可快速重新定位的动力支撑臂制造技术

一种用于外科手术工机具和其它工具的可重新定位的可锁定的支撑臂组件包括：基座臂，其具有下端和上端；远侧臂，其具有近端和远端；和中心接头(通常为旋转接头)，其将基座臂的上端直接或间接地联接于远侧臂的近端。下接头(通常为球形接头)位于基座臂的下端，并且上接头(同样通常为球形接头)位于远侧臂的远端。锁定机构于位于下接头的上方的位置处被联接于基座臂，并且被配置成将锁定力同时传送到下接头、传送到旋转接头并且传送到上接头。锁定机构通常包括用于致动锁定机构的动力双向力发生器。

The power arm can be quickly relocated

Lockable support arm assembly for surgical tools and other tools can be repositioned includes a base arm, which has a lower end and the upper end; the distal arm, having a proximal end and a distal end; and the center joint (usually rotary joint), the upper arm of the base directly or indirectly connecting proximal from the distal arm. The lower joint (usually spherical joint) is located at the lower end of the base arm, and the upper joint (also usually spherical joint) is located at the distal end of the distal arm. The locking mechanism is connected to the base arm at the position above the lower joint, and is configured to transmit the locking force to the lower joint at the same time, to the rotary joint and to the upper connector. The locking mechanism usually includes a dynamic two way force generator for the actuating lock mechanism.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可快速重新定位的动力支撑臂相关申请的交叉引用本申请要求下列临时专利申请的权益：(1)2015年3月27日提交的62/139,535(代理案卷No.49053-703.101)；(2)2015年6月1日提交的62/169,440(代理案卷No.49053-703.102)；(3)2015年9月2日提交的62/213,509(代理案卷No.49053-703.103)；以及(4)2016年1月19日提交的62/280,631(代理案卷No.49053-703.104)。这些在先临时申请中的每一篇的全部公开内容均被通过引用结合到本文中。
