双制动器装配接头制造技术

技术编号:24177939 阅读:57 留言:0更新日期:2020-05-16 05:22
例如计算机辅助医疗系统的系统包括第一连杆、第二连杆、接头和双制动器组件。第一连杆具有第一端部和第二端部。第二连杆具有第一端部和第二端部。接头被连接到第一连杆的第二端部和第二连杆的第一端部。双制动器组件被耦接到第一连杆和第二连杆。双制动器组件包括第一制动器和第二制动器。由双制动器组件提供的制动减少了第一连杆和第二连杆之间的相对运动。

Double brake assembly joint

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双制动器装配接头相关申请的交叉引用本申请与2018年3月29日提交的题为“DualBrakeSetupJoint”的美国临时申请第62/649,835号相关并且要求其优先权,其内容通过引用并入本文。
本专利技术总体上涉及计算机辅助医疗系统,并且更具体地涉及计算机辅助医疗系统的接头制动器。
技术介绍
远程操作系统100是计算机辅助医疗系统(例如,微创手术系统),其包括内窥镜成像系统192、外科医生控制台194(主控设备)和患者侧支撑系统110(从动设备),它们都通过有线(电或光)连接或无线连接196互连。一个或多个电子数据处理器可以以各种方式定位在这些主要部件中以提供系统功能。示例在美国专利US9,060,678B2中被公开。成像系统192对例如捕获的手术部位的内窥镜成像数据和/或来自患者外部的其他成像系统的术前或实时图像数据执行图像处理功能。成像系统192将经处理的图像数据(例如,手术部位的图像以及相关的控制和患者信息)输出给外科医生控制台194处的外科医生。在一些方面,经处理的图像数据被输出到其他手术室人员可见的可选外部监测器或远离手术室的一个或多个位置(例如,另一位置处的外科医生可以监测视频;实时供给视频可以用于训练;等等)。外科医生控制台194包括多自由度(“DOF”)机械输入设备(“主控设备”),该机械输入设备允许外科医生操纵被统称为从动设备的器械、(一个或多个)进入引导设备和成像系统设备。在某些方面,这些输入设备可以从器械和手术设备组件(assembly)部件向外科医生提供触觉反馈。控制台194还包括立体视频输出显示器,该立体视频输出显示器被定位成使得显示器上的图像通常聚焦在一定距离处,该距离对应于在显示屏后面/下方工作的外科医生的手。这些方面在美国专利第6,671,581号中讨论。患者侧支撑系统110的基座101支撑臂组件,该臂组件包括被动装配(setup)臂组件120和主动控制的操纵器臂组件130。主动控制的操纵器臂组件130被称为进入引导操纵器130。在一个示例中,装配臂组件120包括两个被动旋转装配接头103和105。如果装配接头(setupjoint)103和105的接头制动器被释放,则旋转装配接头103和105允许对耦接的装配连杆(setuplink)104和106进行手动定位。可替代地,这些装配接头中的一些可以被主动地控制,并且更多或更少的装配接头可以在各种配置中使用。装配接头103和105以及装配连杆104和106允许人员将进入引导操纵器130放置在笛卡尔x、y和z空间中的各种方位和取向上。具体地,装配接头103和105允许在(x,y)平面中的定位,并且装配连杆104允许在z维度中的定位。特别地,在装配臂组件120的装配连杆104与基座101之间的棱柱装配接头(未示出)可以用于竖直调节112。如图1所示,操纵器组件横摆接头111被耦接在装配连杆106的一端与第一操纵器连杆113的第一端(例如近端)之间。横摆接头111允许第一操纵器连杆113相对于装配连杆106以可被任意定义为绕操纵器组件横摆轴线123的“横摆”的运动来移动。如图所示,横摆接头111的旋转轴线与远程运动中心146对准,远程运动中心146通常是器械进入患者体内的位置(例如,在用于腹部手术的肚脐处)。在一个实施例中,装配连杆106在水平平面或x、y平面中可旋转,并且横摆接头111被配置成允许进入引导操纵器130中的第一操纵器连杆113(有时被称为连杆113)绕横摆轴线123旋转。装配连杆106、横摆接头111和第一操纵器连杆113为进入引导操纵器130提供恒定的竖直横摆轴线123,如由穿过横摆接头111到达远程运动中心146的竖直线所示。