mecanismo de conexión. El conector 212 está acoplado a un cable óptico 216 que incluye una guía de ondas 214 para transmitir señales ópticas generadas por la fuente de láser 204 a la pieza manual 220.

Como se muestra en la Figura 2, la fuente de láser 204, el espejo 205 y la lente 206 forman una trayectoria óptica dentro de la consola 202. Es decir, las señales ópticas (p. ej., pulsos ópticos) generadas por la fuente de láser 204 pueden dirigirse hacia el espejo 205, que puede disponerse de modo que refleje las señales ópticas de la fuente de láser 204 hacia la lente 206. La trayectoria óptica puede incluir elementos ópticos adicionales, menos o diferentes a los que se muestran en la Figura 2. Por ejemplo, el espejo 205 puede dirigir señales ópticas a una lente (que no sea la lente 206), que además puede dirigir las señales ópticas a una fibra óptica dispuesta dentro del cojinete magnético de repulsión radial (p. ej., la fibra óptica 304 de las Figuras 3A-3B).

Cuando la carcasa 210 y el conector 212 están acoplados, el cojinete magnético de repulsión radial 208 puede permitir la alineación de los elementos ópticos de las dos plataformas (p. ej., la consola 202 y la pieza manual 220). Es decir, el cojinete magnético de repulsión radial 208 puede servir para autoalinear la guía de ondas 214 del cable óptico 216 con la trayectoria óptica creada por la fuente de láser 204, el espejo 205 y la lente 206. El cojinete magnético de repulsión radial 208 puede implementarse de manera similar al cojinete magnético de repulsión radial 208 de las Figuras 3A-3B, o de otra manera. Por ejemplo, el cojinete magnético de repulsión radial 208 puede incluir dos imanes concéntricos y de repulsión radial (permanentes o electromagnéticos) que sirven para alinear la guía de ondas 214 con la trayectoria óptica en la consola 202.

El sistema de ejemplo 200 puede incluir componentes adicionales, menos u otros que los ilustrados en la Figura 2. Por ejemplo, aunque la Figura 2 muestra un cojinete magnético de repulsión radial 208 en la carcasa 210 para alinear la guía de ondas 214 del cable óptico 216 con la trayectoria óptica creada por el espejo 205 y la lente 206, se pueden utilizar cojinetes magnéticos de repulsión radial adicionales u otros para alinear otros elementos del sistema 200, como para alinear el espejo 205 y la lente 206.

Las Figuras 3A-3B son diagramas de un ejemplo de sistema 300 para elementos autoalineables de dos plataformas que utilizan un cojinete magnético de repulsión radial. En particular, la Figura 3A muestra una vista en sección transversal del sistema de ejemplo 300, mientras que la Figura 3B muestra una vista en perspectiva del ejemplo de cojinete magnético de repulsión radial 302 del sistema de ejemplo 300. El sistema de ejemplo 300 puede usarse para autoalinear radialmente elementos de dos plataformas acopladas. De acuerdo con la invención, los elementos son elementos ópticos (p. ej., fibras ópticas como se muestra en las Figuras 3A-3B, u otros tipos de elementos ópticos, como lentes, espejos, prismas, rejillas de difracción, etc.). Las guías de ondas electromagnéticas (p. ej., guías de ondas de microondas), guías de ondas acústicas, elementos de trayectoria fluídica u otros tipos de elementos son aplicaciones posibles, no cubiertas por la presente invención. En muchos casos, los cojinetes magnéticos de repulsión radial pueden ser inestables a lo largo del eje longitudinal. Sin embargo, el sistema 300 proporciona un cojinete magnético 302 estable longitudinalmente que autoalinea elementos de plataformas acopladas en la dirección radial. Este cojinete magnético también imparte una rigidez torsional significativa y, por lo tanto, estabilidad a las plataformas a lo largo de ejes ortogonales al eje longitudinal.

En el ejemplo que se muestra, el sistema 300 incluye un cojinete magnético de repulsión radial 302 que alinea las fibras ópticas 304, 306. La fibra óptica 304 es un componente o está acoplada a una primera plataforma (p. ej., la consola 202 de la Figura 2) y la fibra óptica 306 es un componente o está acoplada a una segunda plataforma (p. ej., la pieza manual 220 de la Figura 2). Los ejemplos de fibra óptica 304 y/o fibra óptica 306 pueden comprender cada uno una fibra de un solo núcleo, una fibra de múltiples núcleos o una pluralidad de fibras ópticas. El cojinete magnético de repulsión radial 302 está colocado dentro de una cavidad 309 definida por una carcasa 308 de una primera plataforma (p. ej., la carcasa 210 de la Figura 2). La carcasa 308 está acoplada a un conector 310 de una segunda plataforma (p. ej., el conector 212 de la Figura 2) a través de un elemento de fijación roscado 311, montaje de bayoneta o ajuste de tapa a presión.

El cojinete magnético de repulsión radial 302 incluye un primer imán polarizado axialmente 312 y un segundo imán polarizado axialmente 314 dispuestos alrededor del primer imán polarizado axialmente 312. En la Figura 3A, la dirección axial puede referirse a la dirección de izquierda a derecha. El primer imán polarizado axialmente 312 y un segundo imán polarizado axialmente 314 se colocan de manera que quede un espacio entre los imanes 312, 314. El segundo imán polarizado axialmente 314 es concéntrico con y de repulsión radial al primer imán polarizado axialmente 312 de manera que la fibra óptica 304 está alineada con la fibra óptica 306 cuando las plataformas primera y segunda están acopladas como se muestra. En el ejemplo que se muestra, el segundo imán polarizado axialmente 314 está acoplado a una pared de la cavidad 309, de modo que el imán 314 está acoplado (a través del elemento de fijación roscado 311) al conector 310 cuando la carcasa 308 y el conector 310 están acoplados entre sí. En el ejemplo que se muestra, la fibra óptica 304 está dispuesta dentro (p. ej., acoplada a una parte interior) del primer imán polarizado axialmente 312 y la fibra óptica 306 está dispuesta dentro (p. ej., acoplada a una parte interior) del conector 310. Los imanes polarizados axialmente 312 pueden implementarse utilizando imanes permanentes, como imanes de neodimio (p. ej., imanes de NdFeB), electroimanes, otros tipos de imanes o una combinación de los mismos.

