RU20997U1

RU20997U1 - UNIVERSAL ELECTRIC DRIVE FOR MEDICAL INSTRUMENT

Info

Publication number: RU20997U1
Application number: RU2001121573/20U
Authority: RU
Inventors: Г.Д. Лившин; В.А. Салманов
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2001-12-10

Abstract

1. Универсальный электропривод для медицинского инструмента, содержащий приводной электродвигатель, совмещенный с редуктором, преобразователем движения, соединенным с узлом для закрепления инструментов и комплектом рабочего инструмента, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен сменными пьезоэлектрическими проставками, устанавливаемыми между выходной частью вала преобразователя движения и узлом для закрепления инструмента, аспиратором-ирригатором и присоединительным устройством для его присоединения к корпусу электропривода.2. Универсальный электропривод по п.1, отличающийся тем, что внешняя геометрия поверхностей совмещаемых частей корпусов присоединительного устройства снабжены Г-образным буртиком и углублениями с защелками обеспечивающих их герметичное соединение.3. Универсальный электропривод по п.1, отличающийся тем, что аспиратор-ирригатор представляет собой насос-компрессор, состоящий из полого корпуса с входным и выходным патрубками, выходной патрубок которого снабжен сегментным фиксатором с возможностью осевого перемещения на 180герметично разделяющего его внутренний диаметр на две равные части, одна из которых образует "канал всасывания", другая - "канал нагнетания", рабочих жидкостей.4. Универсальный электропривод по п.1, отличающийся тем, что аспиратор-ирригатор снабжен емкостью, выполненной из эластичного материала, внутренняя поверхность которого покрыта антисептическим слоем и разделена на две части, одна - для сбора отсасываемой жидкости, другая - для нагнетания промывочной, причем первая снабжена сменным вкладышем, имеющим биполярную структуру.1. A universal electric drive for a medical instrument, comprising a driving motor combined with a gearbox, a motion transducer connected to a tool holding assembly and a working tool kit, characterized in that it is additionally equipped with interchangeable piezoelectric spacers installed between the output part of the motion transducer shaft and the assembly for fastening the instrument with an aspirator-irrigator and a connecting device for its attachment to the electric housing A.2. The universal electric drive according to claim 1, characterized in that the external geometry of the surfaces of the compatible parts of the housings of the connecting device is equipped with a L-shaped collar and recesses with latches ensuring their tight connection. The universal electric drive according to claim 1, characterized in that the aspirator-irrigator is a pump-compressor, consisting of a hollow body with inlet and outlet nozzles, the outlet nozzle of which is equipped with a segment retainer with the possibility of axial movement of 180 seals its inner diameter into two equal parts , one of which forms a "suction channel", the other - a "discharge channel" of working fluids. 4. The universal electric drive according to claim 1, characterized in that the aspirator-irrigator is equipped with a container made of an elastic material, the inner surface of which is covered with an antiseptic layer and is divided into two parts, one for collecting the suction liquid and the other for pumping the flushing, the first one equipped with interchangeable liner having a bipolar structure.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к медицинской технике и может быть использовано в хирургии,травыаталогии,реанимации, урологии при обработке костных тканей,отсасывании и нагнетании различных жидкостей и частиц из ран и полостей различных зон провенения операций.The proposed technical solution relates to medical equipment and can be used in surgery, herbology, resuscitation, urology in the treatment of bone tissue, suction and injection of various liquids and particles from wounds and cavities of various areas of operations.

Известно множество электроприводов состоящих из электродвигателя, размещенного в корпусе и совмещенного с редуктором преобразующем вращательное движение вала электродвигателя во вращательное или возвратно-поступательное движение вала редуктора с установленным на нем цанговым патроном и снабженного источником питания, разьемани и кнопкой пуск - стоп расположенных на ручке корпуса. CiThere are many electric drives consisting of an electric motor located in the housing and combined with a gearbox that converts the rotational motion of the motor shaft into rotational or reciprocating motion of the gearbox shaft with a collet chuck mounted on it and equipped with a power source, plug and start-stop button located on the handle of the housing. Ci

