具有抗扭曲链节配置的高度铰接的探针，形成该探针的方法和进行执行医学手术的方法技术

一种铰接探针包括：第一机构，该第一机构包括：第一链节，该第一链节包括第一纵轴、第一铰接表面和第一限动元件；以及第二链节，该第二链节包括第二纵轴、第二铰接表面和第二限动元件。铰接接合部包括第一铰接表面和第二铰接表面并且被构造和设置成允许第二链节相对于第一链节的两个自由度的铰接。运动抑制组件包括第一限动元件和第二限动元件，其中运动抑制组件被构造和设置成抑制第二链节相对于第一链节的第一纵轴绕第二纵轴转动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有抗扭曲链节配置的高度铰接的探针，形成该探针的方法和进行执行医学手术的方法本申请要求2011年9月13日提交的61/534,032号美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请要求2011年12月21日提交的61/578,582号美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请要求2012年6月7日提交的61/656,600号美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请要求2012年8月9日提交的61/681,340号美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请与2012年6月1日提交的PCT/US2012/040414号PCT申请相关，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请与2011年6月2日提交的61/492,578号美国临时专利申请相关，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请与2012年4月5日提交的PCT/US2012/032279号PCT申请相关，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请与2011年4月6日提交的61/472,344号美国临时专利申请相关，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请与2011年11月10日提交的PCT/US2011/060214号PCT申请相关，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请与2010年11月11日提交的61/412,733号美国临时专利申请相关，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请与2011年10月21日提交的PCT/US2011/057282号PCT申请相关，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请与2010年10月22日提交的61/406,032号美国临时专利申请相关，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请与2011年7月21日提交的PCT/US2011/044811号PCT申请相关，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请与2010年7月28日提交的61/368,257号美国临时专利申请相关，其全部内容通过引用而结合在本文中。本申请与2006年12月20日提交的11/630,279号美国专利申请相关，该申请公开为2009/0171151号美国专利申请公开，其全部内容通过引用而结合在本文中。
本专利技术的实施例主要涉及机械领域，更具体地，涉及三维的、可灵活的、可转向的机械装置，以及形成和控制该机械装置的方法。
技术介绍
如今微创医学技术和手术正广泛采用，医学专业人员，例如外科医生可以采用具有高度铰接多链节探针的蛇状机械系统，以便接触到人体解剖的部分，否则该部分将难以接触到。采用这种机械系统，医学专业人员可以利用微创手术代替开腔的外科手术。上述类型的机械系统可以具有被称为工作通道的多个装置通道，以用于在外科手术中引导各种外科和/或介入工具。通常包括一系列可转向链节的常规的铰接探针经受扭曲，从链节到链节，这样将不利地影响铰接探针的性能。
技术实现思路