En el ejemplo que se muestra, la longitud axial del primer imán polarizado axialmente 312 es mayor que la longitud axial del segundo imán polarizado axialmente 314. Sin embargo, en realizaciones particulares, el primer imán polarizado axialmente puede tener una longitud axial menor o igual que la longitud axial del segundo imán polarizado axialmente. Como se muestra en la Figura 3B, los imanes 312, 314 tienen generalmente forma anular; sin embargo, los imanes se pueden formar de otra manera. Además, como se muestra en la Figura 3A, el eje neutro magnético 315 de los imanes 312, 314 está desplazado del eje simétrico estructural 313 del primer imán polarizado axialmente 312. El desplazamiento entre los imanes 312, 314 provoca una fuerza en el primer imán polarizado axialmente 312, que es contrarrestada por un cojinete de empuje 316 acoplado al primer imán polarizado axialmente 312, creando estabilidad axial en el cojinete magnético de repulsión radial 302. Mientras que el cojinete de empuje 316 está configurado principalmente para permitir el movimiento del primer imán polarizado axialmente 312 en direcciones ortogonales al eje longitudinal de los imanes 312, 314, también proporciona un cumplimiento limitado sobre los ejes de cabeceo y guiñada contra momentos de rotación no deseados. El cojinete de empuje 316 puede implementarse usando uno o más cojinetes de rodillos (p. ej., como se muestra en la Figura 3A), un cojinete de fluido, un cojinete de película, un cojinete de flexión o un cojinete magnético. En el ejemplo que se muestra, el cojinete de empuje 316 es un cojinete de rodillos dispuesto, en un primer extremo de la carcasa 308 opuesto al extremo de la carcasa que incluye el elemento de fijación roscado 311, entre una parte 317 de la carcasa 308 y un accesorio 319 al primer imán polarizado axialmente 312.

Como se muestra en la Figura 3A, cuando la carcasa 308 y el conector 310 están acoplados entre sí, las fibras ópticas 304, 306 están alineadas con un pequeño espacio entre las fibras. El espacio puede estar definido por el cojinete de empuje 316, el elemento de fijación roscado 311 o una combinación de los mismos. Es decir, el tamaño de dichos componentes puede determinar el espacio que queda entre las fibras ópticas 304, 306 cuando las dos plataformas se acoplan entre sí. En caso de desviación en cualquiera de las plataformas (que puede deberse a expansión o contracción térmica, variaciones estructurales o movimientos en las plataformas u otras razones), las fibras ópticas 304, 306 pueden permanecer alineadas debido al cojinete magnético de repulsión radial 302. Por lo tanto, se puede decir que el cojinete magnético de repulsión radial 302 autoalinea las fibras ópticas 304, 306.

Por ejemplo, si la carcasa 308, el conector 310 o ambos se desviaran (p. ej., se expandieran debido a las variaciones térmicas), el imán 314 se movería junto con la desviación ya que está acoplado tanto a la carcasa 308 como al conector 310. En consecuencia, la desviación en cualquiera de las plataformas haría que la fibra óptica 306 se moviera junto con el movimiento de desviación. Sin embargo, debido a la adaptabilidad radial proporcionada por el cojinete de empuje 319, el imán 312 puede moverse junto con la desviación ocasionada por el cambio en las fuerzas magnéticas entre los imanes 312, 314 causado por la desviación. Esto permite que la fibra óptica 304 se autoalinee con la fibra óptica 306 en presencia de cualquier desviación.

El sistema de ejemplo 300 puede incluir componentes adicionales, menos u otros que los ilustrados en las Figuras 3A-3B. Además, el cojinete magnético de repulsión radial 302 puede usarse para alinear otros tipos de elementos además de los que se muestran en las Figuras 3A-3B. Por ejemplo, aunque las Figuras 3A-3B muestran un cojinete magnético de repulsión radial 302 que alinea las fibras ópticas 304, 306, el cojinete magnético de repulsión radial 302 también puede usarse para alinear otros tipos de elementos.

Las Figuras 4A-4B son diagramas que muestran un ejemplo de proceso para fabricar un conjunto que incluye un cojinete magnético de repulsión radial (tal como el cojinete magnético de repulsión radial 302 de las Figuras 3A-3B). En particular, la Figura 4A muestra aspectos del proceso de fabricación de ejemplo 450 en relación con un conjunto 400 que incluye un cojinete magnético de repulsión radial, mientras que la Figura 4B es un diagrama de flujo que muestra el proceso de fabricación de ejemplo 450. En algunos casos, la fabricación de un cojinete magnético de repulsión radial, tal como el cojinete magnético de repulsión radial 302 de las Figuras 3A-3B, puede ser difícil debido a la naturaleza repulsiva de los imanes. Además, algunos imanes permanentes pueden ser propensos a romperse. En algunos casos, sin embargo, el proceso 450 puede permitir la fabricación del conjunto 400 fabricando el cojinete magnético de repulsión radial en un estado no magnetizado y luego magnetizando el cojinete después de haber sido ensamblado.

