ES3040637T3 - Positioning apparatus for biomedical use - Google Patents

Positioning apparatus for biomedical use

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ES3040637T3
ES3040637T3 ES22151270T ES22151270T ES3040637T3 ES 3040637 T3 ES3040637 T3 ES 3040637T3 ES 22151270 T ES22151270 T ES 22151270T ES 22151270 T ES22151270 T ES 22151270T ES 3040637 T3 ES3040637 T3 ES 3040637T3
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ES
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locking
positioning apparatus
articulation
telescopic
medical positioning
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ES22151270T
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Guillaume Chauvette
Charles Sevigny
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Conmed Corp
Original Assignee
Conmed Corp
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Abstract

Se describe un aparato de posicionamiento médico (100) para posicionar y sujetar un objeto, que comprende: un miembro telescópico (102) que se extiende entre un primer extremo (102a) y un segundo extremo (102b) y que tiene una longitud ajustable; un miembro de interfaz (108) para recibir el objeto; un primer mecanismo de articulación (104) que fija de forma móvil el miembro de interfaz (108) al primer extremo (102a) del miembro telescópico (102); un segundo mecanismo de articulación (106) conectado al segundo extremo (102b) del miembro telescópico (102); un miembro base (110) conectado de forma móvil al segundo mecanismo de articulación (106), en el que el miembro base (110) comprende un brazo alargado (112); en el que el segundo mecanismo de articulación (106) está conectado de forma rotacional directa al miembro base (110) y fija de forma móvil el miembro base (110) al segundo extremo (102b) del miembro telescópico (102); y en donde los mecanismos de articulación primero y segundo (104, 106) tienen cada uno al menos dos grados de libertad rotacionales. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de posicionamiento para uso biomédico
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional de EE. UU. que tiene el número de serie 61/420.468, presentada el 07 de diciembre de 2010 y titulada "Positioning Apparatus for Biomedical and Robotic Uses".
Campo técnico
La presente divulgación se refiere, en general, a aparatos de posicionamiento para sujetar y posicionar objetos, y más particularmente a aparatos de posicionamiento médicos.
Antecedentes
Los aparatos de posicionamiento se utilizan actualmente para múltiples aplicaciones, incluyendo aplicaciones médicas en las que se utilizan para mantener extremidades u otras partes del cuerpo, o para sujetar instrumentos quirúrgicos durante una intervención quirúrgica, por ejemplo. Los aparatos de posicionamiento también pueden tener aplicaciones industriales en las que pueden utilizarse para sujetar instrumentos u objetos que se estén fabricando.
Algunos aparatos de posicionamiento médicos comprenden articulaciones que se bloquean usando presión hidráulica y a continuación se liberan cuando se retira está presión hidráulica. Dichos sistemas pueden requerir sistemas hidráulicos voluminosos para mantener una presión hidráulica constante. Asimismo, dichos sistemas pueden no ser a prueba de fallos: en caso de mal funcionamiento, por ejemplo, cuando se produce una pérdida de energía eléctrica o una fuga provoca una pérdida de presión hidráulica, dichos aparatos de posicionamiento pueden colapsar.
Por lo tanto, existe la necesidad de un aparato de posicionamiento perfeccionado.
Los documentos US 5284 313 A, WO 80/01366 A1, US 2002/014567 A1 y US 2010/018537 A1 divulgan, cada uno, un aparato de posicionamiento con características de la reivindicación 1.
Sumario
La invención proporciona un aparato de posicionamiento médico de acuerdo con la reivindicación 1. Otras realizaciones de la invención se proporcionan en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con un primer amplio aspecto, se proporciona un aparato de posicionamiento médico para posicionar y sujetar un objeto, que comprende: un miembro telescópico que se extiende entre un primer extremo y un segundo extremo y que tiene una longitud ajustable; un miembro de soporte para recibir el objeto; un miembro de base asegurable a una base; un primer mecanismo de articulación que asegura de forma móvil el miembro de soporte al primer extremo del miembro telescópico; un segundo mecanismo de articulación que asegura de forma móvil el miembro de base al segundo extremo del miembro telescópico, los primer y segundo mecanismos de articulación tienen, cada uno, al menos dos grados de libertad de rotación; un dispositivo de bloqueo conectado operativamente a los primer y segundo mecanismos de articulación y al miembro telescópico, el dispositivo de bloqueo operable entre una posición bloqueada en la que el miembro de soporte, el miembro de base y el miembro telescópico están interconectados de forma bloqueable entre sí y la longitud del miembro telescópico es fija, y una posición liberada en la que los miembros de soporte y de base son libres de moverse de forma pivotante con respecto al miembro telescópico y la longitud del miembro telescópico es ajustable, estando el dispositivo de bloqueo solicitado pasivamente en el estado bloqueado; y un dispositivo de activación de bloqueo para desbloquear el dispositivo de bloqueo solicitado en la posición bloqueada con el fin de ajustar la longitud del miembro telescópico y una posición relativa del miembro de soporte, el miembro de base y el miembro telescópico.
En una realización, el dispositivo de bloqueo comprende una primera, segunda y tercera unidades de bloqueo conectadas operativamente al primer mecanismo de articulación, al segundo mecanismo de articulación y al miembro telescópico, respectivamente, y cada una solicitada pasivamente en la posición bloqueada.
En una realización, cada una de las primera, segunda y tercera unidades de bloqueo comprende un miembro elástico, un émbolo y una zapata de freno conectados operativamente entre sí, comprimiéndose pasivamente el miembro elástico cuando las primera, segunda y tercera unidades de bloqueo están en la posición bloqueada y comprimiéndose activamente aún más cuando las primera, segunda y tercera unidades de bloqueo están en la posición liberada tras la activación del dispositivo de activación de bloqueo.
En una realización, el dispositivo de activación de bloqueo es una bomba conectada de forma fluida a las primera, segunda y tercera unidades de bloqueo para definir un circuito cerrado que contenga un fluido en contacto con el émbolo para las primera, segunda y tercera unidades de bloqueo, provocando una activación de la bomba un aumento de una presión del fluido para comprimir aún más el miembro elástico por medio del émbolo y desbloquear las primera, segunda y tercera unidades de bloqueo.
Los primer y segundo mecanismos de articulación pueden comprender, cada uno, una bola y un casquillo conectados operativamente entre sí. En este caso, la zapata de freno apoya la bola contra el casquillo para impedir cualquier movimiento relativo entre la bola y el casquillo cuando las primera y segunda unidades de bloqueo están en la posición bloqueada, y se aleja/separa de la bola cuando las primera y segunda unidades de bloqueo están en la posición liberada.
En una realización, las primera y segunda unidades de bloqueo están integradas en el casquillo de los primer y segundo mecanismos de articulación, respectivamente.
En una realización, la bola comprende una primera y una segunda porciones semiesféricas conectadas entre sí de forma móvil, estando la primera porción semiesférica asegurada de forma fija al miembro telescópico, apoyando el émbolo la segunda porción semiesférica contra el casquillo para impedir cualquier movimiento relativo entre la bola y el casquillo cuando las primera y segunda unidades de bloqueo están en la posición bloqueada, y alejándose el émbolo de la segunda porción semiesférica cuando las primera y segunda unidades de bloqueo están en la posición liberada. En una realización, el miembro telescópico comprende un primer miembro alargado y hueco y un segundo miembro alargado que tiene un extremo dado encajado de forma deslizable dentro del primer miembro alargado y hueco, asegurándose la tercera unidad de bloqueo en el extremo dado del segundo miembro alargado.
La zapata de freno de la tercera unidad de bloqueo encaja con una superficie interna del primer miembro alargado y hueco para fijar la longitud del miembro telescópico cuando la tercera unidad de bloqueo está en la posición bloqueada, alejándose la zapata de freno de la superficie interna cuando la tercera unidad de bloqueo está en la posición liberada. En una realización, la bomba es una bomba de pedal que se puede hacer funcionar manualmente. En una realización, el miembro elástico es al menos un resorte Belleville.
En una realización, el dispositivo de activación de bloqueo está adaptado para desbloquear sustancialmente al mismo tiempo las primera, segunda y tercera unidades de bloqueo.
En una realización, el dispositivo de activación de bloqueo comprende uno de un cable y varillas de empuje/tracción/torsión.
En una realización, el miembro de soporte comprende uno de un soporte de extremidades.
En una realización, el miembro de soporte es un portaherramientas.
En una realización, el miembro de base se puede asegurar a una de una cama, una silla y una mesa.
De acuerdo con un segundo amplio aspecto, se proporciona un mecanismo de articulación para un aparato de posicionamiento médico, que comprende: un primer miembro de articulación; un segundo miembro de articulación móvil con respecto a la primera articulación de acuerdo con al menos un grado de libertad; un dispositivo de bloqueo conectado operativamente a al menos uno de los primer y segundo miembros de articulación, el dispositivo de bloqueo operable entre una posición bloqueada en la que los primer y segundo miembros de articulación están interconectados de forma bloqueable entre sí y una posición liberada en la que los primer y segundo miembros de articulación son libres de moverse uno con respecto al otro, estando el dispositivo de bloqueo solicitado pasivamente en el estado bloqueado y siendo conectable a un dispositivo de activación de bloqueo, el dispositivo de activación de bloqueo para desbloquear el dispositivo de bloqueo sesgado en el estado bloqueado con el fin de ajustar una posición relativa de los primer y segundo miembros de articulación.
En una realización, el dispositivo de bloqueo comprende un miembro elástico, un émbolo y una zapata de freno conectados operativamente entre sí, comprimiéndose elásticamente el miembro elástico cuando el dispositivo de bloqueo está en la posición bloqueada, y comprimiéndose aún más activamente cuando el dispositivo de bloqueo está en la posición liberada tras la activación del dispositivo de activación de bloqueo.
En una realización, el primer miembro de articulación comprende una bola de articulación y el segundo miembro de articulación comprende un casquillo de articulación conectado operativamente a la bola de articulación, apoyando la zapata de freno la bola de articulación contra el casquillo de articulación para impedir cualquier movimiento relativo entre los mismos cuando el dispositivo de bloqueo está en la posición bloqueada, y alejándose la zapata de freno de la bola de articulación cuando el dispositivo de bloqueo está en la posición liberada.