本专利技术的实施例针对一种铰接的机械系统，机械系统用户界面，用于控制机械系统的人类界面装置和控制机械系统的方法。在这一方面中，铰接探针包括：第一机构，该第一机构包括：第一链节，该第一链节包括第一纵轴，第一铰接表面和第一限动元件；第二链节，该第二链节包括第二纵轴，第二铰接表面和第二限动元件；铰接链节，其包括第一铰接表面和第二铰接表面并且被构造和设置成允许第二链节相对于第一链节两个的自由度的铰接；和运动抑制组件，其包括第一限动元件和第二限动元件，其中运动抑制组件被构造和设置成抑制第二链节相对于第一链节的第一纵轴绕着第二纵轴转动。在一些实施例中，第一铰接表面包括凸出表面，其中第二铰接表面包括凹陷表面。在一些实施例中，凸出的第二铰接表面包括半球形表面。在一些实施例中，凹陷的第二铰接表面包括半球形表面。在一些实施例中，第一限动元件包括销，其中第二限动元件包括狭槽，其中第一链节的销接合第二链节的狭槽。在一些实施例中，凸出的第一铰接表面包括半球形表面，其中销从半球形表面的赤道平面延伸。在一些实施例中，第一限动元件包括第一和第二销，其中，第二限动元件包括第一和第二对应的狭槽，其中在第二链节相对于第一链节的铰接运动的范围上，第一和第二销的至少一个至少部分地与对应的第一和第二狭槽的至少一个接合。在一些实施例中，在第二链节相对于第一链节的零的铰接角度上，第一和第二销与第一和第二对应的狭槽部分地接合。在一些实施例中，第一和第二销相对于第一铰接表面关于第一纵轴分隔成角度地分隔180度。在一些实施例中，第一和第二狭槽关于第二铰接表面关于第二纵轴分隔成角度地分隔180度。在一些实施例中，第一限动元件包括一个销，其中第二限动元件包括一个狭槽，并且在第二链节相对于第一链节的铰接运动的范围上，销至少部分地与狭槽接合。在一些实施例中，销位于第一铰接表面上，并且狭槽位于第二铰接表面上。在一些实施例中，狭槽位于第一铰接表面上，并且其中销位于第二铰接表面上。在一些实施例中，凸出的第一铰接表面包括半球形表面，其中，销位于第一铰接表面上，在第一铰接表面的赤道和极点之间，其中狭槽位于第二铰接表面上。在一些实施例中，凸出的第一铰接表面包括半球形表面，其中，狭槽位于半球形的第一铰接表面上，在第一铰接表面的赤道和极点之间，其中销位于第二铰接表面上。在一些实施例中，第一限动元件包括一个狭槽，其中第二限动元件包括一个销，并且在第二链节相对于第一链节的铰接运动的范围上，销至少部分地与狭槽接合。在一些实施例中，凸出的第一铰接表面包括半球形表面，其中狭槽位于半球形第一铰接表面并且在朝着第一链节的第一铰接表面的极点的方向上从第一铰接表面的赤道延伸，其中销位于第二链节的第二铰接表面的下方。在一些实施例中，销位于第二链节上，在于第一连恶既不的半球形第一铰接表面的赤道对齐的位置上，当第二链节在相对于第一链节铰接角度为零的位置上。在一些实施例中，第二链节进一步包括第三限动元件，其包括一个狭槽，该狭槽相对于销分隔120度，第三限动元件包括第二限动组件，该第二限动组件被构造和设置成抑制具有关于第三纵轴的匹配销的第三链节相对于第二链节绕着第二纵轴转动。在一些实施例中，第一限动元件包括至少一个肋条，其中第二限动元件包括至少一个凹部，并且在第二链节相对于第一链节的铰接运动的范围上，至少一个肋条至少部分地与至少一个凹部接合。在一些实施例中，第一限动元件包括多个肋条，其中第二限动元件包括多个对应的凹部，并且在第二链节相对于第一链节的铰接运动的范围上，多个肋条的至少一个至少部分地与多个凹部的至少对应的一个接合。在一些实施例中，凸出的第一铰接表面包括半球形表面，其中，多个肋条关于半球形第一铰接表面的赤道区域分隔，关于第一纵轴具有规律的角度间隔。在一些实施例中，多个肋条包括关于第一链节的第一纵轴以180度分隔的两个肋条。在一些实施例中，多个凹部包括关于第二纵轴以180度分隔的两个凹部。在一些实施例中，多个肋条包括关于第一链节的第一纵轴以120度分隔的三个肋条。在一些实施例中，多个凹部包括关于第二纵轴以120度分隔的三个凹部。在一些实施例中，多个肋条包括关于第一链节的第一纵轴以90度分隔的四个肋条。在一些实施例中，多个凹部包括关于第二纵轴以90度分隔的四个凹部。