本专利技术主要涉及用于支撑手术和其它工具的设备和系统。特别地，本专利技术涉及用于支撑手术和其它工具的可锁定的铰接臂。在许多工业和医疗应用中，所期望的是，具有能够将物体固定和支撑在空间中的可重新定位的低轮廓臂。例如，在外科手术领域中，将多个器械和牵开器同时用于不同的目的是很常见的，这些目的包括手术部位的暴露和可视化以及执行预期手术。由于外科医生通常在一只手中仅可握持和操纵一个器械，因此通常使用外科助手和/或可重新定位的支撑臂来握持附加器械。由于追加人员是费用高的，人员操作范围狭窄，并且难以长时间保持器械稳定，因此可重新定位的支撑臂是有吸引力的选择事物。手术中使用的大多数可重新定位的支撑臂包括通过由外科医生或助手使用一个或多个螺纹旋钮或杆锁定和解锁的接头保持在一起的两个或更多个臂段。如果接头未被充分地旋紧，则器械会“随意移动”，这至少是一个不便之处，并且有时可能为患者带来重大风险。虽然理论上是简单的，但是在实践中，可能难以向锁定旋钮或杆施加必要的力，同时将器械在预期位置和取向处保持稳定。使用传统的可重新定位的支撑臂的另一难题是需要两只手：一只手用于握持器械，而另一只手用于旋紧旋钮或杆。第三个难题是解锁臂、重新定位器械和重新旋紧臂的过程是繁琐的，并且浪费了手术的宝贵时间。为了部分解决这些难题，已经提议了可重新定位的支撑臂，这些可重新定位的支撑臂使用按钮或开关来控制电源或所存储的能量源(例如，压缩气体)以便在接头处锁定住臂。这种臂可被快速地锁定和解锁，从而使器械重新定位的任务不那么繁琐。然而，迄今为止，这种机动的可重新定位的支撑臂是体积庞大的、昂贵的、难以进行消毒并且由于接头锁定力低而容易发生接头滑移。因此，提供用于手术和其它目的的可重新定位的可锁定的支撑臂将会是有用的，这种支撑臂提供了快速可调节性和器械放置、单手操作、高接头锁定力和器械稳定性、紧凑轮廓、消毒简单和低成本中的一个或多个。本专利技术优选地提供了这些目的中的至少一些目的。
技术介绍
相关背景专利包括：美国专利No.4,402,481；No.4,606,522；No.6,491,273；No.3,910,538；No.6,575,653；No.3,858,578；和No.5,020,933。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了一种可锁定的可重新定位的支撑组件，其包括：基座臂，其具有下端和上端；远侧臂，其具有近端和远端；中心接头，其将基座臂的上端直接或间接地联接于远侧臂的近端；下接头，其处于基座臂的下端；上接头，其处于远侧臂的远端；以及锁定机构(通常包括如下所述的致动器)，其于位于下接头的上方的位置处被联接于基座臂，并且被配置为将锁定力同时传送到下接头、中心接头和上接头。通过“上方”，它意指锁定机构位于下接头的位于下接头的远侧(即沿着朝向中心接头的方向)的一侧。可锁定的支撑组件的下接头通常将被配置成通常间接地通过杆或其它中间支撑元件可移除地附接于手术床上的诸如侧轨之类的表面。上接头将通常被配置成可移除地附接出于手术或其它目的的工具或工具保持器。接头可具有在可锁定的可重新定位的支撑组件中使用的类型的任何苟傲，通常为在三维空间中提供“通用”枢转运动的球形或滚珠接头、在相对于轴线的平面中提供旋转的旋转接头、允许沿直线、曲线或其它线移动的平移接头等。在具体实施例中，中心接头通常是旋转接头，而上接头和下接头通常是球形接头。本专利技术的锁定机构也可具有多种构造。适用的锁定机构通常将通过压缩(例如，推动)、拉伸(例如，拉动)、旋转或其组合中的至少一种来传送锁定力。锁定力将与接头接合或相互作用，以便选择性地固定住接头，这些接头进而将接头和臂保持或锁定在预期位置中。当接头没有锁定力时，接头和臂将被手动地重新定位，使得用户可将被保持于远侧臂的远端处的工具、器械或其它物品放置在预期位置和取向上，并且在该位置是令人满意的之后，施加锁定力来固定住该臂并将工具或器械固定就位，直到臂被释放为止。在具体实施例中，锁定机构包括“动力”双向力发生器，该发生器将锁定力沿一个轴向方向传递到下接头，并且沿相反的轴向方向传递到中心接头和上接头。锁定机构将通常包括：上基座杆，其将锁定力从双向力发生器的一侧传递到中心接头；以及远侧杆，其将锁定力从中心接头传递到上接头。锁定机构还可包括下基座杆或延伸器，其将力从双向力发生器的相反侧传递到下接头。作为选择，球形的下接头可以被直接地联接于双向力发生器的相反侧。在所示实施例中，双向力产生可以是流体动力的，例如，液压地和/或气动地，或者可以是电动的。如本文中所使用的术语“杆”包括具有轴线并且能够经由压缩(例如，沿轴向方向推动)、拉伸(例如，沿轴向方向拉动)和/或围绕该轴线的旋转传递机械力的任何细长结构或构件。