En una realización, el primer miembro de articulación es un primer miembro alargado y hueco y el segundo miembro de articulación es un segundo miembro alargado que tiene un extremo dado encajado de forma deslizable dentro del primer miembro alargado y hueco, asegurándose el dispositivo de bloqueo en el extremo dado del segundo miembro alargado, encajando la zapata de freno del dispositivo de bloqueo con una superficie interna del primer miembro alargado y hueco para asegurar de forma liberable los primer y segundo miembros alargados entre sí cuando el dispositivo de bloqueo está en la posición bloqueada, y alejándose la zapata de freno de la superficie interna cuando el dispositivo de bloqueo está en la posición liberada.
En la presente descripción, un objeto debe entenderse como un objeto inanimado, tal como un instrumento médico o quirúrgico, por ejemplo, o un ser vivo o una parte de un ser vivo, tal como la extremidad de un ser humano, por ejemplo.
Los términos "resiliente" y "elástico" se utilizan indistintamente en la siguiente descripción y se utilizan para caracterizar un material capaz de una deformación reversible.
Las expresiones "articulación" o "mecanismo de articulación" se refieren a una conexión entre dos miembros del cuerpo que permite un movimiento relativo entre los dos miembros del cuerpo con uno o más grados de libertad entre ellos.
Breve descripción de los dibujos
Rasgos distintivos y ventajas adicionales de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción, tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un aparato de posicionamiento montado sobre una base, de acuerdo con una primera realización;
La figura 2 es un ejemplo de uso del aparato de posicionamiento de la figura 1 como soporte de extremidades; La figura 3 es una vista lateral en alzado parcial de un aparato de posicionamiento, de acuerdo con una segunda realización;
La figura 4 es una vista en corte lateral de un mecanismo de articulación esférica móvil en posición desbloqueada, de acuerdo con una primera realización;
La figura 5 es una vista en corte lateral del mecanismo de articulación esférica móvil de la figura 4 en posición bloqueada;
La figura 6 es una vista en corte lateral de un mecanismo de articulación esférica móvil unido a un brazo telescópico y a una base, de acuerdo con una primera realización;
La figura 7 es una vista en corte lateral de un mecanismo de bloqueo de brazo telescópico en posición bloqueada, de acuerdo con una primera realización;
La figura 8 es una vista en corte lateral del mecanismo de bloqueo de brazo telescópico de la figura 7 en posición desbloqueada;
La figura 9 es una vista despiezada de un mecanismo de bloqueo de brazo telescópico, de acuerdo con una realización;
La figura 10 es una vista en corte lateral de un mecanismo de bloqueo de brazo telescópico, de acuerdo con una segunda realización;
La figura 11 es un uso del aparato de posicionamiento de la figura 3 como soporte de extremidades, que muestra además que muestra un dispositivo de tracción axial;
Las figuras 12A y 12B ilustran un aparato de posicionamiento, de acuerdo con la presente invención;
La figura 13 es una vista en sección transversal lateral del aparato de posicionamiento de la figura 12A;
Las figuras 14A y 14B ilustran una vista en sección transversal de un mecanismo de articulación superior del aparato de posicionamiento de la figura 12A, en una posición bloqueada y liberada, respectivamente;
Las figuras 15A y 15B ilustran una vista en sección transversal de un mecanismo de articulación inferior del aparato de posicionamiento de la figura 12A, en una posición bloqueada y liberada, respectivamente;
Las figuras 16A y 16B ilustran una vista en sección transversal de un dispositivo de bloqueo para bloquear de forma liberable un brazo del aparato de posicionamiento de la figura 12A, en una posición bloqueada y liberada, respectivamente;
La figura 17 es una vista en sección transversal lateral de un aparato de posicionamiento, de acuerdo con una realización adicional de la presente invención;
Las figuras 18A y 18B ilustran una vista en sección transversal de un mecanismo de articulación inferior del aparato de posicionamiento de la figura 17, en una posición bloqueada y liberada, respectivamente; y
Las figuras 19A y 19B ilustran una vista en sección transversal de un mecanismo de articulación superior del aparato de posicionamiento de la figura 17, en una posición bloqueada y liberada, respectivamente.
Cabe señalar que a lo largo de los dibujos adjuntos, rasgos distintivos similares se identifican mediante números de referencia similares.
Descripción detallada
Los anteriores y otros objetos, ventajas y rasgos distintivos de la presente divulgación se harán más evidentes tras la lectura de la siguiente descripción no restrictiva de realizaciones ilustrativas de la misma, proporcionadas a modo de ejemplo únicamente con referencia a los dibujos adjuntos.
Generalmente, el aparato de posicionamiento descrito en el presente documento se refiere a un brazo telescópico bloqueable liberable que tiene dos mecanismos de articulación en sus extremos. Los mecanismos de articulación tienen, cada uno, tres grados de libertad de rotación. Estas articulaciones y el brazo telescópico pueden bloquearse y liberarse mediante un mecanismo de bloqueo descrito a continuación. El mecanismo de bloqueo es solicitado pasivamente en una posición bloqueada y se requiere una intervención externa para desbloquear el mecanismo de bloqueo con el fin de cambiar la configuración del aparato de posicionamiento. El aparato de posicionamiento ofrece una gama muy amplia de ajuste en varios grados de libertad.
Los mecanismos bloqueable y liberable se utilizan para bloquear de forma liberable los mecanismos de articulación en una posición deseada y el brazo telescópico en una longitud deseada. Los mecanismos de articulación se bloquean pasivamente utilizando energía elástica, o energía potencial, almacenada como presión en un miembro resiliente, por ejemplo un resorte. La liberación de los mecanismos de articulación se realiza utilizando presión hidráulica, presión neumática, tensión de un cable, varillas de empuje/tracción, o una fuerza similar que supere la presión procedente del miembro resiliente.
Del mismo modo, el brazo telescópico puede comprender un mecanismo de bloqueo. El mecanismo de bloqueo puede unirse en un extremo de un primer segmento del brazo telescópico y es bloqueable en un segundo segmento del brazo telescópico. El mecanismo de bloqueo se bloquea utilizando energía elástica almacenada como presión en un miembro resiliente, por ejemplo un resorte. La liberación del mecanismo de bloqueo se realiza utilizando presión hidráulica, presión neumática, tensión de un cable, varillas de empuje/tracción, o una fuerza similar que supere la presión procedente del miembro resiliente.
En caso de mal funcionamiento, por ejemplo, cuando una fuga provoca una pérdida de presión hidráulica, el aparato de posicionamiento mantiene su posición en los mecanismos de articulación y en el mecanismo de bloqueo de brazo porque la energía elástica almacenada como presión en el miembro resiliente no se ve afectada.
En una realización, un primer uso previsto del aparato de posicionamiento es como posicionador de extremidades para uso médico. Por ejemplo, el aparato de posicionamiento puede usarse para cirugía tal como cirugía ortopédica, cirugía artroscópica de hombro, cirugía abdominal, cirugía laparoscópica y/o similares. Un segundo uso previsto del aparato de posicionamiento puede ser como portainstrumentos médicos/quirúrgicos. Estos usos sugeridos no son limitativos y se facilitan únicamente con fines ilustrativos.
En una realización, para un uso como producto sanitarios reutilizable, una interfaz de extremidades para recibir una extremidad puede unirse a un primer mecanismo de articulación del aparato de posicionamiento. A continuación, la interfaz puede estar en contacto directo con la extremidad del paciente. Como alternativa, una interfaz de instrumento para recibir un instrumento quirúrgico o médico puede asegurarse al primer mecanismo de articulación. Un segundo mecanismo de articulación puede unirse a una interfaz o miembro de base que es asegurable a una base tal como una mesa quirúrgica por ejemplo.
La figura 1 ilustra una realización de un aparato de posicionamiento 1 que se montará en una base. El aparato de posicionamiento 1 comprende un soporte o miembro de base 2 que forma un dispositivo de aseguramiento para unión a la base tal como una mesa quirúrgica (no mostrada) por ejemplo. El aparato de posicionamiento 1 comprende un brazo telescópico 3 que tiene tres segmentos 3a, 3b y 3c, un mecanismo de articulación esférica superior (no mostrado), un alojamiento 4 que cubre el mecanismo de articulación esférica superior, y un mecanismo de articulación esférica inferior 5. Un acoplamiento de accesorios 6 permite conectar el aparato de posicionamiento 1 a diversos accesorios, dependiendo de su uso previsto. Por ejemplo, el acoplamiento de accesorios 6 puede usarse para asegurar un miembro receptor (no mostrado) adaptado para recibir un objeto tal como la extremidad de un paciente o un instrumento quirúrgico. Los mecanismos de articulación esférica comprenden, cada uno, una bola articulada al brazo telescópico, en la figura 1 solo es visible la bola inferior 7. El mecanismo de articulación esférica inferior 5 está conectado a un portabrazos 9 del soporte 2 por medio de un brazo 8. El soporte 2 comprende además guías de ajuste de altura 10 y una abrazadera de mesa 11. El aparato de posicionamiento 1 es, por tanto, un mecanismo similar a un brazo que se utiliza como medio para posicionar y para mantener en una posición deseada, una extremidad durante una intervención médica, o una herramienta para diversas aplicaciones industriales. En una realización, el soporte 2 permite un ajuste de la posición del aparato de posicionamiento 1, en su extremo inferior, a lo largo de un lado de una mesa quirúrgica. Se pueden diseñar diversas bases para diversas aplicaciones. Los mecanismos de articulación esférica 4 y 5 permiten una amplia gama de posiciones de un objeto unido al acoplamiento de accesorios 6.
El aparato de posicionamiento 1 comprende además un dispositivo de bloqueo (no mostrado) conectado operativamente a los mecanismos de articulación superior e inferior y al brazo telescópico, y un dispositivo de activación de bloqueo (no mostrado) para bloquear y liberar el dispositivo de bloqueo. Cuando está bloqueado, el dispositivo de bloqueo interconecta de forma bloqueable los mecanismos de articulación superior e inferior al brazo telescópico 3, de modo que no sea posible ningún movimiento de los mecanismos de articulación superior e inferior con respecto al brazo 3, e interconecta de forma bloqueable los segmentos de brazo 3a, 3b y 3c entre sí de modo que se fije la longitud del brazo telescópico. Por lo tanto, el aparato de posicionamiento 1 se fija en una configuración dada. Cuando se libera el dispositivo de bloqueo, el brazo telescópico 3 es libre de moverse con respecto a los mecanismos de articulación superior e inferior y a los segmentos de brazo 3a, 3b, y 3c son libres de moverse unos con respecto a los otros para ajustar el aparato de posicionamiento 1 de una configuración a otra.
