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马德里竞技对维戈塞尔塔比分: 外科手術器械.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201480043370.1

申請日:

20140711

公開號:

CN105431105A

公開日:

20160323

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A61B34/37 主分類號: A61B34/37
申請人: 庫卡羅伯特有限公司
發明人: S·布魯德尼克
地址: 德國奧格斯堡
優先權: 102013012802.1
專利代理機構: 隆天知識產權代理有限公司 代理人: 黃艷
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480043370.1

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

一種根據本發明的外科手術器械具有預緊的牽拉工具對,該牽拉工具對包括第一牽拉工具回行段(1;1′,1″)和反向的第二牽拉工具回行段(2;2′,2″),用于通過主動裝置(A,A′;A″)使手術器械、特別是末端執行器(3.1;3.1′;3.1″)的自由度被反向地致動,其中,第一牽拉工具回行段具有比第二牽拉工具回行段更大的牽拉剛度(c1)。

權利要求書

1.一種外科手術器械,具有預緊的牽拉工具對,所述牽拉工具對具有第一牽拉工具回行段(1;1′,1″)和反向的第二牽拉工具回行段(2;2′,2″),用于通過主動裝置(A,A′;A″)使所述器械、特別是末端執行器(3.1;3.1′;3.1″)的自由度被反向地致動,其特征在于,所述第一牽拉工具回行段具有比所述第二牽拉工具回行段更大的牽拉剛度(c)。2.根據前述權利要求所述的外科手術器械,其特征在于,設有至少一個另外的預緊的牽拉工具對,其具有另外的第一牽拉工具回行段(1″)和反向的另外的第二牽拉工具回行段(2″),用于通過另外的主動裝置(A″)使所述器械的另外的自由度被反向地致動,其中,所述另外的第一牽拉工具回行段具有比所述另外的第二牽拉工具回行段更大的牽拉剛度(c)。3.根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械,其特征在于,至少一個牽拉工具對的第一牽拉工具回行段的牽拉剛度比該牽拉工具對的第二牽拉工具回行段的牽拉剛度大至少10%,特別是至少25%,優選至少50%。4.根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械,其特征在于,至少一個牽拉工具對的第一牽拉工具回行段的材料具有比該牽拉工具對的第二牽拉工具回行段的材料更大的牽拉剛度。5.根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械,其特征在于,至少一個牽拉工具對的第一牽拉工具回行段基于幾何形狀、特別是橫截面積具有比該牽拉工具對的第二牽拉工具回行段更大的牽拉剛度。6.根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械,其特征在于,至少一個牽拉工具對的第一牽拉工具回行段和/或第二牽拉工具回行段包括具有一種牽拉剛度的一部分和具有另一種牽拉剛度的另一部分。7.根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械,其特征在于,至少一個牽拉工具對的第一牽拉工具回行段被設計用于使位于主工作方向的自由度致動,特別是用于閉合或剪切。8.根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械,其特征在于,至少一個牽拉工具對的第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段在從動側、特別是在末端執行器側彼此連接(1′,2′;1″,2″),或者相互獨立地固定在從動裝置上,特別是固定在末端執行器從動裝置上,和/或至少一個牽拉工具對的第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段在主動側(1′,2′;1″,2″)彼此連接或相互獨立地固定(1,2)在所述主動裝置上。9.根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械,其特征在于,設有特別是可調整的預緊件(V1′,V2′;V1″,V2″),用于共同或單獨地對至少一個牽拉工具對的第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段進行預緊。10.根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械,其特征在于,設有包括至少一個致動器的致動裝置,所述致動器與所述牽拉工具對的主動裝置能夠有效連接,特別是被有效連接。11.根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械,其特征在于,設有器械桿(4.2),在所述器械桿中設有至少一個牽拉工具對,并且所述器械桿被設置通過自然或微創的身體開口的導入。12.根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械,其特征在于,設有用于連接機器人的接口。13.一種外科機器人,具有根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械。14.一種用于設計根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械的方法,其特征在于,將至少一個預緊的牽拉工具對的第一牽拉工具回行段的牽拉剛度設計為大于該牽拉工具對的第二牽拉工具回行段的牽拉剛度。15.一種用于遠離身體地使根據前述權利要求中任一項所述的外科手術器械致動的方法,其特征在于,在至少一個預緊的牽拉工具對的第一牽拉工具回行段中由于所述牽拉工具對的主動裝置的致動所引起的牽拉預緊力的增長大于在所述牽拉工具對的第二牽拉工具回行段中的反向牽拉預緊力的降低。

