EA034003B1

EA034003B1 - Lambda fixator

Info

Publication number: EA034003B1
Application number: EA201790793A
Authority: EA
Inventors: Ибрахим Дениз Акджалы; Хусейин Мутлу; Эрджан Авсар; Ахмет Айдын
Original assignee: Ибрахим Дениз Акджалы
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2019-12-18
Also published as: CN107530107A; JP2018509961A; EA201790793A1; JP6556247B2; WO2016159901A1; CN107530107B

Abstract

Lambda fixator is fundamentally composed of two rings, which have at least double-row holes, connected to each other by means of three main structural elements called λ-module. There are altogether four different kinds of λ-module, two of them being basic types, the others being their subclasses. In the first basic type, there are three spherical joints at the ends, a simple revolute joint connecting long leg to the short leg and two screw-nut pairs for changing leg lengths. In the second basic type, there exist two spherical joints at the ends of long leg, two universal joints at the each end of the short leg and two screw-nut pairs changing leg lengths. Using only one kind of λ-module it is possible to set the fixator up in 512 different ways.

Description

Изобретение относится к многодисциплинарной технической области, где пересекаются инженерные технологии и практика ортопедии в медицине.The invention relates to a multidisciplinary technical field, where engineering technologies and the practice of orthopedics in medicine intersect.

Областью применения изобретения является ортопедия.The scope of the invention is orthopedics.

Объектом изобретения является модульная система, которая позволяет снаружи приводить костные фрагменты в требуемое положение для преодоления ортопедических проблем в медицине, таких как переломы конечностей, их деформации и т.д.The object of the invention is a modular system that allows to bring bone fragments to the required position from the outside to overcome orthopedic problems in medicine, such as fractures of the extremities, their deformations, etc.

Наиболее часто используемыми инструментами в ортопедических процедурах наружной фиксации являются простые устройства, такие как шарниры, стержни и штифты, а также классические каркасные системы, называемые стержневыми фиксаторами. Существуют различные примеры для такого рода каркасов - односторонний, унипланарный двухсторонний, бипланарный односторонний (Дональд и др., 1982, Зелигсон и др., 1982, Фернандез, 1985, Фернандез, 1992). Несмотря на их простую структуру, заметным недостатком этих каркасов является трудность обеспечения требуемых перемещений и вращений для фрагментов костей, имеющих шесть степеней свободы в пространстве, после трудоемкого и сложного планирования, являющегося большой нагрузкой для ортопеда. Предложение кольцевого фиксатора принято как новый шаг в приложениях наружного фиксатора, поскольку оно обеспечивает управляемое перемещение во всех направлениях (Илизаров, 1992). В последние годы популярным стал тип фиксатора, впервые введенный Дж.С. Тэйлором из США и названный им пространственный каркасный фиксатор Тэйлора (Taylor's Spatial Frame Fixator), который иногда называют гексаподом среди кольцевых фиксаторов (Тэйлор и др., 1999, Зайде и др., 2004, Симпсон и др., 2008, Тэйлор, 2015). Существует множество патентов, базирующихся на каркасе Тэйлора и описывающих способы, облегчающие использование (Аустин и др., 2004, Коо и др., 2002). В этом типе фиксатора два кольца соединены между собой посредством прикрепления шести стержней к двенадцати неподвижным точкам, причем шесть точек находятся на верхней раме, а другие шесть точек находятся на нижней. В предыдущем исследовании было показано, что такого рода структуры невозможно безопасно использовать без анализа особенностей (Аксали и др., 2014). Кроме того, весьма вероятно, что прикрепленные стержни могут перекрывать фрагменты костей на линиях перелома на рентгеновских снимках. Дополнительно существуют некоторые сложные и ограничительные условия для ортопедов, такие как необходимость обеспечить параллельность верхнего и нижнего колец друг к другу в начальном или конечном положении, а перед некоторыми операциями требуется предварительное планирование или предварительное измерение. Существуют другие патенты, предлагающие изменение параметров структуры и предварительную нагрузку для устранения нежелательных проблем сложности и затенения на рентгеновских изображениях (Каридис и Стивенс, 2009, Каридис, 2009). Сообщается, что в Англии введена в использование система, называемая Шторм, для выравнивания сломанной берцовой кости и фрагментов бедра (Огродник, 2007). Однако, поскольку эта система является громоздкой, она делает необходимым пребывание пациента в постели.The most commonly used tools in orthopedic external fixation procedures are simple devices, such as hinges, rods and pins, as well as classic wireframe systems called rod clamps. There are various examples for such types of frames - one-sided, uniplanar two-sided, biplanar unilateral (Donald et al., 1982, Zeligson et al., 1982, Fernandez, 1985, Fernandez, 1992). Despite their simple structure, a noticeable drawback of these scaffolds is the difficulty in providing the required movements and rotations for fragments of bones having six degrees of freedom in space, after laborious and complex planning, which is a big burden for an orthopedist. The proposal for an annular retainer has been adopted as a new step in the applications of an external retainer, since it provides controlled movement in all directions (Ilizarov, 1992). In recent years, the type of retainer first introduced by J.S. Taylor from the United States and Taylor's Spatial Frame Fixator, which he sometimes called a hexapod among ring retainers (Taylor et al., 1999, Zayde et al., 2004, Simpson et al., 2008, Taylor, 2015) . There are many patents based on the Taylor framework and describing methods to facilitate use (Austin et al., 2004, Coo et al., 2002). In this type of retainer, two rings are interconnected by attaching six rods to twelve fixed points, with six points on the upper frame and the other six points on the bottom. In a previous study, it was shown that such structures cannot be safely used without analysis of features (Axali et al., 2014). In addition, it is highly likely that attached rods can overlap bone fragments on fracture lines in x-rays. Additionally, there are some complex and restrictive conditions for orthopedists, such as the need to ensure that the upper and lower rings are parallel to each other in the initial or final position, and before some operations, preliminary planning or preliminary measurement is required. There are other patents that offer structural changes and preloads to eliminate unwanted complexity and shadowing problems on X-ray images (Caridis and Stevens, 2009, Caridis, 2009). It has been reported that a system called Storm has been introduced in England to align broken tibia and hip fragments (Ogrodnik, 2007). However, since this system is cumbersome, it makes it necessary for the patient to stay in bed.

Поиск в патентной литературе более позднего периода позволяет выявить два документа (Вонг КМ., 2011) и (Тамер И., 2012). Первый описывает ортопедическое наружное фиксирующее устройство, полученное из так называемого гексаподного типа роботизированного устройства, в котором 6 опор соединяет два кольца с расположенными в один ряд отверстиями через симметрично расположенные 12 соединительных точек (Вонг К-М., 2011). Очевидными недостатками данного устройства является необходимость в увеличенном возможном времени конфигурирования, вероятность наличия особых точек, а также высокая степень помех при выполнении рентгеновских снимков. Другой документ (Тамер И., 2012), раскрывающий устройство с геометрическим расположением с перпендикулярными гранями, имеет постоянную структурную форму, определяемую по существу 16 гранями. В данном устройстве имеется 8 опор, активируемых посредством 8 винтовых пар для обеспечения возможности относительного движения с шестью степенями свободы между двумя особыми пластинами. В результате того, что расположение 16 шарниров фиксировано, предварительно задано, а также из-за наличия слишком большого количества частей, содержащихся в физической системе, данная конструкция имеет множество ограничений и сложностей для ортопеда при конфигурировании устройства, и требует неоправданно много затрат, как финансовых, так и временных, и больше усилий со стороны хирурга-ортопеда.A search in the patent literature of a later period reveals two documents (Wong KM., 2011) and (Tamer I., 2012). The first describes an orthopedic external fixation device, obtained from the so-called hexapod type of a robotic device, in which 6 supports connect two rings with holes arranged in a row through symmetrically arranged 12 connecting points (Wong K-M., 2011). The obvious disadvantages of this device is the need for an increased possible configuration time, the likelihood of the presence of special points, as well as a high degree of interference when performing x-rays. Another document (Tamer I., 2012) disclosing a device with a geometric arrangement with perpendicular faces has a constant structural shape defined by essentially 16 faces. This device has 8 supports activated by 8 screw pairs to allow relative movement with six degrees of freedom between two special plates. As a result of the fact that the location of the 16 hinges is fixed, predefined, and also due to the presence of too many parts contained in the physical system, this design has many limitations and difficulties for the orthopedist in configuring the device, and it requires unreasonably many costs, like financial both temporary and more efforts by the orthopedic surgeon.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в том, чтобы создать удобные для пользователя варианты наружного фиксирующего устройства, которые можно использовать в области ортопедии для соединения смещенных фрагментов кости на требуемых осях, которые минимизируют проблемы особых точек, которые направлены на максимально возможное уменьшение объема вычислений, которые оставляют незатененные области для получения четких изображений фрагментов костей на рентгеновских пленках и которые создают многонаправленные средства, обладающие конструктивным потенциалом и гибкостью.The problem to which the present invention is directed is to create user-friendly options for an external fixation device that can be used in the field of orthopedics to connect displaced bone fragments on the required axes, which minimize the problems of singular points, which are aimed at the greatest possible reduction the amount of computation that leaves unshaded areas for obtaining clear images of bone fragments on x-ray films and which create multidirectional agents having constructive potential and flexibility.

