腕部架构制造技术

一种手术装置包括细长轴、末端执行器和腕部组件。腕部组件包括第一外连杆、第一内连杆和第二外连杆。第一外连杆连接到所述轴并包括第一齿轮齿。第一内连杆与第一外连杆枢转地联接。第二外连杆与第一内连杆枢转地联接。第二外连杆包括第二齿轮齿，该第二齿轮齿与第一齿轮齿相接并且在腕部组件的整个取向范围内控制第一内连杆相对于第一外连杆和第二外连杆的取向。

Wrist structure

A surgical device includes a slender axis, an end effector and a wrist assembly. The wrist assembly comprises a first outer connecting rod, a first inner connecting rod and a second outer connecting rod. The first outer connecting rod is connected to the shaft and comprises a first gear tooth. The first inner connecting rod is pivotally connected with the first outer connecting rod. The second outer connecting rod is pivotally connected with the first inner connecting rod. The second outer connecting rod comprises a second gear tooth which is connected with the first gear tooth and controls the orientation of the first inner connecting rod relative to the first outer connecting rod and the second outer connecting rod within the entire orientation range of the wrist assembly.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】腕部架构相关申请数据的交叉引用本申请要求2016年9月9日提交的美国临时申请No.62/385,621的权益；其完整的公开内容以引用方式整体并入本文以用于所有目的。
技术介绍
微创手术技术旨在减少在诊断或手术过程中受损的外来组织的量，从而减少患者康复时间、不适和有害的副作用。因此，使用微创手术技术可以显著缩短标准手术的平均住院时间。此外，还可以通过微创手术减少患者恢复时间、患者不适、手术副作用和旷工时间。微创手术的常见形式是内窥镜检查，并且常见形式的内窥镜检查是腹腔镜检查，其是腹腔内的微创检查和/或手术。可重新装载的缝合装置可与这些手术结合使用。远程手术控制的缝合装置可包括伺服控制的腕接头，该腕接头以相对极端的角度(例如，高达和超过90度)偏航和俯仰。此类接头会在必须以此类角度平移穿过腕部的致动部件上施加大量应变。因此，当前的致动装置通常受到致动部件在极端角度下起作用的能力的限制。
技术实现思路
本文公开的实施例涉及具有能够以相对大的角度偏航和俯仰的腕部的手术装置。此类腕部可具有在空间上与俯仰轴线分开的偏航轴线(其中此类轴线二者彼此垂直)以及限定远程手术控制的装置的臂或轴的延伸部的纵向轴线。在一些情况下，偏航角和俯仰角可以高达45度、60度或90度。此类俯仰角和偏航角需要非常灵活/柔性(flexible)的致动机构，用于打开和闭合手术装置的爪，并且可选地致动其他器具，诸如切割和/或缝合装置。在一些实施例中，致动机构可包括推动部件。推动部件能够适于在极端角度下高度可压缩，同时非常灵活。然而，推动部件可能不太适合于张力。因此，可以使用单独的拉动部件来施加张力，用于手术装置的近侧移动和致动。以类似的方式，拉动部件可能不太适合于压缩力。然而，将推动部件和拉动部件组合成一个集成装置可以有效地用于施加压缩力和张力二者(即，推动和拉动)以致动手术装置的末端执行器的部件。推动部件和拉动部件可以沿着共用轴线集成，其中推动部件围绕拉动部件同心地布置。在一些实施例中，推动部件包括螺旋弹簧，并且拉动部件包括编织线缆。替代地，拉动部件可以围绕推动部件同心地布置。为了实现高度的腕部柔性，腕部组件可以由限定腕部组件的偏航和俯仰几何形状的外连杆构成。外连杆可以容纳致动机构的柔性部分。然而，致动机构在腕部内的压缩会导致弯折并降低力传递的效率。为了帮助减轻这些问题，可以提供将外连杆彼此连接的内连杆。内连杆可以限定约束和限制致动机构的横向移动并从而减轻弯折的通道。因此，在一个方面，一种设备包括细长轴、末端执行器和腕部组件。细长轴沿着第一轴线延伸。末端执行器包括上爪和下爪。腕部组件将末端执行器可移动地连接到细长轴。腕部组件包括第一外连杆、第一内连杆和第二外连杆。第一外连杆连接到细长轴并且通过第一内连杆可移动地联接到第二外连杆。第一外连杆、第一内连杆和第二外连杆限定近侧接头。