El dispositivo de bloqueo está solicitado pasivamente en la posición bloqueada, es decir, en ausencia de intervención externa (cuando no se acciona el dispositivo de activación de bloqueo), la configuración del aparato de posicionamiento es fija y no se puede cambiar. Para cambiar la configuración del aparato de posicionamiento 1, el dispositivo de activación de bloqueo debe activarse.
En una realización, el dispositivo de bloqueo comprende una primera unidad de bloqueo conectada operativamente al mecanismo de articulación superior, una segunda unidad de bloqueo conectada operativamente al mecanismo de articulación inferior 5, una tercera unidad de bloqueo asegurada al segmento de brazo 3b y conectada operativamente al segmento de brazo 3a, y una cuarta unidad de bloqueo asegurada al segmento de brazo 3c y conectada operativamente al segmento de brazo 3b. Cada unidad de bloqueo está solicitada pasivamente en una posición bloqueada y puede comprender un dispositivo elástico comprimido y un émbolo operativamente conectados entre sí. Para las primera y segunda unidades de bloqueo en la posición bloqueada y dado que el dispositivo elástico está en compresión, el émbolo ejerce una fuerza sobre su respectivo mecanismo de articulación, al que impide moverse. Para las tercera y cuarta unidades de bloqueo en la posición bloqueada y dado que el dispositivo elástico está en compresión, el émbolo ejerce una fuerza sobre el segmento de brazo 3a y el segmento de brazo 3b, respectivamente, para impedir cualquier movimiento relativo entre los segmentos de brazo 3a, 3b y 3c.
La figura 2 es un ejemplo de uso del aparato de posicionamiento de la figura 1 como soporte de extremidades. El aparato de posicionamiento 1, y el soporte 2 que forma su base, están montados en una mesa quirúrgica 41. La mesa 41 se muestra en una posición denominada de "silla de playa", pero el aparato de posicionamiento 1 también podría unirse a la mayoría de los tipos de sillas o camas quirúrgicas, incluyendo los sillones de dentista. Un soporte de extremidades 42, o interfaz de extremidades, se conecta al aparato de posicionamiento 1 por medio del acoplamiento de accesorios 6. Se muestra un paciente 43 para ilustrar un posible uso del aparato de posicionamiento 1 para cirugía ortopédica.
En una realización, el dispositivo de activación de bloqueo comprende un pedal o una bomba de pedal 44 y conexiones fluídicas llenas de fluido tal como aceite, por ejemplo. Las conexiones fluídicas conectan la bomba de pedal 44 a las unidades de bloqueo, cada una de las cuales comprende una cámara de aceite ajustable, una de cuyas paredes está formada por el émbolo. Cuando un usuario presiona la bomba de pedal, la fuerza ejercida por el usuario se transfiere al aceite contenido en las cámaras de aceite. Como resultado, el aceite contenido en las cámaras de aceite ejerce una fuerza sobre los émbolos. Para una fuerza dada ejercida por el usuario sobre la bomba de pedal 44, la fuerza ejercida por el aceite contenido en cada cámara de aceite sobre su respectivo émbolo se hace mayor que la fuerza ejercida por su respectivo dispositivo elástico sobre el respectivo émbolo. Las unidades de bloqueo están a continuación en posición liberada y la configuración del aparato de posicionamiento se puede cambiar. Cuando haya posicionado el aparato de posicionamiento 1 en la posición deseada, el usuario deja de ejercer la fuerza sobre la bomba de pedal 44 y las unidades de bloqueo vuelven a la posición bloqueada, manteniendo de este modo el aparato de posicionamiento 1 en la configuración deseada.
Por lo tanto, presionar la bomba de pedal 44 con un pie, puede provocar la liberación de los diversos mecanismos de bloqueo del aparato de posicionamiento 1, permitiendo, por ejemplo, a un cirujano posicionar sin esfuerzo una extremidad para la cirugía. Soltar el pedal elimina toda la presión hidráulica, a partir de entonces, los miembros resilientes dentro de los diversos mecanismos de bloqueo mantienen el aparato de posicionamiento 1 y la extremidad del paciente, en la posición deseada.
Las personas normalmente versadas en la materia apreciarán fácilmente que el aparato de posicionamiento 1 puede usarse para diversas aplicaciones médicas, veterinarias u otras. El aparato de posicionamiento 1 puede unirse a cualquier base y a cualquier accesorio (no mostrado) acoplado al acoplamiento de accesorios 6. Los ejemplos no limitativos de accesorios pueden incluir herramientas, portaherramientas, pantallas de ordenador, robots o componentes de robots, y similares.
La figura 3 ilustra otra realización de un aparato de posicionamiento 1'. En la figura 3 se omiten algunas partes de los mecanismos de articulación esférica superior e inferior para mostrar la bola superior 12, la bola inferior 7, tubos de conexión 13 y 15, y cubiertas 14 y 16. Las bolas 7 y 12 y sus respectivos tubos de conexión 13 y 15 están unidos de forma permanente, por ejemplo mediante adhesivo o soldadura, y se unen de forma fija a los extremos respectivos del brazo telescópico 3'. Las cubiertas 14 y 16 se colocan antes de pegar la bola inferior 7 al tubo de conexión 15 y al segmento 18 utilizando adhesivos, y antes de asegurar la bola superior 12 al tubo de conectar 13 al segmento 17. Las cubiertas 14 y 16, así como otras partes de los mecanismos de articulación esférica 4' y 5' (que se muestran en las siguientes figuras) pueden moverse alrededor de las bolas 12 y 7, cuando están en posición desbloqueada. El brazo telescópico 3' comprende un segmento superior 17 y un segmento inferior 18. El segmento superior 17 muestra un mecanismo de bloqueo de brazo telescópico 19, que se describirá con mayor detalle más adelante. Si bien la presente descripción se refiere a un brazo telescópico 3' que comprende dos segmentos 17 y 18, debe entenderse que el brazo telescópico 3' puede comprender más de dos segmentos. De manera similar, si bien el segmento de brazo 18 encaja y se desliza en el miembro de brazo hueco 17, son posibles otras configuraciones. Por ejemplo, el segmento de brazo 17 puede comprender un raíl en su superficie exterior en el que puede deslizarse el segmento de brazo 18. Debe entenderse también que la forma, las dimensiones y/o los materiales de los segmentos de brazo pueden variar y se eligen de acuerdo con las necesidades de la aplicación prevista.
Por supuesto, para su uso en algunas aplicaciones, el aparato de posicionamiento 1' puede unirse a una base ubicada en un punto elevado tal como un techo, por ejemplo, y un objeto soportado por el aparato de posicionamiento 1' puede estar ubicado en un punto inferior. Las personas normalmente versadas en la materia apreciarán que términos tales como "superior", "inferior", y similares se utilizan con fines ilustrativos y no pretenden limitar la presente divulgación.
La figura 4 es una vista en corte lateral de un mecanismo de articulación esférica móvil conectado operativamente a un dispositivo de bloqueo en una posición desbloqueada, comprendiendo el dispositivo de bloqueo un resorte y un émbolo. La figura 5 es una vista en corte lateral del mecanismo de articulación esférica móvil y del dispositivo de bloqueo en una posición bloqueada. Considerando a la vez las figuras 4 y 5, el mecanismo de articulación esférica superior 4' se muestra por partes. Debe observarse que sus principios de funcionamiento, son los mismos que los del mecanismo de articulación esférica inferior 5 y la siguiente descripción de dichos principios se aplica a ambos mecanismos de articulación esférica. El mecanismo de articulación esférica superior 4' comprende la cubierta 14, la bola 12 (omitida en las figuras 4 y 5), un émbolo 20 que tiene una porción esférica hueca 21 para posicionar la bola 12 y una porción cilíndrica hueca 22 para el paso de tubos hidráulicos (no mostrados) y dispositivos auxiliares similares. La cubierta 14 está unida a un alojamiento 23 que contiene el émbolo 20, el alojamiento 23 unido además a una pieza accesoria de acoplamiento 24 utilizando diversos tornillos 25. La pieza accesoria de acoplamiento 24 sirve para unión a una interfaz de acoplamiento de accesorios. El émbolo 20 se apoya sobre los resortes 26, por ejemplo resortes Belleville. Los resortes Belleville son compactos y minimizan una longitud del alojamiento 23. Otros tipos de resortes, tales como resortes helicoidales u otros tipos de miembros resilientes, tales como una almohadilla de espuma compresible, pueden usarse para algunas aplicaciones. Juntas de estanqueidad 27, tales como juntas tóricas, por ejemplo, mantienen un sello hermético entre el émbolo 20 y el alojamiento 23. Una o más cuñas 28A, o espaciadores, puede insertarse entre la pieza accesoria de acoplamiento 24 y los resortes 26, que se usan como espaciadores para ajustar la presión ejercida por los resortes 26 sobre el émbolo 20 y sobre la bola 12. Adicionalmente, una o más cuñas 28, o espaciadores, pueden usarse para limitar un movimiento superior del émbolo 20. Un tornillo (no mostrado) permite que el émbolo 20 se mueva hacia arriba y hacia abajo, dentro del alojamiento 23, al tiempo que impide su rotación dentro del alojamiento 23. La mayoría de los componentes del mecanismo de articulación esférica superior 4' son circulares y una vista en corte será similar en la mayoría de los ángulos. Sin embargo, los tornillos y una entrada de aceite 29 están ubicados en puntos discretos alrededor de un diámetro del alojamiento 23.
