RU2587387C1

RU2587387C1 - Functional structure of electromagnetic housing of surgical and diagnostic devices of toroidal surgical robot system with extension lid (version of russian logic - version 3)

Info

Publication number: RU2587387C1
Application number: RU2015117790/12A
Authority: RU
Inventors: Лев Петрович Петренко
Original assignee: Лев Петрович Петренко
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2016-06-20

Abstract

FIELD: medical equipment.

SUBSTANCE: invention relates to medical equipment and can be used in various medical procedures. Functional structure of electromagnetic housing of surgical and diagnostic devices of toroidal surgical robot system with extension lid, comprising extending elements of robot system for performing medical procedures over a medical table, as well as tool table configured for lifting and reciprocating turning with housings, in which are fixed surgical and diagnostic devices, wherein housing of surgical and diagnostic devices is made of two halves configured for combined fixation, in upper and lower parts of which on one side and coplanar their joint connection there are two displaced from each other passive round ferrimagnetic contact plates with coaxial conical or spherical slot for electromagnetic fixation and retention in electromagnets, which are displaced relative to each other in vertical plane on outer surface of medical table with equal spacing are located on outer surface of medical table at other side of two halves of housings of surgical and diagnostic devices also coplanar their joint compound are two displaced from each other active round ferromagnetic contact plates with coaxial conical or spherical slot for electromagnetic fixation and retention in electromagnets arranged on sliding elements of robot system.

EFFECT: can be used in various medical procedures.

1 cl, 4 dwg

Description

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

Известна функциональная структура горизонтального разворота функционального элемента УЗИ выдвижной системы сферического корпуса многофункциональной диагностико-хирургической робототехнической системы с возможностью информационно компьютерного управления (см. Патент UA №72487), которая включает в себя вертикальный корпус операционного стола с возможностью изменения высоты, позиционно расположенный в основании вертикального корпуса, которое закреплено на неподвижной поверхности и выполнено в виде цилиндра с внешними ребрами жесткости, внутри которого зафиксирована нижняя часть вертикального корпуса, выполненного в виде двух соосных цилиндров, внешнего и внутреннего, с возможностью поворотно-поступательного сдвига внутреннего цилиндра корпуса относительно внешнего цилиндра корпуса с помощью линейного повода, а также включает дополнительный вертикальный корпус с крышкой и повод для ее разворота, к которой с разворотом на 120° зафиксированы три подъемных устройства индивидуального подъема корпусов со сферической внешней поверхностью с диагностическим выдвижным устройством с зажимом и возможностью горизонтального разворота и хирургическими элементами, который отличается тем, что устройство горизонтального разворота аппарата диагностики выдвижной его части выполнено в виде Г-образного корпуса, который состоит из верхней части и нижней его части для приема и содержания диагностического аппарата УЗИ, верхняя часть корпуса выполнена в виде стержня с осевым отверстием для расположения контактной первой пружины с направляющими стержнем, который закреплен внутри вертикальной половины Г-образного корпуса горизонтального разворота диагностического аппарата УЗИ, при этом соосно на направляющем стержне в верхней его части расположена вторая контактная пружина, которая верхней своей частью закреплена внутри вертикальной половины Г-образного корпуса горизонтального разворота, а нижней ее частью соединена с упругой втулкой, зафиксированной на верхней части стержня с осевым отверстием, которые совместно выполняют функцию зажима, при этом в горизонтальной части Г-образного корпуса выполнено сквозное отверстие, в котором расположена верхняя часть осевого стержня конической шестеренки, которая расположена внутри выдвижного устройства, а крайняя горизонтальная часть Г-образного корпуса соединена с конической шестеренкой, которая функционально связана с конической шестеренкой редуктора повода разворота, корпус которого закреплен внутри выдвижного устройства (прототип).The known functional structure of the horizontal turn of the functional element of the ultrasound retractable system of the spherical body of a multifunctional diagnostic and surgical robotic system with the possibility of computer-based information management (see Patent UA No. 72487), which includes a vertical body of the operating table with the ability to change the height, positionally located at the base of the vertical housing, which is mounted on a fixed surface and made in the form of a cylinder with external ribs rigidly a tee, inside of which the lower part of the vertical casing is fixed, made in the form of two coaxial cylinders, the external and internal, with the possibility of a rotary-translational shift of the internal cylinder of the casing relative to the external cylinder of the casing using a linear drive, and also includes an additional vertical case with a cover and an occasion for its turn, to which with a turn of 120 ° there are three lifting devices for individual lifting of buildings with a spherical outer surface with a diagnostic retractable a device with a clamp and the possibility of horizontal turn and surgical elements, which is characterized in that the horizontal turn device of the diagnostic apparatus of its sliding part is made in the form of a L-shaped body, which consists of an upper part and a lower part for receiving and maintaining an ultrasound diagnostic apparatus, the upper part of the housing is made in the form of a rod with an axial hole for the location of the contact first spring with a guide rod, which is fixed inside the vertical half of the L-shaped the case of the horizontal turn of the ultrasound diagnostic apparatus, while the second contact spring is located coaxially on the guide rod in its upper part, which is fixed with its upper part inside the vertical half of the L-shaped horizontal turn case, and its lower part is connected to the elastic sleeve fixed on the upper part rod with an axial hole, which together perform the function of clamping, while in the horizontal part of the L-shaped body a through hole is made in which is located and the upper part of the axial shaft of the bevel gear, which is located inside the drawer, and the extreme horizontal part of the L-shaped housing is connected to the bevel gear, which is functionally connected with the bevel gear of the reversal gear reducer, the case of which is fixed inside the drawer (prototype).

