手術(shù)末端執(zhí)行器及其滑輪組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種手術(shù)工具的末端執(zhí)行器包括由驅(qū)動(dòng)滑輪旋轉(zhuǎn)的第一鉗夾和第二鉗夾。第一從動(dòng)滑輪附接于第一鉗夾且第二從動(dòng)滑輪附接于第二鉗夾。第一線纜的第一端部連接至第一從動(dòng)滑輪的第一徑向側(cè)，第一線纜的第二端部連接至第二從動(dòng)滑輪的第二徑向側(cè)，且第一線纜的中間部連接至驅(qū)動(dòng)滑輪。第二線纜的第一端部連接至第二從動(dòng)滑輪的第一徑向側(cè)，第二線纜的第二端部連接至第一從動(dòng)滑輪的第二徑向側(cè)，且第二線纜的中間部連接至驅(qū)動(dòng)滑輪。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
手術(shù)末端執(zhí)行器及其滑輪組件
【背景技術(shù)】
[0001]機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)被用于微創(chuàng)醫(yī)療手術(shù)操作。一些機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)包括:控制臺(tái)，其支撐機(jī)器人手臂;及至少一個(gè)末端執(zhí)行器，諸如手術(shù)鉗或包括鉗夾的抓緊工具，所述鉗夾用于將組織捕獲在其間。所述至少一個(gè)末端執(zhí)行器被安裝至機(jī)器人手臂。在醫(yī)療手術(shù)操作期間，末端執(zhí)行器插入到患者的小切口(通過(guò)插管)或自然孔口中，以使末端執(zhí)行器定位于患者體內(nèi)的工作部位。
[0002]線纜從控制臺(tái)延伸、穿過(guò)機(jī)器人手臂并連接至末端執(zhí)行器。在一些情況下，線纜借助由包括用戶界面的處理系統(tǒng)控制的電動(dòng)機(jī)來(lái)致動(dòng)，用于外科醫(yī)生或臨床醫(yī)生能夠控制包括機(jī)器人手臂和/或末端執(zhí)行器的機(jī)械人手術(shù)系統(tǒng)。線纜連接至滑輪組件，所述滑輪組件傳遞轉(zhuǎn)矩來(lái)驅(qū)動(dòng)末端執(zhí)行器的致動(dòng)。
[0003]在一些情況下，手術(shù)操作可能要求精細(xì)控制末端執(zhí)行器從而抓緊組織用于解剖和/或展開(kāi)組織表面用于深度進(jìn)入組織。因此，存在對(duì)如下的手術(shù)工具的需求:其能夠提供精確控制的力，所述力由機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的末端執(zhí)行器的鉗夾施加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]手術(shù)機(jī)器人工具的端部處的鉗夾(諸如手術(shù)鉗或剪子切割工具)可以由包括滑輪和線纜的滑輪組件驅(qū)動(dòng)。在一些實(shí)施例中提供了用于致動(dòng)鉗夾的端部處的末端執(zhí)行器的方法。一些方法可以包括:使手術(shù)工具的末端執(zhí)行器中的驅(qū)動(dòng)滑輪關(guān)于第一軸線沿著第一方向旋轉(zhuǎn)來(lái)打開(kāi)第一鉗夾和第二鉗夾，所述第一鉗夾和所述第二鉗夾均能夠關(guān)于第二軸線樞轉(zhuǎn)。
[0005]所述末端執(zhí)行器可以包括附接至第一鉗夾的第一從動(dòng)滑輪和附接至第二鉗夾的第二從動(dòng)滑輪。第一從動(dòng)滑輪和第二從動(dòng)滑輪可以是關(guān)于第二軸線可旋轉(zhuǎn)的。每個(gè)從動(dòng)滑輪可以包括第一徑向側(cè)和第二徑向側(cè)。第一線纜可以具有第一端部、第二端部及中間部。所述第一端部可以連接至第一從動(dòng)滑輪的第一徑向側(cè)。所述第二端部可以連接至第二從動(dòng)滑輪的第二徑向側(cè)。所述中間部可以連接至驅(qū)動(dòng)滑輪。
[0006]第二線纜可以具有第一端部、第二端部及中間部。所述第一端部可以連接至第二從動(dòng)滑輪的第一徑向側(cè)。所述第二端部可以連接至第一從動(dòng)滑輪的第二徑向側(cè)。所述中間部可以連接至驅(qū)動(dòng)滑輪。使驅(qū)動(dòng)滑輪關(guān)于第一軸線沿第二方向旋轉(zhuǎn)，可以關(guān)于第二軸線閉合第一鉗夾和第二鉗夾。
[0007]響應(yīng)于使所述驅(qū)動(dòng)滑輪沿著所述第一方向旋轉(zhuǎn)，第一從動(dòng)滑輪和第二從動(dòng)滑輪可以經(jīng)由第一線纜而被旋轉(zhuǎn)。響應(yīng)于使所述驅(qū)動(dòng)滑輪沿著所述第二方向旋轉(zhuǎn)，第一從動(dòng)滑輪和第二從動(dòng)滑輪可以經(jīng)由第二線纜而被旋轉(zhuǎn)。在驅(qū)動(dòng)滑輪沿著第一方向旋轉(zhuǎn)期間，第一線纜可以張緊而第二線纜可以松弛。在驅(qū)動(dòng)滑輪沿著第二方向旋轉(zhuǎn)期間，第二線纜可以張緊而第一線纜可以松弛。
[0008]第一線纜的中間部和第二線纜的中間部可以連接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪的公共點(diǎn)。在一些情況下，第一線纜的中間部和第二線纜的中間部可以卷曲至驅(qū)動(dòng)滑輪。
[0009]第一線纜的第一端部可以平行于第二線纜的第二端部。第二線纜的第一端部可以與第一線纜的第二端部交叉。
[0010]在一些情況下，第一鉗夾的近側(cè)端可以固定地附接至第一驅(qū)動(dòng)滑輪的圓周邊緣，且第二鉗夾的近側(cè)端可以固定地附接至第二驅(qū)動(dòng)滑輪的圓周邊緣。齒部可以產(chǎn)生在第一鉗夾和第二鉗夾中。
[0011]第一軸線可以從第二軸線以橫向距離間隔開(kāi)。第一線纜和第二線纜可以在從第二軸線以徑向距離偏置的位置處連接至驅(qū)動(dòng)滑輪。第一線纜的中間部和第二線纜的中間部可以穿過(guò)驅(qū)動(dòng)滑輪上的錨定構(gòu)件成環(huán)。鉤可以附接至驅(qū)動(dòng)滑輪的圓周邊緣。
