具有增强运动范围的机械肘节关节以及相关的装置和方法制造方法及图纸

本申请涉及具有增强运动范围的机械肘节关节以及相关的装置和方法。一种例如用于外科手术器械的肘节关节可以包括第一盘形件、邻近该第一盘形件的第二盘形件以及延伸穿过该第一盘形件和该第二盘形件的驱动腱。该第一盘形件和该第二盘形件可以包括彼此相互啮合的对应的对置关节特征部。该第一盘形件和该第二盘形件可以进一步包括与这些关节特征部分开的对置负载支承表面。该驱动腱可以在该第一和第二盘形件中的至少一者上施加力以致使该第一和第二盘形件之间的相对旋转。该第一和第二盘形件可以相对于彼此具有大于约+/‑45度的最大旋转运动范围。

【技术实现步骤摘要】
具有增强运动范围的机械肘节关节以及相关的装置和方法本申请是于2015年2月20日提交的名称为“具有增强运动范围的机械肘节关节以及相关的装置和方法”的中国专利申请2015800097300(PCT/US2015/016879)的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2014年2月21日提交的美国临时申请号61/943,068的权益，该临时申请通过引用以其全文合并于此。
本专利技术的多个方面涉及可铰接的肘节关节/腕关节(wristjoint)，并且涉及外科手术器械以及利用这种肘节关节的相关系统和方法。
技术介绍
远程控制的外科手术器械(也称为遥控操作式外科手术器械)通常被用在微创医疗程序中。外科手术器械可以包括将外科手术器械定位在期望位置的多个关节。因为个体关节的运动范围可能是有限的，所以具有相同或相似运动的多个关节可能是必要的，以提供超出个体关节的运动范围的期望运动范围。然而，使用多个关节需要额外的部件来控制和支撑额外的关节，这可能增加操作的复杂性、整体尺寸以及制造该器械的难度。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例可以解决上述问题中的一者或多者和/或可以表现出上述期望特征中的一者或多者。其他特征和/或优点可以从以下说明书中变得明显。根据至少一个示例性实施例，一种肘节关节包括第一盘形件、邻近该第一盘形件的第二盘形件以及延伸穿过该第一盘形件和该第二盘形件的驱动腱。该第一盘形件和该第二盘形件可以包括彼此相互啮合的相应的对置关节特征部。该第一盘形件和该第二盘形件可以进一步包括与关节特征部分开的对置负载支承表面。该驱动腱可以被配置为在该第一和第二盘形件中的至少一者上施加力以致使该第一和第二盘形件之间的相对旋转。该第一和第二盘形件可以相对于彼此具有大于约+/-45度的最大旋转运动范围。根据至少一个示例性实施例，一种外科手术器械包括轴、与该轴的第一末端耦接的末端执行器、传动机构以及肘节关节。该传动机构可以被布置在该轴的与第一末端相反的第二末端处。该传动机构可以通过多个致动元件传递驱动力以致动该末端执行器。该肘节关节可以将该末端执行器耦接到该轴。该肘节关节可以包括耦接在一起的一对相邻盘形件并且具有大于+/-45度的最大运动范围。根据至少一个示例性实施例，一种外科手术器械可以包括轴、与该轴的第一末端耦接的末端执行器、传动机构以及可铰接肘节。该传动机构可以被布置在该轴的与第一末端相反的第二末端处。该传动机构可以通过致动元件传递驱动力以致动该末端执行器。该可铰接肘节可以将该末端执行器耦接到该轴。该可铰接肘节可以包括第一盘形件和第二盘形件。该第一盘形件可以具有多个齿以及与所述多个齿分开的第一负载支承表面。该第二盘形件可以具有被配置为与这些齿相互啮合的多个销以及与所述多个销分开的第二负载支承表面。另外，该第一负载支承表面和该第二负载支承表面可以彼此接合以支承该肘节的压缩力。根据至少一个示例性实施例，一种铰接肘节关节的方法包括将一个力施加到与该肘节关节的第一盘形件和第二盘形件中的至少一者耦接的驱动腱，从而致使该第一盘形件和该第二盘形件相对于彼此旋转。在该第一和第二盘形件的旋转过程中，当这些盘形件相对于彼此旋转超过约+/-45度时，该第一和第二盘形件中的一者的多个齿中的至少一者与该第一和第二盘形件中的另一者的多个销中的至少一者保持相互啮合，并且该第一和第二盘形件的负载支承表面保持彼此接触。另外，该第一和第二盘形件的负载支承表面在径向上与这些齿和销间隔开。根据至少一个示例性实施例，一种制作肘节关节的方法包括将第一盘形件配置有多个齿以及与多个齿分开的第一负载支承表面。该方法可以进一步包括将第二盘形件配置有多个销以及与多个销分开的第二负载支承表面。驱动腱可以被延伸穿过该第一盘形件和该第二盘形件。该方法可以进一步包括使该第一和第二盘形件彼此耦接，以使得该第一和第二关节特征部相互啮合并且该第一和第二负载支承表面彼此接触。另外，该第一和第二盘形件可以相对于彼此具有大于约+/-45度的最大旋转运动范围。额外的目标、特征和/或优点将在随后的说明书中被部分地阐述，并且部分地根据该说明书将变明显，或者可以通过本公开内容和/或权利要求书的实践而获悉。这些目标和优点中的至少一些可以通过在所附权利要求中具体指出的要素和组合来实现和获得。应该理解的是，前述一般描述和以下详细描述都只是示例性和说明性的，并不限制权利要求；而这些权利要求应享有它们的完全范围广度，包括等效物。附图说明可以从下面详细说明书单独地或与附图一起来理解本专利技术。这些附图被包括在内以提供对本专利技术的进一步理解，并且被并入且构成本说明书的一部分。这些附图展示了本专利技术的一个或多个示例性实施例并与说明书一起用于解释某些原理和操作。图1示出了根据示例性实施例的遥控操作式外科手术系统。图2示出了根据示例性实施例的外科手术器械的远端的一部分。图3是包括多个齿的关节的示例性实施例的侧视图。图4示出了在关节的盘形件相对于彼此已旋转之后的图3的关节。图5示出了包括支承凸出部的关节的示例性实施例的透视图。图6是包括无盘形件的台肩的关节的示例性实施例的侧视图。图7是包括具有次摆线表面的凹陷部的关节的示例性实施例的侧视图。图8是在关节的盘形件相对于彼此已旋转之后的图7的关节的局部详细视图。图9是包括位于径向向内位置的齿和销的关节的示例性实施例的透视图。图10是包括延伸穿过关节的腱的关节的示例性实施例的透视图。图11A是包括销的关节的示例性实施例的详细侧视图，这些销被定位在投影到这些销的平面上的圆弧上。图11B是图11A的关节从图11A的位置沿逆时针方向940运动过程中的该关节的侧视图。图11C是在图11A的关节经过图11B的位置继续沿逆时针方向940运动时的该关节的侧视图。图11D是在图11A的关节经过图11C的位置继续沿逆时针方向940运动时的该关节的侧视图。图11E是图11A的关节处于极端逆时针旋转位置的侧视图。图12是包括多个销的关节的示例性实施例的侧视图，这些销偏离投影到这些销的平面上的圆弧。图13是包括多个销的关节的示例性实施例的侧视图，在这些销中至少一个销偏离投影到这些销的平面上的圆弧并且至少一个销被定位在该圆弧上。图14是盘形件的示例性实施例的侧视图，其示出了具有不偏离圆弧的多个销的盘形件与具有偏离圆弧的多个销的盘形件之间的比较。图15是包括多个关节的肘节的示例性实施例的侧视图。图16是具有摆线表面的关节特征部的示例性实施例的侧视图。图17是具有摆线表面的关节特征部的示例性实施例的侧视图。图18是带有具有摆线形状的表面的支承凸出部的示例性实施例的侧视图。图19是包括支柱的关节的示例性实施例的分解透视图。具体实施方式展示了示例性实施例的本说明书和附图不应被视为限制。在不脱离本说明书和权利要求书(包括等效物)的范围的情况下，可以作出各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肘节关节，包括：/n第一盘形件；和/n邻近所述第一盘形件的第二盘形件；以及/n驱动腱，所述驱动腱延伸穿过所述第一盘形件和所述第二盘形件，其中所述第一盘形件和所述第二盘形件包括彼此相互啮合的对应的对置关节特征部，并且其中所述第一盘形件和所述第二盘形件包括与所述关节特征部分开的对置负载支承表面；/n其中所述驱动腱被配置为在所述第一盘形件和所述第二盘形件中的至少一者上施加力以致使所述第一盘形件和所述第二盘形件之间的相对旋转；/n其中所述第一盘形件和所述第二盘形件相对于彼此具有大于约+/-45度的最大旋转运动范围。/n