Известный прототип имеет технические возможности, которые заключаются в том, что диагностический аппарат, в частности устройство УЗИ, расположен в отдельном корпусе, который функционально связан с выдвижными элементами робототехнической системы.The known prototype has technical capabilities, which consist in the fact that the diagnostic apparatus, in particular the ultrasound device, is located in a separate housing, which is functionally connected to the sliding elements of the robotic system.

Недостатком известной функциональной структуры корпуса хирургических и диагностических устройств является отсутствие конструктивной независимости их от отдельных выдвижных элементов хирургической робототехнической системы.A disadvantage of the known functional structure of the body of surgical and diagnostic devices is the lack of constructive independence from individual retractable elements of the surgical robotic system.

Техническим результатом предложенного изобретения является усовершенствование известной функциональной структуры хирургической робототехнической системы.The technical result of the proposed invention is the improvement of the known functional structure of a surgical robotic system.

Указанный технический результат достигается следующей функциональной структурой.The specified technical result is achieved by the following functional structure.

Функциональная структура электромагнитного корпуса хирургических и диагностических устройств тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая выдвижные элементы робототехнической системы для выполнения медицинских процедур над медицинским столом, а также включает инструментальный стол с возможностью подъема и возвратно-поступательного разворота с корпусами, в которых зафиксированы хирургические и диагностические устройства, при этом корпус хирургических и диагностических устройств выполнен из двух половин с возможностью совместной фиксации, в верхней и нижней части которых с одной стороны и компланарно их совместному соединению закреплены две смещенные относительно друг друга пассивные круглые ферромагнитные контактные пластины с соосным коническим или сферическим пазом для электромагнитной фиксации и удержания их в электромагнитах, которые смещены относительно друг друга в вертикальной плоскости на внешней поверхности медицинского стола и которые с равным шагом расположены на внешней поверхности медицинского стола, с другой стороны двух половин корпусов хирургических и диагностических устройств также компланарно их совместному соединению закреплены две смещенные относительно друг друга активные круглые ферромагнитные контактные пластины также с соосным коническим или сферическим пазом для электромагнитной фиксации и удержания их в электромагнитах, которые расположены на выдвижных элементах робототехнической системы.The functional structure of the electromagnetic housing of the surgical and diagnostic devices of the toroidal surgical robotic system with a retractable lid, including the retractable elements of the robotic system for performing medical procedures above the medical table, and also includes an instrument table with the possibility of lifting and reciprocating reversal with cases in which surgical and diagnostic devices, while the case of surgical and diagnostic devices of two halves with the possibility of joint fixation, in the upper and lower parts of which, on one side and coplanar to their joint connection, two passive round circular ferromagnetic contact plates offset from each other are fixed with a coaxial conical or spherical groove for electromagnetic fixation and holding them in electromagnets that are biased relative to each other in a vertical plane on the outer surface of the medical table and which are equally spaced on the outer surface of the medical table , on the other hand of the two halves of the cases of surgical and diagnostic devices, also coplanar to their joint connection are fixed two biased active round ferromagnetic contact plates also with a coaxial conical or spherical groove for electromagnetic fixation and holding them in electromagnets, which are located on the sliding elements of the robotic system .