在一些实施例中，多个肋条包括关于第一链节的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铰接探针，包括：第一机构，该第一机构包括：第一链节，其包括第一纵轴、第一铰接表面和第一限动元件；第二链节，其包括第二纵轴、第二铰接表面和第二限动元件；铰接接合部，其包括所述第一铰接表面和所述第二铰接表面并且被构造和设置成允许所述第二链节相对于所述第一链节的两个自由度的铰接；和运动抑制组件，其包括第一限动元件和第二限动元件，其中所述运动抑制组件被构造和设置成抑制所述第二链节部相对于所述第一链节部的所述第一纵轴绕所述第二纵轴转动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.13 US 61/534,032;2011.12.21 US 61/578,582;1.一种铰接探针，包括：第一机构，该第一机构包括：第一机构第一链节，其包括第一纵轴、第一铰接表面和第一限动元件；第一机构第二链节，其包括第二纵轴、第二铰接表面和第二限动元件；铰接接合部，其包括所述第一铰接表面和所述第二铰接表面并且被构造和设置成允许所述第一机构第二链节相对于所述第一机构第一链节的两个自由度的铰接；和运动抑制组件，其包括第一限动元件和第二限动元件，其中所述运动抑制组件被构造和设置成抑制所述第一机构第二链节绕着所述第二纵轴转动；和第二机构，该第二机构包括：第二机构第一链节，其包括第三纵轴和第三铰接表面；第二机构第二链节，其包括第四纵轴和第四铰接表面；铰接接合部，其包括所述第三铰接表面和所述第四铰接表面并且被构造和设置成允许所述第二机构第二链节相对于所述第二机构第一链节的至少两个自由度的铰接；其中所述第一机构和所述第二机构纵向延伸，其中一个所述第一机构和所述第二机构的链节的开口具有内部宽度大于其它的所述第一机构和所述第二机构的链节的最大外部宽度，并且所述其它的所述第一机构和所述第二机构的链节沿所述一个所述第一机构和所述第二机构的链节的开口延伸，并所述其它的所述第一机构和所述第二机构的链节的整个长度可通过所述一个所述第一机构和所述第二机构的链节的开口沿纵向方向活动。2.如权利要求1所述的铰接探针，其中所述第一铰接表面包括凸出表面，其中所述第二铰接表面包括凹陷表面。3.如权利要求2所述的铰接探针，其中凸出的第一铰接表面包括半球形表面。4.如权利要求2所述的铰接探针，其中凹陷的第二铰接表面包括半球形表面。5.如权利要求1所述的铰接探针，其中所述第一限动元件包括销，其中所述第二限动元件包括狭槽，其中所述第一机构第一链节的所述销接合所述第一机构第二链节的所述狭槽。6.如权利要求5所述的铰接探针，其中凸出的第一铰接表面包括半球形表面，并且其中所述销定位成从半球形表面的赤道平面延伸。7.如权利要求1所述的铰接探针，其中所述第一限动元件包括第一销和第二销，并且其中所述第二限动元件包括第一和第二对应的狭槽，并且其中在所述第一机构第二链节相对于所述第一机构第一链节的铰接运动的范围上，所述第一销和所述第二销的至少一个至少部分地与所述第一和第二对应的狭槽的至少一个接合。8.如权利要求7所述的铰接探针，其中在所述第一机构第二链节相对于所述第一机构第一链节的零铰接角度上，所述第一和第二销部分地与第一和第二对应的狭槽接合。9.如权利要求7所述的铰接探针，其中所述第一销和所述第二销相对于所述第一铰接表面关于所述第一纵轴成角度地分隔180度。10.如权利要求7所述的铰接探针，其中所述第一狭槽和所述第二狭槽相对于所述第二铰接表面关于所述第二纵轴成角度地分隔180度。11.如权利要求1所述的铰接探针，其中所述第一限动元件包括单一销，所述第二限动元件包括单一狭槽，并且其中在所述第一机构第二链节相对于所述第一机构第一链节的铰接运动的范围上，所述销至少部分地与狭槽接合。12.如权利要求11所述的铰接探针，其中所述销位于所述第一铰接表面上，并且其中所述狭槽位于所述第二铰接表面上。13.如权利要求11所述的铰接探针，其中所述狭槽位于所述第一铰接表面上，并且其中所述销位于所述第二铰接表面上。14.如权利要求11所述的铰接探针，其中所述第一铰接表面包括凸出的半球形表面，并且其中所述销位于所述第一铰接表面上，在所述第一铰接表面的赤道和极点之间，并且其中所述狭槽位于所述第二铰接表面上。15.如权利要求11所述的铰接探针，其中所述第一铰接表面包括凹陷的半球形表面，并且其中所述狭槽位于半球形的第一铰接表面上，在所述第一铰接表面的赤道和极点之间，并且其中所述销位于所述第二铰接表面上。16.如权利要求1所述的铰接探针，其中所述第一限动元件包括单一狭槽，所述第二限动元件包括单一销，并且在所述第一机构第二链节相对于所述第一机构第一链节的铰接运动的范围上，所述销至少部分地与所述狭槽接合。17.