杆被示出为简单的圆柱形细长元件，但是可以具有其它几何形状，该杆例如为具有矩形或其它非圆形的横截面的梁等。杆将通常被形成为一体，但是也可形成有被连结在一起以传递预期力的两个或多个段。通常，杆将是刚性的，但是在一些情况下(例如，在被用于在接头或其它元件之间施加拉伸力时)，可以是非刚性的。在流体实施例中，双向力发生器包括液压或气动驱动器，其具有在第一轴向方向上行进的活塞以及沿第二轴向方向行进的气缸或第二活塞。驱动器与基座臂轴向地对准，使得活塞被布置成沿着基座臂在一个轴向方向上将锁定力传递到例如中心接头，并且气缸或第二活塞被布置成将锁定力在另一轴向方向上传递到例如下接头。流体双向力发生器将通常还包括流体发生器，例如，产生加压液压或气动流体的发生器。流体发生器将通常远离液压或气动驱动器定位，并且将通过流体连接线连接于该驱动器。在电动实施例中，双向力发生器可包括电动马达和力倍增器装置。该倍增器装置可包括由马达驱动的导螺杆和在螺钉上行进的从动件。作为选择，倍增器装置可包括机械连杆机构，其包括被利用三个销钉联接在一起的与上基座杆成一直线地附接的两个连杆。其它倍增器装置包括齿轮减速器、螺纹传动器、齿条齿轮驱动器或滚柱-楔形件机构的组合。在其它具体实施例中，中心接头包括旋转接头，其具有将基座臂的上端连结于远侧臂的近端的轴，并且基座臂的上端处的接口表面摩擦地接合远侧臂的近端上的接口表面，使得锁定机构驱使接口表面在一起，以防止臂的相对移动。这种旋转接头可还包括：第一倾斜表面，其从上基座杆接收力；以及第二倾斜表面，其向远侧杆传递力，其中，对准的表面被通过轴联接，该轴(1)将接口表面锁定在一起；并且(2)响应于上基座杆接合第一倾斜表面而使第二倾斜表面平移。上接头和下接头可以各自包括球形接头，这些双向球形接头包括摩擦块，当发生器产生锁定力或被以其它方式致动时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可锁定的支撑组件，包括：基座臂，所述基座臂具有下端和上端；远侧臂，所述远侧臂具有近端和远端；中心接头，所述中心接头将所述基座臂的上端直接或间接地联接到所述远侧臂的近端；下接头，所述下接头处于所述基座臂的下端；上接头，所述上接头处于所述远侧臂的远端；以及锁定机构，所述锁定机构在位于所述下接头的上方的位置处被联接于所述基座臂并且被配置为将锁定力同时传送到所述下接头、传送到旋转接头并且传送到所述上接头。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.27 US 62/139,535;2015.06.01 US 62/169,440;1.一种可锁定的支撑组件，包括：基座臂，所述基座臂具有下端和上端；远侧臂，所述远侧臂具有近端和远端；中心接头，所述中心接头将所述基座臂的上端直接或间接地联接到所述远侧臂的近端；下接头，所述下接头处于所述基座臂的下端；上接头，所述上接头处于所述远侧臂的远端；以及锁定机构，所述锁定机构在位于所述下接头的上方的位置处被联接于所述基座臂并且被配置为将锁定力同时传送到所述下接头、传送到旋转接头并且传送到所述上接头。2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述中心接头是旋转接头。3.根据权利要求1所述的组件，其中，所述下接头是球形接头。4.根据权利要求1所述的组件，其中，所述上接头是球形接头。5.根据权利要求1所述的组件，其中，所述锁定机构通过压缩传送锁定力。6.根据权利要求1所述的组件，其中，所述锁定机构通过拉伸传送锁定力。7.根据权利要求1所述的组件，其中，所述锁定机构通过旋转传送锁定力。8.根据权利要求1所述的组件，其中，所述锁定机构包括双向力发生器，所述双向力发生器将锁定力沿一个轴向方向传递到所述下接头，并且沿着相反的轴向方向传递到所述中心接头和所述上接头。