[0012]在一些情況下，所述方法可以包括將多個(gè)線纜部聯(lián)接至多個(gè)鉗夾滑輪，其中至少一個(gè)線纜部聯(lián)接至各鉗夾滑輪的至少兩個(gè)徑向側(cè)中的每個(gè)。每個(gè)鉗夾滑輪可以連接至相應(yīng)的鉗夾。線纜部中的每個(gè)也可以聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)滑輪。驅(qū)動(dòng)滑輪可以沿著第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)來(lái)旋轉(zhuǎn)鉗夾滑輪中的每個(gè)并打開(kāi)鉗夾和閉合鉗夾中的至少一個(gè)。相比于使驅(qū)動(dòng)滑輪沿著第二方向旋轉(zhuǎn)，使驅(qū)動(dòng)滑輪沿著第一方向旋轉(zhuǎn)可以在聯(lián)接至每個(gè)鉗夾滑輪的不同的線纜部上產(chǎn)生張力。
[0013]線纜部中的每個(gè)可以是單獨(dú)的線纜，或者線纜部中的至少兩個(gè)可以是單個(gè)連續(xù)線纜的部分。包括多個(gè)線纜部中的至少兩個(gè)的連續(xù)線纜的第一線纜部的第一段可以聯(lián)接至第一鉗夾滑輪的徑向側(cè)。第一線纜部的第二段可以聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)滑輪。連續(xù)線纜的第二線纜部的第一段可以聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)滑輪。第二線纜部的第二段可以聯(lián)接至第二鉗夾滑輪的不同的徑向側(cè)。
[0014]當(dāng)?shù)谝痪€纜部的第二段和第二線纜部的第一段重合時(shí)，單段的連續(xù)線纜可以聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)滑輪。當(dāng)?shù)谝痪€纜部的第二段和第二線纜部的第一段不重合時(shí)，至少兩段的連續(xù)線纜可以聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)滑輪。
[0015]在一些情況下，包括多個(gè)線纜部中的至少兩個(gè)的連續(xù)線纜的第一線纜部的第一段可以聯(lián)接至第一鉗夾滑輪的徑向側(cè)。第一線纜部的第二段可以聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)滑輪。連續(xù)線纜的第二線纜部的第一段可以聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)滑輪。第二線纜部的第二段可以聯(lián)接至第一鉗夾滑輪的不同的徑向側(cè)。當(dāng)?shù)谝痪€纜部的第二段和第二線纜部的第一段重合時(shí)，單段的連續(xù)線纜可以聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)滑輪。
[0016]在下面參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的更多的細(xì)節(jié)和方案。
[0017]正如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)平行和垂直理解為包括大體上平行及大體上垂直的相對(duì)配置，如相對(duì)于真正的平行及真正的垂直偏離多至約+10度或-10度。
【附圖說(shuō)明】
[0018]此處參照附圖對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中:
[0019]圖1A是根據(jù)本公開(kāi)的醫(yī)療工作站和操作控制臺(tái)的示意圖；
[0020]圖1B是圖1A的醫(yī)療工作站的控制裝置的電動(dòng)機(jī)的立體示意圖，該電動(dòng)機(jī)具有連接至其上的線纜；
[0021]圖2是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的手術(shù)末端執(zhí)行器在部件分離時(shí)的平面示意圖，其示出了手術(shù)末端執(zhí)行器的鉗夾和滑輪組件；
[0022]圖3A是圖2所示的末端執(zhí)行器的滑輪組件的立體圖；
[0023]圖3B是3A所示的替代滑輪組件的立體圖；
[0024]圖4是圖2所示的末端執(zhí)行器的立體剖切圖，其中鉗夾以閉合配置布置；
[0025]圖5是圖2所示的末端執(zhí)行器的立體剖切圖，其中鉗夾以打開(kāi)配置布置;及
[0026]圖6是根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例的手術(shù)末端執(zhí)行器在部件分離時(shí)的平面示意圖，其示出了手術(shù)末端執(zhí)行器的鉗夾和滑輪組件。
具體實(shí)施例
[0027]參照附圖詳細(xì)描述本公開(kāi)的手術(shù)末端執(zhí)行器及致動(dòng)該手術(shù)末端執(zhí)行器的方法的實(shí)施例，其中在幾幅視圖的每個(gè)視圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同或相應(yīng)的元件。正如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)“遠(yuǎn)側(cè)”指鉗夾和/或滑輪組件的較靠近手術(shù)部位的部分，而術(shù)語(yǔ)“近側(cè)”指鉗夾和/或滑輪組件的較遠(yuǎn)離手術(shù)部位的部分。
[0028]首先參照?qǐng)D1A及圖1B，醫(yī)療工作站總體上示出為工作站I，并且可以包括:一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人手臂2、3 ；控制裝置4；以及與控制裝置4聯(lián)接的操作控制臺(tái)5。操作控制臺(tái)5包括:顯示裝置6，該顯示裝置6被設(shè)置尤其是顯示三維圖像和/或視頻；以及手動(dòng)輸入裝置7、8，例如外科醫(yī)生的人員(未示出)借助所述手動(dòng)輸入裝置7、8能夠在第一操作模式中遠(yuǎn)程操縱機(jī)器人手臂2、3，該原理對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是已知的。
