RU2481065C1

RU2481065C1 - Device of preliminary turn of operational elements of multifunctional diagnostic-surgical robotic system of operation table with possibility of information and computer control named after yirusanov

Info

Publication number: RU2481065C1
Application number: RU2011151776/12A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Русанов
Original assignee: Юрий Иванович Русанов
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-05-10

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medical equipment. Device of preliminary turn of operational elements of multifunctional diagnostic-surgical robotic system of operation table, whose case is made from two parts of cylindrical shape, one of which includes fixed inside drive with conic gear, functionally connected with conic gear of axial rod element of turn of second part case, inside which it is fixed in the central part of limiter. Upper part of limiter is fixed inside second part of turn case. Two separated bearings with washer between them, connecting first and second parts of device case, are located on axial rod element between its conic gear and limiter. First and second parts of device case are fixed with opposite sides on stator part of drive of device of sliding part turn and on stator part of second drive of device of intermediate turn respectively.

EFFECT: invention makes it possible to extend functional possibilities of device for gripping surgical instruments and diagnostic devices in diagnostic-surgical systems of operation table with possibility of information and computer control.

4 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в робототехнической системе при выполнении различных медицинских процедур.The invention relates to medical equipment and can be used in a robotic system when performing various medical procedures.

Известно устройство зажима (см. патент RU №2371305). которое включает обойму, выполненную с возможностью поступательною перемещения, упругие элементы, выполненные в виде упругой ленты с перегибами и прикрепленные к обойме, приводной элемент со штоком и несущий стержень. Захват снабжен жесткой планкой, имеющий в средней части шарнир, при этом упругие элементы прикреплены к обойме одним концом, а другим, в виде внутренних перегибов упругих элементов, - к жесткой планке. При этом несущий стержень скреплен с шарниром жесткой планки (прототип).A clamping device is known (see patent RU No. 2371305). which includes a cage made with the possibility of translational movement, elastic elements made in the form of an elastic tape with kinks and attached to the cage, a drive element with a rod and a supporting rod. The grip is equipped with a rigid bar having a hinge in the middle part, while the elastic elements are attached to the ferrule with one end and the other, in the form of internal bends of the elastic elements, to the rigid bar. In this case, the supporting rod is fastened with a hinge of a rigid strap (prototype).

Недостатком известного устройства зажима является ограничение его функциональных возможностей, поскольку он предназначен для решения конкретной задачи и не может быть применен в робототехнической системе с компьютерным управлением для ориентированного приема хирургических инструментов и диагностических устройств с последующим возвратно-поступательным двойным разворотом для проведения как хирургических, так и диагностики процедур.A disadvantage of the known clamping device is the limitation of its functionality, since it is designed to solve a specific problem and cannot be used in a computer-controlled robotic system for oriented reception of surgical instruments and diagnostic devices with subsequent reciprocating double-turn for carrying out both surgical and diagnostic procedures.

Техническим результатом предложенного изобретения является усовершенствование известного устройства захвата для ориентированного приема и двойного возвратно-поступательного разворота хирургических инструментов и диагностических устройств, функционально связанных с операционным столом с компьютерным управлением.The technical result of the proposed invention is the improvement of the known capture device for oriented reception and double reciprocating reversal of surgical instruments and diagnostic devices functionally connected to a computer-controlled operating table.

Указанный технический результат достигается следующим устройством.The specified technical result is achieved by the following device.