По существу, это изобретение представляет собой модульное параллельное роботизированное устройство с шестью степенями свободы, содержащее гибкую конструкцию, которая содержит 8 объектов, 12 соединений, 6 пар винт-гайка и обеспечивает возможность трехмерного движения, состоящего из 3 поворотов и 3 перемещений, со степенями свободы от нуля до шести, причем устройство получают путем соединения двух плоских объектов - гладких колец цилиндрической формы с разным радиусом, одного нижнего и одного верхнего, имеющих упорядоченные одинаковые отверстия, размещенные на од- 1 034003 ной или более концентрических окружностях, с тремя Х(лямбда)-образными конструктивными элементами, а именно λ-модулями. λ-модуль состоит из двух цилиндрических частей, которые определяют как длинная и короткая опоры. Длинная и короткая опоры имеют подвижные сегменты, как переменной, так и фиксированной длины. Эти опоры соединены друг с другом взаимозаменяемым образом так, что взаимозаменяемая точка соединения находится на сегменте фиксированной длины длинной опоры, но не находится вдоль оси длинной опоры. Можно подсоединить один конец длинной опоры к верхнему кольцу, другой конец - к нижнему кольцу, а свободный конец короткой опоры взаимозаменяемым образом к верхнему или нижнему кольцу. Эти базовые свойства обеспечивают для одного λ-модуля восемь вариантов соединения верхнего и нижнего кольца. Сегмент переменной длины длинной опоры может быть на стороне верхнего кольца, а сегмент фиксированной длины -на стороне нижнего, или наоборот, сегмент переменной длины длинной опоры может быть на стороне нижнего кольца, а сегмент фиксированной длины может быть на стороне верхнего кольца. Помимо того, что один конец длинной опоры всегда соединен с одним из колец, а другой конец соединен с другим кольцом, свободный конец короткой опоры может быть соединен взаимозаменяемым образом либо с верхним кольцом, либо с нижним кольцом с левой или с правой стороны длинной опоры. Таким образом, роботизированные приложения с помощью трех модулей в качестве наружного фиксатора обеспечат 8³ = 512 различных конфигураций, что означает огромную конструктивную гибкость и разнообразие.Essentially, this invention is a modular parallel robotic device with six degrees of freedom, containing a flexible structure, which contains 8 objects, 12 connections, 6 pairs of screw-nuts and provides the possibility of three-dimensional movement, consisting of 3 turns and 3 movements, with degrees of freedom from zero to six, and the device is obtained by connecting two flat objects - smooth cylindrical rings with different radii, one lower and one upper, having ordered identical answers Stia placed on one-1 034003 hydrochloric or more concentric circles, with three X (lambda) -shaped structural elements, namely λ-modules. The λ-module consists of two cylindrical parts, which are defined as long and short supports. Long and short supports have movable segments, both variable and fixed length. These supports are interconnected interchangeably so that the interchangeable connection point is on a segment of a fixed length of the long support, but not along the axis of the long support. You can connect one end of the long support to the upper ring, the other end to the lower ring, and the free end of the short support interchangeably to the upper or lower ring. These basic properties provide for one λ-module eight options for connecting the upper and lower rings. A segment of a variable length of a long support can be on the side of the upper ring, and a segment of a fixed length can be on the side of the lower ring, or vice versa, a segment of a variable length of a long support can be on the side of the lower ring, and a segment of a fixed length can be on the side of the upper ring. Besides the fact that one end of the long support is always connected to one of the rings, and the other end is connected to the other ring, the free end of the short support can be interchangeably connected either to the upper ring or to the lower ring on the left or right side of the long support. Thus, robotic applications using three modules as an external fixture will provide 8 ³ = 512 different configurations, which means enormous structural flexibility and diversity.

С другой стороны, существуют два базовых типа λ-модулей, обеспечивающих движения с шестью степенями свободы, когда длины короткой и длинной опор изменяются (активируются), и отсутствие движения, когда длины короткой и длинной опор фиксированы (неактивны), для роботизированного устройства, которые в основном являются результатом сборки двух плоских гладких колец, соединенных взаимозаменяемым образом посредством не менее трех, не более трех, а ровно трех λ-модулей. Первый базовый тип λ-модуля является конструктивным элементом, имеющим шаровые шарниры, выполненные с возможностью поворота вокруг трех независимых осей на обоих концах длинной опоры, простой шарнир с одной степенью свободы в точке соединения длинной и короткой опор и шаровой шарнир с тремя степенями свободы на свободном конце короткой опоры, фиг. 1. Второй базовый тип λ-модуля является конструктивным элементом, имеющим шаровые шарниры с тремя степенями свободы на обоих концах длинной опоры и универсальные (карданные) шарниры с двумя степенями свободы в точке соединения длинных и коротких опор и на свободном конце короткой опоры, фиг. 2.On the other hand, there are two basic types of λ-modules that provide movements with six degrees of freedom, when the lengths of the short and long supports change (are activated), and lack of movement, when the lengths of the short and long supports are fixed (inactive), for a robotic device, which they are mainly the result of the assembly of two flat smooth rings connected interchangeably by means of at least three, not more than three, but exactly three λ-modules. The first basic type of λ-module is a structural element having ball joints made to rotate around three independent axes at both ends of a long support, a simple hinge with one degree of freedom at the junction point of the long and short supports, and a ball hinge with three degrees of freedom end of short support, FIG. 1. The second basic type of a λ-module is a structural element having ball joints with three degrees of freedom at both ends of a long support and universal (cardan) joints with two degrees of freedom at the junction of long and short supports and at the free end of a short support, FIG. 2.

Для обеспечения хорошего понимания деталей, частей и свойств наружного фиксирующего устройства, являющегося объектом настоящего патента здесь, приведены чертежи, перечисленные ниже, причем на чертежах изображено следующее.To provide a good understanding of the details, parts, and properties of the external locking device that is the subject of this patent, the drawings are listed below, with the following shown in the drawings.

Фиг. 1. Первый базовый тип λ-модуля.FIG. 1. The first basic type of λ-module.

Фиг. 2. Второй базовый тип λ-модуля.FIG. 2. The second basic type of λ-module.

Фиг. 3. Второй вид первого базового типа λ-модуля.FIG. 3. The second form of the first basic type of λ-module.

Фиг. 4. Второй вид второго базового типа λ-модуля.FIG. 4. The second type of the second basic type of λ-module.

Фиг. 5. Пример фиксатора типа (3-6), полученного с использованием первого базового типа λмодуля.FIG. 5. An example of a type retainer (3-6) obtained using the first base type of the λmodule.

Фиг. 6. Пример фиксатора типа (3-6), построенного с использованием второго вида первого базового типа λ-модуля.FIG. 6. An example of a type retainer (3-6) constructed using the second type of the first basic type of a λ-module.

Фиг. 7. Пример фиксатора типа (3-6), полученный с использованием второго базового типа λмодуля.FIG. 7. An example of a type lock (3-6) obtained using the second base type of the λmodule.

Фиг. 8. Пример фиксатора типа (3-6), построенного с использованием второго вида второго базового типа λ-модуля.FIG. 8. An example of a type retainer (3-6) constructed using the second type of the second basic type of the λ-module.

Фиг. 9. Верхнее кольцо (1) и нижнее кольцо (2), имеющие два ряда отверстий.FIG. 9. The upper ring (1) and the lower ring (2) having two rows of holes.

Фиг. 10. Часть с номером (3).FIG. 10. Part with the number (3).

Фиг. 11. Промежуточная деталь с номером (4).FIG. 11. Intermediate part with number (4).

Фиг. 12. Детали с номером (5) и (6).FIG. 12. Parts with numbers (5) and (6).

Фиг. 13. Части с номером (7) и (8).FIG. 13. Parts with numbers (7) and (8).

Фиг. 14. Часть с номером (10).FIG. 14. Part with the number (10).

Фиг. 15. Сборка цилиндрической части (10) с прикрепленной к ее концу гайкой (3).FIG. 15. Assembly of the cylindrical part (10) with a nut (3) attached to its end.

Фиг. 16. Часть с номером (11).FIG. 16. Part number (11).

Фиг. 17. Форма сборки длинных опор λ-модулей.FIG. 17. Assembly form of the long supports of λ-modules.

Фиг. 18. Промежуточная соединительная деталь с номером (12), используемая с различными видами базовых λ-модулей.FIG. 18. The intermediate connecting part with the number (12) used with various types of basic λ-modules.

Фиг. 19. (3-6)-система, построенная с использованием первого вида первого типа λ-модуля. Фиг. 20. (4-5)-система, построенная с использованием первого вида первого типа λ-модуля. Фиг. 21. (5-4)-система, построенная с использованием первого вида первого типа λ-модуля. Фиг. 22. (6-3)-система, построенная с использованием первого вида первого типа λ-модуля. Фиг. 23. (3-6)-система, построенная с использованием второго вида первого типа λ-модуля.FIG. 19. (3-6) -system constructed using the first type of the first type of λ-module. FIG. 20. (4-5) -system constructed using the first type of the first type of λ-module. FIG. 21. (5-4) -system constructed using the first type of the first type of λ-module. FIG. 22. (6-3) -system constructed using the first type of the first type of λ-module. FIG. 23. (3-6) -system constructed using the second type of the first type of λ-module.

- 2 034003- 2 034 003

Фиг. 24. (4-5)-система, построенная с использованием второго вида первого типа λ-модуля.FIG. 24. (4-5) -system constructed using the second type of the first type of λ-module.

Фиг. 25. (5-4)-система, построенная с использованием второго вида первого типа λ-модуля.FIG. 25. (5-4) -system constructed using the second type of the first type of λ-module.

Фиг. 26. (6-3)-система, построенная с использованием второго вида первого типа λ-модуля.FIG. 26. (6-3) -system constructed using the second type of the first type of λ-module.

Фиг. 27. (3-6)-система, построенная с использованием первого вида второго типа λ-модуля.FIG. 27. (3-6) -system constructed using the first type of the second type of λ-module.

Фиг. 28. (4-5)-система, построенная с использованием второго вида первого типа λ-модуля.FIG. 28. (4-5) -system constructed using the second type of the first type of λ-module.

Фиг. 29. (5-4)-система, построенная с использованием первого вида второго типа λ-модуля.FIG. 29. (5-4) -system constructed using the first type of the second type of λ-module.

Фиг. 3О. (6-3)-система, построенная с использованием первого вида второго типа λ-модуля.FIG. 3O. (6-3) -system constructed using the first type of the second type of λ-module.

Фиг. 31. (3-6)-система, построенная с использованием второго вида второго типа λ-модуля.FIG. 31. (3-6) -system constructed using the second type of the second type of λ-module.

Фиг. 32. (4-5)-система, построенная с использованием второго вида второго типа λ-модуля.FIG. 32. (4-5) -system constructed using the second type of the second type of λ-module.