Como se muestra en la figura 5, el mecanismo de articulación esférica superior 4' está en la posición bloqueada. Los resortes 26 empujan el émbolo 20, que empuja aún más la bola 12 (no mostrada), manteniendo firmemente la bola 12 en posición contra la cubierta 14. De este modo, el émbolo 20 y la cubierta 14 actúan como zapatas de freno para la bola 12. Se crea un pequeño hueco 30 por encima del émbolo 20, entre el émbolo 20 y la pieza accesoria de acoplamiento 24 o, si las cuñas 28 están presentes, entre las cuñas 28 y la pieza accesoria de acoplamiento 24. Una cámara de aceite circular 31 contiene aceite a baja presión y tiene una profundidad minimizada D1. Como se muestra en la figura 4, el mecanismo de articulación esférica superior 4' está en la posición desbloqueada. Por medio de la entrada de aceite 29 se induce una mayor presión de aceite dentro de la cámara de aceite 31, inflando la cámara de aceite 31 hasta que alcance una profundidad maximizada D2, empujando el émbolo 20 hacia arriba contra la presión de los resortes 26. Dado que la presión de aceite crea una fuerza para superar la presión de los resortes 26, el hueco 30 desaparece. Al mismo tiempo, el émbolo 20 ya no está empujando la bola 12, que es libre de girar, por ejemplo dentro de un intervalo de más o menos 45 grados alrededor de un eje central del alojamiento 23. Puede observarse que cero, una o más cuñas 28A pueden usarse para ajustar el nivel de resistencia del mecanismo de articulación esférica superior 4' con el fin de establecer la presión de aceite predefinida a la que se desbloqueará el mecanismo de articulación esférica superior.
En una realización, podría usarse presión neumática en lugar de presión hidráulica dentro del mecanismo de articulación esférica superior 4. Las personas normalmente versadas en la materia apreciarán que los principios de funcionamiento del mecanismo de articulación esférica superior no se modificarán prácticamente. Podrán adaptar las tolerancias y los medios de sellado dentro de la articulación para usar presión neumática.
En otra realización, un cable, por ejemplo, un cable Bowden que comprende un alambre flexible interior dentro de un alojamiento de cable hueco exterior, similares a los cables utilizados para los frenos ordinarios de las bicicletas, puede usarse para tirar del émbolo 20, aplicándose fuerza de tracción desde la parte superior del émbolo 20 para superar la presión de los resortes 26.
La figura 6 es una vista en corte lateral de un mecanismo de articulación esférica móvil unido a un brazo telescópico y a una base. El mecanismo de articulación esférica inferior 5 difiere del mecanismo de articulación esférica superior 4 en algunos detalles, pero no en sus principios de funcionamiento. El mecanismo de articulación esférica inferior 5 comprende la bola 7, que está unida al segmento inferior 18 por medio del tubo de conexión 15. También se muestra la cubierta 16, un alojamiento 32, una pieza accesoria de base 33 que comprende el brazo 8 conectado al portabrazos 9 del soporte 2, diversos tornillos 25, un émbolo 34, resortes 35 mantenidos en su sitio por portarresortes 45, y una cámara de aceite 36. El aceite entra en la cámara de aceite 36 por medio de una entrada de aceite 37 conectada a un racor hidráulico 38, que a su vez está conectado a una bomba hidráulica (no mostrada). Puede observarse que el mecanismo de articulación esférica superior 4' de las figuras 4 y 5 comprende una entrada de aceite 29 conectada a un racor hidráulico (no mostrado) similares a la entrada de aceite 37 y al racor hidráulico 38 de la figura 6. Un tapón de purga 39 y un tapón de base 39A permiten el mantenimiento del mecanismo de articulación esférica inferior 5. Un tubo de aceite 40, cables (no mostrados) o dispositivos auxiliares similares pueden pasar a través de pasajes de los resortes 35, una bola 7, un tubo de conexión 15 y un segmento inferior 18. La presión de aceite que entra por medio del racor hidráulico 38 puede aplicarse para liberar el mecanismo de la articulación esférica inferior 5, permitiendo un amplio intervalo de ajuste de una posición del brazo telescópico 3. Cuando se elimina la presión de aceite, la presión ejercida por los resortes 35 sobre el émbolo 34 y, posteriormente, sobre la bola 7, mantiene a la bola 7 contra la cubierta 16, bloqueando la posición del brazo telescópico 3.
Una longitud del brazo telescópico 3 viene definida por una posición deseada de un objeto unido al acoplamiento de accesorios 6. El brazo telescópico 3' comprende dos (2) segmentos 17 y 18, deslizándose uno dentro del otro, para que el brazo telescópico 3 pueda alargarse o retraerse hasta la longitud deseada. La posición deseada se mantiene gracias a la fricción entre los segmentos 17 y el mecanismo de bloqueo de brazo 19 unido al segmento 18. En una realización, el brazo telescópico 3' puede comprender más segmentos y una pluralidad de mecanismos de bloqueo de brazo.
La energía almacenada en un mecanismo de miembro resiliente obliga al brazo telescópico 3 a mantener una longitud fija hasta que una fuerza opuesta supera la presión del mecanismo de miembro resiliente. La figura 7 es una vista en corte lateral de un mecanismo de bloqueo de brazo telescópico en posición bloqueada. La figura 8 es una vista en corte lateral de un mecanismo de bloqueo de brazo telescópico en posición desbloqueada. El mecanismo de bloqueo de brazo 19 comprende un alojamiento 46, una tapa 47, un émbolo 48 que mantiene un sello hermético contra el alojamiento 46 mediante el uso de juntas tóricas 60, uno o más rodillos 49 posicionados en la circunferencia de un soporte 50, zapatas de freno 51, que pueden ser zapatas metálicas, un miembro resiliente tal como los resortes 52, que en una realización pueden ser resortes Belleville, cuñas 53, una entrada de aceite 54 y un racor hidráulico 55.
El mecanismo de bloqueo de brazo 19 puede unirse en la parte superior del segmento 18, que como se muestra en la figura 3, tiene un diámetro más pequeño en comparación con el segmento 17. La unión del mecanismo de bloqueo de brazo 19 al segmento 18 puede realizarse mediante adhesión, soldadura, pegado, inserción hermética o cualquier medio adecuado. El segmento 18 y el mecanismo de bloqueo de brazo 19 quedan así insertados dentro del segmento 17. Como se muestra en la figura 7, el mecanismo de bloqueo de brazo 19 está en posición bloqueada. La presión de los resortes 52 empuja el soporte 50, creando un hueco 61 entre el soporte 50 y la tapa 47. A medida que el soporte 50 es empujado hacia abajo, los rodillos 49 empujan las zapatas de freno 51, que giran alrededor de un respectivo eje 57, moviéndose una punta 58 de cada zapata de freno 51 hacia fuera y ejerciendo presión sobre una superficie interior del segmento 17. La presión de las zapatas de freno 51 sobre la superficieinteriordel segmento 17 mantiene una posición relativa entre los dos segmentos 17 y 18, manteniendo de este modo una longitud del brazo telescópico 3'. El soporte 50 también ejerce presión sobre el émbolo 48. Una cámara de aceite 59 tiene una profundidad minimizada D3 y tiene una presión hidráulica baja.
En una realización, el mecanismo de bloqueo de brazo 19 puede montarse dentro del segmento 17 en diversas posiciones. Cuando el segmento 17, que tiene un diámetro más amplio, está ubicado por encima del segmento más estrecho 18 y cuando el mecanismo de bloqueo de brazo 19 está montado verticalmente como se muestra en la figura 7 - estando la tapa 47 en una posición más alta por encima del émbolo 48 - el peso sobre el brazo telescópico 3' puede tender a empujar hacia abajo el segmento 17. Debido a la configuración de la zapata de freno 51, que ejerce presión sobre la superficie interior del segmento 17 en su punta 58, este peso aplica una fuerza de fricción añadida de la zapata de freno 51 sobre el segmento 17.
La figura 8 muestra que la cámara de aceite 59 se ha extendido hasta una profundidad maximizada D4 cuando la alta presión hidráulica procedente del accesorio hidráulico 55 entra en la cámara de aceite 59 a través de la entrada de aceite 54. Esta presión de aceite crea una fuerza que empuja el émbolo 48 contra el soporte 50, empujando el soporte 50 contra los resortes 52, superando su presión. El hueco 61 desaparece. A medida que el soporte 50 se mueve hacia arriba, los rodillos 49 ya no empujan las zapatas de freno 51, que pueden moverse hacia el interior y que ya no ejercen presión sobre la superficie interior del segmento 17. Esto elimina cualquier restricción a la longitud del brazo telescópico 3', que a continuación puede extenderse o acortarse según se desee. En una realización, la aplicación de la presión de aceite puede ser controlada por el pedal 44.
La figura 9 es una vista despiezada de un mecanismo de bloqueo de brazo telescópico. Puede observarse que el mecanismo de bloqueo de brazo 19 comprende miembros generalmente circulares que tienen pasajes interiores para los tubos de aceite 40, cables (no mostrados) y dispositivos similares. Diversas partes del mecanismo de bloqueo de brazo 19 se mantienen unidas utilizando tornillos 62.
La figura 10 es una vista lateral de otro ejemplo de mecanismo de bloqueo de brazo telescópico. Un mecanismo de bloqueo de brazo 63 se une, por ejemplo, mediante pegado o soldadura, en la parte superior del segmento 18 y está ubicado, con la parte superior del segmento 18, dentro del segmento 17. El mecanismo de bloqueo de brazo 63 comprende una base 64 generalmente en forma de pirámide truncada, una tapa 65 atornillada a la base 64, un émbolo 66 que se apoya sobre resortes 67 que a su vez se apoyan sobre la tapa 65, y una o más zapatas de freno 68 poliméricas deformabas. Una zapata de freno 68 puede llenar una circunferencia completa del mecanismo de bloqueo de brazo 63 o, como alternativa, pueden posicionarse varias zapatas de freno 68 alrededor de la circunferencia. Cuando están en posición de reposo, los resortes 67 empujan hacia abajo el émbolo 66, deformando de este modo elásticamente las zapatas de freno 68, que a su vez empujan contra una superficie interna del segmento 17. Para liberar el mecanismo de bloqueo de brazo 63, puede ejercerse presión hidráulica en una cámara de aceite 69, confinada por juntas tóricas 70, por medio de una entrada hidráulica 71. La presión hidráulica crea una fuerza que empuja el émbolo 66 hacia arriba contra los resortes 67, superando su presión hacia abajo. A medida que el émbolo 66 se mueve hacia arriba, las una o más zapatas de freno 68 recuperan una forma seccional algo circular, de este modo ya no presionan contra la superficie interna del segmento 17. A continuación, es posible el movimiento relativo de los segmentos 17 y 18. Un tope 72 puede impedir que el mecanismo de bloqueo de brazo 63 y el segmento 18 se separen del segmento 17.
