【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高夹持力的紧凑型末端执行器驱动机构的医疗装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年10月2日提交的标题为“Medical Devices Having Compact End Effector Mechanisms with High Grip Force”的美国临时专利申请号63/086,662的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0003]本文描述的实施例涉及抓持工具，更具体地涉及医疗装置，并且还更具体地涉及内窥镜工具。特别地，本文描述的实施例涉及具有由紧凑的多部分驱动机构驱动的末端执行器的医疗装置，所述多部分驱动机构可以产生高夹持力同时维持适合于微创手术的紧凑形式。
技术介绍
[0004]用于微创外科手术(MIS)的已知技术采用器械来操纵可以被手动控制或经由计算机辅助远程操作控制的组织。许多已知的MIS器械包括安装在延伸部(在本文中也称为主管或轴)的远端处的可选腕部机构上的具有一个或多个工具构件部件(例如，镊子、切割工具或烧灼工具)的治疗或诊断末端执行器。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：U形夹；中心销，所述中心销耦接到所述U形夹；第一工具组件，所述第一工具组件经由所述中心销耦接到所述U形夹，所述第一工具组件包括第一滑轮和第一钳爪，所述第一滑轮包括第一输入连接器和第一输出连接器，所述第一输入连接器耦接到第一张力构件，第一中心开口由所述第一滑轮限定，所述中心销延伸穿过所述第一中心开口，当第一输入扭矩由所述第一张力构件施加时，所述第一滑轮围绕所述中心销旋转，第一钳爪枢转开口被限定在所述第一滑轮内，所述第一钳爪包括耦接到所述第一输出连接器的第一滑轮连接器，并且当所述第一输入扭矩的一部分经由在所述第一滑轮连接器和所述第一输出连接器之间的界面传递到所述第一钳爪时，所述第一钳爪旋转；第二工具组件，所述第二工具组件经由所述中心销耦接到所述U形夹，所述第二工具组件包括第二滑轮和第二钳爪，所述第二滑轮包括第二输入连接器和第二输出连接器，所述第二输入连接器耦接到第二张力构件，第二中心开口由所述第二滑轮限定，所述中心销延伸穿过所述第二中心开口，当第二输入扭矩由所述第二张力构件施加时，所述第二滑轮围绕所述中心销旋转，第二钳爪枢转开口限定在所述第二滑轮内，所述第二钳爪包括耦接到所述第二输出连接器的第二滑轮连接器，并且当所述第二输入扭矩的一部分经由在所述第二滑轮连接器和所述第二输出连接器之间的界面传递到所述第二钳爪时，所述第二钳爪旋转；以及钳爪枢转销，所述钳爪枢转销经由钳爪枢转轴线将所述第一钳爪耦接到所述第二钳爪，所述第一钳爪和所述第二钳爪被配置为围绕所述钳爪枢转轴线相对于彼此旋转，并且所述钳爪枢转销延伸穿过所述第一滑轮的所述第一钳爪枢转开口和所述第二滑轮的所述第二钳爪枢转开口。2.根据权利要求1所述的设备，其中：所述中心销限定中心轴线，所述第一滑轮和所述第二滑轮围绕所述中心轴线旋转；并且所述钳爪枢转轴线偏离所述中心轴线。3.根据权利要求1所述的设备，其中：所述第一钳爪枢转开口是细长的；所述第二钳爪枢转开口是细长的；并且所述钳爪枢转销被配置为当所述第一钳爪相对于U形夹旋转时所述钳爪枢转销在所述第一钳爪枢转开口和所述第二钳爪枢转开口内相对于所述中心销平移。
4.根据权利要求3所述的设备，其中：所述第一钳爪枢转开口由第一滑轮侧壁限定；所述第二钳爪枢转开口由第二滑轮侧壁限定；并且所述钳爪枢转销的平移由所述第一滑轮侧壁和所述第二滑轮侧壁约束。5.根据权利要求3所述的设备，其中：所述第一钳爪枢转开口是第一曲线路径；所述第二钳爪枢转开口是第二曲线路径，所述第二曲线路径不同于所述第一曲线路径；并且所述钳爪枢转销沿着由所述第一曲线路径和所述第二曲线路径的相交部限定的钳爪枢转销路径平移。6.根据权利要求1所述的设备，其中：所述第一钳爪限定第一中心狭槽；所述中心销设置在所述第一中心狭槽内；并且所述第一中心狭槽被定尺寸为当所述第一钳爪和所述第二钳爪围绕所述钳爪枢转轴线相对于彼此旋转时允许所述第一钳爪相对于所述中心销平移。