Фиг. 3З. (5-4)-система, построенная с использованием второго вида второго типа λ-модуля.FIG. 3Z. (5-4) -system constructed using the second type of the second type of λ-module.

Фиг. 34. (6-3)-система, построенная с использованием второго вида второго типа λ-модуля.FIG. 34. (6-3) -system constructed using the second type of the second type of λ-module.

Фиг. 35. (3-6)-система, построенная с использованием первого вида первого типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 35. (3-6) -system constructed using the first type of the first type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 36. (4-5)-система, построенная с использованием первого вида первого типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 36. (4-5) -system constructed using the first type of the first type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 37. (5-4)-система, построенная с использованием первого вида первого типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 37. (5-4) -system constructed using the first type of the first type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 38. (6-3)-система, построенная с использованием первого вида первого типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 38. (6-3) -system constructed using the first type of the first type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 39. (3-6)-система, построенная с использованием второго вида первого типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 39. (3-6) -system constructed using the second type of the first type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 40. (4-5)-система, построенная с использованием второго вида первого типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 40. (4-5) -system constructed using the second type of the first type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 41. (5-4)-система, построенная с использованием второго вида первого типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 41. (5-4) -system constructed using the second type of the first type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 42. (6-3)-система, построенная с использованием второго вида первого типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 42. (6-3) -system constructed using the second type of the first type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 43. (3-6)-система, построенная с использованием первого вида второго типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 43. (3-6) -system constructed using the first type of the second type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 44. (4-5)-система, построенная с использованием первого вида второго типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 44. (4-5) -system constructed using the first type of the second type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 45. (5-4)-система, построенная с использованием первого вида второго типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 45. (5-4) -system constructed using the first type of the second type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 46. (6-3)-система, построенная с использованием первого вида второго типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 46. (6-3) -system constructed using the first type of the second type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 47. (3-6)-система, построенная с использованием второго вида второго типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 47. (3-6) -system constructed using the second type of the second type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 48. (4-5)-система, построенная с использованием второго вида второго типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 48. (4-5) -system constructed using the second type of the second type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 49. (5-4)-система, построенная с использованием второго вида второго типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 49. (5-4) -system constructed using the second type of the second type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Фиг. 50. (6-3)-система, построенная с использованием второго вида второго типа λ-модуля со всеми короткими опорами, присоединенными с левой стороны.FIG. 50. (6-3) -system constructed using the second type of the second type of λ-module with all short supports attached to the left side.

Части и детали на фиг. 5 и 6 пронумерованы, и их описания приведены ниже:Parts and details in FIG. 5 and 6 are numbered, and their descriptions are given below:

(1) - Верхнее кольцо.(1) - The upper ring.

(2) - Нижнее кольцо.(2) - Lower ring.

(3) - Гайка.(3) - Nut.

(4) - Промежуточная деталь.(4) - Intermediate part.

(5) - Промежуточная соединительная деталь.(5) - Intermediate connecting piece.

(6) - Отверстие для регулировочного винта на примере промежуточной детали (5).(6) - Hole for the adjusting screw as an example of an intermediate part (5).

(7) - Часть шарового шарнира, присоединенная к винту (11).(7) - The part of the ball joint attached to the screw (11).

(8) - Часть шарового шарнира, присоединенная к кольцу.(8) - The part of the ball joint attached to the ring.

(9) - Свободный конец короткой опоры λ-модуля.(9) - The free end of the short support of the λ-module.

(10) - Полая цилиндрическая часть.(10) - The hollow cylindrical part.

(11) - Резьбовая цилиндрическая часть.(11) - Threaded cylindrical part.

(12) - Промежуточная деталь в различных видах λ-модуля.(12) - Intermediate part in various types of λ-module.

В роботизированном устройстве наружного фиксатора первый базовый тип λ-модуля (фиг. 1) может быть использован с кольцами, имеющими отверстия в один ряд, поскольку короткие и длинные опоры λ-модуля вместе с их осевыми линиями лежат на одной плоскости, перпендикулярной оси вращения шарнира, соединяющего их. Наличие коротких и длинных опор в одной плоскости может ввести не- 3 034003 большие ограничения на длину короткой опоры и величину изменения этой длины. Эта ситуация может быть преодолена посредством второго вида первого базового λ-модуля, показанного на фиг. 3. В конструкции второго вида обеспечение возможности прохождения оси вращения шарнира через точку на оси длинной опоры дает короткой опоре возможность большего увеличения длины (фиг. 3). В этом случае осевые линии короткой и длинной опор λ-модуля лежат на двух отдельных плоскостях, параллельных друг другу и одновременно перпендикулярных оси вращения шарнира. Таким образом, никакого изменения в характеристиках шарнира второго вида (фиг. 3) нет по отношению к первому базовому типу; но большая область перемещения достигается за счет смещения осевой линии короткой опоры на линию, проходящую через точку на оси длинной опоры, если смотреть вдоль оси вращения шарнира наружу в радиальном направлении, перпендикулярном оси длинной опоры. При установке фиксатора со вторым видом первого базового модуля это обеспечивает на практике удобство использования кольца с двухрядными отверстиями для подсоединения свободного конца короткой опоры.In the robotic device of the external fixture, the first basic type of the λ-module (Fig. 1) can be used with rings having holes in one row, since the short and long supports of the λ-module along with their axial lines lie on the same plane perpendicular to the axis of rotation of the hinge connecting them. The presence of short and long supports in one plane may introduce slightly greater restrictions on the length of the short support and the magnitude of the change in this length. This situation can be overcome by a second view of the first basic λ-module shown in FIG. 3. In the design of the second type, allowing the hinge axis of rotation to pass through a point on the axis of the long support gives the short support the possibility of a larger increase in length (Fig. 3). In this case, the axial lines of the short and long supports of the λ-module lie on two separate planes parallel to each other and simultaneously perpendicular to the axis of rotation of the hinge. Thus, there is no change in the characteristics of the hinge of the second type (Fig. 3) with respect to the first basic type; but a large area of displacement is achieved by shifting the center line of the short support by a line passing through a point on the axis of the long support when viewed along the axis of rotation of the hinge outward in a radial direction perpendicular to the axis of the long support. When installing the latch with the second view of the first base module, this provides in practice the convenience of using a ring with double-row holes for connecting the free end of the short support.

Модификация, аналогичная той, что была сделана для получения второго вида первого базового λмодуля, также применима ко второму базовому λ-модулю. На фиг. 4 показан второй вид второго базового λ-модуля, в котором универсальный шарнир с двумя степенями свободы, соединяющий короткую и длинную опоры второго базового λ-модуля, смещен в сторону. Расширяя область перемещения для короткой опоры второго базового λ-модуля, данная модификация одновременно поможет более длинным цилиндрическим частям вписаться в эту область.A modification similar to that made to obtain the second kind of the first basic λ-module is also applicable to the second basic λ-module. In FIG. 4 shows a second view of the second basic λ-module, in which the universal joint with two degrees of freedom connecting the short and long supports of the second basic λ-module is shifted to the side. Expanding the range of movement for the short support of the second basic λ-module, this modification will simultaneously help the longer cylindrical parts fit into this area.

Рассматривая систему, имеющую три шарнира в трех точках верхнего кольца и шесть шарниров в шести точках нижнего кольца, а именно систему типа (3-6), в качестве базы, варианты наружного фиксирующего устройства, полученные с использованием четырех различных λ-модулей, приведенных на фиг. 1, 2, 3 и 4, показаны на фиг. 5, 6, 7 и 8, соответственно. На фиг. 5 показан фиксатор типа (3-6), полученный путем соединения взаимозаменяемым образом верхнего и нижнего колец тремя λ-модулями первого базового типа, в котором подвижные сегменты переменной длины длинных опор находятся на верхней стороне кольца, а все короткие опоры присоединены с правой стороны. На фиг. 6 показан фиксатор типа (3-6), построенный аналогично, за исключением того, что используется второй вид первого базового λмодуля. Примеры фиксаторов типа (3-6), полученных путем сборки верхнего и нижнего колец с использованием трех λ-модулей первого и второго вида второго базового типа λ-модуля, представлены на фиг. 7 и 8, соответственно.Considering a system having three hinges at three points of the upper ring and six hinges at six points of the lower ring, namely a system of the type (3-6), as a base, options for an external fixing device obtained using four different λ-modules shown on FIG. 1, 2, 3 and 4 are shown in FIG. 5, 6, 7 and 8, respectively. In FIG. Figure 5 shows a latch of type (3-6), obtained by interchangeably connecting the upper and lower rings with three λ-modules of the first basic type, in which movable segments of variable length of long supports are located on the upper side of the ring, and all short supports are attached on the right side. In FIG. Figure 6 shows a latch of type (3-6), constructed in a similar way, except that the second type of the first basic λmodule is used. Examples of retainers of type (3-6) obtained by assembling the upper and lower rings using three λ-modules of the first and second type of the second basic type of λ-module are shown in FIG. 7 and 8, respectively.