[0029]每個(gè)機(jī)器人手臂2、3包括附接裝置9、11，例如支撐著根據(jù)此處公開(kāi)的幾個(gè)實(shí)施例中的任一個(gè)的末端執(zhí)行器100的手術(shù)工具“ST”可以附接至附接裝置9、11，這將會(huì)在下文中更詳細(xì)地描述。
[0030]機(jī)器人手臂2、3可以由連接至控制裝置4的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(未圖示)驅(qū)動(dòng)。控制裝置4(例如，計(jì)算機(jī))被設(shè)置以尤其借助計(jì)算機(jī)程序來(lái)以如下這種方式觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器:機(jī)器人手臂
2、3，其附接裝置9、11及因此手術(shù)工具(包括末端執(zhí)行器100)根據(jù)借助手動(dòng)輸入裝置7、8限定的運(yùn)動(dòng)來(lái)執(zhí)行所期望的運(yùn)動(dòng)?？刂蒲b置4也可以如下方式設(shè)置:其調(diào)節(jié)機(jī)器人手臂2、3的運(yùn)動(dòng)和/或驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)。
[0031]醫(yī)療工作站I配置為用于躺在患者檢查臺(tái)12上、待借助末端執(zhí)行器100以微創(chuàng)方式治療的患者13。醫(yī)療工作站I也可以包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人手臂2、3，類(lèi)似地連接至控制裝置4并借助操作控制臺(tái)5被遠(yuǎn)程操作的額外的機(jī)器人手臂。醫(yī)療器械或手術(shù)工具(包括末端執(zhí)行器100)也可以附接至額外的機(jī)器人手臂。醫(yī)療工作站I可以包括數(shù)據(jù)庫(kù)14，特別是聯(lián)接至控制裝置4的數(shù)據(jù)庫(kù)14，其例如存儲(chǔ)來(lái)自患者13的術(shù)前數(shù)據(jù)和/或解剖圖解集。
[0032]可以參考2011年11月3日提交的、名稱(chēng)為“Medical Workstat1n(醫(yī)療工作站)”的、公開(kāi)號(hào)為2012/0116416的美國(guó)專(zhuān)利，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此，用于詳細(xì)討論醫(yī)療工作站I的結(jié)構(gòu)和操作。
[0033]控制裝置4可以控制多個(gè)電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)I……η)，每個(gè)電動(dòng)機(jī)均配置為使延伸至手術(shù)工具的末端執(zhí)行器100的線纜“C”(圖1Β)卷起或釋放一定長(zhǎng)度。例如，在圖2中，如所示的，每根線纜“C"的遠(yuǎn)側(cè)端以絞盤(pán)的方式圍繞末端執(zhí)行器100的驅(qū)動(dòng)滑輪140纏繞，以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑輪140旋轉(zhuǎn)。在使用中，線纜“C”被卷起或釋放，線纜“C"經(jīng)由滑輪組件120實(shí)現(xiàn)手術(shù)工具的每個(gè)末端執(zhí)行器100的操作和/或運(yùn)動(dòng)，這會(huì)在下文進(jìn)一步詳細(xì)地描述。可預(yù)期的是，控制裝置4協(xié)調(diào)多個(gè)電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)I……η)的觸發(fā)來(lái)協(xié)調(diào)相應(yīng)的線纜“C"卷起或釋放一定長(zhǎng)度，從而協(xié)調(diào)相應(yīng)的末端執(zhí)行器的操作和/或運(yùn)動(dòng)。盡管圖1B示出了通過(guò)單個(gè)電動(dòng)機(jī)卷起或釋放的單根線纜Y’，但是在一些情況下，通過(guò)單個(gè)電動(dòng)機(jī)可以卷起或釋放兩根以上的線纜或單根線纜的兩個(gè)端部。例如，在一些情況下，兩根線纜或兩個(gè)線纜端部可以在相反的方向上聯(lián)接至單個(gè)電動(dòng)機(jī)，以便當(dāng)電動(dòng)機(jī)在第一方向上被觸發(fā)時(shí)，一根線纜卷起而另外一根線纜釋放。在不同的實(shí)施例中可以使用其他的線纜構(gòu)造。
[0034]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2至圖5，根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的末端執(zhí)行器總體上標(biāo)示為100。末端執(zhí)行器100包括第一鉗夾102a和第二鉗夾102b。第一和第二鉗夾102a、102b的每一個(gè)均是可以相對(duì)于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)的或樞轉(zhuǎn)的。每個(gè)鉗夾102a、102b具有相應(yīng)的近側(cè)端104a、104b和相應(yīng)的遠(yuǎn)側(cè)端106a、106b。每個(gè)近側(cè)端104a、104b分別被固定地附接至第一和第二從動(dòng)滑輪122a、122b，這會(huì)在下文進(jìn)一步詳細(xì)地描述。鉗夾102a、102b的各自的近側(cè)端104a、104b可以分別一體地連接至和/或整體地形成于從動(dòng)滑輪122a、122b的圓周邊緣。鉗夾102a、102b的每個(gè)遠(yuǎn)側(cè)端106a、106b限定彼此并列放置的相應(yīng)的夾持或齒部108a、108b。在使用中，如將在下文更詳細(xì)地描述的，當(dāng)驅(qū)動(dòng)滑輪140沿著順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较虻钠渲幸粋€(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，將引起鉗夾102a、102b旋轉(zhuǎn)，這樣將鉗夾102a、102b從第一打開(kāi)配置運(yùn)動(dòng)至第二閉合配置，其中，在第一打開(kāi)配置中，鉗夾102a、102b可將組織容納在其間，在第二閉合配置中，鉗夾102a、102b可以抓緊組織。
