用于外科手术器械的腕机构制造技术

本申请公开用于外科手术器械的腕机构。在一些实施方式中，外科手术器械包括端部执行器和耦接到端部执行器的单一的腕机构，其中腕机构由单件材料形成。腕机构向端部执行器提供至少一个自由度，并且包括联接在一起的多个联接构件以及一个或更多挠曲件，其中挠曲件中的至少一个包括连接的多个节段的链。每个挠曲件连接相关联的相邻联接构件，并且使相关联的联接构件能够相对于彼此旋转运动，以向端部执行器提供相关联的自由度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开整体涉及外科手术器械，并且更具体地涉及用于分节(articulate)的外科手术器械的腕机构。
技术介绍
机器人外科手术使用各种类型的医疗器械来执行微创外科外科手术程序，其最小化对患者的健康组织的损伤。这种医疗器械可包括腕机构，从而允许医疗器械以不同的方式和方向被远程地操控。例如，腕机构能够被使用在具有端部执行器(如外科手术刀、剪刀、镊子、抓取器具，烧灼工具，灌洗工具、抽吸工具等等)的外科手术工具中。腕机构能够允许这种端部执行器多范围的运动，从而允许操作者在操作空间有效地定位和使用端部执行器。一些实施方式能够使用致动器和传送机构(如电缆)，以允许对端部执行器的运动的远程控制。在一些医疗器械中，腕机构包括连接或保持在一起的多个联接的级(stages)，并且多个联接的级能够相对于彼此移动，从而使附接的端部执行器能够运动。然而，这种腕机构的成本和装配会是过度的。例如，一些系统可使用电缆以将多个腕联接级张紧和保持在一起，从而需要精确和复杂的张紧和调整操作来装配。所需要的是用于外科手术器械的腕机构，该腕机构向外科手术器械端部执行器提供充分的运动并且降低生产和装配成本。
技术实现思路
本申请的实施方式涉及用于外科手术器械的腕机构。在一些实施方式中，外科手术器械包括端部执行器和耦接到端部执行器的单一的(unitary)腕机构，其中腕机构由单件材料形成。腕机构向端部执行器提供至少一个自由度，并<br>且包括联接在一起的多个联接构件以及一个或更多挠曲件。挠曲件中的至少一个包括连接的多个节段的链。每个挠曲件连接相关联的相邻联接构件，并且使相关联的联接构件能够相对于彼此旋转运动，以向端部执行器提供相关联的自由度。一个或更多实施方式能够提供附加特征。例如，每个联接构件能够是环形的，并且在形状上大致是圆柱形的。联接构件能够被串联联接，并且每个圆柱形联接构件中的每个纵向轴线在一个或更多挠曲件的未挠曲状态下能够是大致对准的。腕机构能够向端部执行器提供至少两个自由度，其中自由度中的第一自由度围绕俯仰轴线，并且自由度中的第二自由度围绕偏转轴线，该偏转轴线不平行于俯仰轴线且与延伸穿过腕机构的纵向轴线不平行。相关联的联接构件中的每一个能够具有以远离连接的联接构件的方向渐缩的锥形端部部分，从而允许相关联的联接构件之间的旋转运动。每个联接构件能够通过挠曲件中的至少一个被连接到其它联接构件中的至少一个。挠曲件中的每一个能够耦接在两个相关联的圆柱形联接构件的相对端侧之间。挠曲件中的每一个能够允许相关联的联接构件之间的围绕旋转轴线的相对旋转运动，所述旋转轴线大致垂直于延伸穿过相关联的联接构件中的至少一个的纵向轴线延伸。一个或更多挠曲件中的每一个能够提供弹簧力到由挠曲件连接的相关联的联接构件。多个节段能够包括在S-模式中连接的线性节段。例如，两个挠曲件能够连接圆柱形联接构件中每一个的纵向轴线的大致相对侧上的联接构件中的两个。腕机构能够包括耦接到相关联的相邻联接构件之间的联接构件的至少一个止动构件，其中止动构件防止相关联的联接构件之间的旋转运动超出预定的角度范围。例如，响应联接构件相对于彼此被旋转预定量，止动构件能够被提供在一个联接构件上，并且能够接合相关联的联接构件的相对侧端部中的接收凹陷部。外科手术器械能够进一步包括力传送元件和致动器，所述力传送元件耦接到腕机构，从而通过以至少一个自由度旋转至少一个联接构件允许主动移动端部执行器，所述致动器耦接到力传送元件。例如，力传送元件能够包括一个或更多电缆和/或用于电缆的引导件。外科手术器械还能够包括耦接到腕机构的轴。一些实施方式能够包括管，该管沿轴向下延伸通过腕机构，并延伸到端部执行器，其中管提供用于将材料移动到端部执行器或从端部执行器移动材料的通道。在一些实施方式中，用于外科手术器械的腕机构包括联接在一起的多个联接构件，以及一个或更多挠曲件。挠曲件中的至少一个包括连接的多个节段的链。每个挠曲件连接相关联的相邻联接构件，并且使相关联的联接构件能够相对于彼此旋转运动，以向端部执行器提供相关联的自由度。联接构件和挠曲件由单件材料形成，并且腕机构在腕机构的端部之间提供至少一个自由度。在一些实施方式中，每个联接构件能够是环形的并且大致是圆柱形的，并且挠曲件中的每一个能够允许相关联的联接构件之间的围绕旋转轴线的相对旋转运动，所述旋转轴线大致垂直于延伸穿过相关联的联接构件中的至少一个的纵向轴线延伸。一些实施方式能够提供多个节段作为在S-模式中连接的线性节段。在一些实施方式中，提供用于外科手术器械的腕机构的方法包括通过切割单件材料的部分提供联接在一起的多个联接构件，以及通过切割单件材料的部分提供一个或更多挠曲件。挠曲件中的至少一个包括连接的多个节段的链。每个挠曲件连接相关联的相邻联接构件，并且使相关联的联接构件能够相对于彼此旋转运动，以向端部执行器提供相关联的自由度。腕机构在腕机构的端部之间提供至少一个自由度。在一些实施方式中，用于外科手术器械的腕机构包括联接在一起的多个联接构件，以及一个或更多挠曲件。每个挠曲件连接相关联的相邻联接构件，并且使相关联的联接构件能够相对于彼此旋转运动，以向端部执行器提供相关联的自由度。