Подробности об λ-модулях объясняются с помощью λ-модуля первого базового типа, показанного на фиг. 1, в отношении целостности типа (3-6) фиксатора, показанного на фиг. 5, построенного на этом модуле. Прежде всего, на фиг. 9 показаны плоские гладкие верхнее кольцо (1) и нижнее кольцо (2) с двухрядными отверстиями, соединенные друг с другом взаимозаменяемым образом при помощи первого базового λ-модуля, показанного на фиг. 5. Рассматриваемый здесь λ-модуль изготовлен путем сборки длинной опоры, длина которой регулируется с помощью гайки, обозначенной номером (3), с короткой опорой, которая имеет такие же конструктивные характеристики, что и длинная опора, с использованием деталей с номером (4), (5) и (6). Длинная опора λ-модуля присоединена к верхнему кольцу (1) посредством универсального шарнира с тремя степенями свободы, состоящего из частей с номерами (7) и (8), и присоединена к нижнему кольцу (2) посредством шарнира с подобными свойствами. Свободный конец короткой опоры λ-модуля с номером (9) также присоединен взаимозаменяемым образом к нижнему кольцу (2) с правой стороны с использованием шарнира с тремя степенями свободы. Цилиндрические части с номером (10) и (11), представляющие конструкцию длинных и коротких опор всех λ-модулей, соединены друг с другом гайкой с номером (3).The details of the λ modules are explained using the λ module of the first basic type shown in FIG. 1, with respect to the integrity of the type (3-6) of the retainer shown in FIG. 5, built on this module. First of all, in FIG. 9 shows flat smooth upper ring (1) and lower ring (2) with double row openings, interconnected interchangeably using the first basic λ-module shown in FIG. 5. The λ-module considered here is made by assembling a long support, the length of which is regulated using the nut indicated by number (3), with a short support, which has the same structural characteristics as the long support, using parts with number (4) , (5) and (6). The long support of the λ-module is connected to the upper ring (1) by means of a universal joint with three degrees of freedom, consisting of parts with numbers (7) and (8), and attached to the lower ring (2) by a joint with similar properties. The free end of the short support of the λ-module with the number (9) is also interchangeably attached to the lower ring (2) on the right side using a hinge with three degrees of freedom. The cylindrical parts with numbers (10) and (11), representing the design of the long and short supports of all λ-modules, are connected to each other by a nut with the number (3).

Часть с номером (3), показанная на фиг. 10, вместе с цилиндрической частью с номером (11), на которой нарезана соединительная резьба, образует пару винт-гайка на своем самом узком участке, предназначенную для использования при изменении длины опоры. Часть с номером (3) имеет рифленую поверхность на своем цилиндрическом участке с наибольшим диаметром, удобную для вращения рукой, и надлежащим образом выполненные площадки на ее верхнем наружном участке под стандартный ключ, цилиндрическое отверстие, перпендикулярное одновременно оси гайки (3) и плоскостям площадок, и цилиндрическое пространство на своем внутреннем нижнем участке, в котором вырезана канавка, предназначенная для посадки кольца с целью соединения гайки (3) с полой цилиндрической частью (10).The part number (3) shown in FIG. 10, together with the cylindrical part with number (11), on which the connecting thread is cut, forms a screw-nut pair in its narrowest section, intended for use when changing the length of the support. The part with the number (3) has a grooved surface on its cylindrical section with the largest diameter, convenient for hand rotation, and properly executed platforms on its upper outer section using a standard key, a cylindrical hole, perpendicular to the nut axis (3) and the plane of the platforms, and a cylindrical space in its inner lower portion, in which a groove is cut out to fit the ring to connect the nut (3) to the hollow cylindrical part (10).

На фиг. 11 показаны детальные чертежи промежуточной соединительной детали с номером (4), которая, с одной стороны, удерживает осевые линии длинной и короткой опор λ-модуля в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения шарнира, и имеет в себе отверстие, через которое проходит штифт шарнира, и, с другой стороны, фиксирует положение шарнира в точке на оси сегмента (10) фиксированной длины длинной опоры с помощью соединительного болта и гайки. На фиг. 12 представлен чертеж части с номером (5) на короткой стороне шарнира, которая посажена на деталь с номером (4), вместе с отверстием с номером (6) под регулировочный винт, используемым для соединения этой части с винтовым концом короткой опоры так, что относительное вращение отсутствует. На фиг. 13 показаны чертежи универсального шарнира, состоящего из части с номером (7), которая присоединена к резьбовому концуIn FIG. 11 shows detailed drawings of an intermediate connecting part with a number (4), which, on the one hand, holds the axial lines of the long and short supports of the λ-module in one plane perpendicular to the axis of rotation of the hinge, and has an opening through which the hinge pin passes, and, on the other hand, fixes the position of the hinge at a point on the axis of the segment (10) of a fixed length of a long support using a connecting bolt and nut. In FIG. 12 is a drawing of the part with the number (5) on the short side of the hinge that fits on the part with the number (4), together with the hole with the number (6) for the adjusting screw used to connect this part to the screw end of the short support so that the relative no rotation. In FIG. 13 shows drawings of a universal joint consisting of a part with a number (7) that is attached to a threaded end

- 4 034003 (11) длинной опоры λ-модуля с помощью регулировочного винта так, что относительное вращение отсутствует, и части с номером (8), которая присоединена к верхнему кольцу с помощью подходящего винта.- 4 034003 (11) of the long support of the λ-module with the help of an adjusting screw so that relative rotation is absent, and the part with the number (8), which is attached to the upper ring with a suitable screw.

Полая цилиндрическая часть с номером (10), которая присутствует в конструкциях как длинной, так и короткой опор, и представляет собой сегмент фиксированной длины, показана на фиг. 14. Нижний участок этой части имеет отверстие для регулировочного винта, позволяющее прикрепить универсальный шарнир с двумя или тремя степенями свободы, на верхних сторонах во взаимно противоположных направлениях расположены две сферические канавки, в которые может быть помещен шар надлежащего размера, а кольцевое седло вырезано так, что обеспечена возможность удобного прикрепления гайки (3). Кроме того, участок на верхнем конце цилиндрической части (10) конически сужается, так что гайка (3) и кольцо могут быть легко смонтированы. Далее, имеется паз, параллельный оси цилиндра (10), проградуированный в соответствии с линейной шкалой, используемый для измерения длины опоры λ-модуля, фиг. 14. Сборка полой цилиндрической части (10) с гайкой (3) показана на фиг. 15, где гайка (3) установлена в ее седло при помощи кольца так, что она имеет возможность вращения без перемещения в осевом направлении, шар прижат к сферической канавке на поверхности цилиндрической части (10) винтовой пружиной, вставленной в цилиндрическое отверстие, принадлежащее гайке (3), с колпачком на конце.The hollow cylindrical part with the number (10), which is present in the structures of both long and short supports, and is a segment of a fixed length, is shown in FIG. 14. The lower section of this part has a hole for the adjusting screw, which allows you to attach a universal joint with two or three degrees of freedom, on the upper sides in mutually opposite directions there are two spherical grooves in which a ball of the proper size can be placed, and the annular seat is cut so which makes it possible to conveniently attach the nut (3). In addition, the portion at the upper end of the cylindrical portion (10) tapers conically so that the nut (3) and the ring can be easily mounted. Further, there is a groove parallel to the axis of the cylinder (10), calibrated in accordance with a linear scale, used to measure the length of the support of the λ-module, FIG. 14. The assembly of the hollow cylindrical part (10) with the nut (3) is shown in FIG. 15, where the nut (3) is installed in its seat with a ring so that it can rotate without moving in the axial direction, the ball is pressed against a spherical groove on the surface of the cylindrical part (10) by a coil spring inserted into a cylindrical hole belonging to the nut ( 3), with a cap at the end.

Частью, присутствующей в общей конструкции длинной и короткой опор λ-модуля и представляющей собой подвижный сегмент переменной длины, является цилиндрическая часть с номером (11), фиг. 16. На верхнем конце цилиндрической части (11), на которой выполнена резьба, соответствующая резьбе гайки (3), создают плоскую поверхность, на которую будет посажен конец соединительного регулировочного винта, на стороне ступенчатого участка с уменьшенным диаметром так, что отсутствует вращение относительно шарнирного элемента, к которой эта часть присоединена. На нижнем конце указанной части (11) имеется резьбовое отверстие, просверленное в направлении, перпендикулярном оси цилиндра, на котором смонтирован индикаторный штифт подходящего размера, фиг. 16. На фиг. 17 форма сборки длинной опоры λ-модуля, которая соединяет верхнее и нижнее кольца друг с другом, показана на видах в двух взаимно перпендикулярных направлениях и в виде в поперечном сечении вдоль длинной оси. Универсальные шарниры (7) с тремя степенями свободы на двух концах прикреплены с помощью регулировочного винта к винту (11) на верхней стороне, а также с помощью регулировочного винта к полой цилиндрической части (10) со шкалой длины в нижней части. Дополнительно на цилиндрическом сегменте (10) с фиксированной длиной, являющемся частью длинной опоры, имеется гайка (3), закрепленная кольцом, и промежуточная соединительная деталь (4) или (12), к которой присоединена взаимозаменяемым образом короткая опора с помощью болта и гайки. Промежуточная соединительная деталь (12) образует при помощи выступающего цилиндра неподвижную соединительную ось универсального шарнира с двумя степенями свободы, а также ось вращения простого шарнира с одной степенью свободы у первого базового λ-модуля второго вида, будучи присоединенной взаимозаменяемым образом при помощи болта и гайки к оси цилиндра (10), к которой ось выступающего цилиндра перпендикулярна. Индикаторный штифт расположен на конце винта (11) при помощи регулировочного винта так, что его размеры соответствуют размерам паза со шкалой на цилиндре (10). Из фиг. 17 можно понять, что вращение гайки вокруг оси цилиндрической части (10) ведет к перемещению винта (11), присоединенного к гайке (3), вдоль оси цилиндра и к изменению длины сегмента переменной длины у длинной опоры. Шар под действием пружины функционирует как запирающий механизм, фиксируя длину опоры тем, что он садится на поверхность сферической канавки каждый раз, когда гайку (3) поворачивают на пол-оборота. Таким образом, можно укоротить или удлинить размер опоры λ-модуля с разрешением, равным половине шага винта.The part present in the general construction of the long and short supports of the λ-module and representing a movable segment of variable length is the cylindrical part with the number (11), FIG. 16. At the upper end of the cylindrical part (11), on which the thread corresponding to the thread of the nut (3) is made, create a flat surface on which the end of the connecting adjusting screw will fit, on the side of the stepped section with a reduced diameter so that there is no rotation relative to the hinge element to which this part is attached. At the lower end of said part (11), there is a threaded hole drilled in a direction perpendicular to the axis of the cylinder on which an indicator pin of a suitable size is mounted, FIG. 16. In FIG. 17, the assembly form of the long support of the λ-module, which connects the upper and lower rings to each other, is shown in views in two mutually perpendicular directions and in cross-sectional view along the long axis. Universal joints (7) with three degrees of freedom at both ends are attached with an adjusting screw to a screw (11) on the upper side, and also with an adjusting screw to a hollow cylindrical part (10) with a length scale in the lower part. Additionally, on a fixed-length cylindrical segment (10), which is part of a long support, there is a nut (3) fixed by a ring, and an intermediate connecting part (4) or (12), to which a short support is interchangeably attached using a bolt and nut. Using the protruding cylinder, the intermediate connecting part (12) forms the fixed connecting axis of the universal joint with two degrees of freedom, as well as the axis of rotation of a simple joint with one degree of freedom for the first basic λ-module of the second kind, being interchangeably connected using a bolt and nut to the axis of the cylinder (10), to which the axis of the protruding cylinder is perpendicular. The indicator pin is located on the end of the screw (11) with the help of an adjusting screw so that its dimensions correspond to the dimensions of the groove with a scale on the cylinder (10). From FIG. 17 it can be understood that rotation of the nut around the axis of the cylindrical part (10) leads to the movement of the screw (11) attached to the nut (3) along the axis of the cylinder and to a change in the length of the variable length segment of the long support. The ball under the action of the spring functions as a locking mechanism, fixing the length of the support so that it sits on the surface of the spherical groove each time the nut (3) is turned half a turn. Thus, it is possible to shorten or lengthen the size of the support of the λ-module with a resolution equal to half the pitch of the screw.