На фиг. 1 изображена функциональная структура электромагнитного корпуса хирургических и диагностических устройств тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой с двумя активными круглыми ферромагнитными контактными пластинами, которые электрически подключены к хирургическим и диагностическим устройствам для подачи на них напряжения и двумя пассивными круглыми ферромагнитными контактными пластинами, которые предназначены для электромагнитного удержания функциональной структуры корпуса хирургических и диагностических устройств в электромагнитах инструментального стола. На фиг. 2 изображены цилиндрический или многогранный корпус инструментального стола, в котором на внешней поверхности по кругу с равным шагом закреплены в вертикальных плоскостях и смещенные относительно друг друга два электромагнита удержания корпусов хирургических и диагностических устройств, а также позиционное положение до момента их фиксации. На фиг. 3 изображена конструкция инструментального стола с корпусами хирургических и диагностических устройств. На фиг. 4 изображены позиционное положение тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой с инструментальным столом и выдвижными элементами удержания корпусов хирургических и диагностических устройств в зоне «Прием инструмента» и позиционное положение выдвижных элементов удержания корпусов хирургических и диагностических устройств в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над верхней частью подвижной частью медицинского стола.In FIG. 1 shows the functional structure of the electromagnetic housing of the surgical and diagnostic devices of the toroidal surgical robotic system with a retractable lid with two active round ferromagnetic contact plates that are electrically connected to surgical and diagnostic devices for supplying voltage to them and two passive round ferromagnetic contact plates that are designed for electromagnetic retention of the functional structure of the surgical and diagnostic corps osticheskih devices electromagnets tool table. In FIG. 2 depicts a cylindrical or multifaceted case of the tool table, in which two electromagnets for holding the housings of surgical and diagnostic devices, as well as a positional position until they are fixed, are vertically offset from each other on an external surface in a circle with equal steps. In FIG. 3 shows the design of the instrument table with the cases of surgical and diagnostic devices. In FIG. 4 shows the positional position of a toroidal surgical robotic system with a retractable lid with an instrument table and retractable retention elements of the surgical and diagnostic device housings in the Instrument Reception area and the positional position of the retractable retention elements of the surgical and diagnostic device housings in the "Medical Procedure Area" above the upper part the moving part of the medical table.