Известно Устройство для обработки костных тканей, взятое в качестве прототипа, содержащее приводной электродвигатель совмещенный с редуктором и преобразователь движения снабженный переходной втулкой с фиксирующим винтом, сопряженной с наружной присоединительной поверхностью,зажимной гайкой редуктора имеющей кольцевой паз, при этом фиксирующий винт входит в кольцевой паз зажимной гойки, а узел для закрепления рабочего инструмента размещен в полости оси вращения двигателя. 2.A device for processing bone tissue, taken as a prototype, comprising a drive motor combined with a gearbox and a motion transducer equipped with a transition sleeve with a locking screw, coupled to the outer connecting surface, a clamping nut of the gearbox having an annular groove, while the fixing screw enters the annular groove of the clamping goyki, and the site for fixing the working tool is placed in the cavity of the axis of rotation of the engine. 2.

Однако, как первое так и второе технические решения не снижают физических усилий, например хирургов, использующих их во-время опиловки, долбления или резания материалов большой твердости, например костей. Кроме того, указанные техничесчкие решения и другие подобные им решения не снабжены приспособлениями позволяющими использовать предлагаемый электропривод для подключению к нему аспиратора-ирригатора позволяющего отсасывать или нагнетать различные жикости и мелкие частицы из зон проведения операций.However, both the first and second technical solutions do not reduce physical effort, for example, surgeons using them during filing, chiselling or cutting materials of high hardness, such as bones. In addition, these technical solutions and other similar solutions are not equipped with devices that allow you to use the proposed electric drive to connect to it an aspirator-irrigator that allows you to suck or pump various liquids and small particles from the areas of operations.

Задачей создания предлагаемого технического решения является разработка конструкции универсального электропривода для оораоотки материалов большой твердости значительно снижающего физические усилия работающих с ним и способного удалять или нагнетать жидкости и мелкие частицы из зон проведения операций.The task of creating the proposed technical solution is to develop the design of a universal electric drive for oo-waste of materials of high hardness that significantly reduces the physical effort of working with it and is able to remove or pump liquids and small particles from the areas of operations.

Поставленная задача достигается тем, что универсальный электропривод для медицинского инструмента, содержащий приводной электро двигатель совмещенный с редуктором,преобразователем движения и узлом для закрепления рабочего инструмента, снабжен сменными пьезокерамическими проставками устанавливаемыми между выходной частью вала преобразователя движения и узлом для закрепления рабочего инструмента, способными придавать рабочим инстру1лентам продольные или поперечные ультразвуковые колебания,которые совместно с физическрми усилиями работающего воздействуют на обрабатываемый О0оскт,а передняя часть корпуса электропривода снабжена присоединительным устройством для аспиратора - ирригатора представляющего собой центробежный насос.присоединительное устройство состоит из Г-образного резинового кольцевого буртика размещенного на внешней стороне переднем части корпуса электропривода и углублений с защелками обеспечивающих совместно с кольцевы1л буртиком герметичное присоединение сьемнои центрооелгнои насадки аспиратора- ирригатора.Насадка аспиратора-ирригатора представляет собой полый корпус с входным и выходным патрубками,внутри которого на валу установлено рабочее колесо с возможностью реверсивного вращения и конической связью с приводным механизмом. Входной патрубок корпуса снабжен рабочим наконечником, а выходной сегментным фиксатором с возможностью осевого перемещения.Емкость аспиратора-ирригатора представляет собой сосуд выполненный из биологически инертного материала внутренняя часть которого покрыта антисептическим слоем и разделена на две равные части. В верхней части сосуд снабжен присоединительной горловиной с быстросьемным зажимом. Одна часть емкости снабжена сменными вкладышами выполненными из пористого биологически инертного материала имеющего биполярную структуру. Поверхность вкладышей пластифицирована, а внутри имеет более рыхлую структуру.The task is achieved in that a universal electric drive for a medical instrument, comprising a driving electric motor combined with a gearbox, a motion transducer and an assembly for securing a working instrument, is equipped with interchangeable piezoceramic spacers installed between the output part of the transducer shaft and an assembly for securing a working instrument capable of imparting to workers tools longitudinal or transverse ultrasonic vibrations, which together with physical effort the working person acts on the machined O0ct, and the front part of the electric drive housing is equipped with a connecting device for an aspirator - an irrigator, which is a centrifugal pump. The connecting device consists of a L-shaped rubber ring collar located on the outside of the front part of the electric drive housing and recesses with latches providing together with the ring l sealed connection of a removable centrifugal nozzle of an aspirator-irrigator with a shoulder ra is a hollow body with inlet and outlet, inside which the shaft is installed an impeller, with reverse rotation and the conical connection with the drive mechanism. The input pipe of the housing is equipped with a working tip, and the output segment lock with axial movement. The capacity of the aspirator-irrigator is a vessel made of biologically inert material, the inner part of which is covered with an antiseptic layer and is divided into two equal parts. In the upper part of the vessel is equipped with a connecting neck with quick-release clamp. One part of the tank is equipped with replaceable liners made of a porous biologically inert material having a bipolar structure. The surface of the liners is plasticized, and inside has a more loose structure.