至少一个止动构件耦接到相关联的相邻联接构件之间的联接构件中的一个，其中止动构件防止相关联的联接构件之间的旋转运动超出预定的角度范围。止动构件被提供在一个联接构件上，并且响应于联接构件相对于彼此被旋转预定量，止动构件接合相关联的联接构件的相对侧端部中的接收凹陷部。联接构件、至少一个止动构件以及挠曲件由单件材料形成，并且腕机构在腕机构的端部之间提供至少一个自由度。附图说明图1示出适用于本文描述的腕机构的一些实施方式的外科手术器械的示例实施方式的透视图；图2示出包括一个或更多本文所描述的特征的腕机构的一个示例实施方式；图3示出包括一个或更多本文所描述的特征的腕机构的另一个示例实施方式；图4示出外科手术器械的示例部分的透视图，其包括图3中的腕机构、以及端部执行器；图5A、图5B和图5C分别示出图4中示出的外科手术器械的部分的顶视图、侧视图以及前视图；图6A和图6B分别示出图4中示出的在旋转位置的外科手术器械的部分的顶视图和侧视图；图7A和图7B示出能够在本文所描述的腕机构中使用的示例挠曲件的视图；以及图8是类似于图7A和图7B中的挠曲件的挠曲件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外科手术器械，其包括：端部执行器；以及耦接到所述端部执行器的单一的腕机构，所述单一的腕机构由单件材料形成并且向所述端部执行器提供至少一个自由度，其中所述单一的腕机构包括：多个联接的联接构件；以及一个或更多挠曲件，其中所述挠曲件中的至少一个包括连接的多个节段的链，每个挠曲件连接相关联的相邻联接构件，并且使所述相关联的联接构件能够相对于彼此旋转运动，以向所述端部执行器提供相关联的自由度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.18 US 61/892,9901.一种外科手术器械，其包括：
端部执行器；以及
耦接到所述端部执行器的单一的腕机构，所述单一的腕机构由单件材料形
成并且向所述端部执行器提供至少一个自由度，其中所述单一的腕机构包括：
多个联接的联接构件；以及
一个或更多挠曲件，其中所述挠曲件中的至少一个包括连接的多个节段的
链，每个挠曲件连接相关联的相邻联接构件，并且使所述相关联的联接构件能
够相对于彼此旋转运动，以向所述端部执行器提供相关联的自由度。
2.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中每个联接构件是环形的，并
且大致是圆柱形的。
3.根据权利要求2所述的外科手术器械，其中所述联接构件被串联联接，
并且其中每个圆柱形联接构件的每个纵向轴线在所述一个或更多挠曲件的未挠
曲状态下被大致对准。
4.根据权利要求2所述的外科手术器械，其中所述腕机构向所述端部执行
器提供至少两个自由度，其中所述自由度中的第一自由度围绕俯仰轴线，并且
所述自由度中的第二自由度围绕偏转轴线，所述偏转轴线与所述俯仰轴线不平
行，并且与延伸穿过所述腕机构的纵向轴线不平行。
5.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中每个联接构件通过所述一个
或更多挠曲件中的至少一个被联接到其它联接构件中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中所述一个或更多挠曲件中的
每一个耦接在两个相关联的圆柱形联接构件的相对的端侧之间。
7.根据权利要求2所述的外科手术器械，其中所述一个或更多挠曲件中的
每一个允许所述相关联的联接构件之间的围绕大致垂直于纵向轴线延伸的旋转
轴线的相对旋转运动，所述纵向轴线延伸穿过所述相关联的联接构件中的至少
一个。
8.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中所述一个或更多挠曲件中的
每一个提供弹簧力到由所述挠曲件连接的所述相关联的联接构件。
9.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中所述多个节段是在S-模式中
连接的线性节段。
10.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中所述一个或更多挠曲件包括
连接所述联接构件中的两个的两个挠曲件，所述两个挠曲件在所述相关联的圆
柱形联接构件中的每一个的纵向轴线的大致相对侧上连接所述相关联的联接构
件。
11.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中所述相关联的联接构件中的
每一个具有以远离所述连接的联接构件的方向渐缩的锥形端部部分，从而允许
所述相关联的联接构件之间的所述旋转运动。
12.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中所述腕机构还包括耦接到相
关联的相邻联接构件之间的所述联接构件中一个的至少一个止动构件，其中所
述至少一个止动构件防止所述相关联的联接构件之间的所述旋转运动超出预定
的角度范围。
13.根据权利要求12所述的外科手术器械，其中响应所述联接构件相对于
彼此被旋转预定量，所述至少一个止动构件被提供在一个联接构件上，并且接...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·I·沙哈，M·J·普瑞迪威尔，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国;US