BR112019003873B1 - Mecanismo de transmissão e instrumento cirúrgico - Google Patents
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Abstract
mecanismo de transmissão e instrumento cirúrgico. mecanismo de transmissão aplicado ao instrumento cirúrgico para conduzir um instrumento terminal (20) na extremidade do instrumento cirúrgico, para que se mova, e o mecanismo de transmissão tem mecanismos guias (8, 9, 16, 17), primeiro, segundo e terceiros eixos de impulsão (1, 2, 3), e primeiro, segundo, terceiro e quarto tratores (4, 5, 6, 7). os três eixos (1, 2, 3) são providos em paralelo, com o primeiro e o segundo tratores (4, 5) circundando o primeiro eixo de impulsão (1) em direções opostas, e são conectados de maneira parcialmente fixa ao mesmo, e conectados de maneira fixa ao instrumento terminal (20) após a mudança da direção por meio dos mecanismos guias (8, 9, 16, 17); o terceiro e o quarto tratores (6, 7) circundam o terceiro eixo de impulsão (3) em direção opostas, e são conectados de maneira parcialmente fixa ao mesmo e conectados de maneira fixa ao instrumento (20) após a mudança da direção por meio dos mecanismos guias (8, 9, 16, 17); em que os mecanismos guias (8, 9, 16, 17) são configurados para, quando o segundo eixo de impulsão (2) gira, a direção do movimento da porção do primeiro e segundo tratores (4, 5) que fica localizada entre os mecanismos guias (8, 9, 16, 17) e o instrumento terminal (20) é oposta àquela da porção do terceiro e quarto tratores (6, 7) que fica localizada entre os mecanismos guias (8, 9, 16, 17) e o instrumento terminal (20). o instrumento cirúrgico tem o mecanismo de transmissão.
Description
[001] A presente invenção refere-se ao campo técnico de instrumentos médicos, e em particular a um mecanismo de transmissão aplicável a robôs cirúrgicos minimamente invasivos.
[002] Em comparação às operações cirúrgicas convencionais, a cirurgia minimamente invasiva tem vantagens óbvias em termos do efeito terapêutico, do alívio da dor, do ciclo de recuperação e do custo médico, etc., e desse modo é usada extensamente no procedimento cirúrgico.
[003] Em anos recentes, com a aplicação da cirurgia minimamente invasiva, os robôs cirúrgicos vêm se tornando cada vez mais populares, e são usados nas cirurgias de âmbito cada vez mais amplo, de campo cada vez mais complicado, e de precisão de operação cada vez mais incrementada e grau de inteligência. Atualmente, os robôs representativos são o sistema de robô cirúrgico Da Vinci desenvolvido pela Intuitive Surgical Company dos Estados Unidos e o sistema de robô cirúrgico ZEUS desenvolvido pela Computer Motion Company, que têm sido usados com sucesso na prática clínica. No entanto, ambos os tipos de tais sistemas de robôs cirúrgicos têm as desvantagens de um mecanismo complicado, tamanho grande, e preço elevado, etc.
[004] Em particular os autores da presente invenção verificaram através de pesquisa que o desempenho do robô cirúrgico inteiro é diretamente e determinado pela propriedade dos instrumentos cirúrgicos, e o mecanismo de transmissão (ou chamado de conjunto de instrumentos) para conduzir o movimento dos instrumentos cirúrgicos é um fator chave que restringe o desempenho dos instrumentos cirúrgicos. No entanto, o mecanismo de transmissão divulgado na Patente U.S. no. 9.078.684 B2 usa seis cordões de fios para conduzir três junções localizadas na extremidade do instrumento cirúrgico para atingir três graus de movimento de liberdade, o que causa os defeitos de uma estrutura de transmissão complicada e a ocupação de um grande espaço. Portanto, é necessário desenvolver um mecanismo de transmissão com uma estrutura de transmissão simples e uma ocupação de pouco espaço para conduzir um instrumento terminal para atingir três graus de movimento de liberdade.
[005] Um objetivo da presente invenção consiste na provisão de um mecanismo de transmissão e um instrumento cirúrgico que inclui o mesmo. Em comparação com o mecanismo de transmissão da técnica anterior, o mecanismo de transmissão atual tem uma estrutura simples, uma baixa dificuldade de controle e uma ocupação de pouco espaço, e também pode conduzir um instrumento terminal localizado na extremidade do instrumento cirúrgico para atingir três graus de movimento de liberdade.
[006] Para atingir o objetivo acima e outros objetos relacionados, a presente invenção provê um mecanismo de transmissão disposto em um instrumento cirúrgico e configurado para conduzir um instrumento terminal localizado na extremidade do instrumento cirúrgico para que se mova, em que o mecanismo de transmissão compreende:
[007] eixos de impulsão que compreendem um primeiro eixo de impulsão, um segundo eixo de impulsão e um terceiro eixo de impulsão que são arranjados em paralelo;
[008] tratores que compreendem um primeiro trator, um segundo trator, um terceiro trator e um quarto trator; e
[009] um mecanismo guia;
[0010] em que o primeiro trator e o segundo trator são bobinados em torno do primeiro eixo de impulsão em direções opostas, conectados de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão, e conectados de maneira fixa ao instrumento terminal após a mudança da direção através do mecanismo guia; e o terceiro trator e o quarto trator são bobinados em torno do terceiro eixo de impulsão em direções opostas, conectados de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão, e conectados de maneira fixa ao instrumento terminal após a mudança da direção através do mecanismo guia;
[0011] em que o mecanismo guia é configurado de maneira tal que, quando o segundo eixo de impulsão gira, a direção do movimento das porções do primeiro trator e do segundo trator localizada entre o mecanismo guia e o instrumento terminal é oposta à direção do movimento das porções do terceiro trator e do quarto trator localizada entre o mecanismo guia e o instrumento terminal.
[0012] O mecanismo guia pode compreender um primeiro mecanismo guia e um segundo mecanismo guia, em que os eixos geométricos do primeiro mecanismo guia e do segundo mecanismo guia são paralelos aos eixos geométricos dos eixos de impulsão;
[0013] em que o mecanismo guia fica localizado no primeiro espaço definido por um primeiro plano formado pelos eixos geométricos do primeiro eixo de impulsão e do segundo eixo de impulsão, e em um segundo plano formado pelos eixos geométricos do segundo eixo de impulsão e do terceiro eixo de impulsão; o primeiro mecanismo guia fica mais distante do primeiro eixo de impulsão do que o segundo mecanismo guia, e o segundo mecanismo guia fica mais distante do terceiro eixo de impulsão do que o primeiro mecanismo guia;
[0014] em que o primeiro trator e o segundo trator, bobinados em torno do primeiro eixo de impulsão em direções opostas e conectados de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal após a mudança da direção mediante a passagem através do mesmo lado do primeiro mecanismo guia; e o terceiro trator e o quarto trator bobinados em torno do terceiro eixo de impulsão em direção opostas e conectados de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal após a mudança da direção mediante a passagem através do mesmo lado do segundo mecanismo guia.
[0015] O mecanismo de transmissão pode também compreender:
[0016] conectores que compreendem um primeiro conector e um segundo conector;
[0017] em que o primeiro conector e o segundo conector não se interceptam, e cada um deles é perpendicular ao eixo geométrico do segundo eixo de impulsão; uma extremidade do primeiro conector é conectada de maneira fixa ao segundo eixo de impulsão, com a outra extremidade do primeiro conector sendo conectada de maneira fixa ao primeiro mecanismo guia; e uma extremidade do segundo conector é conectada de maneira fixa ao segundo eixo de impulsão, com a outra extremidade do segundo conector sendo conectada de maneira fixa ao segundo mecanismo guia.
[0018] O mecanismo de transmissão pode também compreender:
[0019] um mecanismo guia de saída que compreende um primeiro mecanismo guia de saída e um segundo mecanismo guia de saída;
[0020] em que o mecanismo guia de saída fica localizado em um segundo espaço definido por um terceiro plano formado pelos eixos geométricos do primeiro eixo de impulsão e do terceiro eixo de impulsão, um quarto plano formado pelos eixos geométricos do segundo eixo de impulsão e do primeiro mecanismo guia, e um quinto plano formado pelos eixos geométricos do segundo eixo de impulsão e do segundo mecanismo guia; em que os eixos geométricos do primeiro mecanismo guia de saída e do segundo mecanismo guia de saída são perpendiculares ao eixo geométrico do segundo eixo de impulsão, e os eixos geométricos do primeiro mecanismo guia de saída e do segundo mecanismo guia de saída não se interceptam;
[0021] em que o primeiro trator e o segundo trator, depois da mudança da direção mediante a passagem através do mesmo lado do primeiro mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia de saída; e o terceiro trator e o quarto trator, depois da mudança da direção mediante a passagem através do mesmo lado do segundo mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do segundo mecanismo guia de saída.