[0035]末端執(zhí)行器100包括布置在其中的、用于致動(dòng)末端執(zhí)行器100的鉗夾102a、102b的滑輪組件120?；喗M件120包括第一從動(dòng)滑輪122a、第二從動(dòng)滑輪122b、驅(qū)動(dòng)滑輪140、第一線纜“Cl”以及第二線纜“C2”。在圖3A中，線纜Cl和C2的每個(gè)均可以是具有不同線纜部的連續(xù)線纜，例如線纜Cl上的從從動(dòng)滑輪122a上的錨定構(gòu)件180a延伸至驅(qū)動(dòng)滑輪140上的錨定構(gòu)件150的部分SI，以及線纜Cl上的從錨定構(gòu)件150延伸至從動(dòng)滑輪122b上的錨定構(gòu)件180b的部分S2。線纜C2可以包括從從動(dòng)滑輪122a上的錨定構(gòu)件182b延伸至錨定構(gòu)件150的線纜部S3以及從錨定構(gòu)件150延伸至從動(dòng)滑輪122b上的錨定構(gòu)件182a的部分S4。
[0036]在作為圖3A中所示的實(shí)施例的變形例的另一實(shí)施例中，線纜Cl和線纜C2也可以是可以采用不同方式附接至滑輪122a、122b以及140的連續(xù)線纜。例如，連續(xù)線纜Cl可以包括:第一部分，其從從動(dòng)滑輪122a上的錨定構(gòu)件180a延伸至驅(qū)動(dòng)滑輪140上的錨定構(gòu)件150(類(lèi)似于圖3A中的部分SI);及第二部分，其從錨定構(gòu)件150延伸至從動(dòng)滑輪122b上的錨定構(gòu)件182a(類(lèi)似于圖3A中的部分S4)。連續(xù)線纜C2可以包括:第一部分，其從從動(dòng)滑輪122b上的錨定構(gòu)件180b延伸至錨定構(gòu)件150(類(lèi)似于圖3A中的部分S2);及第二部分，其從錨定構(gòu)件150延伸至從動(dòng)滑輪122a上的錨定構(gòu)件182b(類(lèi)似于圖3A中的部分S3)。
[0037]這種配置可以造成線纜Cl和C2的第一部分在驅(qū)動(dòng)滑輪140沿第一方向旋轉(zhuǎn)期間張緊，同時(shí)線纜Cl和C2的另外的第二部分松弛。當(dāng)驅(qū)動(dòng)滑輪140沿相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以發(fā)生線纜Cl和C2的第二部分張緊而線纜Cl和C2的第一部分松弛。在不同的實(shí)施例中其他的線纜布線也是可能的。
[0038]圖3B示出了另一實(shí)施例，其中連續(xù)線纜Cl和C2被替換為四個(gè)不連續(xù)的線纜部S5至S8。在圖3B中，線纜部S5從從動(dòng)滑輪122a上的錨定構(gòu)件180a延伸至驅(qū)動(dòng)滑輪140上的錨定構(gòu)件151。線纜部S6從驅(qū)動(dòng)滑輪140上的不同錨定構(gòu)件152延伸至從動(dòng)滑輪122b上的錨定構(gòu)件180b。線纜部S7從從動(dòng)滑輪122a上的錨定構(gòu)件182b延伸至驅(qū)動(dòng)滑輪140上的錨定構(gòu)件153。線纜部S8從驅(qū)動(dòng)滑輪140上的錨定構(gòu)件153延伸至從動(dòng)滑輪122b上的錨定構(gòu)件182a。在不同的實(shí)施例中，線纜和/或線纜部可以連接至驅(qū)動(dòng)滑輪140上的相同或不同的錨定構(gòu)件。
[0039]在實(shí)施例中，鉗夾102a、102b可以經(jīng)由鉸鏈、夾子、按鈕、粘合劑、套圈、搭扣、螺紋和/或其他接合件可拆卸地接合至從動(dòng)滑輪122a、122b。
[0040]每個(gè)從動(dòng)滑輪122a、122b具有形成于其中的中央開(kāi)口 124a、124b，中央開(kāi)口 124a、124b配置為用于將樞轉(zhuǎn)銷(xiāo)(未示出)布置或接收其中。每個(gè)從動(dòng)滑輪122a、122b的中央開(kāi)口124a、124b彼此同軸對(duì)準(zhǔn)。第一軸線“XI”延伸穿過(guò)第一和第二從動(dòng)滑輪122a、122b的中央開(kāi)口 124a、124b。第一和第二從動(dòng)滑輪122a、122b彼此鄰近地布置且能夠繞第一軸線“XI”相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，從動(dòng)滑輪122a、122b可以沿第一軸線“ΧΓ彼此抵靠著或彼此間隔開(kāi)。如上文中提到的，第一從動(dòng)滑輪122a支撐鉗夾102a且第二從動(dòng)滑輪122b支撐鉗夾102b，使鉗夾102a、102b圍繞著第一軸線“XI”與從動(dòng)滑輪122a、122b—同旋轉(zhuǎn)。
[0041 ] 從動(dòng)滑輪122a、122b具有圓形構(gòu)造且每個(gè)均限定圓周邊緣126a、126b。圓周邊緣126a、126b的每個(gè)均限定沿每個(gè)從動(dòng)滑輪122a、122b的圓周延伸的弧形通道或溝槽128a、12813。通道或溝槽128&、12813配置為用于接收線纜“(:1”、“02”中的一個(gè)，如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的。在實(shí)施例中，從動(dòng)滑輪122a、122b被多樣地構(gòu)造，諸如以橢圓形、長(zhǎng)圓形、錐形、弧形、均勻、不均勻和/或可變的構(gòu)造。
[0042]第一從動(dòng)滑輪122a包括各自限定了第一從動(dòng)滑輪122a的半圓部分的第一徑向側(cè)130a和第二徑向側(cè)132a，如由圖2中的虛線“LI”劃界的。第一和第二徑向側(cè)130a、132a各自包括第一從動(dòng)滑輪122a的圓周邊緣126a的二分之一。第二從動(dòng)滑輪122b包括各自限定了第二從動(dòng)滑輪122b的半圓部分的第一徑向側(cè)130b和第二徑向側(cè)132b，如由圖2中的虛線“L2”劃界的。第二從動(dòng)滑輪122b的第一和第二徑向側(cè)130b、132b包括第二從動(dòng)滑輪122b的圓周邊緣126b的二分之一。