En la etapa 452 se forman anillos 402, 404 de forma anular de material magnético sinterizado no magnetizado. En algunos casos, los anillos 402, 404 pueden formarse colocando el material magnético sinterizado no magnetizado en cubiertas. En algunas realizaciones, el material sinterizado puede incluir polvo de NdFeB u otro tipo de material no magnetizado que puede volverse magnético tras la aplicación de un campo magnético. Los anillos 402, 404 pueden, después de aplicar un campo magnético, convertirse en imanes 312, 314 de las Figuras 3A-3B. El radio exterior del anillo 402 es menor que el radio interior del anillo 404 para que el anillo 402 pueda colocarse dentro del radio interior del anillo 404 como se muestra en la Figura 4A.

En la etapa 454, el anillo 402 se coloca dentro del anillo 404 de manera que los anillos 402, 404 sean concéntricos entre sí. Se puede usar una cuña 406 no magnética para separar los anillos 402, 404 y mantener su ubicación concéntrica, ya que el material no está magnetizado en este momento. Los anillos 402, 404 se pueden colocar de manera que haya un desplazamiento entre el eje estructural simétrico del anillo 402 y un eje magnético neutro de los imanes formados cuando se magnetiza el material dentro de los anillos 402, 404. La cuña 406 puede ser de plástico o de otro tipo de material no magnético. Dado que los anillos no están magnetizados en las etapas 452 y 454, pueden manipularse y colocarse sin temor a romperse.

En la etapa 456, el cojinete de empuje 316 y los anillos 402, 404 se colocan dentro de una cavidad 309 definida por la carcasa 308. El cojinete de empuje 316 se puede colocar de manera que esté dispuesto en un primer extremo de la carcasa 308 (el lado izquierdo del conjunto 400 que se muestra en la Figura 4A) opuesto a una abertura definida por la carcasa 308 (el lado derecho del conjunto 400 mostrado en la Figura 4A). En algunos casos, esto puede incluir acoplar el anillo exterior 404 a una pared de la cavidad 309. El anillo exterior 404 se puede acoplar utilizando cualquier medio adecuado, como materiales adhesivos (p. ej., un tipo de pegamento o epoxi). El cojinete de empuje 316 y los anillos 402, 404 se pueden colocar utilizando cuñas 408, 410 no magnéticas. Como se muestra en la Figura 4A, la cuña 406 puede colocarse entre el accesorio 319 y la pared de la cavidad 309, y la cuña 408 puede colocarse entre el anillo 402 y una parte 317 de la carcasa 308. Las cuñas 408, 410 pueden ser de plástico u otro tipo de material no magnético, y pueden ser iguales o diferentes del material utilizado para la cuña 406.

En la etapa 458, se aplica un campo magnético 412 al conjunto 400. El campo magnético puede ser relativamente fuerte y puede ser estrictamente ortogonal al eje de los anillos 402, 404. El campo magnético 412 puede retirarse una vez que los anillos formados por los anillos 402, 404 adquieran suficiente magnetismo remanente. Una vez magnetizados, los anillos 402, 404 pueden formar un cojinete magnético de repulsión radial. Cuando se retira el campo magnético 412, el anillo interior 402 (a través del cojinete de empuje 316) aplicará una fuerza contra la parte 317 de la carcasa 308 debido al desplazamiento entre los ejes estructural y magnético neutros de los anillos 402, 404, y el cojinete de empuje 316 puede contrarrestar esta fuerza.

En la etapa 460, la fibra óptica 304 se coloca dentro y se acopla al anillo 402. La fibra óptica 304 se puede acoplar al anillo 402 utilizando cualquier medio adecuado, como materiales adhesivos (p. ej., pegamento o epoxi).

En la etapa 462, se retiran las cuñas 406, 408, 410. En algunos casos, las cuñas 408, 410 se pueden quitar antes que la cuña 406. El conjunto 400 puede entonces ser mecánica y magnéticamente estable, creando un conector de enchufe que lleve una "fibra flotante" en el medio. El conjunto puede así estar listo para acoplarse a un enchufe de "fibra fija" adecuado (p. ej., el conector 310 de la Figura 3A) que tiene dimensiones coincidentes y una fibra óptica que está en alineación concéntrica con respecto a su alojamiento.

El proceso de ejemplo de las Figuras 4A-4B puede incluir operaciones adicionales o diferentes, y las operaciones pueden realizarse en el orden mostrado o en otro orden. En algunos casos, una o más de las operaciones mostradas en las Figuras 4A-4B se implementan como procesos que incluyen múltiples operaciones, subprocesos u otros tipos de rutinas. En algunos casos, las operaciones pueden combinarse, realizarse en otro orden, realizarse en paralelo, iterarse o repetirse o realizarse de otra manera. De manera similar, para aquellos diseños en los que el imán 404 es parte del enchufe de fibra fijo (p. ej., el imán 402 está unido al lado flotante), el campo de magnetización 412 se puede aplicar después de que los enchufes fijo y flotante se unan con el elemento de fijación 311.

Las Figuras 5-7 ilustran otros sistemas de ejemplo para elementos autoalineables de dos plataformas que utilizan un cojinete magnético de repulsión radial. Similar al sistema 300 mostrado en las Figuras 3A y 3B, los sistemas mostrados en las Figuras 5-7 utilizan un cojinete magnético de repulsión radial para autoalinear elementos (p. ej., elementos ópticos) de dos plataformas. Sin embargo, en el sistema 300, el cojinete magnético de repulsión radial comprende dos imanes polarizados axialmente que están montados en una de las dos plataformas. En comparación, en los sistemas que se muestran en las Figuras 5-7, el cojinete magnético comprende un primer imán polarizado axialmente montado en una de las plataformas y un segundo imán polarizado axialmente montado en la otra plataforma.

