RU2564218C1

RU2564218C1 - Functional structure of reciprocal lift and turn of diagnostics and surgical tool elements of toroidal robotics system with sliding mechanism of their electromagnetic retention (russian logic version - version 1)

Info

Publication number: RU2564218C1
Application number: RU2014150295/12A
Authority: RU
Inventors: Лев Петрович Петренко
Original assignee: Лев Петрович Петренко
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2015-09-27

Abstract

FIELD: mechanics.SUBSTANCE: claimed structure comprises first and second electromagnets with outer cylindrical ferromagnetic U-like bodies and inner ferromagnetic core with coil turns. One end of said core is coaxially fixed inside cylindrical ferromagnetic body while its second end with unclosed part of U-like cylindrical ferromagnetic body make the electromagnetic part of the first and second electromagnets. Note here that additionally introduced is the common case of electromagnetic gripper composed of two halves to be secured together. Said gripper case has two holes to accommodated said first and second electromagnets. Electromagnetic part of the latter is fitted in appropriate holes of electromagnetic gripper common case from its outer side. Ferromagnetic core with coil turns features the increased length. Second electromagnetic end features conical or spherical shape. Note here that rod with coaxial threaded hole is locked inside common case perpendicular to said first and second electromagnets. Axial core with gear engaged with the drive of extending system is locked thereat to turn the electromagnetic gripper.EFFECT: perfected design.5 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 устройства электромагнитного удержания инструментов (см. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов Козырев Ю.Г. М. 2011 г., стр. 93-96, рис. 3.36), выключающая два смещенных друг от друга электромагнитных держателя с витками катушки, которые расположены на внутреннем сердечнике (прототип).The functional structure of the electromagnetic tool holding device is known (see Gripping devices and tools of industrial robots Kozyrev Yu.G. M. 2011, pp. 93-96, Fig. 3.36), turning off two electromagnetic holders that are offset from each other with coil turns, which are located on the inner core (prototype).

Известный прототип имеет технические возможности, которые заключаются в том, что захват и удержание различных ферромагнитных корпусов различных устройств осуществляют посредством электромагнитных держателей с витками катушки, которые расположены на внутреннем сердечнике.The known prototype has technical capabilities, which include the fact that the capture and retention of various ferromagnetic housings of various devices is carried out by means of electromagnetic holders with coil turns that are located on the inner core.

Недостатком известной функциональной структуры является отсутствие технических возможностей ориентировочного приема и последующего удержания различных диагностических и хирургических корпусов.A disadvantage of the known functional structure is the lack of technical capabilities of the indicative reception and subsequent retention of various diagnostic and surgical buildings.

Техническим результатом предложенного изобретения является усовершенствование известной функциональной структуры устройства электромагнитного удержания инструментов.The technical result of the proposed invention is to improve the well-known functional structure of the electromagnetic tool holding device.

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

Функциональная структура выдвижного устройства электромагнитного захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая первый и второй электромагниты с внешними цилиндрическими ферромагнитными корпусами П-образной формы и с внутренним ферромагнитным стержнем с витками катушки, один конец которого соосно зафиксирован внутри цилиндрического ферромагнитного корпуса, а второй конец с незамкнутой частью цилиндрического ферромагнитного корпуса П-образной формы являются электромагнитной частью первого и второго электромагнита, при этом введен общий корпус электромагнитного захвата, выполненный из двух половин с возможностью совместного крепления, в котором выполнены два последовательных отверстия, где с возможностью крепления расположены соответственно первый и второй электромагниты, электромагнитная часть которых расположена в соответствующих отверстиях с внешней стороны общего корпуса электромагнитного захвата, а ферромагнитный стержень с витками катушки выполнен увеличенной длины, в которых второй электромагнитный конец выполнен конической или сферической формы, при этом последовательно и ортогонально первому и второму электромагнитам внутри общего корпуса зафиксирован стержень с соосным отверстием с резьбой, где зафиксирован осевой стержень с шестеренкой, которая функционально связана с приводом выдвижной системы для разворота устройства электромагнитного захвата.Functional structure of a retractable device for electromagnetic capture and retention of diagnostic and surgical housings of a toroidal surgical robotic system with a retractable cover, including the first and second electromagnets with external U-shaped cylindrical ferromagnetic housings and with an internal ferromagnetic rod with coil turns, one end of which is coaxially fixed inside the cylindrical a ferromagnetic body, and the second end with an open part of a cylindrical ferromagnetic body U-shaped whiskers are the electromagnetic part of the first and second electromagnets, and a common electromagnetic capture housing is introduced, made of two halves with the possibility of joint fastening, in which two consecutive holes are made, where the first and second electromagnets are mounted, respectively, the electromagnetic part which are located in the corresponding holes on the outside of the common housing of the electromagnetic capture, and the ferromagnetic rod with coil turns increased length, in which the second electromagnetic end is conical or spherical in shape, while a rod with a coaxial threaded hole is fixed sequentially and orthogonally to the first and second electromagnets inside the common housing, where an axial rod with a gear is fixed, which is functionally connected to the drive of the sliding system for turning electromagnetic capture devices.