A las personas normalmente versadas en la materia les vendrán a la mente variaciones de los mecanismos de bloqueo de brazo 19 o 63. Por ejemplo, en una realización, los resortes Belleville pueden sustituirse por resortes helicoidales o una almohadilla de espuma compresible. El tipo de miembro resiliente y la presencia y el número de cuñas pueden variar de acuerdo con el peso previsto aplicado sobre el brazo telescópico 3', los materiales utilizados, y similares. En una realización, podría usarse presión neumática en lugar de presión hidráulica dentro de los mecanismos de bloqueo de brazo 19 o 63. En otra realización, puede usarse un cable Bowden para tirar de los émbolos 48 o 66. En otra realización, un mecanismo de bloqueo de brazo equivalente, unido de forma fija al segmento 17, puede comprender un orificio para la inserción del segmento 18. Por tanto, este mecanismo de bloqueo de brazo puede tener zapatas de freno que empujan hacia dentro una superficie exterior del segmento 18, cuando está en posición bloqueada.
Considerando una cualquiera de las figuras 4-6, y 7-10, cada uno de los mecanismos de articulación esférica y cada uno de los mecanismos de bloqueo de brazo comprende un soporte (23, 32, 46, 64), un miembro móvil (12, 7, 51) o un miembro deformable (68), un émbolo (20, 34, 48, 66) capaz de moverse a lo largo de un eje del soporte, un miembro resiliente (26, 35, 52, 67) que ejerce presión sobre el émbolo para transmitir la presión al miembro móvil o deformable con el fin de bloquear el miembro móvil o deformable, y aceite encerrado en una cámara (31, 36, 59, 69) para ejercer sobre el émbolo una fuerza opuesta a la presión del miembro elástico, estando controlada la presión del aceite por una bomba. Aplicar la fuerza sobre el émbolo supera la presión del miembro elástico y libera el miembro móvil o deformable.
La figura 11 es otro ejemplo de uso de un aparato de posicionamiento como soporte de extremidades, que muestra otra base. El aparato de posicionamiento 1 está montado sobre una base 73 unida a la mesa quirúrgica 41.
Las figuras 12A y 12B ilustran una realización adicional de un aparato de posicionamiento 100. El aparato de posicionamiento 100 comprende un miembro o brazo telescópico 102 que tiene un primer extremo o extremo superior 102a y un segundo extremo o extremo inferior 102b. En los extremos 102a y 102b del brazo telescópico 102 están asegurados un primer mecanismo o mecanismo de articulación superior 104 y un segundo mecanismo o mecanismo de articulación inferior 106, respectivamente. El aparato de posicionamiento 100 comprende además un miembro de interfaz 108 asegurado al mecanismo de articulaciónsuperior104 para recibir un objeto sobre el mismo, y un miembro de base 110 para asegurar de forma desmontable el aparato de posicionamiento 100 a una base.
Si bien en la realización ilustrada el miembro de interfaz 108 está adaptado para recibir un brazo, debe entenderse que puede usarse cualquier miembro de interfaz adecuado para recibir un objeto. Por ejemplo, el miembro de interfaz puede estar adaptado para recibir una extremidad distinta de un brazo tal como una pierna, por ejemplo. En otro ejemplo, el miembro de interfaz puede estar adaptado para recibir un instrumento quirúrgico o médico.
Si bien en la realización ilustrada el miembro de base 110 comprende un miembro alargado 112 que tiene un extremo asegurado al mecanismo de articulación inferior 106 y una abrazadera ajustable 114 asegurada en el otro extremo del miembro alargado 112 para asegurar de forma desmontable el aparato de posicionamiento 100 a una mesa quirúrgica, por ejemplo, debe entenderse que pueden usarse otras configuraciones para el miembro de base 110. Por ejemplo, el miembro de base 110 puede adaptarse para asegurarse de forma desmontable o de forma permanente a cualquier base adecuada tal como un suelo, una pared, un techo, una cama, una silla o similares.
Como se ilustra en la figura 13, el brazo telescópico 102 comprende dos miembros alargados huecos 116 y 118 que están adaptados para que el miembro hueco encaje y se deslice en el miembro hueco 116. El brazo telescópico 100 comprende un tercer miembro alargado hueco 120 conectado en un extremo del miembro hueco 118 por medio de un conector 122, dotando de este modo al brazo telescópico 102 de una forma sustancialmente en L. El miembro hueco 120 está conectado además al mecanismo de articulación inferior 106.
Tres dispositivos de bloqueo 124, 126 y 128 están conectados operativamente al mecanismo de articulación superior 104, el mecanismo de articulación inferior 106 y el miembro hueco 118, respectivamente. Los dispositivos de bloqueo 124 y 126 se utilizan para bloquear selectivamente los mecanismos de articulación 104 y 106, respectivamente, en una posición deseada mientras que el dispositivo de bloqueo 128 se utiliza para fijar la longitud del miembro telescópico 102 en una longitud deseada. Como se describe a continuación, los dispositivos de bloqueo 124, 126 y 128 se bloquean pasivamente en una posición bloqueada, impidiendo de este modo cualquier ajuste de posición de los mecanismos de articulación 104 y 106 y cualquier ajuste de longitud para el miembro telescópico 102 sin intervención externa.
La intervención externa se proporciona por medio de un dispositivo de activación de bloqueo 130, como se ilustra en la figura 12A. En la realización ilustrada, el dispositivo de activación de bloqueo 130 es una bomba conectada de forma fluida a los dispositivos de bloqueo 124, 126 y 128. Una conexión fluídica 132 conecta de forma fluida la bomba 130 a un colector fluídico 134 en forma de T. El conector fluídico 134 se inserta en el conector 122 y comprende una entrada conectada de forma fluida a la conexión fluídica 132 y dos salidas. La primera salida está conectada de forma fluida a la unidad de bloqueo 126 por medio de una conexión fluídica 136 que se extiende a través del miembro hueco 120, y la segunda salida está conectada de forma fluida a la unidad de bloqueo 128 por medio de una conexión fluídica 138 que se extiende dentro del miembro de brazo hueco 118. La unidad de bloqueo 128 está además conectada a la unidad de bloqueo 124 por medio de una conexión fluídica 140 que se extiende dentro del miembro de brazo hueco 116. Las conexiones fluídicas 132-140, la bomba 130 y las cámaras descritas a continuación están llenas de aceite y forman un circuito cerrado sustancialmente hermético del que el aceite sustancialmente no puede fugarse.
Las figuras 14A y 14B ilustran el mecanismo de articulación superior 104 en una posición bloqueada y en una posición liberada o desbloqueada, respectivamente. El mecanismo de articulación 104 comprende una bola 150, un tubo de conexión 154 para la conexión a un conector de interfaz 152 del miembro de interfaz 108 y una carcasa 156. El tubo de conexión 154 interconecta la bola 150 y el conector de interfaz 152 que se utiliza para conectar el miembro de interfaz 108 al mecanismo de articulación superior 104. La carcasa 156 comprende una primera porción de rebaje 158 para recibir la bola 150 y una cubierta 160 que comprende una abertura central encierra parcialmente la bola 150 dentro de la porción de rebaje 158. La carcasa 156 comprende además una segunda porción de rebaje 162 para recibir el dispositivo de bloqueo 124 y una cubierta 164 para encerrar el dispositivo de bloqueo 124 dentro de la porción de rebaje 162.
La unidad de bloqueo 124 comprende dos resortes Belleville 170 y un conjunto de émbolo formado por un émbolo 172, un tornillo prisionero 174 y una zapata de freno 176. El tornillo prisionero sirve para regular la resistencia de los resortes Belleville y, por lo tanto, la fuerza necesaria para desbloquear la unidad de bloqueo 124. La zapata de freno 176 tiene una forma sustancialmente cilíndrica y su forma interna coincide sustancialmente con la de la bola 150, de modo que la bola se asienta en la zapata de freno 176. El tornillo prisionero 174 conecta el émbolo 172 a la zapata de freno 176. Las guías 178 se utilizan para guiar la traslación de la zapata de freno 176 e impedir que la zapata de freno 176 gire. Los resortes Belleville 170, mientras están en compresión, están encerrados entre la cubierta 164 y el émbolo 172. El conjunto de émbolo se utiliza para transferir la fuerza de presión ejercida por los resortes Belleville 170 a la bola 150. Un espacio entre el émbolo 172 y la carcasa 156 define una cámara de aceite 180 para recibir aceite en su interior. La cámara de aceite 180 está conectada de forma fluida a la conexión fluídica 140 por medio de un colector 182 que se extiende a través del miembro de émbolo 172 y la cubierta 164. Las juntas de estanqueidad 181 se utilizan para impedir que el aceite contenido en la cámara de aceite 180 se fugue de la misma.
La unidad de bloqueo 124 está solicitada pasivamente en la posición bloqueada ilustrada en la figura 14A. En la posición bloqueada, la fuerza ejercida por el aceite presente en la cámara de aceite 180, si lo hubiera, sobre el émbolo 172 es menor que la fuerza ejercida por los resortes 170 sobre el émbolo 172. Por lo tanto, la fuerza resultante se transfiere a la bola 150 por medio del conjunto de émbolo y la bola 150 se apoya contra la cubierta 160, impidiendo de este modo que se mueva por medio de fuerzas de fricción y/o deformación. El mecanismo de articulación 104 está a continuación bloqueado. Dado que no se requiere ninguna intervención externa para mantener el dispositivo de bloqueo 124 en la posición bloqueada y bloquear el mecanismo de articulación 104, el dispositivo de bloqueo 124 está solicitado pasivamente en la posición bloqueada.