Объяснения относительно конструкции и изменения длины длинной опоры на фиг. 17 действительны и для короткой опоры в случае, когда регулировочные винты шарниров с тремя степенями свободы на концах демонтированы, вместо них смонтированы соответствующие шарниры, а промежуточная соединительная деталь (12) в сегменте фиксированной длины удалена. Если взаимозаменяемые шарниры на концах и промежуточная соединительная деталь (4 или 12) удалены, то сборка длинной и короткой опор по существу осуществляется соединением полой цилиндрической части (10) с гайкой (3).The explanations regarding the design and the change in length of the long support in FIG. 17 are also valid for short support when the adjusting screws of the hinges with three degrees of freedom at the ends are dismantled, the corresponding hinges are mounted instead of them, and the intermediate connecting part (12) in the fixed-length segment is removed. If the interchangeable joints at the ends and the intermediate connecting part (4 or 12) are removed, then the assembly of the long and short supports is essentially carried out by connecting the hollow cylindrical part (10) with the nut (3).

К настоящему моменту, в первую очередь, для двух базовых λ-модулей были изложены общие черты всех четырех видов и типов λ-модулей. На этом этапе будут описаны их элементы, имеющие различия. Одно из них состоит в различии двух видов первого базового λ-модуля. Различие заключается в том, что деталь, пронумерованная как (4) на фиг. 5, подробности которой показаны на фиг. 11, присутствует в первом виде λ-модуля, тогда как деталь под номером (12) на фиг. 6, подробные чертежи которой даны на фиг. 18, присутствует во втором виде λ-модуля. Одна и та же деталь на фиг. 18 используется в двух видах второго базового λ-модуля при подсоединении взаимозаменяемым образом длинной и короткой опор друг к другу при использовании ее в двух разных позициях, смещенных друг относительно друга на угол 90°. Эта ситуация хорошо видна на фиг. 2, 4, 7 и 8. Еще одна причина различия между λ-модулями заключается в том, что, несмотря на конструктивные общие черты, универсальный шарнир с тремя степенями свободы, как в случае части с номером (8) на фиг. 5, вместе с соединительным болтом имеет свобоTo date, first of all, for two basic λ-modules, the general features of all four types and types of λ-modules have been outlined. At this stage, their elements having differences will be described. One of them is the difference between the two types of the first basic λ-module. The difference is that the part numbered as (4) in FIG. 5, the details of which are shown in FIG. 11 is present in the first form of the λ-module, while the part number (12) in FIG. 6, detailed drawings of which are given in FIG. 18 is present in the second form of the λ-module. The same detail in FIG. 18 is used in two types of the second basic λ-module when interchangeably connecting the long and short supports to each other when used in two different positions, offset from each other by an angle of 90 °. This situation is clearly visible in FIG. 2, 4, 7 and 8. Another reason for the difference between the λ-modules is that, despite the structural common features, the universal joint with three degrees of freedom, as in the case of the part with the number (8) in FIG. 5, together with the connecting bolt has freedom

- 5 034003 ду вращения вокруг оси отверстия по отношению к кольцу, в то время как универсальный шарнир с двумя степенями свободы, прикрепленный к концам короткой опоры, как показано на фиг. 2, 4, 7 и 8, не имеет свободы вращения относительно части, к которой он подсоединен. С этой целью болт, присоединяющий шарнир к кольцу, жестко смонтирован в случае универсального шарнира с двумя степенями свободы, а в случае универсального шарнира с тремя степенями свободы между контактными поверхностями головки винта и кольцом оставляют зазор путем регулировки длины резьбовой части так, чтобы происходило относительное вращение винта относительно кольца.- 5,034,003 for rotation about the axis of the hole with respect to the ring, while a universal joint with two degrees of freedom attached to the ends of the short support, as shown in FIG. 2, 4, 7 and 8, does not have freedom of rotation relative to the part to which it is connected. For this purpose, the bolt connecting the hinge to the ring is rigidly mounted in the case of a universal hinge with two degrees of freedom, and in the case of a universal hinge with three degrees of freedom between the contact surfaces of the screw head and the ring, they leave a gap by adjusting the length of the threaded part so that relative rotation occurs screw relative to the ring.

Рассмотрев известные конструктивные особенности базовых λ-модулей, можно лучше понять различия между классическими фиксирующими устройствами и устройствами новой структуры, которые могут быть сформированы с помощью рассматриваемых λ-модулей геометрически разносторонним образом. По существу, в то время как первый базовый λ-модуль имеет три шаровых шарнира с тремя степенями свободы, один шарнир с одной степенью свободы и две винтовые пары с одной степенью свободы, второй базовый λ-модуль имеет два шаровых шарнира с тремя степенями свободы, два универсальных (карданных) шарнира с двумя степенями свободы и две винтовые пары с одной степенью свободы. Общим для обоих модулей является то, что шарниры с тремя степенями свободы присутствуют на концах длинных опор обоих модулей и что имеются четыре основных объекта, которые можно перемещать относительно друг друга в обоих модулях. В двух базовых модулях, которые могут быть легко восприняты как имеющие модульную конструкцию сами по себе, особенность, заключающаяся в том, что шарниры на концах коротких опор выполнены с возможностью изменения с помощью подходящих регулировочных винтов и путем использования промежуточных деталей на фиг. 11, 12 и 18, делает легким переход от одного вида к другому среди четырех различных видов λ-модулей. Эта особенность модульной конструкции, указанная здесь, значительно упростит создание новых фиксирующих устройств на основе этих модулей.Having considered the known design features of basic λ-modules, we can better understand the differences between classical locking devices and devices of a new structure, which can be formed using the considered λ-modules in a geometrically versatile way. Essentially, while the first basic λ-module has three ball joints with three degrees of freedom, one joint with one degree of freedom and two screw pairs with one degree of freedom, the second basic λ-module has two ball joints with three degrees of freedom, two universal (cardan) joints with two degrees of freedom and two screw pairs with one degree of freedom. Common to both modules is that hinges with three degrees of freedom are present at the ends of the long supports of both modules and that there are four main objects that can be moved relative to each other in both modules. In the two basic modules, which can be easily perceived as having a modular design in themselves, the peculiarity is that the hinges at the ends of the short supports are made with the possibility of change using suitable adjusting screws and by using intermediate parts in FIG. 11, 12 and 18, makes it easy to switch from one type to another among four different types of λ-modules. This feature of the modular design, indicated here, will greatly simplify the creation of new locking devices based on these modules.

Параллельная роботизированная конструкция, полученная из первого модуля, по существу имеет в целом девять шаровых шарниров с тремя степенями свободы вместе с шестью парами винт-гайка с одной степенью свободы и тремя шарнирами с одной степенью свободы. С другой стороны, параллельное роботизированное устройство, полученное из второго модуля, имеет шесть шаровых шарниров с тремя степенями свободы, шесть пар винт-гайка и шесть универсальных (карданных) шарниров с двумя степенями свободы. Таким образом, по существу, относительное движение с шестью степенями свободы, состоящее из трех поворотов и трех перемещений между верхним и нижним кольцами, ведет к новым структурам фиксаторов, образуемым двумя модулями. Это обеспечивает возможность позиционирования фрагментов кости, прикрепленных к кольцам, как требуется.The parallel robotic structure obtained from the first module essentially has nine ball joints with three degrees of freedom along with six screw-nut pairs with one degree of freedom and three joints with one degree of freedom. On the other hand, a parallel robotic device obtained from the second module has six ball joints with three degrees of freedom, six screw-nut pairs and six universal (cardan) joints with two degrees of freedom. Thus, essentially, a relative movement with six degrees of freedom, consisting of three rotations and three movements between the upper and lower rings, leads to new structures of the latches, formed by two modules. This enables the positioning of bone fragments attached to the rings as required.

Параллельные роботизированные устройства, полученные из двух модулей в рамках принципов, изложенных выше, позволяют фиксатору выполнять функции удержания фрагментов кости в стабильных равновесных условиях и перемещения их в соответствии с медицинскими ограничениями с помощью наружных средств путем увеличения или уменьшения длины опор. Дополнительно, эффективная степень свободы системы равна числу активных пар винт-гайка. Таким образом, если все пары винт-гайка являются неактивными (заблокированными), то система имеет стабильное статическое равновесие.Parallel robotic devices obtained from two modules within the framework of the principles described above allow the latch to perform the functions of retaining bone fragments in stable equilibrium conditions and moving them in accordance with medical restrictions using external means by increasing or decreasing the length of the supports. Additionally, the effective degree of freedom of the system is equal to the number of active screw-nut pairs. Thus, if all screw-nut pairs are inactive (blocked), then the system has stable static equilibrium.