如权利要求16所述的铰接探针，其中所述第一铰接表面包括凸出的半球形表面，所述狭槽位于半球形第一铰接表面上并且在朝着所述第一机构第一链节的所述第一铰接表面的极点的方向上从所述第一铰接表面的赤道延伸，并且其中所述销位于所述第一机构第二链节的所述第二铰接表面的下方。18.如权利要求16所述的铰接探针，其中当所述第一机构第二链节在相对于所述第一机构第一链节的零铰接角度的位置时，所述销位于所述第一机构第二链节上，在与所述第一机构第一链节的半球形第一铰接表面的赤道对齐的位置上。19.如权利要求16所述的铰接探针，其中所述第一机构第二链节进一步包括第三限动元件，第三限动元件包括单一狭槽，所述第三限动元件的单一狭槽相对于所述销分隔120度，所述第三限动元件包括第二限动组件，所述第二限动组件被构造和设置成抑制具有匹配销的第一机构第三链节绕第三纵轴相对于绕着所述第二纵轴的所述第一机构第二链节的转动。20.如权利要求1所述的铰接探针，其中所述第一限动元件包括至少一个肋条，并且其中所述第二限动元件包括至少一个凹部，并且其中在所述第一机构第二链节相对于所述第一机构第一链节的铰接运动的范围上，所述至少一个肋条至少部分地与所述至少一个凹部接合。21.如权利要求20所述的铰接探针，其中所述第一限动元件包括多个肋条，所述第二限动元件包括对应的多个凹部，并且其中在所述第一机构第二链节相对于所述第一机构第一链节的铰接运动的范围上，所述多个肋条中的至少一个至少部分地与多个凹部中的对应的至少一个接合。22.如权利要求21所述的铰接探针，其中所述第一铰接表面包括凸出的半球形表面，并且其中所述多个肋条关于半球形第一铰接表面的赤道区域分隔，关于所述第一纵轴以规律的角度间隔。23.如权利要求22所述的铰接探针，其中所述多个肋条包括关于所述第一机构第一链节的所述第一纵轴以180度分隔的两个肋条。24.如权利要求23所述的铰接探针，其中所述多个凹部包括关于所述第二纵轴以180度分隔的两个凹部。25.如权利要求22所述的铰接探针，其中所述多个肋条包括关于所述第一机构第一链节的所述第一纵轴以120度分隔的三个肋条。26.如权利要求25所述的铰接探针，其中所述多个凹部包括关于所述第二纵轴以120度分隔的三个凹部。27.如权利要求22所述的铰接探针，其中所述多个肋条包括关于所述第一机构第一链节的所述第一纵轴以90度分隔的四个肋条。28.如权利要求27所述的铰接探针，其中所述多个凹部包括关于所述第二纵轴以90度分隔的四个凹部。29.如权利要求22所述的铰接探针，其中所述多个肋条包括关于所述第一机构第一链节的所述第一纵轴以72度分隔的五个肋条。30.如权利要求29所述的铰接探针，其中所述多个凹部包括关于所述第二纵轴以72度分隔的五个凹部。31.如权利要求22所述的铰接探针，其中所述多个肋条包括关于所述第一机构第一链节的所述第一纵轴以60度分隔的六个肋条。32.如权利要求31所述的铰接探针，其中所述多个凹部包括关于所述第二纵轴以60度分隔的六个凹部。33.如权利要求22所述的铰接探针，其中所述多个肋条包括关于所述第一机构第一链节的所述第一纵轴以360/7度分隔的七个肋条。34.如权利要求33所述的铰接探针，其中所述多个凹部包括关于所述第二纵轴以360/7度分隔的七个凹部。35.如权利要求22所述的铰接探针，其中所述多个肋条包括关于所述第一机构第一链节的所述第一纵轴以45度分隔的八个肋条。36.如权利要求35所述的铰接探针，其中所述多个凹部包括关于所述第二纵轴以45度分隔的八个凹部。37.如权利要求21所述的铰接探针，其中在相邻肋条之间的部分上的所述第一机构第一链节的外表面是平面。38.如权利要求37所述的铰接探针，其中在相邻凹部之间的部分上的所述第一机构第二链节的内表面是平面。39.如权利要求37所述的铰接探针，其中在相邻凹部之间的部分上的所述第一机构第二链节的内表面是曲面。40.如权利要求2所述的铰接探针，其中凸出的第一铰接表面包括半椭圆表面。41.如权利要求40所述的铰接探针，其中凹陷的第二铰接表面包括半椭圆表面。42.如权利要求41所述的铰接探针，其中：所述第一机构第一链节的半椭圆的、凸出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿诺德·奥约拉，柏雷特·朱比亚特，戴尔·惠普尔，约瑟夫·A·斯丹，罗伯特·蒂多梅尼科，威廉姆·H·肯内菲克，J·克里斯多夫·弗莱厄蒂，
申请(专利权)人：美的洛博迪克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US