机器人手术系统和手术器械技术方案

本发明专利技术涉及机器人手术系统和手术器械，根据本发明专利技术的机器人手术系统包括机器人和器械组，器械组包括：驱动单元，驱动单元具有至少一个转动驱动器，驱动器具有电动机和驱动轴，驱动轴具有联接件，用于与器械的驱动轴相联接；器械，其具有器械杆和驱动轴，驱动轴具有联接件，用于与驱动单元的驱动轴相联接；和器械接口，该器械接口具有包围驱动单元的护罩。根据本发明专利技术的另一方面，为了使手术器械的器械模块和器械部件可松脱地联接，激活或去激活器械模块的磁体组件的电磁铁，调整磁体组件的永磁铁至锁定位置，和/或通过器械模块的角度传感器检测器械部件的耦接的配对元件组的角位置。

【技术实现步骤摘要】
机器人手术系统和手术器械本申请是申请人库卡实验仪器有限公司的国际申请日为20130425、进入中国国家阶段日期为2014年12月16日、专利技术名称为“机器人手术系统和手术器械”、中国国家申请号为201380031705.3(国际申请号为PCT/EP2013/001253)的PCT进入中国的专利技术申请的分案申请。
本专利技术的一个方面涉及一种机器人手术系统，其具有机器人和固定在机器人上的器械组(Instrumentenanordnung)；一种这样的器械组，其具有驱动单元，器械和器械接口；以及一种这样的驱动单元；一种这样的器械和一种这样的器械接口；以及一种特别是用于这样的器械接口的护罩和一种应用护罩的方法。
技术介绍
手术器械应该是尽可能无菌的。但另一方面，受制于例如润滑剂的机器人和驱动器等很难做到无菌。为此由专利文献WO2009/061915A2可知一种具有适配器接收器的机器人，包围机器人的无菌护罩的适配器固定在适配器接收器上。器械固定在背向机器人的无菌一侧，末端执行器通过器械杆中的牵引索(Seilzug)激活。此外，可转动地并排安装在无菌适配器中的圆盘与集成于机器人臂中的配对圆盘相联接。用于激活配对圆盘的转动驱动器设置在机器人基座上，驱动器力矩通过牵引索传输到机器人臂中，从而能够容易地操作无驱动的器械。
技术实现思路
本专利技术的一个方面的目的在于提供一种改进的机器人手术系统。本专利技术的目的通过一种根据本专利技术的护罩实现，其具有软管状的内绝缘套管，用于穿过机器人的中空轴或用于器械组的驱动单元的中空轴和所述护罩的出口，该驱动单元包括：至少一个转动驱动器，该转动驱动器具有驱动轴，特别是驱动器中空轴；以及联接件，用于与器械的驱动轴相联接，其中，内绝缘套管具有盲孔堵头和用于固定在内绝缘套管的周向区域上的封闭环，所述周向区域通过移除所述盲孔堵头而为自由的。根据本专利技术的护罩用于对器械组的驱动单元进行包封。根据本专利技术的护罩具有用于通过器械组的器械和驱动单元引入的辅助器械的内绝缘套管。根据本专利技术的器械接口设有至少一个可转动的、特别是圆锥形的中间元件，用于摩擦配合或形状配合地与所述驱动单元和/或器械的驱动轴的联接件相联接。根据本专利技术的器械组，特别是用于可松脱地固定在机器人手术系统的机器人上的器械组，具有：驱动单元，该驱动单元包括：至少一个转动驱动器，该转动驱动器具有驱动轴，特别是驱动器中空轴；以及联接件，用于与器械的驱动轴相联接；器械，具有：器械杆和至少一个驱动轴、特别是驱动器中空轴；以及用于与驱动单元的驱动轴相联接的联接件，该器械与所述驱动单元可松脱地连接；以及器械接口，该接口设置在驱动单元和器械之间。根据本专利技术的器械组设有辅助器械和/或用于操作末端执行器的驱动装置，它们特别是可松脱地通过所述器械组的器械被插入。在根据本专利技术的器械组中，驱动单元的至少一个驱动轴和器械的驱动轴同轴地、特别是对齐地设置。在根据本专利技术的器械组中，驱动单元的驱动轴的联接件和器械的驱动轴的联接件彼此磁性联接。根据本专利技术的器械组中，驱动单元具有至少一个内驱动轴，特别是驱动器中空轴，该内驱动轴同中心地设置在外驱动器中空轴中，特别是支承在外驱动器中空轴中。所述驱动单元的至少一个转动驱动器相对于其驱动轴同轴地、特别是对齐地或平行错开地，或者成角度地、特别是成直角地设置。