[0043]滑輪組件120進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)滑輪140，其與此處上文中所描述的第一和第二從動(dòng)滑輪122a、122b相似。驅(qū)動(dòng)滑輪140從第一和第二從動(dòng)滑輪122a、122b間隔開(kāi)一橫向距離。連接至電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)1...η)的線纜“C"可以采用絞盤(pán)的方式圍繞驅(qū)動(dòng)滑輪140纏繞至少一圈，從而不干涉第一和第二線纜“Cl”、“C2”。驅(qū)動(dòng)滑輪140包括形成于其中的中央開(kāi)口 141。第二軸線“Χ2”延伸穿過(guò)中央開(kāi)口 141，與第一軸線“XI”間隔開(kāi)一橫向距離，并且在一些情況下可以平行于第一軸線“ΧΓ延伸。在另外的情況下，第二軸線“Χ2”可以從第一軸線“ΧΓ偏置，從而以其他不平行于第一軸線“ΧΓ的角度延伸，諸如垂直于第一軸線。
[0044]驅(qū)動(dòng)滑輪140具有圓形構(gòu)造且限定圓周邊緣142。圓周邊緣142限定沿驅(qū)動(dòng)滑輪140的外周延伸的弧形通道或溝槽144。通道或溝槽144配置為用于布置每根線纜“Cl”、“C2”。驅(qū)動(dòng)滑輪140包括各自限定了驅(qū)動(dòng)滑輪140的半圓部分的第一徑向側(cè)146和第二徑向側(cè)148，如由圖2中的虛線“L3”劃界的。第一和第二徑向側(cè)146、148各自包括驅(qū)動(dòng)滑輪140的圓周邊緣142的二分之一。
[0045]驅(qū)動(dòng)滑輪140支撐附接至圓周邊緣142的最近側(cè)部的錨定構(gòu)件150。錨定構(gòu)件150將兩根線纜“Cl”、“C2”穩(wěn)固至驅(qū)動(dòng)滑輪140，使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)滑輪140旋轉(zhuǎn)時(shí)，線纜“Cl”、“C2”隨著其運(yùn)動(dòng)。在實(shí)施例中，錨定構(gòu)件150可以是線纜“Cl”、“C2”附接于其上的鉤。在其他實(shí)施例中，錨定構(gòu)件150可以是將線纜“Cl”、“C2”穩(wěn)固至驅(qū)動(dòng)滑輪140的圓周邊緣142的卷曲件。
[0046]在使用中，驅(qū)動(dòng)滑輪140經(jīng)由電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)1...η)及線纜“C”圍繞著第二軸線“Χ2”的旋轉(zhuǎn)，引起第一和第二從動(dòng)滑輪122a、122b經(jīng)由線纜“Cl”、“C2”圍繞著第一軸線沿相反方向旋轉(zhuǎn)，以打開(kāi)或閉合附接至線纜“(:1”、“02”的第一或第二鉗夾102&、10213。
[0047]滑輪組件120可以進(jìn)一步包括第一線纜“Cl”和第二線纜“C2”。第一線纜“Cl”和第二線纜“C2”的每個(gè)均具有:第一端部160&、16013;第二端部162&、16213;以及中間部或環(huán)狀部164a、164b。第一和第二線纜“Cl”、“C2”連接至第一和第二從動(dòng)滑輪122a、122b及驅(qū)動(dòng)滑輪140，使得第一線纜“Cl”的第一端部160a和第二線纜“C2”的第二端部162b大體上平行，且第二線纜“C2”的第一端部160b和第一線纜“Cl”的第二端部162a交叉，如圖2至圖5所示。
[0048]第一線纜“Cl”由驅(qū)動(dòng)滑輪140的錨定構(gòu)件150穩(wěn)固至驅(qū)動(dòng)滑輪140的圓周邊緣142的最近側(cè)部，使得第一線纜“Cl”的中間部或環(huán)狀部164a固定地接合于驅(qū)動(dòng)滑輪140的圓周邊緣142的一部分。第一線纜“Cl”的中間部或環(huán)狀部164a在從第二軸線“X2”偏置一徑向距離的位置處連接至驅(qū)動(dòng)滑輪140。
[0049]第一線纜“Cl”的第一端部160a連接至第一從動(dòng)滑輪122a的圓周邊緣126a的布置在第一從動(dòng)滑輪122a的第一徑向側(cè)130a上的一部分。第一線纜“Cl”的第二端部162a連接至第二從動(dòng)滑輪122b的圓周邊緣126b的布置在第二從動(dòng)滑輪122b的第二徑向側(cè)132b上的一部分。
[0050]第一線纜“Cl”的第一端部160a經(jīng)由錨定構(gòu)件180a連接至第一從動(dòng)滑輪122a的第一徑向側(cè)130a。第一線纜“Cl”的第二端部162a經(jīng)由錨定構(gòu)件180b連接至第二從動(dòng)滑輪122b的第二徑向側(cè)132b。銷(xiāo)定構(gòu)件180a、180b類(lèi)似于上文描述的銷(xiāo)定構(gòu)件150。每個(gè)銷(xiāo)定構(gòu)件150、180a、180b可以是相同的或者可以是不同的。通過(guò)這種方式，第一線纜“Cl”的中間部或環(huán)狀部164a僅圍繞驅(qū)動(dòng)滑輪140的第一徑向側(cè)146纏繞，如圖3A、圖4及圖5所示。
[0051]第二線纜“C2”由驅(qū)動(dòng)滑輪140的錨定構(gòu)件150穩(wěn)固至驅(qū)動(dòng)滑輪140的圓周邊緣142的最近側(cè)部，使得第二線纜“C2”的中間部或環(huán)狀部164b固定地接合于驅(qū)動(dòng)滑輪140的圓周邊緣142的一部分。第二線纜“C2”的中間部或環(huán)狀部164b在從第二軸線“X2”偏置一徑向距離的位置處連接至驅(qū)動(dòng)滑輪140。通過(guò)這種方式，第一和第二線纜“Cl”、“C2”的中間部或環(huán)狀部164a、164b連接至驅(qū)動(dòng)滑輪140的公共點(diǎn)。