T ras la activación de la bomba 130, aumenta la presión del aceite dentro de la cámara de aceite 180. Cuando la fuerza ejercida por el aceite contenido en la cámara de aceite 180 sobre el émbolo 172 se hace mayor que la fuerza ejercida por los resortes 170 sobre el émbolo 172, la altura de la cámara de aceite aumenta y los resortes 170 se comprimen aún más. La zapata de freno 176 se separa a continuación de la bola 150, que queda libre para moverse en el rebaje 158, como se ilustra en la figura 14B.
Las figuras 15A y 15B ilustran el mecanismo de articulación inferior 106 en una posición bloqueada y en una posición liberada o desbloqueada, respectivamente. El mecanismo de articulación 106 comprende una bola 150', un conector de miembro de base 152', un tubo de conexión 154' y una carcasa 156'. El tubo de conexión 154' interconecta la bola 150' y el conector de miembro de base 152' que se utiliza para conectar el miembro de base 112 al mecanismo de articulación inferior 106. La carcasa 156' comprende una primera porción de rebaje 158' para recibir la bola 150' y una cubierta 160' que comprende una abertura central encierra parcialmente la bola 150' dentro de la porción de rebaje 158'. La carcasa 156' comprende además una segunda porción de rebaje 162' para recibir el dispositivo de bloqueo 126 y una cubierta 164' para encerrar el dispositivo de bloqueo 126 dentro de la porción de rebaje 162'.
La unidad de bloqueo 126 comprende dos resortes Belleville 170' y un conjunto de émbolo formado por un émbolo 172' y una zapata de freno 176'. La zapata de freno 176' tiene una forma sustancialmente cilíndrica y su forma interna coincide sustancialmente con la de la bola 150', de modo que la bola se asienta parcialmente en la zapata de freno 176'. Los miembros de émbolo 172' y 176' están conectados entre sí. Las guías 178' se utilizan para guiar la traslación de la zapata de freno 176' e impedir que la zapata de freno 176' gire. Los resortes BeNeville 170', mientras están en compresión, están encerrados entre la cubierta 164' y el émbolo 172'. El conjunto del émbolo se utiliza para transferir la fuerza de presión ejercida por el resorte Belleville 170' a la bola 150'. Un espacio entre el émbolo 172' y la carcasa 156' define una cámara de aceite 180' para recibir aceite en su interior. La cámara de aceite 180' está conectada de forma fluida a la conexión fluídica 136 por medio de una abertura 182' que se extiende a través del miembro de émbolo 172' y la cubierta 164'. Las juntas de estanqueidad 181' se utilizan para impedir que el aceite contenido en la cámara de aceite 180' se fugue de la misma.
La unidad de bloqueo 126 está solicitada pasivamente en la posición bloqueada ilustrada en la figura 15A. En la posición bloqueada, la fuerza ejercida por el aceite presente en la cámara de aceite 180', si lo hubiera, sobre el émbolo 172' es menor que la fuerza ejercida por los resortes 170' sobre el émbolo 172'. Por lo tanto, la fuerza resultante se transfiere a la bola 150' por medio del conjunto de émbolo y la bola 150' se apoya contra la cubierta 160', impidiendo de este modo que se mueva por medio de fuerzas de fricción y/o deformación. El mecanismo de articulación 106 está a continuación bloqueado. Dado que no se requiere ninguna intervención externa para mantener el dispositivo de bloqueo 126 en la posición bloqueada y bloquear el mecanismo de articulación 106, el dispositivo de bloqueo 126 está solicitado pasivamente en la posición bloqueada.
Tras la activación de la bomba 130, aumenta la presión del aceite dentro de la cámara de aceite 180'. Cuando la fuerza ejercida por el aceite contenido en la cámara de aceite 180' sobre el émbolo 172' se hace mayor que la fuerza ejercida por los resortes 170' sobre el émbolo 172', la altura de la cámara de aceite 180' aumenta y los resortes 170' se comprimen aún más. La zapata de freno 176' se separa a continuación de la bola 150', que queda libre para moverse en el rebaje 158', como se ilustra en la figura 15B. La unidad de bloqueo 126 está a continuación en la posición desbloqueada o liberada.
Las figuras 16A y 16B ilustran la unidad de bloqueo 128 en una posición bloqueada y una posición desbloqueada o liberada, respectivamente. La unidad de bloqueo 128 se asegura en un extremo del miembro de brazo 118 y está ubicada dentro del miembro de brazo 116. La unidad de bloqueo 128 comprende una carcasa 182, una cubierta 184, dos resortes Belleville 186 y un conjunto de émbolo que comprende un émbolo 188, un tornillo prisionero 189 y una zapata de freno 190. La carcasa 182 comprende una primera porción de rebaje 192 para recibir la zapata de freno 190 y una segunda porción de rebaje 194 para recibir el émbolo 188 y los resortes 186. La cubierta 184 se utiliza para encerrar el miembro de émbolo 188 y los resortes 186 en la segunda porción de rebaje 194. Los resortes 186, mientras están en compresión, están intercalados entre la cubierta 184 y el miembro de émbolo 188. Una abertura está presente a través de la carcasa 182 para conectar las primera y segunda porciones de rebaje 192 y 194. Una porción del émbolo 188 se extiende a través de la abertura para conectarse con la zapata de freno 190 por medio del tornillo prisionero 189. El tornillo prisionero se utiliza además para ajustar la compresión de los resortes 186 y, por lo tanto, para establecer la fuerza a la que se desbloqueará la unidad de bloqueo 128. Las guías 196 se utilizan para guiar la traslación de la zapata de freno 190 e impedir que la zapata de freno 190 gire.
El conjunto de émbolo se utiliza para transferir la fuerza de presión ejercida por los resortes Belleville 186 a la zapata de freno 190. Un espacio entre el miembro de émbolo 194 y la carcasa 182 define una cámara de aceite 198 para recibir aceite en su interior. La cámara de aceite 198 está conectada de forma fluida a la conexión fluídica 138 por medio de una primera abertura 200 que se extiende a través de la carcasa 182. La cámara de aceite 198 está además conectada de forma fluida a la conexión fluídica 140 por medio de una segunda abertura 201 que se extiende a través de la carcasa 182. Las juntas de estanqueidad 202 se utilizan para impedir que el aceite contenido en la cámara de aceite 198 se fugue de la misma.
La unidad de bloqueo 128 está solicitada pasivamente en la posición bloqueada ilustrada en la figura 16A. En la posición bloqueada, la fuerza ejercida por el aceite presente en la cámara de aceite 198, si lo hubiera, sobre el émbolo 188 es menor que la fuerza ejercida por los resortes 186 sobre el émbolo 188. Por lo tanto, la fuerza resultante se transfiere a la zapata de freno 190 por medio del émbolo 188, que se apoya firmemente contra el miembro de brazo 116. La cubierta 184 también se apoya firmemente contra la superficie interna del miembro de brazo 116, impidiendo de este modo cualquier movimiento relativo entre los dos miembros de brazo 116 y 118 por medio de fuerzas de fricción y/o deformación. A continuación se bloquea el brazo telescópico 102 y se fija su longitud. Dado que no se requiere ninguna intervención externa para mantener el dispositivo de bloqueo 128 en la posición bloqueada y bloquear el brazo telescópico 102, el dispositivo de bloqueo 128 está solicitado pasivamente en la posición bloqueada.
T ras la activación de la bomba 130, aumenta la presión del aceite dentro de la cámara de aceite 198. Cuando la fuerza ejercida por el aceite contenido en la cámara de aceite 198 sobre el miembro de émbolo 188 se hace mayor que la fuerza ejercida por los resortes 186 sobre el émbolo 188, la anchura de la cámara de aceite 198 aumenta y los resortes 186 se comprimen aún más. A continuación, la zapata de freno 190 se separa de la superficie interna del miembro de brazo 116, como se ilustra en la figura 16B. El miembro de brazo 118 puede deslizarse dentro del miembro de brazo 116, y la longitud del brazo telescópico 102 puede ajustarse a una longitud deseada. La unidad de bloqueo 128 está a continuación en la posición desbloqueada o liberada.
En una realización, una sola activación de la bomba 130 permite la liberación concomitante de las tres unidades de bloqueo 124, 126 y 128 y, por lo tanto, el ajuste de la configuración de los mecanismos de articulación 104 y 106 y de la longitud del brazo telescópico 102. Dado que las cámaras de aceite 180, 180' y 198 están conectadas de forma fluida entre sí, la activación de la bomba 130 provoca un aumento de presión para el aceite contenido en las cámaras de aceite 180, 180' y 198. En una realización, los resortes 170, 170' y 186 y su compresión respectiva se eligen de modo que las unidades de bloqueo 124, 126 y 128 se liberen sustancialmente al mismo tiempo cuando la presión de aceite alcanza una presión dada. En otra realización, las unidades de bloqueo pueden liberarse secuencialmente. Por ejemplo, los resortes 170, 170', y 186 y su respectiva compresión se eligen de modo que la unidad de bloqueo 124 se libera primero cuando la presión de aceite alcanza una primera presión dada, y las unidades de bloqueo 126 y 128 se liberan sustancialmente al mismo tiempo cuando la presión de aceite alcanza una segunda presión mayor.
Debe entenderse que la longitud de las conexiones fluídicas 136, 138, y 140 se elige para permitir que los conjuntos de émbolo para las unidades de bloqueo 124, 126, y 128 se muevan y el miembro de brazo 118 se deslice dentro del miembro de brazo 116.
En una realización, la bomba 130 es una bomba de pedal para ser activada manualmente por un usuario. En otra realización, la bomba es de accionamiento eléctrico o neumático.
Si bien la presente descripción se refiere a un dispositivo de activación de bloqueo hidráulico/neumático que utiliza un fluido tal como aceite, agua, aire y similares para desbloquear las unidades de bloqueo, debe entenderse que puede usarse cualquier dispositivo adecuado de activación de bloqueo que permita comprimir aún más el miembro elástico/resiliente del dispositivo de bloqueo para desbloquear el mecanismo de articulación. Por ejemplo, puede asegurarse un cable al miembro elástico/resiliente del dispositivo de bloqueo y la compresión adicional del miembro elástico/resiliente puede resultar de una tensión ejercida sobre el cable. En otro ejemplo, pueden usarse varillas de empuje/tracción/torsión para comprimir aún más el miembro elástico/resiliente con el fin de superar la presión del miembro resiliente.