Устройство предварительного разворота операционных элементов многофункционального диагностико-хирургического робототехнической системы операционного стола с возможностью информационно-компьютерного управления, включающее устройство захвата операционных элементов посредством зажима с возможностью двух разворотов и шарнирно посредством первого привода соединенного с устройством промежуточного разворота, который включает второй привод, а также содержит устройство разворота выдвижной системы с приводом, выполняющую функцию шарнира, при этом введено устройство дополнительного осевого разворота устройства захвата, корпус которого выполнен из двух частей цилиндрической формы, одна из который включает зафиксированный внутри привод с конической шестеренкой, функционально связанной с конической шестеренкой осевого стержневого элемента разворот второй части корпуса, внутри которого он зафиксирован в центральной части ограничителя, а верхняя часть ограничителя зафиксирована внутри второй части корпуса разворота, при этом на осевом cтepжневом элементе между его конической шестеренкой и ограничителем расположены два разнесенных подшипника с шайбой между ними, которая зафиксирована с первой и второй частью корпуса осевого дополнительного разворота устройства захвата, при этом первая и вторая часть корпуса устройства дополнительного осевого разворота зажима противоположными сторонами зафиксированы на статорной части привода устройства разворота выдвижной части и на статорной част второго привода устройства промежуточного разворота соответственно.The device is a preliminary reversal of the operating elements of a multifunctional diagnostic and surgical robotic system of the operating table with the possibility of information and computer control, including a device for capturing the operating elements by means of a clamp with the possibility of two turns and pivotally by means of a first drive connected to the intermediate reversal device, which includes a second drive, and also contains retractable swing device with ball drive ira, while introducing a device for additional axial rotation of the gripping device, the body of which is made of two cylindrical parts, one of which includes a drive fixed inside with a bevel gear, functionally connected with a bevel gear of the axial rod element, a turn of the second body part, inside which it is fixed in the central part of the limiter, and the upper part of the limiter is fixed inside the second part of the reversal case, while on the axial rod element between it With the gear and limiter, there are two spaced bearings with a washer between them, which is fixed with the first and second parts of the axial additional reversal of the gripper device, while the first and second parts of the additional axial reversal of the clamp device with opposite sides are fixed on the stator part of the drive of the sliding part reversal device and on the stator part of the second drive of the intermediate reversal device, respectively.

На фиг.1 изображено устройство предварительного разворота операционных элементов многофункционального диагностико-хирургического робототехнической системы операционного стола с возможностью информационно-компьютерного управления. На фиг.2 изображено устройство промежуточною разворота захват операционных элементов. На фиг.3 изображено устройство зажима инструмента функционально связанное с устройством разворота его в плоскости и осевого разворота. На фиг.4 изображена робототехническая системы операционного стола с возможностью информационно-компьютерного управления.Figure 1 shows a device for preliminary reversal of the operating elements of a multifunctional diagnostic and surgical robotic operating table system with the possibility of information-computer control. Figure 2 shows the device of the intermediate spread capture operating elements. Figure 3 shows the device clamping tool functionally associated with a device for turning it in the plane and axial rotation. Figure 4 shows the robotic system of the operating table with the possibility of information and computer control.