La Figura 5 ilustra una vista en sección transversal de uno de tales sistemas, específicamente el ejemplo del sistema 500, para elementos autoalineables de dos plataformas que usan cojinetes magnéticos de repulsión radial de acuerdo con una realización particular de la presente invención. En general, el sistema 500 incluye un conjunto de fibra flotante 508 (p. ej., una primera plataforma) que tiene una fibra óptica 504 y un conjunto de fibra fija 510 (p. ej., una segunda plataforma) que tiene una fibra óptica 506. El sistema 500 utiliza un cojinete magnético de repulsión radial 502 para alinear las fibras ópticas 504 y 506 cuando el conjunto de fibra flotante 508 y el conjunto de fibra fija 510 están acoplados entre sí.

Como se muestra en la Figura 5, el conjunto de fibra flotante 508 comprende fibra óptica 508, un primer imán polarizado axialmente 512, un anillo de montaje 519, un cojinete de empuje 516 y una guía de alineación 532, mientras que el conjunto de fibra fija 510 comprende fibra óptica 506, un imán polarizado axialmente 514, y una carcasa 524 que se extiende desde el exterior del conjunto 510 y es concéntrica con el extremo de la fibra óptica 506. Una contratuerca 517 sirve para empujar, sujetar y/o bloquear el conjunto de fibra flotante 508 en el conjunto de fibra fija 510 cuando los dos conjuntos están acoplados entre sí. En realizaciones particulares, la contratuerca 517 también se puede quitar para desacoplar los dos conjuntos.

La fibra óptica 504 y/o la fibra óptica 506 pueden comprender cada una una fibra de un solo núcleo, una fibra de múltiples núcleos o una pluralidad de fibras ópticas. Además, la fibra y/o las fibras pueden incluir una cubierta exterior. En realizaciones particulares, la funda exterior puede ser un revestimiento que acompaña a la fibra o una virola. Como se muestra en la Figura 5, la fibra óptica 504 comprende un núcleo de fibra 520 y una cubierta de fibra 522.

Centrándonos en el conjunto de fibra flotante 508, el primer imán polarizado axialmente 512 se acopla y es concéntrico con el extremo distal de la fibra óptica 504. Como se muestra en la Figura 5, el polo norte del imán 512 está ubicado en el extremo distal del imán, mientras que el polo sur del imán 512 está ubicado en el extremo proximal. Sin embargo, la orientación opuesta también es aceptable siempre que coincida con la orientación del segundo imán polarizado axialmente 514 (es decir, los polos norte están alineados entre sí y los polos sur están alineados entre sí).

El anillo de montaje 519 es concéntrico con, y está montado sobre, el extremo proximal del imán 512. El anillo de montaje 519 puede comprender cualquier material rígido no magnético adecuado y puede tener cualquier geometría apropiada (en forma de anillo o de otro tipo), pero generalmente proporciona una estructura sobre la cual montar el cojinete de empuje 516, que acopla el primer imán polarizado axialmente 512 a la guía de alineación 532. La guía de alineación 532, a su vez, interactúa con el interior de la carcasa 524 en el conjunto de fibra fija 510.

En la realización que se muestra en la Figura 5, la guía de alineación 532 es un disco en forma de anillo que es concéntrico con la fibra óptica 504 y está acoplado al lado proximal del cojinete de empuje 516. La superficie radial de la guía de alineación 532 está configurada para interactuar con la superficie interior de la carcasa 524. De esta manera, la guía de alineación 532 ayuda a guiar la inserción del primer imán polarizado axialmente 512 en el centro del segundo imán polarizado axialmente 514 (descrito con más detalle a continuación) cuando el conjunto de fibra flotante 508 está acoplado o emparejado con el conjunto de fibra fija 510.

Cuando los conjuntos están acoplados, la guía de alineación 532 se mantiene en su lugar mediante la contratuerca 517, que está ubicada justo proximal a la guía de alineación 532. En consecuencia, la disposición de la contratuerca 517 controla indirectamente el desplazamiento entre el eje neutro magnético 515 y el eje simétrico estructural 513 de los dos imanes, así como el espacio operativo entre los extremos terminales de las fibras ópticas 504 y 506. Como se muestra en la Figura 5, la contratuerca 517 incluye una parte roscada 511 que está configurada para interactuar con una parte roscada complementaria 526 en el conjunto de fibra fija 510. Estas porciones roscadas complementarias 511 y 526 permiten que las dos plataformas se acoplen entre sí de manera rígida y desmontable. En realizaciones particulares, la contratuerca 517 puede comprender cualquier material y/o geometría no magnéticos adecuados. Además, aunque se ilustra que el sistema 500 incluye un elemento de fijación roscado (p. ej., que comprende partes roscadas 511 y 526), en otras realizaciones, se puede usar un montaje de bayoneta o un accesorio de tapa a presión para acoplar rígidamente el ensamblaje de fibra flotante 508 y el ensamblaje de fibra fija 510. Con el beneficio de esta divulgación, un experto en la materia debería poder seleccionar otros mecanismos de sujeción alternativos para la contratuerca 517.

Al incluir el cojinete de empuje 516 entre el anillo de montaje 519 y la guía de alineación 532, el conjunto de fibra flotante 508 puede permitir el movimiento del primer imán polarizado axialmente 512 en direcciones ortogonales al eje longitudinal del imán 512. Es por eso que la fibra óptica 504 puede denominarse "flotante", en oposición a la fibra óptica 506, que puede denominarse "fija". En realizaciones particulares, el cojinete de empuje 516 puede implementarse usando uno o más cojinetes de rodillos, un cojinete de fluido, un cojinete de película, un cojinete de flexión o un cojinete magnético. En el ejemplo mostrado en la Figura 5, el cojinete de empuje 516 se ilustra como un cojinete de rodillos. Con el beneficio de esta divulgación, un experto en la materia debería poder seleccionar otras implementaciones alternativas para el cojinete de empuje 516.