【技术特征摘要】
20140221 US 61/943,0681.一种肘节关节，包括：
第一盘形件；和
邻近所述第一盘形件的第二盘形件；以及
驱动腱，所述驱动腱延伸穿过所述第一盘形件和所述第二盘形件，其中所述第一盘形件和所述第二盘形件包括彼此相互啮合的对应的对置关节特征部，并且其中所述第一盘形件和所述第二盘形件包括与所述关节特征部分开的对置负载支承表面；
其中所述驱动腱被配置为在所述第一盘形件和所述第二盘形件中的至少一者上施加力以致使所述第一盘形件和所述第二盘形件之间的相对旋转；
其中所述第一盘形件和所述第二盘形件相对于彼此具有大于约+/-45度的最大旋转运动范围。


2.根据权利要求1所述的肘节关节，其中所述负载支承表面被径向地定位在所述第一盘形件和所述第二盘形件各自的对应关节特征部的里面。


3.根据权利要求1所述的肘节关节，其中所述负载支承表面被径向地定位在所述第一盘形件和所述第二盘形件各自的对应关节特征部的外面。


4.根据权利要求1所述的肘节关节，其中所述第一盘形件和所述第二盘形件中的一者的关节特征部包括多个齿，并且所述第一盘形件和所述第二盘形件中的另一者的关节特征部包括多个销。
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·萨拉里夫，G·F·布里森，M·R·威廉斯，
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