Ранее было указано, что при повороте одного единственного λ-модуля относительно трех ортогональных осей на угол примерно 180° в двух направлениях можно для одного λ-модуля получить 2³ = 8 различных способов соединения верхнего и нижнего колец. Исходя из этого факта, можно получить 8³ = 512 различных конфигураций для конструкции фиксатора, построенной из трех λ-модулей этого типа. Если новую конструкцию устройства формировать из четырех различных видов λ-модулей, то будет в общей сложности 4³х512 = 32768 различных вариантов конфигурации фиксатора. Эта ситуация показывает, что новая модульная система, подлежащая патентованию, имеет чрезвычайно гибкую структуру.It was previously indicated that when turning a single λ-module relative to three orthogonal axes at an angle of about 180 ° in two directions, it is possible to obtain 2 ³ = 8 different ways of connecting the upper and lower rings for one λ-module. Based on this fact, it is possible to obtain 8 ³ = 512 different configurations for the latch construction constructed from three λ-modules of this type. If the new design of the device is formed from four different types of λ-modules, then there will be a total of 4 ³ x512 = 32768 different configuration options for the latch. This situation shows that the new patented modular system has an extremely flexible structure.

В качестве примеров для вышеупомянутых 512 конфигураций покажем различные структуры фиксаторов, которые могут быть сформированы с помощью четырех различных типов λ-модуля. На фиг. 19 изображена (3-6)-система, построенная только на первом λ-модуле первого вида, в котором все короткие опоры присоединены взаимозаменяемым образом к длинным с правой стороны. Если один из шаровых универсальных шарниров (три степени свободы) на конце короткой опоры в одном из λ-модулей системы, показанной на фиг. 19, отсоединен от нижнего кольца и присоединен к верхнему кольцу, то имеет место (4-5)-система, показанная на фиг. 20. Когда два шаровых универсальных шарнира на концах коротких опор λ-модулей, показанных на фиг. 19, отсоединены от нижнего кольца и присоединены взаимозаменяемым образом к верхнему кольцу, то имеет место (5-4)-система, показанная на фиг. 21. Если все три шаровых универсальных шарнира на концах коротких опор всех λ-модулей на фиг. 19 присоединены взаимозаменяемым образом к верхнему кольцу, то имеет место (6-3)-система, показанная на фиг. 22. На фиг. 19, 20, 21 и 22 резьбовые части с переменной длиной длинных опор λ-модуля расположены ближе к верхнему кольцу, в то время как их части с фиксированной длиной находятся вблизи нижнего кольца. Когда параллельные роботизированные структуры сконструированы взаимозаменяемым образом так, что резьбовые части с переменной длиной длинных опор расположены ближе к нижнему кольцу, а их части с фиксированной длиной расположены ближе к верхнему кольцу, то, хотя результирующие структуры неAs examples for the aforementioned 512 configurations, we will show various retainer structures that can be formed using four different types of λ-module. In FIG. 19 shows a (3-6) -system built only on the first λ-module of the first type, in which all short supports are interchangeably connected to the long ones on the right side. If one of the universal ball joints (three degrees of freedom) is at the end of a short support in one of the λ-modules of the system shown in FIG. 19, disconnected from the lower ring and attached to the upper ring, then the (4-5) -system shown in FIG. 20. When two universal ball joints at the ends of the short supports of the λ-modules shown in FIG. 19 are disconnected from the lower ring and interchangeably attached to the upper ring, then the (5-4) system shown in FIG. 21. If all three ball universal joints at the ends of the short supports of all λ-modules in FIG. 19 are interchangeably attached to the upper ring, then the (6-3) -system shown in FIG. 22. In FIG. 19, 20, 21 and 22, threaded parts with a variable length of the long supports of the λ-module are located closer to the upper ring, while their parts with a fixed length are located near the lower ring. When parallel robotic structures are designed interchangeably so that the threaded parts with a variable length of long supports are located closer to the lower ring, and their parts with a fixed length are located closer to the upper ring, then although the resulting structures are not

- 6 034003 будут существенно отличаться от предыдущих, связанные с ними прямые и обратные кинематические расчеты изменятся. По этой причине уместно рассказать о восьми разных способах использования любого вида λ-модуля при регулировке системы фиксаторов. Здесь были отобраны примеры только из тех систем, которые имеют разную структуру.- 6,034,003 will differ significantly from the previous ones, the direct and inverse kinematic calculations associated with them will change. For this reason, it is appropriate to talk about eight different ways to use any type of λ-module when adjusting the clamp system. Here, examples were selected only from those systems that have a different structure.

Структура фиксирующих устройств, называемых (3-6)-, (4-5)-, (5-4)- и (6-3)-системами и имеющих шаровые универсальные шарниры в трех, четырех, пяти и шести точках на верхнем кольце и шаровые универсальные шарниры в шести, пяти, четырех и трех точках на нижнем кольце, соответственно, со всеми λ-модулями, относящимися ко второму виду первого типа, в которой все короткие опоры присоединены взаимозаменяемым образом к длинным с правой стороны, показана на фиг. 23, 24, 25 и 26, соответственно. Эта структура фиксирующих устройств, называемых (3-6)-, (4-5)-, (5-4)- и (6-3)-системами и имеющих шаровые универсальные шарниры в трех, четырех, пяти и шести точках на верхнем кольце и шаровые универсальные шарниры в шести, пяти, четырех и трех точках на нижнем кольце, соответственно, со всеми λ-модулями, относящимися к первому виду второго типа, в которой все короткие опоры присоединены взаимозаменяемым образом к длинным с правой стороны, показана на фиг. 27, 28, 29 и 30, соответственно. Если процедура регулировки фиксатора применена к случаю, в котором все короткие опоры присоединены взаимозаменяемым образом к длинным с правой стороны для λ-модуля второго вида второго типа, то полученная структура фиксирующего устройства, называемая (3-6)-, (4-5)-, (5-4)- и (6-3)-системой, показана на фиг. 31, 32, 33 и 34, соответственно.The structure of fixing devices called (3-6) -, (4-5) -, (5-4) - and (6-3) -systems and having universal ball joints at three, four, five and six points on the upper ring and universal ball joints at six, five, four and three points on the lower ring, respectively, with all λ-modules belonging to the second type of the first type, in which all the short supports are interchangeably connected to the long ones on the right side, shown in FIG. 23, 24, 25 and 26, respectively. This structure of fixing devices, called (3-6) -, (4-5) -, (5-4) - and (6-3) -systems and having universal ball joints at three, four, five and six points on the top the ring and universal ball joints at six, five, four and three points on the lower ring, respectively, with all λ-modules belonging to the first type of the second type, in which all the short supports are interchangeably connected to the long ones on the right side, shown in FIG. . 27, 28, 29 and 30, respectively. If the locking adjustment procedure is applied to the case in which all short supports are interchangeably attached to the long ones on the right side for the second type λ-module of the second type, then the obtained structure of the fixing device, called (3-6) -, (4-5) - , (5-4) - and (6-3) -system, shown in FIG. 31, 32, 33 and 34, respectively.

Если процедура построения фиксирующего устройства применена к λ-модулю первого вида первого типа, в котором короткая опора соединена взаимозаменяемым образом с длинной с левой стороны таким образом, что имеется три, четыре, пять и шесть точек подсоединения на верхнем кольце и шесть, пять, четыре и три точки подсоединения на нижнем кольце, соответственно, то полученная структура устройства, называемая (3-6)-, (4-5)-, (5-4)- и (6-3)-системой, показана на фиг. 35, 36, 37 и 38, соответственно. Когда процедура построения реализована с использованием λ-модуля второго вида первого типа, а все остальные условия сохранены, то получают структуру фиксирующего устройства, называемую (36)-, (4-5)-, (5-4)- и (6 -3)-системой и показанную на фиг. 39, 40, 41 и 42, соответственно. Процедура конструирования при использовании λ-модуля первого вида второго типа при тех же остальных условиях приведет к получению структуры фиксирующего устройства, называемой (3-6)-, (4-5)-, (5-4)- и (6-3)системой и показанной на фиг. 43, 44, 45 и 46, соответственно. Если λ-модуль, с которым должна быть выполнена процедура построения, выбран при сохранении без изменения всех остальных условий как второй вид второго типа, то получают структуру фиксирующего устройства, называемую (3-6)-, (4-5)-, (5-4)- и (6-3)-системой, показанную на фиг. 47, 48, 49 и 50, соответственно.If the construction procedure of the fixing device is applied to the first type λ-module of the first type, in which the short support is interchangeably connected to the long one on the left side so that there are three, four, five and six connection points on the upper ring and six, five, four and three connection points on the lower ring, respectively, the resulting device structure, called the (3-6) -, (4-5) -, (5-4) - and (6-3) -system, is shown in FIG. 35, 36, 37 and 38, respectively. When the construction procedure is implemented using a λ-module of the second type of the first type, and all other conditions are preserved, then we obtain the structure of the fixing device, called (36) -, (4-5) -, (5-4) - and (6 -3 ) -system and shown in FIG. 39, 40, 41 and 42, respectively. The design procedure when using a λ-module of the first type of the second type under the same remaining conditions will result in a structure of a fixing device called (3-6) -, (4-5) -, (5-4) - and (6-3) by the system and shown in FIG. 43, 44, 45 and 46, respectively. If the λ-module with which the construction procedure should be performed is selected while maintaining without changing all other conditions as the second type of the second type, then we obtain the structure of the fixing device, called (3-6) -, (4-5) -, (5 -4) - and (6-3) -system shown in FIG. 47, 48, 49 and 50, respectively.