Volviendo al conjunto de fibra fija 510, el conjunto de fibra fija 510 comprende fibra óptica 510, un imán polarizado axialmente 514 y una carcasa 524 que se extiende desde el exterior del conjunto 510 y es concéntrica con el extremo de la segunda fibra óptica 506. El alojamiento 524 incluye una parte roscada 526 que está configurada para recibir la parte roscada 511 del conjunto de fibra flotante 508. Además, el conjunto de fibra fija 510 incluye un segundo imán polarizado axialmente 514, que tiene forma de anillo y está montado en el interior de la carcasa 524, concéntrico y separado del extremo terminal de la segunda fibra óptica 506. El segundo imán polarizado axialmente 514 está configurado para recibir y ser concéntrico con el primer imán polarizado axialmente 512 cuando el conjunto de fibra flotante 508 se acopla o acopla con el conjunto de fibra fija 510. En consecuencia, el conjunto de fibra flotante 508 puede considerarse el componente macho del sistema 500 y el conjunto de fibra fija 510 puede considerarse el componente hembra. Como se muestra en la Figura 5, el polo norte del segundo imán polarizado axialmente 514 está ubicado hacia el extremo terminal de la fibra óptica 506 del imán, mientras que el polo sur del imán 514 está ubicado lejos del extremo terminal de la fibra óptica 506. Sin embargo, la orientación opuesta también es aceptable siempre que coincida con la orientación del primer imán polarizado axialmente 512 (es decir, los polos norte están alineados entre sí y los polos sur están alineados entre sí).

Cuando el conjunto de fibra flotante 508 se acopla con el conjunto de fibra fija 510 a través de las porciones roscadas 511 y 526, se forma una cavidad 509 entre las dos plataformas, dentro del interior de la carcasa 524. Dentro de la cavidad 509, el primer imán polarizado axialmente 512 es recibido por el segundo imán polarizado axialmente 514 en forma de anillo de manera que queda un espacio radial entre los dos imanes. Además, el primer imán polarizado axialmente 512 está configurado para ser de repulsión radial al segundo imán polarizado axialmente 514, de modo que cuando el conjunto de fibra flotante 508 y el conjunto de fibra fija 510 se acoplan, los dos imanes 512 y 514 forman un cojinete de imán de repulsión radial 502. En realizaciones particulares, los imanes 512 y 514 pueden implementarse utilizando imanes permanentes, como imanes de neodimio (p. ej., imanes de NdFeB), electroimanes, otros tipos de imanes o una combinación de los mismos. Al colocar el primer imán polarizado axialmente 512 concéntricamente con la primera fibra óptica 504 y colocar el segundo imán polarizado axialmente 514 concéntricamente con la segunda fibra óptica 506, el sistema 500 puede usar la interacción de los imanes 512 y 514 en el cojinete 502 para suspender el primer imán polarizado axialmente 512 dentro del segundo imán polarizado axialmente 514 en forma de anillo y alinear las fibras ópticas 504 y 506.

Además, como se muestra en la Figura 5, el eje magnético neutro 515 de los imanes 512 y 514 está desplazado del eje estructural simétrico 513 del primer imán polarizado axialmente 512. El desplazamiento provoca una fuerza que tiende a expulsar el primer imán polarizado axialmente 512 del segundo imán polarizado axialmente 514. Esta fuerza es contrarrestada por el cojinete de empuje 516 y la contratuerca 517, creando estabilidad axial en el cojinete magnético de repulsión radial 502.

En realizaciones particulares, el cojinete de empuje 516 también permite una libertad de movimiento limitada del conjunto de fibras flotantes 508 a lo largo del eje Y (guiñada) y el eje Z (cabeceo) del conjunto de fibra fija 510. Esto permite realizaciones particulares de la presente invención para reducir y/o minimizar el efecto de las variaciones de contacto (entre el conjunto de fibra flotante 508 y el conjunto de fibra fija 510) en la alineación entre las fibras ópticas 504 y 506. Por ejemplo, cada operación de acoplamiento y desacoplamiento entre el ensamblaje de fibra flotante 508 y el ensamblaje de fibra fija 510 puede causar que la guía de alineación 532 y/o las partes roscadas 511 y 526 experimenten varias condiciones de bloqueo no repetitivas (p. ej., las que implican fuerzas, torques, momentos, puntos de contacto, propiedades de contorno). Sin embargo, debido a que el cojinete de empuje 516 permite la acomodación traslacional y rotacional ortogonal al eje longitudinal del primer imán polarizado axialmente 512, dichas variaciones en las condiciones de bloqueo pueden ser absorbidas por el cojinete de empuje 516 en lugar de ser transmitidas al espacio radial entre el primer imán polarizado axialmente 512 y segundo imán polarizado axialmente 514. Por lo tanto, la alineación radial entre las fibras ópticas 504 y 506 puede verse mínimamente afectada por el acoplamiento y desacoplamiento repetido de las dos plataformas.

La Figura 6 ilustra una vista en sección transversal de otro sistema, el sistema 600, para elementos autoalineables de dos plataformas que utilizan cojinetes magnéticos de repulsión radial de acuerdo con una realización particular de la presente invención. Como se muestra en la Figura 6, el sistema 600 incluye un conjunto de fibra flotante 608 que tiene una fibra óptica 604 y un conjunto de fibra fija 610 que tiene una fibra óptica 606. El sistema 600 utiliza un cojinete magnético de repulsión radial 602 formado por imanes polarizados axialmente 612 y 614 para alinear las fibras ópticas 604 y 606 cuando el conjunto de fibra flotante 608 y el conjunto de fibra fija 610 se acoplan entre sí.