9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述锁定机构还包括：上基座杆，所述上基座杆将所述锁定力从所述双向力发生器的一侧传递到所述中心接头；以及远侧杆，所述远侧杆将所述锁定力从所述中心接头传递到所述上接头。10.根据权利要求9所述的组件，其中，所述锁定机构还包括下基座杆，所述下基座杆将力从所述双向力发生器的相反侧传递到所述下接头。11.根据权利要求9所述的组件，其中，球形的所述下接头被直接联接于所述双向力发生器的另一侧。12.根据权利要求8所述的组件，其中，所述双向力发生器包括具有沿第一方向行进的活塞以及沿第二方向行进的缸体或第二活塞的液压缸或气压缸。13.根据权利要求12所述的组件，其中，所述液压缸或气压缸与所述基座臂轴向地对准，使得所述活塞被布置成沿一个轴向方向传递锁定力，并且所述缸体或第二活塞被布置成沿另一轴向方向传递锁定力。14.根据权利要求12所述的组件，其中，所述组件还包括产生加压液压流体的液压发生器，所述发生器被连接以驱动所述液压缸中的活塞。15.根据权利要求8所述的组件，其中，所述双向力发生器包括由马达驱动的导螺杆和在螺杆上行进的从动件。16.根据权利要求4所述的组件，其中，所述双向力发生器包括机械连杆机构，所述机械连杆机构包括被利用三个销钉联接在一起的两个连杆，所述两个连杆被与所述上基座杆成一直线地附接。17.根据权利要求1所述的组件，其中，所述中心接头包括旋转接头，所述旋转接头具有将所述基座臂的上端连结于所述远侧臂的近端的轴，并且所述基座臂的上端处的接口表面摩擦地接合所述远侧臂的近端上的接口表面，使得所述锁定机构驱使两个接口表面在一起以防止所述臂的相对移动。18.根据权利要求17所述的组件，其中，所述旋转接头还包括：第一倾斜表面，所述第一倾斜表面从所述上基座杆接收力；以及第二倾斜表面，所述第二倾斜表面向所述远侧杆传递力，对准的表面被通过所述轴联接，这(1)将所述接口表面锁定在一起；并且(2)响应于所述上基座杆接合所述第一倾斜表面而使所述第二倾斜表面平移。19.根据权利要求1所述的可锁定支撑件，其中，所述上接头和所述下接头各自包括球形接头，所述球形接头包括摩擦块，所述摩擦块在所述发生器产生锁定力时，被联接于所述双向力发生器以锁定住所述球形接头。20.根据权利要求1所述的可锁定支撑件，其中，所述基座臂能够与所述锁定机构分离开，以允许移除所述基座臂、所述远侧臂和所述中心接头及所述上接头，从而允许对所述基座臂、所述远侧臂和所述中心接头以及所述上接头进行消毒或更换。21.一种可锁定的支撑系统，包括：根据权利要求20所述的可锁定支撑件；以及无菌盖布，所述无菌盖布被配置成当所述基座臂、所述远侧臂和所述接头被连接于所述锁定机构时覆盖住所述锁定机构。22.一种可锁定的支撑组件，包括：基座臂，所述基座臂具有下端和上端；远侧臂，所述远侧臂具有近端和远端；中心接头，所述中心接头将所述基座臂的上端直接或间接地联接于所述远侧臂的近端；下接头，所述下接头处于所述基座臂的下端；上接头，所述上接头处于所述远侧臂的远端；动力锁定机构，所述动力锁定机构被配置成同时接合所述下接头、所述中心接头和所述上接头，以便向所述接头传送锁定力来防止所述臂的相对运动。23.根据权利要求22所述的组件，其中，锁定力被使用机械元件基本上同时传递到所述下接头、所述中心接头和所述上接头。24.根据权利要求23所述的组件，其中，所述组件还包括：闭锁机构，一旦供给到所述锁定机构的动力发生损失，所述闭锁机构就防止所述臂移动和/或防止所述锁定机构使所述接头脱离接合。25.根据权利要求22所述的组件，其中，所述锁定机构包括力发生器，所述力发生器通过所述基座臂和所述远侧臂传递锁定力，以便锁定住所述接头。26.根据权利要求25所述的组件，其中，所述力发生器包括至少具有第一活塞的液压缸或气压缸，所述第一活塞沿第一方向行进以传递所述锁定力。27.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·施洛瑟，C·A·特克林德，
申请(专利权)人：梭尼轨道系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US