λ-модули и наружный фиксатор, который состоит из них и, следовательно, имеет очень гибкую структуру, обладают многими конструктивными преимуществами над гексаподом (пространственным каркасом Тэйлора, Тэйлор и др., 1999, 2015, и каркасом Вонга, Вонг, 2011). Первое из них состоит в том, что предлагаемая система, на которую распространяется патент, имеет конструкцию, соединяющую верхнее и нижнее кольца в целом в девяти точках, тогда как гексапод имеет конструкцию, соединяющую два кольца в целом в двенадцати точках. В ортопедической практике это означает, что гексапод конфигурируют с использованием большего количества соединений в процессе сборки, что требует больше времени и усилий, чем у предлагаемой новой системы, в которой для ее конфигурации требуется меньше времени и усилий. Другим преимуществом новой системы с модульной структурой является то, что гексапод имеет только одну единственную конфигурацию, тогда как только с одним видом λ-модуля одного типа можно иметь 512 различных конфигураций, а при использовании 4 различных модулей всего имеется 32768 различных конфигураций.The λ-modules and the external fixator, which consists of them and, therefore, has a very flexible structure, have many structural advantages over the hexapod (Taylor spatial frame, Taylor et al., 1999, 2015, and Wong frame, Wong, 2011). The first of these is that the proposed patented system has a structure connecting the upper and lower rings as a whole at nine points, while a hexapod has a structure connecting two rings as a whole at twelve points. In orthopedic practice, this means that the hexapod is configured using more compounds during the assembly process, which requires more time and effort than the proposed new system, which requires less time and effort to configure it. Another advantage of the new system with a modular structure is that the hexapod has only one single configuration, while with only one type of λ-module of the same type, 512 different configurations can be obtained, and when using 4 different modules, there are 32,768 different configurations.

Из приведенных до настоящего момента объяснений должно быть очевидно, что λ-фиксатор сконструирован с использованием двух плоских гладких колец, свободно соединенных посредством не более трех, не менее трех, а ровно трех λ-модулей. λ-фиксатор также имеет преимущества по сравнению с устройством с геометрическим расположением с перпендикулярными гранями (Тамер И., 2012) по многим аспектам. К ним относится то, что в λ-фиксаторе имеется в общей сложности 18 отдельных шарниров для соединения по существу 14 подвижных относительно друг друга твердых тел, тогда как в устройстве (Тамер И., 2012) используется в общей сложности 24 шарнира для соединения 18 подвижных тел. В указанном устройстве (Тамер И., 2012) пластины имеют особые геометрические формы с 4 выступающими сегментами, между каждым из которых имеется пространство в 90°, и на которых закреплены без возможности изменения все 12 шарниров, причем существует условие для хирурга-ортопеда, согласно которому при использовании λ-фиксатора хирург-ортопед имеет полную свободу выбора любого из 9 отверстий на 2 плоских гладких кольцах λ-фиксатора при конфигурировании фиксатора в зависимости от медицинских условий. В указанном устройстве (Тамер И., 2012) имеется 8 опор, снабженных 8 винтовыми парами для взаимодействия с приводами, обеспечивающими движение с шестью степенями свободы между пластинами, что подразумевает, что не все 8 входных движений являются независимыми. С другой стороны, λ-фиксатор имеет шесть опор с шестью винтовыми парами, обеспечивая движение ров- 7 034003 но с шестью степенями свободы, как это и должно быть. Значительное преимущество λ-фиксатора по сравнению с указанным устройством (Тамер И., 2012) заключается в том, что возможна лишь одна конструктивная конфигурация для указанного устройства, тогда как λ-фиксатор обеспечивает возможность формирования 512 различных конструктивных конфигураций на базе всего лишь одного типа модуля, а при использовании вместе 4 различных модулей могут быть получены 32768 различных конфигураций.From the explanations given up to now, it should be obvious that the λ-clamp is constructed using two flat smooth rings freely connected by no more than three, at least three, and exactly three λ-modules. The λ-clamp also has advantages over a device with a geometric arrangement with perpendicular faces (Tamer I., 2012) in many aspects. These include the fact that in the λ-latch there are a total of 18 separate hinges for connecting essentially 14 solid bodies moving relative to each other, while the device (Tamer I., 2012) uses a total of 24 hinges for connecting 18 mobile tel. In this device (I. Tamer, 2012), the plates have special geometric shapes with 4 protruding segments, each of which has a 90 ° space, and on which all 12 joints are fixed without the possibility of changing, and there is a condition for an orthopedic surgeon, according to which, when using a λ-clamp, an orthopedic surgeon has complete freedom to choose any of 9 holes on 2 flat smooth rings of a λ-clamp when configuring the clamp depending on medical conditions. The indicated device (I. Tamer, 2012) has 8 supports equipped with 8 screw pairs for interacting with drives that provide movement with six degrees of freedom between the plates, which implies that not all 8 input movements are independent. On the other hand, the λ-latch has six supports with six screw pairs, ensuring the movement of the beam, but with six degrees of freedom, as it should be. A significant advantage of the λ-clamp compared to the specified device (I. Tamer, 2012) is that only one design configuration is possible for the specified device, while the λ-clamp provides the possibility of generating 512 different structural configurations based on just one type of module and when used together 4 different modules can be obtained 32768 different configurations.

Одним из наиболее важных преимуществ предлагаемого нового фиксатора является то, что большинство потенциальных рисков особых точек, присущих конструкции гексапода, не существует в новой системе. Например, возможность появления параллелограммной конфигурации, которая приводит систему в положение неустойчивого равновесия на любой фазе процесса обработки в структуре гексапода, связана с (6х5)/2=15-ю плоскостями, тогда как число таких плоскостей в новой системе только (3х2)/2=3. Аналогично, возможность наличия конфигурации особой точки у каркаса, при которой четыре направления сил, действующих на дистальное кольцо, проходят через общую точку на любой фазе обработки, возникает в (6х5х4х3)/24=15 случаях, тогда как вероятность этого в новой системе просто равна нулю. Если в новой системе реализована простая мера, согласно которой радиусы верхнего (1) и нижнего (2) колец сделаны различающимися, а также если вначале хотя бы три пары длинных опор сконструированы так, что они не содержат какой-либо параллелограмм, то вероятность получить нежелательную особую точку отсутствует.One of the most important advantages of the proposed new fixative is that most of the potential risks of the special points inherent in the hexapod design do not exist in the new system. For example, the possibility of the appearance of a parallelogram configuration, which brings the system into unstable equilibrium at any phase of the processing process in the hexapod structure, is associated with (6x5) / 2 = 15 planes, while the number of such planes in the new system is only (3x2) / 2 = 3. Similarly, the possibility of a configuration of a singular point in the framework, in which four directions of forces acting on the distal ring pass through a common point at any processing phase, arises in (6x4x4x4) / 24 = 15 cases, while the probability of this in the new system is simply equal to zero. If the new system implements a simple measure, according to which the radii of the upper (1) and lower (2) rings are made different, and also if at first at least three pairs of long supports are designed so that they do not contain any parallelograms, then the probability of getting an undesirable there is no particular point.

Гексапод, общая структура которого напоминает тип (6-6) платформы Стюарта, требует в его аналитически точном решении огромного объема вычислений (Дхингра и др., 2000, Ли и др., 2001), тогда как предлагаемая новая система, включает в себя относительно малый их объем благодаря тому, что она может быть рассчитана точно сведением ее к типу (3-3) платформы Стюарта, где объем расчетов, как было показано (Аксали и Мьютлу, 2006), представляется умеренным.The hexapod, whose overall structure resembles the type (6-6) of the Stuart platform, requires an enormous amount of computation in its analytically accurate solution (Dhingra et al., 2000, Lee et al., 2001), while the proposed new system includes relatively their small volume due to the fact that it can be calculated exactly by reducing it to type (3-3) of the Stuart platform, where the volume of calculations, as shown (Aksali and Myutlu, 2006), seems moderate.

Вероятность наложения изображений костных фрагментов на изображения каркасных частей является очень низкой в предлагаемой новой системе в связи с тем, что здесь имеются только три длинные опоры, тогда как в гексаподе вероятность попадания изображений опор на изображения костей в месте перелома является высокой просто из-за самого наличия этих шести опор. Кроме того, поскольку существует 512 различных конфигураций фиксатора на основе одного типа λ-модуля, обеспечивающего возможность, благодаря его модульной конструкции, без особых трудностей переходить от одной конфигурации к другой, то очень легко получить незатененные области с ясными изображениями.The probability of overlapping images of bone fragments on the images of the skeleton parts is very low in the proposed new system due to the fact that there are only three long supports, while in the hexapod, the probability of the images of supports on the images of the bones at the fracture site is high simply because of the presence of these six pillars. In addition, since there are 512 different locking configurations based on one type of λ-module, which makes it possible, due to its modular design, to switch from one configuration to another without special difficulties, it is very easy to obtain unshaded areas with clear images.

В заключение можно сказать, что варианты предложенных наружных фиксаторов, являющиеся управляемыми снаружи механическими средствами, для решения ортопедических проблем, таких как выравнивание костных фрагментов по их анатомическим осям, коррекция процессов деформации и удлинения костей, обеспечивают большую перспективу использования и удобства, позволяя получать решения без особых точек, проводить точные расчеты благодаря небольшому объему вычислений, иметь незатеняемые изображения на рентгеновских снимках, используя множество различных конфигураций, реализовывать конструктивную гибкость благодаря меньшему количеству частей.In conclusion, we can say that the options of the proposed external fixators, which are controlled externally by mechanical means, for solving orthopedic problems, such as aligning bone fragments along their anatomical axes, correcting processes of deformation and elongation of bones, provide a great prospect of use and convenience, allowing solutions to be obtained specific points, perform accurate calculations due to the small amount of calculations, have unshaded images on x-rays, using many different different configurations, realize structural flexibility due to fewer parts.

ЛитератураLiterature

Аксали А.Д. и Мьютлу X. Новый подход в прямой кинематической задаче механизмов платформы Стюарта с плоскими платформами. ASME J. Mech. Design (Журнал по вопросам проектирования механизмов и механических систем) 128, январь 2006, 252-263.Axali A.D. and Mutlu X. A new approach to the direct kinematic problem of the mechanisms of the Stuart platform with flat platforms. ASME J. Mech. Design (Journal for the Design of Mechanisms and Mechanical Systems) 128, January 2006, 252-263.