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一滑轮和所述第二滑轮在所述第一钳爪和所述第二钳爪之间。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的设备，其中：所述第一钳爪包括在所述第一钳爪的远端部分处的第一夹持部分；并且所述第二钳爪包括在所述第二钳爪的远端部分处的第二夹持部分。9.根据权利要求8所述的设备，其中：所述第一钳爪的所述第一滑轮连接器在所述第一夹持部分和所述钳爪枢转销之间；并且所述第一滑轮的所述第一中心开口在所述第一输入连接器与所述第一钳爪枢转开口之间。10.根据权利要求8所述的设备，其中：所述钳爪枢转销在所述第一夹持部分和所述第一钳爪的所述第一滑轮连接器之间；并且所述第一滑轮的所述第一中心开口在所述第一输入连接器与所述第一钳爪枢转开口之间。11.根据权利要求1所述的设备，其中：所述中心销限定中心轴线，所述滑轮和所述第二滑轮围绕所述中心轴线旋转；所述第一输入连接器从所述中心轴线径向偏移第一输入半径；第一滑轮包络被限定为围绕所述中心轴线的圆柱形体积，具有等于所述第一输入半径的包络半径；并且所述第一输出连接器、所述第一钳爪枢转开口、所述第一滑轮连接器和所述钳爪枢转轴线在所述第一滑轮包络内。12.根据权利要求11所述的设备，其中：所述第一输出连接器从所述中心轴线径向偏移第一钳爪输入长度；
所述钳爪枢转轴线从所述中心轴线径向偏移钳爪枢转轴线距离；并且所述第一钳爪输入长度和所述钳爪枢转轴线距离中的每一个小于所述第一输入半径。13.根据权利要求12所述的设备，其中所述第一输出连接器和所述第一滑轮连接器均从所述钳爪枢转轴线偏移大于所述第一钳爪输入长度的施加长度。14.根据权利要求13所述的设备，其中所述施加长度大于所述第一输入半径。15.一种设备，包括：U形夹；中心销，所述中心销耦接到所述U形夹；第一工具组件，所述第一工具组件经由所述中心销耦接到所述U形夹，所述第一工具组件包括第一滑轮和第一钳爪，所述第一滑轮包括第一输入连接器和第一输出连接器，所述第一输入连接器耦接到第一张力构件，第一中心开口由所述第一滑轮限定，所述中心销延伸穿过所述第一中心开口，当第一输入扭矩由所述第一张力构件施加时，所述第一滑轮围绕所述中心销旋转，所述第一钳爪包括耦接到所述第一输出连接器的第一滑轮连接器，并且当所述第一输入扭矩的一部分经由在所述第一滑轮连接器和所述第一输出连接器之间的界面传递到所述第一钳爪时，所述第一钳爪旋转；第二工具组件，所述第二工具组件经由所述中心销耦接到所述U形夹，所述第二工具组件包括第二滑轮和第二钳爪，所述第二滑轮包括第二输入连接器和第二输出连接器，所述第二输入连接器耦接到第二张力构件，第二中心开口由所述第二滑轮限定，所述中心销延伸穿过所述第二中心开口，当第二输入扭矩由所述第二张力构件施加时，所述第二滑轮围绕所述中心销旋转，所述第二钳爪包括耦接到所述第二输出连接器的第二滑轮连接器，并且当所述第二输入扭矩的一部分经由在所述第二滑轮连接器和所述第二输出连接器之间的界面传递到所述第二钳爪时，所述第二钳爪旋转；所述第一滑轮和所述第二滑轮在所述第一钳爪和所述第二钳爪之间；以及钳爪枢转销，所述钳爪枢转销经由钳爪枢转轴线将所述第一钳爪耦接到所述第二钳爪，所述第一钳爪和所述第二钳爪被配置为围绕所述钳爪枢转轴线相对于彼此旋转，所述钳爪枢转轴线偏离所述中心销。16.根据权利要求15所述的设备，其中：所述第一钳爪限定第一中心狭槽；所述第二钳爪限定第二中心狭槽；并且所述中心销在所述第一中心狭槽和所述第二中心狭槽内；并且所述第一中心狭槽和所述第二中心狭槽被定尺寸为当所述第一钳爪和所述第二钳爪围绕所述钳爪枢转轴线相对于彼此旋转时允许所述第一钳爪和所述第二钳爪相对于所述中心销平移。
17.根据权利要求16所述的设备，其中：所述第一中心狭槽由第一钳爪侧壁限定；所述第二中心狭槽由第二钳爪侧壁限定；并且所述第一钳爪相对于所述中心销的平移由所述第一钳爪侧壁约束，并且所述第二钳爪相对于所述中心销的平移由所述第二钳爪侧壁约束。18.根据权利要求15