[0052]第二線纜“C2”的第一端部160b連接至第二從動(dòng)滑輪122b的圓周邊緣126b的布置在第二從動(dòng)滑輪122b的第一徑向側(cè)130b上的一部分。第二線纜“C2”的第二端部162b連接至第一從動(dòng)滑輪122a的圓周邊緣126a的布置在第一從動(dòng)滑輪122a的第二徑向側(cè)132a上的一部分。
[0053]第二線纜“C2”的第一端部160b經(jīng)由錨定構(gòu)件182a連接至第二從動(dòng)滑輪122b的第一徑向側(cè)130b。第二線纜“C2”的第二端部162b經(jīng)由錨定構(gòu)件182b連接至第一從動(dòng)滑輪122a的第二徑向側(cè)132a。錨定構(gòu)件182a、182b類(lèi)似于上文描述的錨定構(gòu)件150。通過(guò)這種方式，第二線纜“C2”的中間部164b僅圍繞驅(qū)動(dòng)滑輪140的第二徑向側(cè)148纏繞，如圖3至圖5所示。
[0054]在一個(gè)實(shí)施例中，第一線纜“Cl”包括兩根線纜，每根均具有在公共點(diǎn)連接至驅(qū)動(dòng)滑輪140的第一端，及分別連接至第一從動(dòng)滑輪122a的第一徑向側(cè)130a和第二從動(dòng)滑輪122b的第二徑向側(cè)132b的第二端。第二線纜“C2”可以包括兩根線纜，每根均具有在公共點(diǎn)連接至驅(qū)動(dòng)滑輪140的第一端，及分別連接至第二從動(dòng)滑輪122b的第一徑向側(cè)130b和第一從動(dòng)滑輪122a的第二徑向側(cè)132a的第二端。
[0055]在操作中，電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)I...η)通電而旋轉(zhuǎn)，并繼而驅(qū)動(dòng)線纜“C"的釋放或卷起或旋轉(zhuǎn)。當(dāng)線纜“C”被致動(dòng)時(shí)，線纜“C”驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑輪140沿順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛑械囊粋€(gè)旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)滑輪140圍繞著第二軸線“Χ2”沿著由圖3Α中的箭頭“Al”標(biāo)示的第一方向的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由第一線纜“Cl”使第一和第二從動(dòng)滑輪122a、122b圍繞著第一軸線“Cl”分別沿著由圖3A中的箭頭“A2”、“A3”標(biāo)示的方向旋轉(zhuǎn)。在驅(qū)動(dòng)滑輪140沿著第一方向旋轉(zhuǎn)期間，第一線纜“Cl”處于張緊狀態(tài)(如圖3A所示)而第二線纜“C2”處于松弛狀態(tài)。例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)滑輪140沿著第一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一線纜“Cl”的中間部164a圍繞著第二軸線“X2”與驅(qū)動(dòng)滑輪140—同旋轉(zhuǎn)。隨著第一線纜“Cl”的中間部164a旋轉(zhuǎn)，第一線纜“Cl”的第一端部160a被向驅(qū)動(dòng)滑輪140拉動(dòng)，并繼而驅(qū)動(dòng)第一從動(dòng)滑輪122a沿著與驅(qū)動(dòng)滑輪140旋轉(zhuǎn)的方向相同的方向旋轉(zhuǎn)。第一線纜“Cl”的第二端部162a也被向驅(qū)動(dòng)滑輪140拉動(dòng)，并繼而驅(qū)動(dòng)第二從動(dòng)滑輪122b沿著與驅(qū)動(dòng)滑輪140旋轉(zhuǎn)的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。通過(guò)這種方式，分別附接至從動(dòng)滑輪122a、122b的鉗夾102a、102b關(guān)于第一軸線“XI”打開(kāi)。
[0056]驅(qū)動(dòng)滑輪140沿著由圖3A中的箭頭“BI”標(biāo)示的第二方向的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由第二線纜“C2”使第一和第二從動(dòng)滑輪122a、122b圍繞著第一軸線“Cl”分別沿著由圖3A中的箭頭“B2”、“B3”標(biāo)示的方向旋轉(zhuǎn)。在驅(qū)動(dòng)滑輪140沿著第二方向旋轉(zhuǎn)期間，第一線纜“Cl”處于松弛狀態(tài)而第二線纜“C2”處于張緊狀態(tài)(如圖3A所示)。例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)滑輪140沿著第二方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二線纜“C2”的中間部164b圍繞著第二軸線“X2”與驅(qū)動(dòng)滑輪140—同旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)诙€纜“C2”的中間部164b旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二線纜“C2”的第一端部160b被向驅(qū)動(dòng)滑輪140拉動(dòng)，并繼而驅(qū)動(dòng)第二從動(dòng)滑輪122b沿著與驅(qū)動(dòng)滑輪140旋轉(zhuǎn)的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。第二線纜“C2”的第二端部162b也被向驅(qū)動(dòng)滑輪140拉動(dòng)，并繼而驅(qū)動(dòng)第一從動(dòng)滑輪122a沿著與驅(qū)動(dòng)滑輪140旋轉(zhuǎn)的方向相同的方向旋轉(zhuǎn)。通過(guò)這種方式，分別附接至從動(dòng)滑輪122a、122b的鉗夾102a、102b關(guān)于第一軸線“ΧΓ閉合。