En general, el conjunto de fibra flotante 608 es similar al conjunto de fibra flotante 508 que se muestra en la Figura 5. El conjunto de fibra flotante 608 incluye la primera fibra óptica 604, el primer imán polarizado axialmente 612, el cojinete de empuje 616 y la guía de alineación 632. Sin embargo, a diferencia de la Figura 5, el cojinete de empuje 616 no está montado en un anillo de montaje (p. ej., el anillo de montaje 519) que está acoplado al primer imán polarizado axialmente 612. En cambio, el cojinete de empuje 616 está montado en una guía de inserción 628 que está montada concéntricamente en la fibra óptica 604, adyacente y próxima al primer imán polarizado axialmente 612. En realizaciones particulares, el ensamblaje de fibra flotante 610 también puede incluir una segunda guía de inserción 630 que está montada concéntricamente en la fibra óptica 604, adyacente y distal al primer imán polarizado axialmente 612. De esta manera, el primer imán polarizado axialmente 612 puede intercalarse entre las dos guías de inserción 628 y 630. Las guías de inserción, como las guías 628 y 630, pueden ser útiles en realizaciones en las que el primer imán polarizado axialmente 612 tiene una longitud axial más corta que la del correspondiente segundo imán polarizado axialmente 614 en forma de anillo en el conjunto de fibra fija 610. Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, en realizaciones particulares, el primer imán polarizado axialmente puede tener una longitud axial más larga, más corta o igual que la longitud axial del segundo imán polarizado axialmente. Las dimensiones particulares de las guías de inserción 628 y 630 pueden seleccionarse para asegurar que el primer imán polarizado axialmente 612 esté adecuadamente situado a lo largo del eje longitudinal del segundo imán polarizado axialmente 614 cuando el conjunto de fibra flotante 608 y el conjunto de fibra fija 610 se acoplan entre sí. En realizaciones particulares, la guía de inserción 630 también puede servir para proteger el extremo distal del primer imán polarizado axialmente 612 del desgaste cuando se inserta en el centro del segundo imán polarizado axialmente 614. En general, las guías de inserción 628 y 630 pueden comprender cualquier material no magnético adecuado, como un elastómero.

Por lo demás, los componentes del sistema 600 son similares a los del sistema 500 ilustrado en la Figura 5. Además de ayudar a garantizar que el primer imán polarizado axialmente 612 se coloque adecuadamente dentro del segundo imán polarizado axialmente 614 en forma de anillo con las dos plataformas acopladas, la guía de inserción 628 también sirve como estructura sobre la que se monta el cojinete de empuje 616. El cojinete de empuje 616, a su vez, acopla la guía de inserción 628 a la guía de alineación 632, que está asegurada en su lugar con la contratuerca 617 cuando el conjunto de fibra flotante 608 y el conjunto de fibra fija 610 están acoplados entre sí. En ejemplos particulares, la contratuerca 617 incluye una parte roscada 611 que está configurada para interconectarse con una parte roscada complementaria 626 en el conjunto de fibra fija 610 y acoplar de manera desmontable las dos plataformas entre sí. Nuevamente, aunque se muestra que el sistema 600 incluye un elemento de fijación roscado (p. ej., que comprende partes roscadas 611 y 626), en otros ejemplos se puede usar un montaje de bayoneta o un accesorio de tapa a presión en lugar de un elemento de fijación roscado para acoplar las dos plataformas. De manera similar, aunque el cojinete de empuje 616 se ilustra como un cojinete de rodillos, en realizaciones particulares el cojinete de empuje 616 puede implementarse usando uno o más cojinetes de rodillos, un cojinete de fluido, un cojinete de película, un cojinete de flexión o un cojinete magnético.

El conjunto de fibra fija 610 también es similar al conjunto de fibra fija 510 ilustrado en la Figura 5. Generalmente, el conjunto de fibra fija 610 incluye una segunda fibra óptica 606 y una carcasa 624 en forma de anillo que se extiende desde el exterior del conjunto 610 y es concéntrica con el extremo de la segunda fibra óptica 606. La carcasa 624 incluye una parte roscada 626 que está configurada para recibir la parte roscada 611 de la contratuerca 617. Además, el conjunto de fibra fija 610 incluye un segundo imán polarizado axialmente 614, que tiene forma de anillo y está montado en el interior de la carcasa 624, concéntrico y separado del eje longitudinal de la segunda fibra óptica 606. El segundo imán polarizado axialmente 614 está configurado para recibir y ser concéntrico con el primer imán polarizado axialmente 612 cuando el conjunto de fibra flotante 608 se acopla con el conjunto de fibra fija 610.

Cuando el conjunto de fibra flotante 608 se acopla con el conjunto de fibra fija 610 usando la contratuerca 617, se forma una cavidad 609 entre las dos plataformas, dentro del interior de la carcasa 624. Dentro de la cavidad 609, el primer imán polarizado axialmente 612 es recibido por el segundo imán polarizado axialmente 614 en forma de anillo de manera que queda un espacio radial entre los dos imanes. Además, el primer imán polarizado axialmente 612 está configurado para ser de repulsión radial al segundo imán polarizado axialmente 614, de modo que cuando las plataformas 608 y 610 se acoplan, los dos imanes 612 y 614 forman un imán de repulsión radial 602. Al colocar el primer imán polarizado axialmente 612 concéntricamente con la primera fibra óptica 604 y colocar el segundo imán polarizado axialmente 614 concéntricamente con la segunda fibra óptica 606, el sistema 600 puede usar la interacción de los imanes 612 y 614 en el cojinete 602 para suspender el primer imán polarizado axialmente 612 dentro del segundo imán polarizado axialmente 614 en forma de anillo y alinear las fibras ópticas 604 y 606. Además, el uso del cojinete de empuje 616 para acoplar el primer imán polarizado axialmente 612 al anillo de acoplamiento 617 permite que las plataformas 608 y 610 se acoplen rígidamente entre sí (a través de las porciones roscadas 611 y 626) al mismo tiempo que permite que pueda ocurrir desviación entre los componentes del sistema debido a la expansión térmica u otras tensiones. El cojinete de empuje 616 también permite una libertad de movimiento limitada del conjunto de fibra flotante 608 a lo largo del eje Y (guiñada) y el eje Z (cabeceo) del conjunto de fibra fija 610. Esto permite realizaciones particulares de la presente invención para reducir y/o minimizar el efecto de las variaciones de contacto (entre el conjunto de fibra flotante 608 y el conjunto de fibra fija 610) en la alineación entre las fibras ópticas 604 y 606.