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17中任一项所述的设备，其中：所述第一滑轮限定第一钳爪枢转开口；所述第二滑轮限定第二钳爪枢转开口；并且所述钳爪枢转销延伸穿过所述第一滑轮的所述第一钳爪枢转开口和所述第二滑轮的所述第二钳爪枢转开口。19.根据权利要求18所述的设备，其中：所述第一钳爪枢转开口由第一滑轮侧壁限定；所述第二钳爪枢转开口由第二滑轮侧壁限定；并且所述钳爪枢转销的平移由所述第一滑轮侧壁和所述第二滑轮侧壁约束。20.根据权利要求18所述的设备，其中：所述第一钳爪枢转开口是第一曲线路径；所述第二钳爪枢转开口是第二曲线路径，所述第二曲线路径不同于所述第一曲线路径；并且所述钳爪枢转销沿着由所述第一曲线路径和所述第二曲线路径的相交部限定的钳爪枢转销路径平移。21.根据权利要求15
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17中任一项所述的设备，其中：所述第一滑轮包括围绕所述第一滑轮的第一外边缘；所述第二滑轮包括围绕所述第二滑轮的第二外边缘；并且所述钳爪枢转销在所述第一外边缘和所述第二外边缘的外部在所述第一钳爪和所述第二钳爪之间延伸。22.根据权利要求15
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17中任一项所述的设备，其中：所述中心销限定中心轴线，所述第一滑轮和所述第二滑轮围绕所述中心轴线旋转；所述钳爪枢转轴线偏离所述中心轴线；并且所述第一钳爪被配置为当所述第一钳爪相对于U形夹旋转时相对于所述中心销平移。23.根据权利要求15
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17中任一项所述的设备，其中：所述中心销限定中心轴线，所述滑轮和所述第二滑轮围绕所述中心轴线旋转；所述第一输入连接器从所述中心轴线径向偏移第一输入半径；第一滑轮包络被限定为围绕所述中心轴线的圆柱形体积，具有等于所述第一输入半径的包络半径；并且所述第一输出连接器、所述第一滑轮连接器和所述钳爪枢转轴线在所述第一滑轮包络内。24.根据权利要求15
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17中任一项所述的设备，其中：所述第一钳爪包括在所述第一钳爪的远端部分处的第一夹持部分；所述第二钳爪包括在所述第二钳爪的远端部分处的第二夹持部分；
所述第一钳爪的所述第一滑轮连接器在所述第一夹持部分和所述钳爪枢转销之间；并且所述第一滑轮的所述第一中心开口在所述第一输入连接器与所述钳爪枢转轴线之间。25.根据权利要求15
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17中任一项所述的设备，其中：所述第一钳爪包括在所述第一钳爪的远端部分处的第一夹持部分；所述第二钳爪包括在所述第二钳爪的远端部分处的第二夹持部分；所述钳爪枢转销在所述第一夹持部分和所述第一钳爪的所述第一滑轮连接器之间；并且所述第一滑轮的所述第一中心开口在所述第一输入连接器与所述钳爪枢转轴线之间。26.根据权利要求15
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17中任一项所述的设备，其中：所述中心销限定中心轴线；所述第一钳爪、所述第二钳爪、所述第一滑轮和所述第二滑轮限定围绕所述中心轴线旋转的末端执行器；所述末端执行器被配置为当所述第一钳爪和所述第二钳爪围绕所述钳爪枢转轴线相对于彼此旋转时所述末端执行器在打开构型和闭合构型之间移动；末端执行器纵向轴线限定在所述中心轴线和所述钳爪枢转轴线之间；并且当所述末端执行器在所述闭合构型和所述打开构型之间移动时，在相对于所述末端执行器纵向轴线的侧向方向上，所述第一钳爪相对于所述第一滑轮平移，并且所述第二钳爪相对于所述第二滑轮平移。27.