[0057]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6所示，示出了末端執(zhí)行器200，其類(lèi)似于上文參照?qǐng)D2至圖5描述的末端執(zhí)行器100。末端執(zhí)行器200包括第一鉗夾202a和第二鉗夾202b，它們類(lèi)似于上文描述的鉗夾102a、102b。第一和第二鉗夾202a、202b各自能夠圍繞著第一軸線(未示出)樞轉(zhuǎn)。末端執(zhí)行器200進(jìn)一步包括滑輪組件220，其類(lèi)似于上文描述的滑輪組件120?；喗M件220布置在末端執(zhí)行器200中，用于致動(dòng)末端執(zhí)行器200的鉗夾202a、202b。
[0058]滑輪組件220包括第一從動(dòng)滑輪222a、第二從動(dòng)滑輪222b、驅(qū)動(dòng)滑輪240、第一線纜“C3”以及第二線纜“C4”，它們分別類(lèi)似于上文描述的第一從動(dòng)滑輪122a、第二從動(dòng)滑輪122b、驅(qū)動(dòng)滑輪140、第一線纜“Cl”以及第二線纜“C2”。根據(jù)本實(shí)施例，第一線纜“C3”和第二線纜“C4”可以采用線纜環(huán)等形式。
[0059]第一從動(dòng)滑輪222a支撐鉗夾202a且第二從動(dòng)滑輪222b支撐鉗夾202b，使得鉗夾202a、202b圍繞著第一軸線與從動(dòng)滑輪222a、222b —同旋轉(zhuǎn)。從動(dòng)滑輪222a、222b具有圓形構(gòu)造且每個(gè)限定圓周邊緣226a、226b，圓周邊緣226a、226b配置為分別用于布置或接收第一和第二線纜“C3”、“C4”。
[0060]驅(qū)動(dòng)滑輪240從第一和第二從動(dòng)滑輪222a、222b間隔開(kāi)一橫向距離。連接至電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)1...η)的線纜“C”可以采用絞盤(pán)的方式圍繞驅(qū)動(dòng)滑輪240纏繞至少一圈，從而不干涉第一和第二線纜“C3”、“C4”。驅(qū)動(dòng)滑輪240具有圓形構(gòu)造且限定圓周邊緣242，圓周邊緣242配置為用于布置或接收每根線纜“C3”、“C4”。
[0061]第一線纜“C3”關(guān)于驅(qū)動(dòng)滑輪240的圓周邊緣242和第一從動(dòng)滑輪222a的圓周邊緣226a成環(huán)或纏繞，使得線纜“C3”的第一半部260a和第二半部260b相互平行。第二線纜“C4”關(guān)于驅(qū)動(dòng)滑輪240的圓周邊緣242和第二從動(dòng)滑輪222b的圓周邊緣226b成環(huán)或纏繞，使得線纜“C4”的第一半部270a和第二半部270b呈十字形圖案或數(shù)字8的圖案。
[0062]在使用中，驅(qū)動(dòng)滑輪240經(jīng)由電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)1...η)和線纜“C”的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由線纜“C3”、“C4”引起第一和第二從動(dòng)滑輪222a、222b沿著相反的方向旋轉(zhuǎn)，來(lái)打開(kāi)或閉合附接于其上的第一和第二鉗夾202a、202b。
[0063]可以理解的是，可以對(duì)此處公開(kāi)的實(shí)施例進(jìn)行多種修改。例如，盡管此處公開(kāi)的從動(dòng)滑輪被示出并描述為連接至鉗夾的近側(cè)端，但可預(yù)期并在本公開(kāi)的范圍內(nèi)的是，從動(dòng)滑輪也可以操作性地連接至鉗夾的遠(yuǎn)側(cè)部。因此，上文的描述不應(yīng)解釋為限制，而僅僅是作為多種實(shí)施例的范例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將聯(lián)想到在所附權(quán)利要求的范圍和構(gòu)思內(nèi)的其他修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種致動(dòng)末端執(zhí)行器的方法，包括: 使手術(shù)工具的末端執(zhí)行器中的驅(qū)動(dòng)滑輪關(guān)于第一軸線沿著第一方向旋轉(zhuǎn)來(lái)打開(kāi)第一鉗夾和第二鉗夾，所述第一鉗夾和所述第二鉗夾均能夠關(guān)于第二軸線樞轉(zhuǎn)，所述末端執(zhí)行器包括: 第一從動(dòng)滑輪和第二從動(dòng)滑輪，所述第一從動(dòng)滑輪附接至所述第一鉗夾且所述第二從動(dòng)滑輪附接至所述第二鉗夾，所述第一從動(dòng)滑輪和所述第二從動(dòng)滑輪能夠關(guān)于所述第二軸線旋轉(zhuǎn)，每個(gè)從動(dòng)滑輪包括第一徑向側(cè)和第二徑向側(cè)； 第一線纜，其具有第一端部、第二端部以及中間部，所述第一端部連接至所述第一從動(dòng)滑輪的第一徑向側(cè)，所述第二端部連接至所述第二從動(dòng)滑輪的第二徑向側(cè)，且所述中間部連接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪；以及 第二線纜，其具有第一端部、第二端部以及中間部，所述第一端部連接至所述第二從動(dòng)滑輪的第一徑向側(cè)，所述第二端部連接至所述第一從動(dòng)滑輪的第二徑向側(cè)，且所述中間部連接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪；以及 使所述驅(qū)動(dòng)滑輪關(guān)于所述第一軸線沿著第二方向旋轉(zhuǎn)來(lái)關(guān)于所述第二軸線閉合所述第一鉗夾和所述第二鉗夾。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 響應(yīng)于使所述驅(qū)動(dòng)滑輪沿著所述第一方向旋轉(zhuǎn)而經(jīng)由所述第一線纜使所述第一從動(dòng)滑輪和所述第二從動(dòng)滑輪旋轉(zhuǎn);并且 響應(yīng)于使所述驅(qū)動(dòng)滑輪沿著所述第二方向旋轉(zhuǎn)而經(jīng)由所述第二線纜使所述第一從動(dòng)滑輪和所述第二從動(dòng)滑輪旋轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括: 在所述驅(qū)動(dòng)滑輪沿著所述第一方向旋轉(zhuǎn)期間使所述第一線纜張緊并使所述第二線纜松弛，從而所述第二線纜處于松弛狀態(tài);并且 在所述驅(qū)動(dòng)滑輪沿著所述第二方向旋轉(zhuǎn)期間使所述第二線纜張緊并使所述第一線纜松弛。