Устройство предварительного разворота операционных элементов многофункционального диагностико-хирургического робототехнической системы операционного стола с возможностью информационно-компьютерного управления содержит (фиг.3) устройство зажима 1, инструмент 2, реализованною с возможностью возвратно-поступательного смещения в корпусе зажима 3 посредством возвратно-поступательного смещения привода 4 с фиксирующим стержнем 5. При этом корпус 3 с зажимом 1 хирургических элементов 2 с противоположной стороны 6 расположения зажима 1 зафиксирован на конической шестеренке 7 для возвратно-поступательного смещения в осевой плоскости первой части корпуса смещения 8 зажима 1 и шарнирно соединен с верхней частью осевого стержня 9 конической шестеренки 7, которая функционально связана с конической шестеренкой 10 привода 11 возвратно-поступательного разворота корпуса 3 с зажимом хирургических элементов 2. При этом привод 11 возвратно-поступательного разворота корпуса 3 с зажимом 1 зафиксирован на первой 12 и второй 13 половине первой части корпуса 8 смещения зажима 1, которые совместно образуют корпус цилиндрической формы и с противоположной стороны 14 расположения зажима 1 зафиксированы между собой посредством ограничителя 15, который зафиксирован на одном конце осевого стержневого элемента 16 осевого разворота зажима. При этом второй конец осевого стержневого элемента 16 выполнен с конической шестеренкой 17, которая функционально связана с конической шестеренкой 18 привода осевого разворота 19, который зафиксирован внутри второй части корпуса, который также выполнен в виде двух половин 20 и 21, соединенных посредством шайбы 22. В результате описанная конструкция представляет собой устройство разворота в плоскости 23 захвата операционных элементов и устройство осевого разворота операционных элементов 24 и является устройством захвата операционных элементов с возможностью двух разворотов. При этом устройство захвата операционных элементов с возможностью двух разворотов, а также дополнительный корпус 25 устройства промежуточного разворота (фиг.2) с первым 26 и вторым 27 приводом с редуктором, которые позиционно расположены на одном 28 и другом 29 его конце, при этом внешняя редукторная часть первого 26 и второго 27 привода соединена с первой половиной конечной части 30 корпуса 25 промежуточного разворота зажима, а противоположная статорная часть 31 приводов шарнирно соединена со второй половиной конечной части 31 корпуса промежуточного разворота, при этом на корпусе статора первого привода 26 закреплен с возможностью совместного разворота крайняя часть корпуса устройства 23, 24 устройства зажима операционных элементов с возможностью двух разворотов, а на корпусе статора второго привода 27 закреплена крайняя часть 32 дополнительного устройства осевого разворота зажима. При этом введено устройство дополнительного осевого разворота захвата (фиг.1), корпус которого выполнен из двух частей 33 и 34 цилиндрической формы, одна 34 из который включает зафиксированный внутри привод 35 с конической шестеренкой 36, функционально связанной с конической шестеренкой 37 осевого стержневого элемента 38 разворота второй части корпуса 33, внутри которого он зафиксирован в центральной части ограничителя 39, а верхняя часть ограничителя 39 зафиксирована внутри второй части 33 корпуса разворота, при этом на осевом стержневом элементе 38 между его конической шестеренкой 37 и ограничителем 39 расположены два разнесенных подшипника 40 и 41 с шайбой 42 между ними, которая зафиксирована с первой и второй частью корпуса 34 осевого дополнительного разворота устройства захвата 1. При этом первая 33 и вторая 34 часть корпуса устройства дополнительного осевого разворота зажима противоположными сторонами 43 и 32 зафиксированы на статорной части привода 44 устройства разворота выдвижной части и на статорной части второго привода 27 устройства промежуточного разворота соответственно. На фиг.4 изображен корпус робототехнической системы 45, хирургический стол 46 и инструментальный стол 47.The device preliminary rotation of the operating elements of the multifunctional diagnostic and surgical robotic system of the operating table with the possibility of information-computer control contains (figure 3) the clamping device 1, tool 2, implemented with the possibility of reciprocating displacement in the clamp housing 3 by means of the reciprocating displacement of the actuator 4 with a fixing rod 5. In this case, the housing 3 with the clamp 1 of the surgical elements 2 on the opposite side 6 of the location of the clamp 1 fix It is mounted on a bevel gear 7 for reciprocating displacement in the axial plane of the first part of the displacement housing 8 of the clamp 1 and is pivotally connected to the upper part of the axial shaft 9 of the bevel gear 7, which is functionally connected with the bevel gear 10 of the actuator 11 of the reciprocating rotation of the housing 3 with a clamp surgical elements 2. In this case, the drive 11 of the reciprocating rotation of the housing 3 with the clamp 1 is fixed on the first 12 and second 13 half of the first part of the housing 8 of the displacement of the clamp 1, which together azuyut cylindrical body and the opposite side 14 of the clamping arrangement 1 are fixed together by means of the limiter 15 which is fixed to one axial end of the rod member 16 axially clamp reversal. The second end of the axial rod element 16 is made with a bevel gear 17, which is functionally connected with a bevel gear 18 of the axial rotation drive 19, which is fixed inside the second part of the housing, which is also made in the form of two halves 20 and 21 connected by a washer 22. B As a result, the described construction is a pivot device in a plane 23 for capturing operating elements and an axial pivot device for operating elements 24 and is a device for capturing operational elements , with two turns. At the same time, the device for capturing operational elements with the possibility of two turns, as well as an additional housing 25 of the intermediate reversal device (Fig. 2) with the first 26 and second 27 drive with a gearbox, which are positionally located at one 28 and the other 29 of its end, while the external gearbox part of the first 26 and second drive 27 is connected to the first half of the end part 30 of the housing 25 of the intermediate turn of the clamp, and the opposite stator part 31 of the drives is pivotally connected to the second half of the end part 31 of the housing of the intermediate th turn, while on the casing of the stator of the first actuator 26 is mounted with the possibility of rotation of the joint edge portion of the housing unit 23, device 24 is operating clamping elements, with two turns, a second actuator on the housing of the stator 27 is fixed edge portion 32 of the axial clamping device further reversal. At the same time, a device for additional axial rotation of the gripper (Fig. 1) was introduced, the housing of which is made of two cylindrical parts 33 and 34, one of which 34 includes an actuator 35 fixed inside with a bevel gear 36 operably connected with a bevel gear 37 of the axial rod element 38 the turn of the second part of the housing 33, inside of which it is fixed in the Central part of the stop 39, and the upper part of the stop 39 is fixed inside the second part 33 of the turn housing, while on the axial rod element 38 between its bevel gear 37 and the limiter 39 are two spaced bearings 40 and 41 with a washer 42 between them, which is fixed with the first and second part of the housing 34 axial additional rotation of the gripper 1. In this case, the first 33 and second 34 part of the housing of the additional axial device the reversal of the clamp by the opposite sides 43 and 32 are fixed on the stator part of the drive 44 of the extension device of the extension part and on the stator part of the second drive 27 of the intermediate reversal device, respectively. Figure 4 shows the housing of the robotic system 45, the surgical table 46 and the tool table 47.