Аксали А.Д., Авзар Е., Ун М.К., Айдин А., Айбрикфи Т., Мьютлу X., Озкан К., Байцер CO., Дэмаз А. (2014, июнь). Анализ деформированного состояния роботизированных каркасов для надежного и универсального использования в качестве наружного фиксатора. Кибернетические технологии в автоматизации, управлении и интеллектуальных системах (CYBER), 2014 IEEE 4-я Ежегодная Международная конференция (стр. 180-185). IEEE.Aksali A.D., Avzar E., Un M.K., Aydin A., Aybrikfi T., Mutlu X., Ozkan K., Bayzer CO., Demaz A. (2014, June). Analysis of the deformed state of robotic frames for reliable and universal use as an external fixture. Cybernetic Technologies in Automation, Control, and Intelligent Systems (CYBER), 2014 IEEE 4th Annual International Conference (pp. 180-185). IEEE

Остин Э., Шнайдер Й., Мюлленей М.В. Патент №: ^2004/0073211А1. 15 апреля 2004.Austin E., Schneider J., Mulleney M.V. Patent No: ^ 2004 / 0073211A1. April 15, 2004.

Дхингра А.К., Альмади А.Х., Коли Д., Гребнер-Сильвестр А. Гибридный метод для исследования деформированного состояния механизмов в аналитическом виде. Journal of Mechanical Design (Журнал по вопросам проектирования механизмов и механических систем). Декабрь 2000, том 122, стр. 431-438.Dhingra A.K., Almadi A.Kh., Koli D., Grebner-Sylvester A. Hybrid method for studying the deformed state of mechanisms in an analytical form. Journal of Mechanical Design. December 2000, Volume 122, pp. 431-438.

Дональд Г. и Селигсон Д. Фиксирующие системы, используемые в настоящее время в решениях наружной фиксации. (Ред.: Селигсон Д. и Поп М.) Grune и Stratton (1982), стр. 293-308.Donald G. and Seligson D. Fixing systems currently used in external fixation solutions. (Ed .: Seligson D. and Pop M.) Grune and Stratton (1982), pp. 293-308.

Фернандез А.А. Наружная фиксация опоры, использующая односторонние бипланарные каркасы. Arch. Orthop. Trauma Surg. (Хирургия в ортопедии и травматологии) 104 Springer Verlag, (1985), стр. 182186.Fernandez A.A. External support fixing using one-sided biplanar frames. Arch. Orthop. Trauma Surg. (Surgery in Orthopedics and Traumatology) 104 Springer Verlag, (1985), p. 182186.

Фернандез А.А. Наружная фиксация с помощью стержневых фиксаторов. Травма 23, дополнение 4, (1992).Fernandez A.A. External fixation with rod clamps. Injury 23, Supplement 4, (1992).

Илизаров Г. Чрескостный остеосинтез. Берлин, Springer Verlag, (1992).Ilizarov G. Transosseous osteosynthesis. Berlin, Springer Verlag, (1992).

Каридис Дж.П, Стивен П.М. Патент №: US2009/0036892A1. 05 февраля 2009.Caridis J.P., Stephen P.M. Patent No: US2009 / 0036892A1. February 05, 2009.

Каридис Дж.П. Патент №: US2009/0036890A1. 05 февраля 2009.Caridis J.P. Patent No: US2009 / 0036890A1. February 05, 2009.

Коо Дж.К., Хан Дж.С, Хан Ц.С., Чой А.Х, Сим Дж.Х., Пак Б.С, Ким Дж.С, Ким Б.С., Ким К.Т., Шин Ц.С., Чи А.Х. Патент №: US2002/0010465A1. 24 января 2002.Koo J.K., Han J.S., Han C.S., Choi A.X., Sim J.H., Pak B.S., Kim J.S., Kim B.S., Kim K.T., Shin C.S., Chi A.Kh. Patent No: US2002 / 0010465A1. January 24, 2002.

- 8 034003- 8 034003

Ли Т. И., Шим Дж. К. Упреждающая кинематика общей платформы 6-6 Стюарта, использующая алгебраическое исключение. Теория механизмов и машин. Том 36, 2001, стр. 1073-1085.Lee T.I., Shim J.K. Proactive kinematics of the general Stuart platform 6-6, using algebraic exclusion. Theory of mechanisms and machines. Volume 36, 2001, pp. 1073-1085.

Огродник П. Лечение переломов ног - стаффордширское ортопедическое устройство восстановления. Ingenia, выпуск 32, сентябрь (2007), стр. 25-29.Ogrodnik P. Treatment of leg fractures - Staffordshire orthopedic recovery device. Ingenia, Issue 32, September (2007), pp. 25-29.

Зайде К., Фашингсбауэр М., Венцль Е., Вайнрих Н., Юргенс С. Шестиопорный роботизированный наружный фиксатор для компьютерно поддерживаемых лечения переломов и коррекции деформации. Int. J. Medical Robotics и Computer Assisted Surgery (Международный журнал медицинской робототехники и компьютеризированной хирургии). Том 1 выпуск 1 (2004), стр. 64-69.Zaide K., Fashingsbauer M., Wenzl E., Weinrich N., Jurgens S. Six-support robotic external fixator for computer-supported fracture treatment and correction of deformity. Int. J. Medical Robotics and Computer Assisted Surgery (International Journal of Medical Robotics and Computerized Surgery). Volume 1 Issue 1 (2004), pp. 64-69.

Селигсон Д., Поп М.Х. Общие принципы наружной фиксации. Grune & Stratton, Нью-Йорк (1982).Seligson D., Pop M.H. General principles of external fixation. Grune & Stratton, New York (1982).

Симпсон А.Л., Бэтон Ма, Слагель Б., Боршнек Д.П. и Эллис Р.Е. Компьютеризированный дистракционный остеогенез по методу Илизарова. Международный журнал медицинской робототехники и компьютеризированной хирургии. 2008, 4, стр. 310-320.Simpson A.L., Beton Ma, Slagel B., Borshnek D.P. and Ellis R.E. Computerized distraction osteogenesis according to the Ilizarov method. International Journal of Medical Robotics and Computerized Surgery. 2008, 4, pp. 310-320.

Тамер И. WO/2012/102685 А1 TR, 2 августа 2012 г.Tamer I. WO / 2012/102685 A1 TR, August 2, 2012

Тэйлор Дж.Ц., Остин Е.Г., Тэйлор С.Х. Патент №: US5971984A. 26 октября 1999Taylor J.C., Austin E.G., Taylor S.H. Patent No: US5971984A. October 26, 1999

Тэйлор Дж.Ц. Коррекция общей деформация при помощи пространственного каркасного фиксатора Тэйлора. www.jcharlestaylor.com (23/03/2015)Taylor J.C. Correction of general deformation using a spatial Taylor frame clamp. www.jcharlestaylor.com (03/03/2015)

Вонг К-М, патент № US 2011 /0208187 A1, 25 августа 2011 г.Wong KM, Patent No. US 2011/0208187 A1, August 25, 2011

Claims

1. An external locking device, which is a modular robotic design with interchangeable elements, containing two flat smooth rings with different radii, the upper ring (1) and the lower ring (2) having the same holes, arranged in an orderly manner on one or more concentric circles, with with which only three λ-shaped modules are freely connected, each of which contains two connected cylindrical parts, one defined as a long support, and the other defined as a short support RA, both of which have a fixed-length segment (10) and a variable-length movable segment (11), the long support and the short support being connected to each other by a hinge so that the short support of each λ-shaped module is capable of being connected to the upper ring (1 ), with the lower ring (2), on the left side of the long support or on the right side of the long support, while this connection is provided by 3 to 6 interchangeable joints through freely selected holes of the upper ring (1) and, accordingly, by from 6 to 3 interchangeable joints through freely selected holes of the lower ring (2) to form variable structures of the type (3-6), (4-5), (5-4) and (6-3), and the ends of the supports are made with the possibility connections with the upper ring (1) and the lower ring (2) on freely selected holes of concentric circles, depending on the type of the above variable structures.

2. The device according to claim 1, in which at least one λ-module is a connection of short and long supports, so that their axial lines lie on the same plane perpendicular to the axis of rotation of the hinge connecting them.

3. The device according to claim 1, in which at least one λ-module is a connection of short and long supports so that their axial lines lie on different planes.

4. The device according to claim 1, containing at least one λ-module according to claim 2 and at least one λ-module according to claim 3 of the formula.

5. The device according to claim 1, in which the specified type (3-6) is a connection of the three ends of the supports of the three λ-modules in three freely selected holes of the upper ring (1) and the connection of the six ends of the supports of the three λ-modules in six freely selected holes in the lower ring (2).

6. The device according to claim 1, in which the specified type (4-5) is a connection of the four ends of the supports of the three λ-modules in four freely selected holes of the upper ring (1) and the connection of the five ends of the supports of the three λ-modules in five freely selected holes in the lower ring (2).

7. The device according to claim 1, in which the indicated type (5-4) is a connection of the five ends of the supports of the three λ-modules in five freely selected holes of the upper ring (1) and the connection of the four ends of the supports of the three λ-modules in four freely selected holes in the lower ring (2).

8. The device according to claim 1, wherein said type (6-3) is a connection of the six ends of the supports of the three λ-modules in six freely selected holes of the upper ring (1) and the connection of the three ends of the supports of the three λ-modules in three freely selected holes in the lower ring (2).

9. The device according to claim 2, in which two rings are connected to each other through them from 3 to 6 freely selected holes through a total of nine ball joints, each of which

- 9 034003 enables three rotations around three independent axes, at the ends of three λ-shaped modules, with a total of six screw-nut pairs placed along the axes of the three long supports and three short supports, with three connections between three long supports and three short supports are provided through a total of three hinges.

10. The device according to claim 3, in which two rings are connected to each other through 3 to 6 freely selected holes through a total of six ball joints, each of which allows three rotations around three independent axes, at six ends of three long supports, and by means of three universal joints, each of which allows two rotations around two independent axes, at the three ends of three short supports of three λ-shaped modules, and along the axes of three long supports and three short supports a total of six screw-nut pairs, with three connections between three long supports and three short supports provided by a total of three other universal joints.