第一操纵器连杆113的远端通过第一主动控制的旋转接头114而被耦接至第二操纵器连杆115(有时被称为连杆115)的近端。第二操纵器连杆115的远端通过第二主动控制的旋转接头116而被耦接到第三操纵器连杆117(有时被称为连杆117)的近端。第三操纵器连杆117的远端通过第三主动控制的旋转接头118而被耦接到第四操纵器连杆119(有时被称为连杆119)的远端。在一个实施例中,连杆115、117和119被耦接在一起以充当耦接的运动机构。耦接的运动机构是众所周知的(例如,当输入和输出连杆运动保持彼此平行时,这种机构被称为平行运动联动装置)。例如,如果旋转接头114被主动旋转,则接头116和118也主动旋转,以便连杆119以与连杆115恒定的关系移动。因此,可以看出,接头114、116和118的旋转轴线是平行的。当这些轴线垂直于横摆接头111的旋转横摆轴线123时,连杆115、117和119相对于连杆113以可被任意定义为围绕操纵器组件俯仰轴线的“俯仰”的运动来移动。在这个方面,操纵器俯仰轴线在远程运动中心146处延伸到图1中的页面中和从页面延伸出来。围绕操纵器组件俯仰轴线的运动由箭头121表示。由于连杆115、117和119作为单个组件移动,因此第一操纵器连杆113可以被视为主动的近侧操纵器连杆,而第二至第四操纵器连杆115、117和119可以被共同地视为主动的远侧操纵器连杆。进入引导操纵器组件平台132(有时被称为平台132)被耦接到第四操纵器连杆119的远端。进入引导操纵器组件133被可旋转地安装在平台132上。进入引导操纵器组件133包括器械操纵器定位系统。进入引导操纵器组件133使多个器械操纵器组件140成组地绕轴线125旋转。具体地,进入引导操纵器组件133以可任意定义为围绕进入引导操纵器组件滚转轴线125(有时被称为轴线125)“滚转”的运动相对于平台132作为单个单元旋转。多个器械操纵器组件140中的每一个通过不同的插入组件135(也被称为“插入机构135”)耦接至进入引导操纵器组件133。在一方面,每个插入组件135是伸缩组件,其使对应的器械操纵器组件远离和朝向进入引导操纵器组件133移动。在图1中,每个插入组件处于完全缩回的位置。多个器械操纵器组件中的每一个包括驱动该器械操纵器组件的输出接口中的多个输出件的多个马达。对于作为器械操纵器组件和能够耦接至器械操纵器组件的外科手术器械的一个示例,参见美国专利申请公开第US2016/0184037A1号。用于旋转装配接头103和105的接头制动器分别是执行多种功能的单个制动器。如上所述,在装配期间,装配接头103和105的接头制动器被释放,以允许手动定位耦接的装配连杆104和106。为了帮助确保在故障情况下装配接头103和105不意外移动,接头制动器是断电制动器,例如,在正常操作中需要电力来物理脱离的制动器。为了帮助确保在紧急情况期间仍可以将手术工具推开以接近患者,规定了单接头制动器可以应用的最大扭矩,其称为出口扭矩/疏散扭矩(egresstorque)。高于此出口扭矩,接头制动器会打滑。为了减小或最小化末端执行器(例如,套管和器械尖端)在程序期间的振动,静止的装配接头(例如,装配接头103和105)施加的力或扭矩与加速和减速物理耦接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统,其包括:/n第一连杆,其具有第一端部和第二端部;/n第二连杆,其具有第一端部和第二端部;/n接头,其被连接到所述第一连杆的所述第二端部和所述第二连杆的所述第一端部;以及/n耦接到所述第一连杆和所述第二连杆的双制动器组件,其中所述双制动器组件包括第一制动器和第二制动器,并且其中制动所述双制动器组件减小所述第一连杆和所述第二连杆之间的相对运动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180329 US 62/649,8351.一种系统,其包括:
第一连杆,其具有第一端部和第二端部;
第二连杆,其具有第一端部和第二端部;
接头,其被连接到所述第一连杆的所述第二端部和所述第二连杆的所述第一端部;以及
耦接到所述第一连杆和所述第二连杆的双制动器组件,其中所述双制动器组件包括第一制动器和第二制动器,并且其中制动所述双制动器组件减小所述第一连杆和所述第二连杆之间的相对运动。