La Figura 7 ilustra una vista en sección transversal de otro sistema más para elementos autoalineables de dos plataformas que utilizan cojinetes magnéticos de repulsión radial de acuerdo con una realización particular de la presente invención. En particular, la Figura 7 ilustra un sistema 700, que es similar a los sistemas ilustrados en las Figuras 5 y 6. Sin embargo, el sistema 700 utiliza una guía de alineación elastomérica, en lugar de un rodamiento de bolas, para absorber las desviaciones así como las fuerzas de desalineación dentro del sistema.

Como se muestra en la Figura 7, el sistema 700 incluye un conjunto de fibra flotante 708 que comprende una fibra óptica 704 y un conjunto de fibra fija 710 que comprende una fibra óptica 706. El sistema 700 usa un cojinete magnético de repulsión radial 702 para alinear las fibras ópticas 704 y 706 cuando los conjuntos 708 y 710 están acoplados entre sí.

En general, el conjunto de fibra flotante 708 incluye la primera fibra óptica 708, el primer imán polarizado axialmente 712, las guías de inserción 728 y 730 y la guía de alineación elastomérica 732. En ciertos ejemplos, la fibra óptica 704 y/o la fibra óptica 706 pueden comprender cada uno una fibra de un solo núcleo, una fibra de múltiples núcleos o una pluralidad de fibras ópticas. Además, la fibra y/o las fibras pueden incluir una cubierta exterior. En ejemplos particulares, la cubierta exterior puede ser un revestimiento que acompaña a la fibra o una virola. Como se muestra en la Figura 7, la fibra óptica 704 comprende un núcleo de fibra 720 y una cubierta de fibra 722.

El primer imán polarizado axialmente 712 está acoplado y es concéntrico con la fibra óptica 704. También acoplados concéntricamente en la fibra óptica 704, están la guía de inserción 728, que es adyacente y próxima al primer imán polarizado axialmente 712, y la guía de inserción 730, que es adyacente y distal al primer imán polarizado axialmente 712. De esta manera, el primer imán polarizado axialmente 712 puede intercalarse entre las dos guías de inserción 728 y 730. Las guías de inserción, como las guías 728 y 730, pueden ser útiles en realizaciones en las que el primer imán polarizado axialmente 712 tiene una longitud axial más corta que la del correspondiente segundo imán polarizado axialmente 714 en forma de anillo en el conjunto de fibra fija 610. Las dimensiones particulares de las guías de inserción 728 y 730 pueden seleccionarse para asegurar que el primer imán polarizado axialmente 712 esté adecuadamente situado a lo largo del eje longitudinal del segundo imán polarizado axialmente 714 cuando el conjunto de fibra flotante 708 y el conjunto de fibra fija 710 se acoplan entre sí, especialmente en las realizaciones donde el primer imán polarizado axialmente 712 tiene una longitud axial más corta que el segundo imán polarizado axialmente 714. En realizaciones particulares, la guía de inserción 730 también puede servir para proteger el extremo distal del primer imán polarizado axialmente 712 del desgaste cuando se inserta en el centro del segundo imán polarizado axialmente 714. En general, las guías de inserción 728 y 730 pueden comprender cualquier material no magnético adecuado incluyendo, aunque sin limitación, elastómeros.

También montada en la fibra óptica 704, adyacente y próxima a la guía de inserción 728 está la guía de alineación elastomérica 732. Al igual que en las guías de alineación 532 (Figura 5) y 632 (Figura 6), la superficie radial de la guía de alineación elastomérica 732 interactúa con la superficie interior de la carcasa 724 y ayuda a facilitar la inserción del primer imán polarizado axialmente 712 en el centro de segundo imán polarizado axialmente 714. Sin embargo, la guía de alineación elastomérica 732 también está configurada para adaptarse a la desviación entre los componentes del sistema (p. ej., debido a la expansión térmica, cambios de estructura) que es ortogonal y/o a lo largo del eje longitudinal de la fibra óptica 704, por lo que se comporta como un cojinete de flexión. En ejemplos particulares, la guía de alineación elastomérica 732 puede comprender cualquier elastómero adecuado y cualquier geometría adecuada siempre que el material elastomérico y la geometría elegidos proporcionen un margen de maniobra adecuado para adaptarse a la desviación de los componentes del sistema. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 7, la guía de alineación elastomérica 732 tiene generalmente forma de campana ilustrada con forma de campana; sin embargo, son posibles otras geometrías dentro de las enseñanzas de la presente invención.

Cuando el primer imán polarizado axialmente 712 se inserta en el segundo imán polarizado axialmente 714, la guía de alineación elastomérica 732 se asegura en su lugar mediante una contratuerca 717, que incluye una parte roscada 711 que está configurada para interactuar con una parte roscada complementaria 726 en el conjunto de fibra fija 710 y acoplar de forma desmontable las dos plataformas entre sí. Nuevamente, aunque se muestra que el sistema 700 incluye un elemento de fijación roscado (p. ej., que comprende partes roscadas 711 y 726), en otras realizaciones, se puede usar un montaje de bayoneta o un accesorio de tapa a presión en lugar de un elemento de fijación roscado para acoplar las dos plataformas.