Функциональная структура электромагнитного корпуса хирургических и диагностических устройств тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая (фиг. 4) выдвижные элементы 1 робототехнической системы для выполнения медицинских процедур над медицинским столом 2, а также инструментальный стол 3 с возможностью подъема и возвратно-поступательного разворота с корпусами 4, в которых зафиксированы хирургические и диагностические устройства 5 (фиг. 1), при этом корпус 4 хирургических и диагностических устройств 5 выполнен из двух половин 6 и 7 с возможностью совместной фиксации, в верхней и нижней части которых с одной стороны и компланарно их совместному соединению закреплены две смещенные относительно друг друга пассивные круглые ферромагнитные контактные пластины 8 и 9 с соосным коническим или сферическим пазом 10 для электромагнитной фиксации и удержания их в электромагнитах 11 (фиг. 2 и 3), которые смещены относительно друг друга в вертикальной плоскости на внешней поверхности медицинского стола 2 и которые с равным шагом расположены на внешней поверхности медицинского стола 2, с другой стороны двух половин корпусов хирургических и диагностических устройств 6 и 7 (фиг. 1) также компланарно их совместному соединению закреплены две смещенные относительно друг друга активные круглые ферромагнитные контактные пластины 12 и 13 также с соосным коническим или сферическим пазом 14 для электромагнитной фиксации и удержания их в электромагнитах, которые расположены на выдвижных элементах 1 робототехнической системы. На фиг. 2 и 3 изображены цилиндрический или многогранный корпус инструментального стола 3, в котором на внешней поверхности по кругу с равным шагом закреплены в вертикальных плоскостях и смещенные относительно друг друга два электромагнита 11 удержания корпусов 4 хирургических и диагностических устройств, и позиционное положение до момента их фиксации и после их фиксации. При этом (фиг. 2 и 3) внутри и соосно инструментальному столу 3 по кругу расположены стержни 15, верхние концы которых закреплены в нижней части выдвижной крышки 16 робототехнической системы, а нижние концы стержней 15 зафиксированы на верхней части круглой пластины 17, на краю верхней поверхности которой расположены опорные подшипники 18 возвратно-поступательного разворота инструментального стола 3, которые посредством втулки 19 функционально связаны с нижней частью корпуса инструментального стола 3, а внутри в верхней части инструментального стола 3 закреплена шестеренка 20, которая функционально соединена с шестеренкой одного или нескольких приводов с редуктором 21, которые зафиксированы в верхней части стержней 15 для возвратно-поступательного разворота инструментального стола 3. На фиг. 4 изображены позиционное положение тороидальной хирургической робототехнической системы с общим тороидальном корпусом 22 с выдвижной крышкой 16 с инструментальным столом 3 и выдвижными элементами 1 удержания корпусов 4 хирургических и диагностических устройств в зоне «Прием инструмента» и позиционное положение выдвижных элементов 1 удержания корпусов 4 хирургических и диагностических устройств в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над верхней частью подвижной частью медицинского стола 2. При этом внутри верхней части тороидального корпуса 22 для поднятия выдвижной крышки 16 в секторе 120° расположены три привода подъема 23 с тросами 24, которые с одной стороны зафиксированы на цилиндрическом устройстве привода подъема 23, а с другой стороны три троса 24 закреплены в нижней части выдвижной внутренней части 25 тороидального корпуса 22. При этом выдвижная крышка 16 с инструментальным столом 3 выполнена с возможностью снятия с выдвижной внутренней части 25 тороидального корпуса 22 для установки в соответствующих электромагнитах 11 корпусов 4 хирургических и диагностических устройств и последующего возвращения выдвижной крышки 16 в исходное положение для выполнения конкретной медицинской процедуры в зоне ее выполнения над верхней подвижной частью медицинского стола 2.Functional structure of the electromagnetic housing of surgical and diagnostic devices of a toroidal surgical robotic system with a retractable cover, including (Fig. 4) retractable elements 1 of a robotic system for performing medical procedures above a medical table 2, as well as an instrument table 3 with the possibility of lifting and reciprocating buildings 4, in which surgical and diagnostic devices 5 are fixed (Fig. 1), while case 4 of surgical and diagnostic devices 5 is made of two halves 6 and 7 with the possibility of joint fixation, in the upper and lower parts of which, on the one hand and coplanar to their joint connection, are fixed two offset passive round ferromagnetic contact plates 8 and 9 offset from each other with a coaxial conical or spherical groove 10 for electromagnetic fixation and holding them in electromagnets 11 (Fig. 2 and 3), which are offset relative to each other in a vertical plane on the outer surface of the medical table 2 and which are equally located on the outside th surface of the medical table 2, on the other hand, of the two halves of the cases of surgical and diagnostic devices 6 and 7 (Fig. 1) also coplanar to their joint connection are fixed two biased active round ferromagnetic contact plates 12 and 13 also with a coaxial conical or spherical groove 14 for electromagnetic fixing and holding them in electromagnets, which are located on the sliding elements 1 of the robotic system. In FIG. 2 and 3 depict a cylindrical or multifaceted case of the tool table 3, in which two electromagnets 11 for holding the housings 4 of surgical and diagnostic devices are fixed in vertical planes and displaced relative to each other on an outer surface in a circle with equal steps, and their position position until they are fixed and after fixing them. At the same time (Figs. 2 and 3), rods 15 are arranged inside and coaxially to the tool table 3, the upper ends of which are fixed to the lower part of the sliding cover 16 of the robotic system, and the lower ends of the rods 15 are fixed on the upper part of the round plate 17, on the edge of the upper the surface of which are located supporting bearings 18 of the reciprocating rotation of the tool table 3, which through the sleeve 19 are functionally connected with the lower part of the housing of the tool table 3, and inside the upper part of the tool table 3 fixed gear 20, which is functionally connected to the gear of one or more drives with a gear 21, which are fixed in the upper part of the rods 15 for reciprocating rotation of the tool table 3. In FIG. 4 depicts the positional position of a toroidal surgical robotic system with a common toroidal housing 22 with a retractable cover 16 with an instrument table 3 and the retractable elements 1 for holding the housings 4 of the surgical and diagnostic devices in the "Instrument receiving" zone and the positional position of the retractable elements 1 for holding the housings 4 for surgical and diagnostic devices in the "medical procedure execution area" above the upper part of the movable part of the medical table 2. Moreover, inside the upper part of the toroidal of the housing 22 for raising the sliding cover 16 in the 120 ° sector, there are three hoist drives 23 with cables 24, which are fixed on one side to the cylindrical hoist drive 23 and, on the other hand, three cables 24 are fixed in the lower part of the retractable inner part 25 of the toroidal housing 22 In this case, the retractable cover 16 with the tool table 3 is made with the possibility of removal from the retractable inner part 25 of the toroidal housing 22 for installation in the respective electromagnets 11 of the buildings 4 surgical and diagnostic devices STV and the subsequent return of the sliding cover 16 in a starting position for the exercise of its specific medical procedures in the area of implementation of the upper movable part of the medical table 2.