說明書

技術領域

本發明涉及一種特別是機器人引導的外科手術器械,一種具有這種手術器械的外科手術機器人,以及一種用于設計和遠離身體地致動這種手術器械的方法。

背景技術

特別是在受機器人支持的微創外科手術中,經常通過反向的牽拉工具對(Zugmittelpaare)使手術器械致動。

例如與主動輪相聯接的血管夾鉗的鉗顎可以通過兩個纏繞該主動輪的引線的反向致動而旋轉,以使血管夾鉗閉合或張開。

為了防止引線松弛以及在主動輪上滑移,需要對引線進行預緊。但是這種預緊使得引線和支承件承受載荷,并且限制了鉗顎所能施加的最大的力,在此,為了簡潔起見,也將反平行的力偶(即轉矩)通稱為力。

發明內容

本發明的一個目的在于提出一種經過改進的、特別是機器人引導的外科手術器械,或者說改進這種外科手術器械的運行。

本發明的這一目的通過一種具有權利要求1所述特征的外科手術器械或一種具有如權利要求14、15所述特征的方法來實現。權利要求13要求?;ひ恢志哂邢嚶ζ饜檔耐飪剖質躉魅?。優選的擴展方案由從屬權利要求給出。

根據本發明的一個方面,外科手術器械具有一個或多個被預緊的牽拉工具對,該牽拉工具對分別具有第一牽拉工具回行段和反向的第二牽拉工具回行段,用于通過主動裝置(Eintriebsanordnung)使手術器械的自由度相反地致動。

牽拉工具特別可以被構造為繩索狀或纜繩狀的,或者是帶狀或者說皮帶狀的,特別是平面狀的、楔形的和/或肋條帶狀的或皮帶狀的。在一種實施方式中,牽拉工具可以包括合成材料和/或金屬,特別是由合成材料和/或金屬構成。

在此,牽拉工具回行段特別是指在主動裝置的主動節肢和從動裝置、特別是末端執行器從動裝置的從動節肢之間的牽拉工具的(自由)部分。

在一種實施方式中,牽拉工具關于牽拉工具的縱軸線被特定于軸向地、持久地或可松脫地、特別是摩擦配合、材料配合或形狀配合地固定在主動節肢和從動節肢上。據此,牽拉工具或其位于主動節肢和從動節肢上的固定部之間的部分在本發明中就代表牽拉工具回行段。在另一種實施方式中,牽拉工具分別至少局部摩擦配合地纏繞主動節肢和從動節肢。據此,牽拉工具的在通過主動節肢和從動節肢或者說在主動節肢和從動節肢上的卷起或放開之間的部分在本發明中分別代表牽拉工具回行段。就此而言,本發明意義下的牽拉工具回行段同樣也代表(固定的)牽拉工具的固定區域或者(卷起或放開的)牽拉工具的變化區域。在一種實施方式中,一側開放的牽拉工具摩擦配合地至少局部纏繞主動節肢,在此,其兩個端部分別固定在相對置的從動節肢上。據此,牽拉工具的在通過主動節肢或者說在主動節肢上的卷起或放開和在從動節肢上的固定之間的部分分別代表本發明意義下的牽拉工具回行段。相反在另一種實施方式中,一側開放的牽拉工具摩擦配合地至少局部纏繞從動節肢,在此,其兩個端部分別固定在相對置的主動節肢上。據此,牽拉工具的在通過從動節肢或者說在從動節肢上的卷起或放開和在主動節肢上的固定之間的部分分別代表本發明意義下的牽拉工具回行段。