Снабжение предлагаемого универсального электропривода сменными пьезокерамическими проставками с использованием прямого пьезокерамического эффекта при механическом воздействии на них и одновременно с этим физических усилий работающего с электроприводом, позволяют комплексно воздействовать на обрабатываемый обьект,цто в итоге значи тельно снижает физические усилия работающего и соответствует критерию новизна. Снабжение электропривода присоединительным устройством и центробежной сьемной насадкой аспиратора-ирригатора расширяет его функциональные возможности и соответствует такому критерию как существенные отличия.Supply of the proposed universal electric drive with interchangeable piezoceramic spacers using a direct piezoceramic effect with mechanical impact on them and at the same time the physical efforts of the electric drive, allow complex impact on the object being processed, which ultimately significantly reduces the physical efforts of the worker and meets the criterion of novelty. The supply of an electric drive with a connecting device and a centrifugal removable nozzle of an aspirator-irrigator expands its functionality and meets the criterion of significant differences.

инструментов.Одна торцевая часть корпуса редуктора i,снабжена устройством 4 предназначенного для подсоединения его к корпус 1электродвигателя, а другая снабжена пазом 5, для размещения в нем сменных пьезокерамических проставок. На боковой поверхности корпуса 2 размещены переключатели 6 реверс и 7 преобразователь движения. Сам редуктор, размещенный в корпусе 2, выполнен шестеренчатым с косозубыми шестернями, предназначенныгли для облегчения плавности хода и бесшумности работы, снабжен электрическим контактом предназначенным для подачи электрического потенциала к боковым поверхностя л ультразвуковых проставок. Электродвигатель использован ( в нашем случае )бесщеточныи, постоянного тока, Р 50Вт, с плавным увеличением числа оборотов от 600 до 800 об/мин, в зависимости от прилогаемого усилия к выключателю 8, размещенного внутри корпуса 1.Корпус э 1йктродвигателя 1 и корпус редуктора ki выполнены из ударопрочного материала ( в нашем случае - полиамид) Универсальный электропривод снабжен набором пьезокерамических проставок 10 (.фиг.;),в нашем случае в количестве 10 штук, выполненных из ilBa 0. с добавление лития, что охватывает весь УЗ-диапазон и позволяет передавать на рабочие инструменты УЗ колебания различной частоты, в нашем случае от 40 до 500 МГц.Проставки хранятся в отдельном блоке (на чертеже не показано) и используются с учетом твердости обрабатываемого материла,чем выше частоты, тем более узким пучком они воздействуют на рабочий инструмент. Разница в величине излучаемой частоты достигается подбором размеров частиц пьезокерамического порошка. Нару;хний диаметр проставок, в нашем случае, равен наружнему диаметру выходной части вала преобразователя движения, а толщина их равна 5мм. Изготавливаются проставки методом спекания. После установки проставки 10 (фиг.), в паз 5 (фиг.1), она сверку закрывается подвийсной шторкой Ь.Универсальность электропривода подтверждается еще и тем, что он мо.лст работать как от сети ЕЙОВ, так и-в переносном варианте от аьтомооильнои сети (фиг.З) от - 1ЕВ, для чего он снабжен автонолшым источником питания.tools. One end part of the gear housing i, is equipped with a device 4 designed to connect it to the motor housing 1, and the other is equipped with a groove 5, for placement of interchangeable piezoceramic spacers in it. On the side surface of the housing 2, there are placed switches 6 of a reverse and a motion converter 7. The gearbox itself, housed in housing 2, is made of gear with helical gears, designed to facilitate smooth running and quiet operation, equipped with an electrical contact designed to supply electric potential to the side surfaces of ultrasonic spacers. The electric motor was used (in our case) brushless, direct current, R 50W, with a smooth increase in the number of revolutions from 600 to 800 rpm, depending on the applied force to the switch 8 located inside the housing 1. Case 1 of the motor 1 and gear case ki made of impact-resistant material (in our case, polyamide) The universal electric drive is equipped with a set of 10 piezoceramic spacers (.phy.;), in our case in the amount of 10 pieces made of ilBa 0. with the addition of lithium, which covers the entire ultrasonic range and allows will transmit l on working tools ultrasonic vibrations of different frequencies, in our case from 40 to 500 MHz. Deliveries are stored in a separate block (not shown in the drawing) and are used taking into account the hardness of the processed material, the higher the frequency, the narrower the beam they affect the working tool . The difference in the magnitude of the emitted frequency is achieved by selecting the particle sizes of the piezoceramic powder. Naru; the xn diameter of the spacers, in our case, is equal to the outer diameter of the output part of the shaft of the motion transducer, and their thickness is 5 mm. Spacers are made by sintering. After installing the spacer 10 (Fig.), In the groove 5 (Fig. 1), it reconciles the shutter with a twist shutter b. The universality of the electric drive is also confirmed by the fact that it can operate both from the EYOV network and, in the portable version, from automatic networks (FIG. 3) from - 1EB, for which it is equipped with an autolow power source.