Устройство предварительного разворота операционных элементов многофункционального диагностико-хирургического робототехнической системы операционного стола с возможностью информационно-компьютерного управления в данном исполнении может быть использовано для ориентированного приема (фиг.4) хирургических инструментов н диагностических устройств с инструментального стола 47 функционально связанного с операционным столом 26. А реализуют эту процедуру (фиг.2) посредством устройства зажима 1, который включает фиксирующий стержень 5, функционально связанный с приводом 4 с возможностью возвратно-поступательного смещения внутри корпуса зажима 3. При этом корпус 3 зажима 1 в позиции 6 зафиксирован с конической шестеренкой 7 и шарнирно связан с верхней частью осевого стержня 9 конической шестеренки 7 и осуществляет совместный разворот посредством конической шестеренки 10 и привода 11, который зафиксирован внутри корпуса смещения 8 зажима, состоящий из первой 12 и второй 13 его части. С другой стороны корпуса смещения 8 зажима первая 12 и вторая 13 его части зафиксированы между собой посредством ограничителя 15, который расположен на осевом стержневом элементе 16 разворота корпуса 8 для разворота зажима 1 после приема инструмента 2. При этом корпус осевого разворота зажима выполнен из двух частей 8 и 20, 21 цилиндрической формы, одна часть 20, 21 включает зафиксированный внутри привод 19 с конической шестеренкой 18, функционально связанной с конической шестеренкой 17 осевого стержневого элемента 16 разворота в горой части корпуса 8, внутри которого он зафиксирован в центральной части ограничителя 15, а верхняя часть ограничителя 15 зафиксирована внутри второй части корпуса 8 разворота, при этом на осевом стержневом элементе 16 между его конической шестеренкой 17 и ограничителем 15 расположены два разнесенных подшипника с шайбой 22 между ними, которая зафиксирована с первой частью 21 и 22 корпуса осевого разворота. При этом функциональное назначение устройства промежуточного разворота (Фиг.1) предназначено для расширения функциональных возможностей перемещения захвата 1 как над операционным столом 34 (Фиг.3), так и для перемещения захвата в зону расположения инструментального стола 35. И эту процедуру выполняют первый 26 и торой 27 приводы. И если второй привод 27 выполняет функцию возвратно-поступательного разворота дополнительного корпуса 25 промежуточного разворота зажима 1 на более чем 180°, то первый привод 26 выполняет функцию возвратно-поступательного разворота устройства 23, 24 возвратно-поступательного смещения и разворота зажима. При этом следует отметить, что разворот осуществляет статорная часть привода 26 и 27. При этом введенное устройство дополнительного осевого разворота захвата (фиг.1) позволяет расширить функциональные возможности позиционного положения как в корпусе робототехнической системы 45 (фиг.4), так и зоне операции над хирургическим столом 46 и инструментальным столом 47. Поскольку посредством привода 35 с конической шестеренкой 37 и осевою стержневого элемента 38 разворота выполняется осевой разворот устройства промежуточного разворота (фиг.2, 3) захвата 1, что позволяет в зоне проведения операции хирургические элементы расположить в необходимой позиции и выполнять корректировку первоначальной позиции инструмента.The device preliminary rotation of the operating elements of the multifunctional diagnostic and surgical robotic system of the operating table with the possibility of information-computer control in this design can be used for oriented reception (figure 4) of surgical instruments and diagnostic devices from the instrumental table 47 functionally connected to the operating table 26. A implement this procedure (figure 2) by means of a clamping device 1, which includes a locking rod 5, func ionically coupled to the actuator 4 with the possibility of reciprocating displacement inside the housing of the clamp 3. In this case, the housing 3 of the clamp 1 in position 6 is fixed with a bevel gear 7 and pivotally connected to the upper part of the axial shaft 9 of the bevel gear 7 and performs a joint rotation by means of a bevel gear 10 and drive 11, which is fixed inside the housing of the bias 8 of the clamp, consisting of the first 12 and second 13 of its part. On the other side of the clamp bias body 8, the first 12 and second 13 of its parts are fixed to each other by means of a limiter 15, which is located on the axial pivot element 16 of the housing 8 for turning the clamp 1 after receiving tool 2. In this case, the axial housing of the clamp is made of two parts 8 and 20, 21 are cylindrical in shape, one part 20, 21 includes an actuator 19 fixed inside with a bevel gear 18 operably connected with a bevel gear 17 of the axial pivot pivot element 16 in the mountain part of the housing 8, in inside of which it is fixed in the central part of the limiter 15, and the upper part of the limiter 15 is fixed inside the second part of the reversal housing 8, while on the axial rod element 16 between its bevel gear 17 and the limiter 15 there are two spaced bearings with a washer 22 between them, which is fixed with the first part 21 and 22 of the axial rotation housing. The functional purpose of the intermediate reversal device (Fig. 1) is intended to expand the functionality of moving the gripper 1 both above the operating table 34 (Fig. 3) and to move the gripper to the area of the tool table 35. And this procedure is performed by the first 26 and Torah 27 drives. And if the second drive 27 performs the function of the reciprocating turn of the additional housing 25 of the intermediate turn of the clamp 1 by more than 180 °, then the first drive 26 performs the function of the reciprocating turn of the device 23, 24 of the reciprocating shift and turn of the clamp. It should be noted that the reversal is carried out by the stator part of the drive 26 and 27. At the same time, the introduced device of an additional axial capture reversal (Fig. 1) allows expanding the functionality of the positional position both in the housing of the robotic system 45 (Fig. 4) and in the operation zone above the surgical table 46 and the tool table 47. Since by means of the drive 35 with a bevel gear 37 and the axial axis of the rotation element 38, an axial rotation of the intermediate rotation device is performed (FIGS. 2, 3) 1 that allows a surgical area of the operation member is located at the desired position and perform an initial adjustment of the tool position.