相應地,在一種實施方式中,一個或多個牽拉工具對的第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段分別在從動側、特別是在末端執行器側和/或在主動側彼此連接,或者相互獨立地固定在主動節肢和/或從動節肢上。相應地,一個或多個牽拉工具對可以封閉或環形地、半開放或單側地連接,或者由兩個單獨的牽拉工具構成。

在一種實施方式中,第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段通過同一主動節肢致動和/或通過同一從動節肢致動。例如,牽拉工具可以纏繞主動輪或固定在蹺板的兩個側邊上。第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段同樣也可以通過單獨的主動節肢致動和/或通過單獨的從動節肢致動,在此,在一種擴展方案中,優選主動裝置的單獨的主動節肢或從動裝置的單獨的從動節肢特別是被機械地、液壓地、氣動地和/或控制技術地實現反向同步。例如,兩個反向同步的線性執行元件可以反向地牽拉或推送第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段,或者兩個牽拉工具端部可以反向地調整機械裝置(例如平行四邊形機械裝置)的兩個聯接件。在一種實施方式中,在主動裝置和從動裝置之間可以設置一個或多個引導節肢和/或聯接節肢、特別是皮帶輪,用于引導或聯接牽拉工具回行段。

通過牽拉工具對被反向致動的自由度特別可以是手術器械的末端執行器的運動自由度,尤其是平移自由度或轉動自由度,例如手術刀、鉤子或者夾子、剪刀、鉗子等的鉗顎的轉動。相應地,從動裝置可以是末端執行器從動裝置,并且一個多個從動節肢可以與由單一組件或多個組件構成的末端執行器聯接,特別是固定地連接。自由度同樣也可以是鉸接式器械桿等的關節自由度。相應地,從動裝置可以是器械桿從動裝置,并將一個或多個從動節肢與鉸接式器械桿相聯接。在一種實施方式中,自由度是末端執行器相對于器械桿的樞轉自由度,末端執行器可運動或鉸接地安裝在該器械桿上,或者自由度是一器械桿部分相對于另一器械桿部分的樞轉自由度,末端執行器可運動或鉸接地安裝在該另一器械桿部分上。

在一種實施方式中,為了使器械、特別是末端執行器的兩個或多個自由度反向地致動,設有多個反向的牽拉工具對,下面為簡潔起見,特別是借助牽拉工具對進一步說明本發明。

在后面將要詳細說明的圖1示出了主動節肢A上的主動力FA和反作用力矩MR之間的靜態平衡,該反作用力矩由于末端執行器3.1的設計而作用于從動節肢3上。

主動節肢和從動節肢通過牽拉工具對與第一牽拉工具回行段1和反向的第二牽拉工具回行段2聯接,這些牽拉工具回行段分別通過預緊件來預緊,以使其在非致動狀態下具有牽拉預緊力或預緊切向力(Vorspannschnittkraft)FV。

由于主動力FA或反作用力矩MR的原因,在被拉動的第一牽拉工具回行段1中的牽拉預緊力或切向力F1將增大一彈性分量(Δl·c1),該彈性分量由該牽拉工具回行段的附加伸長Δl和牽拉剛度c1來確定:

F1=FV+Δl·c1(1)。

相應地,在松弛的第二牽拉工具回行段2中的牽拉預緊力或切向力F2會減少一彈性分量(Δl·c2),該彈性分量由該牽拉工具回行段的反向縮短Δl和牽拉剛度c2來確定:

F2=FV-Δl·c2(2)。

反作用力矩MR則由根據這兩個切削力F1、F2和杠桿臂r的靜態力矩平衡得出:

MR=(F1-F2)·r(3),

并與公式(1)、(2)相結合等到:

MR=(c1/c2+1)·(c2·Δl)·r(4)

在松弛的第二牽拉工具回行段2中,當消失的牽拉預緊力或切削力F2=0時,得出最大反作用力矩MR,max并由此得到可由末端執行器施加在周圍環境上的最大的力或可傳遞的最大主動力FA,max:

FV=Δl·c2(5)

代入(4)中,得到

MR,max=(c1/c2+1)·FV·r(7)

由上可知,在牽拉工具對被相同預緊的情況下,如果增大第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段的牽拉剛度的比例,則最大反作用力矩MR,max可以被放大,并由此使得特別是可由末端執行器施加在周圍環境上的最大力增大;或者反過來說,對于相同的最大反作用力矩,僅需要很小的預緊力FV。由于該預緊力特別是對牽拉工具加載,還要對支承件加載,并且難以施加,因此通過增大牽拉剛度的比例而有利地改進了器械,特別是器械的使用壽命會由于支承件和牽拉工具負載的減小而增加,和/或由于最大反作用力矩的增大并由此使得特別是可由末端執行器施加在周圍環境上的最大力的增大而改善了對器械的操作。

相應地根據本發明的一個方面,外科手術器械的至少一個被預緊的牽拉工具對的第一牽拉工具回行段,優選兩個或多個、特別是所有被預緊的牽拉工具對的第一牽拉工具回行段,分別具有比該牽拉工具對的第二牽拉工具回行段更大的牽拉剛度。

在本發明中,正如特別是根據公式(1)、(2)所得的結果,牽拉剛度c特別是指在牽拉工具回行段上的牽拉力F或牽拉工具回行段中的牽拉預緊力相對于由此導致或其產生的牽拉工具回行段的伸長Δl或拉伸增長(Δl/l)的比或商(c=F/Δl),優選為絕對的或者特定的或者與牽拉工具回行段的長度l相關(c=F/(Δl/l))的。也就是說,其他方面相同但具有兩倍長度的牽拉工具回行段在本發明意義下具有更小的絕對牽拉剛度(因為兩個半部會分別伸長并由此產生更大的總伸長Δl),但是在本發明意義下同樣的還有特定牽拉剛度或與長度有關的牽拉剛度。

如果牽拉剛度例如根據拉伸增長或牽拉預緊力而變化,則在一種實施方式中,第一牽拉工具回行段的牽拉剛度至少對于該牽拉工具回行段中的牽拉力或切向力來說要大于第二牽拉工具回行段的牽拉剛度,它們至少為1N和/或最高為500N,特別是最高為100N,特別是至少為10N,即,特別是至少在正常的工作范圍中。在一種擴展方案中,第一牽拉工具回行段的牽拉剛度始終大于第二牽拉工具回行段的牽拉剛度。需要指出的是,這種牽拉剛度需要以正常的運行條件為參考。相應地,在一種實施方式中,至少對于10℃和40℃之間的溫度而言,第一牽拉工具回行段的牽拉剛度大于第二牽拉工具回行段的牽拉剛度。

已經證實:有利的是使第一牽拉工具回行段的牽拉剛度比第二牽拉工具回行段的牽拉剛度大至少10%,特別是至少25%,并優選為至少50%。

牽拉工具回行段的牽拉剛度特別是與其材料有關,尤其是與材料的彈性系數或彈性模量有關。相應地,在一種實施方式中,完全或至少部分構成第一牽拉工具回行段的材料相比于完全或至少部分構成第二牽拉工具回行段的材料具有更大的牽拉剛度,特別是具有更大的彈性模量。在這種情況下,第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段可以具有至少基本相同的幾何形狀,特別是具有相同的橫截面積,這尤其是能夠簡化操作。在一種實施方式中,完全或至少部分構成第一牽拉工具回行段的材料的牽拉剛度、特別是彈性模量比完全或至少部分構成第二牽拉工具回行段的材料的牽拉剛度或彈性模量大至少10%、特別是至少大25%,并優選至少大50%。