所述驱动单元的联接件可轴向移动地、特别是预紧地设置在所述驱动轴上。在根据本专利技术的器械组中，器械具有至少一个内驱动轴，特别是驱动器中空轴，该内驱动轴同中心地设置在外驱动器中空轴中，特别是支承在该外驱动器中空轴中。在根据本专利技术的器械组中，器械的驱动轴相对于所述器械杆同轴地、特别是对齐地或平行错开地，或者成角度地、特别是成直角地设置。在根据本专利技术的器械组中，器械具有转换传动装置，用于将驱动轴的旋转转换为牵引/推动装置的平移，其中，转换传动装置特别是具有连杆导引件，和/或特别是设置在所述器械杆的面向或背向驱动单元的半部分中。根据本专利技术的机器人手术系统，具有：机器人；和特别是可松脱地固定在所述机器人上的、根据本专利技术的器械组。本专利技术还涉及一种借助于根据本专利技术的护罩包封机器人或用于器械组的驱动单元的方法，该驱动单元包括：至少一个转动驱动器，该转动驱动器具有驱动轴，特别是驱动器中空轴；以及联接件，用于与器械的驱动轴相联接，其中，配置有盲孔堵头的内绝缘套管穿过中空轴和所述护罩的出口，随后被移除，将封闭环固定在所述内绝缘套管的周向区域上，所述周向区域通过移除所述盲孔堵头而为自由的。本专利技术的另一个方面涉及一种手术器械，特别是机器人引导的手术器械，其具有器械部件，特别是带有末端执行器的器械杆，以及能够与该器械部件可松脱地联接的器械模块，特别是用于激活末端执行器的驱动模块；以及一种联接这种器械部件的方法。在微创外科手术中，手术器械通过局部开口插入患者体内。特别是当该器械由机器人引导时，位于患者体内的末端执行器(例如剪刀或内窥镜光学系统)可以通过体外驱动器(例如电动机)来激活，例如进行摆动和/或闭合。特别是为了能够在手术过程中使用不同的末端执行器和/或更好地满足灭菌要求，使驱动器和末端执行器彼此可松脱地连接是非常有利的。由专利文献WO2009/061915A2可知一种具有驱动模块和器械杆的手术器械。驱动模块的可转动的联接元件以及器械杆的与该联接元件相对齐的、可转动的配对元件通过无菌的耦合件在指出的方向上形状配合地耦接。本专利技术的一个方面的目的在于对器械部件在特别是机器人引导的手术器械的器械模块上的联接进行改进。机器人手术系统根据本专利技术的一个方面的机器人手术系统包括一个或多个机器人。在一种实施方式中，机器人可以具有六个或更多的关节、特别是转动关节，在此，六个以上的关节有利于对冗余机器人的定位。在一种实施方式中，一个或多个机器人具有控制器。在此，多个机器人可以具有一个共有的中央控制器和/或具有单独的控制器，为了紧凑地进行说明，这些控制器同样被一起称为机器人的控制器。在一种实施方式中，可以将机器人设置在手术台上，特别是可松脱地固定在手术台上。在机器人手术系统的一个或多个机器人上分别固定有根据下面将要描述的本专利技术的一个方面的器械组。在一种实施方式中，器械组可松脱地固定在机器人上，特别是形状配合、摩擦配合和/或磁性、尤其是电磁地可松脱地固定在机器人上。在一种实施方式中，器械组、特别是器械组的驱动单元具有壳体，该壳体固定在机器人的外侧，特别是固定在机器人的(端部或工具)法兰上，例如通过拧合、锁定或夹紧。附加地或替代地，特别是可以将器械接口和/或器械组的器械固定在机器人的外侧，特别是固定在机器人(端部或工具)法兰上。器械组根据本专利技术的一个方面，将器械组设置成相应地固定在机器人上，或者将其设计为机器人引导的器械组。根据下面所述的本专利技术的方面，器械组包括驱动单元，器械和器械接口。通过使优选被设计为可以作为整体移动的器械组本身具有驱动器单元，可以有利地取消从机器人自身向器械传递驱动力，由此可以使机器人的结构更小，这将特别是能够使多个细长的机器人在有限的手术区域中进行合作。此外有利的是，驱动单元能够容易地适配于不同的器械甚至进行更换。优选将驱动单元设计为独立的或独立于机器人的模块。