La figura 17 ilustra una realización adicional de un aparato de posicionamiento 300. El aparato de posicionamiento 300 comprende un miembro o brazo telescópico 302 que tiene un primer extremo o extremo superior 302a y un segundo extremo o extremo inferior 302b. En los extremos 302a y 302b del brazo telescópico 302 están asegurados un primer mecanismo o mecanismo de articulación superior 304 y un segundo mecanismo o mecanismo de articulación inferior 306, respectivamente. El aparato de posicionamiento 300 comprende además un miembro de interfaz 308 asegurado al mecanismo de articulación superior 304 para recibir un objeto sobre el mismo, y un miembro de base 310 para asegurar de forma desmontable el aparato de posicionamiento 300 a una base.
El brazo telescópico 302 comprende dos miembros alargados huecos 316 y 318 que están adaptados para que el miembro hueco 318 encaje y se deslice en el miembro hueco 316. El brazo telescópico 300 se conecta además al miembro de base en forma de L 310 por medio del mecanismo de articulación 306.
Tres dispositivos de bloqueo 324, 326 y 328 están conectados operativamente al mecanismo de articulación superior 304, el mecanismo de articulación inferior 306 y el miembro hueco 316, respectivamente. Los dispositivos de bloqueo 324 y 326 se utilizan para bloquear selectivamente los mecanismos de articulación 304 y 306, respectivamente, en una configuración deseada mientras que el dispositivo de bloqueo 328 se utiliza para fijar la longitud del miembro telescópico 302 en una longitud deseada. Como se describe a continuación, los dispositivos de bloqueo 324, 326 y 328 están solicitados pasivamente en una posición bloqueada, impidiendo de este modo cualquier ajuste de posición de los mecanismos de articulación 304 y 306 y cualquier ajuste de longitud para el miembro telescópico 302 sin intervención externa.
La intervención externa se proporciona por medio de un dispositivo de activación de bloqueo (no mostrado), tal como una bomba conectada de forma fluida a los dispositivos de bloqueo 324, 326 y 328. Una conexión fluídica 332 conecta de forma fluida la bomba 130 a la unidad de bloqueo 326. Una segunda conexión fluídica 338 que se extiende dentro del miembro de brazo 318 conecta de forma fluida la unidad de bloqueo 326 a la unidad de bloqueo 328, y una tercera conexión fluídica 340 que se extiende dentro del miembro de brazo 316 conecta de forma fluida la unidad de bloqueo 328 a la unidad de bloqueo 324.
Las conexiones fluídicas 332, 338 y 340, la bomba y las cámaras descritas a continuación están llenas de aceite y forman un circuito cerrado sustancialmente hermético del que el aceite sustancialmente no puede fugarse.
Las figuras 18A y 18B ilustran el mecanismo de articulación inferior 306 en una posición bloqueada y en una posición liberada o desbloqueada, respectivamente. El mecanismo de articulación 306 comprende una bola 350, un casquillo 352, un tubo de conexión 354 y una carcasa 356. La bola 350 comprende una primera porción semiesférica 350a asegurada de forma fija a la carcasa 356 por medio del tubo de conexión 354, y una segunda porción semiesférica 350b móvil con respecto a la primera porción semiesférica 350a. Las guías 351 se utilizan para guiar la traslación de la segunda porción semiesférica 350b con respecto a la primera porción semiesférica 350a, e impedir cualquier movimiento de rotación de la segunda porción semiesférica 350b con respecto a la primera porción semiesférica 350a. El casquillo 352 comprende una carcasa de casquillo 352a y una cubierta de casquillo 352b. La carcasa de casquillo 352a está provista de una porción de rebaje 358 para recibir al menos una parte de la bola 350. La cubierta de casquillo 352b está provista de una abertura 360 a través de la cual se extiende una parte de la bola 350. La cubierta de casquillo 352b se utiliza para encerrar la bola 350 dentro del casquillo 352, permitiendo al mismo tiempo el movimiento de la bola 350 dentro del casquillo 352.
La carcasa 356 comprende una porción de rebaje de carcasa 362 para recibir el dispositivo de bloqueo 326 y una cubierta 364 para encerrar el dispositivo de bloqueo 326 dentro de la porción de rebaje 362.
La unidad de bloqueo 326 comprende dos resortes Belleville 370 y un émbolo 372. El émbolo 372 está conectado operativamente a los resortes Belleville 370 en un extremo, y a la segunda porción semiesférica 350b en el otro extremo. La abertura receptora de émbolo se extiende a través de la carcasa 356, el tubo de conexión 354 y la primera porción semiesférica 350a. El émbolo 372 se extiende a través de la abertura receptora de émbolo para conectar el resorte Belleville 370 a la segunda porción semiesférica 350b. El émbolo 372 se utiliza para transferir la fuerza de compresión ejercida por los resortes Belleville 370 a la segunda porción semiesférica 350b. Por ejemplo, el émbolo 372 puede apoyarse contra la segunda porción semiesférica 350b para transferir a la misma la fuerza del resorte Belleville. En otra realización, el émbolo 372 está asegurado de forma fija a la segunda porción semiesférica 350b.
Los resortes Belleville 370, mientras están en compresión, están encerrados entre la cubierta 364 y el miembro de émbolo 372. La cubierta está asegurada además al miembro de brazo 318 para asegurar al mismo el mecanismo de articulación 306. Un espacio entre el émbolo 372 y la carcasa 356 define una cámara de aceite 380 para recibir aceite en su interior. La cámara de aceite 380 está conectada de forma fluida a la conexión fluídica 332 por medio de una abertura 382 que se extiende a través de la carcasa 356. Las juntas de estanqueidad 381 se utilizan para impedir que el aceite contenido en la cámara de aceite 380 se fugue de la misma.
La unidad de bloqueo 326 está solicitada pasivamente en la posición bloqueada ilustrada en la figura 18A. En la posición bloqueada, la fuerza ejercida por el aceite presente en la cámara de aceite 380, si lo hubiera, sobre el émbolo 372 es menor que la fuerza ejercida por los resortes Belleville 370 sobre el émbolo 372. Por lo tanto, la fuerza resultante se transfiere a la segunda porción semiesférica 350b por medio del émbolo 372. La segunda porción semiesférica 350b se aleja de la primera porción semiesférica 350a y se apoya al menos parcialmente contra la carcasa de casquillo 352a, mientras que la primera porción semiesférica 350a se apoya al menos parcialmente contra la cubierta de casquillo 352b, impidiendo de este modo que la bola 350 se mueva dentro del casquillo 352 por medio de fuerzas de fricción y/o deformación. El mecanismo de articulación 306 está a continuación bloqueado. Dado que no se requiere ninguna intervención externa para mantener la unidad de bloqueo 326 en la posición bloqueada y bloquear el mecanismo de articulación 306, el dispositivo de bloqueo 326 está solicitado pasivamente en la posición bloqueada.
Tras la activación de la bomba, aumenta la presión del aceite dentro de la cámara de aceite 380. Cuando la fuerza ejercida por el aceite contenido en la cámara de aceite 380 sobre el émbolo 372 se hace mayor que la fuerza ejercida por el resorte 370 sobre el émbolo 372, la altura de la cámara de aceite aumenta y el resorte 370 se comprime aún más. A continuación, la bola 350 es libre de moverse dentro del casquillo 352, como se ilustra en la figura 18B.
Las figuras 19A y 19B ilustran el mecanismo de articulación superior 304 en una posición bloqueada y en una posición liberada o desbloqueada, respectivamente. El mecanismo de articulación 304 comprende una bola 350', un casquillo 352', un tubo de conexión 354' y una carcasa 356'. La bola 350' comprende una primera porción semiesférica 350a' asegurada de forma fija a la carcasa 356' por medio del tubo de conexión 354', y una segunda porción semiesférica 350b' móvil con respecto a la primera porción semiesférica 350a'. Las guías 351' se utilizan para guiar la traslación de la segunda porción semiesférica 350b' con respecto a la primera porción semiesférica 350a', e impedir cualquier movimiento de rotación de la segunda porción semiesférica 350b' con respecto a la primera porción semiesférica 350a'. El casquillo 352' comprende una carcasa de casquillo 352a' y una cubierta de casquillo 352b'. La carcasa de casquillo 352a' está provista de una porción de rebaje 358' para recibir al menos una parte de la bola 350'. La cubierta de casquillo 352b' está provista de una abertura 360' a través de la cual se extiende parte de la bola 350'. La cubierta de casquillo 352b' se utiliza para encerrar la bola 350' dentro del casquillo 352', permitiendo al mismo tiempo el movimiento de la bola 350' dentro del casquillo 352'.
La carcasa 356' comprende una porción de rebaje de carcasa 362' para recibir el dispositivo de bloqueo 324 y una cubierta 364' para encerrar el dispositivo de bloqueo 324 dentro de la porción de rebaje 362'.
La unidad de bloqueo 324 comprende dos resortes Belleville 370' y un émbolo 372'. El émbolo 372' está conectado operativamente a los resortes Belleville 370' en un extremo y a la segunda porción semiesférica 350b' en el otro extremo. La abertura receptora de émbolo se extiende a través de la carcasa 356', el tubo de conexión 354' y la primera porción semiesférica 350a'. El émbolo 372' se extiende a través de la abertura receptora de émbolo para conectar el resorte Belleville 370' a la segunda porción semiesférica 350b'. El émbolo 372' se utiliza para transferir la fuerza de compresión ejercida por los resortes Belleville 370' a la segunda porción semiesférica 350b'. Por ejemplo, el émbolo 372' puede apoyarse contra la segunda porción semiesférica 350b' para transferir a la misma la fuerza del resorte Belleville. En otra realización, el émbolo 372' está asegurado de forma fija a la segunda porción semiesférica 350b'.
Los resortes Belleville 370', mientras están en compresión, están encerrados entre la cubierta 364' y el émbolo 372'. La cubierta 364' está asegurada además al miembro de brazo 316 para asegurar al mismo el mecanismo de articulación 304. Un espacio entre el émbolo 372' y la carcasa 356' define una cámara de aceite 380' para recibir aceite en su interior. La cámara de aceite 380' está conectada de forma fluida a la conexión fluídica 340 por medio de una abertura 382' que se extiende a través del émbolo 372' y la cubierta 364'. Las juntas de estanqueidad 381' se utilizan para impedir que el aceite contenido en la cámara de aceite 380' se fugue de la misma.