牽拉工具回行段的牽拉剛度特別是與其幾何形狀有關,尤其是與其橫截面積有關。相應地,在一種實施方式中,第一牽拉工具回行段與幾何形狀、特別是橫截面積相關地具有比第二牽拉工具回行段更大的牽拉剛度。特別是第一牽拉工具回行段可以在其整個長度上或至少在其部分區域上具有比第二牽拉工具回行段更大的橫截面積,特別是最小橫截面積。第一牽拉工具回行段和/或第二牽拉工具回行段可以分別是單線或多線的。相應地,在一種實施方式中,與第二牽拉工具回行段相比,第一牽拉工具回行段可以具有更多的、特別是相等的線。在第一牽拉工具回行段與幾何形狀相關地具有更大牽拉剛度的情況下,第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段可以具有至少基本相同的材料,這特別可以使制造簡化。在一種實施方式中,第一牽拉工具回行段的最小橫截面積比第二牽拉工具回行段的最小橫截面積大至少10%,特別是大至少25%,并優選大至少50%。

前述的兩個方面可以相互結合。特別是第一牽拉工具回行段可以全部地(durchgehend)或至少局部地具有彈性模量和橫截面積、特別是線數量大于第二牽拉工具回行段的材料。

在一種實施方式中,牽拉工具全部由相同的材料構成并具有恒定的橫截面。同樣地,第一和/或牽拉工具回行段也可以局部地具有不同的材料和/或幾何形狀。這在機械上相當于彈簧或牽拉剛度的串聯。相應地,可以通過至少一個具有局部高牽拉剛度的部分,特別是由具有局部大彈性模量和/或局部大橫截面積的材料所構成的部分,來增大第一牽拉工具回行段的牽拉剛度;和/或通過至少一個具有局部小牽拉剛度的部分,特別是由具有局部小彈性模量和/或局部小橫截面積的材料所構成的部分,來降低第二牽拉工具回行段的牽拉剛度。這樣的部分特別可以與各個牽拉工具回行段的兩個端部、特別是固定部或者說卷起或放開區域間隔開,因此在一種實施方式中,第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段具有彼此相應的端部區域,這特別可以簡化操作。

如前所述,在預緊相同的情況下,可以通過提高牽拉工具對的被分別拉動的牽拉工具回行段或負載回行段的牽拉剛度來提高可施加的力矩或可施加的力,或者降低所必需的預緊。許多反向的牽拉工具對均具有主工作方向,沿該主工作方向傳遞的力或力矩大于沿相反反向傳遞的力或力矩。例如,使鉗子、剪刀、夾子等的鉗顎閉合所需要的力或力矩通常大于打開它們所需要的力或力矩。同樣,用于使特別是手術刀的刀刃沿其切割邊緣進給或用于切割的力或力矩通常要大于使其被提起或松開所需要的力或力矩。相應地,在一種實施方式中,具有較大牽拉剛度的第一牽拉工具回行段被設置用于使在主工作方向上的自由度致動,特別是用于閉合或剪切。主工作方向特別是指在運行中(應當)沿其施加較大的力或力矩的方向。在一種實施方式中,兩個牽拉工具對(其第一牽拉工具回行段分別具有較大的牽拉剛度)的主工作方向相反,例如特別是在鉗子、剪刀、夾子等的兩個鉗顎的情況下。

為了避免已固定好的牽拉工具松弛和/或已纏繞的牽拉工具發生滑移,需要對牽拉工具對進行預緊。為此,在一種實施方式中設有預緊件,用于對一個或多個牽拉工具對的第一和第二牽拉工具回行段實施共同預緊。在另一種實施方式中設有特別是由多部分組成的預緊件,用于對一個或多個牽拉工具對的第一和第二牽拉工具回行段實行單獨預緊。在一種實施方式中,預緊件或由多部分組成的預緊件的一部分可以具有一個或多個機械、液壓、氣動、磁性和/或電磁性的彈簧,在此,(電)磁性的彈簧在本發明中具有兩個彼此(電)磁相斥或相吸的元件。在一種實施方式中,例如可以通過改變彈簧硬度、預緊長度等來調節或調整預緊件。