2.根据权利要求1所述的系统,其中:
所述第一制动器在物理接合时提供第一制动器保持强度;并且
所述第二制动器在物理接合时提供第二制动器保持强度,所述第二制动器保持强度不同于所述第一制动器保持强度。


3.根据权利要求2所述的系统,其中:
所述第一制动器在未被供电时物理接合;并且
所述第二制动器在未被供电时物理脱离。


4.根据权利要求2所述的系统,其中:
所述第一制动器包括致动器制动器;并且
所述第二制动器包括接头制动器。


5.根据权利要求1所述的系统,其中如果所述系统处于断电状态,则所述第一制动器未被供电并且物理接合,并且所述第二制动器未被供电并且物理脱离。


6.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统,其进一步包括控制器,其中如果所述系统处于故障状态,则所述控制器使所述第一制动器物理接合并且使所述第二制动器物理脱离。


7.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统,其进一步包括控制器,其中如果所述系统处于离合模式,则所述控制器使所述第一制动器物理脱离并且使所述第二制动器物理脱离。


8.根据权利要求1至5中任一项所述的系统,其进一步包括控制器,其中在程序期间,所述控制器使所述第一制动器物理脱离并且使所述第二制动器物理接合。


9.根据权利要求1至5中任一项所述的系统,其进一步包括:
致动器,其被耦接至所述接头,其中所述致动器的致动导致所述接头使所述第二连杆相对于所述第一连杆移动;以及
控制器,其被配置成:在处于配置成使所述第二连杆相对于所述第一连杆移动的状态中所述致动器失效时,使所述第一制动器物理接合并且使所述第二制动器物理接合以限制所述第二连杆相对于所述第一连杆的移动。


10.根据权利要求1至5中任一项所述的系统,其中所述第一制动器和所述第二制动器包括单个制动器。


11.根据权利要求10所述的系统,其进一步包括:
致动器,其具有壳体和从所述壳体延伸的轴;
其中:
所述单个制动器被耦接到所述致动器壳体和所述轴;
在第一状态下,所述单个制动器具有第一保持强度;
在第二状态下,所述单个制动器具有第二保持强度;并且
所述第一保持强度不同于所述第二保持强度。


12.根据权利要求11所述的系统,其中所述单个制动器包括:
安装在所述轴上的制动器转子;
耦接到所述壳体的制动钳;以及
耦接至所述制动钳的可变负荷组件,其中在第一状态下,所述可变负荷组件在所述制动钳上施加第一力,并且在第二状态下,所述可变负荷组件在所述制动钳上施加第二力,并且其中所述第一力不同于所述第二力。


13.根据权利要求1至5所述的系统,其中:
所述第一制动器包括壳体;
所述第二制动器包括壳体;
所述第一制动器的所述壳体被安装在所述第一连杆上,并且所述第一制动器被耦接至所述第二连杆以制动所述第二连杆;并且
所述第二制动器的所述壳体被安装在所述第一连杆上,并且所述第二制动器被耦接至所述第二连杆以制动所述第二连杆。


14.根据权利要求1至5中任一项所述的系统,其进一步包括:
安装在所述第一连杆上的致动器;和
传动组件,其耦接到所述致动器和所述第二连杆;
其中:
所述第一制动器被耦接至所述致动器;并且
所述第二制动器被安装在所述第一连杆上并且被耦接至所述第二连杆。


15.根据权利要求1至5中任一项所述的系统,其进一步包括:
传动组件,其被安装在所述第一连杆上并且被耦接至所述第二连杆;和
致动器,其被连接到所述传动组件;
其中:
所述第一制动器被耦接至所述致动器;并且
所述第二制动器被安装在所述第一连杆上并且被耦接至所述第二连杆。

【专利技术属性】
技术研发人员:B·G·A·兰布雷希特A·M·乌尔塔斯S·塔班德
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

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