[0022] O mecanismo guia pode também compreender um terceiro mecanismo guia e um quarto mecanismo guia que são acoplados em torno do segundo eixo de impulsão, em que o terceiro mecanismo guia não coincide com o quarto mecanismo guia na direção axial do segundo eixo de impulsão;
[0023] em que o primeiro trator e o segundo trator, depois de serem bobinados em torno do primeiro eixo de impulsão e da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do primeiro mecanismo guia e do terceiro mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia de saída; e o terceiro trator e o quarto trator, depois de serem bobinados em torno do terceiro eixo de impulsão e da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do segundo mecanismo guia e do quarto mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do segundo mecanismo guia de saída.
[0024] O mecanismo guia pode também compreender um terceiro mecanismo guia e um quarto mecanismo guia; em que o quarto mecanismo guia fica mais distante do primeiro eixo de impulsão do que o terceiro mecanismo guia, e o terceiro mecanismo guia fica mais distante do terceiro eixo de impulsão do que o quarto mecanismo guia;
[0025] em que o primeiro trator e o segundo trator, depois de serem bobinados em torno do primeiro eixo de impulsão e da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do primeiro mecanismo guia e do terceiro mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia de saída; e o terceiro trator e o quarto trator, depois de serem bobinados em torno do terceiro eixo de impulsão e da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do segundo mecanismo guia e do quarto mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do segundo mecanismo guia de saída.
[0026] O mecanismo de transmissão pode também compreender:
[0027] conectores que compreendem um terceiro conector e um quarto conector, em que o terceiro conector e o quarto conector não se interceptam, e cada um deles é perpendicular ao eixo geométrico do segundo eixo de impulsão; uma extremidade do terceiro conector é conectada de maneira fixa ao segundo eixo de impulsão, com a outra extremidade do terceiro conector sendo conectada de maneira fixa ao terceiro mecanismo guia; e uma extremidade do quarto conector é conectada de maneira fixa ao segundo eixo de impulsão, com a outra extremidade do quarto conector sendo conectada de maneira fixa ao quarto mecanismo guia.
[0028] O primeiro trator e o segundo trator podem passar através do mesmo lado do primeiro mecanismo guia e do terceiro mecanismo guia, e o terceiro trator e o quarto trator passar através do mesmo lado do segundo mecanismo guia e do quarto mecanismo guia.
[0029] A distância entre o eixo geométrico do segundo eixo de impulsão e do eixo geométrico do primeiro eixo de impulsão pode ser igual à distância entre o eixo geométrico do segundo eixo de impulsão e o eixo geométrico do terceiro eixo de impulsão.
[0030] O primeiro trator e o segundo trator podem passar através do primeiro mecanismo guia de um lado do primeiro mecanismo guia afastado do segundo eixo de impulsão, e o terceiro trator e o quarto trator passar através do segundo mecanismo guia de um lado do segundo mecanismo guia afastado do segundo eixo de impulsão.
[0031] O mecanismo guia de saída pode ficar localizado em um plano médio vertical do terceiro plano, ou o primeiro mecanismo guia de saída e o segundo mecanismo guia de saída ser simétricos com respeito ao plano médio vertical.
[0032] O primeiro trator pode compreender uma primeira extremidade, um primeiro corpo que se estende da primeira extremidade, e uma segunda extremidade conectada ao primeiro corpo; em que a primeira extremidade é bobinada em torno do primeiro eixo de impulsão e conectada de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão; o primeiro corpo passar através de um lado do mecanismo guia, e se estender para a segunda extremidade depois que a direção do mesmo é mudada pelo primeiro mecanismo guia de saída; e a segunda extremidade ser conectada de maneira fixa ao instrumento terminal;
[0033] o segundo trator compreender uma terceira extremidade, um segundo corpo que se estende da terceira extremidade, e uma quarta extremidade conectada ao segundo corpo; em que a terceira extremidade é bobinada em torno do primeiro eixo de impulsão em uma direção oposta à primeira extremidade, e conectada de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão; o segundo corpo passar através de um lado do mecanismo guia, e se estender para a quarta extremidade depois que a direção do mesmo é mudada pelo primeiro mecanismo guia de saída; e a quarta extremidade ser conectada de maneira fixa ao instrumento terminal.
[0034] O terceiro trator pode compreender uma quinta extremidade, um terceiro corpo que se estende da quinta extremidade, e uma sexta extremidade conectada ao terceiro corpo; em que a quinta extremidade é bobinada em torno do terceiro eixo de impulsão e conectada de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão; o terceiro corpo passar através de um lado do mecanismo guia, e se estender para a sexta extremidade depois que a direção do mesmo é mudada pelo segundo mecanismo guia de saída; e a sexta extremidade ser conectada de maneira fixa ao instrumento terminal;
[0035] o quarto trator compreender uma sétima extremidade, um quarto corpo que se estende da sétima extremidade, e uma oitava extremidade conectada ao quarto corpo; em que a sétima extremidade é bobinada em torno do terceiro eixo de impulsão em uma direção oposta à quinta extremidade, e conectada de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão; o quarto corpo passar através de um lado do mecanismo guia, e se estender para a oitava extremidade depois que a direção do mesmo é mudada pelo segundo mecanismo guia de saída; a oitava extremidade ser conectada de maneira fixa ao instrumento terminal; e o terceiro corpo e o quarto corpo ficarem sempre localizados em um mesmo lado do primeiro corpo e do segundo corpo.
[0036] Cada um dentre o primeiro mecanismo guia e o segundo mecanismo guia podem compreender duas rodas coaxialmente montadas, e cada um dentre o primeiro mecanismo guia de saída e o segundo mecanismo guia de saída compreender duas rodas coaxialmente montadas.
[0037] O primeiro eixo de impulsão e/ou o terceiro eixo de impulsão também compreenderem um rotor; em que o rotor é conectado de maneira fixa ao eixo de impulsão correspondente; o rotor ser provido com um furo; e o trator ser bobinado em torno do rotor do eixo de impulsão correspondente e conectado de maneira fixa ao furo do rotor.
[0038] Para atingir o objetivo acima e outros objetivos relacionados, a presente invenção provê um instrumento cirúrgico, o qual compreende o mecanismo de transmissão de acordo com qualquer uma das modalidades, em que o mecanismo de transmissão é configurado para conduzir um instrumento terminal localizado na extremidade do instrumento cirúrgico para que se mova.
[0039] Em conclusão, o mecanismo de transmissão da presente invenção é usado principalmente em um instrumento cirúrgico e é configurado para conduzir um instrumento terminal do instrumento cirúrgico para que se mova. Ele compreende somente quatro tratores, três eixos de impulsão e um mecanismo guia, permitindo desse modo o uso de um número menor de peças e um baixo custo de uso. O mecanismo de transmissão da presente invenção dirige o instrumento terminal para executar três graus de movimento de liberdade meramente ao conduzir os quatro tratores correspondentes para que se movam através da rotação dos três eixos de impulsão, desse modo permitindo uma estrutura de direção simples e um método de direção conveniente. Além disso, em comparação com o mecanismo de transmissão existente que tem seis cordões de fios, o mecanismo de transmissão da presente invenção, usando apenas quatro tratores para atingir três graus de movimento de liberdade, reduz o número de cordões de fios e de componentes compatíveis, economiza espaço, e simplifica o controle da direção, desse modo resultando em um tamanho menor do instrumento cirúrgico que resulta em uma ferida minimamente invasiva menor, bem como em uma excelente flexibilidade de operação devido ao movimento mais flexível dos instrumentos cirúrgicos no espaço estreito do corpo humano. Além disso, o mecanismo de transmissão dirigido pelos tratores tem um peso total pequeno e maior estabilidade e confiabilidade.
[0040] A FIGURA 1 é uma vista de projeção axial de um mecanismo de transmissão de acordo com a Modalidade 1 da presente invenção;
[0041] a FIGURA 2 é uma vista de projeção axial de um mecanismo de transmissão de acordo com a Modalidade 2 da presente invenção;
[0042] a FIGURA 3 é uma vista em perspectiva do mecanismo de transmissão mostrado na FIGURA 2;
[0043] a FIGURA 4 é uma vista esquemática parcial do mecanismo de transmissão mostrado na FIGURA 3;
[0044] a FIGURA 5 é uma vista de projeção axial de um mecanismo de transmissão de acordo com a Modalidade 3 da presente invenção;
[0045] a FIGURA 6 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico de acordo com uma modalidade da presente invenção; e
[0046] a FIGURA 7 é uma vista em perspectiva de um mecanismo de transmissão em um conjunto de instrumentos de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0047] As descrições dos numerais de referência nos desenhos são tal como segue:
[0048] 1- primeiro eixo de impulsão, 2- segundo eixo de impulsão, 3- terceiro eixo de impulsão, 4- primeiro trator, 5- segundo trator, 6- terceiro trator, 7- quarto trator, 8- primeiro mecanismo guia, 9- segundo mecanismo guia, 10- primeiro conector, 11- segundo conector, 12- primeiro mecanismo guia de saída, 13- segundo mecanismo guia de saída, 14- primeiro rotor, 15- segundo rotor, 16- terceiro mecanismo guia, 17- quarto mecanismo guia, 18- terceiro conector, 19- quarto conector, 20- instrumento terminal, 21- conjunto de instrumentos, 22- tubo, 41- primeiro corpo, 51- segundo corpo, 61- terceiro corpo e 71- quarto corpo.
[0049] Para tornar os objetivos, as vantagens e as características da presente invenção mais claros, o mecanismo de transmissão e o instrumento cirúrgico propostos na presente invenção serão descritos em mais detalhes a seguir com referência às FIGURAS 1 a 7. Deve ser observado que os desenhos anexos são apresentados em uma forma muito simplificada e não necessariamente apresentados em escala, com a única intenção de facilitar a conveniência e a clareza na explicação do objetivo da presente invenção.
[0050] A FIGURA 1 é uma vista de projeção axial de um mecanismo de transmissão de acordo com a Modalidade 1 da presente invenção. Tal como mostrado na FIGURA 1, o mecanismo de transmissão é disposto em um instrumento cirúrgico e configurado para conduzir um instrumento terminal localizado na extremidade do instrumento cirúrgico para que se mova, e compreende eixos de impulsão, um mecanismo guia e tratores. Os eixos de impulsão compreendem um primeiro eixo de impulsão 1, um segundo eixo de impulsão 2 e um terceiro eixo de impulsão 3, os quais são arranjados em paralelo. Os tratores compreendem um primeiro trator 4, um segundo trator 5, um terceiro trator 6 e um quarto trator 7.
[0051] O primeiro trator 4 é bobinado em torno do primeiro eixo de impulsão 1, conectado de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão 1, e conectado de maneira fixa ao instrumento terminal depois da mudança da sua direção mediante a passagem através de um lado do mecanismo guia. O segundo trator 5 é bobinado em torno do primeiro eixo de impulsão 1 em uma direção oposta ao primeiro trator 4, conectado de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão 1, e conectado de maneira fixa ao instrumento terminal depois da mudança da sua direção mediante a passagem através de um lado do mecanismo guia. Desta maneira, quando o primeiro eixo de impulsão 1 gira, o primeiro trator 4 e o segundo trator 5 se movem em direções opostas para prover um movimento para a frente e para trás (isto é, um trator se move se afastando do instrumento terminal, e o outro trator se move para perto do instrumento terminal), de modo a conduzir o instrumento terminal para atingir um primeiro grau de movimento de liberdade.
[0052] O terceiro trator 6 é bobinado em torno do terceiro eixo de impulsão 3, conectado de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão 3, e conectado de maneira fixa ao instrumento terminal depois da mudança da sua direção mediante a passagem através de um lado do mecanismo guia. O quarto trator 7 é bobinado em torno do terceiro eixo de impulsão 3 em uma direção oposta ao terceiro trator 6, conectado de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão 3, e conectado de maneira fixa ao instrumento terminal depois da mudança da sua direção mediante a passagem através de um mesmo lado do mecanismo guia. Desta maneira, quando o terceiro eixo de impulsão 3 gira, o terceiro trator 6 e o quarto trator 7 se movem em direções opostas para obter um movimento para a frente e para trás, de modo a conduzir o instrumento terminal para atingir um segundo grau de movimento de liberdade.
[0053] O mecanismo guia é configurado de maneira tal que, quando o segundo eixo de impulsão 2 gira, a direção do movimento das porções do primeiro trator 4 e o segundo trator 5 localizada entre o mecanismo guia e o instrumento terminal é oposta à direção do movimento das porções do terceiro trator 6 e do quarto trator 7 localizada entre o mecanismo guia e o instrumento terminal.
[0054] Quando o primeiro eixo de impulsão 1 gira, o primeiro trator 4 e o segundo trator 5 se movem em direções opostas (isto é, um trator se move se afastando do instrumento terminal, e o outro trator se move para perto do instrumento terminal) para conduzir o instrumento terminal para atingir o primeiro grau de movimento de liberdade. Quando o terceiro eixo de impulsão 3 gira, o terceiro trator 6 e o quarto trator 7 se movem em direções opostas para conduzir o instrumento terminal para atingir o segundo grau de movimento de liberdade. Então, quando o segundo eixo de impulsão 2 gira, o primeiro trator 4 e o segundo trator 5 se movem em direções opostas para o terceiro trator 6 e o quarto trator 7 para conduzir o instrumento terminal para atingir um terceiro grau de movimento de liberdade. Desta maneira, o mecanismo de transmissão na presente invenção pode conduzir o instrumento terminal para atingir um movimento de três graus de liberdade. Por exemplo, cada um dentre o primeiro grau de liberdade e o segundo grau de liberdade pode ser um grau de liberdade do instrumento terminal que gira em torno de um determinado eixo geométrico, e o terceiro grau de liberdade pode ser um grau de liberdade do instrumento terminal que se move ao longo de uma determinada direção. Isto pode ser especificamente determinado de acordo com condição reais, e a presente invenção não faz nenhuma limitação.
[0055] Nesta modalidade, o mecanismo guia compreende um primeiro mecanismo guia 8 e um segundo mecanismo guia 9. Os eixos geométricos do primeiro eixo de impulsão 1, do segundo eixo de impulsão 2, do terceiro eixo de impulsão 3, do primeiro mecanismo guia 8 e do segundo mecanismo guia 9 são paralelos uns aos outros. Os mecanismos guias ficam localizados em um primeiro espaço. O primeiro espaço é definido por um primeiro plano formado pelo primeiro eixo de impulsão 1 e pelo segundo eixo de impulsão de 2 e por um segundo plano formado pelos eixos geométricos do segundo eixo de impulsão 2 e pelo terceiro eixo de impulsão 3; e o primeiro mecanismo guia 8 fica mais distante do primeiro eixo de impulsão 1 do que o segundo mecanismo guia 9, e o segundo mecanismo guia 9 fica mais distante do terceiro eixo de impulsão 3 do que o primeiro mecanismo guia 8.
[0056] O primeiro trator 4, bobinado ao redor e conectado de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão 1, é conectado de maneira fixa ao instrumento terminal depois da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do primeiro mecanismo guia 8. O segundo trator 5, bobinado em torno do primeiro eixo de impulsão 1 em uma direção oposta ao primeiro trator 4 e conectado de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão 1, é conectado de maneira fixa ao instrumento terminal depois da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do primeiro mecanismo guia 8. O terceiro trator 6, bobinado ao redor e conectado de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão 3, é conectado de maneira fixa ao instrumento terminal depois da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do segundo mecanismo guia 9. O quarto trator 7, bobinado em torno do terceiro eixo de impulsão 3 em uma direção oposta ao terceiro trator 6 e conectado de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão 3, é conectado de maneira fixa ao instrumento terminal depois da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do segundo mecanismo guia 9. Na FIGURA 1, o primeiro trator 4 e o segundo trator 5 passam através do mesmo lado do primeiro mecanismo guia 8, e o terceiro trator 6 e o quarto trator 7 passam através do mesmo lado do segundo mecanismo guia 9. Além disso, o primeiro trator 4 e o segundo trator 5 passam através do primeiro mecanismo guia 8 do lado do primeiro mecanismo guia 8 afastado do segundo eixo de impulsão 2, e o terceiro trator 6 e o quarto trator 7 passam através do segundo mecanismo guia 9 do lado do segundo mecanismo guia 9 afastado do segundo eixo de impulsão 2.
[0057] Nesta modalidade, o mecanismo de transmissão também compreende conectores, isto é, um primeiro conector 10 e um segundo conector 11. Uma extremidade do primeiro conector 10 é conectada de maneira fixa ao segundo eixo de impulsão 2, e a outra extremidade do primeiro conector 10 é conectada de maneira fixa ao primeiro mecanismo guia 8. O primeiro mecanismo guia 8 pode ser girável. Uma extremidade do segundo conector 11 é conectada de maneira fixa ao segundo eixo de impulsão 2, e a outra extremidade do segundo conector 11 é conectada de maneira fixa ao segundo mecanismo guia 9. O segundo mecanismo guia 9 pode ser girável. O primeiro conector 10 e o segundo conector 11 não se interceptam, e são cada um deles intercepta verticalmente com o eixo geométrico do segundo eixo de impulsão 2. Isto é, o ponto de interseção do primeiro conector 10 e do segundo eixo de impulsão 2 e o ponto da interseção do segundo conector 11 e do segundo eixo de impulsão 2 ficam localizados a alturas diferentes do segundo eixo de impulsão 2.
[0058] Além disso, o mecanismo de transmissão também compreende um mecanismo guia de saída, isto é, um primeiro mecanismo guia de saída 13 e um segundo mecanismo guia de saída 13. O mecanismo guia de saída (o primeiro mecanismo guia de saída 12 e o segundo mecanismo guia de saída 13) fica localizado em um segundo espaço. O segundo espaço é definido por um terceiro plano formado pelos eixos geométricos do primeiro eixo de impulsão 1 e do terceiro eixo de impulsão 3, por um quarto plano formado pelos eixos geométricos do segundo eixo de impulsão 2 e do primeiro mecanismo guia 8, e por um quinto plano formado pelos eixos geométricos do segundo eixo de impulsão 2 e do segundo mecanismo guia 9. Cada um dos eixos geométricos do primeiro mecanismo guia de saída 12 e do segundo mecanismo guia de saída 13 é perpendicular ao eixo geométrico do segundo eixo de impulsão 2, e os eixos geométricos do primeiro mecanismo guia de saída 12 e do segundo mecanismo guia de saída 13 não se interceptam.
[0059] Na presente invenção, as características "cada um dos eixos geométricos do primeiro mecanismo guia de saída 12 e do segundo mecanismo guia de saída 13 é perpendicular ao eixo geométrico do segundo eixo de impulsão 2, e os eixos geométricos do primeiro mecanismo guia de saída 12 e do segundo mecanismo guia de saída 13 não se interceptam" devem ser compreendidas como qualquer plano perpendicular ao eixo geométrico do segundo eixo de impulsão 2 passa através de no máximo um dos eixos geométricos do primeiro mecanismo guia de saída 12 e do segundo mecanismo guia de saída 13.
[0060] Na presente invenção, o primeiro espaço deve ser compreendido como um espaço encerrado definido pelo primeiro plano, pelo segundo plano e pelo terceiro plano, e, de maneira correspondente, o eixo geométrico do segundo eixo de impulsão 2 fica localizado no primeiro espaço. O segundo espaço deve ser compreendido como um espaço semiaberto definido pelo terceiro plano, pelo quarto plano e pelo quinto plano e, de maneira correspondente, o eixo geométrico do segundo eixo de impulsão 2 não fica localizado no segundo espaço.
[0061] O primeiro trator 4, depois de ser bobinado em torno do primeiro eixo de impulsão 1 e conectado de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão 1 e da mudança da direção mediante a passagem através de um lado do primeiro mecanismo guia 8, é conectado de maneira fixa ao instrumento terminal ainda pela mudança da direção mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia de saída 12. O segundo trator 5, depois de ser bobinado em torno do primeiro eixo de impulsão 1 em uma direção oposta ao primeiro trator 4 e conectado de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão 1 e da mudança da direção mediante a passagem através de um lado do primeiro mecanismo guia 8, é conectado de maneira fixa ao instrumento terminal ainda pela mudança da direção mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia de saída 12.
[0062] O terceiro trator 6, depois de ser bobinado em torno do terceiro eixo de impulsão 3 e conectado de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão 3 e da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do segundo mecanismo guia 9, é conectado de maneira fixa ao instrumento terminal ainda pela mudança da direção mediante a passagem através do segundo mecanismo guia de saída 13. O quarto trator 7, depois de ser bobinado em torno do terceiro eixo de impulsão 3 em uma direção oposta ao terceiro trator 6 e conectado de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão 3 e da mudança de direção mediante a passagem através do mesmo lado do segundo mecanismo guia 9, é conectado de maneira fixa ao instrumento terminal ainda pela mudança da direção mediante a passagem através do segundo mecanismo guia de saída 13.
[0063] Em uma modalidade possível, a distância entre o eixo geométrico do segundo eixo de impulsão 2 e o eixo geométrico do primeiro eixo de impulsão 1 é igual à distância entre o eixo geométrico do segundo eixo de impulsão 2 e o eixo geométrico do terceiro eixo de impulsão 3, isto é, as distâncias verticais do segundo eixo de impulsão 2 para cada um dentre o primeiro de impulsão 1 e o terceiro eixo de impulsão 3 são iguais de modo a facilitar a otimização do volume do mecanismo de transmissão.
[0064] Em uma outra modalidade possível, o mecanismo guia de saída (o primeiro mecanismo guia de saída 12 e o segundo mecanismo guia de saída 13) fica localizado em um plano médio vertical do plano (isto é, o terceiro plano acima) formado pelo eixo geométrico do primeiro eixo de impulsão 1 e pelo eixo geométrico do terceiro eixo de impulsão 3. O "plano médio vertical" refere-se a um plano perpendicular ao plano onde o eixo geométrico do primeiro eixo de impulsão 1 e o eixo geométrico do terceiro eixo de impulsão 3 ficam localizados, e as distâncias de qualquer ponto no plano médio vertical para cada um dentre o eixo geométrico do primeiro eixo de impulsão 1 e o eixo geométrico dos três eixos de impulsão 3 são iguais. Alternativamente, o primeiro mecanismo guia de saída 12 e o segundo mecanismo guia de saída 13 são simétricos com respeito ao plano médio vertical.
[0065] Tal como mostrado na FIGURA 1, quando o segundo eixo de impulsão 2 gira dentro de uma determinada faixa de ângulo, o primeiro conector 10 e o segundo conector 11 giram juntos com o segundo eixo de impulsão 2 e, ao mesmo tempo, o primeiro mecanismo guia 8 e o segundo mecanismo guia 9 conectados aos dois conectores também são girados (revolvidos) em torno do segundo eixo de impulsão 2. Durante a rotação do primeiro mecanismo guia 8, os comprimentos das porções do primeiro trator 4 e do segundo trator 5 entre o primeiro mecanismo guia 8 e o primeiro eixo de impulsão 1 mudam de maneira correspondente. Uma vez que o comprimento total de cada um dentre o primeiro trator 4 e o segundo trator 5 é constante, o primeiro trator 4 e o segundo trator 5 geram um movimento para a frente e para trás. Similarmente, o terceiro trator 6 e o quarto trator 7 também geram um movimento para a frente e para trás em conjunto. Para a posição específica de cada componente mostrado na FIGURA 1, quando o segundo eixo de impulsão 2 gira no sentido anti-horário dentro de uma primeira faixa de ângulo, os comprimentos das porções do primeiro trator 4 e do segundo trator 5 entre o primeiro mecanismo guia 8 e o primeiro eixo de impulsão 1 ficam mais longos, e os comprimentos das porções do terceiro trator 6 e do quarto trator 7 entre o segundo mecanismo guia 9 e o terceiro eixo de impulsão 3 ficam mais curtos, de modo que as extremidades distais do primeiro trator 4 e do segundo trator 5 irão se mover se afastando do mecanismo de transmissão, e as extremidades distal do terceiro trator 6 e do quarto trator 7 irão se mover para perto do mecanismo de transmissão; caso contrário, quando o segundo eixo de impulsão 2 gira no sentido horário dentro de uma segunda faixa de ângulo, as extremidades distal do terceiro trator 6 e do quarto do trator 7 movem se afastando do mecanismo de transmissão, e o primeiro trator 4 e o segundo trator 5 se movem em conjunto para perto do mecanismo de transmissão. O sexto plano é formado pelo mecanismo guia de saída e pelo eixo geométrico do segundo eixo de impulsão. O primeiro ângulo diédrico é formado pelo segundo plano e pelo quarto plano, e o segundo ângulo diédrico é formado pelo quinto plano e pelo sexto plano. O primeiro ângulo é um valor mínimo de um ângulo de plano do primeiro ângulo diédrico e um ângulo de plano do segundo ângulo diédrico. O terceiro ângulo diédrico é formado pelo quarto plano e pelo sexto plano, e o quarto ângulo diédrico é formado pelo primeiro plano e pelo quinto plano. O segundo ângulo é um valor mínimo de um ângulo de plano do terceiro ângulo diédrico e um ângulo de plano do quarto ângulo diédrico. Desse modo, o primeiro trator 4, o segundo trator 5, o terceiro trator 6 e o quarto trator 7 impelem o instrumento terminal para atingir um terceiro grau de movimento de liberdade. As extremidades proximais e as extremidades distais dos tratores serão descritas especificamente a seguir.
[0066] Nesta modalidade, os tratores são descritos especificamente tal como segue.
[0067] O primeiro trator 4 compreende uma primeira extremidade, um primeiro corpo 41 que se estende da primeira extremidade, e uma segunda extremidade conectada ao primeiro corpo 41; a primeira extremidade (isto é, a extremidade proximal do primeiro trator 4) é bobinada em torno do primeiro eixo de impulsão 1 e conectada de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão 1; o primeiro corpo 41 passa através de um lado do primeiro mecanismo guia 8 e se estende para a segunda extremidade depois que a sua direção é mudada pelo primeiro mecanismo guia de saída 12; e a segunda extremidade (isto é, a extremidade distal do primeiro trator 4) é conectada de maneira fixa ao instrumento terminal.
[0068] O segundo trator 5 compreende uma terceira extremidade, um segundo corpo 51 que se estende da terceira extremidade, e uma quarta extremidade conectada ao segundo corpo 51; a terceira extremidade (isto é, a extremidade proximal do segundo trator 5) é bobinada em torno do primeiro eixo de impulsão 1 em uma direção oposta à primeira extremidade e conectada de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão 1; o segundo corpo 51 passa através de um lado do primeiro mecanismo guia 8 e se estende para a quarta extremidade depois que a sua direção é mudada pelo primeiro mecanismo guia de saída 12; e a quarta extremidade (isto é, a extremidade distal do segundo trator 5) é conectada de maneira fixa ao instrumento terminal, em que o segundo corpo 51 e o primeiro corpo 41 passam através do primeiro mecanismo guia 8 a partir de um mesmo lado do primeiro mecanismo guia 8. O segundo corpo 51 e o primeiro corpo 41 podem passar através do primeiro mecanismo guia 8 a partir do lado do primeiro mecanismo guia 8 se afastando do segundo eixo de impulsão 2.
[0069] O terceiro trator 6 compreende uma quinta extremidade, um terceiro corpo 61 que se estende da quinta extremidade, e uma sexta extremidade conectada ao terceiro corpo 61; a quinta extremidade (isto é, a extremidade proximal do terceiro trator 6) é bobinada em torno do terceiro eixo de impulsão 3 e conectada de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão 3; o terceiro corpo 61 passa através de um lado do segundo mecanismo guia 9 e se estende para a sexta extremidade depois que a sua direção é mudada pelo segundo mecanismo guia de saída 13; e a sexta extremidade (isto é, a extremidade distal do terceiro trator 6) é conectada de maneira fixa ao instrumento terminal.
[0070] O quarto trator 7 compreende uma sétima extremidade, um quarto corpo 71 que se estende da sétima extremidade, e uma oitava extremidade conectada ao quarto corpo 71; a sétima extremidade (isto é, a extremidade proximal do quarto trator 7) é bobinada em torno do terceiro eixo de impulsão 3 em uma direção oposta à quinta extremidade e conectada de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão 3; o quarto corpo 71 passa através de um lado do segundo mecanismo guia 9 e se estende para a oitava extremidade depois que a sua direção é mudada pelo segundo mecanismo guia de saída 13; e a oitava extremidade (isto é, a extremidade distal do quarto trator 7) é conectada de maneira fixa ao instrumento terminal. O quarto corpo 71 e o terceiro corpo 61 passam através do segundo mecanismo guia 9 a partir do mesmo lado do segundo mecanismo guia 9. O quarto corpo 71 e o terceiro corpo 61 podem passar através do segundo mecanismo guia 9 a partir do lado do segundo mecanismo guia 9 se afastando do segundo eixo de impulsão 2.
[0071] Alternativamente, na direção axial, o segundo mecanismo guia 9 fica localizado acima do primeiro mecanismo guia 8 e, por conseguinte, o segundo mecanismo guia de saída 13 fica localizado acima do primeiro mecanismo guia de saída 12. Cada um dentre o terceiro corpo 61 e o quarto corpo 71, depois de ser conectado de maneira fixa ao terceiro eixo de impulsão 3, passa sobre o primeiro corpo 41 e o segundo corpo 51 (mostrado na FIGURA 1), é bobinado em torno do segundo mecanismo guia 9 para mudar a direção, e é conectado de maneira fixa ao instrumento terminal depois de passar outra vez sobre o primeiro corpo 41 e o segundo corpo 51, e é bobinado em torno do segundo mecanismo guia 9. Certamente, na direção axial, o segundo mecanismo guia 9 também pode ficar localizado abaixo do primeiro mecanismo guia 8 e, por conseguinte, o segundo mecanismo guia de saída 13 fica localizado abaixo do primeiro mecanismo guia de saída 12. No entanto, o terceiro corpo 61 e o quarto corpo 71 também podem passar sob o primeiro corpo 41 e o segundo corpo 51 (não mostrado), e são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal depois de passar outra vez sob o primeiro corpo 41 e o segundo corpo 51 e ser bobinados ao segundo mecanismo guia de saída 13. Aqui, pode ser compreendido que o terceiro corpo 61 e o quarto corpo 71 ficam localizados sempre no mesmo lado do primeiro corpo 41 e do segundo corpo 51. Desta maneira, os quatro tratores se estendem substancialmente em paralelo e não interferem uns nos outros para assegurar a confiabilidade da operação do mecanismo. Além disso, os comprimentos dos quatro tratores bobinados em torno dos eixos de impulsão correspondentes são determinados de acordo com o curso do instrumento terminal, e a presente invenção não faz aqui limitações particulares.
[0072] Cada um dentre o primeiro mecanismo guia 8 e o segundo mecanismo guia 9 pode compreender duas rodas coaxialmente montadas, e também cada um dentre o primeiro mecanismo guia de saída 12 e o segundo mecanismo guia de saída 13 compreender duas rodas coaxialmente montadas e cada roda ser girável.
[0073] O primeiro eixo de impulsão 1 e/ou o terceiro eixo de impulsão 3 compreenderem rotores, isto é, um primeiro rotor 14 e um segundo rotor 15. O primeiro rotor 14 é travado no primeiro eixo de impulsão 1, e o segundo rotor 15 é travado no terceiro eixo de impulsão 3. Além disso, a superfície de cada rotor é provida com dois furos alternantes na direção circunferencial. Uma extremidade do trator é ficada no furo depois que o corpo do trator é bobinado ao redor e conectado de maneira fixa ao rotor do eixo de impulsão correspondente. Por exemplo, a primeira extremidade é fixada em um furo do primeiro rotor 14 depois de ser bobinada em torno do primeiro rotor, e a terceira extremidade é fixada em um furo 14 ou um outro furo do primeiro rotor 14 depois de ser bobinada em torno do primeiro rotor 14 em uma direção oposta à primeira extremidade. Similarmente, o segundo rotor 15, o terceiro eixo de impulsão 3, o terceiro trator 6 e o quarto trator 7 podem ser dispostos com base no mesmo princípio.
[0074] Esta modalidade difere da Modalidade 1, a vez que esta modalidade tem quatro mecanismos guias, e também inclui mais dois mecanismos guias além do primeiro mecanismo guia 8 e do segundo mecanismo guia 9, isto é, um terceiro mecanismo guia 16 e um quarto mecanismo guia 17. Além disso, o modo de enrolamento de cada trator é ajustado de maneira correspondente, especificamente tal como mostrado nas FIGURAS 2 a 4, e os ajustes restantes do mecanismo de transmissão podem ser os mesmos que aqueles da Modalidade 1. A FIGURA 2 é uma vista de projeção axial de um mecanismo de transmissão da Modalidade 1 da presente invenção. A FIGURA 3 é uma vista em perspectiva do mecanismo de transmissão mostrado na FIGURA 2. A FIGURA 4 é uma vista esquemática parcial do mecanismo de transmissão mostrado na FIGURA 3.
[0075] Especificamente, o terceiro mecanismo guia 16 e o quarto mecanismo guia 17 são acoplados em torno do segundo eixo de impulsão 2, e o terceiro mecanismo guia 16 e o quarto mecanismo guia 17 não coincidem na direção axial do segundo eixo de impulsão 2, isto é, localizados a alturas axiais diferentes. O terceiro mecanismo guia 16 e o quarto mecanismo guia 17 podem ser giráveis (isto é, ser conectados de maneira girável ao segundo eixo de impulsão 2), e também podem ser conectados de maneira fixa ao segundo eixo de impulsão 2 (isto é, não podem ser girados).
[0076] O primeiro corpo 41, depois de ser bobinado em torno do primeiro eixo de impulsão 1 e da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do primeiro mecanismo guia 8 e do terceiro mecanismo guia 16, se estende para a sua segunda extremidade e tem a segunda extremidade conectada de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia de saída 12. Por conseguinte, o segundo corpo 51, depois de ser bobinado em torno do primeiro eixo de impulsão 1 na direção oposta e da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do primeiro mecanismo guia 8 e do terceiro mecanismo guia 16, se estende para a sua quarta extremidade e tem a quarta extremidade conectada de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia de saída 12. Em particular, o primeiro corpo 41 e o segundo corpo 51 passam através do primeiro mecanismo guia 8 a partir do lado do primeiro mecanismo guia 8 se afastando do segundo eixo de impulsão 2. Similarmente, o terceiro corpo 61, depois de ser bobinado ao redor e da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do segundo mecanismo guia 9 e do quarto mecanismo guia 17, se estende para a sua sexta extremidade e tem a sexta extremidade conectada de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do segundo mecanismo guia de saída 13. Por conseguinte, o quarto corpo 71, depois de ser bobinado em torno do terceiro eixo de impulsão 3 na direção oposta e da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do segundo mecanismo guia 9 e do quarto mecanismo guia 17, se estende para a sua oitava extremidade e tem a oitava extremidade conectada de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do segundo mecanismo guia de saída 13. Similarmente, o terceiro corpo 61 e o quarto corpo 71 passam através do segundo mecanismo guia 9 a partir do lado do segundo mecanismo guia 9 se afastando do segundo eixo de impulsão 2.
[0077] Tal como mostrado nas FIGURAS 2 a 4, se o segundo mecanismo guia 9 ficar localizado acima do primeiro mecanismo guia 8 ao longo da direção axial, o quarto mecanismo guia 17 fica localizado de maneira correspondente acima do terceiro mecanismo guia 16; caso contrário, se o segundo mecanismo guia 9 ficar localizado abaixo do primeiro mecanismo guia 8 ao longo da direção axial, então o quarto mecanismo guia 17 fica localizado abaixo do terceiro mecanismo guia 16.
[0078] Alternativamente, cada um dentre o primeiro corpo 41 e o segundo corpo 51 passa através do mesmo lado do primeiro mecanismo 8 e do terceiro mecanismo guia 16 e, similarmente, cada um dentre o terceiro corpo 61 e o quarto corpo 71 passa através do mesmo lado do segundo mecanismo guia 9 e do quarto mecanismo guia 17. Aqui, o "mesmo lado" refere-se a uma linha que conecta o ponto tangencial formado por um trator correspondente que sai de um mecanismo guia e o ponto tangencial formado por um trator correspondente que entra no outro mecanismo guia e é paralelo à linha de conexão entre os pontos centrais de tais dois mecanismos guias. Por exemplo, a linha de conexão entre o ponto tangencial formado pelo primeiro corpo 41 que sai do primeiro mecanismo guia 8 e o ponto tangencial formado pelo primeiro corpo 41 que entra no terceiro mecanismo guia 16 é paralela à linha de conexão entre os pontos centrais do primeiro mecanismo guia 8 e do terceiro mecanismo guia 16 (o centro de rotação do mecanismo guia). Definições similares são aplicáveis a três outros corpos.
[0079] Assim, outras formas estruturais do mecanismo de transmissão de acordo com a Modalidade 2 são similares àquelas do mecanismo de transmissão de acordo com a Modalidade 1. Favor consultar a Modalidade 1 para detalhes. Além disso, o modo de trabalho do mecanismo de transmissão de acordo com a Modalidade 2 é o mesmo que aquele do mecanismo de transmissão de acordo com a Modalidade 1. Isto é, o primeiro eixo de impulsão 1 gira para conduzir o primeiro trator 4 e o segundo trator 5 para que se movam em direções opostas, de modo a conduzir o instrumento terminal para atingir o primeiro grau de movimento de liberdade; o terceiro eixo de impulsão 3 gira para conduzir o terceiro trator 6 e o quarto trator 7 para que se movam em direções opostas, de modo a conduzir o instrumento terminal para atingir o segundo grau de movimento de liberdade; o segundo eixo de impulsão 2 gira para conduzir os quatro tratores para que se movam simultaneamente, e dirige o instrumento terminal para atingir o terceiro grau de movimento de liberdade.
[0080] Esta modalidade difere da Modalidade 2, uma vez que cada um dentre o terceiro mecanismo guia 16 e o quarto mecanismo guia 17 desta modalidade é disposto em um conector, isto é, disposto no terceiro conector 18 e no quarto conector 19, ao invés de serem acoplados em torno do segundo eixo de impulsão 2. O terceiro conector 18 e o quarto conector 19 não se interceptam, e cada um deles é perpendicular ao eixo geométrico do segundo eixo de impulsão 2. Além disso, o quarto mecanismo guia 17 fica mais distante do primeiro eixo de impulsão 1 do que o terceiro mecanismo guia 16, e o terceiro mecanismo guia 16 fica mais distante do terceiro eixo de impulsão 3 do que o quarto mecanismo guia 17.
[0081] Uma extremidade do terceiro conector 18 é fixada no segundo eixo de impulsão 2, e a outra extremidade do terceiro conector 18 é conectada ao terceiro mecanismo guia 16. Uma extremidade do quarto conector 19 é fixada no segundo eixo de impulsão 2, e a outra extremidade é conectada ao quarto mecanismo guia 17. Favor consultar a FIGURA 5, uma vista de projeção axial do mecanismo de transmissão de acordo com a Modalidade 3 da presente invenção, para detalhes.
[0082] Na FIGURA 5, o primeiro conector 10, o segundo conector 11, o terceiro conector 18 e o quarto conector 19 são sequencialmente espaçados e distribuídos na direção circunferencial e distribuídos na direção axial de uma maneira alternante para impedir a interferência entre os tratores. Alternativamente, o primeiro conector 10 e o terceiro conector 18 ficam na mesma altura do segundo eixo de impulsão 2, em que o segundo conector 11 e o quarto conector 19 ficam na mesma altura do segundo eixo de impulsão 2, e o primeiro conector 10 e o segundo conector 11 ficam localizados a alturas diferentes do segundo eixo de impulsão 2 (isto é, o terceiro conector 18 não coincide com o quarto conector 19 na direção axial do segundo eixo de impulsão 2); ou o primeiro conector 10 e o terceiro conector são dispostos adjacentes um ao outro na direção axial, com o segundo conector 11 e o quarto conector 19 dispostos adjacentes um ao outro na direção axial, mas o primeiro conector 10 e o terceiro conector 18 são espaçados do segundo conector 11 e do quarto conector 19 por uma grande distância axial para facilitar a extensão dos tratores. Por exemplo, o primeiro corpo 41, depois de ser bobinado em torno do primeiro eixo de impulsão 1 e da mudança de direção mediante a passagem através do lado de cada um dentre o primeiro mecanismo guia 8 e o terceiro mecanismo guia 16 afastado do segundo eixo de impulsão 2, se estende para a sua segunda extremidade e tem a segunda extremidade conectada de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia de saída 12. Por conseguinte, o segundo corpo 51, depois da mudança de direção mediante a passagem através do lado de cada um dentre o primeiro mecanismo guia 8 e o terceiro mecanismo guia 16 afastado do segundo eixo de impulsão 2, se estende para a sua quarta extremidade e tem a quarta extremidade conectada de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia de saída 12. Similarmente, o terceiro corpo 61, depois de ser bobinado em torno do terceiro eixo de impulsão 3 e da mudança de direção mediante a passagem através do lado de cada um dentre o segundo mecanismo guia 9 e o quarto mecanismo guia 17 afastado do segundo eixo de impulsão 2, se estende para a sua sexta extremidade e tem a sexta extremidade conectada de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do segundo mecanismo 13. Similarmente, o quarto corpo 71, depois da mudança de direção mediante a passagem através de um lado de cada um dentre o segundo mecanismo guia 9 e o quarto mecanismo guia 17 afastado do segundo eixo de impulsão 2, se estende para a sua oitava extremidade e tem a oitava extremidade conectada de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do segundo mecanismo guia de saída 13.
[0083] Na FIGURA 5, cada um dentre o primeiro corpo 41 e o segundo corpo 51 passa através do primeiro mecanismo 8 e do terceiro mecanismo 16 e, similarmente, cada um dentre o terceiro corpo 61 e o quarto corpo 71 passa cada através do mesmo lado do segundo mecanismo guia 9 e do quarto mecanismo guia 17. Aqui, o "mesmo lado" nesta modalidade tem uma mesma definição que aquela na Modalidade 2. O "mesmo lado" refere-se a uma linha de conexão que conecta o ponto tangencial formado por um trator correspondente que sai de um mecanismo guia e o ponto tangencial formado por um trator correspondente que entra no outro mecanismo guia e é paralelo à linha de conexão entre os pontos centrais de tais dois mecanismos guias. Por exemplo, a linha de conexão entre o ponto tangencial formado pelo primeiro corpo 41 que sai do primeiro mecanismo guia 8 e o ponto tangencial formado pelo primeiro corpo 41 que entra no terceiro mecanismo guia 16 é paralela à linha de conexão entre os pontos centrais do primeiro mecanismo guia 8 e do terceiro mecanismo guia 16 (o centro de rotação do mecanismo guia). Definições similares são aplicáveis a três outros corpos.
[0084] Em conclusão, configurações diferentes do mecanismo de transmissão são descritas em detalhes através das modalidades acima. Certamente, a presente invenção inclui, mas sem ficar a elas limitada, as configurações listadas nas modalidades acima, e quaisquer transformações feitas com base nas configurações fornecidas pelas modalidades acima estão todas dentro do âmbito de proteção da presente invenção. Os elementos versados na técnica podem extrair inferências sobre outros casos a partir de um caso de acordo com o conteúdo das modalidades acima.
[0085] O mecanismo de transmissão provido pela presente invenção, quando usado para conduzir o instrumento terminal do instrumento cirúrgico para que se mova, envolve somente quatro tratores, três eixos de impulsão e mecanismos guias, permitindo desse modo um número diminuído de peças selecionadas, e também resultando em um custo baixo.
[0086] Além disso, o mecanismo de transmissão da presente invenção pode atingir três graus de movimento de liberdade do instrumento terminal apenas pela rotação de três eixos de impulsão para conduzir os quatro tratores correspondentes para que se movam, desse modo tendo uma estrutura simples. Em comparação com o mecanismo de transmissão existente que usa seis cordões de fios (aqui, na técnica anterior, a realização de um grau de movimento de liberdade na extremidade do instrumento requer geralmente dois cordões de fios para conduzir, então a realização de três graus de movimento de liberdade na extremidade do instrumento requer seis cordões de fios), meramente o uso de quatro tratores para atingir três graus de movimento de liberdade pode reduzir o número de cordões de fios, economizar espaço, simplificar o controle no conduzir, e permitir desse modo que os instrumentos cirúrgicos sejam feitos menores, o que permite por sua vez uma ferida minimamente invasiva para aliviar a dor do paciente e também uma flexibilidade melhorada da operação cirúrgica devido ao movimento mais flexível do instrumento cirúrgico no espaço pequeno do corpo humano.
[0087] Deve ser compreendido pelos elementos versados na técnica que o mecanismo de transmissão da presente invenção realiza o acesso ao movimento de três junções dos quatro tratores através do desacoplamento do movimento dos quatro tratores, de modo que o movimento das três junções que dirigem o instrumento terminal é obtido pelo movimento dos quatro tratores desacoplados.
[0088] Além disso, cada um dos tratores acima é um fio, um cordão, uma correia, etc., que não é limitado na presente invenção.
[0089] Além disso, com base no mecanismo de transmissão acima, esta modalidade também provê um instrumento cirúrgico, que compreende o mecanismo de transmissão fornecido nas modalidades acima e é configurado para conduzir o instrumento terminal 20 localizado na extremidade do instrumento cirúrgico para que se mova em três graus de liberdade. O chamado "terminal" refere-se a uma extremidade afastada do operador do produto. Uma vez que o instrumento cirúrgico desta modalidade emprega o mecanismo de transmissão das modalidades acima, os efeitos vantajosos do instrumento cirúrgico obtidos pelo mecanismo de transmissão podem ser consultados nas modalidades acima.
[0090] Aqui, devido à disposição compacta do mecanismo de transmissão, o espaço de montagem do instrumento cirúrgico pode ser economizado de maneira eficaz, de modo que o volume do instrumento cirúrgico possa ser menor, e a estabilidade e a confiabilidade do instrumento cirúrgico podem ser asseguradas de modo eficaz. Além disso, o peso do instrumento cirúrgico também é reduzido bastante com base na transmissão do trator, que satisfaz os requisitos de desenvolvimento de pouco peso.
[0091] A FIGURA 6 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico de acordo com uma modalidade da presente invenção. A FIGURA 7 é uma vista em perspectiva de um mecanismo de transmissão em um conjunto de instrumentos de acordo com uma modalidade da presente invenção. Tal como mostrado nas FIGURAS 6 e 7, o instrumento cirúrgico também inclui um conjunto de instrumentos 21, configurada para fixar o mecanismo de transmissão ao dispor o mecanismo de transmissão acima no conjunto de instrumentos 21.
[0092] O instrumento cirúrgico também inclui um tubo 22. O tubo 22 é conectado à caixa 21 e ao instrumento terminal 20, respectivamente. Todos os tratores, depois da mudança da direção mediante a passagem através dos mecanismos guias do mecanismo de transmissão, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal 20 através do tubo 22.
[0093] Além disso, o instrumento terminal de acordo com uma modalidade inclui uma primeira junção, uma segunda junção e uma terceira junção. A primeira junção é dirigida pelo primeiro trator 4 e pelo segundo trator 5 para realizar o primeiro grau de movimento de liberdade. A segunda junção é dirigida pelo terceiro trator 6 e pelo quarto trator 7 para realizar o segundo grau de movimento de liberdade. A terceira junção é dirigida pelo primeiro trator 4, pelo segundo trator 5, pelo terceiro trator 6 e pelo quarto trator 7 para realizar o terceiro grau de movimento de liberdade.
[0094] A descrição acima é somente uma descrição das modalidades possível da presente invenção, e não quaisquer limitações ao âmbito da presente invenção. Quaisquer mudanças e modificações feitas pelos elementos versados na técnica de acordo com a descrição acima se enquadram dentro do âmbito de proteção das concretizações.
Claims (16)
1. Mecanismo de transmissão disposto em um instrumento cirúrgico e configurado para conduzir um instrumento terminal localizado em uma extremidade do instrumento cirúrgico para que se mova, em que o mecanismo de transmissão compreende: eixos de impulsão que compreendem um primeiro eixo de impulsão, um segundo eixo de impulsão e um terceiro eixo de impulsão que são arranjados em paralelo; tratores que compreendem um primeiro trator, um segundo trator, um terceiro trator e um quarto trator; e um mecanismo guia; em que o primeiro trator e o segundo trator são bobinados em torno do primeiro eixo de impulsão em direções opostas, conectados de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão, e conectados de maneira fixa ao instrumento terminal após a mudança da direção através do mecanismo guia; e o terceiro trator e o quarto trator são bobinados em torno do terceiro eixo de impulsão em direção opostas, conectados de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão, e conectados de maneira fixa ao instrumento terminal após a mudança da direção através do mecanismo guia; caracterizado pelo fato de que o mecanismo guia é configurado de maneira tal que, quando o segundo eixo de impulsão gira, uma direção do movimento das porções do primeiro trator e do segundo trator localizada entre o mecanismo guia e o instrumento terminal é oposta a uma direção do movimento das porções do terceiro trator e do quarto trator localizada entre o mecanismo guia e o instrumento terminal.
2. Mecanismo de transmissão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismo guia compreende um primeiro mecanismo guia e um segundo mecanismo guia, em que os eixos geométricos do primeiro mecanismo guia e do segundo mecanismo guia são paralelos aos eixos geométricos dos eixos de impulsão; em que o mecanismo guia fica localizado em um primeiro espaço definido por um primeiro plano formado pelos eixos geométricos do primeiro eixo de impulsão e do segundo eixo de impulsão, e um segundo plano formado pelos eixos geométricos do segundo eixo de impulsão e do terceiro eixo de impulsão; em que o primeiro mecanismo guia fica mais distante do primeiro eixo de impulsão do que o segundo mecanismo guia, e o segundo mecanismo guia fica mais distante do terceiro eixo de impulsão do que o primeiro mecanismo guia; em que o primeiro trator e o segundo trator, bobinados em torno do primeiro eixo de impulsão em direções opostas e conectados de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal após a mudança da direção mediante a passagem através de um mesmo lado do primeiro mecanismo guia; e o terceiro trator e o quarto trator, bobinados em torno do terceiro eixo de impulsão em direções opostas e conectados de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal após a mudança da direção mediante a passagem através de um mesmo lado do segundo mecanismo guia.
3. Mecanismo de transmissão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: conectores, os quais compreendem um primeiro conector e um segundo conector; em que o primeiro conector e o segundo conector não se interceptam, e cada um deles é perpendicular ao eixo geométrico do segundo eixo de impulsão; uma extremidade do primeiro conector é conectada de maneira fixa ao segundo eixo de impulsão com a outra extremidade do primeiro conector sendo conectada de maneira fixa ao primeiro mecanismo guia; e uma extremidade do segundo conector é conectada de maneira fixa ao segundo eixo de impulsão, com a outra extremidade do segundo conector sendo conectada de maneira fixa ao segundo mecanismo guia.
4. Mecanismo de transmissão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um mecanismo guia de saída, o qual compreende um primeiro mecanismo guia de saída e um segundo mecanismo guia de saída; em que o mecanismo guia de saída fica localizado em um segundo espaço definido por um terceiro plano formado pelos eixos geométricos do primeiro eixo de impulsão e do terceiro eixo de impulsão, um quarto plano formado pelos eixos geométricos do segundo eixo de impulsão e do primeiro mecanismo guia, e um quinto plano formado pelos eixos geométricos do segundo eixo de impulsão e do segundo mecanismo guia; em que os eixos geométricos do primeiro mecanismo guia de saída e do segundo mecanismo guia de saída são perpendiculares ao eixo geométrico do segundo eixo de impulsão, e os eixos geométricos do primeiro mecanismo guia de saída e do segundo mecanismo guia de saída não se interceptam; em que o primeiro trator e o segundo trator, após a mudança da direção mediante a passagem através de um mesmo lado do primeiro mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia de saída; e o terceiro trator e o quarto trator, após a mudança da direção mediante a passagem através do mesmo lado do segundo mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal ainda mediante a passagem através do segundo mecanismo guia de saída.
5. Mecanismo de transmissão, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o mecanismo guia também compreende um terceiro mecanismo guia e um quarto mecanismo guia que são acoplados em torno do segundo eixo de impulsão; e o terceiro mecanismo guia não coincide com o quarto mecanismo guia em uma direção axial do segundo eixo de impulsão; o primeiro trator e o segundo trator, depois de serem bobinados em torno do primeiro eixo de impulsão e da mudança das direções mediante a passagem através de um lado do primeiro mecanismo guia (8) e do terceiro mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal (20) ainda mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia (8) de saída; e o terceiro trator (6) e o quarto trator (7), depois de serem bobinados em torno do terceiro eixo de impulsão (3) e da mudança de direção mediante a passagem através de um lado do segundo mecanismo guia (9) e do quarto mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal (20) ainda mediante a passagem através do segundo mecanismo guia (9) de saída.
6. Mecanismo de transmissão, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o mecanismo guia também compreende um terceiro mecanismo e um quarto mecanismo guia; em que o quarto mecanismo guia fica mais distante do primeiro eixo de impulsão (1) do que o terceiro mecanismo guia, e o terceiro mecanismo guia fica mais distante do terceiro eixo de impulsão (3) do que o quarto mecanismo guia; em que o primeiro trator (4) e o segundo trator (5), depois de serem bobinados em torno do primeiro eixo de impulsão (1) e da mudança da direção mediante a passagem através de um lado o primeiro mecanismo guia (8) e do terceiro mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal (20) ainda mediante a passagem através do primeiro mecanismo guia (8) de saída; e o terceiro trator (6) e o quarto trator (7), depois de serem bobinados em torno do terceiro eixo de impulsão (3) e da mudança da direção mediante a passagem através de um lado do segundo mecanismo guia (9) e do quarto mecanismo guia, são conectados de maneira fixa ao instrumento terminal (20) ainda mediante a passagem através do segundo mecanismo guia (9) de saída.
7. Mecanismo de transmissão, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: conectores que compreendem um terceiro conector e um quarto conector, em que o terceiro conector e o quarto conector não se interceptam, e cada um deles é perpendicular ao eixo geométrico do segundo eixo de impulsão (2); em que uma extremidade do terceiro conector é conectada de maneira fixa ao segundo eixo de impulsão (2) com a outra extremidade do terceiro conector que sendo conectado de maneira fixa ao terceiro mecanismo guia; e uma extremidade do quarto conector é conectada de maneira fixa ao segundo eixo de impulsão (2), com a outra extremidade do quarto conector sendo conectada de maneira fixa ao quarto mecanismo guia.
8. Mecanismo de transmissão, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro trator (4) e o segundo trator (5) passam através do mesmo lado do primeiro mecanismo guia (8) e do terceiro mecanismo guia, e o terceiro trator (6) e o quarto (7) trator passam através do mesmo lado do segundo mecanismo guia (9) e do quarto mecanismo guia.
9. Mecanismo de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma distância entre o eixo geométrico do segundo eixo de impulsão (2) e o eixo geométrico do primeiro eixo de impulsão (1) é igual a uma distância entre o eixo geométrico do segundo eixo movimentação e o eixo geométrico do terceiro eixo de impulsão (3).
10. Mecanismo de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro trator (4) e o segundo trator (5) passam através do primeiro mecanismo guia (8) de um lado do primeiro mecanismo guia (8) afastado do segundo eixo de impulsão (2), e o terceiro trator (6) e o quarto trator (7) passam através do segundo mecanismo guia (9) de um lado do segundo mecanismo guia (9) afastado do segundo eixo de impulsão (2).
11. Mecanismo de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que o mecanismo guia de saída fica localizado em um plano médio vertical do terceiro plano, ou o primeiro mecanismo guia (8) de saída e o segundo mecanismo guia (9) de saída são simétricos com respeito ao plano médio vertical.
12. Mecanismo de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro trator (4) compreende uma primeira extremidade, um primeiro corpo que se estende da primeira extremidade, e uma segunda extremidade conectada ao primeiro corpo; em que a primeira extremidade é bobinada em torno do primeiro eixo de impulsão (1) e conectada de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão (1); o primeiro corpo passa através de um lado do mecanismo guia, e se estende para a segunda extremidade depois que uma direção do mesmo é mudada pelo primeiro mecanismo guia (8) de saída; e a segunda extremidade é conectada de maneira fixa ao instrumento terminal (20); o segundo trator (5) compreende uma terceira extremidade, um segundo corpo que se estende da terceira extremidade, e uma quarta extremidade conectada ao segundo corpo; em que a terceira extremidade é bobinada em torno do primeiro eixo de impulsão (1) em uma direção oposta à primeira extremidade, e conectada de maneira parcialmente fixa ao primeiro eixo de impulsão (1); o segundo corpo passa através de um lado do mecanismo guia, e se estende para a quarta extremidade depois que uma direção do mesmo é mudada pelo primeiro mecanismo guia (8) de saída; e a quarta extremidade é conectada de maneira fixa ao instrumento terminal (20).
13. Mecanismo de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que o terceiro trator (6) compreende uma quinta extremidade, um terceiro corpo que se estende da quinta extremidade, e uma sexta extremidade conectada ao terceiro corpo; em que a quinta extremidade é bobinada em torno do terceiro eixo de impulsão (3) e conectada de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão (3); o terceiro corpo passa através de um lado do mecanismo guia, e se estende para a sexta extremidade depois que uma direção do mesmo é mudada pelo segundo mecanismo guia (9) de saída; e a sexta extremidade é conectada de maneira fixa ao instrumento terminal (20); o quarto trator (7) compreende uma sétima extremidade, um quarto corpo que se estende da sétima extremidade, e uma oitava extremidade conectada ao quarto corpo; em que a sétima extremidade é bobinada em torno do terceiro eixo de impulsão (3) em uma direção oposta à quinta extremidade, e conectada de maneira parcialmente fixa ao terceiro eixo de impulsão (3); o quarto corpo passa através de um lado do mecanismo guia, e se estende para a oitava extremidade depois que uma direção do mesmo é mudada pelo segundo mecanismo guia (9) de saída; a oitava extremidade é conectada de maneira fixa ao instrumento terminal (20); e o terceiro corpo e o quarto corpo ficam sempre localizados em um mesmo lado do primeiro corpo e do segundo corpo.
14. Mecanismo de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que cada um dentre o primeiro mecanismo guia (8) e o segundo mecanismo guia (9) compreende duas rodas coaxialmente montadas, e cada um dentre o primeiro mecanismo guia (8) de saída e o segundo mecanismo guia (9) de saída compreende duas rodas coaxialmente montadas.
15. Mecanismo de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro eixo de impulsão (1) e/ou o terceiro eixo de impulsão (3) também compreendem um rotor (14); em que o rotor (14) é conectado de maneira coaxialmente fixa ao eixo de impulsão correspondente; o rotor (14) é provido com um furo; e o trator (4, 5, 6, 7) é bobinado em torno do rotor (14) do eixo de impulsão correspondente e conectado de maneira fixa ao furo do rotor (14).
16. Instrumento cirúrgico que compreende um instrumento terminal localizado em uma extremidade do instrumento cirúrgico e o mecanismo de transmissão, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de transmissão é configurado para conduzir um instrumento terminal (20) localizado em uma extremidade do instrumento cirúrgico para que se mova.
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