外科手術器械可以被手動地致動。在特別是機器人引導的外科手術器械的一種優選的實施方式中,外科手術器械附加地或替代地具有致動裝置,該致動裝置包括一個或多個致動器。致動器特別是可以具有一個或多個電動機。致動器分別與牽拉工具對的主動裝置的一個或多個主動節肢是可有效連接的,特別是被有效連接,以使其能夠有利地使第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段被相反地、特別是反向同步地致動。致動器可以直接或特別是通過傳動器與主動裝置是有效連接的,特別是被有效連接。傳動器特別可以具有牽拉工具傳動器。相應地,在一種實施方式中,主動節肢可以通過牽拉工具與從動裝置是可有效連接的,并通過另一牽拉工具對與致動器是可有效連接的,特別是被有效連接。

如開始所述,根據本發明的器械特別適用于微創外科手術。相應地,在一種實施方式中,該器械具有器械桿,在該器械桿中設有一個或多個牽拉工具對,并且該器械桿被設置為,通過自然的或微創的身體開口插入,特別是所謂的套針(Trokar)。該器械相應地特別可以是內窺鏡手術器械,其具有被導入身體中的末端執行器以及相對置的體外致動裝置。

同樣如開始所述,根據本發明的器械特別適用于機器人微創外科手術。相應地在一種實施方式中,該器械具有用于連接機器人的接口。該接口特別可以設置在器械桿和/或致動裝置上。在一種實施方式中,該接口具有機械和/或磁性的、特別是電磁性的聯接件,用于聯接機器人和/或用于在機器人和器械之間傳輸信號、電能和/或流體、特別是氣體和/或液體的接口。

根據本發明的一個方面,特別是通過相應地預先設定各個牽拉工具回行段的材料和/或幾何形狀,將一個或多個預緊的牽拉工具對的第一牽拉工具回行段的牽拉剛度設計為大于各個牽拉工具對的第二牽拉工具回行段的牽拉剛度。根據本發明的另一個方面,由于牽拉工具對的主動裝置的致動而在一個或多個預緊的牽拉工具對的第一牽拉工具回行段中引起的牽拉預緊力的增長會由于第一牽拉工具回行段的更大牽拉剛度而大于在該牽拉工具對的第二牽拉工具回行段中的反向牽拉預緊力的降低,在此,例如為了進行清潔、測試等,該器械被遠離身體地致動。

附圖說明

本發明的其他優點和特征由從屬權利要求和實施例給出。在此部分示意性地示出了:

圖1:根據本發明一種實施方式的外科手術器械的一部分;和

圖2:以對應于圖1的視圖示出了根據本發明另一種實施方式的外科手術器械的一部分。

具體實施方式

參照前面所述,圖1示出了根據本發明一種實施方式的外科手術器械的一部分。該外科手術器械具有:主動裝置,其包括被可轉動安裝的蹺板A形式的主動節肢;和從動裝置,其包括另一個被可轉動安裝的蹺板3形式的從動節肢,在該從動裝置上固定有末端執行器3.1。

主動節肢和從動節肢通過預緊的牽拉工具對聯接,該牽拉工具對包括第一牽拉工具回行段1和反向的第二牽拉工具回行段2。通過預緊有預緊切向力FV作用在歐拉切向岸(EulerschenSchnittufern)上。

圖1示出了在施加有主動力FA的情況下的靜態平衡,該主動力由致動器(在此未示出)施加在主動節肢A上。這使得末端執行器3.1欲沿順時針方向轉動。但是由于末端執行器貼靠在周圍、例如體內的體腔上,因此末端執行器無法運動,在該末端執行器上作用有反作用力矩MR。

在這種靜態平衡中,被拉動的第一牽拉工具回行段1延長了Δl,而松弛的第二牽拉工具回行段2的在預緊條件下的伸長被反向縮短了Δl。為了清楚起見,在圖1中夸大示出了該伸長。此外還忽略了主動節肢和從動節肢、末端執行器和周圍環境或體腔的彈性變形。