Использование предложенного техническою решения позволяет расширить функциональные возможности устройства захвата хирургических инструментов и диагностических устройств в диагностико-хирургический системах операционного сюда с возможностью информационно-компьютерного управления.Using the proposed technical solution allows you to expand the functionality of the capture device of surgical instruments and diagnostic devices in the diagnostic and surgical systems operating here with the possibility of information and computer control.

Claims

The device is a preliminary reversal of the operating elements of the multifunctional diagnostic and surgical robotic system of the operating table with the possibility of information and computer control, including a clamping device for operating elements with the possibility of two turns and pivotally through the first drive connected to the intermediate reversal device, which includes a second drive, and also contains a device the rotation of the retractable system with a drive that performs the function of a hinge, characterized in that a device for additional axial rotation of the clamping device was introduced, the housing of which is made of two cylindrical parts, one of which includes a drive fixed inside with a bevel gear functionally connected to the bevel gear of the axial core rotation element of the second housing part, inside which it is fixed in the central part of the limiter , and the upper part of the limiter is fixed inside the second part of the reversal case, while on the axial rod element between its conical the gear and the limiter are two spaced bearings with a washer between them, which is fixed with the first and second parts of the housing of the axial additional reversal of the gripping device, while the first and second parts of the housing of the additional axial reversal of the clamp with opposite sides are fixed on the stator part of the drive of the sliding part reversal device and on the stator part of the second drive of the intermediate reversal device, respectively.