一种设备，包括：U形夹；中心销，所述中心销耦接到所述U形夹，所述中心销限定中心轴线；第一工具组件，所述第一工具组件经由所述中心销耦接到所述U形夹，所述第一工具组件包括第一滑轮和第一钳爪，所述第一滑轮包括第一输入连接器和第一输出连接器，所述第一输入连接器从所述中心轴线径向偏移第一输入半径，并且耦接到第一张力构件，第一中心开口由所述第一滑轮限定，所述中心销延伸穿过所述第一中心开口，当第一输入扭矩由所述第一张力构件施加时所述第一滑轮围绕所述中心轴线旋转，第一滑轮包络被限定为围绕所述中心轴线的圆柱形体积、具有等于所述第一输入半径的包络半径，所述第一钳爪包括耦接到所述第一输出连接器的第一滑轮连接器，并且当所述第一输入扭矩的一部分经由在所述第一滑轮连接器和所述第一输出连接器之间的界面传递到所述第一钳爪时，所述第一钳爪旋转；第二工具组件，所述第二工具组件经由所述中心销耦接到所述U形夹，所述第二工具组件包括第二滑轮和第二钳爪，所述第二滑轮包括第二输入连接器和第二输出连接器，所述第二输入连接器耦接到第二张力构件，第二中心开口由所述第二滑轮限定，
所述中心销延伸穿过所述第二中心开口，当第二输入扭矩由所述第二张力构件施加时，所述第二滑轮围绕所述中心轴线旋转，所述第二钳爪包括耦接到所述第二输出连接器的第二滑轮连接器，并且当所述第二输入扭矩的一部分经由在所述第二滑轮连接器和所述第二输出连接器之间的界面传递到所述第二钳爪时，所述第二钳爪旋转；钳爪枢转销，所述钳爪枢转销经由钳爪枢转轴线将所述第一钳爪耦接到所述第二钳爪，所述第一钳爪和所述第二钳爪被配置为围绕所述钳爪枢转轴线相对于彼此旋转，并且所述钳爪枢转轴线偏离所述中心轴线；并且所述第一输出连接器、所述第一滑轮连接器和所述钳爪枢转轴线在所述第一滑轮包络内。28.根据权利要求27所述的设备，其中：所述第一工具组件和所述第二工具组件形成围绕所述中心轴线旋转的末端执行器，末端执行器中心线被限定在所述中心轴线和所述钳爪枢转轴线之间；所述末端执行器被配置为在打开构型和闭合构型之间移动；当所述末端执行器处于所述闭合构型时，所述第一钳爪的夹持部分与所述第二钳爪的夹持部分接触；当所述末端执行器处于所述打开构型时，所述第一钳爪的所述夹持部分与所述第二钳爪的所述夹持部分分开；并且当所述末端执行器在所述闭合构型和所述打开构型之间移动时，所述第一钳爪和所述第二钳爪均沿着所述末端执行器中心线平移。29.根据权利要求27所述的设备，其中：所述第一钳爪包括在所述第一钳爪的远端部分处的第一夹持部分；并且所述第一钳爪的所述第一滑轮连接器在所述第一夹持部分和所述钳爪枢转销之间。30.根据权利要求29所述的设备，其中：所述第一工具组件和所述第二工具组件形成围绕所述中心轴线旋转的末端执行器；末端执行器中心线限定在所述中心轴线和所述钳爪枢转轴线之间；所述末端执行器被配置为在多个打开构型和一个闭合构型之间移动；所述第一输出连接器从所述中心轴线径向偏移以限定第一输入连杆；所述第一输入连杆和所述末端执行器中心线限定输入连杆角度；并且当所述末端执行器从所述闭合构型朝向所述打开构型移动时，所述输入连杆角度增加。31.根据权利要求30所述的设备，其中当所述末端执行器处于所述闭合构型时，所述输入连杆角度小于五度。32.根据权利要求29所述的设备，其中：所述第一工具组件和所述第二工具组件形成围绕所述中心轴线旋转的末端执行器；末端执行器中心线限定在所述中心轴线和所述钳爪枢转轴线之间；所述末端执行器被配置为在打开构型和闭合构型之间移动；所述第一输出连接器从所述中心轴线径向偏移以限定第一输入连杆；
所述第一输入连杆和所述末端执行器中心线限定输入连杆角度，并且当所述末端执行器从所述打开构型朝向所述闭合构型移动时，所述输入连杆角度增加。33.根据权利要求27所述的设备，其中：所述第一钳爪包括在所述第一钳爪的远端部分处的第一夹持部分；并且所述钳爪枢转销在所述第一夹持部分和所述第一钳爪的所述第一滑轮连接器之间。34.根据权利要求33所述的设备，其中所述第一工具组件和所述第二工具组件形成围绕所述中心轴线旋转的末端执行器；末端执行器中心线被限定在所述中心轴线和所述钳爪枢转...
【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：
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