На фиг. 1 изображена функциональная структура устройства электромагнитного захвата с двумя электромагнитами для фиксации и удержания диагностических и хирургических корпусов. На фиг. 2 изображена функциональная структура выдвижного устройства тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой, которая включает три выдвижных элемента с «Компланарным разворотом» и два элемента с «Ортогональным разворотом». На фиг. 3 изображена функциональная структура тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой. На фиг. 4 изображено позиционное положение двух устройства электромагнитного захвата в «Зоне выполнения медицинской процедуры». На фиг. 5 изображен напольный вариант функциональной структуры тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой.In FIG. 1 shows the functional structure of an electromagnetic capture device with two electromagnets for fixing and holding diagnostic and surgical cases. In FIG. 2 shows the functional structure of a retractable device of a toroidal surgical robotic system with a retractable lid, which includes three retractable elements with a “Coplanar spread” and two elements with an “Orthogonal spread”. In FIG. 3 shows the functional structure of a toroidal surgical robotic system with a retractable lid. In FIG. 4 depicts the positional position of two electromagnetic capture devices in the "Medical Procedure Execution Area". In FIG. 5 depicts an outdoor version of the functional structure of a toroidal surgical robotic system with a retractable lid.

Функциональная структура выдвижного устройства электромагнитного захвата и удержания диагностических и хирургических корпусов тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая первый 1 и второй 2 электромагниты с внешними цилиндрическими ферромагнитными корпусами П-образной формы 3 и 4 и с внутренним ферромагнитным стержнем 5 и 6 с витками катушки 7, один конец которого соосно зафиксирован внутри цилиндрического ферромагнитного корпуса 3 и 4, а второй конец 8 с незамкнутой частью цилиндрического ферромагнитного корпуса П-образной формы является электромагнитной частью первого и второго электромагнита. При этом введен общий корпус 9 электромагнитного захвата, выполненный из двух половин 10 и 11 с возможностью совместного крепления, в котором выполнены два последовательных отверстия 12 и 13, где с возможностью крепления расположены соответственно первый 1 и второй 2 электромагниты, электромагнитная часть которых расположена в соответствующих отверстиях 12 и 13 с внешней стороны общего корпуса 9 электромагнитного захвата, а ферромагнитный стержень 5 и 6 с витками катушки 7 выполнен увеличенной длины, в которых второй электромагнитный конец 8 выполнен конической или сферической формы. При этом последовательно и ортогонально первому 1 и второму 2 электромагнитам внутри общего корпуса 9 зафиксирован стержень 14 с соосным отверстием 15 с резьбой, где зафиксирован осевой стержень 16 с шестеренкой 17, которая функционально связана с приводом 18 выдвижной системы 19 для разворота устройства электромагнитного захвата. На фиг. 1 изображен также корпус 20 диагностического устройства с ферромагнитными шайбами 21 и 22 с отверстиями конической или сферической формы, которые соосно расположены ферромагнитным стержням 5 и 6 с витками катушки 7 для последующей электромагнитной фиксации. На фиг. 2 изображена функциональная структура выдвижного устройства 19 с приводами разворота 18, 23, 24, 25 и 26 тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой, которая включает три выдвижных элемента с «Компланарным разворотом» И два элемента С «Ортогональным разворотом». На фиг. 3 изображена функциональная структура тороидальной хирургической робототехнической системы 27 с выдвижной крышкой 28, в нижней части которой зафиксирован инструментальный стол 29 с возможностью осевого разворота и с электромагнитными устройствами удержания 30 корпусов 20 диагностических и хирургических устройств. При этом выдвижная система 19 может быть развернута как в зону «Приема инструмента», так и в «Зону выполнения медицинской процедуры», которая позиционно расположена над подвижной частью медицинского стола 31 (фиг. 4). На фиг. 5 изображен напольный вариант функциональной структуры тороидальной хирургической робототехнической системы 27 с выдвижной крышкой 28, которые посредством двух пар изогнутых стержней 32 и 33 с возможностью возвратно-поступательного смещения расположены на неподвижной части медицинского стола 34, которая зафиксирована на подъемной части 35 опорного корпуса робототехнической системы.Functional structure of a sliding device for electromagnetic capture and retention of diagnostic and surgical housings of a toroidal surgical robotic system with a retractable cover, including the first 1 and second 2 electromagnets with external cylindrical ferromagnetic U-shaped cases 3 and 4 and with an internal ferromagnetic rod 5 and 6 with coil turns 7, one end of which is coaxially fixed inside the cylindrical ferromagnetic body 3 and 4, and the second end 8 with the open part of the cylindrical ferro The U-shaped magnetic casing is the electromagnetic part of the first and second electromagnets. At the same time, a common housing 9 of electromagnetic capture is introduced, made of two halves 10 and 11 with the possibility of joint fastening, in which two consecutive holes 12 and 13 are made, where the first 1 and second 2 electromagnets, the electromagnetic part of which is located in the corresponding holes 12 and 13 on the outside of the common body 9 of electromagnetic capture, and the ferromagnetic rod 5 and 6 with the turns of the coil 7 is made of an increased length in which the second electromagnetic end 8 is ying conical or spherical shape. In this case, sequentially and orthogonally to the first 1 and second 2 electromagnets inside the common housing 9, a rod 14 is fixed with a coaxial hole 15 with a thread, where an axial rod 16 with a gear 17 is fixed, which is functionally connected to the drive 18 of the sliding system 19 for turning the electromagnetic pick-up device. In FIG. 1 also shows the housing 20 of the diagnostic device with ferromagnetic washers 21 and 22 with holes of a conical or spherical shape, which are coaxially located with the ferromagnetic rods 5 and 6 with the turns of the coil 7 for subsequent electromagnetic fixation. In FIG. 2 shows the functional structure of the retractable device 19 with the rotation drives 18, 23, 24, 25 and 26 of the toroidal surgical robotic system with a retractable lid, which includes three sliding elements with a “Coplanar spread” and two elements With an “Orthogonal spread”. In FIG. 3 shows the functional structure of a toroidal surgical robotic system 27 with a retractable cover 28, in the lower part of which a tool table 29 is fixed with the possibility of axial rotation and with electromagnetic holding devices 30 of the cases 20 of diagnostic and surgical devices. In this case, the retractable system 19 can be deployed both in the “Instrument Reception” zone and in the “Medical Procedure Execution Area", which is positionally located above the movable part of the medical table 31 (Fig. 4). In FIG. 5 depicts a floor-mounted version of the functional structure of a toroidal surgical robotic system 27 with a retractable lid 28, which, by means of two pairs of curved rods 32 and 33, with the possibility of reciprocating displacement, are located on the fixed part of the medical table 34, which is fixed on the lifting part 35 of the supporting body of the robotic system.