如前所述,在該靜態平衡中,在被拉動的第一牽拉工具回行段1的歐拉切向岸上的切削力F1增大,而松弛的第二牽拉工具回行段2的對應的切向力F2則相應地減小。

正如在圖1中通過第一和第二牽拉工具回行段的不同線條粗細度所示出的那樣,基于幾何形狀、特別是橫截面積,第一牽拉工具回行段1具有比第二牽拉工具回行段2更大的牽拉剛度c1。附加地或替代地,也可以是構成第一牽拉工具回行段的材料具有比構成第二牽拉工具回行段的材料更大的彈性模量。

如前所述,最大反作用力矩MR,max并由此使得可由末端執行器3.1施加到周圍環境上的最大力或最大可傳遞的主動力MR,max適用于公式(7):

MR,max=(c1/c2+1)·FV·r

牽拉剛度c在此例如是測試牽拉力F和由該測試牽拉力引起的各個牽拉工具回行段的特別是關于總初始長度l的長度變化的商,其由橫截面面積Q和彈性模量E得出:

c=(E·Q)/l

由此可見,在預緊力相同的情況下,相比于具有相同牽拉剛度的均質牽拉工具對,通過大于c2的牽拉剛度c1能夠獲得更大的最大反作用力矩,或者說對于相同的最大反作用力矩得出更小的所需預緊力。

圖2以對應于圖1的視圖示出了根據本發明另一種實施方式的外科手術器械的一部分,在此,彼此相符的元件以相同的、可能通過撇號(“′”)來區分的附圖標記表示,因此請參考前面的說明,下面僅對與圖1所示實施方式的不同之處進行說明。

圖2中的外科手術器械具有兩個預緊的牽拉工具對(1′,2′)、(1″,2″),它們分別具有第一牽拉工具回行段1′或1″以及反向的第二牽拉回行段2′或2″,用于使末端執行器的兩個自由度反向地致動,該末端執行器呈夾子的形式并具有兩個鉗顎3.1′、3.1″,這兩個鉗顎將體腔夾在中間并由此獲得反作用力矩MR′或MR″。

牽拉工具對設置在一共有的器械桿4.2中,該器械桿的在末端執行器側的半部分(在圖2中的下方)通過自然或微創的身體開口(未示出)被導入。在相對置的端部上設有驅動裝置,該驅動裝置包括兩個以控制技術實現同步的、位于殼體4.1中的、電動機(未示出)形式的致動器,在此,該器械通過接口聯接在機器人上,并且電動機與主動節肢A′、A″有效連接,例如直接連接或通過傳動器聯接(未示出)。這些牽拉工具回行段通過具有由多部分構成的、具有彈簧V1′、V2′、V1″或V2″的預緊件被單獨地預緊。

在圖2所示的實施方式中,主動節肢和從動節肢A′、A″、3′或3″被構造為主動輪,它們被牽拉工具對分別局部地纏繞。相應地,各個牽拉工具對的第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段分別在末端執行器側(在圖2中的下方)和主動側(在圖2中的上方)彼此連接,而圖1所示實施方式中的第一牽拉工具回行段和第二牽拉工具回行段相互獨立地固定在主動節肢和從動節肢A、3上。在圖2所示的實施方式中,牽拉工具的通過或者說在各個主動輪上的卷起或放開之間的自由部分構成牽拉工具回行段。

在圖2所示的實施方式中,鉗顎3.1′、3.1″的閉合方向構成對應的牽拉工具對的主工作方向。相應地,其第一牽拉工具回行段1′、1″被設置用于使夾子鉗顎3.1′、3.1″的自由度沿主工作方向致動,特別是閉合。

附圖標記列表

1;1′;1″第一牽拉工具回行段

2;2′;2″第二牽拉工具回行段

3;3′;3″從動節肢(末端執行器從動裝置)

3.1,3.1′;3.1″末端執行器

4.1驅動裝置殼體

4.2器械桿

A;A′,A″主動節肢(主動裝置)

V1′,V2′,V1″,V2″預緊件(部分)。

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