La unidad de bloqueo 324 está solicitada pasivamente en la posición bloqueada ilustrada en la figura 19A. En la posición bloqueada, la fuerza ejercida por el aceite presente en la cámara de aceite 380', si lo hubiera, sobre el émbolo 372' es menor que la fuerza ejercida por los resortes Belleville 370' sobre el émbolo 372'. Por lo tanto, la fuerza resultante se transfiere a la segunda porción semiesférica 350b' por medio del émbolo 372'. La segunda porción semiesférica 350b' se aleja de la primera porción semiesférica 350a' y se apoya al menos parcialmente contra la carcasa de casquillo 352a', mientras que la primera porción semiesférica 350a' se apoya al menos parcialmente contra la cubierta de casquillo 352b', impidiendo de este modo que la bola 350' se mueva dentro del casquillo 352' por medio de fuerzas de fricción y/o deformación. El mecanismo de articulación 304 está a continuación bloqueado. Dado que no se requiere ninguna intervención externa para mantener el dispositivo de bloqueo 324 en la posición bloqueada y bloquear el mecanismo de articulación 304, la unidad de bloqueo 324 está solicitada pasivamente en la posición bloqueada.
Tras la activación de la bomba, aumenta la presión del aceite dentro de la cámara de aceite 380'. Cuando la fuerza ejercida por el aceite contenido en la cámara de aceite 380' sobre el émbolo 372' se hace mayor que la fuerza ejercida por el resorte 370' sobre el émbolo 372', la altura de la cámara de aceite 380' aumenta y los resortes 370' se comprimen aún más. A continuación, la bola 350' es libre de moverse dentro del casquillo 352', como se ilustra en la figura 19B.
El funcionamiento del dispositivo de bloqueo 328 para asegurar de forma desmontable los miembros de brazo 316 y 318 entre sí es similar al de la unidad de bloqueo 128 ilustrada en las figuras 16A y 16B.
Si bien la presente descripción se refiere a un mecanismo de articulación de tres grados de libertad de rotación en forma de un mecanismo de articulación de bola y casquillo, debe entenderse que puede usarse cualquier mecanismo de articulación adecuado que tenga tres grados de libertad de rotación. Por ejemplo, un mecanismo de articulación de bola puede sustituirse por tres articulaciones rotatorias, que tienen, cada una, un único grado de libertad de rotación. Las tres articulaciones rotativas están conectadas de modo que sus ejes de rotación sean ortogonales o perpendiculares. El mecanismo de articulación de bola y casquillo también puede sustituirse por una articulación elipsoide o condiloide, una articulación pivotante, o similares.
También debe entenderse que, si bien tiene forma esférica, la bola descrita en la presente solicitud puede tener cualquier otra forma adecuada. Por ejemplo, la bola puede tener una forma sustancialmente cilíndrica o una forma elipsoidal, siempre que el casquillo en el que se mueve la bola comprenda una cámara o cavidad sustancialmente esférica para recibir la bola.
Debe entenderse que el dispositivo de bloqueo descrito anteriormente, que está solicitado pasivamente en una posición bloqueada, puede utilizarse para bloquear selectivamente cualquier mecanismo de articulación adecuado que tenga al menos un grado de libertad y comprenda al menos dos miembros de articulación móviles uno con respecto al otro.
En una realización, el uso de un brazo telescópico permite tener una masa suspendida inferior con respecto a los aparatos de posicionamiento que tienen miembros de brazo interconectados por medio de pivotes para no sesgar la percepción del usuario.
Si bien la presente descripción se refiere a mecanismos de articulación superior/inferior que tienen tres grados de libertad de rotación, debe entenderse que los mecanismos de articulación pueden tener solo dos grados de libertad cada uno. En este caso, el tercer grado de libertad de rotación puede ser proporcionado por el brazo telescópico. Por ejemplo, al menos un miembro de brazo dado puede girar con respecto a los otros miembros de brazo alrededor de un eje que se extiende a lo largo de la longitud del brazo telescópico. El dispositivo de bloqueo para fijar la longitud del brazo telescópico puede utilizarse también para bloquear la posición angular de los miembros de brazo dados con respecto a los otros miembros de brazo.
Si bien la presente descripción se refiere a un dispositivo de bloqueo que comprende un émbolo y una zapata de freno para transferir la fuerza ejercida por un miembro elástico/resiliente a un miembro de articulación, debe entenderse que la zapata de freno puede omitirse o ser integrar con el émbolo. En este caso, el émbolo puede estar en contacto directo con el miembro de articulación y actuar como una zapata de freno. En otra realización, el dispositivo de bloqueo puede no comprender además ningún émbolo o el émbolo y la zapata de freno pueden ser integrales con el miembro elástico/resiliente. Por ejemplo, el miembro elástico/resiliente puede estar adaptado para estar en contacto directo con el miembro de articulación y actuar como un freno de paletas. En este caso, el miembro elástico/resiliente puede ser integral con la carcasa del mecanismo de articulación o formar parte de la carcasa.
Debe entenderse que la divulgación no se limita en su aplicación a los detalles de construcción y a las partes ilustradas en los dibujos adjuntos y descritas anteriormente en el presente documento. La divulgación es susceptible de otras realizaciones y de ser puesta en práctica de diversas maneras. También debe entenderse que la fraseología o terminología utilizada en el presente documento es con fines descriptivos y no limitativos. Por tanto, aunque la presente divulgación se ha descrito anteriormente en el presente documento por medio de realizaciones ilustrativas de la misma, se puede modificar, sin apartarse del alcance de la divulgación de la materia objeto.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de posicionamiento médico (100) para posicionar y sujetar un objeto, que comprende:
un miembro telescópico (102) que se extiende entre un primer extremo (102a) y un segundo extremo (102b) y que tiene una longitud ajustable;
un miembro de interfaz (108) para recibir el objeto;
un primer mecanismo de articulación (104) que asegura de forma móvil el miembro de interfaz (108) al primer extremo (102a) del miembro telescópico (102);
un segundo mecanismo de articulación (106) conectado al segundo extremo (102b) del miembro telescópico (102); un miembro de base (110) conectado de forma móvil al segundo mecanismo de articulación (106), en donde el miembro de base (110) comprende un brazo alargado (112);
en donde el segundo mecanismo de articulación (106) está directamente conectado rotacionalmente al miembro de base (110) y asegura de forma móvil el miembro de base (110) al segundo extremo (102b) del miembro telescópico (102); y
en donde los primer y segundo mecanismos de articulación (104, 106) tienen, cada uno, al menos dos grados de libertad de rotación,
un dispositivo de bloqueo (124, 126, 128) conectado operativamente a los primer y segundo mecanismos de articulación (104, 106) y al miembro telescópico (102), el dispositivo de bloqueo (124, 126, 128) operable entre una posición bloqueada en la que el miembro de interfaz (108), el miembro de base (110) y el miembro telescópico (102) están interconectados de forma bloqueable entre sí y la longitud del miembro telescópico (102) es fija, y una posición liberada en la que los miembros de interfaz y de base (108, 110) son libres de moverse de forma pivotante con respecto al miembro telescópico (102) y la longitud del miembro telescópico (102) es ajustable, estando el dispositivo de bloqueo (124, 126, 128) solicitado pasivamente en la posición bloqueada; y
un dispositivo de activación de bloqueo (130) para desbloquear el dispositivo de bloqueo (124, 126, 128) solicitado en la posición bloqueada con el fin de ajustar la longitud del miembro telescópico (102) y una posición relativa del miembro de interfaz (108), el miembro de base (110) y el miembro telescópico (102),
en donde el miembro de base (110) o el miembro telescópico (102) tiene forma de L, de modo que el miembro de base (110) pueda posicionarse paralelo al miembro telescópico (102).
2. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 1, en donde el brazo alargado (112) tiene un extremo asegurado al segundo mecanismo de articulación (106) y otro extremo con una abrazadera ajustable (114).
3. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 1, en donde el miembro telescópico (102) comprende un primer miembro alargado hueco (116) y un segundo miembro alargado hueco (118).
4. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 1, en donde los primer y segundo mecanismos de articulación (104, 106) comprenden, cada uno, una bola (150, 150') y un casquillo conectados operativamente entre sí.
5. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 4, en donde la bola (150, 150') comprende una primera y una segunda porciones semiesféricas conectadas entre sí de forma móvil, estando la primera porción semiesférica asegurada de forma fija al miembro telescópico (102).
6. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 4, en donde el segundo miembro alargado hueco (118) tiene un extremo dado encajado de forma deslizable dentro del primer miembro alargado hueco (116).
7. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 1, que comprende además un tercer miembro alargado hueco (120) conectado al segundo miembro alargado hueco (118).
8. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 7, en donde los segundo y tercer miembros alargados huecos (118, 120) están conectados por un conector (122).
9. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 7, en donde el tercer miembro alargado hueco (120) está conectado al segundo mecanismo de articulación (106).
10. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 1, en donde el dispositivo de activación de bloqueo (130) es una bomba conectada de forma fluida a los primer y segundo mecanismos de articulación (104, 106).
11. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 8, en donde el dispositivo de activación de bloqueo (130) está conectado directamente al conector (122).
12. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 8, en donde una conexión de fluido se extiende entre el dispositivo de activación de bloqueo (130) y un colector en forma de T (134) dentro del conector (122).
13. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 12, en donde el colector en forma de T (134) comprende una primera salida y una segunda salida.
14. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 13, en donde la primera salida está conectada de forma fluida a una unidad de bloqueo (126) del segundo mecanismo de articulación (106).
15. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 13, en donde la segunda salida está conectada de forma fluida a una unidad de bloqueo (124) del primer mecanismo de articulación (104).
16. El aparato de posicionamiento médico (100) de la reivindicación 13, en donde la primera salida está conectada de forma fluida a una primera unidad de bloqueo (126) dentro del tercer miembro alargado hueco (120) y la segunda salida está conectada de forma fluida a una segunda unidad de bloqueo (128) dentro del primer miembro alargado hueco (116).
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