在一种实施方式中，器械组包括两个或多个不同的驱动单元和/或两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种护罩，具有软管状的内绝缘套管，用于穿过机器人的中空轴或如权利要求5至14中任一项所述的用于器械组的驱动单元的中空轴和所述护罩的出口(507)，该驱动单元包括：至少一个转动驱动器(7，8，9)，该转动驱动器具有驱动轴，特别是驱动器中空轴(10，13，15；106，107，108)；以及联接件(31，32，33；200，201，202；300，301，302)，用于与器械的驱动轴相联接，其特征在于，所述内绝缘套管具有盲孔堵头(502)和用于固定在所述内绝缘套管的周向区域上的封闭环(503)，所述周向区域通过移除所述盲孔堵头而为自由的。

【技术特征摘要】
2012.04.27 DE 102012008537.0;2013.03.15 DE 10201301.一种护罩，具有软管状的内绝缘套管，用于穿过机器人的中空轴或用于器械组的驱动单元的中空轴和所述护罩的出口(507)，该驱动单元包括：至少一个转动驱动器(7，8，9)，该转动驱动器具有驱动轴；以及联接件(31，32，33；200，201，202；300，301，302)，用于与器械的驱动轴相联接，其特征在于，所述内绝缘套管具有盲孔堵头(502)和用于固定在所述内绝缘套管的外面的侧面区域上的封闭环(503)，所述侧面区域通过移除所述盲孔堵头而为自由的，所述盲孔堵头具有管状侧面，被固定在所述内绝缘套管的端部上并覆盖所述内绝缘套管的周向区域。2.如权利要求1所述的护罩，其特征在于，所述驱动轴是驱动器中空轴(10，13，15；106，107，108)。3.一种用于器械组的器械接口，其特征在于，设有如权利要求1或2所述的护罩(5，501)，用于对所述器械组的驱动单元进行包封。4.如权利要求3所述的器械接口，其特征在于，所述护罩(5，501)具有用于通过所述器械组的器械和驱动单元引入的辅助器械的内绝缘套管(27)。5.如权利要求3或4所述的器械接口，其特征在于，设有至少一个可转动的中间元件(19，20，21；206，207，208)，用于摩擦配合或形状配合地与所述驱动单元和/或器械的驱动轴的联接件相联接。6.如权利要求5所述的器械接口，其特征在于，所述中间元件(19，20，21；206，207，208)是圆锥形。7.一种器械组，用于固定在机器人手术系统的机器人上，具有：驱动单元(2；102)，该驱动单元包括：至少一个转动驱动器(7，8，9)，该转动驱动器具有驱动轴；以及联接件(31，32，33；200，201，202；300，301，302)，用于与器械的驱动轴相联接；器械(1；100；400)，具有：器械杆(3)和至少一个驱动轴；以及用于与驱动单元的驱动轴相联接的联接件(34，35，36；203，204，205；303，304，305)，该器械与所述驱动单元可松脱地连接；以及如权利要求3至6中任一项所述的器械接口(5，500)，该接口设置在所述驱动单元和所述器械之间。8.如权利要求7所述的器械组，其特征在于，所述器械组用于可松脱地固定在机器人手术系统的机器人上。9.如权利要求7所述的器械组，其特征在于，所述驱动单元的驱动轴和/或所述器械的驱动轴是驱动器中空轴(10，13，15；106，107，108)。10.如权利要求7所述的器械组，其特征在于，设有辅助器械(504)和/或用于操作末端执行器的驱动装置，它们通过所述器械组的器械被插入。11.如权利要求10所述的器械组，其特征在于，所述辅助器械(504)和/或用于操作末端执行器的驱动装置可松脱地通过所述器械组的器械被插入。12.如权利要求7或10所述的器械组，其特征在于，所述驱动单元的至少一个驱动轴(10，13，15；106，107，108)和所述器械的驱动轴(16，17，18；109，110，111；404，4...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·罗美尔，W·肖伯，
申请(专利权)人：库卡实验仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE