ITFI20100076A1 - ROBOTIC SYSTEM FOR MINIMUM INVASIVE SURGERY INTERVENTIONS - Google Patents

ROBOTIC SYSTEM FOR MINIMUM INVASIVE SURGERY INTERVENTIONS Download PDF

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ITFI20100076A1
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proximal
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Paolo Dario
Arianna Menciassi
Marco Piccigallo
Claudio Quaglia
Umberto Scarfogliero
Selene Tognarelli
Pietro Valdastri
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Scuola Superiore Di Studi Universit Ari E Di Perfe
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Description

APPARATO ROBOTICO PER INTERVENTI DI CHIRURGIA MINIMAMENTE ROBOTIC APPARATUS FOR MINIMALLY SURGERY

INVASIVA INVASIVE

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Settore dell’invenzione Sector of the invention

La presente invenzione si riferisce ad un apparato robotico per interventi di chirurgia minimamente invasiva (nel seguito detta per semplicità miniinvasiva), in particolar modo di laparoscopia. The present invention refers to a robotic apparatus for minimally invasive surgery (hereinafter referred to as minimally invasive simplicity), in particular for laparoscopy.

Stato dell’arte State of the art

Nelle procedure di chirurgia tradizionale, o a cielo aperto, il chirurgo pratica un’incisione generalmente molto estesa. Fatto ciò, il chirurgo interviene sulla parte d’interesse manualmente o tramite strumenti ad azionamento manuale. Si hanno dunque i seguenti vantaggi per il chirurgo: In traditional or open surgery procedures, the surgeon makes a generally very large incision. Once this is done, the surgeon intervenes on the part of interest manually or using manually operated tools. There are therefore the following advantages for the surgeon:

visione stereoscopica - e quindi percezione delle distanze relative -grazie alla visione diretta tra gli occhi del chirurgo stesso e lo scenario operatorio; stereoscopic vision - and therefore perception of relative distances - thanks to the direct vision between the eyes of the surgeon himself and the operating scenario;

- ritorno di forza e sensazione tattile naturali, dato che il chirurgo usa le proprie mani per esercitare forze sul tessuto in modo diretto o al più mediato da un singolo strumento. - return of natural force and tactile sensation, since the surgeon uses his hands to exert forces on the tissue directly or at the most mediated by a single instrument.

L’aspetto negativo più rilevante della chirurgia tradizionale è legato all’alta invasività della procedura, che implica lunghi tempi di degenza. The most significant negative aspect of traditional surgery is linked to the high invasiveness of the procedure, which implies long hospital stays.

Nella chirurgia addominale, un significativo miglioramento in termini di minor invasività si è avuto con l’introduzione delle tecniche laparoscopiche. In questo caso si praticano dalle tre alle cinque piccole incisioni (tipicamente da 3 mm o 5 mm, talvolta da 8 mm) nel corpo del paziente e, dopo aver insufflato la cavità addominale, si procede con l’intervento chirurgico. Tipicamente, una incisione viene usata per il passaggio della telecamera, mentre dalle altre entrano strumenti operatori o di assistenza. Gli strumenti operatori per laparoscopia vengono fatti passare attraverso un corpo tubolare di supporto inserito transcutaneamente nell’incisione e detto trocar, il quale realizza una cosiddetta “porta” addominale. In abdominal surgery, a significant improvement in terms of less invasiveness has been achieved with the introduction of laparoscopic techniques. In this case, three to five small incisions (typically 3 mm or 5 mm, sometimes 8 mm) are made in the patient's body and, after having insufflated the abdominal cavity, the surgery is carried out. Typically, one incision is used for the passage of the camera, while the others enter operating or assistance tools. The surgical instruments for laparoscopy are passed through a tubular support body inserted transcutaneously into the incision and called trocar, which creates a so-called abdominal "door".

Dal punto di vista del chirurgo, la procedura laparoscopica risulta molto più complessa rispetto alla chirurgia tradizionale per i seguenti motivi: From the surgeon's point of view, the laparoscopic procedure is much more complex than traditional surgery for the following reasons:

il campo di vista e la qualità della visione sono ridotti, in quanto generalmente si usa una telecamera bidimensionale e si viene quindi a perdere la stereoscopia e la relativa percezione della distanza, tipica della chirurgia tradizionale; il movimento dello strumento chirurgico è invertito rispetto alla mano del chirurgo, a causa dell’effetto fulcro tipico degli strumenti per laparoscopia; the field of view and the quality of vision are reduced, as a two-dimensional camera is generally used and therefore stereoscopy and the relative perception of distance, typical of traditional surgery, are lost; the movement of the surgical instrument is reversed with respect to the surgeon's hand, due to the fulcrum effect typical of laparoscopic instruments;

il feedback di forza è distorto dalla presenza del trocar; force feedback is distorted by the presence of the trocar;

- la destrezza dello strumento è fortemente limitata a pochi gradi di libertà. D’altro canto, grazie alla ridotta invasività delle procedure laparoscopiche il tempo di degenza è fortemente ridotto. - the dexterity of the instrument is severely limited to a few degrees of freedom. On the other hand, thanks to the reduced invasiveness of laparoscopic procedures, hospitalization time is greatly reduced.

Alcuni dei sopra esposti svantaggi della laparoscopia sono superati dal sistema cosiddetto “Da Vinci” (H. Palep: Robotic assi sted mini mally invasive surgery, in Journal of Minimal Access Surgery, voi. 5, issue 1, 2009), unico esempio disponibile sul mercato di piattaforma robotica per chirurgia laparoscopica. Tale piattaforma è costituita da due parti principali, e precisamente una console di controllo “master”, dove il chirurgo ha la possibilità di vedere lo scenario operatorio su un display tridimensionale e di tele-operare quattro bracci robotici, ed un sistema robotico “slave”, costituito dai suddetti bracci robotici (tre da 8 mm di diametro per strumenti laparoscopici ed uno da 12 mm di diametro per il sistema di visione stereoscopico). Ai quatto fori per i suddetti strumenti, si deve aggiungere un foro addizionale per il passaggio di strumentazione di supporto alla procedura chirurgica (ad esempio spugne, ago e filo da sutura, pinzette emostatiche, etc.). Some of the aforementioned disadvantages of laparoscopy are overcome by the so-called "Da Vinci" system (H. Palep: Robotic axis sted mini mally invasive surgery, in Journal of Minimal Access Surgery, vol. 5, issue 1, 2009), the only example available on robotic platform market for laparoscopic surgery. This platform consists of two main parts, namely a "master" control console, where the surgeon has the possibility to see the operating scenario on a three-dimensional display and to tele-operate four robotic arms, and a "slave" robotic system , consisting of the aforementioned robotic arms (three of 8 mm in diameter for laparoscopic instruments and one of 12 mm in diameter for the stereoscopic vision system). To the four holes for the aforementioned instruments, an additional hole must be added for the passage of support instruments to the surgical procedure (for example sponges, needle and suture thread, hemostatic tweezers, etc.).

I principali vantaggi introdotti dal sistema Da Vinci rispetto alle procedure laparoscopiche tradizionali consistono in: The main advantages introduced by the Da Vinci system over traditional laparoscopic procedures are:

visione stereoscopica, quindi migliore percezione delle distanze; controllo intuitivo, in quanto grazie all’approccio robotico si compensa l’effetto fulcro tipico degli strumenti laparoscopici; stereoscopic vision, therefore better perception of distances; intuitive control, as thanks to the robotic approach the fulcrum effect typical of laparoscopic instruments is compensated;

- scaling dello spazio di lavoro, grazie al quale ad un movimento ampio della mano del chirurgo sul master equivale un movimento piccolo, ma altamente preciso, dello strumento robotizzato; - scaling of the workspace, thanks to which a large movement of the surgeon's hand on the master equals a small but highly precise movement of the robotic instrument;

destrezza comparabile alla mano del chirurgo, grazie ai sette gradi di libertà tipici di ciascun braccio operativo del Da Vinci. dexterity comparable to the surgeon's hand, thanks to the seven degrees of freedom typical of each operating arm of the Da Vinci.

E’ altresì vero che il Da Vinci presenta ancora diversi limiti che lo rendono indicato solo per procedure altamente selezionate e particolari. Tra tali limiti ricordiamo: It is also true that the Da Vinci still has several limitations that make it suitable only for highly selected and particular procedures. Among these limits we remember:

alto costo; expensive;

lunghi tempi di preparazione; long preparation times;

ingombro dei bracci robotici esterni; overall dimensions of the external robotic arms;

incremento dell’invasività rispetto a procedure di laparoscopia (totale di cinque fori, con un foro da 12 mm, tre fori da 8 mm e un foro da 5 mm); increased invasiveness compared to laparoscopy procedures (total of five holes, with a 12 mm hole, three 8 mm holes and a 5 mm hole);

- mancanza di un feedback di forza (che non può essere ottenuto dall’informazione della corrente nei motori in quanto, a causa dell’attuazione esterna a cavi, essa non si può considerare proporzionale alla forza esercitata dall’end effector). - lack of force feedback (which cannot be obtained from the information of the current in the motors since, due to the external cable actuation, it cannot be considered proportional to the force exerted by the end effector).

Un approccio alternativo molto promettente sembra essere quello della cosiddetta Robotic NOTES ( Naturai Orifice Transluminal Surgery). Tale approccio è attivo al momento solo a livello di ricerca (D. Oleynikov, M. Rentschler, A. Hadzialic, J. Dumpert, S.R. Platt, S. Farrito: Miniature robots can assist in laparoscopie cholecystectomy, Surg Endosc., voi. 19, pp. 473-476, DOI: 10.1007/s00464-004-8918-6, 2005). In questo caso un mini-robot “auto-sufficiente” viene introdotto nel corpo del paziente attraverso un orifizio naturale (oppure una singola porta addominale) e bloccato all’interno tramite sistemi magnetici o ad aghi. In questo caso l’invasività è ridotta al minimo, in quanto possono non aversi fori transcutanei nel corpo del paziente, eliminando rischi di infezione e cicatrici. A very promising alternative approach seems to be that of the so-called Robotic NOTES (Naturai Orifice Transluminal Surgery). This approach is currently active only at the research level (D. Oleynikov, M. Rentschler, A. Hadzialic, J. Dumpert, S.R. Platt, S. Farrito: Miniature robots can assist in laparoscopie cholecystectomy, Surg Endosc., Vol. 19 , pp. 473-476, DOI: 10.1007 / s00464-004-8918-6, 2005). In this case, a "self-sufficient" mini-robot is introduced into the patient's body through a natural orifice (or a single abdominal door) and locked inside by magnetic or needle systems. In this case, invasiveness is reduced to a minimum, as there may be no transcutaneous holes in the patient's body, eliminating the risk of infection and scarring.

I principali limiti di questo approccio sono: The main limitations of this approach are:

destrezza, per il momento, ancora molto limitata; dexterity, for the moment, still very limited;

- potenza ridotta, a causa del fatto che tutti gli attuatori vengono messi a bordo del robot. - reduced power, due to the fact that all the actuators are placed on board the robot.

A proposito di quest’ultimo aspetto, dato che il robot deve passare attraverso lumi naturali o attraverso una singola porta di accesso, le sue dimensioni dovranno necessariamente essere minime e si dovranno quindi usare motori di dimensioni appunto ridotte e di conseguenza di bassa potenza. Pertanto, l’approccio NOTES non è in grado di garantire le prestazioni del sistema Da Vinci in termini di velocità di moto dello strumento e forza di trazione. Quest’ultimo aspetto è legato anche alla mancanza di uno stabile supporto rigido dei bracci operativi che consenta di esercitare forze di entità significativa nella manipolazione per task chirurgici. Regarding the latter aspect, given that the robot must pass through natural lights or through a single access door, its dimensions must necessarily be minimal and therefore motors of precisely reduced dimensions and consequently of low power must be used. Therefore, the NOTES approach is not able to guarantee the performance of the Da Vinci system in terms of instrument motion speed and traction force. This last aspect is also linked to the lack of a stable rigid support of the operating arms that allows for the exerting of forces of significant magnitude in manipulation for surgical tasks.

In sintesi, quindi, le attuali soluzioni per procedure di chirurgia miniinvasiva basate su bracci robotici manovrati dall’esterno prevedono unità ingombranti e richiedono comunque incisioni più invasive rispetto alle tecniche tradizionali di laparoscopia (ormai ben radicate nella moderna pratica chirurgica). D’altro canto, la soluzione basata su robot che navigano nel corpo è ancora in uno stato embrionale e sembra non riuscire a garantire la stabilità, la destrezza e la potenza necessarie per interventi chirurgici nella cavità addominale. In summary, therefore, the current solutions for minimally invasive surgery procedures based on robotic arms operated from the outside provide for bulky units and still require more invasive incisions than traditional laparoscopy techniques (now well rooted in modern surgical practice). On the other hand, the solution based on robots that navigate the body is still in an embryonic state and seems to fail to guarantee the stability, dexterity and power necessary for surgery in the abdominal cavity.

Pertanto, i sistemi noti non ottengono un compromesso ottimale fra destrezza, potenza e gradi di libertà da una parte e mini-invasività (anche con possibilità di singola porta di accesso) dall’altra. In particolare, come detto sopra i sistemi che consentono di operare in condizioni di minima invasività, con porta di accesso singola o attraverso un orifizio naturale, non permettono di ottenere la stabilità e le potenze necessarie nella chirurgia addominale. Therefore, known systems do not obtain an optimal compromise between dexterity, power and degrees of freedom on the one hand and minimally invasive (even with the possibility of a single access door) on the other. In particular, as mentioned above, the systems that allow to operate in conditions of minimal invasiveness, with a single access door or through a natural orifice, do not allow to obtain the stability and power necessary in abdominal surgery.

Sommario dell’invenzione Summary of the invention

Il problema tecnico posto e risolto dalla presente invenzione è pertanto quello di fornire un apparato robotico per interventi di chirurgia miniinvasiva che consenta di ovviare agli inconvenienti appena menzionati con riferimento alla tecnica nota. The technical problem posed and solved by the present invention is therefore that of providing a robotic apparatus for minimally invasive surgery which allows to obviate the aforementioned drawbacks with reference to the known art.

Tale problema viene risolto da un apparato robotico secondo la rivendicazione 1. This problem is solved by a robotic apparatus according to claim 1.

Caratteristiche preferite della presente invenzione sono presenti nelle rivendicazioni dipendenti della stessa. Preferred features of the present invention are present in the dependent claims thereof.

La presente invenzione fornisce alcuni rilevanti vantaggi. Il vantaggio principale consiste nel fatto che essa consente di ottenere un supporto stabile per i bracci operativi pur operando attraverso un unico lume (ad esempio l’ombelico) o porta di accesso. Tale stabilità meccanica durante l’intervento è condizione necessaria per l’accuratezza di questo. Inoltre, in virtù di detta stabilità i bracci robotici possono esercitare forze di entità significativa ed essere quindi in grado di eseguire qualsiasi task manipolatorio necessario ai fini chirurgici. The present invention provides some relevant advantages. The main advantage consists in the fact that it allows to obtain a stable support for the operating arms while operating through a single lumen (for example the navel) or access door. This mechanical stability during surgery is a necessary condition for its accuracy. Furthermore, by virtue of said stability, the robotic arms can exert forces of significant magnitude and therefore be able to perform any manipulatory task necessary for surgical purposes.

Ancora, operando attraverso bracci comunque attuabili dall’esterno l’apparato dell’invenzione può esercitare potenze importanti ed ottenere una soddisfacente destrezza. Furthermore, by operating through arms that can still be implemented from the outside, the apparatus of the invention can exercise important powers and obtain satisfactory dexterity.

Infine, in virtù di detto supporto stabile per i bracci l’apparato ottiene comunque una effettiva bi-manualità pur potendo operare attraverso un unico lume o porta di accesso. Finally, by virtue of said stable support for the arms, the apparatus still obtains an effective two-handedness while being able to operate through a single light or access door.

Altri vantaggi, caratteristiche e le modalità di impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo. Other advantages, characteristics and methods of use of the present invention will become evident from the following detailed description of some embodiments, presented by way of non-limiting example.

Descrizione breve delle figure Brief description of the figures

Verrà fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: Reference will be made to the figures of the attached drawings, in which:

<■>la Figura 1 mostra una schematica vista in prospettiva di una forma di realizzazione preferita di un apparato robotico secondo l'invenzione, in una configurazione esemplificativa a due bracci (bimanuale), ciascuno dei quali a struttura seriale, ossia con una disposizione seriale di relativi giunti rotativi; Figure 1 shows a schematic perspective view of a preferred embodiment of a robotic apparatus according to the invention, in an exemplary configuration with two arms (bimanual), each of which has a serial structure, i.e. with a serial arrangement of relative rotary joints;

<■>le Figure da 2A a 2I mostrano ciascuna una vista in prospettiva dell’apparato di Figura 1 in una fase di inserimento di un relativo braccio attraverso un corpo introduttore che funge da porta di accesso laparoscopica; <■> Figures 2A to 2I each show a perspective view of the apparatus of Figure 1 in a step of insertion of a relative arm through an introducer body which acts as a laparoscopic access door;

<■>la Figura 3 mostra una vista in prospettiva posteriore di parte dell’apparato robotico di Figura 1 che evidenzia relativi mezzi di bloccaggio dei bracci sul corpo introduttore secondo una prima variante di realizzazione; <■> Figure 3 shows a rear perspective view of part of the robotic apparatus of Figure 1 which highlights the relative locking means of the arms on the introducer body according to a first variant embodiment;

<■>le Figure 4A, 4B e 4C mostrano ciascuna una vista in prospettiva frontale dell’apparato robotico di Figura 3 in una rispettiva fase della procedura di bloccaggio dei relativi bracci sul corpo introduttore; <■> Figures 4A, 4B and 4C each show a front perspective view of the robotic apparatus of Figure 3 in a respective phase of the locking procedure of the related arms on the introducer body;

<■>le Figure 5A e 5B mostrano ciascuna una rispettiva vista frontale dell’apparato robotico di Figura 3 che corrisponde rispettivamente alle fasi di Figura 4A, 4B e 4C; <■> Figures 5A and 5B each show a respective front view of the robotic apparatus of Figure 3 which corresponds respectively to the phases of Figure 4A, 4B and 4C;

<■>la Figura 6 mostra una vista frontale di una seconda variante di realizzazione dei mezzi di bloccaggio dei bracci dell’apparato robotico di Figura 1 ; <■> Figure 6 shows a front view of a second embodiment variant of the means for locking the arms of the robotic apparatus of Figure 1;

<■>la Figura 7 mostra una vista in prospettiva laterale di una prima forma di realizzazione preferita di un braccio robotico dell’apparato di Figura 1; <■> Figure 7 shows a side perspective view of a first preferred embodiment of a robotic arm of the apparatus of Figure 1;

<■>le Figure 8A e 8B si riferiscono al braccio robotico di Figura 7, mostrandone rispettivamente una vista in prospettiva ed una sezione longitudinale eseguita secondo la linea A-A di quest’ultima figura ed evidenziando la realizzazione di mezzi di trasmissione del moto da attuatori esterni ai primi due giunti del braccio; <■> Figures 8A and 8B refer to the robotic arm of Figure 7, showing respectively a perspective view and a longitudinal section taken along the line A-A of the latter figure and highlighting the realization of means for transmitting motion from external actuators at the first two joints of the arm;

<■>la Figura 9 mostra una vista in prospettiva dell’apparato robotico di Figura 1, che evidenzia una variante di realizzazione per la disposizione relativa dei due bracci; <■> Figure 9 shows a perspective view of the robotic apparatus of Figure 1, which highlights a variant embodiment for the relative arrangement of the two arms;

<■>le Figure 10A e 10B mostrano ciascuna una vista in prospettiva dell’apparato robotico di Figura 9 in una rispettiva fase di introduzione di un braccio di questo nel corpo introduttore; <■> Figures 10A and 10B each show a perspective view of the robotic apparatus of Figure 9 in a respective step of introducing an arm thereof into the introducer body;

<■>la Figura 11 mostra una vista in prospettiva di una variante di realizzazione di mezzi di trasmissione del moto da attuatori esterni ai primi due giunti del braccio di Figura 7; Figure 11 shows a perspective view of a variant embodiment of motion transmission means from external actuators to the first two joints of the arm of Figure 7;

<■>la Figura 12 mostra una vista in prospettiva di una sezione trasversale del braccio robotico di Figura 7, che evidenzia una ulteriore variante di realizzazione di mezzi di trasmissione del moto da attuatori esterni ai primi tre giunti del braccio stesso; Figure 12 shows a perspective view of a transverse section of the robotic arm of Figure 7, which highlights a further variant embodiment of motion transmission means from external actuators to the first three joints of the arm itself;

<■>la Figura 13 mostra una vista in prospettiva laterale, parzialmente in spaccato, del braccio di Figura 12 che evidenzia un meccanismo interno di trasmissione a cavi; Figure 13 shows a partially cut-away side perspective view of the arm of Figure 12 showing an internal cable transmission mechanism;

<■>la Figura 14 mostra una vista in esploso di un dispositivo di pretensionamento del braccio di Figura 12; Figure 14 shows an exploded view of a pre-tensioning device of the arm of Figure 12;

<■>la Figura 15 mostra una schematica vista in prospettiva frontale dell’apparato robotico di Figura 1 che incorpora i mezzi di trasmissione a cavi di Figura 12; <■> Figure 15 shows a schematic front perspective view of the robotic apparatus of Figure 1 which incorporates the cable transmission means of Figure 12;

<■>la Figura 16 mostra una vista in prospettiva laterale parzialmente in esploso di una forma di realizzazione preferita di una parte distale di braccio robotico dell’apparato di Figura 1, compatibile con le varianti di realizzazione delle precedenti figure; <■> Figure 16 shows a partially exploded side perspective view of a preferred embodiment of a distal part of the robotic arm of the apparatus of Figure 1, compatible with the embodiment variants of the previous figures;

<■>le Figure 17A, 17B e 17C si riferiscono ad un meccanismo di trasmissione della porzione di braccio di Figura 16, mostrandone rispettivamente una vista in prospettiva, una vista in pianta ed una vista laterale; Figures 17A, 17B and 17C refer to a transmission mechanism of the arm portion of Figure 16, showing a perspective view, a plan view and a side view respectively;

<■>le Figure 18A, 18B e 18C si riferiscono ad una forma di realizzazione preferita di un giunto intermedio di un braccio robotico dell’apparato di Figura 1, mostrandone rispettivamente una vista in prospettiva parzialmente in spaccato, una vista in sezione frontale ed una vista in sezione laterale; Figures 18A, 18B and 18C refer to a preferred embodiment of an intermediate joint of a robotic arm of the apparatus of Figure 1, showing respectively a partially cut-away perspective view, a front sectional view and a side sectional view;

<■>le Figure 19A e 19B mostrano rispettive viste in prospettiva - quella di Figura 19B come ingrandimento di un particolare - di una forma di realizzazione preferita di un braccio robotico compatibile con l’apparato di Figura 1 e che prevede una disposizione ibrida parallelo/seriale di relativi giunti rotativi; Figures 19A and 19B show respective perspective views - that of Figure 19B as an enlargement of a detail - of a preferred embodiment of a robotic arm compatible with the apparatus of Figure 1 and which provides a parallel hybrid arrangement / serial of relative rotary joints;

<■>le Figure 20 e 21 si riferiscono ad un meccanismo di attuazione di giunti prossimali del braccio robotico di Figura 19A, 19B, mostrando rispettivamente una vista in prospettiva del meccanismo ed una vista laterale di un particolare di questo; Figures 20 and 21 refer to a mechanism for actuating proximal joints of the robotic arm of Figures 19A, 19B, showing respectively a perspective view of the mechanism and a side view of a detail thereof;

<■>le Figure 22A, 22B e 22C mostrano ciascuna una vista in prospettiva relativa ad una variante di un sistema di introduzione; Figures 22A, 22B and 22C each show a perspective view relating to a variant of an introduction system;

<■>le Figure 22D e 22E mostrano ciascuna una vista in prospettiva di un medesimo dettaglio ingrandito del corpo introduttore di Fig. 22A; Figures 22D and 22E each show a perspective view of the same enlarged detail of the introducer body of Fig. 22A;

<■>le Figure 23A, 23B, 23C e 24 mostrano ciascuna una vista in prospettiva del braccio robotico di Figura 19A, 19B e del corpo introduttore di Figura 22A-22E in una rispettiva fase dell'inserimento del primo nel secondo; Figures 23A, 23B, 23C and 24 each show a perspective view of the robotic arm of Figure 19A, 19B and of the introducer body of Figure 22A-22E in a respective step of inserting the first into the second;

<■>la Figura 25 mostra una vista in prospettiva di due bracci robotici realizzati secondo la Figura 19A, 19B inseriti nel corpo introduttore di Figura 22A; Figure 25 shows a perspective view of two robotic arms made according to Figure 19A, 19B inserted in the introducer body of Figure 22A;

<■>le Figure 26A e 26B mostrano ciascuna una vista in prospettiva di una variante di realizzazione di un corpo introduttore, rispettivamente in una configurazione di minimo ingombro ed in una configurazione dispiegata; Figures 26A and 26B each show a perspective view of a variant embodiment of an introducer body, respectively in a configuration of minimum bulk and in an unfolded configuration;

<■>la Figura 27 mostra una schematica vista in prospettiva dell’apparato robotico di Figura 1 in un’altra configurazione che incorpora due bracci robotici parallelo/seriali analoghi a quello di Figura 19A, 19B ed un braccio seriale analogo a quello di Figura 7. Figure 27 shows a schematic perspective view of the robotic apparatus of Figure 1 in another configuration which incorporates two parallel / serial robotic arms similar to that of Figure 19A, 19B and a serial arm similar to that of Figure 7 .

Descrizione dettagliata di forme preferite di realizzazione Detailed description of preferred embodiments

Struttura generale dell’apparato robotico General structure of the robotic apparatus

Con riferimento inizialmente alla Figura 1, un apparato robotico per interventi di chirurgia miniinvasiva secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione è complessivamente denotato con 100. With reference initially to Figure 1, a robotic apparatus for minimally invasive surgery according to a preferred embodiment of the invention is generally denoted with 100.

In tale figura, l’apparato 100 è rappresentato in una configurazione esemplificativa che prevede un primo ed un secondo braccio robotico, denotati rispettivamente con 101 e 102, ciascuno presentante una pluralità di giunti articolati disposti longitudinalmente lungo il braccio stesso secondo una struttura seriale. In particolare, ciascun braccio 101, 102 presenta sei gradi di libertà. La porzione di estremità distale (rispetto al chirurgo) di ciascun braccio robotico 101, 102 può essere dotata di strumenti chirurgici, quali ad esempio pinze 109, o di sensori, quali videocamere o sensori biometrici. In this figure, the apparatus 100 is represented in an exemplary configuration which provides a first and a second robotic arm, respectively denoted by 101 and 102, each having a plurality of articulated joints arranged longitudinally along the arm itself according to a serial structure. In particular, each arm 101, 102 has six degrees of freedom. The distal end portion (with respect to the surgeon) of each robotic arm 101, 102 can be equipped with surgical instruments, such as for example forceps 109, or with sensors, such as video cameras or biometric sensors.

Configurazioni alternative dell’apparato 100 verranno descritte più avanti con riferimento ad esempio alla Figura 27, nella quale l’apparato stesso comprende un braccio seriale 101 e due bracci a struttura ibrida parallelo/seriale denotati rispettivamente con 201 e 202. Alternative configurations of the apparatus 100 will be described later with reference for example to Figure 27, in which the apparatus itself includes a serial arm 101 and two parallel / serial hybrid structure arms denoted respectively with 201 and 202.

Tornando quindi alla Figura 1, l’apparato 100 comprende anche un corpo di supporto 103, o introduttore, presentante una struttura tubolare a geometria cilindrica nel suo complesso analoga a e compatibile con quella di un trocar. Il corpo di supporto 103 presenta un asse longitudinale di simmetria denotato con X in Figura 1. Returning therefore to Figure 1, the apparatus 100 also includes a support body 103, or introducer, presenting a tubular structure with a cylindrical geometry as a whole similar to and compatible with that of a trocar. The support body 103 has a longitudinal axis of symmetry denoted by X in Figure 1.

Il corpo di supporto 103 è atto appunto a fungere da introduttore dei bracci 101 e 102 nel corpo del paziente, consentendo il passaggio di entrambi attraverso di esso, L’apparato 100 comprende inoltre un sistema di visione stereoscopica 104, rappresentato schematicamente in Figura 1. Tale sistema di visione 104 può essere associato ad uno dei bracci 101 o 102 oppure introdotto attraverso il corpo di supporto 103 con altri mezzi. The support body 103 is adapted to act as an introducer of the arms 101 and 102 into the patient's body, allowing both to pass through it. The apparatus 100 also comprises a stereoscopic vision system 104, schematically represented in Figure 1. This vision system 104 can be associated with one of the arms 101 or 102 or introduced through the support body 103 by other means.

Modalità esemplificativa di inserimento dei bracci robotici seriali attraverso il corpo introduttore Exemplary mode of inserting the serial robotic arms through the introducer body

Come detto sopra, il corpo introduttore 103 è concepito per consentire l’introduzione dei bracci robotici dell’apparato 100 entro il corpo del paziente. As mentioned above, the introducer body 103 is designed to allow the introduction of the robotic arms of the apparatus 100 into the patient's body.

Una modalità di introduzione preferita prevede l'inserimento di un braccio robotico per volta. Le Figure da 2A a 2I mostrano appunto, schematicamente ed in sequenza, come ciascuno dei bracci robotici 101 e 102 viene inserito, durante un intervento di chirurgia minimamente invasiva, attraverso il corpo introduttore 103. A preferred entry method involves inserting one robotic arm at a time. Figures 2A to 2I show precisely, schematically and in sequence, how each of the robotic arms 101 and 102 is inserted, during a minimally invasive surgery, through the introducer body 103.

In particolare, come mostrato nelle Figure 2A e 2B, durante l’inserzione il primo braccio 101 viene disposto longitudinalmente entro il corpo introduttore 103 in una configurazione di allineamento rettilineo dei propri giunti. In particular, as shown in Figures 2A and 2B, during insertion the first arm 101 is arranged longitudinally within the introducer body 103 in a rectilinear alignment configuration of its joints.

Durante tale inserimento, braccio 101 e corpo 103 sono accoppiati scorrevolmente mediante rispettivi mezzi di impegno complementari, meglio visibili in Figura 3. Nel presente esempio, tali mezzi di impegno comprendono una costa longitudinale 112 sporgente da una prima porzione prossimale di base 110 del braccio 101 ed atta a scorrere in una rispettiva scanalatura 113 praticata nella parete interna del corpo di supporto 103. During this insertion, arm 101 and body 103 are slidingly coupled by respective complementary engagement means, better visible in Figure 3. In the present example, these engagement means comprise a longitudinal rib 112 protruding from a first proximal base portion 110 of the arm 101 and able to slide in a respective groove 113 made in the internal wall of the support body 103.

Con riferimento ora alle Figure 2C, 2D, 2E e 2F, una volta che una seconda porzione prossimale 111 del braccio 101 è fuoriuscita dal corpo introduttore 103 entro la cavità addominale o altro distretto corporeo, i giunti prossimali del braccio 101 vengono attuati (secondo modalità che verranno descritte più avanti) in modo tale da consentire una rotazione sostanzialmente di 90 gradi del giunto più prossimale verso l’esterno rispetto all’asse longitudinale del corpo introduttore 103. With reference now to Figures 2C, 2D, 2E and 2F, once a second proximal portion 111 of the arm 101 has emerged from the introducer body 103 into the abdominal cavity or other body district, the proximal joints of the arm 101 are implemented (according to modality which will be described later) in such a way as to allow a rotation of substantially 90 degrees of the most proximal joint towards the outside with respect to the longitudinal axis of the introducer body 103.

Con riferimento alle Figure 2G, 2H e 2I, viene quindi introdotto il secondo braccio 102, secondo modalità analoghe a quelle sopra descritte per il primo braccio. With reference to Figures 2G, 2H and 2I, the second arm 102 is then introduced, according to methods similar to those described above for the first arm.

Una volta portati nella configurazione introdotta di Figura 2I, i bracci 101 e 102 vengono bloccati sul corpo introduttore 103 secondo modalità che verranno descritte a breve. Once brought into the configuration introduced in Figure 2I, the arms 101 and 102 are locked onto the introducer body 103 in a manner which will be described shortly.

Prima modalità di bloccaggio dei bracci robotici sul corpo introduttore First way of locking the robotic arms on the introducer body

Con riferimento alla Figura 3, come detto sopra ciascun braccio robotico 101, 102 presenta una prima porzione prossimale di base 110 atta ad accoppiarsi scorrevolmente con la parete interna del corpo introduttore 103. With reference to Figure 3, as mentioned above, each robotic arm 101, 102 has a first proximal base portion 110 suitable for slidingly coupling with the internal wall of the introducer body 103.

Inoltre, sempre come già menzionato, ciascun braccio robotico 101, 102 presenta una seconda porzione prossimale 111, disposta distalmente rispetto alla prima porzione prossimale ed associata alla suddetta pluralità di giunti articolati ed a sua volta articolata alla porzione di base 110 in modo tale da poter ruotare di 90 gradi circa rispetto a questa, ossia rispetto all’asse longitudinale X del corpo introduttore 103. Tale “piegamento” del braccio può essere passivo o attuato esternamente, ad esempio mediante sistemi di azionamento a cavi o altri mezzi di trasmissione meccanica di tipo di per sé noto. Furthermore, again as already mentioned, each robotic arm 101, 102 has a second proximal portion 111, disposed distally with respect to the first proximal portion and associated with the aforementioned plurality of articulated joints and in turn articulated to the base portion 110 in such a way as to be able to rotate approximately 90 degrees with respect to this, that is with respect to the longitudinal axis X of the introducer body 103. This "bending" of the arm can be passive or externally implemented, for example by means of cable drive systems or other mechanical transmission means of the type per se known.

Nel presente esempio, in corrispondenza della propria estremità prossimale la seconda porzione 111 di ciascun braccio reca una sede di bloccaggio 117, meglio visibile in Figura 5A ed il cui ruolo verrà chiarito a breve. In the present example, at its proximal end the second portion 111 of each arm bears a locking seat 117, better visible in Figure 5A and whose role will be clarified shortly.

Come mostrato sempre in Figura 3 e come illustrato sopra, la struttura complessiva dell’apparato 100 è tale che entrambi i bracci 101 e 102 possono essere inseriti contemporaneamente attraverso il corpo introduttore 103 ed alloggiati, durante l’uso, entro questo in corrispondenza della propria porzione prossimale di base 110. As shown again in Figure 3 and as illustrated above, the overall structure of the apparatus 100 is such that both arms 101 and 102 can be inserted simultaneously through the introducer body 103 and housed, during use, within this in correspondence with their own proximal base portion 110.

Sempre in Figura 3, a titolo puramente esemplificativo sono stati rappresentati cavi di trasmissione 108, intesi per trasmettere il moto ai giunti più prossimali (spalla) dei bracci 101 e 102 e sul cui ruolo si tornerà più avanti. Still in Figure 3, by way of example only, transmission cables 108 have been shown, intended to transmit motion to the most proximal joints (shoulder) of the arms 101 and 102 and whose role we will return to later.

Nella presente forma di realizzazione, l’apparato 100 comprende anche un elemento di bloccaggio 114, o spina, che è atto ad essere inserito longitudinalmente attraverso il corpo introduttore 103 centralmente fra i due bracci 101 e 102 per bloccare questi ultimi sul corpo introduttore stesso. L’elemento di bloccaggio 114 reca, in corrispondenza della propria estremità longitudinale disposta distalmente durante l’uso, due appendici trasversali sagomate, denotate rispettivamente con 115 e 116, disposte da parti diametralmente opposte e ciascuna atta ad inserirsi in una rispettiva sede di bloccaggio 117 di un rispettivo braccio 101, 102. In the present embodiment, the apparatus 100 also comprises a locking element 114, or pin, which is adapted to be inserted longitudinally through the introducer body 103 centrally between the two arms 101 and 102 to lock the latter on the introducer body itself. The locking element 114 has, in correspondence with its longitudinal end disposed distally during use, two transversal shaped appendages, denoted respectively by 115 and 116, arranged on diametrically opposite sides and each able to be inserted in a respective locking seat 117 of a respective arm 101, 102.

Preferibilmente, l’elemento di bloccaggio 114 presenta una struttura tubolare, ossia un lume longitudinale interno, denotato con 118 in Figura 5A. Preferably, the locking element 114 has a tubular structure, ie an internal longitudinal lumen, denoted by 118 in Figure 5A.

Le modalità di bloccaggio dei bracci robotici 101 e 102 sul corpo introduttore 103 vengono descritte a seguire. The methods of locking the robotic arms 101 and 102 on the introducer body 103 are described below.

Una volta che i bracci robotici sono nella configurazione introdotta di Figura 2I, viene introdotto fra i due bracci l’elemento di bloccaggio 114, in una disposizione in cui le appendici 115, 116 risultano ortogonali alla direzione di estensione trasversale delle seconde porzioni prossimali 111. Come mostrato nella sequenza delle Figure 4A-4C e 5A-5B, l’elemento di bloccaggio 114, una volta introdotto completamente attraverso il corpo 103, viene ruotato in modo da portare in impegno tali appendici 115, 116 entro le rispettive sedi 117, ove esse vengono trattenute ad incastro, a scatto o mediante altri mezzi di trattenimento analoghi. In tal modo, rendendo l’elemento di bloccaggio 114 solidale al corpo introduttore 103, la parte più prossimale di ciascun braccio 101, 102 è saldamente bloccata sul corpo introduttore 103. Once the robotic arms are in the configuration introduced in Figure 2I, the locking element 114 is introduced between the two arms, in an arrangement in which the appendages 115, 116 are orthogonal to the direction of transverse extension of the second proximal portions 111. As shown in the sequence of Figures 4A-4C and 5A-5B, the locking element 114, once completely introduced through the body 103, is rotated so as to engage said appendages 115, 116 within the respective seats 117, where they are retained by interlocking, snapping or by other similar retaining means. In this way, by making the locking element 114 integral with the introducer body 103, the most proximal part of each arm 101, 102 is firmly locked on the introducer body 103.

Ai fini del suddetto movimento di inserimento e rotazione, l’elemento di bloccaggio 114 può essere connesso ad un supporto rigido esterno, ad esempio un motorino che lo fa scorrere e ruotare di 90°. For the purposes of the aforementioned insertion and rotation movement, the locking element 114 can be connected to an external rigid support, for example a motor that makes it slide and rotate 90 °.

Sarà apprezzato che i mezzi di bloccaggio appena descritti consentono di bloccare saldamente in posizione i bracci dopo la loro introduzione, fornendo ad essi notevole stabilità meccanica. Infatti, i bracci, una volta posizionati entro l'addome, formano corpo unico con il corpo introduttore 103. Inoltre, ad irrigidire il tutto contribuisce l’elemento di bloccaggio centrale 114. It will be appreciated that the locking means just described allow the arms to be securely locked in position after their introduction, providing them with considerable mechanical stability. In fact, the arms, once positioned within the abdomen, form a single body with the introducer body 103. Furthermore, the central locking element 114 contributes to stiffen the whole.

Inoltre, la realizzazione cava dell’elemento di bloccaggio 114 fa sì che rimanga disponibile, anche dopo il bloccaggio dei bracci, un lume interno 118 per l’introduzione di strumenti operatori o ausiliari. Dalle Figure 5A e 5B si apprezza anche come, a bloccaggio completato, rimangono disponibili anche due lumi laterali 119 e 120 entro il corpo introduttore 103. Furthermore, the hollow construction of the locking element 114 ensures that an internal lumen 118 remains available, even after locking the arms, for the introduction of operating or auxiliary instruments. Figures 5A and 5B also show how, once the locking is completed, two lateral lumens 119 and 120 are also available within the introducer body 103.

Ancora, la disposizione descritta garantisce sicurezza nella rimozione del blocco. Infatti, dal momento che l’elemento di bloccaggio 114 presenta una costruzione rigida ed è manovrabile dall’esterno, i rischi legati alla impossibilità di ripiegare i bracci a operazione terminata sono minimi. Furthermore, the arrangement described ensures safety in the removal of the block. In fact, since the locking element 114 has a rigid construction and can be maneuvered from the outside, the risks associated with the impossibility of folding the arms at the end of the operation are minimal.

La Figura 6 mostra una variante di realizzazione dei mezzi di bloccaggio appena descritti, nella quale la costruzione complessiva - e in particolare la disposizione delle appendici 115, 116 e delle relative sedi 117 - è non assialsimmetrica. In tale variante, la disposizione complessiva è tale che, una volta bloccate sul corpo introduttore 103, le seconde porzioni prossimali 111 dei due bracci 101 e 102 presentano assi longitudinali incidenti secondo una angolo acuto a, che è anche l’angolo relativo secondo il quale sono disposte le due appendici 115, 116 e naturalmente le rispettive sedi 117. Figure 6 shows a variant embodiment of the locking means just described, in which the overall construction - and in particular the arrangement of the appendages 115, 116 and of the relative seats 117 - is non-axisymmetrical. In this variant, the overall arrangement is such that, once locked on the introducer body 103, the second proximal portions 111 of the two arms 101 and 102 have longitudinal axes incident according to an acute angle a, which is also the relative angle according to which the two appendages 115, 116 and of course the respective seats 117 are arranged.

Struttura generale di un braccio robotico seriale General structure of a serial robotic arm

Di seguito, verranno descritte alcune forme di realizzazione preferite per la parte distale dei bracci a struttura seriale 101 e 102, e in particolare per i giunti articolati di questi. Tale descrizione verrà riferita ad un singolo braccio, in particolare al primo braccio 101, ma è applicabile tal quale al secondo braccio 102. Hereinafter, some preferred embodiments will be described for the distal part of the serial structure arms 101 and 102, and in particular for the articulated joints of these. This description will refer to a single arm, in particular to the first arm 101, but is applicable as such to the second arm 102.

Con riferimento alla Figura 7, il braccio a struttura seriale 101, come già menzionato, presenta sei gradi di libertà, associati ad altrettanti giunti rotoidali e preferibilmente distribuiti come segue: With reference to Figure 7, the serial structure arm 101, as already mentioned, has six degrees of freedom, associated with as many rotational joints and preferably distributed as follows:

un primo grado di libertà torsionale (rotazione attorno ad asse longitudinale Y) associato ad un primo giunto 1; a first degree of torsional freedom (rotation around the longitudinal axis Y) associated with a first joint 1;

un secondo grado di libertà flessionale (rotazione attorno ad asse trasversale J) associato ad un secondo giunto 2; a second degree of flexural freedom (rotation around the transverse axis J) associated with a second joint 2;

- un terzo grado di libertà flessionale (rotazione attorno ad asse trasversale K) associato ad un terzo giunto 3; - a third degree of flexural freedom (rotation around the transverse axis K) associated with a third joint 3;

un quarto grado di libertà torsionale (rotazione attorno ad asse longitudinale Z) associato ad un quarto giunto 4; a fourth degree of torsional freedom (rotation around the longitudinal axis Z) associated with a fourth joint 4;

un quinto grado di libertà flessionale (rotazione attorno ad asse trasversale W) associato ad un quinto giunto 5; e a fifth degree of flexural freedom (rotation around a transverse axis W) associated with a fifth joint 5; And

- un sesto grado di libertà torsionale (rotazione attorno ad asse longitudinale U) associato ad un sesto giunto 6. - a sixth degree of torsional freedom (rotation around the longitudinal axis U) associated with a sixth joint 6.

Pertanto, la mobilità e la destrezza finale del braccio 101 sono ottenute con una alternanza di giunti torsionali e flessionali disposti in sequenza longitudinale lungo il braccio stesso. Therefore, the mobility and the final dexterity of the arm 101 are obtained with an alternation of torsional and flexural joints arranged in a longitudinal sequence along the arm itself.

Un ulteriore grado di libertà in apertura/chiusura può poi essere ottenuto a livello dello strumento distale 109, come mostrato schematicamente con una freccia in Figura 7. A further degree of freedom in opening / closing can then be obtained at the level of the distal instrument 109, as shown schematically with an arrow in Figure 7.

Per semplicità, definiremo “prossimali” i primi due giunti 1, 2 e “distali” gli altri quattro giunti 3-6. For simplicity, we will define the first two joints 1, 2 as “proximal” and the other four joints 3-6 as “distal”.

Seguendo una analogia antropomorfa, i primi due giunti 1 e 2 possono essere intesi come associati ai gradi di libertà di una spalla, il terzo giunto 3 inteso come associato ad un grado di libertà per il piegamento di un gomito e gli ultimi tre giunti 4-6 intesi come associati ai tre gradi di libertà di un polso sferico disposto in corrispondenza di un “avambraccio”. Following an anthropomorphic analogy, the first two joints 1 and 2 can be understood as associated with the degrees of freedom of a shoulder, the third joint 3 understood as associated with a degree of freedom for the bending of an elbow and the last three joints 4- 6 intended as associated with the three degrees of freedom of a spherical wrist placed in correspondence with a "forearm".

Prima variante di realizzazione per la trasmissione del moto da attuatori esterni ai giunti prossimali del braccio robotico seriale e variante di realizzazione del sistema di bloccaggio dei bracci robotici sul corpo introduttore First variant of realization for the transmission of motion from external actuators to the proximal joints of the serial robotic arm and variant of realization of the locking system of the robotic arms on the introducer body

Nella presente forma di realizzazione e come viene descritto in maggiore dettaglio a seguire, i primi due giunti prossimali 1-2 sono attuati dall’esterno mediante appositi mezzi di trasmissione, mentre gli altri quattro giunti sono attuati mediante mezzi motori locali. In the present embodiment and as described in greater detail below, the first two proximal joints 1-2 are implemented from the outside by means of special transmission means, while the other four joints are implemented by local motor means.

Le Figure 8A e 8B si riferiscono appunto ad una forma di realizzazione preferita di mezzi per la trasmissione del moto da attuatori esterni 80 e 90 (schematicamente rappresentati in Figura 8A e di per sé noti) ai giunti prossimali 1 e 2. In tale forma di realizzazione, i mezzi di trasmissione si basano su un rotismo combinatore a ruote coniche. Figures 8A and 8B refer precisely to a preferred embodiment of means for transmitting motion from external actuators 80 and 90 (schematically represented in Figure 8A and per se known) to the proximal joints 1 and 2. In this form of embodiment, the transmission means are based on a combiner gear with bevel wheels.

Scendendo maggiormente nel dettaglio, i due attuatori esterni 80 e 90 sono connessi ciascuno ad un rispettivo primo o secondo albero motore rotante 8, 9 posto all'inizio della catena cinematica del braccio. Going into greater detail, the two external actuators 80 and 90 are each connected to a respective first or second rotating drive shaft 8, 9 located at the beginning of the kinematic chain of the arm.

Ciascun albero motore 8, 9 è alloggiato in un rispettivo primo o secondo manicotto 11, 12, a sua volta reso solidale al corpo introduttore 103 dopo l'inserimento entro quest’ultimo. Tale fissaggio dei manicotti 11, 12 al corpo introduttore 103 può essere realizzato tramite mezzi di serraggio noti applicati tra il corpo motori 80, 90 e il corpo introduttore 103 stesso. Each drive shaft 8, 9 is housed in a respective first or second sleeve 11, 12, in turn made integral with the introducer body 103 after insertion into the latter. This fixing of the sleeves 11, 12 to the introducer body 103 can be achieved by means of known clamping means applied between the motor body 80, 90 and the introducer body 103 itself.

Ciascun albero motore 8, 9 attraversa inoltre una porzione di involucro esterno del braccio 101, denotata con 10 ed associata ai due giunti 1 e 2, ed è a questa amovibilmente accoppiato mediante cuscinetti volventi o mezzi di connessione equivalenti. Each drive shaft 8, 9 also passes through a portion of the outer casing of the arm 101, denoted by 10 and associated with the two joints 1 and 2, and is removably coupled thereto by means of rolling bearings or equivalent connection means.

La porzione di involucro 10 è inoltre solidale ai due manicotti 11 e 12. In tal modo, la base del braccio robotico 101, in posizione operativa, è rigidamente e saldamente ancorata al corpo introduttore 103. Pertanto, in questa forma di realizzazione è previsto un bloccaggio diverso da quello descritto con riferimento alle Figure 3 e 4A-6. The casing portion 10 is also integral with the two sleeves 11 and 12. In this way, the base of the robotic arm 101, in the operating position, is rigidly and firmly anchored to the introducer body 103. Therefore, in this embodiment a locking other than that described with reference to Figures 3 and 4A-6.

I mezzi di trasmissione qui descritti comprendono poi un primo ed un secondo ingranaggio conico, rispettivamente 13 e 15, ciascuno solidale ad un rispettivo albero motore 8, 9. The transmission means described here then comprise a first and a second bevel gear, 13 and 15 respectively, each integral with a respective drive shaft 8, 9.

II primo ingranaggio conico 13 trasmette il moto ad un albero 14 che si estende lungo l’asse longitudinale Y e che, mediante un ulteriore ingranaggio conico distale 16 che si accoppia con un corrispondente ulteriore componente del giunto 2, realizza il moto in corrispondenza di quest’ultimo. The first bevel gear 13 transmits motion to a shaft 14 which extends along the longitudinal axis Y and which, by means of a further distal bevel gear 16 which is coupled with a corresponding further component of the joint 2, carries out the motion in correspondence with this 'last.

II secondo ingranaggio conico 15 trasmette il moto ad un albero cavo 151 che realizza il movimento al giunto 1. In particolare, entro l’albero cavo 151 si estende coassialmente l’albero longitudinale 14 il quale ruota entro l’albero cavo 151. Pertanto, il movimento del secondo albero motore 9 provoca anche il movimento al secondo giunto 2. È comunque possibile ottenere un movimento indipendente del primo e secondo giunto 1 e 2 tramite un’opportuna combinazione dei movimenti degli alberi motori 8 e 9, qui non ulteriormente descritta in quanto alla portata di un tecnico del ramo. The second bevel gear 15 transmits motion to a hollow shaft 151 which carries out movement to the joint 1. In particular, the longitudinal shaft 14 extends coaxially within the hollow shaft 151 and rotates within the hollow shaft 151. Therefore, the movement of the second driving shaft 9 also causes the movement of the second joint 2. It is however possible to obtain an independent movement of the first and second joints 1 and 2 by means of an appropriate combination of the movements of the driving shafts 8 and 9, here not further described in as to the reach of a person skilled in the art.

In estrema sintesi, il dispositivo di trasmissione proposto (che potrebbe essere oggetto di separata ed indipendente tutela) si basa su di una coppia di alberi motori 8, 9 ciascuno accoppiato mediante ingranaggi conici 13, 15 o mezzi equivalenti ad un ulteriore albero 14, 151 ad esso sostanzialmente ortogonale, gli alberi di questa seconda coppia risultando sostanzialmente ortogonali ai rispettivi alberi motori 8, 9 ed essendo inoltre coassiali fra di loro. In a nutshell, the proposed transmission device (which could be subject to separate and independent protection) is based on a pair of drive shafts 8, 9 each coupled by bevel gears 13, 15 or equivalent means to a further shaft 14, 151 substantially orthogonal thereto, the shafts of this second pair being substantially orthogonal to the respective drive shafts 8, 9 and being coaxial to each other.

Sarà apprezzato che la forma di realizzazione appena descritta consente di attuare i due giunti prossimali con un meccanismo di dimensioni estremamente ridotte. It will be appreciated that the embodiment just described allows the two proximal joints to be implemented with a mechanism of extremely reduced dimensions.

Come già accennato, la struttura appena descritta richiede una modalità di inserimento e bloccaggio dei bracci robotici attraverso il corpo introduttore diversa da quella delle Figure 2A-2I e mostrata nelle Figure 9 e 10A,10B. As already mentioned, the structure just described requires a way of inserting and locking the robotic arms through the introducer body different from that of Figures 2A-2I and shown in Figures 9 and 10A, 10B.

La Figura 9 mostra l’apparato 100, evidenziando la disposizione relativa dei due bracci 101 e 102, particolarmente per quanto attiene alle porzioni dei primi due giunti prossimali 1 e 2 e secondo la forma di realizzazione preferita di questi ultimi descritta con riferimento alle Figure 8A e 8B. Figure 9 shows the apparatus 100, highlighting the relative arrangement of the two arms 101 and 102, particularly as regards the portions of the first two proximal joints 1 and 2 and according to the preferred embodiment of the latter described with reference to Figures 8A and 8B.

Per ottenere la configurazione di Figura 9 e con riferimento anche alle Figure 10A e 10B, i due bracci 101 e 102 possono essere inseriti nel corpo introduttore 103 uno alla volta. Durante l'inserimento, ciascun braccio viene sorretto da due cavi 61 e 62, ciascuno collegato ad un rispettivo manicotto 11, 12. Una volta inseriti i bracci 101 e 102, anche gli alberi cavi 11 e 12 vengono introdotti attraverso il corpo introduttore 103 e i due cavi 61 e 62 collegati a ciascun braccio vengono tirati dall'esterno, insieme a tutto il braccio in modo da far entrare i manicotti 11 e 12 in loro sedi entro l’involucro 10. To obtain the configuration of Figure 9 and with reference also to Figures 10A and 10B, the two arms 101 and 102 can be inserted into the introducer body 103 one at a time. During insertion, each arm is supported by two cables 61 and 62, each connected to a respective sleeve 11, 12. Once the arms 101 and 102 have been inserted, the hollow shafts 11 and 12 are also introduced through the introducer body 103 and the two cables 61 and 62 connected to each arm are pulled from the outside, together with the whole arm, so as to allow the sleeves 11 and 12 to enter their seats inside the casing 10.

Anche in questa forma di realizzazione, quindi, il braccio robotico 101, 102 prevede una prima ed una seconda porzione prossimale, quest’ultima qui denotata con 121 e che si dispone, in uso, sostanzialmente ortogonale all’asse longitudinale X del corpo introduttore 103. Also in this embodiment, therefore, the robotic arm 101, 102 provides a first and a second proximal portion, the latter denoted here with 121 and which is arranged, in use, substantially orthogonal to the longitudinal axis X of the introducer body 103 .

Seconda variante di realizzazione per la trasmissione del moto da attuatori esterni ai giunti prossimali del braccio robotico seriale Second variant of construction for the transmission of motion from external actuators to the proximal joints of the serial robotic arm

In base ad una variante di realizzazione rispetto alla disposizione di Figura 8A e 8B, l’attuazione esterna dei giunti di “spalla” 1 e 2 prevede l’impiego di rispettivi alberi in traslazione invece che in rotazione, come mostrato in Figura 11. Based on a variant of construction with respect to the arrangement of Figures 8A and 8B, the external implementation of the "shoulder" joints 1 and 2 involves the use of respective shafts in translation instead of rotation, as shown in Figure 11.

In particolare, nella forma di realizzazione qui considerata la trasmissione del moto a ciascuno dei giunti 1 e 2 è effettuata tramite un rispettivo meccanismo vite senza fine - ruota dentata. I mezzi di trasmissione comprendono quindi, per ciascun giunto, un albero motore traslante 800 che attraversa l’involucro 10 del braccio 101 e che presenta, in corrispondenza della propria estremità distale, una filettatura elicoidale 27. Quest’ultima si accoppia meccanicamente con una ruota dentata 28 alloggiata entro l’involucro 10 ed a sua volta atta a trasmettere il moto al grado di libertà corrispondente. In particular, in the embodiment considered here, the transmission of motion to each of the joints 1 and 2 is carried out by means of a respective worm-toothed wheel mechanism. The transmission means therefore comprise, for each joint, a translating motor shaft 800 which passes through the casing 10 of the arm 101 and which has, at its distal end, a helical thread 27. The latter is mechanically coupled to a wheel toothed 28 housed within the casing 10 and in turn adapted to transmit motion to the corresponding degree of freedom.

I mezzi di trasmissione qui considerati prevedono anche una ruota folle 29, disposta da parte opposta dell’albero traslante 800 rispetto alla ruota dentata 28. Tale ruota folle 29 permette di supportare le sollecitazioni radiali sull’albero motore 800 dovute all’accoppiamento vite senza fine - ruota dentata, le quali possono risultare specialmente critiche date le piccole dimensioni del meccanismo. The transmission means considered here also include an idle wheel 29, arranged on the opposite side of the translating shaft 800 with respect to the toothed wheel 28. This idle wheel 29 allows to support the radial stresses on the motor shaft 800 due to the worm screw coupling - toothed wheel, which can be especially critical given the small size of the mechanism.

L’inserimento dell’albero motore 800 attraverso l’involucro 10 e fra le ruote 28 e 29 può essere eseguito mediante una iniziale rotazione dello stesso associata ad un avanzamento pari al passo dell’elica della filettatura 27. In questo modo sarà possibile introdurre l’albero senza attuare il grado di libertà corrispondente. In seguito, il movimento traslatorio dell’albero 800 permetterà di comandare la rotazione desiderata dei giunti 1 e 2. The insertion of the drive shaft 800 through the casing 10 and between the wheels 28 and 29 can be carried out by means of an initial rotation thereof associated with an advancement equal to the pitch of the helix of the thread 27. In this way it will be possible to introduce the tree without implementing the corresponding degree of freedom. Subsequently, the translational movement of the shaft 800 will allow you to control the desired rotation of joints 1 and 2.

Sempre in Figura 11, il meccanismo di trasmissione descritto è rappresentato accoppiato ad una trasmissione interna del moto realizzata mediante cavi 30, ove una rispettiva puleggia motrice 31 di ciascuno di questi è solidale alla rispettiva ruota dentata 28. Still in Figure 11, the described transmission mechanism is shown coupled to an internal motion transmission made by means of cables 30, where a respective driving pulley 31 of each of these is integral with the respective toothed wheel 28.

Anche con i mezzi di trasmissione ad alberi traslanti appena descritto è possibile ottenere una configurazione del sistema come quella illustrata in Figura 9, tramite un sistema di inserimento e bloccaggio analogo a quello descritto per il meccanismo di attuazione ad alberi rotanti ed illustrato in Figura 10A e 10B. Also with the transmission means with translating shafts just described it is possible to obtain a configuration of the system like the one illustrated in Figure 9, by means of an insertion and locking system similar to that described for the actuating mechanism with rotating shafts and illustrated in Figure 10A and 10B.

In estrema sintesi, la soluzione proposta (che potrebbe anch’essa essere oggetto di separata ed indipendente tutela) si basa sull’impiego di un albero traslante per ciascun giunto, accoppiato con il giunto stesso mediante un meccanismo di trasmissione ad ingranaggi o equivalente ed associati elementi a cavo o equivalenti. In a nutshell, the proposed solution (which could also be subject to separate and independent protection) is based on the use of a translating shaft for each joint, coupled with the joint itself by means of a gear transmission mechanism or equivalent and associated cable elements or equivalent.

Sarà apprezzato che la soluzione ad alberi in traslazione appena descritta consente di ridurre il diametro stesso degli alberi, sottoposti in questo caso a trazione/compressione invece che a torsione, e di avere più spazio libero nel canale introduttore del corpo 103 rispetto all’attuazione con alberi rotanti della Figura 8A, 8B. It will be appreciated that the solution with translating shafts just described allows to reduce the diameter of the shafts, subjected in this case to traction / compression instead of torsion, and to have more free space in the introducer channel of the body 103 compared to the actuation with rotating shafts of Figure 8A, 8B.

Terza variante di realizzazione per la trasmissione del moto da attuatori esterni ai primi tre giunti prossimali del braccio robotico seriale Third embodiment variant for the transmission of motion from external actuators to the first three proximal joints of the serial robotic arm

Verrà ora descritta una variante di realizzazione dei mezzi di trasmissione del moto da attuatori esterni ai primi tre giunti prossimali 1, 2 e 3 del braccio 101, 102 basata su un meccanismo di trasmissione a cavi, A variant embodiment of the means for transmitting motion from external actuators to the first three proximal joints 1, 2 and 3 of the arm 101, 102 based on a cable transmission mechanism will now be described,

Con riferimento alle Figure 12 e 13, i suddetti mezzi di trasmissione a cavi prevedono una particolare disposizione di pulegge folli entro l’involucro del braccio al fine di consentire ai cavi di attuazione dei giunti 2 e 3 di oltrepassare il primo giunto torsionale 1. In particolare, tali pulegge folli sono posizionate radialmente a diversa distanza dall’asse del giunto torsionale 1. With reference to Figures 12 and 13, the aforementioned cable transmission means provide for a particular arrangement of idle pulleys within the casing of the arm in order to allow the actuation cables of the joints 2 and 3 to go beyond the first torsional joint 1. In in particular, these idle pulleys are positioned radially at a different distance from the axis of the torsional joint 1.

Nella presente forma di realizzazione, i giunti 2 e 3 sono attuati mediante quattro cavi totali, due per ciascuno di essi ossia per ciascun grado di libertà. Come detto sopra, tutti e quattro tali cavi devono passare attraverso il primo giunto 1 e due di essi anche attraverso il secondo giunto 2. In the present embodiment, the joints 2 and 3 are implemented by means of four total cables, two for each of them, that is, for each degree of freedom. As mentioned above, all four of these cables must pass through the first joint 1 and two of them also through the second joint 2.

Seguendo il percorso di uno dei quattro cavi che attuano i giunti 2 e 3, un primo cavo 17 viene fatto passare attraverso una prima puleggia folle 18 - o primo rimando -posizionata su un albero fisso 19 (ossia non girevole con il giunto 1) coassiale con l’involucro del braccio - il quale involucro/corpo principale del braccio è in tal caso denotato con 22 - e quindi con l’asse Y del braccio. La prima puleggia 18 è disposta con il proprio asse di rotazione trasversale e quindi ortogonale all’asse Y dell’albero fisso 19. Following the path of one of the four cables that actuate joints 2 and 3, a first cable 17 is made to pass through a first idle pulley 18 - or first return - positioned on a fixed shaft 19 (i.e. not rotatable with joint 1) coaxial with the arm envelope - which arm envelope / main body is in this case denoted by 22 - and therefore with the Y axis of the arm. The first pulley 18 is arranged with its own transverse rotation axis and therefore orthogonal to the Y axis of the fixed shaft 19.

Successivamente il cavo 17 passa attraverso una seconda puleggia folle 20 - o secondo rimando - posizionata sull’albero fisso 19 coassialmente ad esso. Subsequently, the cable 17 passes through a second idle pulley 20 - or second return - positioned on the fixed shaft 19 coaxially to it.

Da qui il percorso del cavo 17 procede verso una terza puleggia folle 21 o terzo rimando - anch’essa disposta con asse trasversale ortogonale all’albero fisso 19 e solidale all’involucro esterno rotante 22 del braccio. From here the path of the cable 17 proceeds towards a third idle pulley 21 or third return - also arranged with a transverse axis orthogonal to the fixed shaft 19 and integral with the rotating outer casing 22 of the arm.

Il cavo arriva quindi sul giunto 2. Il passaggio dei cavi oltre il giunto 2 e per l’attuazione del giunto 3 è poi ottenuto mediante un meccanismo di rinvìi analogo a quello appena descritto ed alloggiato evidentemente nella porzione di braccio interposta fra i giunti 2 e 3. The cable then arrives on the joint 2. The passage of the cables beyond the joint 2 and for the implementation of the joint 3 is then obtained by means of a transmission mechanism similar to the one just described and evidently housed in the portion of the arm interposed between the joints 2 and 3.

Le Figure 12 e 13 mostrano ulteriori pulegge oltre a quelle descritte, che sono idonee al passaggio degli altri tre cavi attraverso il giunto secondo modalità analoghe a quelle già descritte. Figures 12 and 13 show further pulleys in addition to those described, which are suitable for the passage of the other three cables through the joint according to methods similar to those already described.

Sarà apprezzato che il meccanismo di trasmissione proposto può essere associato anche alla variante di realizzazione ad alberi rotanti per l’attuazione dei primi due giunti ed impiegato per una trasmissione del moto ai giunti successivi ed anche alla forma di realizzazione ad alberi traslanti anche per la trasmissione del moto ai primi giunti. It will be appreciated that the proposed transmission mechanism can also be associated with the variant of construction with rotating shafts for the actuation of the first two joints and used for a transmission of motion to the subsequent joints and also with the embodiment with translating shafts also for the transmission. of motion at the first joints.

Sarà apprezzato che il meccanismo appena descritto ottiene i seguenti vantaggi: It will be appreciated that the mechanism just described achieves the following advantages:

un efficace ed affidabile passaggio dei cavi di trasmissione attraverso i giunti prossimali 1 e 2 ed in uno spazio estremamente ridotto; an effective and reliable passage of the transmission cables through the proximal joints 1 and 2 and in an extremely limited space;

- in termini generali, il passaggio attraverso un giunto torsionale in una disposizione compatta, permettendo una ampia rotazione del giunto torsionale stesso e con efficienza di trasmissione indipendente dalla posizione angolare del giunto torsionale stesso; - in general terms, the passage through a torsional joint in a compact arrangement, allowing a wide rotation of the torsional joint itself and with transmission efficiency independent of the angular position of the torsional joint itself;

l’assenza di torsione dei cavi presente in alcune soluzioni di tecnica nota. the absence of cable torsion present in some prior art solutions.

Sempre in termini generali, il meccanismo descritto consente l’attuazione a cavi di una moltitudine di giunti a valle di un giunto posto con l’asse parallelo allo sviluppo longitudinale iniziale dei cavi ed in uno spazio ridotto, in quanto le pulegge folli sono poste con asse radiale rispetto al suddetto giunto. Again in general terms, the described mechanism allows the cable actuation of a multitude of joints downstream of a joint placed with the axis parallel to the initial longitudinal development of the cables and in a small space, since the idle pulleys are placed with radial axis with respect to the aforementioned joint.

Un sistema di rinvìi come quello appena descritto, che nella sua definizione più generale si basa su di una pluralità di pulegge folli disposte in sequenza ed in cui ciascuna puleggia presenta un asse ortogonale a quello della puleggia adiacente, può in effetti trovare applicazione anche in settori diversi da quello qui considerato. In particolare, la disposizione descritta è applicabile in qualsiasi dispositivo attuatore -anche diverso dalla porzione di braccio articolato qui considerata - dotato di un grado di libertà torsionale e di un grado di libertà flessionale. Nella sua definizione più generale, tale dispositivo attuatore comprende: A transmission system such as the one just described, which in its more general definition is based on a plurality of idle pulleys arranged in sequence and in which each pulley has an axis orthogonal to that of the adjacent pulley, can in fact also find application in sectors other than the one considered here. In particular, the arrangement described is applicable in any actuator device - even different from the portion of the articulated arm considered here - provided with a degree of torsional freedom and a degree of flexural freedom. In its most general definition, this actuator device includes:

un corpo principale (equivalente alla porzione di braccio considerata) dotato di un grado di libertà torsionale secondo un asse di rotazione longitudinale (l’asse Y sopra considerato); a main body (equivalent to the arm portion considered) equipped with a degree of torsional freedom according to a longitudinal rotation axis (the Y axis considered above);

un giunto (il giunto 2 nella disposizione sopra descritta) disposto in corrispondenza di una estremità di tale corpo principale; a joint (the joint 2 in the arrangement described above) arranged at one end of this main body;

mezzi per la trasmissione del moto flessionale a tale giunto attraverso il corpo principale, i quali mezzi di trasmissione comprendono una pluralità di pulegge folli atte ad essere impegnate da almeno un cavo di trasmissione, le quali pulegge folli sono disposte a distanza radiale variabile rispetto a detto asse longitudinale, means for transmitting the bending motion to said joint through the main body, which transmission means comprise a plurality of idle pulleys adapted to be engaged by at least one transmission cable, which idle pulleys are arranged at a variable radial distance with respect to said longitudinal axis,

Con riferimento ora alla Figura 14, nella presente forma di realizzazione è anche previsto un dispositivo di pretensionamento dei cavi, che consente a questi ultimi di essere sempre in tensione già prima della fase operativa vera e propria. With reference now to Figure 14, in the present embodiment there is also provided a device for pre-tensioning the cables, which allows the latter to be always under tension even before the actual operating phase.

Il dispositivo di pretensionamento suddetto è atto ad essere alloggiato in uno spazio ridotto quale l'interno della parte prossimale del braccio (ossia la suddetta “spalla”). The aforementioned pre-tensioning device is adapted to be housed in a small space such as the inside of the proximal part of the arm (ie the aforementioned "shoulder").

Per ciascun cavo di trasmissione, il dispositivo di pretensionamento prevede l’uso di due pulegge accoppiate tra loro tramite un meccanismo che permette una rotazione unidirezionale tra le due pulegge stesse. For each transmission cable, the pre-tensioning device involves the use of two pulleys coupled to each other through a mechanism that allows unidirectional rotation between the two pulleys.

In particolare, per ciascun cavo in Figura 14 è prevista una prima puleggia di tensionamento 23 che è meccanicamente solidale ad un albero 25 ed una seconda puleggia di tensionamento 24 libera di ruotare sullo stesso albero 25. Sono inoltre previste una prima ed una seconda ruota scanalata 26 e 27, ciascuna disposta internamente ad una rispettiva puleggia 23, 24 e solidale ad essa. Le due ruote scanalate 26 e 27 sono sagomate in modo da formare un accoppiamento meccanico con l’albero 25 che si oppone alla rotazione in un verso della rispettiva puleggia, mentre lascia libera la rotazione nell’altro verso. In particular, for each cable in Figure 14 there is provided a first tensioning pulley 23 which is mechanically integral with a shaft 25 and a second tensioning pulley 24 free to rotate on the same shaft 25. A first and a second splined wheel are also provided. 26 and 27, each arranged inside a respective pulley 23, 24 and integral with it. The two grooved wheels 26 and 27 are shaped to form a mechanical coupling with the shaft 25 which opposes the rotation in one direction of the respective pulley, while leaving free rotation in the other direction.

In particolare, la prima ruota 26 presenta un profilo esterno a denti di sega, che si impegna in un corrispondente profilo interno a gradini della seconda ruota 27, consentendo la rotazione a scatti in un senso (con i denti che scorrono sulle creste dei gradini) e impedendo quella in senso opposto perché i denti riscontrano nelle spallette dei gradini. In tal modo, è possibile pre-tensionare il cavo ruotando le pulegge nel verso di rotazione libera, fino ad ottenere un precarico desiderato. La contro-rotazione delle pulegge è ostacolata appunto dall’accoppiamento tra le ruote scanalate 26 e 27. In particular, the first wheel 26 has an external saw-tooth profile, which engages in a corresponding internal stepped profile of the second wheel 27, allowing jerky rotation in one direction (with the teeth sliding on the crests of the steps). and preventing that in the opposite direction because the teeth meet in the shoulders of the steps. In this way, it is possible to pre-tension the cable by rotating the pulleys in the direction of free rotation, until a desired preload is obtained. The counter-rotation of the pulleys is hampered precisely by the coupling between the splined wheels 26 and 27.

Sarà apprezzato che la realizzazione a cavi dei mezzi di trasmissione permette di aumentare lo spazio libero all'interno del corpo introduttore. It will be appreciated that the cable construction of the transmission means allows to increase the free space inside the introducer body.

In una variante dello stesso sistema, soltanto i primi due giunti 1 e 2 sono attuati a cavi, mentre il giunto 3 è attuato da un motore posto internamente, semplificando così il meccanismo complessivo. In a variant of the same system, only the first two joints 1 and 2 are actuated by cables, while the joint 3 is actuated by an internal motor, thus simplifying the overall mechanism.

I due o più bracci parzialmente attuati a cavi possono essere disposti come in Figura 15 in accordo con l'architettura generale dell’apparato di Figura 1 e con la prima modalità di bloccaggio dei bracci sopra descritta. The two or more arms partially actuated with cables can be arranged as in Figure 15 in accordance with the general architecture of the apparatus of Figure 1 and with the first locking method of the arms described above.

Attuazione dei giunti distali del braccio robotico seriale Implementation of the distal joints of the serial robotic arm

Con riferimento ora alle Figure 16 e 17A-17C, come menzionato in precedenza i giunti distali 4-6 di ciascun braccio robotico 101, 102 dell’apparato 100 di Figura 1 sono movimentati mediante mezzi di attuazione on-board. Tale attuazione a bordo è ottenuta mediante motori miniaturizzati preferibilmente elettrici, nel presente esempio motori brushless DC. With reference now to Figures 16 and 17A-17C, as previously mentioned, the distal joints 4-6 of each robotic arm 101, 102 of the apparatus 100 of Figure 1 are moved by on-board actuation means. This on-board actuation is obtained by preferably electric miniaturized motors, in the present example brushless DC motors.

Per quanto attiene ai giunti 5 e 6, la soluzione proposta consiste in un particolare meccanismo differenziale che permette di ridurre l’ingombro occupato dal complesso dei due giunti 5, 6 e consente l’alloggiamento dei motori lungo l’asse del suddetto “avambraccio”. Tale meccanismo differenziale comprende un primo ed un secondo assieme di tre ruote dentate preferibilmente coniche, ciascun assieme denotato rispettivamente con 340 e 350, che sono accoppiate a formare il differenziale tramite l'utilizzo di un treno di tre ulteriori ruote dentate preferibilmente a denti diritti disposte in sequenza trasversale e denotate rispettivamente con 34 e 35 per le due ruote laterali e con 36 per la ruota centrale. As regards joints 5 and 6, the proposed solution consists of a particular differential mechanism that allows to reduce the space occupied by the complex of the two joints 5, 6 and allows the motors to be housed along the axis of the aforementioned "forearm" . This differential mechanism comprises a first and a second assembly of three preferably bevel gear wheels, each assembly denoted by 340 and 350 respectively, which are coupled to form the differential through the use of a train of three further gear wheels, preferably with straight teeth arranged in transverse sequence and denoted respectively by 34 and 35 for the two side wheels and by 36 for the central wheel.

In particolare, il primo assieme di ruote coniche 340 comprende tre ruote accoppiate a formare sostanzialmente una struttura a “C”, e in particolare una prima ed una seconda ruota 341 e 343 che hanno assi di rotazione incidenti. La ruota 341 ha asse di rotazione parallelo all’asse longitudinale dell’avambraccio, mentre l’asse della ruota 343 compie una rotazione attorno all’asse W di un albero 360 realizzando il grado di libertà 5 di figura 7. Una terza ruota conica 342 è interposta fra le prime due per accoppiarle ed è disposta con asse di rotazione sostanzialmente ortogonale a quello della ruota 341. Una speculare disposizione è prevista per il secondo assieme 350. In particular, the first assembly of bevel gears 340 comprises three wheels coupled to substantially form a "C" -shaped structure, and in particular a first and a second wheel 341 and 343 which have incident axes of rotation. The wheel 341 has an axis of rotation parallel to the longitudinal axis of the forearm, while the axis of the wheel 343 rotates around the W axis of a shaft 360 realizing the degree of freedom 5 of figure 7. A third bevel wheel 342 it is interposed between the first two to couple them and is arranged with an axis of rotation substantially orthogonal to that of the wheel 341. A specular arrangement is provided for the second assembly 350.

Le ruote coniche intermedia 342 e 352 dei due assiemi sono folli sull’albero intermedio 360 di asse W. The intermediate bevel gears 342 and 352 of the two assemblies are idle on the intermediate shaft 360 of axis W.

Le due ruote laterali 34 e 35 del suddetto treno di ruote sono solidali rispettivamente alla prima ruota conica 343 del primo assieme 340 e ad una analoga prima ruota conica 353 del secondo assieme 350. The two side wheels 34 and 35 of the aforementioned train of wheels are respectively integral with the first bevel wheel 343 of the first assembly 340 and with a similar first bevel wheel 353 of the second assembly 350.

La ruota centrale 36 è invece solidale all’estremità distale, denotata con 37, del braccio robotico. The central wheel 36 is instead integral with the distal end, denoted by 37, of the robotic arm.

La ruota conica 341 del primo assieme 340 è invece solidale ad un asse motore di mezzi motori 38 ed analogamente una ruota conica 351 del secondo assieme 350 è solidale ad altri mezzi motori 39. The bevel wheel 341 of the first assembly 340 is instead integral with a driving axis of motor means 38 and similarly a bevel wheel 351 of the second assembly 350 is integral with other motor means 39.

L’estremità del braccio robotico presenta quindi un grado di rotazione cosiddetto pitch (beccheggio, rotazione intorno all'asse W) e roll (rollio, rotazione attorno all'asse U) a seconda che i mezzi motori 38 e 39 ruotino nello stesso verso di rotazione (pitch) o in verso opposto (roll). Quindi, attraverso una opportuna combinazione dei mezzi motori 38 e 39 si può ottenere una combinazione di roll e pitch desiderata. The end of the robotic arm therefore has a degree of rotation so-called pitch (pitch, rotation around the W axis) and roll (roll, rotation around the U axis) depending on whether the motor means 38 and 39 rotate in the same direction. rotation (pitch) or in the opposite direction (roll). Therefore, by means of a suitable combination of the motor means 38 and 39, a desired combination of roll and pitch can be obtained.

Per quanto attiene all’attuazione del giunto torsionale 4, sono previsti ulteriori mezzi motori 40 posti sempre all’interno dell’avambraccio con asse parallelo ad esso ed associati a mezzi di trasmissione 400 preferibilmente ad ingranaggi a denti diritti. As regards the implementation of the torsional joint 4, further motor means 40 are provided, always placed inside the forearm with axis parallel to it and associated with transmission means 400 preferably with straight tooth gears.

Nell’esempio qui considerato, i giunti 4, 5 e 6 presentano in questo modo assi incidenti. In the example considered here, joints 4, 5 and 6 have incident axes in this way.

Preferibilmente, nell’assieme 340 il rapporto di riduzione tra le ruote 341 e 342 è maggiore di 1 ed è uguale al rapporto di riduzione tra le ruote 343 e 342. Questo permette una rotazione attorno all’asse w dell’albero 360 superiore ai 90° senza che la ruota 343 vada ad urtare la ruota 341. Preferably, in the assembly 340 the reduction ratio between the wheels 341 and 342 is greater than 1 and is equal to the reduction ratio between the wheels 343 and 342. This allows a rotation around the axis w of the shaft 360 greater than 90 ° without wheel 343 hitting wheel 341.

Sarà apprezzato che anche la soluzione proposta per l’attuazione dei giunti distali 4-6 consente di ottenere un elevato livello di miniaturizzazione, pur consentendo valori di potenza adeguati. It will be appreciated that the solution proposed for the implementation of distal joints 4-6 also allows for a high level of miniaturization, while allowing adequate power values.

Sarà compreso che una attuazione di giunti seriali come quella appena descritta può essere prevista come parte distale di un braccio complessivamente ibrido 201, 202 come quelli di Figura 27. It will be understood that an implementation of serial joints such as the one just described can be provided as a distal part of an overall hybrid arm 201, 202 such as those of Figure 27.

Sarà infine compreso che il meccanismo differenziale appena proposto si presta anche ad una tutela autonoma, ossia indipendente dall’applicazione ad un braccio robotico. Finally, it will be understood that the differential mechanism just proposed also lends itself to autonomous protection, i.e. independent from application to a robotic arm.

Nella sua definizione più generale, tale meccanismo differenziale è idoneo alla trasmissione del moto in qualsiasi sistema che riceve o è atto a ricevere mezzi di attuazione di un giunto fissionale e di un giunto torsionale disposti in serie, potendo appunto essere interposto fra tali mezzi di attuazione e detti giunti. In its most general definition, this differential mechanism is suitable for the transmission of motion in any system that receives or is able to receive means for actuating a fissional joint and a torsional joint arranged in series, being able to be interposed between these actuation means. and said joints.

In tale definizione generale, i mezzi di trasmissione comprendono un primo ed un secondo assieme di tre ruote dentate, preferibilmente coniche, e un treno di tre ulteriori ruote dentate, preferibilmente a denti diritti, che accoppiano detti primo e secondo assieme a formare un meccanismo differenziale. Preferibilmente, le ruote dentate di ciascuno del primo e secondo assieme sono disposte a formare una struttura complessivamente a “C”, ruote adiacenti presentando assi di rotazione mutuamente ortogonali, in cui due ruote presentano asse di rotazione sostanzialmente parallelo all’asse del giunto torsionale e la terza ruota intermedia presenta asse di rotazione sostanzialmente parallelo o coincidente con l’asse del giunto flessionale. In this general definition, the transmission means comprise a first and a second assembly of three toothed wheels, preferably conical, and a train of three further toothed wheels, preferably with straight teeth, which couple said first and second together to form a differential mechanism. . Preferably, the toothed wheels of each of the first and second assemblies are arranged to form an overall "C" -shaped structure, adjacent wheels having mutually orthogonal axes of rotation, in which two wheels have an axis of rotation substantially parallel to the axis of the torsional joint and the third intermediate wheel has an axis of rotation substantially parallel or coincident with the axis of the flexural joint.

Attuazione del terzo giunto del braccio robotico seriale Implementation of the third joint of the serial robotic arm

Con riferimento ora alle Figure 18A-18C ed in base ad una variante preferita di realizzazione, il giunto 3 del cosiddetto “gomito” - che pone in rotazione una parte distale 41 del braccio (ossia l’avambraccio) rispetto ad una parte prossimale 410 -prevede che un albero di rotazione 42 estendentesi secondo l’asse trasversale K già introdotto sia realizzato in due porzioni longitudinali distinte 421 e 422. Il moto viene trasmesso da una ruota motrice locale 43 all’asse K del giunto tramite un accoppiamento di ruote coniche 430 ad angolo retto associate alle suddette due parti 421 e 422 dell’albero 42. With reference now to Figures 18A-18C and on the basis of a preferred embodiment variant, the joint 3 of the so-called "elbow" - which rotates a distal part 41 of the arm (ie the forearm) with respect to a proximal part 410 - provides that a rotation shaft 42 extending along the transversal axis K already introduced is made in two distinct longitudinal portions 421 and 422. The motion is transmitted by a local drive wheel 43 to the axis K of the joint through a coupling of bevel wheels 430 at right angles associated with the aforesaid two parts 421 and 422 of the shaft 42.

Sarà apprezzato che la soluzione proposta per il giunto 3 consente un’ampia rotazione, in particolare una rotazione complessiva di più di 90 gradi e fino a 130 gradi, con un treno di trasmissione a ingranaggi compatto. It will be appreciated that the proposed solution for joint 3 allows for a wide rotation, in particular an overall rotation of more than 90 degrees and up to 130 degrees, with a compact gear train.

Struttura generale di un braccio robotico ibrido seriale/parallelo General structure of a serial / parallel hybrid robotic arm

Con riferimento ora alle Figure 19A e 19B, come menzionato in precedenza la struttura dell’apparato di Figura 1 è compatibile anche con la realizzazione di uno o più dei suoi bracci secondo una disposizione ibrida parallelo/seriale di relativi giunti rotativi. With reference now to Figures 19A and 19B, as previously mentioned, the structure of the apparatus of Figure 1 is also compatible with the construction of one or more of its arms according to a parallel / serial hybrid arrangement of relative rotary joints.

In particolare, in ciascuno dei bracci parallelo/seriale 201, 202 i giunti prossimali 1-3 della forma di realizzazione seriale descritta sopra sono sostituiti da una struttura parallela 44 che permette ad una parte distale 45 del braccio di presentare tre gradi di libertà traslazionali. In particular, in each of the parallel / serial arms 201, 202 the proximal joints 1-3 of the serial embodiment described above are replaced by a parallel structure 44 which allows a distal part 45 of the arm to have three translational degrees of freedom.

Scendendo maggiormente nel dettaglio della presente forma di realizzazione, sono previsti tre punti prossimali di articolazione attuati da rispettivi motori (ad esempio motori brushless DC) posizionati esternamente all’apparato 100, come verrà illustrato in maggiore dettaglio a breve. Tali punti prossimali di articolazione sono realizzati mediante tre rispettive cerniere, una delle quali denotata a titolo esemplificativo con 46. Queste ultime permettono la rotazione di altrettanti corrispondenti segmenti prossimali 471 rispetto ad una base 450 della struttura parallela dalla quale si dirama ciascuno dei segmenti prossimali 471 stessi. Going into more detail of the present embodiment, there are three proximal points of articulation implemented by respective motors (for example brushless DC motors) positioned externally to the apparatus 100, as will be illustrated in greater detail shortly. These proximal points of articulation are made by means of three respective hinges, one of which is denoted by way of example with 46. The latter allow the rotation of as many corresponding proximal segments 471 with respect to a base 450 of the parallel structure from which each of the proximal segments 471 branches off. themselves.

Come detto sopra, per effetto del movimento combinato alle tre cerniere 46 in corrispondenza della base 450, la porzione distale 45 trasla lungo tre assi ortogonali fra loro. As mentioned above, due to the combined movement of the three hinges 46 at the base 450, the distal portion 45 translates along three axes orthogonal to each other.

Ciascuno dei segmenti prossimali 471 è poi a sua volta articolato, in corrispondenza di una propria estremità distale, ad un rispettivo segmento distale 472, quest’ultimo articolato, in corrispondenza dell’altra estremità, alla suddetta porzione distale 45. Each of the proximal segments 471 is then in turn articulated, at its own distal end, to a respective distal segment 472, the latter articulated, at the other end, to the aforementioned distal portion 45.

La porzione distale 45 presenta inoltre altri tre gradi di libertà rotazionali posizionati ortogonalmente tra loro, in aggiunta a quelli traslazionali sopra menzionati. The distal portion 45 also has three other rotational degrees of freedom positioned orthogonally to each other, in addition to the translational ones mentioned above.

L’attuazione dei suddetti tre gradi di libertà rotazionali (ed eventualmente l’attuazione di un grado di libertà aggiuntivo a livello dell’utensile 109) può avvenire o con motori posti direttamente sui segmenti distali stessi o con altrettanti motori posti esternamente. Nel caso di motori posizionati esternamente, la potenza viene trasmessa ai segmenti mediante una attuazione a cavi che corrono lungo gli assi della struttura parallela. The implementation of the aforementioned three rotational degrees of freedom (and possibly the implementation of an additional degree of freedom at the level of the tool 109) can take place either with motors placed directly on the distal segments themselves or with as many motors placed externally. In the case of motors positioned externally, the power is transmitted to the segments by means of an actuation with cables that run along the axes of the parallel structure.

L’attuazione dell’utensile 109 può essere trasmessa lungo il braccio mediante un cavo e una guaina 48, rappresentati a titolo esemplificativo nelle figure qui considerate. The implementation of the tool 109 can be transmitted along the arm by means of a cable and a sheath 48, represented by way of example in the figures considered here.

La combinazione di tutti e sei i gradi di liberta permette comunque all’utensile 109 posizionato in punta raggiungere le zone interessate dal chirurgo, sia in termini di posizione che di angolo. The combination of all six degrees of freedom still allows the tool 109 positioned at the tip to reach the areas affected by the surgeon, both in terms of position and angle.

Le Figure 20 e 21 mostrano in maggiore dettaglio l’attuazione dei punti di articolazione 46 della presente forma di realizzazione, in configurazione operativa del braccio robotico. Come già detto, tale attuazione avviene tramite motori esterni al corpo del paziente ed una associata trasmissione a cavi. In particolare, i motori esterni attuano pulegge motrici 49 tramite rispettivi assi, le quali pulegge attraverso cavi 50 comandano i gradi di libertà. Tali cavi 50 vengono incanalati nel corpo introduttore 103. All’interno del braccio robotico una serie di pulegge folli e rinvìi 51 guidano i cavi 50 verso i meccanismi di apertura e aggancio del braccio e verso i rispettivi giunti da attuare. Figures 20 and 21 show in greater detail the implementation of the articulation points 46 of the present embodiment, in the operating configuration of the robotic arm. As already said, this actuation takes place by means of motors external to the patient's body and an associated cable transmission. In particular, the external motors actuate driving pulleys 49 by means of respective axes, which pulleys through cables 50 control the degrees of freedom. These cables 50 are channeled into the introducer body 103. Inside the robotic arm a series of idle pulleys and returns 51 guide the cables 50 towards the opening and coupling mechanisms of the arm and towards the respective joints to be implemented.

Anche in questa forma di realizzazione il braccio robotico 201 prevede una prima ed una seconda porzione prossimale, quest’ultima qui denotata con 131 e che si dispone, in uso, sostanzialmente ortogonale all’asse longitudinale X di un corpo introduttore 603 che verrà descritto qui di seguito. Also in this embodiment the robotic arm 201 provides a first and a second proximal portion, the latter denoted here by 131 and which is arranged, in use, substantially orthogonal to the longitudinal axis X of an introducer body 603 which will be described here right away.

Modalità esemplificativa di inserimento dei bracci robotici ibridi attraverso il corpo introduttore Exemplary mode of inserting the hybrid robotic arms through the introducer body

Con riferimento alle Figure da 22A a 25, verranno ora descritte modalità preferite di introduzione dei bracci robotici ibridi sopra descritti nel corpo del paziente. With reference to Figures 22A to 25, preferred ways of introducing the hybrid robotic arms described above into the patient's body will now be described.

Nella variante realizzativa qui considerata, viene impiegato un corpo introduttore 603 modificato rispetto a quello sopra descritto con riferimento alla struttura seriale dei bracci. Tale corpo introduttore 603 viene inserito nella cavità addominale del paziente, esemplificata con una linea curva L in Figura 22A e 22B. In the embodiment variant considered here, an introducer body 603 modified with respect to the one described above with reference to the serial structure of the arms is used. This introducer body 603 is inserted into the abdominal cavity of the patient, exemplified by a curved line L in Figures 22A and 22B.

Il corpo introduttore 603 presenta naturalmente un canale operativo che permette il passaggio dei bracci chirurgici e degli strumenti ausiliari. Sulle pareti di tale canale operativo possono essere ricavate guide per agevolare l'inserimento dei bracci chirurgici stessi. The introducer body 603 naturally has an operating channel which allows the surgical arms and auxiliary instruments to pass through. Guides can be obtained on the walls of this operative channel to facilitate the insertion of the surgical arms themselves.

Nella variante di realizzazione mostrata nelle Figure 22A-22C, al corpo introduttore 603 sopra descritto può essere associato, e in particolare amovibilmente inserito, un mezzo incisore frontale 620, la cui funzione è quella di creare un apertura per l’inserimento del corpo introduttore 603 o facilitarne l’inserimento nel caso in cui l’apertura fosse già presente. Una volta terminato l’inserimento del corpo introduttore 603, l’incisore può aprirsi per permettere l’inserimento dei bracci oppure direttamente essere rimosso, come mostrato in Figura 22C. In the variant embodiment shown in Figures 22A-22C, the introducer body 603 described above can be associated, and in particular removably inserted, a front scoring means 620, whose function is to create an opening for the insertion of the introducer body 603 o facilitate its insertion if the opening is already present. Once the insertion of the introducer body 603 is finished, the engraver can open to allow the insertion of the arms or can be directly removed, as shown in Figure 22C.

Il corpo introduttore presenta inoltre mezzi di bloccaggio, intesi per il riferimento ed il posizionamento rigido dei bracci, che sono complessivamente denotati con 608 e meglio visibili in Figura 22D. Come mostrato in quest’ultima figura, tali mezzi di bloccaggio 608 comprendono una pluralità di elementi oblunghi, tipicamente in forma di asta denotata con 609, alloggiati in corrispondenza delle pareti interne del corpo introduttore 603 ed estendentisi longitudinalmente paralleli a queste ultime e quindi all’asse longitudinale X del corpo introduttore stesso. Ciascuna asta 609 reca, in corrispondenza di una propria estremità distale, un elemento o appendice laterale di aggancio 610, tale che ne risulta una conformazione sostanzialmente ad “L” dell’asta stessa. Nella presente forma di realizzazione, sono previste sei aste 609, a due a due ravvicinate per bloccare un medesimo braccio robotico, e distribuite sulla circonferenza del corpo introduttore 603. The introducer body also has locking means, intended for the reference and rigid positioning of the arms, which are generally denoted with 608 and better visible in Figure 22D. As shown in the latter figure, these locking means 608 comprise a plurality of oblong elements, typically in the form of a rod denoted by 609, housed in correspondence with the internal walls of the introducer body 603 and extending longitudinally parallel to the latter and therefore to the longitudinal axis X of the introducer body itself. Each rod 609 has, at its own distal end, a lateral attachment element or appendage 610, such that a substantially "L" shape of the rod itself results. In the present embodiment, six rods 609 are provided, two by two close to each other to lock the same robotic arm, and distributed on the circumference of the introducer body 603.

Le aste 609 sono scorrevoli lungo e girevoli attorno ad un proprio asse longitudinale sostanzialmente parallelo all’asse longitudinale X del corpo introduttore, in modo tale che gli elementi di aggancio 610 possano essere traslati e ruotati verso l’esterno del corpo introduttore 603 e non ostacolare l’inserimento dei bracci attraverso di esso. The rods 609 slide along and rotate around their own longitudinal axis substantially parallel to the longitudinal axis X of the introducer body, so that the hooking elements 610 can be translated and rotated towards the outside of the introducer body 603 and not hinder inserting the arms through it.

Con riferimento alla Figura 22E, una volta che l’inserimento di un braccio è stato eseguito, gli elementi di aggancio 610 della coppia corrispondente possono essere nuovamente ruotati e retratti in modo da portarli in impegno in apposite sedi 611 ricavate sulla porzione prossimale 131 del braccio, vincolandola saldamente al corpo introduttore 603 stesso. Le aste 609 interessate vengono quindi bloccate sul corpo introduttore 603 una volta che è stato agganciato il braccio corrispondente, in modo tale da completare il trattenimento del braccio stesso sul corpo introduttore 603. With reference to Figure 22E, once the insertion of an arm has been performed, the coupling elements 610 of the corresponding pair can be rotated and retracted again so as to bring them into engagement in special seats 611 obtained on the proximal portion 131 of the arm , firmly binding it to the introducer body 603 itself. The rods 609 involved are then locked onto the introducer body 603 once the corresponding arm has been hooked, so as to complete the retention of the arm itself on the introducer body 603.

Il corpo introduttore 603 può poi essere vincolato ad una struttura esterna in grado di orientarlo e mantenerlo in una posizione voluta. The introducer body 603 can then be constrained to an external structure capable of orienting and maintaining it in a desired position.

Scendendo maggiormente nel dettaglio delle modalità di inserimento dei bracci, una volta che il corpo introduttore 603 è stato posizionato e gli elementi di aggancio 610 sono stati ruotati nel modo suddetto verso l’esterno del corpo introduttore 603 stesso, è possibile procedere all’inserimento di un braccio 201, 202 per volta, come mostrato nelle Figure 23A e 23B. Il braccio 201 durante l’inserimento presenta una particolare configurazione di allineamento dei relativi giunti atta a ridurne l’ingombro e facilitarne di conseguenza l’inserimento nel corpo introduttore 603, mostrata appunto in dette figure. Le guide eventualmente presenti sulle pareti del corpo introduttore facilitano tale inserimento. Going into more detail of the modalities for inserting the arms, once the introducer body 603 has been positioned and the hooking elements 610 have been rotated in the aforementioned way towards the outside of the introducer body 603 itself, it is possible to proceed with the insertion of one arm 201, 202 at a time, as shown in Figures 23A and 23B. The arm 201 during insertion has a particular alignment configuration of the relative joints designed to reduce its size and consequently facilitate its insertion into the introducer body 603, shown in these figures. The guides possibly present on the walls of the introducer body facilitate this insertion.

Come mostrato nelle Figure 23C e 24, una volta raggiunta la corretta posizione il braccio viene aperto e ruotato in corrispondenza della porzione prossimale 131 (e in particolare del giunto 1 e di un giunto prossimale 1’ di questa) per poter essere agganciato all’introduttore 603 mediante gli elementi 610. Una volta che il braccio robotico è stato posizionato, il lume del corpo introduttore risulta essere nuovamente libero per l'inserimento degli altri bracci che seguono la medesima procedura, come mostrato in Figura 25. As shown in Figures 23C and 24, once the correct position has been reached, the arm is opened and rotated in correspondence with the proximal portion 131 (and in particular of the joint 1 and a proximal joint 1 'of this) in order to be hooked to the introducer. 603 by means of elements 610. Once the robotic arm has been positioned, the lumen of the introducer body is again free for the insertion of the other arms following the same procedure, as shown in Figure 25.

Sarà apprezzato che la differenza sostanziale tra il dispositivo 103 di Figura 1 ed il dispositivo 603 qui considerato risiede nel fatto che l’introduttore 103 presenta un sistema di aggancio comune per tutti i bracci robotici. Questo comporta il fatto che per sostituire un braccio robotico risulta necessario disimpegnarli tutti. Ha tuttavia il vantaggio della semplicità costruttiva e di conseguenza un costo e praticità maggiore. It will be appreciated that the substantial difference between the device 103 of Figure 1 and the device 603 considered here lies in the fact that the introducer 103 has a common coupling system for all robotic arms. This means that to replace a robotic arm it is necessary to disengage all of them. However, it has the advantage of constructive simplicity and consequently a higher cost and practicality.

L’introduttore 603 può sostituire ciascun braccio senza dover necessariamente svincolare gli altri bracci (che possono quindi continuare ad operare senza essere influenzati dal cambio). Questo perché ogni braccio robotico ha un suo sistema di ancoraggio, indipendente dagli altri. The introducer 603 can replace each arm without necessarily having to release the other arms (which can therefore continue to operate without being affected by the gearbox). This is because each robotic arm has its own anchoring system, independent of the others.

Come mostrato sempre in Figura 25, oltre ai due bracci in configurazione ibrida viene inserito un terzo braccio che comprende un sistema di visione 104. As shown again in Figure 25, in addition to the two arms in hybrid configuration, a third arm is inserted which includes a vision system 104.

II braccio dedicato al sistema di visione presenta minori problematiche in termine di forze da trasmettere ed accuratezza dei movimenti ed inoltre può avere un numero di gradi di libertà inferiori rispetto ai bracci robotici espressamente studiati per eseguire l'operazione chirurgica. The arm dedicated to the vision system presents fewer problems in terms of forces to be transmitted and accuracy of movements and moreover it can have a lower number of degrees of freedom than the robotic arms expressly designed to perform the surgical operation.

Terminata la procedura di inserimento di tutti i bracci, all’interno dell’introduttore 603 risulta presente un canale operativo libero per permettere eventualmente l’utilizzo di strumenti chirurgici complementari. After the procedure for inserting all the arms, inside the introducer 603 there is a free operating channel to possibly allow the use of complementary surgical instruments.

La configurazione sopra descritta permette di effettuare una sostituzione dei bracci (es. per cambiare le caratteristiche dell’utensile) indipendentemente dalla presenza o meno di altri componenti dell’apparato. The configuration described above allows you to replace the arms (eg to change the characteristics of the tool) regardless of the presence or absence of other components of the apparatus.

Nella variante delle Figure 26A e 26B, il corpo introduttore, sempre denotato con 603, comprende inoltre, in corrispondenza della propria estremità distale, una struttura dispiegabile sostanzialmente a fiore, ossia tre appendici 605 girevolmente connesse sul corpo di base lungo la circonferenza di questo e selettivamente azionabili per far passare il corpo introduttore 603 da una configurazione di minimo ingombro, mostrata in Figura 26A e nella quale tali appendici sono richiuse sul corpo di base, ad una configurazione dispiegata, mostrata in Figura 26B e nella quale le appendici sono ruotate verso l’esterno. Questa seconda configurazione è atta a consentire l’introduzione di uno o più bracci ibridi nella cavità addominale. In the variant of Figures 26A and 26B, the introducer body, again denoted by 603, also comprises, at its distal end, a substantially flower-like deployable structure, i.e. three appendages 605 rotatably connected on the base body along the circumference of this and selectively operable to make the introducer body 603 pass from a configuration of minimum bulk, shown in Figure 26A and in which these appendages are closed on the base body, to an unfolded configuration, shown in Figure 26B and in which the appendages are rotated towards the 'external. This second configuration is designed to allow the introduction of one or more hybrid arms into the abdominal cavity.

La soluzione ibrida parallelo/seriale per la struttura del braccio robotico presenta il vantaggio di una maggiore rigidità del sistema, di una riduzione dei giochi meccanici e della possibilità di poter realizzare più facilmente un’attuazione a cavi. In particolare, rispetto ad una cinematica totalmente seriale la soluzione ibrida permette di realizzare più facilmente un sistema di attuazione in cui uno o più motori sono posizionati esternamente al robot ed al paziente. Questo perché per portare la potenza dai motori ai gradi di libertà distali è necessario attraversare un minor numero di giunti della catena cinematica del robot. The parallel / serial hybrid solution for the robotic arm structure has the advantage of greater system rigidity, a reduction in mechanical play and the possibility of being able to more easily implement a cable actuation. In particular, compared to a totally serial kinematics, the hybrid solution makes it easier to create an actuation system in which one or more motors are positioned externally to the robot and to the patient. This is because in order to bring the power from the motors to the distal degrees of freedom, fewer joints in the robot's kinematic chain must be traversed.

Alcune ulteriori possibili varianti di realizzazione Some further possible variants of realization

Nelle forme e varianti di realizzazione sopra descritte, i bracci robotici sono attuati tramite mezzi di trasmissione meccanica quali ad esempio cavi, assi in rotazione o traslazione come descritto sopra. Una particolare soluzione tecnica può prevedere anche l’uso di tubature con fluidi in pressione per l’attuazione di particolari movimenti, quali ad esempio l’apertura e chiusura di pinze o altri strumenti. In the embodiments and variants described above, the robotic arms are actuated by mechanical transmission means such as for example cables, axes in rotation or translation as described above. A particular technical solution may also include the use of pipes with pressurized fluids for the implementation of particular movements, such as the opening and closing of pliers or other tools.

Sarà quindi apprezzato meglio a questo punto come il sistema robotico dell'invenzione, particolarmente nelle forme di realizzazione sopra descritte: It will therefore be better appreciated at this point as the robotic system of the invention, particularly in the embodiments described above:

<■>può essere efficacemente dotato di almeno due bracci, eseguendo operazioni chirurgiche bimanuali con destrezza del singolo braccio paragonabile al sistema Da Vinci in termini di specifiche tecniche; <■> can be effectively equipped with at least two arms, performing bimanual surgical operations with single arm dexterity comparable to the Da Vinci system in terms of technical specifications;

<■>riesce ad ottenere prestazioni simili al sistema Da Vinci in termini di destrezza, velocità di operazione e forza suN’end-effector, riducendo al contempo l’invasività della procedura grazie all’approccio a singola porta di accesso; <■> manages to achieve similar performance to the Da Vinci system in terms of dexterity, speed of operation and strength on the end-effector, while reducing the invasiveness of the procedure thanks to the single access door approach;

<■>consente, con la presenza di un lume (0-30 mm) interno al corpo introduttore, il passaggio di strumenti addizionali, quali ago e filo da sutura, spugna emostatica, sensori, ecc., evitando ulteriori incisioni nel corpo del paziente; <■> allows, with the presence of a lumen (0-30 mm) inside the introducer body, the passage of additional instruments, such as needle and suture thread, hemostatic sponge, sensors, etc., avoiding further incisions in the patient's body ;

<■>permette di implementare, grazie all’attuazione a bordo del braccio dei gradi di libertà distali, un feedback di forza tramite la lettura della corrente assorbita dai motori (non presente nelle piattaforme di robotica chirurgica attuali); <■> allows you to implement, thanks to the implementation of the distal degrees of freedom on board the arm, a force feedback by reading the current absorbed by the motors (not present in current surgical robotics platforms);

<■>fa sì, grazie alle soluzioni meccaniche proposte per il braccio seriale antropomorfo (ad esempio i rimandi stellari per l’attuazione a cavi della spalla, l’attuazione traslatoria lineare per i gradi di libertà prossimali, il meccanismo di pretensionamento dei cavi in spazi ridotti, la suddivisione dell’asse del gomito in due parti, il meccanismo differenziale allocato nel polso), che le dimensioni totali del braccio possano garantirne l’inserzione tramite un singolo foro, pur garantendo le specifiche prestazionali desiderate; <■> makes it possible, thanks to the mechanical solutions proposed for the anthropomorphic serial arm (for example the star references for the shoulder cable actuation, the linear translational actuation for the proximal degrees of freedom, the pre-tensioning mechanism of the cables in reduced spaces, the division of the elbow axis into two parts, the differential mechanism allocated in the wrist), that the total dimensions of the arm can guarantee its insertion through a single hole, while guaranteeing the desired performance specifications;

<■>riesce a garantire, con la soluzione ibrida del braccio parallelo/seriale, una maggiore rigidezza, una maggior precisione e fluidità di movimento, una maggiore semplicità di realizzazione per l’attuazione a cavi; <■> is able to guarantee, with the hybrid solution of the parallel / serial arm, greater stiffness, greater precision and fluidity of movement, greater ease of construction for the cable actuation;

<■>garantisce, con il meccanismo di aggancio un supporto rigido per i bracci, che questi possano essere introdotti in modo sequenziale sfruttando l’intero lume interno (sfruttare tutto il diametro interno fa sì che ciascun braccio massimizzi lo spazio a disposizione per i meccanismi e gli attuatori); <■> guarantees, with the coupling mechanism a rigid support for the arms, that these can be introduced sequentially using the entire internal lumen (exploiting the entire internal diameter ensures that each arm maximizes the space available for the mechanisms and actuators);

<■>sempre grazie al meccanismo di aggancio proposto consente di fissare più di due bracci per volta, di sostituirne uno solo o più all’occorrenza (sostituzione strumento chirurgico), e di scegliere arrangiamenti e disposizioni spaziali più vantaggiose (in termini di spazio di lavoro e triangolazione degli strumenti) per portare a compimento la specifica operazione chirurgica; <■> again thanks to the coupling mechanism proposed, it allows to fix more than two arms at a time, to replace one or more of them if necessary (surgical instrument replacement), and to choose the most advantageous arrangements and spatial arrangements (in terms of work and triangulation of instruments) to complete the specific surgical operation;

<■>secondo l'invenzione, i bracci robotici trovano, mediante il fissaggio al corpo introduttore e la presenza dell’elemento di bloccaggio, un efficace supporto su cui scaricare le forze dei loro end effectors, realizzando in tal modo una elevata affidabilità operativa. <■> according to the invention, the robotic arms find, by fixing to the introducer body and the presence of the locking element, an effective support on which to discharge the forces of their end effectors, thus achieving a high operational reliability.

Un altro aspetto importante è che in questo caso si ha un comportamento veramente bimanuale del sistema. Another important aspect is that in this case there is a truly bimanual behavior of the system.

L’apparato dell’invenzione trova una applicazione preferenziale nelle procedure di chirurgia del distretto addominale. Una possibile applicazione specifica del sistema proposto è costituita da procedure di chirurgia bariatrica per curare l’obesità patologica. The apparatus of the invention finds a preferential application in abdominal surgery procedures. A possible specific application of the proposed system consists of bariatric surgery procedures to treat morbid obesity.

Sarà compreso che, in base ad un ulteriore aspetto dell’invenzione, questa si riferisce ad un metodo per l’esecuzione di interventi di chirurgia minimamente invasiva mediante uno o più bracci articolati, ciascuno dotato di una pluralità di gradi di libertà ed atto ad eseguire compiti manipolatori in ambito chirurgico, il quale metodo prevede che una parte prossimale di tale o tali bracci venga resa solidale ad un corpo introduttore come sopra definito e/o come definito nelle rivendicazioni che seguono, preferibilmente bloccando tale parte prossimale in corrispondenza o prossimità della sezione di uscita del lume longitudinale del corpo introduttore. It will be understood that, on the basis of a further aspect of the invention, this refers to a method for carrying out minimally invasive surgery by means of one or more articulated arms, each provided with a plurality of degrees of freedom and able to perform manipulative tasks in the surgical field, which method provides that a proximal part of said arm or arms is made integral with an introducer body as defined above and / or as defined in the following claims, preferably by locking said proximal part in correspondence with or proximity to the section exit of the longitudinal lumen of the introducer body.

Preferibilmente, tale metodo è realizzato secondo le medesime caratteristiche preferite dell’apparato sin qui descritto. Preferably, this method is carried out according to the same preferred characteristics of the apparatus described so far.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a forme preferite di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, come definito dall’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate. The present invention has been described up to now with reference to preferred embodiments. It is to be understood that there may be other embodiments that pertain to the same inventive core, as defined by the scope of the claims set out below.