El sistema 700 también incluye un conjunto de fibras fijas 710, que es similar a los conjuntos de fibras fijas 510 (Figura 5) y 610 (Figura 6) descritos anteriormente. Generalmente, el conjunto de fibra fija 710 incluye una segunda fibra óptica 706 y una carcasa 724 en forma de anillo que se extiende desde el exterior del conjunto 710 y es concéntrica con el extremo de la segunda fibra óptica 706. La carcasa 724 incluye una parte roscada 726 que está configurada para recibir la parte roscada 711 de la contratuerca 717. Además, el conjunto de fibra fija 710 incluye un segundo imán polarizado axialmente 714, que tiene forma de anillo y está montado en el interior de la carcasa 724, concéntrico con el eje longitudinal de la segunda fibra óptica 706. El segundo imán polarizado axialmente 714 está configurado para recibir y ser concéntrico con el primer imán polarizado axialmente 712 cuando el conjunto de fibra flotante 708 está acoplado con el conjunto de fibra fija 710, de manera que queda un espacio radial entre los dos imanes. Además, el primer imán polarizado axialmente 712 está configurado para ser de repulsión radial al segundo imán polarizado axialmente 714, de modo que cuando los conjuntos 708 y 710 se acoplan, los dos imanes 712 y 714 forman un cojinete magnético de repulsión radial 702. Al colocar el primer imán polarizado axialmente 712 concéntricamente con la primera fibra óptica 704 y colocar el segundo imán polarizado axialmente 714 concéntricamente con la segunda fibra óptica 706, el sistema 700 puede usar la interacción de los imanes 712 y 714 en el cojinete 702 para suspender el primer imán polarizado axialmente 712 dentro del segundo imán polarizado axialmente 714 en forma de anillo y alinear las fibras ópticas 704 y 706. Al mismo tiempo, la guía de alineación elastomérica 723 permite que las dos plataformas se conecten rígidamente (a través de la contratuerca 717) al tiempo que permite que pueda ocurrir ocasionalmente desviación entre los componentes del sistema (p. ej., debido a la expansión térmica). La guía de alineación elastomérica 732 también permite una libertad de movimiento limitada del conjunto de fibra flotante 708 a lo largo del eje Y (guiñada) y el eje Z (cabeceo) del conjunto de fibra fija 710. Esto permite reducir y/o minimizar el efecto de las variaciones de contacto (entre el conjunto de fibra flotante 708 y el conjunto de fibra fija 710) en la alineación entre las fibras ópticas 704 y 706.

Se apreciará que las características y funciones divulgadas anteriormente y otras, o alternativas de las mismas, pueden combinarse deseablemente en muchos otros sistemas o aplicaciones diferentes de acuerdo con la divulgación. También se apreciará que los expertos en la materia pueden realizar posteriormente varias alternativas, modificaciones, variaciones o mejoras actualmente no previstas o no contempladas en el presente documento, tal como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema quirúrgico oftálmico (100, 200) que comprende:

una fuente de láser (204, 110) configurada para generar pulsos ópticos y dirigir los pulsos ópticos a lo largo de una trayectoria óptica definida por uno o más elementos ópticos; y

una carcasa (210, 308, 524, 624, 724) configurada para acoplarse a una pieza manual (106, 220), comprendiendo la carcasa un cojinete magnético de repulsión radial (208, 302, 502, 602, 702) que comprende:

un primer imán polarizado axialmente (312, 512, 612, 712) acoplado a un elemento óptico que define la trayectoria óptica;

un segundo imán polarizado axialmente (314, 514, 614, 714) concéntrico con y de repulsión radial al primer imán polarizado axialmente, el segundo imán polarizado axialmente acoplado a la carcasa; y

un cojinete de empuje (316, 516, 616) acoplado a la carcasa y el primer imán polarizado axialmente (312, 512, 612, 712), en donde el cojinete de empuje está configurado para permitir el movimiento del elemento óptico (304, 504, 604, 704) acoplado al primer imán polarizado axialmente en una dirección ortogonal a la dirección axial, y para contrarrestar una fuerza magnética provocada por un desplazamiento entre un eje simétrico estructural (313, 513) del primer imán polarizado axialmente (312, 512, 612, 712) y un eje magnético neutro (315, 515) del primer y segundo imanes polarizados axialmente;

en donde cuando la carcasa está acoplada a la pieza manual, el cojinete magnético de repulsión radial está configurado para alinear ópticamente un elemento óptico de la pieza manual con el elemento óptico acoplado al primer imán polarizado axialmente.

2. El sistema quirúrgico oftálmico de la reivindicación 1, en donde una longitud axial del primer imán polarizado axialmente no es igual a una longitud axial del segundo imán polarizado axialmente.

3. El sistema quirúrgico oftálmico de la reivindicación 1, en donde el cojinete de empuje incluye uno o más de un cojinete de rodillos, un cojinete de fluido, un cojinete de película, un cojinete de flexión y un cojinete magnético (302, 502, 602, 702).

4. El sistema quirúrgico oftálmico de la reivindicación 1, en donde la carcasa (210, 308) define una cavidad (309, 509, 609) y una abertura en un primer extremo, la carcasa está configurada para acoplarse a la pieza manual en el primer extremo, el segundo imán polarizado axialmente está acoplado a una pared de la cavidad, y un primer imán polarizado axialmente está acoplado a la carcasa a través del cojinete de empuje en un segundo extremo de la carcasa opuesta al primer extremo.

5. El sistema quirúrgico oftálmico de la reivindicación 1, en donde la carcasa (308) comprende además un elemento de fijación (311) para acoplarse a la pieza manual, y se define un espacio entre el elemento óptico acoplado al primer imán polarizado axialmente y el elemento óptico en la pieza manual está definido al menos en parte por el cojinete de empuje y el elemento de fijación.

6. El sistema quirúrgico oftálmico de la reivindicación 1, en donde el uno o más elementos ópticos que definen la trayectoria óptica incluyen uno o más de una fibra óptica (304, 306, 504, 506, 604, 606, 704, 706), una lente (206 ), un espejo (205), un prisma y una rejilla de difracción.