第一外连杆的内侧表面(medialsurface)和第二外连杆的内侧表面限定内腔，第一内连杆设置在该内腔中。第一外连杆的内侧表面限定至少第一凹部，并且第二外连杆的内侧表面限定至少第二凹部。第一内连杆的径向表面包括至少第一突起和第二突起。第一内连杆的第一突起接合第一凹部。内连杆的第二突起接合第二凹部。在该设备的一些实施例中，腕部组件可操作以围绕垂直于第一轴线的轴线相对于细长轴重新取向到末端执行器。例如，在该设备的一些实施例中，近侧接头沿着垂直于第一轴线的第二轴线延伸。在该设备的一些实施例中，腕部组件可操作以围绕垂直于第一轴线的两个轴线中的每一个相对于细长轴重新取向到末端执行器。例如，腕部组件可进一步包括第二内连杆和第三外连杆。第三外连杆连接到末端执行器，并通过第二内连杆可移动地联接到第二外连杆。第三外连杆、第二内连杆和第二外连杆限定远侧接头。腕部组件可以经配置以分别在近侧接头和远侧接头处偏航和俯仰。在该设备的一些实施例中，第一内连杆和第二内连杆中的每一个包括第一U形夹突出轴颈和第二U形夹突出轴颈。在该设备的一些实施例中，腕部组件具有内部通道，致动部件延伸穿过该内部通道。例如，该设备的一些实施例包括细长驱动构件，该细长驱动构件与末端执行器驱动地联接并且延伸穿过由第一内连杆限定的内部通道。在该设备的一些实施例中，细长驱动构件可操作以向末端执行器施加向远侧指向的力。在一些实施例中，内部通道围绕细长驱动构件紧密地形成，以防止细长驱动构件在向末端执行器施加向远侧指向的力的同时弯折。在一些实施例中，腕部组件包括在内部通道内的内护套，细长驱动构件延伸穿过该内护套。在该设备的一些实施例中，第一外连杆和第二外连杆相接(interface)，以便在腕部组件的铰接/关节运动(articulation)期间控制第一外连杆、第一内连杆和第二外连杆之间的相对取向。例如，在一些实施例中，第一外连杆和第二外连杆包括相互啮合的齿轮齿，这些齿轮齿通过第二外连杆和第一外连杆之间的取向范围控制第一外连杆、第一内连杆和第二外连杆之间的相对取向。在一些实施例中，第一内连杆由第一外连杆和第二外连杆被动地约束。在另一方面，一种设备包括细长臂、末端执行器、细长驱动构件和腕部组件。细长臂沿着第一轴线延伸。末端执行器包括上爪和下爪。细长驱动构件从细长臂延伸并与末端执行器驱动地联接，用于致动末端执行器。腕部组件将细长臂可移动地连接到末端执行器。腕部组件包括多个外连杆和多个内连杆。腕部组件可操作以使末端执行器相对于细长臂偏航和俯仰。内连杆限定在细长臂和末端执行器之间的内部通道，细长驱动构件延伸穿过该内部通道。在该设备的一些实施例中，腕部组件可操作以围绕垂直于第一轴线的轴线相对于细长轴重新取向到末端执行器。例如，在该设备的一些实施例中，腕部组件包括沿着垂直于第一轴线的第二轴线延伸的近侧接头。在该设备的一些实施例中，腕部组件可操作以围绕垂直于第一轴线的两个轴线中的每一个相对于细长轴重新取向到末端执行器。例如，腕部组件可以进一步包括沿着垂直于第一轴线和第二轴线的第三轴线延伸的远侧接头。在一些实施例中，腕部组件经配置以在近侧接头处偏航并且在远侧接头处俯仰。在一些实施例中，每个内连杆包括第一突出轴颈和第二突出轴颈。在该设备的一些实施例中，腕部组件具有内部通道，致动部件延伸穿过该内部通道。例如，在该设备的一些实施例中，内部通道围绕细长驱动构件紧密地形成，以防止细长驱动构件在压缩下弯折。在一些实施例中，腕部组件包括在内部通道内的内护套，细长驱动构件延伸穿过该内护套。在该设备的一些实施例中，外连杆相接以便控制外连杆和内连杆之间的相对取向。例如，在一些实施例中，外连杆包括相互啮合的齿轮齿，这些齿轮齿通过外连杆之间的取向范围来控制外连杆和内连杆之间的相对取向。在一些实施例中，内连杆由外连杆被动地约束。在一些实施例中，腕部组件经由张紧构件致动。例如，在一些实施例中，该设备包括延伸穿过外连杆的一些部分并且被铰接以使腕部组件铰接的线缆部分。在另一方面，一种手术装置包括细长轴、末端执行器和腕部组件。细长轴沿着第一轴线延伸。末端执行器包括上爪和下爪。腕部组件将末端执行器可移动地连接到细长轴。腕部组件包括第一外连杆、第一内连杆和第二外连杆。第一外连杆连接到细长轴并包括第一齿轮齿。第一内连杆与第一外连杆枢转地联接，以围绕垂直于第一轴线取向的第二轴线相对于第一外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，其包括：细长轴，其沿第一轴线延伸；末端执行器，其包括上爪和下爪；腕部组件，其可移动地将所述末端执行器连接到所述细长轴，所述腕部组件包括：第一外连杆、第一内连杆和第二外连杆；所述第一外连杆连接到所述细长轴并且通过所述第一内连杆可移动地联接到所述第二外连杆；所述第一外连杆、所述第一内连杆和所述第二外连杆限定近侧接头；其中所述第一外连杆的内侧表面和所述第二外连杆的内侧表面限定内腔，所述第一内连杆设置在所述内腔中；其中所述第一外连杆的所述内侧表面限定至少第一凹部，并且所述第二外连杆的所述内侧表面限定至少第二凹部；其中所述第一内连杆的径向表面包括至少第一突起和第二突起；其中所述第一内连杆的所述第一突起接合所述第一凹部，并且所述内连杆的所述第二突起接合所述第二凹部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.09 US 62/385,6211.