Насадка аспиратора - ирригатора (фиг.4) представляет сооои центробежный насос-/бостоящий из полого корпуса 1 с входным 13 и выходным 14 патрубками, внутри которого на валу установлено рабочее колесо 15 с возможностью реверсивного вращения и конической связью с приводным механизмом. Входной патрубок 13 корпуса 1 снабжен рабочим наконечником, а выходной сегментным фиксатором 16 (фиг.5) с возможностью осевого перемещения на 180 герметично разделяющего внутренний диаметр выходного патрубка на две равные половины, одна из которых образует канал всасывания, другая канал нагнетания рабочих жидкостей,соединякзщих - первый канал с емкостью для сбора отсасываемой жидкости, второй для нагнетания промывочной жидкости в полость обьекта.Сама емкость 17 (фиг.5) представляет собой сосуд выполненный из эластичного материала внутренняя поверхность которого покрыта антисептическим слоем и разделена на две части. Одна часть 18 предназначена для сбора отсасываемой жидкости, другая 13 с жидкостью для нагнетания промывочной жидкости в обьект.Сосуд в верхней части снабжен присоединительной горловиной ЕО (фиг.5) с оыстросьемным зажимом iil (фиг.4г} соответствующей размеру выходного патрубка на котором она и закрепляется. Часть емкости, предназначенная для соора отсасываемо - }геидкости 18, снабжена сменными вкладышами , выполненными из пористого биологически инертного материала имеющего бипористую структуру. 1юверхность вкладышей пластифицирована, а внутри она имеет более рыхлукэ структуру. Торцевая часть корпуса аспиратора - ирригатора обращенная к электроприводу совмещена с ним и входит в вырез Г-образного буртика 23 (фиг.1),где герметично закрепляется к корпусу 1 электропривода при помощи ответной части присоединительного устройства состоящего из 3-х зажимов 25 (фиг.1) входящих в защелки 4 (фиг.4),расположенные на торцевой части корпуса 12, а сама геометрия конструкции внешней поверхности корпуса редуктора и корпуса 12 (фиг.4) аспиратора- ирригатора сделана таким образом, что создает равномерное уплотнение их поверхностей.The nozzle of the aspirator - irrigator (Fig. 4) represents a centrifugal pump- / consisting of a hollow body 1 with an inlet 13 and an outlet 14 nozzles, inside of which an impeller 15 is mounted on the shaft with the possibility of reverse rotation and conical connection with the drive mechanism. The inlet pipe 13 of the housing 1 is equipped with a working tip, and the output segment lock 16 (Fig. 5) with the possibility of axial movement by 180 hermetically separating the inner diameter of the output pipe into two equal halves, one of which forms a suction channel, the other channel for pumping working fluids, connecting - the first channel with a container for collecting the suction liquid, the second for pumping the washing liquid into the cavity of the object. The container 17 itself (Fig. 5) is a vessel made of an elastic material inner the surface of which is covered with an antiseptic layer and is divided into two parts. One part 18 is designed to collect the suction fluid, the other 13 with the fluid for pumping the flushing fluid into the object. The vessel in the upper part is equipped with a connecting neck EO (Fig. 5) with quick-release clamp iil (Fig. 4g) corresponding to the size of the outlet pipe on which it and A part of the container, designed for suction of suction -} fluid 18, is equipped with removable liners made of a porous biologically inert material having a biporous structure. 1 the top of the liners is plasticized, and the inside and it has a more loose structure.The end part of the aspirator-irrigator case facing the electric drive is combined with it and enters the notch of the L-shaped collar 23 (Fig. 1), where it is hermetically fixed to the electric drive housing 1 using the mating part of the connecting device consisting of 3 clamps 25 (Fig. 1) included in the latches 4 (Fig. 4) located on the end of the housing 12, and the geometry of the outer surface of the gear housing and the housing 12 (Fig. 4) of the aspirator-irrigator is made in such a way that creates uniform compaction of their surfaces.