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:將所述第一線纜的中間部和所述第二線纜的中間部連接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪的公共點(diǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:將所述第一線纜的中間部和所述第二線纜的中間部卷曲至所述驅(qū)動(dòng)滑輪。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 將所述第一線纜的第一端部定位成平行于所述第二線纜的第二端部;并且 使所述第二線纜的第一端部與所述第一線纜的第二端部交叉。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:將所述第一鉗夾的近側(cè)端固定地附接至所述第一驅(qū)動(dòng)滑輪的圓周邊緣，并將所述第二鉗夾的近側(cè)端固定地附接至所述第二驅(qū)動(dòng)滑輪的圓周邊緣。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:在所述第一鉗夾和所述第二鉗夾中產(chǎn)生齒部。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:將所述第一軸線從所述第二軸線以橫向距離間隔開(kāi)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:將所述第一線纜和所述第二線纜在從所述第二軸線以徑向距離偏置的位置處連接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:使所述第一線纜的中間部和所述第二線纜的中間部穿過(guò)所述驅(qū)動(dòng)滑輪上的錨定構(gòu)件成環(huán)。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:將鉤附接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪的圓周邊緣。13.一種方法，包括: 將多個(gè)線纜部聯(lián)接至多個(gè)鉗夾滑輪，其中至少一個(gè)線纜部聯(lián)接至各鉗夾滑輪的至少兩個(gè)徑向側(cè)中的每個(gè)，每個(gè)鉗夾滑輪連接至相應(yīng)的鉗夾； 將所述線纜部中的每個(gè)聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)滑輪； 將所述驅(qū)動(dòng)滑輪的旋轉(zhuǎn)方向從第一方向改變?yōu)榈诙较颍徊⑶翼憫?yīng)于改變所述驅(qū)動(dòng)滑輪的旋轉(zhuǎn)方向，改變所述鉗夾滑輪中的每個(gè)的旋轉(zhuǎn)方向，在聯(lián)接至每個(gè)鉗夾滑輪的不同的線纜部中產(chǎn)生張力，并在打開(kāi)與閉合鉗夾之間交替。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述線纜部中的每個(gè)均是單獨(dú)的線纜。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述線纜部中的至少兩個(gè)是單個(gè)連續(xù)線纜的部分。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括: 將包括所述多個(gè)線纜部中的至少兩個(gè)的連續(xù)線纜的第一線纜部的第一段聯(lián)接至第一鉗夾滑輪的徑向側(cè)； 將所述第一線纜部的第二段聯(lián)接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪； 將所述連續(xù)線纜的第二線纜部的第一段聯(lián)接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪;并且 將所述第二線纜部的第二段聯(lián)接至第二鉗夾滑輪的不同的徑向側(cè)。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)所述第一線纜部的第二段和所述第二線纜部的第一段重合時(shí)，將單段的所述連續(xù)線纜聯(lián)接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)所述第一線纜部的第二段和所述第二線纜部的第一段不重合時(shí)，將至少兩段的所述連續(xù)線纜聯(lián)接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪。19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括: 將包括所述多個(gè)線纜部中的至少兩個(gè)的連續(xù)線纜的第一線纜部的第一段聯(lián)接至第一鉗夾滑輪的徑向側(cè)； 將所述第一線纜部的第二段聯(lián)接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪； 將所述連續(xù)線纜的第二線纜部的第一段聯(lián)接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪;并且 將所述第二線纜部的第二段聯(lián)接至所述第一鉗夾滑輪的不同的徑向側(cè)。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)所述第一線纜部的第二段和所述第二線纜部的第一段重合時(shí)，將單段的所述連續(xù)線纜聯(lián)接至所述驅(qū)動(dòng)滑輪。
【文檔編號(hào)】A61B34/30GK105979889SQ201480075372
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2014年11月5日
【發(fā)明人】蕭澤銘
【申請(qǐng)人】柯惠Lp公司