一种设备，其包括：细长轴，其沿第一轴线延伸；末端执行器，其包括上爪和下爪；腕部组件，其可移动地将所述末端执行器连接到所述细长轴，所述腕部组件包括：第一外连杆、第一内连杆和第二外连杆；所述第一外连杆连接到所述细长轴并且通过所述第一内连杆可移动地联接到所述第二外连杆；所述第一外连杆、所述第一内连杆和所述第二外连杆限定近侧接头；其中所述第一外连杆的内侧表面和所述第二外连杆的内侧表面限定内腔，所述第一内连杆设置在所述内腔中；其中所述第一外连杆的所述内侧表面限定至少第一凹部，并且所述第二外连杆的所述内侧表面限定至少第二凹部；其中所述第一内连杆的径向表面包括至少第一突起和第二突起；其中所述第一内连杆的所述第一突起接合所述第一凹部，并且所述内连杆的所述第二突起接合所述第二凹部。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述近侧接头沿着垂直于所述第一轴线的第二轴线延伸。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述腕部组件进一步包括第二内连杆和第三外连杆，所述第三外连杆连接到所述末端执行器并且通过所述第二内连杆可移动地联接到所述第二外连杆；所述第三外连杆、所述第二内连杆和所述第二外连杆限定远侧接头。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述腕部组件经配置以分别在所述近侧接头和所述远侧接头处偏航和俯仰。5.根据权利要求3所述的设备，所述第一内连杆和所述第二内连杆中的每一个包括第一U形夹突出轴颈和第二U形夹突出轴颈。6.根据权利要求1所述的设备，进一步包括与所述末端执行器驱动地联接的细长驱动构件，所述细长驱动构件延伸穿过由所述第一内连杆限定的内部通道。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述细长驱动构件可操作以向所述末端执行器施加向远侧指向的力。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述内部通道围绕所述细长驱动构件紧密地形成，以防止所述细长驱动构件在向所述末端执行器施加所述向远侧指向的力的同时弯折。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一外连杆和所述第二外连杆包括相互啮合的齿轮齿，所述齿轮齿通过所述第二外连杆和所述第一外连杆之间的取向范围来控制所述第一外连杆、所述第一内连杆和所述第二外连杆之间的相对取向。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一内连杆由所述第一外连杆和所述第二外连杆被动地约束。11.根据权利要求1所述的设备，其中所述腕部组件包括在所述内部通道内的内护套，所述细长驱动构件延伸穿过所述内护套。12.一种设备，其包括：细长臂，其沿着第一轴线延伸；末端执行器，其包括上爪和下爪；细长驱动构件，其从所述细长臂延伸并且与所述末端执行器驱动地联接，用于致动所述末端执行器；以及腕部组件，其可移动地将所述细长臂连接到所述末端执行器，所述腕部组件包括多个外连杆和多个内连杆，所述腕部组件可操作以使所述末端执行器相对于所述细长臂偏航和俯仰，所述内连杆限定在所述细长臂和所述末端执行器之间的内部通道，所述细长驱动构件延伸穿过所述内部通道。13.根据权利要求12所述的设备，其中所述腕部组件包括沿着垂直于所述第一轴线的第二轴线延伸的近侧接头。14.根据权利要求13所述的设备，其中所述腕部组件包括沿着垂直于所述第一轴线和所述第二轴线的第三轴线延伸的远侧接头。15.根据权利要求14所述的设备，其中所述腕部组件经配置以在所述近侧接头处偏航并且在所述远侧接头处俯仰。16.根据权利要求15所述的设备，所述内连杆中的每一个包括第一突出轴颈和第二突出轴颈。17.根据权利要求12所述的设备，其中所述内部通道围绕所述细长驱动构件紧密地形成，以防止所述细长驱动构件在压缩下弯折。18.根据权利要求12所述的设备，其中所述外连杆包括相互啮合的齿轮齿，所述齿轮齿通过所述外连杆之间的取向范围控制所述外连杆和所述内连杆之间的相对取向。19.根据权利要求18所述的设备，其中所述内连杆由所述外连杆被动地约束。20.根据权利要求12所述的设备，其中所述腕部组件包括在所述内部通道内的内护套，并且所述细长驱动构件延伸穿过所述内护套。21.根据权利要求12所述的设备，进一步包括延伸穿过所述外连杆的部分并且被铰接以使所述腕部组件铰接的线缆部分。22.一种手术装置，其包括：细长轴，其沿着第一轴线延伸；末端执行器，其包括上爪和下爪；腕部组件，其可移动地将所述末端执行器连接到所述细长轴，所述腕部组件包括：第一外连杆，其连接到所述细长轴并且包括第一齿轮齿；第一内连杆，其与所述第一外连杆枢转地联接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·拉格斯德，M·A·维克西，
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