Работает устройство следующим образом:The device operates as follows:

Визуально определяется степень твердости обрабатываемого материала, после чего в паз 5 вставляется соответствующая проставка 10. При подачи напряжения на электродвигатель электропривод начинает работать в режиме зависящем от используемого рабочего инструмента. Так, если в цанговый патрон 3 вставлено лезвие скальпеля, а кнопка 7 преобразователь движения установлена в положении возвратнопоступательное, то электропривод будет работать в режиме ультразвукового скальпеля, причем физические усилия работающего накладываются на ультразвуковые колебания и их совместное воздействие на обрабатываемый материал значительно снижает прилагаемые физические усилия. Если вместо скальпеля будет использована насадка аспиратораирригатора, то электропривод будет работать в режиме насоса или компрессора, в зависимости от того отсасывать или нагнетать необходимо жидкости и мелкие частицы из полостей обьекта, при этом число оооротов электродвигателя может плавно меняться в зависимости от силы нажатия руки на выключатель 8. Если предстоит работать с более твердым материалом,то устанавливается проставка излучающая более короткие длины волн, а ЦАНГОВЫЙ патрон снабжается долотом и электропривод будет работать в режиме ультразвукового долота.The degree of hardness of the material being processed is visually determined, after which a corresponding spacer 10 is inserted into the groove 5. When the voltage is applied to the electric motor, the electric drive starts to work in the mode depending on the working tool used. So, if a scalpel blade is inserted into the collet chuck 3, and the button 7 of the motion transducer is set in the reciprocating position, the electric drive will operate in the ultrasonic scalpel mode, and the physical efforts of the worker are superimposed on ultrasonic vibrations and their combined effect on the material being processed significantly reduces the physical effort . If an aspirator and irrigator nozzle is used instead of a scalpel, the electric drive will operate in the pump or compressor mode, depending on whether it is necessary to suck or pump out liquids and small particles from the object cavities, while the number of motor rotations can smoothly vary depending on the force of pressing the switch on the hand 8. If you have to work with harder material, then a spacer is installed that emits shorter wavelengths, and the collet chuck is supplied with a chisel and the electric drive will work ing into the ultrasonic bit mode.

Проведенные иопытания в ФШЩ,ЗАО,Ш1К10) Энергия,г.Воронеж, позволяют сделать вывод не только о возможности промышленного при1 {енения данного технического решения, но и сократить при этом физические усилия работающих на 30-35% по сравнению с прототипом.The tests carried out in FShShch, ZAO, Sh1K10) Energy, Voronezh, allow us to conclude not only the possibility of industrial application of this technical solution, but also reduce the physical effort of workers by 30-35% compared with the prototype.