Процедура фиксации корпуса хирургических и диагностических устройств тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой заключается в следующем.The procedure for fixing the case of surgical and diagnostic devices of a toroidal surgical robotic system with a retractable lid is as follows.

Перед выполнением медицинской процедуры (фиг. 4) до поднятия выдвижной крышки 16 с инструментальным столом 3 и выдвижной внутренней части 25 тороидального корпуса 22 или после их поднятия посредством тросов 24 и привода подъема 23 выполняют снятие выдвижной крышки 16 с инструментальным столом 15 и (фиг. 2 и 3) последовательную установку корпусов 4 хирургических и диагностических устройств на соответствующих электромагнитных фиксаторах 11 для их удержания, после чего выполняют необходимые действия (фиг. 4) в зоне «Прием инструмента» и в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над медицинским столом 2.Before performing the medical procedure (Fig. 4), before raising the retractable cover 16 with the tool table 3 and the retractable inner part 25 of the toroidal housing 22, or after raising them by means of the cables 24 and the lift drive 23, the retractable cover 16 is removed from the tool table 15 and (Fig. 2 and 3) the sequential installation of the cases 4 of the surgical and diagnostic devices on the respective electromagnetic clamps 11 to hold them, after which they perform the necessary actions (Fig. 4) in the “Instrument receiving” zone and in the “Execution zone” medical procedure ”over the medical table 2.

Использование предложенного технического решения позволяет расширить процедурные возможности функциональной структуры тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой, поскольку любой корпус хирургических и диагностических устройств в зоне «Прием инструмента» доступен любому выдвижному элементу робототехнической системы.Using the proposed technical solution allows to expand the procedural capabilities of the functional structure of a toroidal surgical robotic system with a retractable lid, since any case of surgical and diagnostic devices in the "Instrument Reception" zone is accessible to any retractable element of the robotic system.

Claims

The functional structure of the electromagnetic housing of the surgical and diagnostic devices of the toroidal surgical robotic system with a retractable lid, including the retractable elements of the robotic system for performing medical procedures above the medical table, as well as an instrument table with the possibility of lifting and reciprocating reversal with cases in which surgical and diagnostic device, characterized in that the housing of surgical and diagnostic devices flax of two halves with the possibility of joint fixation, in the upper and lower parts of which on one side and coplanar to their joint connection are fixed two biased passive round ferromagnetic contact plates with a coaxial conical or spherical groove for electromagnetic fixation and holding them in electromagnets, which offset relative to each other in a vertical plane on the outer surface of the medical table and which are equally spaced on the outer surface of the medical ol, on the other hand of the two halves of the cases of surgical and diagnostic devices, also coplanar to their joint connection are fixed two biased active round ferromagnetic contact plates also with a coaxial conical or spherical groove for electromagnetic fixation and holding them in electromagnets, which are located on the sliding elements of the robotic system.