Процедура электромагнитного захвата с двумя электромагнитами 1 и 2 фиксации и удержания диагностических и хирургических корпусов заключается в следующем. Поскольку ферромагнитный второй конец 8 первого и второго электромагнита 1 и 2 выполнен конической или сферической формы, и они соосно расположены соответствующему отверстию конической или сферической формы, соответствующей ферромагнитной шайбе 21 и 22, то при параллельном смещении общего корпуса 9 электромагнитного захвата в зоне «Приема инструмента» (фиг. 3) осуществляют электромагнитный прием и удержание корпусов 20 диагностических и хирургических устройств 20, после чего функциональную структуру выдвижного устройства 19 разворачивают в «Зону выполнения медицинской процедуры» (фиг. 4). При этом следует отметить, что выполнение второго конца 8 ферромагнитных стержней 5 и 6 первого и второго электромагнита 1 и 2 конической или сферической формы позволяет выполнять ориентированный прием корпусов 20 диагностических и хирургических устройств.The procedure of electromagnetic capture with two electromagnets 1 and 2 of fixing and holding diagnostic and surgical buildings is as follows. Since the ferromagnetic second end 8 of the first and second electromagnets 1 and 2 is conical or spherical in shape, and they are coaxially located to the corresponding hole of a conical or spherical shape, corresponding to the ferromagnetic washer 21 and 22, with a parallel displacement of the common body 9 of the electromagnetic pickup in the zone "Tool reception "(Fig. 3) carry out electromagnetic reception and retention of the housings 20 of the diagnostic and surgical devices 20, after which the functional structure of the retractable device 19 is deployed in "The area of the medical procedure" (Fig. 4). It should be noted that the implementation of the second end 8 of the ferromagnetic rods 5 and 6 of the first and second electromagnets 1 and 2 of a conical or spherical shape allows you to perform oriented reception of the buildings 20 diagnostic and surgical devices.

Использование предложенного технического решения позволяет выполнять ориентированный прием и удержание корпусов диагностических и хирургических устройств в тороидальной хирургической робототехнической системе с выдвижной крышкой.Using the proposed technical solution allows you to perform oriented reception and retention of the cases of diagnostic and surgical devices in a toroidal surgical robotic system with a retractable lid.

Claims

Functional structure of a retractable device for electromagnetic capture and retention of diagnostic and surgical housings of a toroidal surgical robotic system with a retractable cover, including the first and second electromagnets with external U-shaped cylindrical ferromagnetic housings and with an internal ferromagnetic rod with coil turns, one end of which is coaxially fixed inside the cylindrical a ferromagnetic body, and the second end with an open part of a cylindrical ferromagnetic body A U-shaped mustache is the electromagnetic part of the first and second electromagnets, characterized in that a common electromagnetic capture housing is made of two halves with the possibility of joint fastening, in which two consecutive openings are made, where the first and second electromagnets are respectively mounted, the electromagnetic part of which is located in the corresponding holes on the outside of the common housing of the electromagnetic capture, and the ferromagnetic rod with turns the shafts are made of increased length, in which the second electromagnetic end is conical or spherical in shape, while a rod with a coaxial threaded hole is fixed sequentially and orthogonally to the first and second electromagnets inside the common housing, where an axial rod with a gear is fixed, which is functionally connected to the drive of the sliding system to turn the electromagnetic capture device.