1. Универсальный электропривод для медицинского инструмента, содержащий приводной электродвигатель совмещенный с редуктором, преобразователем движения соединенным с узлом для закрепления ин струнентов и комплектом рабочего инструмента,отличающийся теы,что он дополнительно снабжен сменными пьезокерамицески йИ проставками устанавливаемыми между выходной частью вала преооразователя движения и узлом для закрепления инструмента,аспярагором - ирригатором и присоединительным устройством для его присоединения к корпусу электропривода.1. A universal electric drive for a medical instrument, comprising a driving motor combined with a gearbox, a motion transducer connected to a unit for securing the tools and a set of working tools, characterized in that it is additionally equipped with interchangeable piezoceramic spacers installed between the output part of the motion pre-drive shaft and the assembly for fixing the tool, aspyaragor - irrigator and a connecting device for its attachment to the housing of the electric drive.

(. Универсальный электропривод ...-по п. 1,отличающийся тем, что внешняя геометрия поверхностей совг,1вцаемых частей корпусов присоединительного устройства снабжены Г-образным оуртикоы и углуолениями с защелками обеспечивающих их герметичное соединение.(. Universal electric drive ...- according to claim 1, characterized in that the external geometry of the surfaces of the joint assembly, 1 of the parts of the cases of the connecting device are equipped with L-shaped outlets and angles with latches ensuring their tight connection.

3.Универсальный электропривод...по п.1,отличающийся тем,что аспиратор - ирригатор представляет собой насос-компрессор,состоящий из полого корпуса с входным и выходны.м патрубками,выходной патрубок которого снабжен сегментньм фиксатором с возможностью осевого перемещения на 180° герметично разделяющего его внутренний диаметр на две равные части, одна из которых образует канал всасывания, другая - канал нагнетания, рабочих жидкостей.3. The universal electric drive ... according to claim 1, characterized in that the aspirator - irrigator is a pump-compressor, consisting of a hollow body with inlet and outlet m nozzles, the outlet nozzle of which is equipped with a segment lock with the possibility of axial movement of 180 ° hermetically separating its inner diameter into two equal parts, one of which forms a suction channel, the other a discharge channel, of working fluids.

4.Универсальный электропривод ... по п.1, отличающийся тем,что аспиратор - ирригатор снабжен емкостью выполненной из элластичного материала, внутренняя поверхность которого покрыта антисептическим слоем и разделена на две части, одна -для сбора отсасываемол жид кости,другая - для нагнетания прок1ывочнои,причеи первая снаожена смеиншл вкладышем имеющим биполярную структуру.4. The universal electric drive ... according to claim 1, characterized in that the aspirator - irrigator is equipped with a container made of elastic material, the inner surface of which is covered with an antiseptic layer and is divided into two parts, one for collecting suction liquid and the other for pumping First and foremost, the first one was married to a liner with a bipolar structure.

Кюточники информации: 1. Полезная модель РФ Н. Заявка на полезную модель f 9611 i396/i 0 (прототип).Information kyutniki: 1. Utility model of the Russian Federation N. Application for utility model f 9611 i396 / i 0 (prototype).

Claims

1. A universal electric drive for a medical instrument, comprising a driving motor combined with a gearbox, a motion transducer connected to a tool holding assembly and a working tool kit, characterized in that it is additionally equipped with interchangeable piezoelectric spacers installed between the output part of the motion transducer shaft and the assembly for fastening the instrument with an aspirator-irrigator and a connecting device for its attachment to the electric housing a.

2. The universal electric drive according to claim 1, characterized in that the external geometry of the surfaces of the compatible parts of the cases of the connecting device is equipped with a L-shaped collar and recesses with latches ensuring their tight connection.

3. The universal electric drive according to claim 1, characterized in that the aspirator-irrigator is a pump-compressor, consisting of a hollow body with inlet and outlet pipes, the output pipe of which is equipped with a segment retainer with the possibility of axial movement of 180 ^o hermetically separating its inner diameter into two equal parts, one of which forms a "suction channel", the other - a "discharge channel" of working fluids.

4. The universal electric drive according to claim 1, characterized in that the aspirator-irrigator is equipped with a container made of elastic material, the inner surface of which is covered with an antiseptic layer and is divided into two parts, one for collecting the suction liquid and the other for pumping the flushing, the first is equipped with a removable liner having a bipolar structure.