Claims (36)

RIVENDICAZIONI 1. Apparato robotico per interventi di chirurgia minimamente invasiva (100), in particolare laparoscopia, comprendente: almeno un braccio articolato (101; 201) dotato di una pluralità di gradi di libertà ed atto ad eseguire compiti manipolatori in ambito chirurgico; un corpo introduttore (103; 603), atto ad essere inserito attraverso la cute del paziente per realizzare una porta di accesso al sito operatorio, il quale corpo introduttore (103; 603) reca un lume longitudinale interno, il quale lume interno presenta una sezione di ingresso prossimale ed una sezione di uscita distale ed è atto a consentire il passaggio di detto braccio articolato (101; 201) attraverso il corpo introduttore stesso (103; 603); e mezzi di bloccaggio (115, 117; 608), atti a rendere solidale una parte prossimale (111; 121; 131) di detto braccio articolato (101; 201) a detto corpo introduttore (103; 603). CLAIMS 1. Robotic apparatus for minimally invasive surgery (100), in particular laparoscopy, comprising: at least one articulated arm (101; 201) equipped with a plurality of degrees of freedom and able to perform manipulative tasks in the surgical field; an introducer body (103; 603), adapted to be inserted through the patient's skin to create an access door to the operating site, which introducer body (103; 603) has an internal longitudinal lumen, which internal lumen has a section of proximal inlet and a distal outlet section and is adapted to allow the passage of said articulated arm (101; 201) through the introducer body (103; 603); And locking means (115, 117; 608), adapted to make a proximal part (111; 121; 131) of said articulated arm (101; 201) integral with said introducer body (103; 603). 2. Apparato (100) secondo la rivendicazione 1, in cui la disposizione complessiva è tale che detti mezzi di bloccaggio operano in corrispondenza o prossimità di detta sezione di uscita di detto lume. Apparatus (100) according to claim 1, wherein the overall arrangement is such that said locking means operate at or near said outlet section of said lumen. 3. Apparato (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti mezzi di bloccaggio (115, 117; 608) sono di tipo ad incastro e/o a scatto. Apparatus (100) according to claim 1 or 2, wherein said locking means (115, 117; 608) are of the interlocking and / or snap type. 4. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di bloccaggio comprendono un elemento di bloccaggio (114; 609) inseribile in detto lume longitudinale di detto corpo introduttore (103; 603), il quale elemento di bloccaggio (114; 609) è atto ad essere reso solidale a detto corpo introduttore (103; 603) e ad una parte prossimale (111; 131) di detto braccio (101). Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, wherein said locking means comprise a locking element (114; 609) which can be inserted in said longitudinal lumen of said introducer body (103; 603), which locking element ( 114; 609) is adapted to be made integral with said introducer body (103; 603) and with a proximal part (111; 131) of said arm (101). 5. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto elemento di bloccaggio (114; 609) presenta conformazione oblunga. 5. Apparatus (100) according to the preceding claim, wherein said locking element (114; 609) has an oblong shape. 6. Apparato (100) secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detto elemento di bloccaggio (114; 609) reca almeno una appendice laterale (115; 610) e detto braccio articolato (101; 201) reca una corrispondente sede (117; 611) atta ricevere detta appendice laterale (115; 609). Apparatus (100) according to claim 4 or 5, wherein said locking element (114; 609) has at least one lateral appendage (115; 610) and said articulated arm (101; 201) has a corresponding seat (117; 611) adapted to receive said lateral appendix (115; 609). 7. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detta appendice laterale è un dente di aggancio (610). Apparatus (100) according to the preceding claim, wherein said lateral appendage is a hooking tooth (610). 8. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui detto elemento di bloccaggio (114) presenta un lume longitudinale passante (118). Apparatus (100) according to any one of claims 4 to 7, wherein said locking element (114) has a through longitudinal lumen (118). 9. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 8, in cui la disposizione complessiva è tale che, quando detto elemento di bloccaggio (114) è inserito in detto corpo introduttore (103), entro quest’ultimo rimangono definiti, esternamente a detto elemento di bloccaggio (114), due passaggi longitudinali laterali (119, 120). Apparatus (100) according to any one of claims 4 to 8, wherein the overall arrangement is such that, when said locking element (114) is inserted in said introducer body (103), within the latter they remain defined, externally to said locking element (114), two lateral longitudinal passages (119, 120). 10. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 9, comprendente mezzi di azionamento di detto elemento di bloccaggio (114; 609) secondo un movimento lineare e/o rotatorio, disposti, in uso, esternamente a detto corpo introduttore (103; 603). Apparatus (100) according to any one of claims 4 to 9, comprising means for actuating said locking element (114; 609) according to a linear and / or rotary movement, arranged, in use, externally to said introducer body ( 103; 603). 11. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno una coppia di bracci articolati (101, 102; 201, 202), ciascuno dotato di una pluralità di gradi di libertà ed atto ad eseguire compiti manipolatori in ambito chirurgico. Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, comprising at least one pair of articulated arms (101, 102; 201, 202), each provided with a plurality of degrees of freedom and able to perform manipulative tasks in the surgical field. 12. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto corpo introduttore (103; 603) è atto a ricevere simultaneamente detta coppia di bracci (101, 102; 201, 202), alloggiando simultaneamente rispettive parti prossimali (110) di questi ultimi. Apparatus (100) according to the preceding claim, wherein said introducer body (103; 603) is able to simultaneously receive said pair of arms (101, 102; 201, 202), simultaneously housing respective proximal parts (110) of these last. 13. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente quando dipendente dalla rivendicazione 4, in cui la disposizione complessiva è tale che detto elemento di bloccaggio (114; 609) si posiziona, in uso, entro detto corpo introduttore (103; 603). Apparatus (100) according to the preceding claim when dependent on claim 4, in which the overall arrangement is such that said locking element (114; 609) is positioned, in use, within said introducer body (103; 603). 14. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui la disposizione complessiva è tale che detto elemento di bloccaggio (114) si posiziona, in uso, interposto fra i bracci di detta coppia (101, 102). Apparatus (100) according to the preceding claim, in which the overall arrangement is such that said locking element (114) is positioned, in use, interposed between the arms of said pair (101, 102). 15. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 14 quando dipendenti dalla rivendicazione 4, in cui detto elemento di bloccaggio (114) reca una coppia di appendici laterali (115, 116) e detti bracci articolati (101, 102) recano ciascuno una corrispondente sede (117) atta ricevere una rispettiva appendice laterale (115, 116), la disposizione di tali appendici (e sedi) risultando sostanzialmente assialsimmetrica, dette appendici (e sedi) risultando sostanzialmente allineate trasversalmente. Apparatus (100) according to any one of claims 11 to 14 when dependent on claim 4, wherein said locking element (114) carries a pair of lateral appendages (115, 116) and said articulated arms (101, 102) each have a corresponding seat (117) adapted to receive a respective lateral appendage (115, 116), the arrangement of said appendages (and seats) being substantially axial symmetrical, said appendages (and seats) being substantially aligned transversely. 16. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 14 quando dipendenti dalla rivendicazione 4, in cui detto elemento di bloccaggio (114) reca una coppia di appendici laterali (115, 116) e detti bracci articolati (101, 102) recano ciascuno una corrispondente sede (117) atta ricevere una rispettiva appendice laterale (115, 116), la disposizione di tali appendici (e sedi) risultando sostanzialmente non assialsimmetrica. Apparatus (100) according to any one of claims 11 to 14 when dependent on claim 4, wherein said locking element (114) carries a pair of lateral appendages (115, 116) and said articulated arms (101, 102) each have a corresponding seat (117) adapted to receive a respective lateral appendage (115, 116), the arrangement of said appendages (and seats) being substantially non-axisymmetrical. 17. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di bloccaggio (608) comprendono una coppia di aste longitudinali di bloccaggio (609) per detto o ciascun braccio articolato (201 , 202). Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, wherein said locking means (608) comprise a pair of longitudinal locking rods (609) for said or each articulated arm (201, 202). 18. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui dette aste (609) sono disposte longitudinalmente parallele lungo la periferia di detto corpo introduttore (603). Apparatus (100) according to the preceding claim, wherein said rods (609) are longitudinally parallel along the periphery of said introducer body (603). 19. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto corpo introduttore (103) e detto o ciascun braccio articolato (101) presentano mezzi di reciproco impegno (112, 113), atti a consentire un accoppiamento scorrevole fra di essi. 19. Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, in which said introducer body (103) and said or each articulated arm (101) have mutual engagement means (112, 113), suitable for allowing a sliding coupling between them . 20. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di reciproco impegno comprendono almeno una sede longitudinale (113) ed almeno una costa (112) scorrevolmente accoppiabile con detta sede longitudinale (113). 20. Apparatus (100) according to the preceding claim, wherein said mutual engagement means comprise at least one longitudinal seat (113) and at least one rib (112) which can be slidably coupled with said longitudinal seat (113). 21. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto o ciascun braccio articolato (101, 102; 201, 202) presenta una prima (110) ed una seconda (111; 121; 131) porzione prossimale longitudinalmente affiancate e girevolmente connesse l’una all’altra. 21. Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, wherein said or each articulated arm (101, 102; 201, 202) has a first (110) and a second (111; 121; 131) proximal portion longitudinally side by side and rotatably connected to each other. 22. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto o ciascun braccio articolato (101, 102; 201, 202) presenta una prima (110) ed una seconda (111; 121; 131) porzione prossimale atte ad essere disposte sostanzialmente ad angolo retto l’una rispetto all’altra. 22. Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, wherein said or each articulated arm (101, 102; 201, 202) has a first (110) and a second (111; 121; 131) proximal portion adapted to be arranged substantially at right angles to each other. 23. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi di trasmissione del moto di tipo a cavi, atti a consentire una trasmissione del moto da attuatori esterni ad uno o più gradi di libertà prossimali di detto braccio articolato (101; 102). 23. Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, comprising motion transmission means of the cable type, suitable for allowing motion transmission from external actuators to one or more proximal degrees of freedom of said articulated arm (101; 102 ). 24. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto braccio articolato (101) è dotato di un grado di libertà torsionale secondo un asse di rotazione longitudinale (Y) e detti mezzi di trasmissione del moto a cavi comprendono una pluralità di pulegge folli (18, 20, 21) atte ad essere impegnate da almeno un cavo di trasmissione (17), le quali pulegge folli (18, 20, 21) sono disposte ad una diversa distanza radiale rispetto a detto asse longitudinale (Y). Apparatus (100) according to the preceding claim, wherein said articulated arm (101) is equipped with a degree of torsional freedom according to a longitudinal rotation axis (Y) and said cable motion transmission means comprise a plurality of pulleys idlers (18, 20, 21) able to be engaged by at least one transmission cable (17), which idle pulleys (18, 20, 21) are arranged at a different radial distance with respect to said longitudinal axis (Y). 25. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui le pulegge folli di detta pluralità sono disposte in modo tale che pulegge (19-20; 20-21) impegnate dal cavo (17) in sequenza presentino assi di rotazione sostanzialmente ortogonali. 25. Apparatus (100) according to the preceding claim, in which the idle pulleys of said plurality are arranged in such a way that pulleys (19-20; 20-21) engaged by the cable (17) in sequence have substantially orthogonal axes of rotation. 26. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 23 a 25, in cui detto braccio articolato presenta un giunto torsionale (1) ed un giunto flessionale (2, 3) disposto distalmente rispetto a detto giunto torsionale, ed in cui detti mezzi di trasmissione a cavi sono atti a trasmettere il moto flessionale a detto giunto distale attraverso detto giunto torsionale. 26. Apparatus (100) according to any one of claims 23 to 25, wherein said articulated arm has a torsional joint (1) and a flexural joint (2, 3) disposed distally with respect to said torsional joint, and in which said means transmission cables are adapted to transmit the flexural motion to said distal joint through said torsional joint. 27. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 23 a 26, comprendente mezzi di pretensionamento dei cavi di trasmissione (23-26). 27. Apparatus (100) according to any one of claims 23 to 26, comprising means for pre-tensioning the transmission cables (23-26). 28. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di pretensionamento comprendono una coppia di pulegge (23, 24) girevoli l’una rispetto all’altra e mezzi di contrasto (26, 27) atti ad impedire una rotazione reciproca delle pulegge (23, 24) di detta coppia in un determinato verso. 28. Apparatus (100) according to the preceding claim, wherein said pre-tensioning means comprise a pair of pulleys (23, 24) rotatable relative to each other and contrast means (26, 27) suitable for preventing reciprocal rotation of the pulleys (23, 24) of said pair in a given direction. 29. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di contrasto comprendono una coppia di elementi dentati (26, 27) mutuamente associati, ciascuno solidale ad una rispettiva puleggia (23, 24) di detta coppia. 29. Apparatus (100) according to the preceding claim, in which said contrast means comprise a pair of mutually associated toothed elements (26, 27), each integral with a respective pulley (23, 24) of said pair. 30. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi di trasmissione del moto di tipo ad alberi rotanti o traslanti, atti a consentire una trasmissione del moto da attuatori esterni ad uno o più gradi di libertà prossimali di detto braccio articolato (101; 102). 30. Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, comprising motion transmission means of the type with rotating or translating shafts, suitable for allowing motion transmission from external actuators to one or more proximal degrees of freedom of said articulated arm ( 101; 102). 31. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di trasmissione ad alberi comprendono: - una prima coppia di alberi motori (8, 9), ciascuno associato ad un rispettivo attuatore esterno; una seconda coppia di alberi fra loro coassiali (14, 151), atti a ricevere il moto ciascuno da un rispettivo albero motore (8, 9); e mezzi di accoppiamento (13, 15) fra dette coppie di alberi, in cui gli alberi di detta seconda coppia (14, 151) sono collegati ciascuno ad un rispettivo giunto prossimale (1, 2) di detto braccio articolato (101, 102). 31. Apparatus (100) according to the preceding claim, wherein said shaft transmission means comprise: - a first pair of drive shafts (8, 9), each associated with a respective external actuator; a second pair of coaxial shafts (14, 151), each adapted to receive motion from a respective drive shaft (8, 9); And coupling means (13, 15) between said pairs of shafts, wherein the shafts of said second pair (14, 151) are each connected to a respective proximal joint (1, 2) of said articulated arm (101, 102). 32. Apparato (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui gli alberi di detta prima coppia (8, 9) sono disposti sostanzialmente ortogonali ai rispettivi alberi di detta seconda coppia (14, 151). 32. Apparatus (100) according to the preceding claim, wherein the shafts of said first pair (8, 9) are arranged substantially orthogonal to the respective shafts of said second pair (14, 151). 33. Apparato (100) secondo la rivendicazione 31 o 32, in cui detti mezzi di accoppiamento comprendono ingranaggi conici (13, 15). 33. Apparatus (100) according to claim 31 or 32, wherein said coupling means comprise bevel gears (13, 15). 34. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 31 a 33, in cui detti alberi motori (8, 9) sono alloggiati ciascuno in un rispettivo manicotto (11, 12), detti manicotti (11, 12) essendo solidali o atti ad essere resi solidali a detta parte prossimale (111) di detto braccio articolato (101; 201) e a detto corpo introduttore (103). 34. Apparatus (100) according to any one of claims 31 to 33, wherein said drive shafts (8, 9) are each housed in a respective sleeve (11, 12), said sleeves (11, 12) being integral or suitable to be made integral with said proximal part (111) of said articulated arm (101; 201) and with said introducer body (103). 35. Apparato (100) secondo la rivendicazione 30, in cui detti mezzi di trasmissione ad alberi comprendono: un albero traslante (800) per il o ciascun grado di libertà prossimale di detto braccio articolato (101, 102); ed un meccanismo di trasmissione, preferibilmente del tipo comprendente uno o più ingranaggi (28, 29), interposto fra un giunto corrispondente a detto grado di libertà e detto albero (800). Apparatus (100) according to claim 30, wherein said shaft transmission means comprises: a translating shaft (800) for the or each proximal degree of freedom of said articulated arm (101, 102); and a transmission mechanism, preferably of the type comprising one or more gears (28, 29), interposed between a joint corresponding to said degree of freedom and said shaft (800). 36. Apparato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un mezzo incisore frontale (620) inserito o inseribile amovibilmente entro detto corpo introduttore (603) ed atto a favorire l’inserimento di quest’ultimo nel paziente.36. Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, comprising a front scoring means (620) inserted or removably insertable within said introducer body (603) and adapted to facilitate the insertion of the latter in the patient.
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